Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造xrn.docx

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1、毕业设计 摘要摘要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。因因此对ZZ30440摇臂臂钻床控控制系统统PLCC改造是是非常必必要的。本设计对对Z30040摇摇臂钻床床电气控控制系统统PLCC的改

2、造造。首先，从从Z30040摇摇臂钻床床的控制制原理和和PLCC的特点点分析入手；其其次，根据控控制系统统的原理理和PLLC的特特点完成成了PLLC机型型的选择择、I/O端口口的分配配和接线线图绘制制；PLCC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

3、设计 Abstract AbsttracctZ30440 ttypee raadiaal ddrilllinng mmachhinee iss meechaaniccal proocesssinng wworkkshoop ccommmonlly uusedd maachiine thatiss suuitaablee foor ssinggle pieece or battch prooducctioon wwithh laargee paartss off thhe pporoous holle pproccesssingg.itiss wwideely useed iin tthe ma

4、cchinneryy inndusstryy.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 tthe futturee.Thhe cconttroll syysteem oof PPLC commparred witt

5、h 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 annti-intterffereencee abbiliity, a loww faailuure ratte aandaa

6、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 eleectrricaal cconttroll syysteem iis rrefoormeed thee PLLC. Fiirstt of

7、f 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 tyype finnishh PLLC cchooose thee I/O pportt diistrribuutioon

8、 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 mmachhinee maain eleectrricaal ccompponeent sellecttionnThroough

9、h 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 usiing a syysteem ssimuulattionn, wwhicch ccan imaage thee i

10、nntuiitivve 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 ZZ304

11、40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

12、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

13、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低压压断路器器的选择择265.2 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2995.5.1 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

14、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。ZZ30440摇臂臂钻床在在各类钻钻床中，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

15、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（PProggrammmabble Loggic Conntroolleer，简简称PLLC）起起源于220世纪纪60年年代末，从早期的继电器逻辑控制系统发展而来，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，开始逐渐适合于复杂系统的控制。PLC之

16、所以有生命力，因为它更加适合工业现场和市场的要求：具有高可靠性、抗各种干扰的能力、编程使用简便、低价格和长寿命。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，PPLC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，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

17、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PLLC对摇摇臂钻床床继电器器控制电电路进行行改造，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,其其经济效效率显著著。因此此，本课课题对ZZ30440摇臂臂钻床电电气控制制系统的的改造，将将把PLLC控制制技术应应用到改改造设计计方案中中去，取取代传统统接触器器控制的的方法,使得钻钻床的可可靠性和和效率大大为提高高,在工工业上有有广泛应应用前景景，因此此对Z330400摇臂钻钻床控制制系统PPLC改改造是非非常必要要的。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

18、题为Z330400摇臂钻钻床控制制系统PPLC改改造，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PPLC发发展，因因此PLLC发展展水平决决定了本本课题的的发展趋趋势。（1）PPLC国国外研究究现状、水水平和发发展趋势势PLC产产生到现现在将近近40余余年，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，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触器控制制装置。到到20世世纪七十十年代中中期至八八十

19、年代代后期PPLC开开始走向向成熟。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CCPU的的微处理理器，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PLCC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阔。到220世纪纪八十年年代中后后期至990年代代末，得得益于超超大规模模集成电电路技术术迅速发发展以及及各厂商商为PLLC专门门开发的的专用逻逻

20、辑处理理芯片，PPLC在在软硬件件方面都都发生了了巨大的的变化,微处理理器的芯芯片档次次普遍提提高。迈迈入211世纪之之后，可可编程控控制器为为了在EERP、MMES和和PCSS的体系系中立足足，PLLC软件件、硬件件和通信信都向标标准化发发展，更更好地满满足工作作生产的的需求。21世纪纪，PLLC会有有更大的的发展。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，PPLC向向网络化化、微型型化、PPC化和和开放化化展。产产品规模模的角度度来看，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

21、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PLLC水平平发展相相当迅速速，应用用前景也也非常广广泛，所所以各国国也投入入大量的的人力和和物力采采用PLLC技术术替代继继电器接触器器系统。（2） PLCC国内研研究现状状、水平平和发展展趋势上世纪770年代代PLCC开始进进入我国国，而且且增长非非常迅速速，同

22、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PPLC的的价格下下跌和用用户需求求不断扩扩大，开开始采用用PLCC控制。国国产PLLC在技技术特点点基本西西门子和和三菱类类似或与与其兼容容，如深深圳三凌凌、罗阳阳易达、合合信自动动化、上上海正航航等。目目前国产产的PLLC厂商商众多，但是无论是从规模还是产品系列上都无法与国际大厂商抗衡，而且国内厂商主要集中于中小型PLC，其中生产中型的厂商主要有盟立、南大傲拓，深圳欧辰和亿维都是做西门子的配套模块3。从我

23、国PLC总体技术分析，我国的PLC技术水平与发达国家相比落后10年左右，而在CPU系统结构技术、通讯网络及远程I/O技术、智能化模块技术、可靠技术、PLC批量生产技术等关键技术方面有大的差距。但随着PLC技术在我国的良好发展，将会和国外先进技术减小差距。因此，抓住这个有利时机进一步促进PLC技术的推广与应用，是提高我国工业技术水平的迫切任务。国内PLLC技术术发展很很快，同同时也取取得了不不错的效效益，但但受到技技术水平平和经济济发展的的限制，国国内很多多企业使使用Z330400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

24、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ZZ30440摇臂臂钻床控控制系统统PLCC改造，改造后PLC控制系统要符合Z3040摇臂钻床原有控制要求，同时简化控制线路，提高系统可靠性和使用率,使逻辑修改和增加功能比较容易，增强系统的灵活性和扩展性。控制系统改造具体设计任务要求如下：第一，对对Z30040摇摇臂钻床床的运动动进行分分析，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

25、的松开及及夹紧控控制原理理。第二二，Z330400摇臂钻钻床电气气控制系系统PLLC硬件件设计，根根据PLLC的物物理结构构、指令令功能、输输入输出出点数存存储容量量、输入入模块的的类型和和输出模模块的类类型对PPLC进进行选型型，对其其分配II/O地地址，并并设计II/O电电气接线线图。第第三，对对Z30040摇摇臂钻床床电气控控制系统统PLCC软件设设计，设设PLCC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电电气控制制系统的的电气元元件的选选择。- 5 - 本科毕业设计 2 Z32040摇臂钻床电气控制系统原理分析2 ZZ30440摇臂臂钻床电电气控制制系统原

26、原理分析析对于Z330400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摇臂臂钻床适适合于在在大、中中型零件件上进行行钻孔、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。ZZ30440摇臂臂钻床

27、基基本结构构由底座座、立柱柱、摇臂臂和主轴轴箱等几几部分构构成（如如图2.1）。图2.11 ZZ30440摇臂臂钻床结结构图1底座座 22内立柱柱 3外立柱柱 4丝杠 5,6电动机机 7摇摇臂 88主轴箱箱 9主轴 100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66驱动。主轴箱箱可以在在摇臂来来回移动动，升降降电动机机5的驱驱动丝杠杠，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摇臂臂钻床的的具体技技术参数数如表2.1。表2.11 摇摇臂钻床床技术参

28、参数表摇臂钻床床Z30040参参数项目目Z3004013钻孔最大大直径mmm钢件300/铸铁铁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mmm360-13000主轴行程程mm200主轴锥孔孔（莫氏氏）4主轴转速速范围rr.p.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摇臂回转转角度 360主电机功功率kww3升降电机机功率 kw1.5机床重量量kg17000外形尺寸寸mm1800081102230002.2 Z30040摇摇臂钻床床控制要要求（1）ZZ30440型摇摇臂钻床床具有主主轴电动动机

29、、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

30、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摇臂臂钻床控控制系统统原理图图2.2 Z330400摇臂钻钻床主电电路的分分析在Z30040摇摇臂钻床床控制系系统主电电路中，总总共四个个电动机机控制钻钻床各种种运动和和冷却，分分别为主主电动机机M1，摇摇臂升降降电动机机M2，液液压泵电电动机MM3和冷冷却电动动机M44（如图图2.2）。（1）低低压断路路器QFF控制三三相电源源，冷却却电动机机M4输输出功率率一般

31、很很小，直直接由开开关SAA1控制制起停。（2）电电动机MM1单向向旋转通通过接触触器KMM1控制制，主轴轴的正反反转是液液压系统统和机械械系统同同时控制制，由于于主运动动输出功功率较大大，所以以设有热热继电器器FR11作为过过载保护护。（3）摇摇臂能上上升和下下降，电电动机MM2实现现正反转转，通过过接触器器KM22、KMM3 来控制，同同时设有有热继电电器FRR2作为为过载保保护。（4）液液压泵电电动机MM3需要要正反转转，通过过接触器器KM44、KMM5来控控制，由由于在松松开和夹夹紧的时时候都需需要大功功率的液液压控制制，所以以设有热热继电器器FR33作为过过载保护护。2.3 Z330

32、400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(如图图2.2)。2.3.1 主运动动控制按下起动动按钮开开关SBB2，接接触器KKM1得得电并自自锁，主主轴电动动机M11起动并并运转。按按下停止止按钮开开关SBB1，接接触器KKM1释释放，主主轴电动动机M11停转。2.3.2 摇臂上上升或下降降控制按下上升升（或下下降）按按钮开关关SB33（或SSB4），时时间继电电器KTT得电，KKT触头头（144-155）闭合合使接触触器KMM4得电电，同时时常开触触头K

33、MM4（11-188）闭合合，电磁磁阀YVV得电，液液压泵电电动机MM3接通通电源正正向旋转转，供给给压力油油，压力力油经二二位六通通阀进入入摇臂松松开油腔腔，压力力油作用用下，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)，

34、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

35、。行程开关关SQ11、SQQ6用作作上升和和下降极极限位置置保护。若若上升到到极限位位置，常常闭触点点SQ11断开,此此时，可可用SBB4按钮钮使摇臂臂下降。若下降到极限位置，常闭行程开关SQ6断开，此时可用SB3按钮使摇臂上升。2.3.3 主主轴箱和和立柱的的松开及及夹紧控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不不通电。松松开与夹夹紧分别别由按钮钮开关SBB5和按按钮开关关SB66控制。指指示灯HHL1、HL2指示其动作。按下按钮钮开关SBB5时，KKM4线线圈通电电，M33正向旋旋转，此时时YV没没有的作作用，当当液压泵泵送出压

36、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 控控制电路路保护行程

37、开关关SQ11和SQQ6实现现摇臂上上升和下下降的限限位保护护。行程程开关SSQ2被被压下表表示摇臂臂松开到到位，可可以实现现上升和和下降。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-FU55实现电电路的短短路保护护。热继继电器FFR1、FFR2、FFR3为为电动机机M1、MM2、MM3

38、实现现过载保保护。2.4ZZ30440摇臂臂钻床信信号和照照明电路路的分析EL是机机床照明明灯，接接有244V安全全电压，由由SA22手动开开关控制制。HLL1是主主轴与立立柱松开开指示灯灯，灯亮亮表示已已经松开开，可以以手动移移动摇臂臂或者主主轴箱的的移动。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。HHL3为为主轴旋旋转指示示灯。- 11 - 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摇摇臂钻床床控制系系统PLLC硬件件设计在对摇臂臂钻床的的控制分分析过后后，对于于Z30040摇摇臂钻床床电气控控制系统统PLCC

39、改造，应应先对于于PLCC的结构构、功能能和特点点等进行行介绍。PPLC改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PLCC硬件设设计（PPLC机机型的确确定、II/O端端口地址址的确定定和接线线图的设设计）；第二部部分是电电气控制制系统PPLC软软件设计计（PLLC控制制程序梯梯形图的的绘制、程序指令编写和系统程序仿真）。PLC硬件设计具体方案如下：3.1 PLLC的简简介可编程逻逻辑控制制器(PProggrammmabble Loggic Conntroolleer,PPLC)是以微微处理为为基础，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

40、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PLLC，随随着技术术的发展展，现代代的PLLC的功功能已经经超越了了逻辑控控制的范范围，PPLC从从诞生至至今，仅仅有400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CAAD/CCAM、机机器人技技术一起起被誉为为当代工工业自动动化的三三大支柱柱之一6。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

41、处理单元元(CPPU)、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结结构图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个个阶段输输入采样样阶段、在在程序执执行阶段段和输出出刷新阶阶段。PPLC的的基本技技术指标标主要由由存储容容量、扫扫描速度度、I/O点数数和编程程语言四四部分构构成。同同时PLLC具有有功能完完善、模模块化结结构、硬硬件和软软件开发发周期短短、维护护操作方方便、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PLCC在国内内外已广广泛用于于钢铁、采采矿、水水泥、石石油、化化工、电电力，机机械制造

42、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的的选型目前PLLC市场场不论在在国内还还是国外外都非常常火热，市市场上PPLC种种类也很很多，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系系列、AA系列、AANS系系列、QQ系列、QQNA系系列等西西门子公公司的产产品有SS7-2200、 S7-3000、S77-4000）。本本课题PPLC选选型主要要从PLLC的物理硬硬件结构构、PLLC的输入输输出点数数和PLLC的存存储容量量3种条

43、条件进行行选取。（1）PPLC的的物理硬硬件结构构根据物理理硬件结结构的不不同，PPLC分分为整体体式、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PLLC完全全可以满满足控制制要求。因因此，ZZ30440摇臂臂钻床电电气控制制系统的的PLCC选用整整体式结结构的PPLC8。（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资源。通通过对原原有

44、电路路来确定定输入点点数，其其中：按按钮6个个，行程程开关66个，热热继电器器常闭33个，共共15个个输入端端口点数数，所以以PLCC的输入入点数必必须大于于15个个；接触触器6个个，信号号灯3个个，共计计9个输输出端口口点数，所所以PLLC的输输出点数数必须大大于9个个，一般般情况下下还要保保留100%-115%的的裕量。（3）PPLC的的存储容容量选择PLLC存储储器容量量要有225%左左右裕量量，PLLC存储储器容量量的估算算方法：对于仅仅有开关关量输入入和输出出点数乘乘以8，就就是所需需PLCC存储器器的存储储容量（单单位为bbit）即即（15+9）8=1992bit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FXX2N系列，FFX2N是FXX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CPPU运算算速度很很快、II/O扩扩展容易易、编程程功能与与网络通通信都很很强等特特点。Z30440钻床床控制系系统为继继电器输输出，输输入和输输出点数数分别为为15个个和9个个，在选选择FXX2N系列列PLCC基本单单元规格格时，选择择24点点输入/24点点继电器器输出，交交流电源源型PLLC基本本单元，基本单元具体型号参数为FX2N-48MR