【正文】 。作用：接收主令元件，檢測(cè)元件傳來(lái)的信號(hào)。存儲(chǔ)器容量是PLC的一個(gè)重要性能指標(biāo)。除此而外，PLC還有EPROM、EEPROM存儲(chǔ)器。RAM為可讀寫(xiě)的存儲(chǔ)器，讀出時(shí)其內(nèi)容不被破壞，寫(xiě)入時(shí)，新寫(xiě)入的內(nèi)容覆蓋原有的內(nèi)容。數(shù)據(jù)寄存器的作用：存放從存儲(chǔ)單元讀出的數(shù)據(jù)，或者存放從數(shù)據(jù)總線送來(lái)并準(zhǔn)備寫(xiě)到存儲(chǔ)單元去的數(shù)據(jù)。地址譯碼電路的作用：根據(jù)地址總線上的地址編碼選取相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。（1）結(jié)構(gòu)：由存儲(chǔ)體、地址譯碼電路、讀寫(xiě)控制電路、數(shù)據(jù)寄存器組成。用戶(hù)程序：用戶(hù)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和工藝要求編寫(xiě)的程序。作用：存放系統(tǒng)程序，用戶(hù)程序，邏輯變量和其它一些信息。（4）根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更換有關(guān)影像區(qū)的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，根據(jù)輸出狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的控制。（2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。作用：處理和運(yùn)行用戶(hù)程序，進(jìn)行邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算，控制整個(gè)系統(tǒng)，使之協(xié)調(diào)的工作。組成：由控制器，運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，通過(guò)地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線，與存儲(chǔ)器的輸入，輸出接口電路相連。其結(jié)構(gòu)框圖如圖（2－1）。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。因而設(shè)想把計(jì)算機(jī)的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用“面向控制過(guò)程，面向?qū)ο蟆钡摹白匀徽Z(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱(chēng)Programmable Controller(PC)。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 本文的主要工作本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是應(yīng)用可編程控制器（PLC）對(duì)Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)加以改造，最終要達(dá)到使控制系統(tǒng)滿(mǎn)足Z3040搖臂鉆床對(duì)電力拖動(dòng)和控制要求，簡(jiǎn)化控制線路，提高系統(tǒng)可靠性，使用率。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。 20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類(lèi)似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。 PLC的國(guó)內(nèi)外狀況世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用. 5．?dāng)?shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。2．模擬量控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。 1．開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 因此，本課題對(duì)Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把PLC控制技術(shù)應(yīng)用到改造設(shè)計(jì)方案中去，取代傳統(tǒng)繼電接觸控制的方法, 使得鉆床的可靠性和效率大為提高, 在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景。 PLC電氣控制系統(tǒng)與繼電器—接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)，被日益廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)中。人們?cè)趹?yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，就能對(duì)可編程控制器進(jìn)行操作及編程。比之單片機(jī)，它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶(hù)時(shí)間和成本?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PLC或PC，是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，它不斷吸收微計(jì)算機(jī)技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù)。長(zhǎng)期使用后，故障率高，故障排查困難，常常影響企業(yè)正常生產(chǎn)。Z3040搖臂鉆床是一種立式鉆床，在各類(lèi)鉆床中，他具有性能完善、適用范圍廣、操作方便、靈活等優(yōu)點(diǎn)，它適用于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔的大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車(chē)間常用的機(jī)床，在機(jī)械行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。CPU的技術(shù)指標(biāo) 42附錄3 Z3040型搖臂鉆床PLC控制I/O(輸入、輸出）地址分配表 43附錄4 Z3040型搖臂鉆床控制系統(tǒng)電路圖 46附錄5 Z3040型搖臂鉆床配電箱元件位置及接線圖 47附錄6 Z3040型搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)梯形圖 48附錄7 Z3040元器件明細(xì)表 50第1章 引 言鉆床是一種孔加工設(shè)備，可以用來(lái)鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。 too much noises and so on, besides these hidden problems ,the diagnosing and expelling for the mistakes w as also difficult. it is necessary to improve its controlling system in technical.This article propose using the Programmable Logic Controller (PLC) to replace the traditional control system which was pounded of relays, and this control theory was based on the function of relays. it shows the principle and unique of the PLC 。梯形圖。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC）。改造后的Z3040型搖臂鉆床簡(jiǎn)化了控制線路，使機(jī)床功能完善，使用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，降低了設(shè)備運(yùn)行的故障率，提高了設(shè)備運(yùn)行的使用率，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的高效、節(jié)能和低成本。本文在分析Z3040型搖臂鉆床繼電接觸控制系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，提出了用可編程控制器（PLC）對(duì)搖臂鉆床控制系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。摘 要Z3040型搖臂鉆床適用于單件或批量生產(chǎn)帶有多孔的大型零件的孔加工，是機(jī)械加工車(chē)間常用的機(jī)床，在機(jī)械行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于傳統(tǒng)繼電器－接觸器控制的搖臂鉆床存在電路接線復(fù)雜，觸點(diǎn)多、噪音大、可靠性差、故障診斷與排除困難等缺點(diǎn)，因此對(duì)Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)的技術(shù)改造是非常必要的。文中介紹了PLC的原理和特點(diǎn)；給出了搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)；其中包括PLC的選型、輸入/輸出（I/O）地址分配、PLC外部接線圖、PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)；分析了用PLC控制搖臂鉆床的工作過(guò)程；對(duì)主要電器元件進(jìn)行了選擇。在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景。搖臂鉆床。控制系統(tǒng)AbstractThe Z3040 drilling lathe which was monly seen in workhouse, and it is widely used in mechanism industry. There were too many faults in the traditional relay controlled drilling lathe, such as the plex connections in circuit。also shows both hardware structure and software of the new Z3040 drilling lathe which was controlled by The PLC, including allocation for input/output address, external connection diagram, designs for programs.Through analyses the procedure that the Z3040 works, I chased main ponents.Through the improvement, we simplify the control system, it both perfect the function and cut down costs which was used for maintenances. The reform of Z3040 can easily help us to realize lowcost and energycostless during the production, it has gorgeous prospects in industry.key words: PLC drilling lathe block diagram control system contactor目 錄摘 要 IAbstract II第1章 引 言 1 1 現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顟B(tài) 2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 2 PLC的國(guó)內(nèi)外狀況 3 本文的主要工作 3第2章 PLC的概述 5 PLC的基本知識(shí) 5 PLC的產(chǎn)生及發(fā)展 5 PLC的組成 5 PLC的工作原理 8 PLC的基本性能指標(biāo) 9 PLC的特點(diǎn) 10 PLC的編程語(yǔ)言 12 梯形圖編程語(yǔ)言 12 功能圖編程語(yǔ)言 14 語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 14第3章 Z3040控制線路原理分析 15 Z3040搖臂鉆床簡(jiǎn)介 15 Z3040搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行 15 Z3040搖臂鉆床的電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求 15 Z3040控制線路概述 16 Z3040控制線路原理分析 17 主電路分析 18 控制電路分析 18第4章 基于PLC的Z3040控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 PLC的型號(hào)選擇 22 PLC的型號(hào)選擇 22 Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì) 23 基于PLC的Z3040型搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì) 24 PLC梯形圖系統(tǒng)調(diào)試 27 PLC控制指令表 27 PLC 控制系統(tǒng)分析 30 元器件布置接線圖設(shè)計(jì) 30第5章 主要電氣元件及選擇 31 31 斷路器結(jié)構(gòu)、原理 31 斷路器的選擇 31 32 接觸器結(jié)構(gòu)、原理 32 接觸器的選擇 32 34 熱繼電器結(jié)構(gòu)、原理 34 熱繼電器的選擇 35 36 熔斷器結(jié)構(gòu)、原理 36 熔斷器的選擇 36第6章 結(jié)論 38參 考 文 獻(xiàn) 39致 謝 40附 錄 41附錄1 Z3040型搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)電氣原理圖 41附錄2 S7200鉆床的結(jié)構(gòu)形式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、臺(tái)式鉆床、深孔鉆床、多軸鉆床、搖臂鉆床及其他專(zhuān)用鉆床等。目前機(jī)械行業(yè)中使用的搖臂鉆床其控制系統(tǒng)大多數(shù)是采用繼電器接觸器控制方式，電路接線復(fù)雜，觸點(diǎn)多、噪音大、維修工作量大。因此，對(duì)Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)的技術(shù)改造是非常必要的。 PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡(jiǎn)便、低價(jià)格長(zhǎng)壽命。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶(hù)的微型計(jì)算機(jī)。用來(lái)完成各種各樣的復(fù)雜程度不同的工業(yè)控制任務(wù)。利用PLC對(duì)搖臂鉆床繼電器控制電路進(jìn)行改造，有助于提高設(shè)備的可靠性、使用率，降低設(shè)備故障率，提高生產(chǎn)效率,其經(jīng)濟(jì)效率顯著。 現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顟B(tài) PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。 3．運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 4．過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?6．通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。新