基于plc的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-16 12:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 采用繼電器—接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患。極易發(fā)生故障。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國外大量采用PLC技術(shù)替代繼電器—接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距。隨著PLC技術(shù)在我國的迅猛發(fā)展，我們和國外先進(jìn)技術(shù)的差距會不斷縮小。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)進(jìn)一步促進(jìn)PLC技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是提高我國工業(yè)自動化水平的迫切任務(wù)，此次對于Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借鑒國外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場，以提高搖臂鉆床的工作性能。2 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理我國原來生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和搖臂升降運(yùn)動的操作是通過不能復(fù)位的十字開關(guān)來操作的,它本身不具有欠壓和失壓保護(hù)。因此在主回路中要用一個(gè)接觸器將三相電源引入?，F(xiàn)在的Z3040搖臂鉆床取消了十字開關(guān)，它的電氣原理圖如下所示： Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)電氣原理圖它的主電路、控制電路、信號電路的電源均采用自動開關(guān)引入，自動開關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取代了熔斷器。交流接觸器KM1只主電動機(jī)M1接通或斷開的接觸器，KR1為主電動機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)，所以M2和M3電動機(jī)分別有兩個(gè)接觸器，它們?yōu)镵MKM3和KMKM5。搖臂升降電動機(jī)M冷卻泵電動機(jī)M4均為短時(shí)工作，不設(shè)過載保護(hù)。 控制電路、信號及照明電路控制電路的電源由控制變壓器TC二次側(cè)輸出110V供電，,241號線對地為照明變壓器TD二次側(cè)輸出36V。 主電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制在主電動機(jī)啟動前，首先將自動開關(guān)QQQ4扳到接通狀態(tài)，同時(shí)將配電盤的門關(guān)好并鎖上。然后再將自動開關(guān)Q1扳到接通位置，電源指示燈亮。這時(shí)按下SB1，中間繼電器K1通電并自鎖,為主軸電動機(jī)與其他電動機(jī)的啟動做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下按鈕SB2時(shí)，交流接觸器KM1線圈通電并自鎖使主電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)主電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈HL4亮。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過機(jī)械變換的方法來實(shí)現(xiàn)。 搖臂的升降控制按下按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT1通電吸合，它的瞬動觸點(diǎn)閉合使KM4線圈通電，液壓電動機(jī)M3起動供給壓力油，經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的松開油腔，推動活塞使搖臂松開。同時(shí)活塞桿通過彈簧片使行程開關(guān)ST2的動斷觸點(diǎn)斷開沒，KM4線圈斷電,而ST2的動合觸電（1721）閉合2M線圈通電，它主觸點(diǎn)閉合，2M電動機(jī)旋轉(zhuǎn) 使搖臂上升。如果搖臂沒有松開，ST2的動合觸點(diǎn)不能閉合，搖臂升降電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，這樣就保證了只有搖臂的可靠松開后方可使搖臂上升或下降。當(dāng)搖臂上升到所需要的位置時(shí)，松開按鈕SB3，KM2和KT1斷電，升降電動機(jī)M2斷電停止，搖臂停止上升。當(dāng)持續(xù)13秒后，KT1的斷電延時(shí)閉合的動斷觸點(diǎn)（4749）閉合，KM5線圈經(jīng)7474951號線，KM5 線圈通電液壓泵電動機(jī)M3反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。同時(shí)活塞桿通過彈簧片使ST3的動斷觸點(diǎn)（747）斷開，KM5線圈斷電，M3電動機(jī)停止，完成了搖臂的松開—上升—夾緊動作。搖臂升降電動機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。為避免由于操作錯(cuò)誤造成事故，在搖臂上升和下降的線路中加入了觸點(diǎn)互鎖和按鈕互鎖。因?yàn)閾u臂的上升或下降是短時(shí)的調(diào)整工作所以采用點(diǎn)動方式。行程開關(guān)ST1是為搖臂的上升或下降的極限位置保護(hù)而設(shè)立的。ST1有兩對常閉觸點(diǎn)，ST1的動斷觸點(diǎn)（1517）是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)，ST1的動斷觸點(diǎn)（2717）是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或ST3調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓泵電動機(jī)M3過載它的過載保護(hù)熱繼電器的動斷觸點(diǎn)將斷開，KM5釋放同，M3電動機(jī)斷電停止。主軸箱與立柱的松開及夾緊控制可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行，它由組合開關(guān)SA2和按鈕SB5（或SB6）進(jìn)行控制。SA2有三個(gè)位置，在中間位置（零位）時(shí)為同時(shí)進(jìn)行，搬到左邊位置時(shí)為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位置為主軸箱的夾緊或放松。SB5是主軸箱和立柱的夾緊按鈕。下面以主軸箱的松開和夾緊 為例說明它的動作過程：首先將組合開關(guān)SA2搬向右側(cè)，觸點(diǎn)（5759）接通，觸點(diǎn)(5763)斷開。當(dāng)要主軸箱松開時(shí)，按下按鈕SB5，這時(shí)時(shí)間繼電器KT2和KT3線圈同時(shí)通電，但KT2為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，所以KT2的通電使瞬時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，斷電延時(shí)斷開的動斷觸點(diǎn)（757）也閉合使YA1通電，經(jīng)13s后KT3的延時(shí)動合觸點(diǎn)（741）閉合，通過35741433739使KM4通電，液壓泵電動機(jī)正轉(zhuǎn)使壓力液壓油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動活塞使主軸箱放松?；钊麠U使ST4復(fù)位主軸箱和主柱分開，指示燈HL2亮。當(dāng)要主軸夾緊時(shí)，按下按鈕SB6仍首先為YA1通電，經(jīng)13s后中，KM5線圈通電，液壓泵電動機(jī)反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動活塞使主軸箱夾緊。同時(shí)活塞桿使ST4受壓，它的動合觸點(diǎn)（607613）閉合，指示燈HL3亮，觸點(diǎn)（607613）斷開，指示燈HL2滅，指示主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)將SA2搬到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn)（5763）接通，（5759）觸點(diǎn)斷開。按下按鈕SB5或SB6時(shí)使YA2通電，此時(shí)主柱松開或夾緊。SA2在中間位置時(shí)，觸點(diǎn)（5755763）均接通，按下SB5或SB6時(shí)，YAYA2均通電，主軸箱和立柱同時(shí)進(jìn)行夾緊或放松。其它動作過程和主軸箱松開和夾緊完全相同[4]。3 基于PLC的Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案由兩部分組成，一部分為電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，也就是PLC的機(jī)型的確定；另一部分是電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，就是PLC控制程序的編寫。為了使改造后的搖臂鉆床仍能夠保持原有功能不變，此次改造的一個(gè)重要原則之一就是，不對原有機(jī)床的控制結(jié)構(gòu)做過大的調(diào)整，只是將原繼電器控制中的硬件接線改為用軟件編程來替代。具體方案如下：3．1 PLC型號的選擇選擇基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC機(jī)型，應(yīng)從
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