【正文】 ....................23 總體流程設(shè)計(jì) ............................................................................................................23 梯形圖設(shè)計(jì) ................................................................................................................25 梯形圖設(shè)計(jì) ................................................................................................................25 改造中必須注意的幾個(gè)問題 ........................................................................................28 安裝調(diào)試方面的問題 ..................................................................................................29 結(jié)束語 .......................................................................................................................29 小 結(jié) ....................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................31 英文翻譯 ................................................................................................................................32 II 摘 要 隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，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。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。 本文在分析 Z3040 型搖臂鉆床的技術(shù)特性及工作循環(huán)流程的基礎(chǔ)上 ,給出應(yīng)用S7200 系列可編程 序控制器對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。 關(guān)鍵詞 : PLC 控制； I/0 接線圖； 梯形圖 III Abstract With the information technology industry in the development of highspeed, programmable logic controller into the practical stage of development, puter technology has been the introduction of a prehensive programmable logic controller, its functions have taken place in leaps and bounds. The higher speed of operation, the ultrasmall size, the more reliable antiindustrial design, analog puting, PID function and the high cost of laying its modern industry. Since the Z3040drill arm of the electric control system in line plex, high failure rate, the maintenance workload, low reliability, flexibility shortings of the poor, this paper used for the PLCZ3040 radial drilling machine of the relay Contactanalog control system technology in order to ensure that the electronic control system of rapid, accuracy, rationality, to better meet the actual needs of production and improved costeffectiveness. Based on the analysis of Z3040radial drilling machine and the technical characteristics of the work cycle process on the basis of the application is given S7200 series PLC to carry out technological transformation of the system design. The system hardware and software design are discussed. Key words: PLC control。 ladder 1 第 1 章 緒論 PLC 的應(yīng)用與發(fā)展 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) PLC 是 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制的。 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。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似的梯形圖作為主要編程語言，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。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工 業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。此外，無錫華光 公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家。 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 30 年來，可編程控制器從無到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、及集散控制等各種任務(wù)的跨越。 可編程控制器的定義 可編程控制器 ，簡稱 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?！? 的特點(diǎn) 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù) 3 千分 之一，故障也就大大降低。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。 配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。 體積小、重量輕、能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國內(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、 輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(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。 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。 過程控制 過程控制是指對(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)行專用的 PID 子程序。 數(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。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。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 5 推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 市場(chǎng)概述 PLC 的市場(chǎng)上，各供應(yīng)商在產(chǎn)品規(guī)模上的組合定位是不同的。而西門子重點(diǎn)在工廠集成能力、廣泛的產(chǎn)品范圍、和電子商務(wù)能力的整合 。羅克韋爾瞄準(zhǔn)大型高端市場(chǎng)，并把自己定位于從工廠底層到管理頂層的制造業(yè)解決方案提供商 。施奈德則專注于為用戶提供完整的集成方案，產(chǎn)品建立在中型和大型 PLC 上 。 本課題的選題背景和意義 鉆床是一種孔加工機(jī)床，可用來鉆孔、擴(kuò)孔 、絞孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車間常用的機(jī)床。搖臂的一端為套筒，套裝在外立柱上，并借助絲杠的正、反轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動(dòng)。加工時(shí)，根據(jù)工件高度的不同，搖臂借助于絲杠可帶著主軸箱沿外立柱上下升降。搖臂鉆床鉆削加工分為工作運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。鉆削加工時(shí)，鉆頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進(jìn)給。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是鉆頭的上下移動(dòng)。 目前，我國的 Z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸 6 器控制方式。另外，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器 — 接觸器控制方式較難實(shí)現(xiàn)，所以，有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。 由于 Z3040 型搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜、故障率高、維護(hù)工作量大、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn) ,本文提出了用 PLC 對(duì) Z3040 型搖臂鉆床的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造 ,從而保證了電控系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、合理性 ,更好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要 ,提高了 經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)作了闡述。具有主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及搖臂沿外立柱的垂直移動(dòng)，主軸箱沿?fù)u臂的徑向移動(dòng)以及搖臂與外立柱一起相對(duì)于內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后兩者為手動(dòng)。因此相應(yīng)電動(dòng)機(jī)較多，電路較復(fù)雜，往往因電氣故障，影響生產(chǎn)的進(jìn)行。 Z3040 搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)行 鉆床是一種用途較廣的萬能機(jī)床，它是一種孔加工機(jī)床，可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等多種形式的加工。 Z3040 搖臂鉆床是一種立式鉆床，它具有性能完善，適用范圍廣，操作靈活及工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適用加工單件和批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件。內(nèi)立柱固定在底座上，在它的外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)三百六十度。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它包括主軸及主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的全部傳動(dòng)變速和操作機(jī)構(gòu)。 鉆削加工時(shí)，主軸箱可由夾緊裝置將其固定在搖臂的水平導(dǎo)軌上，外 立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。主軸一般速度下的鉆削加工為恒功率負(fù)載，而低速是用與擴(kuò)孔，鉸孔及螺紋加工，屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。 主軸箱沿?fù)u臂縱向運(yùn)動(dòng)主軸箱搖臂主軸主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主軸縱向進(jìn)給工作臺(tái)底座內(nèi)外立柱搖臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)搖臂垂直運(yùn)動(dòng)1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 11 9 搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，