【文章內(nèi)容簡介】 機界面，用戶程序三級口令保護，極強的計算性能，完善的指令集， MPI 接口和通過工業(yè)現(xiàn)場總線 PROFD3US 以及以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡能力，強勁的內(nèi)部 集成功能，全面的故障診斷功能；模塊式結構可用于各處性能的擴展，脈沖輸出晶閘管步進電機和直流電機；快速的指令處理大大縮短了循環(huán)周期，并采用了高速計 數(shù) 器，高速中斷處理可以分別響應過程事件，大幅度降低了成本。由于電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術、冗余技術、容錯技術廣泛應用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 由于 PLC 的眾多優(yōu)點，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國內(nèi) PLC 技術的應用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟效益，而相比之下，由于受經(jīng) 濟和技術水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的Z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器 — 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，由于線路復雜，要想找到問題所在也相當?shù)睦щy。和國外大量采用 PLC 技術替代繼電器 — 接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距。 隨著 PLC 技術在我國的迅猛發(fā)展，我們和國外先進技術的差距會不斷縮小。因此，抓住這個有利時機進一步促進 PLC 技術的推廣與應用，是提高我國工業(yè)自動化水平的迫切任務，此次對于 Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設計，就是希望借鑒國 外先進的工業(yè)控制技術，應用到工業(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 主電路 我國原來生產(chǎn)的 Z3040 搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運動和搖臂升降運動的操作是通過不能復位的十字開關來操作的 ,它本身不具有欠壓和失壓保護。因此在主回路中要用一個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，它的電氣原理圖如下所示： 圖 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引入，自動開關的電磁脫扣作為短路保護取 代了熔斷器。交流接觸器 KM1只主電動機 M1接通或斷開的接觸器， KR1 為主電動機過載保護用熱繼電器。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動的電動機正反轉(zhuǎn)，所以 M2和 M3電動機分別有兩個接觸器，它們?yōu)?KMKM3和 KM KM5。搖臂升降電動機 M冷卻泵電動機 M4均為短時工作，不設過載保護。 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 二次側輸出 110V 供電，中間抽頭 603 對地為信號燈電源 ,241 號線對地為照明變壓器 TD 二次側輸出 36V。 主電動機的旋轉(zhuǎn)控制 在主電動機 啟動前，首先將自動開關 Q Q Q4扳到接通狀態(tài)，同時將配電盤的門關好并鎖上。然后再將自動開關 Q1扳到接通位置，電源指示燈亮。這時按下 SB1，中間繼電器 K1 通電并自鎖 ,為主軸電動機與其他電動機的啟動做好了準備。當按下按鈕 SB2時，交流接觸器 KM1線圈通電并自鎖使主電動機旋轉(zhuǎn)，同時主電動機旋轉(zhuǎn)的指示燈 HL4亮。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過機械變換的方法來實現(xiàn)。 搖臂的升降控制 按下按鈕 SB3，時間繼電器 KT1通電吸合，它的瞬動觸點（ 3335）閉合使 KM4線圈通電，液壓電動機 M3起動供給壓力油，經(jīng) 分配閥體進入搖臂的松開油腔，推動活塞使搖臂松開。同時活塞桿通過彈簧片使行程開關 ST2的動斷觸點斷開沒，KM4線圈斷電 ,而 ST2的動合觸電（ 1721）閉合 2M 線圈通電，它主觸點閉合， 2M電動機旋轉(zhuǎn) 使搖臂上升。 如果搖臂沒有松開， ST2 的動合觸點不能閉合，搖臂升降電動機不能轉(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。 當搖臂上升到所需要的位置時，松開按鈕 SB3， KM2和 KT1斷電，升降電動機M2斷電停止，搖臂停止上升。當持續(xù) 13 秒后， KT1的斷電延時閉合的動斷觸點（ 4749）閉合， KM5線圈經(jīng) 7474951 號線， KM5 線圈通電液壓泵電動機 M3 反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。同時活塞桿通過彈簧片使 ST3的動斷觸點（ 747）斷開， KM5線圈斷電， M3電動機停止，完成了搖臂的松開 — 上升 — 夾緊動作。 搖臂升降電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時進行，否則將造成電源兩相間的短路。為避免由于操作錯誤造成事故，在搖臂上升和下降的線路中加入了觸點互鎖和按鈕互鎖。因為搖臂的上升或下降是短時的調(diào)整工作所以采用點動方式。 行程開關 ST1是為搖臂的上升或下降的極限位置保護而設立的。 ST1有兩 對常閉觸點， ST1 的動斷觸點（ 1517）是搖臂上升時的極限位置保護， ST1 的動斷觸點（ 2717）是搖臂于液壓夾緊機構出現(xiàn)故障或 ST3調(diào)整不當，將造成液壓泵電動機 M3過載它的過載保護熱繼電器的動斷觸點將斷開， KM5釋放同， M3電動機斷電停止。 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制 主軸箱與立柱的松開及夾緊控制可以單獨進行，也可以同時進行，它由組合開關 SA2和按鈕 SB5（或 SB6）進行控制。 SA2有三個位置，在中間位置（零位）時為同時進行，搬到左邊位置時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 SA2搬向右側，觸點（ 5759）接通，觸點 (5763)斷開。當要主軸箱松開時，按下按鈕 SB5，這時時間繼電器 KT2和 KT3線圈同時通電，但 KT2為斷電延時型時間繼電器，所以 KT2的通電使瞬時常開觸點閉合，斷電延時斷開的動斷觸點（ 757）也閉合使 YA1 通電，經(jīng) 13s 后 KT3 的延時動合觸點（ 741）閉合，通過35741433739 使 KM4通電，液壓泵電動機正轉(zhuǎn)使壓力液壓油經(jīng)分配閥進入主軸箱液壓 缸，推動活塞使主軸箱放松?；钊麠U使 ST4復位主軸箱和主柱分開，指示燈 HL2亮。當要主軸夾緊時，按下按鈕 SB6仍首先為 YA1通電，經(jīng) 13s 后中，KM5 線圈通電，液壓泵電動機反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進入主軸箱液壓缸，推動活塞使主軸箱夾緊。同時活塞桿使 ST4受壓，它的動合觸點（ 607613）閉合，指示燈 HL3亮，觸點（ 607613）斷開，指示燈 HL2滅，指示主軸箱與立柱夾緊。 當將 SA2 搬到左側時，觸點（ 5763）接通，（ 5759）觸點斷開。按下按鈕SB5或 SB6時使 YA2通電，此時主柱松開或夾緊。 SA2在 中間位置時，觸點（ 5755763）均接通，按下 SB5或 SB6時， YA YA2均通電，主軸箱和立柱同時進行夾緊或放松。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)硬件部分的設計 Z3040 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設計方案由兩部分組成，一部分為電氣控制系統(tǒng)的硬件設計，也就是 PLC 的機型的確定；另一部分是電氣控制系統(tǒng)的軟件設計，就是 PLC 控制程序的編寫。為