【正文】 行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7300PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 確定I/O點(diǎn)數(shù)根據(jù)控制電路來確定I/O端口點(diǎn)數(shù)，其中：按鈕8個(gè)，行程開關(guān)5個(gè)，轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè)（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SIMATICS7300作為本次設(shè)計(jì)所用PLC。其I/O接線圖如下圖41所示。S7300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控制線路電源總開關(guān)QF32總停止按鈕SB73總啟動(dòng)按鈕SB14電壓繼電器AV5主軸電動(dòng)機(jī)M1熱繼電器FR16主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)按鈕SB27主軸電動(dòng)機(jī)M1停止按鈕SB88搖臂上升按鈕SB39搖臂下降按鈕SB410搖臂上升上限位行程開關(guān)ST1111搖臂下降下限位行程開關(guān)ST1212主軸箱、立柱、搖臂松開行程開關(guān)ST213主軸箱、立柱、搖臂夾緊行程開關(guān)ST314液壓泵電動(dòng)機(jī)M3熱繼電器FR215主軸箱、立柱松開按鈕SB516主軸箱、立柱夾緊按鈕SB617立柱夾緊放松指示行程開關(guān)ST418主軸箱松開、夾緊SA119立柱松開、夾緊SA220主軸箱、立柱松開、夾緊SA3O（輸出）序號(hào)名稱代號(hào)地址1電壓繼電器KV2主軸電動(dòng)機(jī)M1接觸器KM13搖臂上升接觸器KM24搖臂下降接觸器KM35主軸箱、立柱、搖臂松開接觸器KM46主軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器KM57主軸箱松開、夾緊電磁鐵YA18立柱松開、夾緊電磁鐵YA29電源指示HL110立柱松開指示HL211立柱夾緊指示HL312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(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，斷開了液壓泵電動(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)，松開搖臂。搖臂松開到位后，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－上升－夾緊的動(dòng)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(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)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(gè)位置，板到中間位置時(shí)立柱和主軸箱的松開與夾緊同時(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，則按下SB5，，T38觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合，、。，，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3通電正轉(zhuǎn)推動(dòng)活塞使立柱和主軸箱松開。，指示燈HL2；亮。當(dāng)立柱與主軸箱松開后，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，主軸箱與立柱夾緊工作情況與松開時(shí)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(shí)現(xiàn)。 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)預(yù)開程序 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4－2所示。圖4－2 系統(tǒng)預(yù)開程序 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)，需要過載保護(hù)，過載保護(hù)由熱繼電器FR1()完成。梯形圖程序如圖4－3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－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，由搖臂松開行程開關(guān)與搖臂夾緊行程開關(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、搖臂松開電路當(dāng)松開到位時(shí)ST2()常開觸點(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4－4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(dòng)控制，本設(shè)計(jì)采用定時(shí)器與行程開關(guān)配合完成，有必要的聯(lián)鎖保護(hù)。梯形圖程序如圖4－5所示。圖4－4 搖臂升降控制程序圖4－5 主軸箱、立柱、搖臂松開、夾緊控制程序、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(dú)操作，也可以同時(shí)操作，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA和SBSB6配合定時(shí)器進(jìn)行控制。梯形圖程序如圖4－6所示。 冷卻泵控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī)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(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，采用S－；立柱、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(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈HL4（）由KM1（）控制。梯形圖程序如圖4－7所示。 圖4－7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 如圖4－8 所示課件之家精心整理資料歡迎你的欣賞 圖48 Z3040搖臂鉆床PLC控制梯形圖 參考文獻(xiàn)[1] 郁漢琪，郭健. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：中國(guó)電力出版社，2004[2] 段蘇振. 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì)因素. 電氣傳動(dòng)， 2003[3] 楊興. 數(shù)控機(jī)床電氣控制. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[4] 張?bào)沌? 機(jī)電設(shè)備控制基礎(chǔ). 北京：中國(guó)人大出版社， 2000[5] 張華宇，謝鳳芹. 數(shù)控機(jī)床電氣及PLC控制技術(shù). 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. 北京：中國(guó)水利水電出版社，2008[7] 徐慧，盧艷軍. 數(shù)控機(jī)床電氣及PLC控制技術(shù). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006[8] 黃向慧，楊世興，黃夢(mèng)濤. 現(xiàn)代電氣自動(dòng)控制技術(shù). 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(yùn)用. 北京：機(jī)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. 重慶：重慶大學(xué)出版社，2001[11] SIEMENS WINCC手冊(cè)，西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán),2004[12] Burlington. Demystifying switchedcapacitor circuits /Mingliang Liu,2006附錄1 Z3040搖臂鉆床電氣原理圖附錄2 Z3040型搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)梯形圖圖47 Z3040搖臂鉆床PLC控制梯形圖總結(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)到了以前沒學(xué)過的知識(shí)，大大擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。