【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 迅速。 靈活組態(tài)?？删幊炭刂破魇窍盗谢a(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來(lái)完成不同的任務(wù)組合。輸入輸出端口選擇靈活，有多種機(jī)型，組合方便。 功能強(qiáng)大，除基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能外，配合特殊功能模塊還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、 PTO 運(yùn)算、過程運(yùn)算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。因此， PLC 幾乎是全能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。 編程方便，易于使用。 PLC 的編程可采用與繼電器極為相似的梯形圖語(yǔ)言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣人員的歡迎。近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮?順控流程圖語(yǔ)言（ Sequential Function Chart），使編程更加簡(jiǎn)單方便。 南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 運(yùn)行速度快。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過大量觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。 PLC 的控制速度則由 CPU 工作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速?gòu)?fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來(lái)越小 [2]。 同時(shí)， PLC 還具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行多臺(tái) PLC 或 PLC 與 PC 機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用 PLC 可以很方便的構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線的 PLC 通訊網(wǎng)絡(luò)，可使工廠的各 種資源共享，就更適合于工廠自動(dòng)化的需要，為工廠自動(dòng)化提供了技術(shù)保證 [3]。 正是由于 PLC 電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點(diǎn) ,因此本次對(duì) Z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造 ,可以大大提高 Z3040搖臂鉆床工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性 ,為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來(lái)生機(jī)．同時(shí)，提高了 PLC 編程水平和實(shí)踐能力 ,為今后在實(shí)際工作中熟練使用 PLC 進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) 早在上世紀(jì)六十年代國(guó)外就已經(jīng)出現(xiàn)了可編程序控制器（ PLC）的應(yīng)用，之后世界各國(guó)爭(zhēng)相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品 的開發(fā)， 在 1995 年西門子又成功地開發(fā)出了 S7200、 S7300 系列，它具有 TD 200 和 COROS OPS 操作模板為用戶提供了方便人機(jī)界面，用戶程序三級(jí)口令保護(hù)，極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集， MPI 接口和通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFD3US 以及以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力，強(qiáng)勁的內(nèi)部集成功能，全面的故障診斷功能；模塊式結(jié)構(gòu)可用于各處性能的擴(kuò)展，脈沖輸出晶閘管步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)；快速的指令處理大大縮短了循環(huán)周期，并采用了高速計(jì) 數(shù) 器，高速中斷處理可以分別響應(yīng)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(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)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(diǎn)，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國(guó)內(nèi) PLC 技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)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(fù)雜，要想找到問題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國(guó)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(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)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(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的迫切任務(wù)，此次對(duì)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(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以提高搖臂鉆床的工作性能。 B【一級(jí)標(biāo)題】 3 第 二 章 Z3040 型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式 主電路 我國(guó)原來(lái)生產(chǎn)的 Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和搖臂升降運(yùn)動(dòng)的操作是通過不能復(fù)位的十字開關(guān)來(lái)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 主軸電路圖 如下所示： ： 主軸電路圖 三相交流電源由開關(guān) Q 引入。 M1 為 主電動(dòng)機(jī) ,由接觸器 KM1 控制其單方向啟停 ,熱繼電器 FR1作過載保護(hù)。 M2 搖臂升降電動(dòng)機(jī) , 由接觸器 KM2 控制和 KM3 控制其正反轉(zhuǎn) ,因 M2 是短時(shí)運(yùn)行 ,所以不設(shè)過載保護(hù)。 M3 液壓泵電動(dòng)機(jī) ,由接觸器 KM4 控制和 KM5 控制其正反轉(zhuǎn) , 熱繼電器 FR2作過載保護(hù)。 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M4,由于容量小 ,所以用轉(zhuǎn)換開關(guān) SA1直接控制。 南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 熔斷器 FU1 作為 M1,M4 的短路保護(hù) , 熔斷器 FU2 作為 M2,M3 的短路保護(hù) .所有電動(dòng)機(jī)外殼均要接地保護(hù)。 主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) Z3040 搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)是主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是主軸的上、下移動(dòng)。主軸的旋轉(zhuǎn)及主軸上、下進(jìn)給都是由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) ,在加工螺紋時(shí)要求主軸可正反轉(zhuǎn) ,主軸的正反轉(zhuǎn)和主軸上、下進(jìn)給都是由機(jī)械方法獲得。主軸變速和進(jìn)給變速的機(jī)構(gòu)都在主軸箱內(nèi) ,用變速機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和上、下進(jìn)給量。 所以主軸電動(dòng)機(jī)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，可直接啟動(dòng) , 不需要調(diào)速和制動(dòng)。 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制圖 控制電路、信號(hào)及照明電路 HL1 主軸箱和立柱的松開指示燈，燈亮表示已松開，可以手動(dòng)操作主軸箱沿?fù)u臂移動(dòng)或推動(dòng)搖臂回轉(zhuǎn)。 HL2 主軸箱和立柱的夾緊指示燈，燈亮表示已夾緊，可以進(jìn)行加工。 HL3 為主軸旋轉(zhuǎn)工作指示燈。 EL 機(jī)床局部照明燈，是由控制變壓器 TC 供給 24V 安全交流電壓，由手動(dòng) SA2控制。 B【一級(jí)標(biāo)題】 5 搖臂沿外立柱升降移動(dòng) 搖臂松開機(jī)構(gòu)動(dòng)作完成時(shí)碰壓行程開關(guān) SQ2，其常閉觸頭（ 613）斷開，接觸器 KM4 線圈斷電， M3 停止轉(zhuǎn)動(dòng)，搖臂維持放松狀態(tài)。同時(shí)， SQ2常開觸頭（ 67）閉合，使接觸器 KM2（下降為 KM3）線圈通電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 正傳（下降為反轉(zhuǎn)），拖動(dòng)搖臂上升（或下降）。 搖臂連同外立柱繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 主軸電動(dòng)機(jī) M1 單方向旋轉(zhuǎn)，由按鈕 SB1/SQ2和接觸器 KM1 控制其啟動(dòng)和停止。按下啟動(dòng)按鈕 SQ2（ 23），接觸器 KM1 得電吸合，觸頭 KM1（ 23）自鎖，主軸電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)， HL3 指示燈亮。按下停止按鈕 SB1，接觸器 KM1 斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī) M1 停止，指示燈 HL3 熄滅。過載時(shí)，熱繼電器 FR1的常閉觸頭斷開，接觸器 KM1 釋放，主軸電動(dòng)機(jī) M1 停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 主軸箱和立柱夾緊或放松 主軸箱和立柱的松開與夾緊均采用液壓操縱，兩者同時(shí)進(jìn)行工作，工作時(shí)要求二位六通電磁閥 YV 不通電。 按主軸箱松開按鈕 SB5（ 117），接觸器 KM4 電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正轉(zhuǎn)。這時(shí)，電磁閥 YV仍不通電，壓力油進(jìn)入主軸箱和搖臂夾緊油缸，推動(dòng)松緊機(jī)構(gòu)使主軸箱和立柱松開。行程開關(guān) SQ4不受壓復(fù)位，其常閉觸頭（ 101102）閉合，指示燈 HL1 亮，表示主軸箱和立柱已經(jīng)松開。可以操作主軸箱和立柱的移動(dòng)。主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上由手動(dòng)按鈕操縱來(lái)回移動(dòng)，通過推動(dòng)搖臂可使其與外 立柱一起繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)。 按下主軸箱夾緊按鈕 SB6（ 117），接觸器 KM5 通電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反轉(zhuǎn)。這時(shí)，電磁閥 YV仍不通電，壓力油進(jìn)入主軸箱和搖臂夾緊油缸，推動(dòng)松緊機(jī)構(gòu)使主軸箱和搖臂夾緊。同時(shí)行程開關(guān) SB4被壓，其常閉觸頭（ 101102）斷