基于plc的z3040搖臂鉆床的改造(編輯修改稿)
2025-01-12 09:32 本頁面
【文章內容簡介】 不能壓下 SQ3，都將使 M3 長期處于過載狀態(tài)，易將電動機燒壞，為此， M3 主電路采用熱繼電器 FR2 作過載保護 。 主軸箱、立柱松開與夾緊的控制 軸箱和立柱的夾緊與松開是同時進行的，當按下按鈕 SB5，接觸器 KM4 線圈通電，液壓泵電動機 M3 反轉，拖動液壓泵送出壓力油，這時電磁閥 YA 線圈處于斷電狀態(tài)，壓力油經過二位六通閥進入主軸箱與立柱松開油腔，推動活塞和菱形塊，使主軸和立柱松開，由于 YA 線圈斷電，壓力油不能進入搖臂松開油腔，搖臂處于夾緊 狀態(tài)，當主軸箱與立柱松開時，行程開關 SQ4 沒有受壓，常閉觸點 SQ4 閉合，指示燈 HL1 亮，表示主軸箱與立柱已松開，此時可以手動操作主軸箱在搖臂水平導軌上移動，也可推動搖臂使外外立柱作回轉移動。當移動到位后，按下夾緊按鈕，接觸器 KM5 線圈通電， M3 正轉，拖動液壓泵送出壓力油至夾緊油腔，使主軸箱與立柱夾緊。當確以夾緊時，壓下 SQ4，常開觸點 SQ4 閉合， HL2 亮，而常閉觸點 SQ4 斷開， HL1 滅，指示主軸箱與立柱已夾緊，可以進行鉆削加工。 江 北師范大學 本科生畢業(yè) 論文 9 第 3 章 基于 PLC 的 Z3040 搖臂鉆床電氣控制 系統(tǒng)硬件部分的設計 改造 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。 軟件的程序設計我們在下一章再做詳細討論。 為了使改造后的搖臂鉆床仍能夠保持原有功能不變，此次改造的一個重要原則之一就是，不對原有機床的控制結構做過大的調整，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。 3. 1 PLC 基礎理論 PLC 的定義 最初，可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller）簡稱 PLC。只能進行計數、定時及開關量的邏輯控制。 1987 年 2 月，國際電工委員會（ IEC）對可編程控制器的定義是：可編程控制器是一種數學運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向擁護的指令，并通過數字式和模塊式輸入 /輸出，控制各種類型的機械和生產過程。可編程序控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴充功能的原則設計。 PLC 的特點 （ 1）可靠性高 在 I/O 環(huán)節(jié)， PLC 采用了光電隔離、濾波等多種措施。系統(tǒng)程序和大部分的用戶程序都采用 EPROM 存儲，一般 PLC 的平均無故障工作時間可達幾萬小時以上。 （ 2） 控制功能強 PLC 采用的 CUP 一般是具有較強位處理功能的為處理機，為了增強其復雜的控制功能和連網通訊等管理功能，可以采用雙 CPU的運行方式，使其功能得到極大的增強。 （ 3） 編程方便易學 第一編程語言（梯形圖）是一種圖形編程語言，與多年來工業(yè)現場使用的電器控制圖非常相似，理解方式也相同，非常適合現場人員學習。 （ 4） 使用于惡 劣的工作環(huán)境 江 北師范大學 本科生畢業(yè) 論文 10 采用封裝的方式，適合于各種震動、腐蝕、有毒氣體等的應用場合。 （ 5） 與外部設備連接方便 采用統(tǒng)一接線方式的可坼裝的活動端子排，提供不同的端子功能適合于多種電器規(guī)格。 （ 6） 體積小、重量輕、功耗底。 （ 7） 性價比高。 （ 8） 模塊化結構，擴展能力強 根據現場的需要進行不同功能的擴展和組裝，一種型號的 PLC 可用于控制從幾個 I/O點到幾百個 I/O 點的控制系統(tǒng)。 （ 9） 維修方便，功能更靈活 程序的修改就以意味著功能的修改，因此功能的改變非常靈活。 PLC 的組成 （ 1）輸入寄存器 輸入寄存器可按為進行尋址，每一為對應一個開關量，其值反映了開關量的狀態(tài)，其值的改變由相互如開關量驅動，并保持一個掃描周期。 CPU 可以讀其值，但是不可以寫或進行修改。 （ 2）輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值，而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值，表明的是上一時間段的真實輸出值，在程序執(zhí)行過程中， CPU 可以讀其值，并作為條件參加控制，還可以修改其值，而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出，即只有最后的修改才對輸出接點的真實值產生 影響。 （ 3）存儲器 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能修改， PLC 要在系統(tǒng)程序的管理下運行。用戶存儲器中存放的是用戶程序和運行所需要的資源， I/O 寄存器的值作為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復雜的控制功能。 江 北師范大學 本科生畢業(yè) 論文 11 （ 4） CPU單元 CPU單元控制著 I/O 寄存器的讀、寫時序，以及對存儲器單元中的程序的解釋執(zhí)行工作，是 PLC 的大腦。 （ 5）其他單元接口 其他單元接口用語提供 PLC 與其他設備和模塊進行連接通信的物理條件 PLC 工 作原理 CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務的循環(huán)序列稱為掃描。 CPU 的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行 CPU自診斷測試及寫輸出等等內容。 PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設備。他意識周而復始的循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運行時，PLC 也在掃描，只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分的內容。典型的 PLC 在一個周期中可以完成以下 5 個掃描過程。 （ 1）自診斷測試掃描過程。為保證設備的可靠行，及時放映所出現的故障， PLC 都具有自監(jiān)視功能。 （ 2）與網絡進行通訊的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網絡的 PLC系統(tǒng)才有通訊掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計算機或終端設備之間的通信。 （ 3）用戶程序掃描過程。機器處于正常運行狀態(tài)下，每一個掃描周期內都包含該掃描過程。該過程在機器運行中是否執(zhí)行是可控的，即用戶可以通過軟件進行設定。用戶程序的長短會影響過程所用的時間。 （ 4）讀輸入、寫輸出掃描過程。機器在正常運行狀態(tài)下，每一個掃描周期都包含這個掃描過程。該過程在機器運行中是否被執(zhí)行是可控的。 CPU 在處理實際輸出 點，而是在內存中設置了兩個映象寄存器：一個為輸入映象寄存器，另一個為輸出映象寄存器。用戶程序所用的輸入值是輸入映象寄存器的值，運算結果也放在輸出映像寄存器。在輸入掃描過程中， CPU把實際輸入點的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器：在輸出掃描過程中 CPU 把輸出映像寄存器的值的輸出點。 3． 2 PLC 型號的選擇 江 北師范大學 本
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