【正文】 A,380/110,36,6V 1控制、照明和信號(hào)指示電路供電48YV電磁閥MFJ13線圈電壓110V1　25EL鉆床照明燈JC2帶40W，36V燈泡1工作照明　　。在此，我要衷心的感謝張培志老師，感謝他在指導(dǎo)我做學(xué)士學(xué)位論文期間對(duì)我無私的關(guān)懷和耐心細(xì)致的指導(dǎo)，并向張培志老師致以崇高的敬意！在大學(xué)期間，我還得到了其他眾多老師和單位領(lǐng)導(dǎo)、同學(xué)們的關(guān)懷、幫助，有了他們，我才能克服各種困難，完成本論文。從張培志老師身上，除了學(xué)到許多專業(yè)知識(shí)外，我還學(xué)到了如何做人、做事等許多其它寶貴的東西。以上問題還有待今后進(jìn)一步研究解決。由于時(shí)間精力有限，還有許多功能有待擴(kuò)展、完善。通過設(shè)計(jì)，可得出以下總結(jié)：在本次設(shè)計(jì)中，我深入研究了搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式及電氣控制要求，在保持搖臂鉆原有功能不變的情況下，應(yīng)用可編程序控制器（PLC），設(shè)計(jì)出了搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，較好地完成了本設(shè)計(jì)的任務(wù)。則可知調(diào)試出來的結(jié)果與設(shè)計(jì)的預(yù)期功能相匹配，表明了本次設(shè)計(jì)題目的成功。主軸箱、立柱夾程序調(diào)試：按下X12，指示燈HL5亮，則表明接觸器KM5得電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)；壓下X松開X12，指示燈HL5滅，則表明主軸箱、立柱夾緊，接觸器KM5失電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)。在松開X7或壓下X0后，壓下X釋放X2，指示燈HL6滅，則表明電磁閥YA線圈失電，這時(shí)搖臂夾緊。如果在不松開X7且在指示燈HL3滅的情況下，壓下X1，指示燈HL3也會(huì)熄滅，則表明搖臂下降到了極限位置，觸碰極限開關(guān)，接觸器KM3失電,搖臂升降機(jī)M2停轉(zhuǎn)。搖臂下降程序調(diào)試：當(dāng)按下X10，指示燈HL6亮，則表示電磁閥YA線圈得電，可以進(jìn)行搖臂松開操作了，指示燈HL4亮，則表示接觸器KM4得電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，液壓泵送出的壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊機(jī)構(gòu)的松開油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊將搖臂松開；然后壓下X釋放X3，指示燈HL4滅，則表明搖臂松開，接觸器KM4失電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)，指示燈HL3亮，則表明接觸器KM3得電，搖臂升降機(jī)M2反轉(zhuǎn)，搖臂下降。如果在不松開X7且在指示燈HL2滅的情況下，壓下X0，指示燈HL2也會(huì)熄滅，則表明搖臂上升到了極限位置，觸碰極限開關(guān)，接觸器KM2失電,搖臂升降機(jī)M2停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升，延時(shí)3秒指示燈HL5亮，則表明接觸器KM5得電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)。搖臂上升程序調(diào)試：當(dāng)按下X7，指示燈HL6亮，則表示電磁閥YA線圈得電，可以進(jìn)行搖臂松開操作了，指示燈HL4亮，則表示接觸器KM4得電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，液壓泵送出的壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊機(jī)構(gòu)的松開油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊將搖臂松開；然后壓下X釋放X3，指示燈HL4滅，則表明搖臂松開，接觸器KM4失電，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3停轉(zhuǎn)，指示燈HL2亮，則表明接觸器KM2得電，搖臂升降機(jī)M2正轉(zhuǎn)，搖臂上升。在調(diào)試時(shí)，充分考慮 Z3040搖臂鉆床的各種控制功能，對(duì)每種工作方式逐一檢查，直到各種功能情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全相同。首先，在實(shí)驗(yàn)箱上按PLC仿真電路接線圖接好線路，然后通過FXGP_WIN_C軟件把程序?qū)隤LC。在實(shí)際仿真時(shí)，由于SB3(X7)、SB4(X10) 、SB5 (X11)、SB5 (X12)按鈕為點(diǎn)動(dòng)按鈕，而SQ11 (X0)、SQ12(X0)、SQ2(X2)、SQ3(X3)、SQ4(X4)為長(zhǎng)動(dòng)按鈕，所以在實(shí)驗(yàn)箱上的輸入接口中，實(shí)際接線時(shí)，要把要把長(zhǎng)動(dòng)按鈕和點(diǎn)動(dòng)按鈕分開來接。7系統(tǒng)調(diào)試 仿真電路設(shè)計(jì)由于環(huán)境條件有限，本次設(shè)計(jì)沒有實(shí)物，就只能進(jìn)行仿真，又因仿真的需要，就要簡(jiǎn)化線路，現(xiàn)把線圈和電磁閥都用燈泡代替，來實(shí)現(xiàn)其功能。 狀態(tài)流程圖 梯形圖控制系統(tǒng)梯形圖如圖附錄1所示。因選用FXOS系列的PLC，編程時(shí)應(yīng)該采用Windows環(huán)境下運(yùn)行的FXGP_WINC的編程軟件, 采用相關(guān)可編程控制器訓(xùn)練裝置（研發(fā)樓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)箱）進(jìn)行模擬調(diào)試。為了使Z3040搖臂鉆床在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)改造后仍能夠具有原有的功能，基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PLC程序應(yīng)包括主軸電動(dòng)機(jī)M1的起動(dòng)和停止控制程序、搖臂升降控制程序、主軸箱與立柱的松開與夾緊控制程序、信號(hào)顯示程序。 HZ10系列組合開關(guān)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓(V)額定電流（A)極數(shù)可控制電動(dòng)機(jī)最大容量和額定電流容量/KW額定電流/AHZ1010　DC:220,AC:3806單極37103HZ10252512HZ106060　HZ10100100　5 元器件明細(xì)表經(jīng)過元器件選擇、整理，得到元器件明細(xì)表如附錄3所示。本設(shè)計(jì)采用HZ10系列的組合開關(guān)，由于主電路的電壓為AC380V，則所選組合開關(guān)的電壓等級(jí)為AC380V。（2）組合開關(guān)組合開關(guān)主要用于電源的引入和隔離。 熔斷器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)熔斷器額定電流（A）額定電壓（V）熔體額定電流（A）RC1A101038010RC1A1515115RC1A30301230RC1A606050、60RC1A10010060、80、100RL1151515RL160602350、60RL110010060、80、100 其他電器元件及選擇（1）行程開關(guān)行程開關(guān)的型號(hào)要由電壓電流等級(jí)、觸點(diǎn)種類及數(shù)量來確定。經(jīng)過對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析。電動(dòng)機(jī)回路中作短路保護(hù)時(shí)，應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件，按電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短來選擇熔體的額定電流，由于Z3040搖臂鉆床的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)，且對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)（液壓泵電動(dòng)機(jī)）而言，其作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流IR如式（）為：IR1=（~）IN=（~）A （）式中IR1為M3熔斷器熔體的額定電流，A；IN為液壓泵電動(dòng)機(jī)M3額定電流，A。由于Z3040搖臂鉆床主電路的短路電流較大，則本設(shè)計(jì)采用RL1系列的熔斷器。熔斷器的類型主要由負(fù)載保護(hù)特性和短路電流以及各類熔斷器的實(shí)用范圍來確定。[21]目前，常用的熔斷器有RLRLRC1A、RT1RM10等系列產(chǎn)品。 JS7系列空氣阻尼式時(shí)間繼電器主要參數(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)線圈額定電流/V觸點(diǎn)參數(shù)數(shù)量延時(shí)范圍通電延時(shí)斷電延時(shí)瞬動(dòng)常開常閉常開常閉常開常閉JS71A交流231122380、42011　　　　～60 ～180兩級(jí)JS72A11　　11JS73A　　11　　JS74A　　1111 熔斷器選擇熔斷器是一種最簡(jiǎn)單有效的保護(hù)電器，廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和各種控制系統(tǒng)中，主要用作短路保護(hù)。[20]由于Z3040搖臂鉆床的控制線路電壓為110V，時(shí)間繼電器為交流供電、斷電延時(shí)繼電器，且對(duì)延時(shí)精確度要求不高。 JR16系列熱繼電器的主要技術(shù)參數(shù)熱繼電器型號(hào)熱繼電器額定電流值/A熱元件規(guī)格JR1620/3JR1620/3D20編號(hào)額定電流值/A123456785熱繼電器型號(hào)熱繼電器額定電流值/A熱元件規(guī)格JR1620/3JR1620/3D20編號(hào)額定電流值/A91011111612221322JR1660/3 JR1660/3D601432154516631763JR16150/3 JR16150/3D15018851912020160(2)時(shí)間繼電器選擇 時(shí)間繼電器形式多樣，各具特點(diǎn)，時(shí)間繼電器按其延時(shí)原理可分為空氣阻尼式、電磁式、同步電動(dòng)機(jī)式、電子式時(shí)間繼電器，按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。常用的熱繼電器有JRSJRJR1JR1JR1JR3JR21等系列，每一系列的熱繼電器一般只能和相適應(yīng)的繼電器配合使用。由于Z3040型搖臂鉆床的搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2和冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4工作時(shí)間短，且冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4功率小，則其不采用熱繼電器來保護(hù)，而主軸電動(dòng)機(jī)和液壓泵電動(dòng)機(jī)有可能長(zhǎng)期過載，則需設(shè)置過載保護(hù)熱繼電器按結(jié)構(gòu)形式分為兩相、三相及三相帶斷相保護(hù)結(jié)構(gòu)的熱繼電器。 (1)熱繼電器選擇 熱繼電器是專門用來對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)過熱而燒毀的保護(hù)電器[19]。 CJ20系列交流接觸器主要參數(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)頻率/Hz輔助觸頭額定電流/A吸引線圈電壓/V主觸頭額定電流/A額定電壓V可控制電動(dòng)機(jī)最大功率/kwCJ2010505～312722038010380/2205004/CJ201616CJ20252511/CJ20404011/22CJ20636330/18CJ2010010050/28 繼電器選型 繼電器的種類繁多，常有的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計(jì)數(shù)、頻率繼電器等。綜上所述，本設(shè)計(jì)主電動(dòng)機(jī)的接觸器選用一個(gè)CJ2016型的交流接觸器，主觸頭數(shù)量3，線圈電壓127V，額定電壓為380V。線圈電壓等級(jí)有380V、220V、127V、36V等。（2）交流接觸器的主觸頭額定電壓應(yīng)大于線路的額定電壓，則根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)可知，交流接觸器的主觸頭額定電壓應(yīng)取380V。(1)主觸點(diǎn)的額定電流IN可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式（）得出。一般情況下,接觸器的選用依據(jù)是接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓、電流要求，輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量及其額定電流，控制線圈電源種類，頻率與額定電壓，操作頻繁程度和負(fù)載等因素。根據(jù)控制需要，選用6個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)A19系列的按鈕，其中一個(gè)為停止按鈕，兩個(gè)為點(diǎn)動(dòng)按鈕，三個(gè)需帶指示燈（兩個(gè)綠色，一個(gè)黃色），觸點(diǎn)數(shù)一常開一常閉，而控制回路采用的是交流電，再參考LA19系列按鈕的主要技術(shù)參數(shù)則選用額定電壓為交流380V，額定電流為5A，型號(hào)為L(zhǎng)A1911和LA1911D的按鈕，就能滿足該做Z3040搖臂鉆床的需求，其中LA1911型按鈕3個(gè)（一個(gè)紅色，兩個(gè)黑色），LA1911D型按鈕3個(gè)（指示燈顏色為一個(gè)綠色，兩個(gè)黃色）。在選用的按鈕時(shí)，要考慮按鈕的觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、結(jié)構(gòu)形式、顏色以及是否需要帶指示燈等條件[18]。 主令電器選型 （1)按鈕選擇 按鈕通常是用來短時(shí)接通和斷開小電流控制電路的一種主令電器。搖臂升降電動(dòng)機(jī)采用Y90L4型，額定電壓380V，轉(zhuǎn)速1400r/min的三相異步電動(dòng)機(jī)，液壓泵電動(dòng)機(jī)采用Y8024型，額定電壓380V，轉(zhuǎn)速1390r/min的三相異步電動(dòng)機(jī)。該類型號(hào)PLC結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，性價(jià)比也比較高，功能功能完善，具有很強(qiáng)的抗干擾能力和負(fù)載能力，且可以直接和編程器或計(jì)算機(jī)連接，使用非常方便。所以本設(shè)計(jì)選用繼電器輸出模塊，結(jié)合Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，需要輸入點(diǎn)數(shù)大于13個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)大于9個(gè)，且還要外加10%20%的裕量即可。晶體管型與雙向可控硅型輸出模塊都屬于無觸點(diǎn)開關(guān)輸出，分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載，它們的可靠性高，反應(yīng)帶寬快，常用于通斷率頻繁的感性負(fù)載，但其不能承受感性負(fù)載在斷開時(shí)較高的反壓，需另行采取抑制措施，且過載能力差，4點(diǎn)同時(shí)輸出的總?cè)萘坎坏贸^2A[17]。PLC輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。因此，本設(shè)計(jì)的PLC輸入模塊應(yīng)選直流輸入模塊，輸入電壓應(yīng)為DC24V。交流輸入方式的觸點(diǎn)接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)因素和環(huán)境因素等。輸入模塊的種類，按電壓分類DC5V、DC12V、DC24V、DC48V、DC60V和AC110V或AC220V。不同的I/O模塊，其電路和性能不