【正文】 觸點(diǎn)位置3個(gè)，熱繼電器常閉2個(gè)，電壓繼電器觸點(diǎn)1個(gè)，控制線路電源總開(kāi)關(guān)1個(gè)，共20個(gè)輸入端口點(diǎn)數(shù)，接觸器7個(gè)，電壓繼電器一個(gè)，信號(hào)燈4個(gè)，共計(jì)12個(gè)輸出端口點(diǎn)數(shù)。 選配PLC的型號(hào)在選用PLC上，根據(jù)Z3040型搖臂鉆床的電氣部分。輸出端口需要12個(gè)。輸入端口需要20個(gè)。而且并不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，穩(wěn)定等方面因素。我決定選用SIMATIC S7300作為本次設(shè)計(jì)所用PLC。其I/O接線圖如下圖41所示。 圖41 Z3040搖臂鉆床I/O接線圖 Z3040型搖臂鉆床PLC控制I/O(輸入、輸出地址分配表 I 輸入序號(hào) 名稱 代號(hào) 地址 1 控制線路電源總開(kāi)關(guān) QF3 總停止按鈕 SB7 3 總啟動(dòng)按鈕 SB1 4 電壓繼電器 AV 5 主軸電動(dòng)機(jī)M1熱繼電器 FR1 6 主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)按鈕 SB2 7 主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕 SB8 8 搖臂上升按鈕 SB3 9 搖臂下降按鈕 SB4 10 搖臂上升上限位行程開(kāi)關(guān) ST11 11 搖臂下降下限位行程開(kāi)關(guān) ST12 12 主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)行程開(kāi)關(guān) ST2 13 主軸箱、立柱、搖臂夾緊行程開(kāi)關(guān) ST3 14 液壓泵電動(dòng)機(jī)M3熱繼電器 FR2 15 主軸箱、立柱松開(kāi)按鈕 SB5 16 主軸箱、立柱夾緊按鈕 SB6 17 立柱夾緊放松指示行程開(kāi)關(guān) ST4 18 主軸箱松開(kāi)、夾緊 SA1 19 立柱松開(kāi)、夾緊 SA2 20 主軸箱、立柱松開(kāi)、夾緊 SA3 O輸出 序號(hào) 名稱 代號(hào) 地址 1 電壓繼電器 KV 2 主軸電動(dòng)機(jī)M1接觸器 KM1 3 搖臂上升接觸器 KM2 4 搖臂下降接觸器 KM3 5 主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)接觸器 KM4 6 主軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器 KM5 7 主軸箱松開(kāi)、夾緊電磁鐵 YA1 8 立柱松開(kāi)、夾緊電磁鐵 YA2 9 電源指示 HL1 10 立柱松開(kāi)指示 HL2 11 立柱夾緊指示 HL3 12 主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示 HL4 PLC控制系統(tǒng)分析 先將自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF2，QF5接通，在將電源總開(kāi)關(guān)QF1扳倒“接通”位置，引入三相電源。PLC上電，電源指示燈點(diǎn)亮表示機(jī)床已處于帶電狀態(tài)。按下SB1，低電壓繼電器KV（）得電并自鎖,其常開(kāi)觸點(diǎn)KV()閉合接通了控制電路電源為機(jī)床工作做準(zhǔn)備。 主軸電動(dòng)機(jī)控制 啟動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，，KM1主觸點(diǎn)閉合主軸電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)動(dòng)，指示燈HL4亮。停車時(shí)，按下停止按鈕SB7，KM1斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)，指示燈HL4滅。 搖臂升降控制當(dāng)需要搖臂上升時(shí)按下SB3，，同時(shí)，接通斷電延時(shí)定時(shí)器T37，其長(zhǎng)閉觸點(diǎn)T37瞬時(shí)斷開(kāi)，斷開(kāi)了液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)控制的電路。由于主軸箱、立柱、，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，松開(kāi)搖臂。搖臂松開(kāi)到位后，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)，，搖臂上升電動(dòng)機(jī)M2正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升。當(dāng)搖臂上升到一定高度時(shí)松開(kāi)SB3，，斷電延時(shí)定時(shí)器T37斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，夾緊搖臂。搖臂夾緊后ST2，ST3，，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)，完成了搖臂松開(kāi)上升夾緊的動(dòng)作過(guò)程。搖臂下降的控制過(guò)程與搖臂上升的控制過(guò)程相似。、夾緊控制立柱與主軸箱的松開(kāi)、夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行。由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA與按鈕SB5或SB6控制。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)有三個(gè)位置，板到中間位置時(shí)立柱和主軸箱的松開(kāi)與夾緊同時(shí)進(jìn)行板到左邊位置時(shí)，立柱被夾緊與放松，板到右邊位置時(shí)主軸箱單獨(dú)夾緊與放松。，若使立柱與主軸箱同時(shí)松開(kāi)，則按下SB5，T38觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合，、。，。同時(shí)活塞桿使TS4復(fù)位，指示燈HL2：亮。 當(dāng)立柱與主軸箱松開(kāi)后，可手動(dòng)使立柱回轉(zhuǎn)或主軸箱做徑向移動(dòng)。當(dāng)調(diào)整到位后可按下SB6夾緊按鈕，軸箱與立柱夾緊工作情況與松開(kāi)時(shí)相似。這里不再贅述。另外兩種情況，只有將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA板到相應(yīng)位置，再按SB5與SB6即可實(shí)現(xiàn)。 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序本段梯形圖程序是為主電動(dòng)機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)做準(zhǔn)備。當(dāng)合上FQ3（）按下SB1()低電壓繼電器KV（）得電并自鎖,其常開(kāi)觸點(diǎn)KV()閉合接通了控制電路電源為機(jī)床工作做準(zhǔn)備。梯形圖程序如圖42所示. 主軸電動(dòng)機(jī)控制程序主軸電動(dòng)機(jī)只做單方向旋轉(zhuǎn)，需要過(guò)載保護(hù)，過(guò)載保護(hù)由熱繼電器FR1()完成。梯形圖程序如圖43所示。 圖4—3 主軸電動(dòng)機(jī)控制程序 搖臂升降控制程序搖臂的升，或降，嚴(yán)格按照搖臂松開(kāi)，升（或降）夾緊的順序進(jìn)行。為此，要求夾緊與放松作用的液壓泵電動(dòng)機(jī)與搖臂升降電動(dòng)機(jī)按一定順序啟動(dòng)工作，由搖臂松開(kāi)行程開(kāi)關(guān)與搖臂夾緊行程開(kāi)關(guān)發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)行控制。當(dāng)要求搖臂上升（或下降）時(shí)，按下SB3(或SB4)首先啟動(dòng)主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)電路當(dāng)松開(kāi)到位時(shí)ST2()常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,使液壓泵電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),搖臂上升（或下降）。液壓泵電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)需必要的互鎖。梯形圖如圖44所示。 主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)、夾緊控制程序Z3040搖臂鉆床，搖臂的松開(kāi)、夾緊與搖臂的升降要求能自動(dòng)控制，本設(shè)計(jì)采用定時(shí)器與行程開(kāi)關(guān)配合完成，有必要的聯(lián)鎖保護(hù)。梯形圖程序如圖45所示。 圖4—5 主軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)、加緊控制程序、立柱松開(kāi)、夾緊控制程序主軸箱、立柱松開(kāi)與夾緊控制要求可單獨(dú)操作，也可以同時(shí)操作，由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA和SBSB6配合定時(shí)器進(jìn)行控制。梯形圖程序如圖46所示。 冷卻泵控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用組合開(kāi)關(guān)QS直接控制其啟停。 圖46主軸箱、立柱松開(kāi)、夾緊控制程序 信號(hào)指示梯形圖程序電源指示燈HL1（）當(dāng)機(jī)床上電時(shí)指示，、主軸箱松開(kāi)、夾緊指示燈HL2（）、HL3()由限位開(kāi)關(guān)ST4()控制，主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈HL4（）由KM1（）控制。梯形圖程序如圖47所示。 圖47信號(hào)指示梯形圖程序 完整的PLC控制梯形圖 在上述梯形圖的基礎(chǔ)上，將各部分梯形圖綜合在一起，進(jìn)行整理和修改，最后設(shè)計(jì)出完整的梯形圖 ?？?結(jié)數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床各移動(dòng)部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制點(diǎn) 機(jī)床，它是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能，可靠性也大大提高，數(shù)控系統(tǒng)本身將普通實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。 未來(lái)數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來(lái)越多，激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍，數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。 而PLC是一類以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置。它一般以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔，能夠完成邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能，既能控制開(kāi)關(guān)量，也能控制模擬量。由于它能克服傳統(tǒng)繼電器體積龐大，攻好高，可靠性差等困難，PLC已成為人們選擇數(shù)控機(jī)床所用順序控制裝置的主要選擇。因此本文用PLC設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)。 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，我對(duì)自動(dòng)化相關(guān)知識(shí)有了更加深入的了解，本設(shè)計(jì)涉及到了PLC、現(xiàn)代電氣控制、數(shù)控機(jī)床、等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，還使用到了很多軟件。通過(guò)設(shè)計(jì)不但對(duì)已學(xué)專業(yè)知識(shí)有了更深入的了解，同時(shí)也學(xué)到了以前沒(méi)學(xué)過(guò)的知識(shí)，大大擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。 致 謝通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì)PLC設(shè)計(jì)控制有了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前學(xué)的PLC又有了一定的新認(rèn)識(shí)，溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí)，就像人們常說(shuō)的溫故而知新嘛，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，我和同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在此要感謝我的指導(dǎo)老師張千，感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)[1] 郁漢琪郭健. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)電力出版社2004 [2] SIEMENS WINCC手冊(cè)[M].西門(mén)子中國(guó)有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán),2004[3] 楊興. 數(shù)控機(jī)床電氣控制[M]. 北京化學(xué)工業(yè)出版社2008. 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