Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造(DOC39页)xrm.doc

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1、毕业设计 摘要Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.摘要Z30440型摇摇臂钻床床适用于于单件或或批量生生产带有有多孔的的大型零零件的孔孔加工，是是机械加加工车间间常用的的机床，在在机械行行业中得得到了广广泛应用用。但继电器接触器器控制方方式电路路接线复复杂，触触电多，成成本很高高，今后后的逻辑辑修改和和增加功功能比较较困难等等诸多缺点点。PLCC控制系系统与继继电器接触器器电气控控制系统统相比，具具有结构构简单，编编程方便便，调试试周期短短，可靠靠性高，对对工作环环境要求求低等一一系列优优点。

2、因因此对ZZ30440摇臂臂钻床控控制系统统PLC改造是是非常必必要的。本设计对对Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统PLLC的改改造。首先，从从Z30040摇摇臂钻床床的控制制原理和和PLC的特点点分析入手；其其次，根据控控制系统统的原理理和PLC的特点点完成了了PLC机型的的选择、I/O端口的的分配和和接线图图绘制；PLC梯形图图程序的的设计、指令语语句表编编写和系统程序序的仿真真；最后后根据控控制要求求，完成成了摇臂臂钻床控制制电路中中主要电气气元件的的计算选选择。通过PLLC改造造摇臂钻钻床控制制系统，克服了继电器接触器许多缺点，大大提高摇臂钻床的工作能力和工作寿命，同时运用了系统仿

3、真，能形象、直观的模拟出摇臂钻床运动情况。关键词：可编程程控制器器，摇臂臂钻床，梯梯形图，电电气控制制系统II 本科毕业设计 Abstract AbsttracctZ30440 ttypee raadiaal ddrilllinng mmachhinee iss meechaaniccal proocesssinng wworkkshoop ccommmonlly uusedd maachiine thatiis ssuittablle ffor sinnglee piiecee orr baatchh prroduuctiion witth llargge ppartts oof tthe

4、porrouss hoole proocesssinng.itiis widdelyy ussed in thee maachiinerry iinduustrry.butt thhe rrelaay cconttactt deevicce cconttroll ciircuuit wirringg waay mmoree coompllex eleectrric shoock, coost is higgh，Thee loogicc off reevissionn annd ffuncctioon iincrreassinggwilll vveryy diiffiicullt iin tth

5、e futturee.Thhe cconttroll syysteem oof PPLC commparred witth tthe rellay conntacctorr ellecttricc coontrrol sysstemm.Itt haave thee exxcelllennt ffeattureethaat iis aa siimplle sstruuctuure, a connvenniennt pproggrammminng, a shhortt coommiissiioniing perriodd, aa hiigh relliabbiliity andd ann annt

6、i-intterffereencee abbiliity, a loww faailuure ratte aandaa loow aadvaantaagess foor wworkk ennvirronmmentt.So thee Z330400 raadiaal ddrilllinng mmachhinee coontrrol sysstemm moodifficaatioon iis vveryy neecesssarry.Thiss deesiggn tthatt iis ZZ30440 rradiial driilliing macchinne oof tthe eleectrrica

7、al cconttroll syysteem iis rrefoormeed thee PLLC. Fiirstt off alll, anaalyssis Z30040 raddiall drrilllingg maachiine conntrool pprinncipple andd thhe ccharractteriistiics of thee PLLC. Seeconndlyy, aaccoordiing to thee prrincciplle oof PPLC conntrool ssysttem andd thhe ccharractteriistiics of thee t

8、yype finnishh PLLC cchooose thee I/O pportt diistrribuutioon aand thee wiirinng ddiaggramm PLLC lladdder diaagraam oof ddrawwingg prrogrram dessignn innstrructtionns wwritttenn sttateemennt ttablle aand sysstemm off thhe ssimuulattionn prrogrram. Fiinallly, itt coomplletees raadiaal ddrilllinng mmac

9、hhinee maain eleectrricaal ccompponeent sellecttionnThrooughh thhe PPLC conntrool ssysttem traansfformmatiion raddiall drrilllingg maachiine thaat ooverrcomme rrelaay cconttacttor manny ffaullts.It Grreattly impprovve tthe raddiall drrilllingg maachiine worrk aabillityy annd sservvicee liifeaand it

10、usiing a syysteem ssimuulattionn, wwhicch ccan imaage thee inntuiitivve tthatt raadiaal ddrilllinng mmachhinee mootioon.Keywworddsprrogrrammmablle cconttrolllerr, rradiial driilliing macchinne, laddderr diiagrram, ellecttriccal conntrool ssysttemIII 攀枝花学院本科毕业设计 目录 目录摘要IAbsttracctIII1 绪绪论11.1 本课课题选题题

11、背景和和意义111.2 本课课题国内内外研究究现状、水水平和发发展趋势势21.3 本课课题的主主要工作作32 ZZ30440摇臂臂钻床电电气控制制系统原原理分析析42.1 Z330400摇臂钻钻床简介介42.2 ZZ30440摇臂臂钻床控控制要求求52.2 Z330400摇臂钻钻床主电电路的分分析72.3 Z330400摇臂钻钻床控制制电路的的分析772.3.1 主运动动控制772.3.2 摇臂上上升或下下降控制制72.3.3 主主轴箱和和立柱的的松开及及夹紧控控制82.3.4 控控制电路路保护882.4 Z330400摇臂钻钻床信号号和照明明电路的的分析993 Z30040摇摇臂钻床床控制系

12、系统PLLC硬件件设计1103.1 PLLC的简简介1003.2 PLLC的选选型1113.3 PLLC输入入与输出出端口地地址的分分配1333.4 PLLC电气气接线图图设计1134 ZZ30440摇臂臂钻床控控制系统统PLCC软件设设计1554.1 PLLC软件件设计方方法的分分类1554.2 控制制系统梯梯形图设设计1664.2.1 主轴电电动机控控制梯形形图1664.2.2 摇臂升升降控制制梯形图图164.2.3 主轴箱箱和立柱柱松开、夹夹紧梯形形图1884.2.4 信号指指示梯形形图1994.2.5 摇臂钻钻床控制制系统梯梯形图1194.3 控制制系统语语句表2204.4 控制制系统

13、仿仿真2224.4.1 主电动动机的仿仿真2224.4.2 摇臂上上升和下下降的仿仿真2224.4.3 主轴和和立柱夹夹紧与放放松仿真真255 主要要电气元元件及选选择2665.1 低压压断路器器265.1.1 低压断断路器的的选择原原则2665.1.2 低压断断路器的的选择2265.2 接触触器2775.2.2 接触器器的选择择原则2275.2.2 接触器器的选择择275.3 热继继电器2285.3.1 热继电电器选用用原则2285.3.2 热继电电器的选选择2885.4 时间间继电器器295.4.1 时间继继电器的的选择原原则2995.4.2 时间继继电器的的选择2295.5 熔断断器29

14、95.5.1 熔断器器的选择择原则2295.5.2 熔断器器的选择择305.6 主令令电器3305.6.1 按钮开开关的选选择3005.6.2 行程开开关的选选择3116总 结结33参考文献献34致谢355 本科毕业设计 1 绪论1 绪绪 论1.1 本课课题选题题背景和和意义钻床作为为一种孔孔加工设设备，可可以用来来钻孔、扩扩孔、铰铰孔、攻攻丝等多多种形式式的加工工。同时时钻床也也具有很很多的形形式，摇摇臂钻床床、立式式钻床、卧卧式钻床床、台式式钻床、多多轴钻床床、深孔孔钻床及及其他专专用钻床床等。Z30040摇臂钻钻床在各各类钻床床中，他他具有性性能完善善、适用用范围广广、操作作方便、灵灵活

15、等优优点，它它适用于于单行或或批量生生产带有有多孔的的大型零零件的孔孔加工，是是一般机机械加工工车间常常用的机机床，在在机械行行业中得得到广泛泛应用。目目前机械械行业中中使用摇摇臂钻床床的控制制系统多多数是采采用继电电器接触器器控制方方式，这这种控制制方式电电路接线线复杂、触触点多，成成本很高高，系统统的灵活活性和扩扩展性都都很差，长长期使用用后，噪噪声很大，工工作速度度缓慢，维维修工作作量大，故故障率高高，同时时故障排排查困难难，常常常影响企企业正常常生产。可编程控控制器（Proograammaablee Loogicc Coontrrolller，简称PLC）起源源于200世纪60年代代末

16、，从从早期的的继电器器逻辑控控制系统统发展而而来，它它不断吸吸收微计计算机技技术使之之功能不不断增强强，开始始逐渐适适合于复复杂系统统的控制制。PLC之所以以有生命命力，因因为它更更加适合合工业现现场和市市场的要要求：具具有高可可靠性、抗抗各种干干扰的能能力、编编程使用用简便、低低价格和和长寿命命。PLC与与单片机机相比，PLC的输入端和输出端更接于近工业现场设备，同时没有太多的中间部件，相比之下即节约了时间又节省了成本。PLC的输入端为继电器、晶闸管和晶体管等控制部件，输入端一般则是能人性化操作的微型计算机。操作工在使用它时,基本不需要微机方面进行专门的培训，就能很容易对可PLC进行操作及编

17、程。PLC与与继电器器接触器器相比同同样具有有许多优优势，PLC具有结构构简单，编编程方便便，调试试周期短短，可靠靠性高，抗抗干扰能能力强，故故障率低低，对工工作环境境要求低低等一系系列优点点，因此此日益广广泛应用用于机械械加工设设备控制制系统之之中。利利用PLC对摇臂臂钻床继继电器控控制电路路进行改改造，有有助于提提高设备备的可靠靠性、使使用率，降降低设备备故障率率，提高高生产效效率,其经济济效率显显著。因因此，本本课题对对Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统的改改造，将将把PLC控制技技术应用用到改造造设计方方案中去去，取代代传统接接触器控控制的方方法,使得钻钻床的可可靠性和和效率大大为

18、提高高,在工业业上有广广泛应用用前景，因因此对Z30040摇臂钻钻床控制制系统PLC改造是是非常必必要的。1.2 本课课题国内内外研究究现状、水水平和发发展趋势势 本课题题为Z30040摇臂钻钻床控制制系统PLC改造，不不论从国国外还是是国内近近年来看看，都对对本课题题进行了了大量的的研究。本本课题研研究水平平和发展展趋势都都基于PLC发展，因因此PLC发展水水平决定定了本课课题的发发展趋势势。（1）PPLC国外研研究现状状、水平平和发展展趋势PLC产产生到现现在将近近40余年，早早期只是是继电器器控制装装置的替替代物。在在器件选选择上使使用磁芯芯储存器器、分立立元件和和中小规规模集成成电路，

19、用用于提高高抗干扰扰能力，软软件设计计采用梯梯形图设设计方法法5，因此此性能优优于普通通继电器器接触器器控制装装置。到到20世纪七七十年代代中期至至八十年年代后期期PLCC开始走向向成熟。微微处理器器的出现现使PLLC装置置结构发发生了很很大变化化。美国国，日本本，德国国和其他他国家的的制造商商开始使使用的CPU的微处处理器，它它的性能能大大提提高。同同时，在在软件方方面的功功能更加加强大。在在原有计计时、计计数和逻逻辑功能能的基础础上增加加了数据据处理、算算术运算算、通讯讯、传送送等功能能，储存存器的容容量也变变得更大大，甚至至PLC还能提供一一定的数数据寄存存器、使使其应用用范围更更加广阔

20、阔。到20世纪八八十年代代中后期期至90年代末末，得益益于超大大规模集集成电路路技术迅迅速发展展以及各各厂商为为PLC专门开开发的专专用逻辑辑处理芯芯片，PLC在软硬硬件方面面都发生生了巨大大的变化化,微处理理器的芯芯片档次次普遍提提高。迈迈入21世纪之之后，可可编程控控制器为为了在ERP、MES和PCS的体系系中立足足，PLC软件、硬硬件和通通信都向向标准化化发展，更更好地满满足工作作生产的的需求。21世纪纪，PLC会有更更大的发发展。从从技术上上看，随随着微机机技术、网网络技术术、通信信技术等等实用化化技术的的进一步步发展，PLC向网络络化、微微型化、PC化和开开放化展展。产品品规模的的角

21、度来来看，进进一步向向超小型型和超大大型的方方向发展展；从产产品的配配套性上上看，多多种产品品将更加加丰富，更更完整的的规范，完完善的人人机界面面，通讯讯设施齐齐全；从网络络发展方向向来看，PPLC和和其它大大型工业业控制计计算机网网共同构构成新型型的控制制系统。伴伴随着计计算机网网络的发发展，PLCC作为国国际通用用网络和和自动化化控制网网络的重重要组成成部分，将将在工业业及工业业以外的的众多领领域发挥挥越来越越大的作作用117。正正因为国国外PLC水平发发展相当当迅速，应应用前景景也非常常广泛，所所以各国国也投入入大量的的人力和和物力采采用PLC技术替替代继电电器接触器器系统。（2） PL

22、CC国内研研究现状状、水平平和发展展趋势上世纪770年代PLC开始进进入我国国，而且且增长非非常迅速速，同时时我国也也曾组织织相关研研究所研研究其关关键技术术，希望望将其国产产化，但但由于后后续研究究力量和和价格等等原因，并并没有成成功实现现。在过过去十年年中，越越来越多多的中小小型设备备由于PLC的价格格下跌和和用户需需求不断断扩大，开开始采用用PLC控制。国国产PLC在技术术特点基基本西门门子和三三菱类似似或与其其兼容，如如深圳三三凌、罗罗阳易达达、合信信自动化化、上海海正航等等。目前前国产的的PLCC厂商众众多，但但是无论论是从规规模还是是产品系系列上都都无法与与国际大大厂商抗抗衡，而而

23、且国内内厂商主主要集中中于中小小型PLC，其中中生产中中型的厂厂商主要要有盟立立、南大大傲拓，深深圳欧辰辰和亿维维都是做做西门子子的配套套模块3。从从我国PLC总体技技术分析析，我国国的PLC技术水水平与发发达国家家相比落落后10年左右右，而在在CPU系统结结构技术术、通讯讯网络及及远程I/O技术、智智能化模模块技术术、可靠靠技术、PLC批量生生产技术术等关键键技术方方面有大大的差距距。但随随着PLC技术在在我国的的良好发发展，将将会和国国外先进进技术减减小差距距。因此此，抓住住这个有有利时机机进一步步促进PLC技术的的推广与与应用，是是提高我我国工业业技术水水平的迫迫切任务务。国内PLLC技

24、术发发展很快快，同时时也取得得了不错错的效益益，但受受到技术术水平和和经济发发展的限限制，国国内很多多企业使使用Z30040摇臂钻钻床的控控制系统统仍然还还是继电电器接触器器控制方方式，相相对落后后的控制制方式，存存在很多多的缺点点，使用用极其不不方便，很很大程度度影响工工业生产产的效率率。1.3 本课课题的主主要工作作本题目主主要任务务是对Z30040摇臂钻钻床控制制系统PLC改造，改改造后PLC控制系系统要符合Z330400摇臂钻钻床原有有控制要要求，同同时简化化控制线线路，提提高系统统可靠性性和使用用率,使逻辑辑修改和和增加功功能比较较容易，增增强系统统的灵活活性和扩扩展性。控制系统改造

25、具体设计任务要求如下：第一，对对Z30040摇臂钻钻床的运运动进行行分析，结结合钻床床运动对对电气控控制系统统的原理理进行分分析，主主要是分分析主电电路、控控制电路路、信号号和照明明电路控控制原理理，主电电动机的的旋转控控制原理理，摇臂臂的升降降控制原原理，立立柱和主主轴箱的的松开及及夹紧控控制原理理。第二二，Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统PLC硬件设设计，根根据PLC的物理理结构、指指令功能能、输入入输出点点数存储储容量、输输入模块块的类型型和输出出模块的的类型对对PLC进行选选型，对对其分配配I/O地址，并并设计I/O电气接接线图。第第三，对对Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统

26、PLC软件设设计，设设PLC控制的的梯形图图以及指指令语句句表，并并调试。第第四，对对Z30040电气控控制系统统的电气气元件的的选择。- 6 - 本科毕业设计 2 Z32040摇臂钻床电气控制系统原理分析2 ZZ30440摇臂钻钻床电气气控制系系统原理理分析对于Z33040摇臂钻钻床电气气控制系系统的分分析，需需结合摇臂臂钻床的的结构部部分进行行分析。首首先，对结构部部分进行行分析，掌掌握每个个机构运运动情况况和控制制系统之之间的关关系；其其次，分分析其控控制要求求，掌握握控制系系统需要要做的工工作；最最后，对对主电路路和控制制电路进进行详细细的分析析，掌握握控制电电路怎样样控制电电动机，从

27、从而控制制摇臂钻钻床各种种运动。2.1 Z330400摇臂钻钻床简介介Z30440摇臂钻钻床适合合于在大大、中型型零件上上进行钻钻孔、扩扩孔、铰铰孔及攻攻螺纹等等进行加加工，在在具有工工艺装备备的条件件下还可可以进行行镗孔。Z30040摇臂钻钻床基本本结构由由底座、立立柱、摇摇臂和主主轴箱等等几部分分构成（如如图2.1）。图2.11 ZZ30440摇臂钻钻床结构构图1底座座 22内立柱 3外立柱 4丝杠 55,6电动机 7摇摇臂 8主轴箱 9主轴 110工作台台上图为摇摇臂钻床床的结构构图，工工件固定定在工作作台之上上，工作作台放在在底座之之上，主主运动和和进给运运动由电电动机6驱动。主轴箱箱

28、可以在在摇臂来来回移动动，升降降电动机机5的驱动动丝杠，再由丝丝杠传动动，摇臂臂可以沿沿着立柱柱上下移移动，外外立柱可可以围绕绕内立柱柱来回旋旋转。Z30440摇臂钻钻床的具具体技术术参数如如表2.1。表2.11 摇臂钻钻床技术术参数表表摇臂钻床床Z30040参数项项目Z3004013钻孔最大大直径mm钢件300/铸铁40主轴端面面至工作作台距离离mm260-10000主轴中心心至立柱柱母线距距离mm360-13000主轴行程程mm200主轴锥孔孔（莫氏氏）4主轴转速速范围r.pp.m75-112200主轴转速速级数6主轴进给给量范围围r.pp.m0.100-0.25主轴进给给量级数数3摇臂回

29、转转角度 360主电机功功率kw3升降电机机功率 kww1.5机床重量量kg17000外形尺寸寸mm1800081102230002.2 Z30040摇臂钻钻床控制制要求（1）ZZ30440型摇臂臂钻床具具有主轴轴电动机、摇摇臂升降降电动机机、液压压泵电动动机和冷冷却泵电电动机四四台电动动机。它的主轴轴旋转运运动和进进给运动动都由主电动动机拖动动，两个个运动都都具有多多级变速速以适应应不同工工件的加加工，进进给变速速结构和和主轴变变速结构构都在主主轴箱中中，在加加工螺纹纹时，主主轴的正正反转通通过机械械方式实实现，所所以主电电机只需需单向旋旋转。（2）摇摇臂升降降电动机机需要正正反转，同同时摇

30、臂臂在上下下移动时必必须保证证摇臂松松开了之之后才能能移动，停停止移动动之后才才能夹紧紧。（3）液液压泵电电动机必必须实现现正反转转，通过过压力油油进入不不同的油油腔，完完成摇臂、立立柱和主主轴的松松紧，摇摇臂的回回转和主主轴箱的的左右移移动通常常采用手手动。（4）此此外还有有一台冷冷却泵电电动机对对加工的的刀而具具进行冷冷却，只要求求单向旋旋转；同同时必须须具有连连锁与保保护环节节以及安安全照明明、信号号指示电电路55。图2.22 ZZ30440摇臂钻钻床控制制系统原原理图2.2 Z330400摇臂钻钻床主电电路的分分析在Z30040摇臂钻钻床控制制系统主主电路中中，总共共四个电电动机控控制

31、钻床床各种运运动和冷冷却，分分别为主主电动机机M1，摇臂臂升降电电动机M2，液压压泵电动动机M3和冷却却电动机机M4（如图图2.2）。（1）低低压断路路器QF控制三三相电源源，冷却却电动机机M4输出功功率一般般很小，直直接由开开关SA1控制起起停。（2）电电动机M1单向旋旋转通过过接触器器KM1控制，主主轴的正正反转是是液压系系统和机机械系统统同时控控制，由由于主运运动输出出功率较较大，所所以设有有热继电电器FR1作为过过载保护护。（3）摇摇臂能上上升和下下降，电电动机M2实现正正反转，通通过接触触器KM2、KM33 来控制，同同时设有有热继电电器FR2作为过过载保护护。（4）液液压泵电电动机

32、M3需要正正反转，通通过接触触器KM4、KM5来控制制，由于于在松开开和夹紧紧的时候候都需要要大功率率的液压压控制，所所以设有有热继电电器FR3作为过过载保护护。2.3 Z330400摇臂钻钻床控制制电路的的分析 在摇摇臂钻床床控制电电路中，控控制电路路主要是是对主运运动控制制、摇臂臂升降的的控制、主主轴箱和和立柱的的松开及及夹紧控控制和控控制电路路的保护护(如图2.2)。2.3.1 主运动动控制按下起动动按钮开开关SBB2，接触触器KM1得电并并自锁，主主轴电动动机M1起动并并运转。按按下停止止按钮开开关SBB1，接触触器KM1释放，主主轴电动动机M1停转。2.3.2 摇臂上升或下降降控制按

33、下上升升（或下下降）按按钮开关关SB3（或SB4），时时间继电电器KT得电，KT触头（14-15）闭合合使接触触器KM4得电，同同时常开开触头KM4（1-118）闭闭合，电电磁阀YYV得电，液液压泵电电动机M3接通电电源正向向旋转，供供给压力力油，压压力油经经二位六六通阀进进入摇臂臂松开油油腔，压压力油作作用下，先先推动活活塞，通通过活塞塞推动菱菱形块，进而使摇臂松开。待摇臂完全松开后，活塞缸中的活塞杆压下行程开关SQ2，使其常闭触点SQ2（714）断开，KM4线圈失电，电磁阀YV失电，电动机M3停止工作，同时，常开触点SQ2（8-9）闭合，接触器KM2（或KM3）线圈通电吸合，摇臂升降电动机

34、M2启动正向旋转，使摇臂上升（下降）。当摇臂上上升（或或下降）到到预定工工作位置置时，松开开上升（或或下降）按钮开关SB3(或SB4)，则KT、KM2(或KM3)线圈断电，升降电动机M2停止转动。经延时，延时断电常闭按钮KT（18-19）闭合，KM5线圈得电，同时电磁阀YV得电，使液压泵电机M3反向旋转，压力油经另一条油路流入二位六通阀，进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞，在通过活塞推动菱形块，进而使摇臂夹紧。待摇臂夹紧后，活塞缸中的活塞杆压动行程开关SQ3，使常闭触点SQ3断开，KM5线圈失电，电磁阀YV失电，液压泵电动机M3停止工作，电磁阀YV复位。由于摇臂升降电洞机M3有一定的惯性，时间继电

35、器的延时触头用来保证升降电机完全停转之后才夹紧。延时的时间视情况而定，一般在1-3秒，同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR2完成11。行程开关关SQ1、SQ6用作上升升和下降降极限位位置保护护。若上上升到极极限位置置，常闭闭触点SQ11断开,此时，可可用SB4按钮使摇摇臂下降降。若下降到到极限位位置，常常闭行程程开关SSQ6断断开，此此时可用用SB3按钮使摇臂臂上升。2.3.3 主轴箱箱和立柱柱的松开开及夹紧紧控制立柱与主主轴箱均均采用液液压操纵纵夹紧与与放松，两两者同时时进行的的，工作作时要求求电磁阀阀YV不通电电。松开开与夹紧紧分别由由按钮开开关SBB5和按钮钮开关SBB6控制。指指示

36、灯HL1、HL2指示其其动作。按下按钮钮开关SBB5时，KM4线圈通通电，M3正向旋转，此时YV没有有的作用用，当液压泵泵送出压压力油，压力油通过二位六通阀进入立柱与主轴箱松开油腔，先推动活塞干，在通过活塞杆推动菱形块使主轴箱和立柱同时松开。当立柱和主轴箱同时松开后，行程开关SQ4不受压复位，常闭触头SQ4闭合，指示灯HL1亮，表明立柱与主轴箱已经松开。可以在摇臂上移动主轴箱，当移动到预定位置时，按下夹紧按钮开关SB6时，KM5线圈通电，M3电机反向旋转，液压泵供给压力油进入夹紧油腔，使立柱与主轴箱同时夹紧。当确定已经夹紧，压下行程开关SQ4，常闭触头SQ4断开，HL1灯灭，常开触头 SQ4闭

37、合，HL2灯亮，表示立柱和主轴箱都已经夹紧。同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR3完成11。2.3.4 控制电电路保护护行程开关关SQ1和SQ6实现摇摇臂上升升和下降降的限位位保护。行程开关SQ2被压下表示摇臂松开到位，可以实现上升和下降。行程开关SQ3被压下表示摇臂完全夹紧，液压泵电动机M3停止运转。断电延时继电器KT作用是防止摇臂由于惯性还在上升（或下降）时就将其夹紧。M2电动机正反转具有电气互锁，M3电动机正反转具有电气互锁。电磁阀YV线圈电路中串接按钮开关SB5和SB6的常闭触头，保证立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔。熔断器FFU0-

38、FU55实现电电路的短短路保护护。热继继电器FR1、FR2、FR3为电动动机M1、M2、M3实现过过载保护护。2.4ZZ30440摇臂钻钻床信号号和照明明电路的的分析EL是机机床照明明灯，接接有24V安全电电压，由由SA2手动开开关控制制。HL1是主轴轴与立柱柱松开指指示灯，灯灯亮表示示已经松松开，可可以手动动移动摇摇臂或者者主轴箱箱的移动动。HL2是是主轴与与立柱夹夹紧指示示灯，灯灯亮表示示已经夹夹紧，可可以进行行加工。HL3为主轴轴旋转指指示灯。- 12 - 攀枝花学院本科毕业设计 3 Z3040摇臂钻床控制系统PLC硬件设计3 Z30040摇臂钻钻床控制制系统PLC硬件设设计在对摇臂臂钻

39、床的的控制分分析过后后，对于于Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统PLCC改造，应应先对于于PLC的结构构、功能能和特点点等进行行介绍。PLC改造的方方案设计计部分有两两部分组组成，一一部分为为电气控控制系统统PLC硬件设设计（PLC机型的的确定、I/O端口地地址的确确定和接接线图的的设计）；第二部部分是电电气控制制系统PLC软件设设计（PLCC控制程程序梯形形图的绘绘制、程程序指令令编写和和系统程程序仿真真）。PLC硬件设设计具体体方案如如下：3.1 PLLC的简介介可编程逻逻辑控制制器(Proograammaablee Loogicc Coontrrolller,PLCC)是以以微处理理

40、为基础础，综合计计算机技技术、自自动控制制技术和和通信技技术等现现代科技技而发展展起来的的一种新新型工业业自动控控制装置置，是将将计算机机技术应应用于工工业控制制领域的的新产品品。早期期的可编编程控制制器主要要用来代代替继电电器实现现逻辑控控制，因因此称为为可编程程逻辑控控制器，简简称PLC，随着着技术的的发展，现现代的PLC的功能能已经超超越了逻逻辑控制制的范围围，PLC从诞生生至今，仅仅有40余年的的历史，但但是得到到了异常常迅猛的的发展，并并曰CADD/CAAM、机器器人技术术一起被被誉为当当代工业业自动化化的三大大支柱之之一66。PLC是是一种专专用于工工业控制制的计算算机，其其硬件结

41、结构基本本上与微微型计算算机相同同，基本本构成为为：电源源、中央处处理单元元(CPUU)、存储器器和输入输输出模块块。具体体结构如如图3.13.1图图 PPLC结构图图PLC工工作方式式是周期期扫描的的工作方方式，一一个扫描描周期主主要可分分为3个阶段段输入采采样阶段段、在程程序执行行阶段和和输出刷刷新阶段段。PLLC的基本本技术指指标主要要由存储储容量、扫扫描速度度、I/O点数和和编程语语言四部部分构成成。同时时PLC具有功功能完善善、模块块化结构构、硬件件和软件件开发周周期短、维维护操作作方便、扩扩展容易易性能稳稳定和可可靠性高高等特点点。由于于具有诸诸多优势势PLC在国内内外已广广泛用于

42、于钢铁、采采矿、水水泥、石石油、化化工、电电力，机机械制造造、汽车车装卸、造造纸、纺纺织、环环保及娱娱乐等各各行各业业3.2PPLC的选型型目前PLLC市场不不论在国国内还是是国外都都非常火火热，市市场上PLC种类也也很多，具具有很强强竞争力力的有三三菱公司司、西门门子公司司、欧姆姆龙公司司。这些些公司产产品质量量和产品品服务都都属于一一流，同同样产品品种类也也很齐全全（三菱菱公司的的产品有有FX系列、A系列、ANS系列、Q系列、QNA系列等等西门子子公司的的产品有有S7-2000、 S77-3000、S7-4000）。本本课题PLC选型主主要从PLCC的物理硬硬件结构构、PLCC的输入输输出

43、点数数和PLCC的存储储容量3种条件件进行选选取。（1）PPLC的物理理硬件结结构根据物理理硬件结结构的不不同，PLC分为整整体式、插插件式和和叠装式式。整体体式的较较其他两两种结构构相对便便宜，小小型电气气控制系系统一般般使用整整体式可可编程控控制器。此此次所设设计的电电气控制制系统属属于小型型开关量量电气控控制系统统没有特特殊的控控制任务务，整体体式PLC完全可可以满足足控制要要求。因因此，Z30040摇臂钻钻床电气气控制系系统的PLC选用整整体式结结构的PLCC8。（2） PLCC的输入入和输出出点数在对其改改造中在在条件允允许的情情况下尽尽可能利利用原有有电器元元件，最最大程度度利用资

44、资源。通通过对原原有电路路来确定定输入点点数，其其中：按按钮6个，行行程开关关6个，热热继电器器常闭3个，共15个输入入端口点点数，所所以PLC的输入入点数必必须大于于15个；接接触器6个，信信号灯3个，共共计9个输出出端口点点数，所所以PLC的输出出点数必必须大于于9个，一一般情况况下还要要保留10%-155%的裕量量。（3）PPLC的的存储容容量选择PLLC存储器器容量要要有25%左右裕裕量，PPLC存储器器容量的的估算方方法：对对于仅有有开关量量输入和和输出点点数乘以8，就是是所需PLC存储器器的存储储容量（单单位为bbit）即即（15+9）8=1922bit根据上述述3种选取取的原则则，综合合选取三三菱公司司的FX2N系列，FX2N是FX系列中中规格最最大、性性能最高高、功能能最强的的一种系系列，可可用于大大多数单单机控制制或网络络控制，具具有CPU运算速速度很快快、I/O扩展容容易、编编程功能能与网络络通信都都很强等等特点。Z30440钻床控控制系统统为继电电器输出出，输入入和输出出点数分分别为15个和9个，在在选择FXX2N系列PLC基本单单元规格格时，选择24点输入/24点继电电器输出出，交流流电源型型PLC基本单单元，基基本单元元具体型型号参数数为FXX2N-48MRR-0001。其中48表示24输入和24个输入入；M为基本本单