【正文】 通過(guò)設(shè)計(jì)不但對(duì)已學(xué)專(zhuān)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。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。 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(mén)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。梯形圖程序如圖4－6所示。梯形圖如圖4－4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。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。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(kāi)時(shí)相似。，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，、。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。PLC上電，電源指示燈點(diǎn)亮表示機(jī)床已處于帶電狀態(tài)。我決定選用SIMATIC 確定I/O點(diǎn)數(shù)根據(jù)控制電路來(lái)確定I/O端口點(diǎn)數(shù)，其中：按鈕8個(gè)，行程開(kāi)關(guān)5個(gè)，轉(zhuǎn)換開(kāi)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(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)。西門(mén)子公司的產(chǎn)品有：S7200:微型PLC，單機(jī)最大容量為256點(diǎn)；S7300:小到中型PLC單機(jī)最大容量為1K；S7400:大到超大型PLC，單機(jī)可組態(tài)點(diǎn)數(shù)過(guò)萬(wàn)點(diǎn)。 PLC的選型目前各國(guó)生產(chǎn)的PLC品種繁多，發(fā)展迅速。搖臂的夾緊和放松是由電氣和液壓聯(lián)合控制，并且有夾緊和放松指示。搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，分別經(jīng)主軸和進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。HL4為主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈，由KM1常開(kāi)觸頭控制。由于立柱和主軸箱的松開(kāi)與夾緊是短時(shí)間的調(diào)整工作，故采用點(diǎn)動(dòng)控制方式。當(dāng)把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3拌到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn)（5763）接通，（5759）斷開(kāi)。經(jīng)13秒延時(shí)后，KT3的延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)（741）閉合，接觸器KM4線圈經(jīng)（13574143373962）線圈斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱右缸，推動(dòng)活塞使主軸箱放松。SA2有3個(gè)位置：中間位（零位）時(shí)，立柱和主軸箱的松開(kāi)或夾緊同時(shí)進(jìn)行；左邊位為立柱的夾緊或放松；右邊位為主軸箱的夾緊或放松。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不能自動(dòng)夾緊搖臂，或者由于ST3調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使ST3（747）的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)處于長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，這是不允許的。但ST1的另一觸點(diǎn)ST12（2717）仍處于閉合狀態(tài)，保證搖臂能夠下降。KT1的延時(shí)時(shí)間應(yīng)視搖臂在M2斷電至停轉(zhuǎn)前的慣性大小調(diào)整，應(yīng)保證搖臂上升（或下降）后才進(jìn)行夾緊，一般調(diào)整在1～3秒。同時(shí)，活塞桿通過(guò)彈簧片壓下限位開(kāi)關(guān)ST2動(dòng)斷觸點(diǎn)（747）斷開(kāi)，接觸器KM5斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開(kāi)－上升－夾緊動(dòng)作。如果搖臂沒(méi)有松開(kāi)，ST2的動(dòng)合觸點(diǎn)也不能閉合，KM2就不能吸合，M2不能旋轉(zhuǎn)，搖臂也就不可能上升，保證了只有在搖臂可靠松開(kāi)后才能使搖臂上升。 搖臂升降控制電路搖臂上升、下降分別由SBSB4點(diǎn)動(dòng)控制。 Z3040搖臂鉆床控制線路控制電路分析由變壓器TC將380V交流電壓降為110V，作為控制電源。當(dāng)移動(dòng)到位后，保證M2先停下，再自動(dòng)通過(guò)液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊，最后液壓泵電機(jī)才停下。按下總啟動(dòng)按鈕SB1，中間繼電器KA線圈通電吸合并自鎖，為主電動(dòng)機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)多準(zhǔn)備，同時(shí)觸點(diǎn)KA閉合，為其他三個(gè)指示燈通電做準(zhǔn)備。斷路器QF1既作為機(jī)床線路的電源總開(kāi)關(guān)，又作為機(jī)床線路和主軸電機(jī)M1的短路及過(guò)載保護(hù)元件，斷路器QF2臥搖臂升降電動(dòng)機(jī)M液壓泵電機(jī)M冷卻泵電機(jī)M4的隔離開(kāi)關(guān)和過(guò)載及短路保護(hù)元件。主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊和松開(kāi)是由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵電動(dòng)機(jī)送出壓力油，推動(dòng)活塞、菱形塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以主軸停車(chē)時(shí)主軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動(dòng)力傳到主軸。然后操縱主軸手柄，板至所需轉(zhuǎn)向位置（里或外），于是兩個(gè)操縱閥相互位置轉(zhuǎn)變，使一股壓力油將制動(dòng)摩擦離合器松開(kāi)，為主軸旋轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)的主軸的傳送鏈，驅(qū)動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)該系統(tǒng)壓力油由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出，由主軸操作手柄來(lái)改變兩個(gè)操縱閥的相互位置，獲得不同的動(dòng)作。此外，為保證安全生產(chǎn)，其主軸旋轉(zhuǎn)和搖臂升降不允許同時(shí)進(jìn)行。Z3040型搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進(jìn)行孔加工，其運(yùn)動(dòng)形式有主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、搖臂的升降運(yùn)動(dòng)、立柱的夾緊和放松、搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過(guò)手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。(3) 單片機(jī)不如PLC可靠使用單片機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，突出的問(wèn)題就是抗干擾性能較差。除了要進(jìn)行控制程序的設(shè)計(jì)，還要在單片機(jī)的外圍進(jìn)行很多硬件和軟件工作，才能與控制現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，調(diào)試也較繁瑣。對(duì)于那些只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間系統(tǒng)地學(xué)習(xí)單片機(jī)的知識(shí)才能掌握?？傊琍LC在性能上均優(yōu)越于繼電接觸式控制系統(tǒng)，特別是控制速度快，可靠性高，設(shè)計(jì)施工周期短，調(diào)試方便，控制邏輯修改方便，而且體積小，功耗低。觸點(diǎn)在開(kāi)閉時(shí)會(huì)受到電弧的損壞，壽命短。使用繼電接觸式控制系統(tǒng)完成一項(xiàng)控制工程，設(shè)計(jì)施工，調(diào)試必須順序進(jìn)行，周期長(zhǎng)，而且修改困難而使用PLC來(lái)完成一項(xiàng)控制工程。用戶(hù)可以根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值。(3) 定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制：繼電接觸式控制系統(tǒng)利用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作來(lái)進(jìn)行定時(shí)控制。而且使用的繼電器越多，反映的速度越慢，還是容易出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)和觸點(diǎn)拉弧問(wèn)題。若需要對(duì)控制邏輯進(jìn)行修改時(shí)，只要修改程序就行了，而輸入輸出的連接線改動(dòng)不多，并且也容易改動(dòng)，因此，PLC的靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)。所以，繼電接觸式控制系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性較差。PLC等取代繼電接觸式控制邏輯。但是在實(shí)際工程中往往選擇一種經(jīng)濟(jì)、有效、性能優(yōu)越的控制方案，考慮到上述幾點(diǎn)，PLC較適合組合機(jī)床的電氣控制。但是由于其對(duì)I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力。實(shí)際上，除了執(zhí)行程序和I/O刷新外，PLC還要進(jìn)行各種錯(cuò)誤檢測(cè)（自診斷功能）并與編程工具通訊，這些操作統(tǒng)稱(chēng)為監(jiān)視服務(wù)，一般在程序執(zhí)行之后進(jìn)行。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。 1．輸入刷新階段 在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫(xiě)入輸入狀態(tài)寄存器。PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。位置控制是指PLC使用的位置控制模塊來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)控制，如控制構(gòu)件的速度、位移、運(yùn)動(dòng)方向等。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理。本設(shè)計(jì)中PLC實(shí)現(xiàn)的功能：開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。安裝簡(jiǎn)單，維修方便 PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需求，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性進(jìn)一步提高。（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的使用等問(wèn)題。 PLC是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的點(diǎn)控制器?！　、葯C(jī)床本體　?、撬欧到y(tǒng) 控制介質(zhì)以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過(guò)程、工藝參