【文章內(nèi)容簡介】 物理繼電器，而是一些存儲單元（軟繼電器），每一軟繼電器與PLC存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開觸點接通，常閉觸點斷開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“1”或“ON”狀態(tài)。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0”或“OFF”狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器”稱為編程元件。2．能流如圖22 51所示觸點2接通時，有一個假想的“概念電流”或“能流”(Power Flow)從左向右流動，這一方向與執(zhí)行用戶程序時的邏輯運算的順序是一致的。能流只能從左向右流動。利用能流這一概念，可以幫助我們更好地理解和分析梯形圖。圖22 51a中可能有兩個方向的能流流過觸點5（經(jīng)過觸點4或經(jīng)過觸點2），這不符合能流只能從左向右流動的原則，因此應(yīng)改為如圖51b所示的梯形圖。a） 錯誤的梯形圖 b）正確的梯形圖圖2－2梯形圖3．母線梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar)。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線（左母線和右母線）之間有一個左正右負的直流電源電壓，母線之間有“能流”從左向右流動。右母線可以不畫出。4．梯形圖的邏輯解算根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行 的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。 功能圖編程語言這是位于其它編程語言之上的圖形語言，用來編程順序控制的程序（如：機械手控制程序）。編寫時，工藝過程被劃分為若干個順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。 語句表編程語言語句表（STL－StatementList）是一種類似于微機匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。語言表適合于經(jīng)驗豐富的程序員使用，可以實現(xiàn)某些梯形圖不能實現(xiàn)的功能。第3章 Z3040控制線路原理分析 Z3040搖臂鉆床簡介鉆床可以進行多種形式的加工，如；鉆孔、鏜孔、鉸孔及攻螺紋。因此要求鉆床的主軸運動和進給運動有較寬的調(diào)速范圍。Z3040型搖臂鉆床的主軸的調(diào)速范圍為50:1，正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為40 r/min，最高為2000 r/min，～ r/min。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動機和變速箱來實現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動機拖動，這樣可以簡化變速機構(gòu)。搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進行鉆孔、擴孔、鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝裝備的條件下還可以進行鏜孔。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和進給運動由一臺交流異步電動機拖動，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運動是通過機械轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。故主電動機只有一個旋轉(zhuǎn)方向。搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進給運動外，還有搖臂的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺交流異步電動機拖動，主軸箱、立柱的夾緊和放松由另一臺交流電動機拖動。通過電動機拖動一臺齒輪泵，供給夾緊裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動通常采用手動。此外還有一臺冷卻泵電動機對加工的刀具進行冷卻。 Z3040搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運行Z3040搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成，內(nèi)立柱固定在底座上，在它的外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個復合部件，它包括主軸及主軸旋轉(zhuǎn)和進給運動的全部傳動變速和操作機構(gòu)。主軸箱安裝于搖臂的水平導軌上，可以通過手輪操作使其在水平導軌上沿搖臂移動。鉆削加工時，主軸箱可由夾緊裝置將其固定在搖臂的水平導軌上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。 Z3040搖臂鉆床的電力拖動的特點和控制要求搖臂鉆床運動部件較多，為簡化傳動裝置，采用多臺電動機控制，通常沒有主軸電動機、搖臂升降電動機、立柱夾緊和放松電動機及冷卻泵電動機。搖臂鉆床為適應(yīng)各種形式加工，要求主軸及進給有較大的調(diào)速范圍。主軸一般速度下的鉆床加工為恒功率負載，而低速是用于擴孔、絞孔及螺紋加工，屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸運動，這兩個運動由一臺主軸電動機拖動，分別經(jīng)主軸和進給傳動機構(gòu)實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進給。主軸變速機構(gòu)與進給變速機構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。為加工螺紋，主軸要求有正、反轉(zhuǎn)，一般由機械方法獲得，為此主軸電動機只需單方向旋轉(zhuǎn)。搖臂的升降由升降電動機拖動，要求電動機能正、反轉(zhuǎn)。搖臂的夾緊和放松是由電氣和液壓聯(lián)合控制，并且有夾緊和放松指示。內(nèi)外立柱的夾緊與放松，、主軸箱與搖臂的夾緊與放松可采用手柄機械操作、電氣液壓機械裝置等方法來實現(xiàn)。鉆削加工時，需要對刀具和工件進行冷卻，為此需冷卻泵電動機輸送冷卻液。要有必要的限位、連鎖和過載保護，且具有局部安全照明。 Z3040控制線路概述Z3040搖臂鉆床主要有兩種主要運動和其他輔助運動，主運動是指主軸帶動鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動；進給運動是指鉆頭的垂直運動；輔助運動是指主軸箱沿搖臂水平運動，搖臂沿外立柱上下移動以及搖臂和外立柱一起相對于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。Z3040搖臂鉆床具有兩套液壓控制系統(tǒng)：一套是由主軸電動機拖動齒輪泵送出壓力油，通過操縱機構(gòu)實現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)、停車控制、空擋、預(yù)選與變速；另一套是由液壓電動機拖動液壓泵送出壓力油來實現(xiàn)搖臂的夾緊和松開、主軸箱的夾緊與松開、立柱的夾緊與松開。前者安裝在主軸箱內(nèi)，后者安裝在搖臂電器盒下部。1．操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)該系統(tǒng)壓力油由主軸電動機拖動齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個操縱閥的相互位置，獲得不同的動作。操作手柄有五個空間位置：上、下、里、外和中間位置，其中上為“空擋”，下為“變速”，外為“正轉(zhuǎn)”，里為“反轉(zhuǎn)”，中間位置為“停車”。而主軸轉(zhuǎn)速及主軸進給量各有一個旋鈕預(yù)選，然后在操作主軸手柄。主軸旋轉(zhuǎn)時，首先按下主軸電動機起動按鈕，主軸電動機起動旋轉(zhuǎn)，拖動齒輪泵，送出壓力油。然后操縱主軸手柄，板至所需轉(zhuǎn)向位置（里或外），于是兩個操縱閥相互位置轉(zhuǎn)變，使一股壓力油將制動摩擦離合器松開，為主軸旋轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）摩擦離合器，接通主軸電動機的主軸的傳送鏈，驅(qū)動主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，可轉(zhuǎn)動變速按鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進給量。主軸停車時，將操作手柄扳回中間位置，這時主軸電動機仍拖動齒輪泵旋轉(zhuǎn)。但此時整個液壓系統(tǒng)為低壓油，無法松開制動摩擦離合器，而在制動彈簧作用下將制動摩擦離合器壓緊，使制動軸上的齒輪不能轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)主軸停車。所以主軸停車時主軸發(fā)動機仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動力傳到主軸。主軸變速與進給變速：將主軸手柄扳至“變速”位置，于是改變兩個操縱閥的相互位置，使齒輪泵送出的壓力油進入主軸轉(zhuǎn)速預(yù)選閥和主軸進給量預(yù)選閥，然后進入各變速油缸。與此同時，另一油路系統(tǒng)推動拔叉緩慢運動，逐漸壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動機到主軸的傳動鏈，帶動主軸緩慢旋轉(zhuǎn)，稱為緩速，以利于齒輪的順利嚙合。當變速完成，松開操作手柄，此時手柄在彈簧作用下由“變速”位置自動復位到主軸“停車”位置，然后在操縱主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，主軸將在新的轉(zhuǎn)速或進給量下工作。2．夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊和松開是由液壓泵電動機拖動液壓泵電動機送出壓力油，推動活塞、菱形塊來實現(xiàn)的。其中由一個油路控制主軸箱和立柱的夾緊，另一油路控制搖臂的夾緊和松開，這兩個油路均由電磁閥控制。Z3040搖臂鉆床共有四大電動機：主電動機M1，搖臂升降電動機M2，液壓泵電動機M3和冷卻泵電動機M4。 Z3040控制線路原理分析Z3040型搖臂鉆床控制線路原理圖見附錄1，Z3040型搖臂鉆床的動作是通過機、電、液進行聯(lián)合控制實現(xiàn)的。該機床控制電路采用380V/100V隔離變壓器供電，但其二次繞組增設(shè)24V安全電壓供局部照明使用。斷路器QF1既作為機床線路的電源總開關(guān)，又作為機床線路和主軸電機M1的短路及過載保護元件，斷路器QF2臥搖臂升降電動機M液壓泵電機M冷卻泵電機M4的隔離開關(guān)和過載及短路保護元件。QFQFQF5分別為機床控制電路、機床工作信號指示電路和機床工作照明電路和過載及短路保護開關(guān)。開車前的準備。首先將隔離開關(guān)接通，將電源引入開關(guān)QF1扳到“接通”位置，接通三相交流電源，此時總電源指示燈HL1亮，表示機床電氣電路已進入帶電狀態(tài)。按下總啟動按鈕SB1，中間繼電器KA線圈通電吸合并自鎖，為主電動機及其他電動機啟動多準備，同時觸點KA閉合，為其他三個指示燈通電做準備。 主電路分析1．M1為單方向旋轉(zhuǎn)，由接觸器KM1控制，主軸的正反轉(zhuǎn)則由機床液壓系統(tǒng)操縱機構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實現(xiàn)，并由熱繼電器FR1作電動機長期過載保護。 2． M2由正、反轉(zhuǎn)接觸器KMKM3控制實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)?？刂齐娐繁ＷC，在操縱搖臂升降時，首先使液壓泵電動機起動旋轉(zhuǎn)，供出壓力油，經(jīng)液壓系統(tǒng)將搖臂松開，然后才使電動機M2 起動，拖動搖臂上升或下降。當移動到位后，保證M2先停下，再自動通過液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊，最后液壓泵電機才停下。M2為短時工作，不設(shè)長期過載保護。 3．M3由接觸器KMKM5實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并有熱繼電器FR2作長期過載保護。 4．M4電機容量小，由開關(guān)QS控制。 控制電路分析由變壓器TC將380V交流電壓降為110V，作為控制電源。指示燈電源為 6V。1．主電動機控制按下起動按鈕SB2，接觸器KM1吸合并自鎖，主軸電動機M1起動并運轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SB8，接觸器KM1釋放，主軸電動機M1停轉(zhuǎn)。2．搖臂升降控制搖臂上升、下降分別由SBSB4點動控制。按上升按鈕SB3，時間繼電器KT1得電吸合，瞬時動合觸點（3335）閉合，接觸器KM4得電吸合，液壓泵電動機M3接通電源正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進入搖臂松開的油腔，推動活塞，使搖臂松開。當搖臂完全松開后，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān)ST2，使其動斷觸點ST2（17－33）斷開，使接觸器KM4線圈斷電釋放，液壓泵電動機M3停轉(zhuǎn)，與此同時，另一動合觸點ST2（1721）閉合，接觸器KM2線圈通電吸合，其主觸點接通升降電動機M2的電源，M2啟動正向旋轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升。如果搖臂沒有松開，ST2的動合觸點也不能閉合，KM2就不能吸合，M2不能旋轉(zhuǎn)，搖臂也就不可能上升，保證了只有在搖臂可靠松開后才能使搖臂上升。當搖臂上升到所需位置時，松開按鈕SB3，接觸器KM2和時間繼電器KT1同時斷電釋放，搖臂升降電動機M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。由于KT1釋放，其延時閉合的動斷觸點（4749）經(jīng)13秒延時后閉合，接觸器KM5的線圈經(jīng)（135747495162）線路通電吸合，液壓電動機M3反向起動旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥進入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動活塞，使搖臂夾緊。同時，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān)ST2動斷觸點（747）斷開，接觸器KM5斷電釋放，液壓泵電動機M3停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開－上升－夾緊動作。搖臂上升的動作過程如下： 搖臂的下降過程與上升基本相同，它們的夾緊和放松電路完全一樣。所不同的是按下降按鈕SB4時為KM3線圈得電，搖臂升降電動機M2反轉(zhuǎn)，帶動搖臂下降。時間繼電器KT1的作用是控制KM5的吸合時間，使M2停止運轉(zhuǎn)后，再夾緊搖臂。KT1的延時時間應(yīng)視搖臂在M2斷電至停轉(zhuǎn)前的慣性大小調(diào)整，應(yīng)保證搖臂上升（或下降）后才進行夾緊，一般調(diào)整在1～3秒。搖臂升降的限位保護，由組合開關(guān)ST1來實現(xiàn)。ST1有兩對觸點，ST11是搖臂上升時的極限位置保護，ST12（2717）是搖臂下降時的極限位置保護。當搖臂上升到極限位置時，ST11(1517)動作，將電路斷開，則KM2斷電釋放，搖臂升降電動機M2停止旋轉(zhuǎn)。但ST1的另一觸點ST12（2717）仍處于閉合狀態(tài)，保證搖臂能夠下降。同理，當搖臂下降到極限位置時，ST12（2717）動作，電路斷開，KM3釋放，搖臂升降電動機M2停轉(zhuǎn)。而ST1的另一動斷觸點ST11(1517)仍閉合，以保證搖臂能夠上升。搖臂的自動夾緊是由行程ST3來控制的。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能自動夾緊搖臂，或者由于ST3調(diào)整不當，在搖臂夾緊后不能使ST3（747）的動斷觸點斷開，都會使液壓泵電動機處于長期過載運行狀態(tài)，這是不允許的。為了防止損壞液壓泵電動機，電路中使用了熱繼電器FR2。搖臂夾緊動作過程如下：搖臂升到預(yù)定位置，松開SB3→KT1（4749）斷電延時閉合→KM5吸合、M3反轉(zhuǎn)→搖臂夾緊→ST3（747）受壓斷開→KMM均斷電釋放。3．立柱和主軸箱松開、夾緊控制立柱和主軸箱的松開及夾緊控制可單獨進行，也可同時進行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2和復位按鈕SB7（或SB8）進行控制。SA2有3個位置：中間位（零位）時，立柱和主軸箱的松開或夾緊同時進行；左邊位為立柱的夾緊或放松；右邊位為主軸箱的夾緊或放松。復合按鈕SBSB8分別為松開、夾緊控制按鈕。以主軸箱的松開和夾緊為例：先將SA2扳到右側(cè)，觸點（5759）接通，（5763）斷開。當要主軸箱松開時，按松開按鈕SB7，時間繼電器KTKT3的線圈同時得電，KT2是斷電延時型時間繼電器，它的斷電延時斷開的常開觸點 （757）在通電瞬間閉合，電磁鐵YA1通電吸合。經(jīng)13秒延時后，KT3的延時閉合常開觸點（741）閉合，接觸器KM4線圈經(jīng)（13574143373962）線圈斷電，液壓泵電動機M3正轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進入主軸箱右缸，推動活塞使主軸箱放松。活塞桿使行程開關(guān) ST4復位，觸點ST4常閉開關(guān),ST4常開閉合。指示燈HL2亮，表示主軸箱已松開。主軸箱夾緊的控制線路及工作原理與松開時相似，只要按松開按鈕SB7換成夾緊按鈕SB8，接觸器KM4換成KM5，M3由正向轉(zhuǎn)動變成反向轉(zhuǎn)動，指示燈HL2換成HL3即可。當把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3拌到左側(cè)時，觸點（5763）接通，（5759）斷開。按松開