【正文】 觸點位置3個，熱繼電器常閉2個，電壓繼電器觸點1個，控制線路電源總開關(guān)1個，共20個輸入端口點數(shù)，接觸器7個，電壓繼電器一個，信號燈4個，共計12個輸出端口點數(shù)。 選配PLC的型號在選用PLC上，根據(jù)Z3040型搖臂鉆床的電氣部分。輸出端口需要12個。輸入端口需要20個。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠程控制。因此，考慮到經(jīng)濟，實用，穩(wěn)定等方面因素。我決定選用SIMATIC S7300作為本次設(shè)計所用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 名稱 代號 地址 1 控制線路電源總開關(guān) QF3 總停止按鈕 SB7 3 總啟動按鈕 SB1 4 電壓繼電器 AV 5 主軸電動機M1熱繼電器 FR1 6 主軸電動機M1啟動按鈕 SB2 7 主軸電動機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關(guān) ST11 11 搖臂下降下限位行程開關(guān) ST12 12 主軸箱、立柱、搖臂松開行程開關(guān) ST2 13 主軸箱、立柱、搖臂夾緊行程開關(guān) ST3 14 液壓泵電動機M3熱繼電器 FR2 15 主軸箱、立柱松開按鈕 SB5 16 主軸箱、立柱夾緊按鈕 SB6 17 立柱夾緊放松指示行程開關(guān) ST4 18 主軸箱松開、夾緊 SA1 19 立柱松開、夾緊 SA2 20 主軸箱、立柱松開、夾緊 SA3 O輸出 序號 名稱 代號 地址 1 電壓繼電器 KV 2 主軸電動機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、搖臂松開接觸器 KM4 6 主軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器 KM5 7 主軸箱松開、夾緊電磁鐵 YA1 8 立柱松開、夾緊電磁鐵 YA2 9 電源指示 HL1 10 立柱松開指示 HL2 11 立柱夾緊指示 HL3 12 主電動機旋轉(zhuǎn)指示 HL4 PLC控制系統(tǒng)分析 先將自動開關(guān)QF2，QF5接通，在將電源總開關(guān)QF1扳倒“接通”位置，引入三相電源。PLC上電，電源指示燈點亮表示機床已處于帶電狀態(tài)。按下SB1，低電壓繼電器KV（）得電并自鎖,其常開觸點KV()閉合接通了控制電路電源為機床工作做準備。 主軸電動機控制 啟動時，按下啟動按鈕SB2，，KM1主觸點閉合主軸電動機M1轉(zhuǎn)動，指示燈HL4亮。停車時，按下停止按鈕SB7，KM1斷電釋放，主軸電動機M1停轉(zhuǎn)，指示燈HL4滅。 搖臂升降控制當需要搖臂上升時按下SB3，，同時，接通斷電延時定時器T37，其長閉觸點T37瞬時斷開，斷開了液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)控制的電路。由于主軸箱、立柱、，液壓泵電動機M3正轉(zhuǎn)，松開搖臂。搖臂松開到位后，液壓泵電動機M3停轉(zhuǎn)，，搖臂上升電動機M2正轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升。當搖臂上升到一定高度時松開SB3，，斷電延時定時器T37斷電，液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)，夾緊搖臂。搖臂夾緊后ST2，ST3，，液壓泵電動機M3停轉(zhuǎn)，完成了搖臂松開上升夾緊的動作過程。搖臂下降的控制過程與搖臂上升的控制過程相似。、夾緊控制立柱與主軸箱的松開、夾緊控制可單獨進行，也可同時進行。由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA與按鈕SB5或SB6控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個位置，板到中間位置時立柱和主軸箱的松開與夾緊同時進行板到左邊位置時，立柱被夾緊與放松，板到右邊位置時主軸箱單獨夾緊與放松。，若使立柱與主軸箱同時松開，則按下SB5，T38觸點瞬時閉合，、。，。同時活塞桿使TS4復(fù)位，指示燈HL2：亮。 當立柱與主軸箱松開后，可手動使立柱回轉(zhuǎn)或主軸箱做徑向移動。當調(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時相似。這里不再贅述。另外兩種情況，只有將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA板到相應(yīng)位置，再按SB5與SB6即可實現(xiàn)。 PLC梯形圖程序設(shè)計 系統(tǒng)預(yù)開程序本段梯形圖程序是為主電動機及其他電動機啟動做準備。當合上FQ3（）按下SB1()低電壓繼電器KV（）得電并自鎖,其常開觸點KV()閉合接通了控制電路電源為機床工作做準備。梯形圖程序如圖42所示. 主軸電動機控制程序主軸電動機只做單方向旋轉(zhuǎn)，需要過載保護，過載保護由熱繼電器FR1()完成。梯形圖程序如圖43所示。 圖4—3 主軸電動機控制程序 搖臂升降控制程序搖臂的升，或降，嚴格按照搖臂松開，升（或降）夾緊的順序進行。為此，要求夾緊與放松作用的液壓泵電動機與搖臂升降電動機按一定順序啟動工作，由搖臂松開行程開關(guān)與搖臂夾緊行程開關(guān)發(fā)出控制信號進行控制。當要求搖臂上升（或下降）時，按下SB3(或SB4)首先啟動主軸箱、立柱、搖臂松開電路當松開到位時ST2()常開觸點閉合,使液壓泵電動機旋轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),搖臂上升（或下降）。液壓泵電動機正、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、夾緊控制程序Z3040搖臂鉆床，搖臂的松開、夾緊與搖臂的升降要求能自動控制，本設(shè)計采用定時器與行程開關(guān)配合完成，有必要的聯(lián)鎖保護。梯形圖程序如圖45所示。 圖4—5 主軸箱、立柱、搖臂松開、加緊控制程序、立柱松開、夾緊控制程序主軸箱、立柱松開與夾緊控制要求可單獨操作，也可以同時操作，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA和SBSB6配合定時器進行控制。梯形圖程序如圖46所示。 冷卻泵控制 冷卻泵電動機采用組合開關(guān)QS直接控制其啟停。 圖46主軸箱、立柱松開、夾緊控制程序 信號指示梯形圖程序電源指示燈HL1（）當機床上電時指示，、主軸箱松開、夾緊指示燈HL2（）、HL3()由限位開關(guān)ST4()控制，主軸電動機旋轉(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，進行整理和修改，最后設(shè)計出完整的梯形圖 ?？?結(jié)數(shù)控機床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床各移動部件相對運動進行控制點 機床，它是典型的機電一體化產(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)、計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的控制系統(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)本身將普通實現(xiàn)自動編程。 未來數(shù)控機床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機床品種越來越多，激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍，數(shù)控機床的自動化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(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、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等功能，既能控制開關(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)控機床所用順序控制裝置的主要選擇。因此本文用PLC設(shè)計數(shù)控機床控制系統(tǒng)。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計學習，我對自動化相關(guān)知識有了更加深入的了解，本設(shè)計涉及到了PLC、現(xiàn)代電氣控制、數(shù)控機床、等相關(guān)的專業(yè)知識，還使用到了很多軟件。通過設(shè)計不但對已學專業(yè)知識有了更深入的了解，同時也學到了以前沒學過的知識，大大擴展了自己的知識面。 致 謝通過這次設(shè)計，我對PLC設(shè)計控制有了深刻的認識，對以前學的PLC又有了一定的新認識，溫習了以前學的知識，就像人們常說的溫故而知新嘛，但在設(shè)計的過程中，遇到了很多的問題，我和同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。在此要感謝我的指導(dǎo)老師張千，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。參考文獻[1] 郁漢琪郭健. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國電力出版社2004 [2] SIEMENS WINCC手冊[M].西門子中國有限公司自動化與驅(qū)動集團,2004[3] 楊興. 數(shù)控機床電氣控制[M]. 北京化學工業(yè)出版社2008. [4] 張筱琪. 機電設(shè)備控制基礎(chǔ)[M]. 北京中國人大出版社 2000 [5] 張華宇謝鳳芹. 數(shù)控機床電氣及PLC控制技術(shù)[M].北京電子工業(yè)出版社 2010 [6] 任振輝馬永鵬. 電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M]. 北京中國水利水電出版社2008 [7] 徐慧盧艷軍. 數(shù)控機床電氣及PLC控制技術(shù)[M]. 北京國防工業(yè)出版社2006 [8] 黃向慧楊世興黃夢濤. 現(xiàn)代電氣自動控制技術(shù)[M].北京人民郵電出版社2009 [9] 吳中俊黃永紅. 可編程控制器原理及運用[M]. 北京機械工業(yè)出版社2004 [10] 廖常初. 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M]. 重慶重慶大學出版社2001 第 34 頁 共 23 頁