【正文】 The Warring States period, there has been stacked, such as casting and cable casting process。 malleable iron black and white heart malleable iron and steel appearance, accelerated by the Iron Age to the Bronze transition。 the Shang and Western Zhou Dynasty, there was quite a sophisticated twowheelers。 8000 BC to 2800 before during a round of the Tao (with ceramic table)。 1999 3.《西門子 S7200 系列 PLC 應(yīng)用與開發(fā)》 戴仙金 水利出版社 2020 4.《西門子 S7200 工程應(yīng)用實(shí)例分析》 程玉華 北京：電子工業(yè)出版社 2020 5.《案列解說 PLC、觸摸屏及變頻器綜合應(yīng)用》 陳浩 中國電力出版社 2020 6.《西門子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用》 柴瑞娟 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 7.《可編程序控制器及其應(yīng)用（第 2版）》 王國海 北京：勞動(dòng)社會(huì)保障出版 社 2020 8.《電器控制與 PLC》 丁學(xué)恭 浙江大學(xué)出版社 2020 9.《機(jī)床電路原理與維修》 熊幸名 人民郵電出版社 2020 10.《可編程控制器 PLC 應(yīng)用技術(shù)與實(shí)列》 袁伍光 華南理工大學(xué)出版社 2020 32 英文翻譯 China is the world39?？傮w來說，通過這次設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多知識(shí)，在老師的指導(dǎo)中也受益匪淺。設(shè)計(jì)中還接觸到了一些關(guān)于 PLC 基本硬件和軟件 問題，體會(huì)到 可編程的 優(yōu)越性和在當(dāng)今社會(huì)起到的越來越重要的工業(yè)地位，越來越被各國所認(rèn)同。 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的 ,并且在其中查閱了大量的技術(shù)資料和參考文獻(xiàn)。 結(jié)束語 利用 PLC對(duì)機(jī)床控制系統(tǒng)進(jìn)行改造后，簡(jiǎn)化了控制線路，維護(hù)方便，降低了設(shè)備運(yùn)行的故障率，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性及使用率。 在調(diào)試時(shí)，會(huì)出現(xiàn)控制動(dòng)作與設(shè)計(jì)思路不同，首先要用西門子的編程軟件監(jiān)控程序執(zhí)行過程，觀察相關(guān)觸點(diǎn)的狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)象找出可能出問題的觸點(diǎn)，看是否存在觸點(diǎn)無法接通或無法關(guān)斷的問題。 （ 2）通過接地也可以有效地防止電磁干擾。 （ 1）電源回路的雜波可以通過電源導(dǎo)線進(jìn)入控制裝置，這種雜波對(duì)系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備危害很大，容易造成 PLC 錯(cuò)誤動(dòng)作。 在調(diào)試完后，再進(jìn)行整個(gè)程序調(diào)試，直到?jīng)]有時(shí)序錯(cuò)誤符合控制系統(tǒng)的要求。在梯形圖中，需設(shè)計(jì)不同的指令結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn) 3種不同的延時(shí)控制。模擬時(shí)，先從指示燈入手，看它們是否按照所需的邏輯狀態(tài)亮燈 有繼電器控制電路較復(fù)雜，利用繼電器控制電路畫 PLC的梯形圖時(shí)，要特別注意 3個(gè)時(shí)間繼電器。 （ 2）對(duì)于 PLC連接外部設(shè)備方面， 為 保證安全，各熱繼電器常閉觸點(diǎn)不作為 PLC搖臂上升 搖臂下降 液壓分配電磁閥 主軸箱 /立柱夾緊指示 主軸箱 /立柱放松指示 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 中間轉(zhuǎn)換信號(hào) 29 輸入端，直接接在輸出端，對(duì)負(fù)載電路進(jìn)行保護(hù)控制 。 在硬件方面主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和 PLC的外圍硬件連接部分。再根據(jù)原有繼電器控制電器，加以分析 改進(jìn)，編制梯形圖 . 42 元件設(shè)置 元件 意義 備注 斷電延時(shí) On 有效 搖臂放松 /主軸箱與立柱放松 On 有效 搖臂放松 /主軸箱與立柱放松 On 有效 搖臂升降 On 有效 系統(tǒng)上電后，通過操作面板上的控制按鈕操作 Z3040 搖臂鉆床運(yùn)行，其控制梯形圖如圖 43所示。 總體流程設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求， Z3040 搖臂鉆床 串行工作方式 如下 ： （ 1）檢測(cè)主軸電動(dòng)機(jī) M1 是否過載，無過載主電動(dòng)機(jī) M1啟動(dòng)； （ 2） 檢測(cè) 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 是否過載，無過載液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反 轉(zhuǎn)，供給壓力油； （ 3） 搖臂松開 ，同時(shí) 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 旋轉(zhuǎn)，搖臂下降 ； （ 4） 下降到位，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止下降 ； （ 5） 延時(shí) 1～ 3S 后，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正 轉(zhuǎn)，供給壓力油 ； （ 6） 搖臂夾緊 ， 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停止旋轉(zhuǎn)，夾緊動(dòng)作結(jié)束 ； （ 7） 處于工作狀態(tài)，工作完成后 ； （ 8） 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3反 轉(zhuǎn)，供給壓力油 ； （ 9） 搖臂松開，同時(shí) 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 旋轉(zhuǎn)，搖臂上降； （ 10）上升到位，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升； （ 11） 延時(shí) 1～ 3S后，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正 轉(zhuǎn)，供給壓力油 ； （ 12） 搖臂夾緊 ， 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停止旋轉(zhuǎn)，夾緊動(dòng)作結(jié)束 ； （ 13） 主電動(dòng)機(jī) M1停轉(zhuǎn)。 以上介紹了 Z3040 搖臂鉆床的設(shè)計(jì)，以及 PLC 的外圍電路連接，這是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該部分設(shè)計(jì)的好與壞直接影響控制系統(tǒng)的功能。 在控制系統(tǒng)中，主軸電動(dòng)機(jī)和液壓泵電動(dòng)機(jī)需要設(shè)有過載保護(hù)。 對(duì)于不同的工作情況利用不同的指示燈進(jìn)行提示，便于操作人員進(jìn)行維護(hù)和生產(chǎn)。 22 在這個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)操作中采用 6 個(gè)機(jī)械按鈕，控制電動(dòng)機(jī)的啟停，搖臂的 升降 搖臂的松開與夾緊。 21 3— 1 Z3040 搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)接線圖 其他資源配置 要完 成系統(tǒng)的控制功能除了需要 PLC 主機(jī)及其擴(kuò)展模塊之外，還需要各種限位開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器、電磁閥和指示燈等設(shè)備儀器。根據(jù)表 32 設(shè)計(jì) I/O 接線圖，如圖 33 其中接觸器、電磁鐵及指示燈的電源仍采用原有的 380V/127V隔離變壓器供電， 36V安全電壓局部照明不改動(dòng)。 20 I/O 分配表見表 31。 EM223 和 EM235 與 PLC 的連接不需要其他設(shè)置，只需要將排線插到主機(jī)及擴(kuò)展模塊的插槽上。 由于需要測(cè)量每個(gè)手指的壓力值，需要將傳感器的值輸入到 PLC 中進(jìn)行判斷，所以擴(kuò)展兩個(gè)模塊，全部選用 EM223 模塊。 EM223 共有六種模塊：分別為 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸入 /4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸出、 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、16 點(diǎn)） DC 輸入 /4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)）繼電器輸出。 （ 16） AS 接口最大 輸入 /輸出有 496 個(gè)，可以擴(kuò)展 7 個(gè)模塊。 （ 14） 2 個(gè)高速脈沖輸出，可產(chǎn)生中斷，脈沖寬度和頻率可調(diào)。分辨率為 100ms 的有 236 個(gè)，其定時(shí)范圍為 100ms～ 54min. （ 12） 4 個(gè)中斷輸入。 （ 11） 256 個(gè)定時(shí)器，其 中，分辨率為 1ms 的有 4 個(gè)，其定時(shí)范圍為 1ms～ 30s。 （ 9） 256 個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為 0～ 32 767。 （ 7）數(shù)字量輸入 /輸出，最多可以擴(kuò)展 94 個(gè)數(shù)字量輸入， 74 個(gè)數(shù)字量輸出。 （ 5） 10 個(gè)數(shù)字量輸出，其中 2 個(gè)可用做本機(jī)集成功能。 （ 2） 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （ 3） 1 個(gè)可插入的存儲(chǔ)器子模塊。根據(jù)上述要求，選擇 CPU 224 作為其主機(jī)。 31 電氣控制系統(tǒng)框圖 確定 I/O 點(diǎn)數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求并從經(jīng)濟(jì)性和可靠性等方面來考慮，確定的 I/O 點(diǎn)數(shù)，考慮留有一定的裕量，選擇西門子 S7200 系列 PLC 作為 Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。 ，并修復(fù)； ，根據(jù)空載情況找出原因，并調(diào)整處理； 修復(fù)或更換。 塊或承壓塊的角度或距離； 系統(tǒng)壓力。 ，并修復(fù)； ，并修復(fù)。 SQ3 的動(dòng)作行程，緊固好定位螺釘； 、彈簧片的位 置； KM電磁鐵 YV 控制線路是否正常，電動(dòng)機(jī) M3 是否完好，并修復(fù)。 SQ2 觸電、安 裝位置或損壞情況，并修復(fù)； KM2 控制回路及搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2，并修復(fù)； SQ2 位置移動(dòng)或損壞出，并修復(fù)； ，并換相。 Z3040 搖臂鉆床電氣控制線路常見故障與 處理，見表 2— 1。搖臂在上升或下降時(shí)，搖臂的夾緊機(jī)構(gòu)先自動(dòng)松開，在上升或下降到預(yù)定位置后，其夾緊機(jī)構(gòu)又將搖臂自動(dòng)夾緊在立柱上。采用液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、空擋、預(yù)選及變速；采用液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)主軸箱、立柱及搖臂的松開與夾緊，并與電氣配合實(shí)現(xiàn)搖臂升降與夾緊 、松開的動(dòng)作循環(huán)；具有指示裝備。同時(shí)松開（或夾緊）指示燈 HL1（ HL2）顯示。立柱和主軸箱的松開與夾緊是同時(shí)進(jìn)行的。 搖臂夾緊動(dòng)作過程如下：搖臂升（或降）到預(yù)定位置，松開 SB3（或 SB4） KT 斷電延時(shí) KM5 吸合、 M3 反轉(zhuǎn)、 YV吸合 搖臂夾緊 SQ3 受壓（ 1— 29）斷開 KM M YV 均斷電釋放。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 SQ3 調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使 SQ3 的動(dòng)斷觸電斷開，都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)處于長期過載運(yùn)行狀態(tài)，這是不允許的。而 SQ1 的另一動(dòng)斷觸電（ 7— 9）仍閉合，以保證搖 臂能夠上升。但 SQ1的另一組觸電（ 9— 17）仍處于閉合狀態(tài)，保證搖臂能夠下降。 搖臂升降的限位保護(hù)，由組合開關(guān) SQ1 來實(shí)現(xiàn)。時(shí)間 繼電器 KT 的作用是：控制接觸器 KM5 在升降電動(dòng)機(jī) M2 斷電后的吸合時(shí)間，從而保證在升降電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后再夾緊搖臂的動(dòng)作順序。 KM4 斷電 M3 停止 KM4 斷電 M3 停止 13 這里還應(yīng)注意，在搖臂松開后。 搖臂上升的動(dòng)作過程如下： KT 吸合 按 SB3 M3 正轉(zhuǎn)、 YV 吸合 KM4 吸合 KM2 吸合 M2 正轉(zhuǎn) SQ2 臂上升到預(yù)定位置，松開 SB3。壓力油經(jīng)二位六通閥（此時(shí)電磁鐵 YV仍處于吸合狀態(tài)）進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動(dòng)活塞和菱形塊，使搖臂夾緊。 當(dāng)搖臂上升（或下降）到所需位置時(shí)，松開按鈕 SB3（或 SB4）， KM2（或 KM3和時(shí)間繼電器 KT 釋放，升降電動(dòng)機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止升降。同時(shí)活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān) SQ2，使接觸器 KM4 線圈斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，與此同時(shí) KM2（或KM3）吸合，升降電動(dòng) 機(jī) M2 旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升（或下降）。上升（或下降）按鈕 SB3（或 SB4）時(shí)間繼電器 KT 吸合，其延時(shí)斷開的動(dòng)合觸 點(diǎn) （ 1— 39）與瞬時(shí)動(dòng)合觸 點(diǎn) （ 23— 25）使電磁鐵 YV 和接觸器KM4 同時(shí)吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。 該機(jī)床控制電路同樣采用 380V/127V 隔離變壓器供電，但其二次繞組增設(shè) 36V 12 安全電壓供局部照明使用。為此， M3 采用有接觸器 KM KM5 來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并設(shè) 有熱繼電器 FR2 作為過載保護(hù)。由于 M2 是短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以沒有設(shè)置過載保護(hù)。 （ 1）主電動(dòng)機(jī) M1 控制主軸旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，單向旋轉(zhuǎn)，它由接觸器 KM1 控制，而主軸的正反轉(zhuǎn)依靠機(jī)床液壓系統(tǒng)并配合正、反轉(zhuǎn)摩擦離合器來實(shí)現(xiàn)。壓力油經(jīng) 2 位 6 通電磁閥 YV進(jìn)入立柱夾緊液壓缸的松開（或夾緊）油腔和主軸箱夾緊液壓缸的松開（或夾緊）油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使立柱和主軸箱分別松開（或夾緊）。 Z3040 型鉆床夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理如圖 2— 2。 立柱與主軸均采用液壓夾緊與松開，且兩者同時(shí)動(dòng)作。 主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊和松開是由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵送出壓力油，推動(dòng)活塞、菱行塊來實(shí)現(xiàn)的。與此同時(shí)，另一油路系統(tǒng)推動(dòng)拔叉緩慢移動(dòng)，逐漸壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)到主軸的傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)主軸緩慢旋轉(zhuǎn)，稱為緩速，以利于齒輪的順利嚙合。所以主軸停車時(shí)主 10 軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動(dòng)力傳到主軸。 在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的過程中，可轉(zhuǎn)動(dòng)變速旋鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量。 主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先按下主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)齒輪泵送出壓力油。操作手柄有五個(gè)空間位置：上、下、里、外和中間位置，其中上為“空擋”，下為“變速”，外為“正轉(zhuǎn)”，里為“反轉(zhuǎn)”，中間位置為“停車”。前者安裝在主軸箱內(nèi)，后者安裝于搖臂電器盒下部。 Z3040 搖臂鉆床電氣控制線路分析 Z3040 搖臂鉆床主要有兩種主要運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是指主軸帶動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指鉆頭的垂直運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)是指主軸箱沿?fù)u臂水平移動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)以及搖臂和外立柱一起相對(duì)于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 鉆削加工時(shí)，需要對(duì)刀具和工件進(jìn)行冷卻，為此冷卻泵電動(dòng)機(jī)輸送冷卻液。 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