基于plc的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-07-30 12:38本頁(yè)面
【正文】 .................................. 1 本課題的選題背景和意義 1 國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) 22 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的原理 3 3 控制電路、信號(hào)及照明電路 3 主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制 4 搖臂的升降控制 4 立柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制 43 基于PLC的Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì) 53．1 PLC型號(hào)的選擇 5 根據(jù)PLC的物理結(jié)構(gòu) 5 根據(jù)PLC的指令功能 5 根據(jù)PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù) 6 根據(jù)PLC的存儲(chǔ)容量 6 根據(jù)PLC的輸入模塊的類(lèi)型 6 根據(jù)PLC的輸出模塊的類(lèi)型 6 PLC的I/O端口分配表 6 PLC的I/O電氣接線圖的設(shè)計(jì) 84 Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì) 9 PLC梯形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試 9 系統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序 9 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制程序 9 搖臂升降控制程序 10 主軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊控制程序.......................... 10 主軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松程序 10 信號(hào)顯示程序 11 電源工作狀態(tài)指示信號(hào)程序 115 結(jié) 論 12 研究成果.......................................................12 不足之處.......................................................12致謝 13參考文獻(xiàn) 14附錄A............................................................. 15附錄B............................................................. 161 緒論 本課題的選題背景和意義 Z3040搖臂鉆床是工廠中常用的金屬切削機(jī)床，它可以進(jìn)行多種形式的加工，如：鉆孔、鏜孔、鉸孔及螺紋等。它的調(diào)速是通過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。此外，搖臂的上升、下降和立柱的夾緊、放松各由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)[1]。因其所要控制的電機(jī)較多所以電路較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。PLC電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上述系統(tǒng)的這一缺陷。PLC之所以有較強(qiáng)的生命力，在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)要求。與單片機(jī)相比，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，這樣可以大大節(jié)省用戶(hù)的開(kāi)發(fā)時(shí)間與生產(chǎn)成本。可靠性高。 靈活組態(tài)。輸入輸出端口選擇靈活，有多種機(jī)型，組合方便。因此，PLC幾乎是全能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。PLC的編程可采用與繼電器極為相似的梯形圖語(yǔ)言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣人員的歡迎。運(yùn)行速度快。PLC的控制速度則由CPU工作速度和掃描速度決定。同時(shí)，PLC還具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行多臺(tái)PLC或PLC與PC機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用PLC可以很方便的構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC通訊網(wǎng)絡(luò)，可使工廠的各種資源共享，就更適合于工廠自動(dòng)化的需要，為工廠自動(dòng)化提供了技術(shù)保證 [3]。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)早在上世紀(jì)六十年代國(guó)外就已經(jīng)出現(xiàn)了可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用，之后世界各國(guó)爭(zhēng)相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，在1995年西門(mén)子又成功地開(kāi)發(fā)出了S7200、S7300系列，它具有 TD 200和 COROS OPS操作模板為用戶(hù)提供了方便人機(jī)界面，用戶(hù)程序三級(jí)口令保護(hù)，極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，MPI接口和通過(guò)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFD3US以及以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)能力，強(qiáng)勁的內(nèi)部集成功能，全面的故障診斷功能；模塊式結(jié)構(gòu)可用于各處性能的擴(kuò)展，脈沖輸出晶閘管步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)；快速的指令處理大大縮短了循環(huán)周期，并采用了高速計(jì)數(shù)器，高速中斷處理可以分別響應(yīng)過(guò)程事件，大幅度降低了成本。由于PLC的眾多優(yōu)點(diǎn)，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。極易發(fā)生故障。和國(guó)外大量采用PLC技術(shù)替代繼電器—接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)進(jìn)一步促進(jìn)PLC技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的迫切任務(wù)，此次對(duì)于Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借鑒國(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以提高搖臂鉆床的工作性能。因此在主回路中要用一個(gè)接觸器將三相電源引入。交流接觸器KM1只主電動(dòng)機(jī)M1接通或斷開(kāi)的接觸器，KR1為主電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器。搖臂升降電動(dòng)機(jī)M冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4均為短時(shí)工作，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。 主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制在主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前，首先將自動(dòng)開(kāi)關(guān)Q4扳到接通狀態(tài)，同時(shí)將配電盤(pán)的門(mén)關(guān)好并鎖上。這時(shí)按下SB1，中間繼電器K1通電并自鎖,為主軸電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過(guò)機(jī)械變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使行程開(kāi)關(guān)ST2的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)沒(méi)，KM4線圈斷電,而ST2的動(dòng)合觸電（1721）閉合2M線圈通電，它主觸點(diǎn)閉合，2M電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 使搖臂上升。當(dāng)搖臂上升到所需要的位置時(shí)，松開(kāi)按鈕SB3，KM2和KT1斷電，升降電動(dòng)機(jī)M2斷電停止，搖臂停止上升。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使ST3的動(dòng)斷觸點(diǎn)（747）斷開(kāi)，KM5線圈斷電，M3電動(dòng)機(jī)停止，完成了搖臂的松開(kāi)—上升—夾緊動(dòng)作。為避免由于操作錯(cuò)誤造成事故，在搖臂上升和下降的線路中加入了觸點(diǎn)互鎖和按鈕互鎖。行程開(kāi)關(guān)ST1是為搖臂的上升或下降的極限位置保護(hù)而設(shè)立的。主軸箱與立柱的松開(kāi)及夾緊控制可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行，它由組合開(kāi)關(guān)SA2和按鈕SB5（或SB6）進(jìn)行控制。SB5是主軸箱和立柱的夾緊按鈕。當(dāng)要主軸箱松開(kāi)時(shí)，按下按鈕SB5，這時(shí)
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