基于plc的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-25 12:38本頁(yè)面
【正文】 內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的方便。繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá)2A）,在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但動(dòng)作速度慢，壽命有一定的限制。因此，本基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊應(yīng)選直流輸入模塊，輸入電壓應(yīng)DC24V電壓[6]。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。 根據(jù)PLC的存儲(chǔ)容量PLC存儲(chǔ)器容量的估算方法：對(duì)于僅有開關(guān)量輸入/輸出信號(hào)的電氣控制系統(tǒng)，將所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)乘以8，就是所需PLC存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量（單位為bit）即（17+11）8=224bit 根據(jù)輸入模塊的類型輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC110V或AC220V。 根據(jù)PLC的指令功能 考慮到任何一種PLC都可以滿足開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)的要求，據(jù)此本課題將盡量采用價(jià)格便宜的PLC。整體式的每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式便宜，小型電氣控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程控制器。為了使改造后的搖臂鉆床仍能夠保持原有功能不變，此次改造的一個(gè)重要原則之一就是，不對(duì)原有機(jī)床的控制結(jié)構(gòu)做過(guò)大的調(diào)整，只是將原繼電器控制中的硬件接線改為用軟件編程來(lái)替代。其它動(dòng)作過(guò)程和主軸箱松開和夾緊完全相同[4]。按下按鈕SB5或SB6時(shí)使YA2通電，此時(shí)主柱松開或夾緊。同時(shí)活塞桿使ST4受壓，它的動(dòng)合觸點(diǎn)（607613）閉合，指示燈HL3亮，觸點(diǎn)（607613）斷開，指示燈HL2滅，指示主軸箱與立柱夾緊?；钊麠U使ST4復(fù)位主軸箱和主柱分開，指示燈HL2亮。下面以主軸箱的松開和夾緊 為例說(shuō)明它的動(dòng)作過(guò)程：首先將組合開關(guān)SA2搬向右側(cè)，觸點(diǎn)（5759）接通，觸點(diǎn)(5763)斷開。SA2有三個(gè)位置，在中間位置（零位）時(shí)為同時(shí)進(jìn)行，搬到左邊位置時(shí)為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位置為主軸箱的夾緊或放松。ST1有兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，ST1的動(dòng)斷觸點(diǎn)（1517）是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)，ST1的動(dòng)斷觸點(diǎn)（2717）是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或ST3調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓泵電動(dòng)機(jī)M3過(guò)載它的過(guò)載保護(hù)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開，KM5釋放同，M3電動(dòng)機(jī)斷電停止。因?yàn)閾u臂的上升或下降是短時(shí)的調(diào)整工作所以采用點(diǎn)動(dòng)方式。搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。當(dāng)持續(xù)13秒后，KT1的斷電延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)（4749）閉合，KM5線圈經(jīng)7474951號(hào)線，KM5 線圈通電液壓泵電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。如果搖臂沒(méi)有松開，ST2的動(dòng)合觸點(diǎn)不能閉合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就保證了只有搖臂的可靠松開后方可使搖臂上升或下降。 搖臂的升降控制按下按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT1通電吸合，它的瞬動(dòng)觸點(diǎn)閉合使KM4線圈通電，液壓電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)供給壓力油，經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的松開油腔，推動(dòng)活塞使搖臂松開。當(dāng)按下按鈕SB2時(shí)，交流接觸器KM1線圈通電并自鎖使主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈HL4亮。然后再將自動(dòng)開關(guān)Q1扳到接通位置，電源指示燈亮。 控制電路、信號(hào)及照明電路控制電路的電源由控制變壓器TC二次側(cè)輸出110V供電，,241號(hào)線對(duì)地為照明變壓器TD二次側(cè)輸出36V。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，所以M2和M3電動(dòng)機(jī)分別有兩個(gè)接觸器，它們?yōu)镵MKM3和KMKM5?，F(xiàn)在的Z3040搖臂鉆床取消了十字開關(guān)，它的電氣原理圖如下所示： Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)電氣原理圖它的主電路、控制電路、信號(hào)電路的電源均采用自動(dòng)開關(guān)引入，自動(dòng)開關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取代了熔斷器。2 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理我國(guó)原來(lái)生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和搖臂升降運(yùn)動(dòng)的操作是通過(guò)不能復(fù)位的十字開關(guān)來(lái)操作的,它本身不具有欠壓和失壓保護(hù)。隨著PLC技術(shù)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)不斷縮小。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問(wèn)題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。雖然國(guó)內(nèi)PLC技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器—接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患。由于電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。正是由于PLC電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點(diǎn),因此本次對(duì)Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造,可以大大提高Z3040搖臂鉆床工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來(lái)生機(jī)．同時(shí)，提高了PLC編程水平和實(shí)踐能力,為今后在實(shí)際工作中熟練使用PLC進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。因此更適合處理高速?gòu)?fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來(lái)越小 [2]。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過(guò)大量觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語(yǔ)言（Sequential Function Chart），使編程更加簡(jiǎn)單方便。編程方便，易于使用。功能強(qiáng)大，除基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能外，配合特殊功能模塊還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、PTO運(yùn)算、過(guò)程運(yùn)算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機(jī)通信，通過(guò)遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。可編程控制器是系列化產(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來(lái)完成不同的任務(wù)組合。可靠性是用戶的首選要求，目前各廠家生產(chǎn)的PLC，平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò)IEC規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)，例如：西門子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自診斷功能，判斷故障迅速?，F(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC種類繁多，規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬(wàn)別，但他們具有以下一些共同的特點(diǎn)。可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格
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