Z3040型搖臂鉆床課程設(shè)計(jì)說明說

1、課程設(shè)計(jì)說明書 課程名稱：課程名稱： 機(jī)床電氣控制技術(shù) 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目： Z3040 型搖臂鉆床電氣控制設(shè)計(jì) 專專 業(yè)：業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：班級(jí)：0804 學(xué)生姓名學(xué)生姓名: : 周志鵬 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào): 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: 吳吉平 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院教務(wù)部 制 年 月 日 摘摘 要要 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。

2、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)。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程；對(duì)主要電器元件進(jìn)行了選擇。 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) 過程的高效、節(jié)能和低成本。在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞

3、：可編程控制器（PLC）;搖臂鉆床;梯形圖;控制系統(tǒng) 目錄目錄 摘摘 要要2 目錄目錄 3 第第 1 章章 引引 言言5 第第 2 章章 Z3040 控制線路原理分析控制線路原理分析7 2.1 Z3040 搖臂鉆床簡(jiǎn)介搖臂鉆床簡(jiǎn)介7 2.1.1 Z3040 搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行7 2.1.2 Z3040 搖臂鉆床的電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求7 2.1.3 Z3040 控制線路概述8 2.2 Z3040 控制線路原理分析控制線路原理分析9 2.2.1 主電路分析10 2.2.2 控制電路分析10 第第 3 章章 基于基于 PLC 的的 Z3040 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 3.1 PLC 的

4、型號(hào)選擇的型號(hào)選擇13 3.1.1 PLC 的型號(hào)選擇 13 3.1.2 Z3040 搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì)14 3.2 基于基于 PLC 的的 Z3040 型搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)型搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15 3.2.1 PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì) 15 3.2.2 PLC 梯形圖系統(tǒng)調(diào)試 19 3.2.3 PLC 控制指令表 19 3.2.4 PLC 控制系統(tǒng)分析 20 3.2.5 元器件布置接線圖設(shè)計(jì)21 第第 4 章章 結(jié)論結(jié)論 22 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)23 附附 錄錄24 附錄附錄 1Z3040 型搖臂鉆床型搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)電氣原理圖控制系統(tǒng)電氣原理圖 1

5、24 附錄附錄 2： S7-200 CPU 的技術(shù)指標(biāo)的技術(shù)指標(biāo)24 附錄附錄 3 Z3040 型搖臂鉆床型搖臂鉆床 PLC 控制控制 I/O(輸入、輸出）地址分配表輸入、輸出）地址分配表26 附錄附錄 4：Z3040 型搖臂鉆床控制系統(tǒng)電路圖型搖臂鉆床控制系統(tǒng)電路圖27 附錄附錄 5 Z3040 型搖臂鉆床配電箱元件位置及接線圖型搖臂鉆床配電箱元件位置及接線圖28 附錄附錄 6 Z 3040 型搖臂鉆床型搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖控制系統(tǒng)梯形圖29 第第 1 章章 引引 言言 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

6、樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可 歸納為如下幾類。 1開關(guān)量的邏輯控制 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。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。 2模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(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。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。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

7、制。 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。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直 接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng) 控制模塊。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。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。 4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。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。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。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小 型 PLC 也具有此功能模塊。P

8、ID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過程控制 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。 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?。?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)。 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。隨

9、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)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非 常方便。 第第 2 章章 Z3040 控制線路原理分析控制線路原理分析 2.1 Z3040 搖臂鉆床簡(jiǎn)介搖臂鉆床簡(jiǎn)介 搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等工作， 在具有工藝裝備的條件下還可以進(jìn)行鏜孔。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)是通過機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。 故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。 搖臂鉆床除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有搖臂的上升、下降及立柱的 夾緊和放松

10、。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸箱、立柱的 夾緊和放松由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)齒輪泵，供給夾緊 裝置所需要的壓力油。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的左右移動(dòng)通常采用手動(dòng)。此外 還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。 2.1.1 Z3040 搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行搖臂鉆床的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行 Z3040 搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等 部分組成，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)。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)。主軸箱安裝于搖臂的水平導(dǎo)軌上，可以通過手輪操 作使其在

11、水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。 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。 2.1.2 Z3040 搖臂鉆床的電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求搖臂鉆床的電力拖動(dòng)的特點(diǎn)和控制要求 搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多，為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，采用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制，通常沒 有主軸電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、立柱夾緊和放松電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 搖臂鉆床為適應(yīng)各種形式加工，要求主軸及進(jìn)給有較大的調(diào)速范圍。主軸 一般速度下的鉆床加工為恒功率負(fù)載，而低速是用于擴(kuò)孔、絞孔及螺紋加工， 屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)由 一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，

12、分別經(jīng)主軸和進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。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)。 為加工螺紋，主軸要求有正、反轉(zhuǎn)，一般由機(jī)械方法獲得，為此主軸電動(dòng) 機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。 搖臂的升降由升降電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，要求電動(dòng)機(jī)能正、反轉(zhuǎn)。 搖臂的夾緊和放松是由電氣和液壓聯(lián)合控制，并且有夾緊和放松指示。 內(nèi)外立柱的夾緊與放松， 、主軸箱與搖臂的夾緊與放松可采用手柄機(jī)械操 作、電氣-液壓-機(jī)械裝置等方法來實(shí)現(xiàn)。 鉆削加工時(shí)，需要對(duì)刀具和工件進(jìn)行冷卻，為此需冷卻泵電動(dòng)機(jī)輸送冷卻 液。 要有必要的限位、連鎖和過載保護(hù)，且具有局部安全照明。 2.1.3 Z3040 控制線路概述控制線路概述 Z3040 搖臂鉆床主要

13、有兩種主要運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是指主軸帶 動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是指鉆頭的垂直運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)是指主軸箱沿?fù)u 臂水平運(yùn)動(dòng)，搖臂沿外立柱上下移動(dòng)以及搖臂和外立柱一起相對(duì)于內(nèi)立柱的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 Z3040 搖臂鉆床具有兩套液壓控制系統(tǒng)：一套是由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵 送出壓力油，通過操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸正反轉(zhuǎn)、停車控制、空擋、預(yù)選與變速； 另一套是由液壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵送出壓力油來實(shí)現(xiàn)搖臂的夾緊和松開、主軸 箱的夾緊與松開、立柱的夾緊與松開。前者安裝在主軸箱內(nèi)，后者安裝在搖臂 電器盒下部。 1操縱機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) 該系統(tǒng)壓力油由主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)齒輪泵送出，由主軸操作手柄來改變兩個(gè) 操縱閥的相互位置，獲

14、得不同的動(dòng)作。操作手柄有五個(gè)空間位置：上、下、里、 外和中間位置，其中上為“空擋” ，下為“變速” ，外為“正轉(zhuǎn)” ，里為“反轉(zhuǎn)” ， 中間位置為“停車” 。而主軸轉(zhuǎn)速及主軸進(jìn)給量各有一個(gè)旋鈕預(yù)選，然后在操 作主軸手柄。 主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先按下主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕，主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng) 齒輪泵，送出壓力油。然后操縱主軸手柄，板至所需轉(zhuǎn)向位置（里或外） ，于 是兩個(gè)操縱閥相互位置轉(zhuǎn)變，使一股壓力油將制動(dòng)摩擦離合器松開，為主軸旋 轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件；另一股壓力油壓緊正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)的 主軸的傳送鏈，驅(qū)動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。 在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)過程中，可轉(zhuǎn)動(dòng)變速按鈕，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量

15、。 主軸停車時(shí)，將操作手柄扳回中間位置，這時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)仍拖動(dòng)齒輪泵旋 轉(zhuǎn)。但此時(shí)整個(gè)液壓系統(tǒng)為低壓油，無法松開制動(dòng)摩擦離合器，而在制動(dòng)彈簧 作用下將制動(dòng)摩擦離合器壓緊，使制動(dòng)軸上的齒輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主軸停車。 所以主軸停車時(shí)主軸發(fā)動(dòng)機(jī)仍在旋轉(zhuǎn)，只是不能將動(dòng)力傳到主軸。 主軸變速與進(jìn)給變速：將主軸手柄扳至“變速”位置，于是改變兩個(gè)操縱 閥的相互位置，使齒輪泵送出的壓力油進(jìn)入主軸轉(zhuǎn)速預(yù)選閥和主軸進(jìn)給量預(yù)選 閥，然后進(jìn)入各變速油缸。與此同時(shí)，另一油路系統(tǒng)推動(dòng)拔叉緩慢運(yùn)動(dòng)，逐漸 壓緊主軸正轉(zhuǎn)摩擦離合器，接通主軸電動(dòng)機(jī)到主軸的傳動(dòng)鏈，帶動(dòng)主軸緩慢旋 轉(zhuǎn)，稱為緩速，以利于齒輪的順利嚙合。當(dāng)變速完成，松開操

16、作手柄，此時(shí)手 柄在彈簧作用下由“變速”位置自動(dòng)復(fù)位到主軸“停車”位置，然后在操縱主 軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，主軸將在新的轉(zhuǎn)速或進(jìn)給量下工作。 2夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng) 主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊和松開是由液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵電動(dòng) 機(jī)送出壓力油，推動(dòng)活塞、菱形塊來實(shí)現(xiàn)的。其中由一個(gè)油路控制主軸箱和立 柱的夾緊，另一油路控制搖臂的夾緊和松開，這兩個(gè)油路均由電磁閥控制。 Z3040 搖臂鉆床共有四大電動(dòng)機(jī)：主電動(dòng)機(jī) M1，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2，液 壓泵電動(dòng)機(jī) M3 和冷卻泵電動(dòng)機(jī) M4。 2.2 Z3040 控制線路原理分析控制線路原理分析 Z3040 型搖臂鉆床控制線路原理圖見附錄 1，Z3040 型搖臂鉆

17、床的動(dòng)作是通 過機(jī)、電、液進(jìn)行聯(lián)合控制實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)床控制電路采用 380V/100V 隔離變壓 器供電，但其二次繞組增設(shè) 24V 安全電壓供局部照明使用。斷路器 QF1 既作 為機(jī)床線路的電源總開關(guān)，又作為機(jī)床線路和主軸電機(jī) M1 的短路及過載保護(hù) 元件，斷路器 QF2 臥搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2、液壓泵電機(jī) M3、冷卻泵電機(jī) M4 的 隔離開關(guān)和過載及短路保護(hù)元件。QF3、QF4、QF5 分別為機(jī)床控制電路、機(jī) 床工作信號(hào)指示電路和機(jī)床工作照明電路和過載及短路保護(hù)開關(guān)。 開車前的準(zhǔn)備。首先將隔離開關(guān)接通，將電源引入開關(guān) QF1 扳到“接通” 位置，接通三相交流電源，此時(shí)總電源指示燈 HL1 亮，

18、表示機(jī)床電氣電路已進(jìn) 入帶電狀態(tài)。按下總啟動(dòng)按鈕 SB1，中間繼電器 KA 線圈通電吸合并自鎖，為 主電動(dòng)機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)多準(zhǔn)備，同時(shí)觸點(diǎn) KA 閉合，為其他三個(gè)指示燈通 電做準(zhǔn)備。 2.2.1 主電路分析主電路分析 1M1 為單方向旋轉(zhuǎn)，由接觸器 KM1 控制，主軸的正反轉(zhuǎn)則由機(jī)床液壓 系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)配合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實(shí)現(xiàn)，并由熱繼電器 FR1 作電動(dòng)機(jī)長期過 載保護(hù)。 2 M2 由正、反轉(zhuǎn)接觸器 KM2、KM3 控制實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)?？刂齐娐繁ＷC， 在操縱搖臂升降時(shí)，首先使液壓泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，供出壓力油，經(jīng)液壓系統(tǒng) 將搖臂松開，然后才使電動(dòng)機(jī) M2 起動(dòng)，拖動(dòng)搖臂上升或下降。當(dāng)移動(dòng)到位后，

19、保證 M2 先停下，再自動(dòng)通過液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊，最后液壓泵電機(jī)才停下。 M2 為短時(shí)工作，不設(shè)長期過載保護(hù)。 3M3 由接觸器 KM4、KM5 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并有熱繼電器 FR2 作長期 過載保護(hù)。 4M4 電機(jī)容量小，僅 0.125kW，由開關(guān) QS 控制。 2.2.2 控制電路分析控制電路分析 由變壓器 TC 將 380V 交流電壓降為 110V，作為控制電源。指示燈電源為 6V。 1主電動(dòng)機(jī)控制 按下起動(dòng)按鈕 SB2，接觸器 KM1 吸合并自鎖，主軸電動(dòng)機(jī) M1 起動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)。 按下停止按鈕 SB8，接觸器 KM1 釋放，主軸電動(dòng)機(jī) M1 停轉(zhuǎn)。 2搖臂升降控制 搖臂上升、下降分別由

20、SB3、SB4 點(diǎn)動(dòng)控制。 按上升按鈕 SB3，時(shí)間繼電器 KT1 得電吸合，瞬時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)（33-35）閉 合，接觸器 KM4 得電吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 接通電源正向旋轉(zhuǎn)，供給壓力 油。壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂松開的油腔，推動(dòng)活塞，使搖臂松開。當(dāng)搖臂 完全松開后，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān) ST2，使其動(dòng)斷觸點(diǎn) ST2（1733）斷開，使接觸器 KM4 線圈斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停轉(zhuǎn)， 與此同時(shí)，另一動(dòng)合觸點(diǎn) ST2（17-21）閉合，接觸器 KM2 線圈通電吸合，其 主觸點(diǎn)接通升降電動(dòng)機(jī) M2 的電源，M2 啟動(dòng)正向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升。 如果搖臂沒有松開，ST2 的動(dòng)合觸點(diǎn)也不

21、能閉合，KM2 就不能吸合，M2 不能旋轉(zhuǎn)，搖臂也就不可能上升，保證了只有在搖臂可靠松開后才能使搖臂上 升。 當(dāng)搖臂上升到所需位置時(shí)，松開按鈕 SB3，接觸器 KM2 和時(shí)間繼電器 KT1 同時(shí)斷電釋放，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止上升。由于 KT1 釋放， 其延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)（47-49）經(jīng) 1-3 秒延時(shí)后閉合，接觸器 KM5 的線圈經(jīng) （1-3-5-7-47-49-51-6-2）線路通電吸合，液壓電動(dòng)機(jī) M3 反向起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，供給 壓力油。壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動(dòng)活塞，使搖臂夾 緊。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片壓下限位開關(guān) ST2 動(dòng)斷觸點(diǎn)（7-47）斷開，接觸

22、器 KM5 斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 停止旋轉(zhuǎn)，完成了搖臂的松開上升 夾緊動(dòng)作。 搖臂上升的動(dòng)作過程如下： 。位置，松開 搖臂上升到預(yù)定壓下正轉(zhuǎn)按 正轉(zhuǎn)吸合 停轉(zhuǎn)斷電 吸合 吸合 3 233 22 34 1 4 SB STMSB MKM MKM KT KM 搖臂的下降過程與上升基本相同，它們的夾緊和放松電路完全一樣。所不 同的是按下降按鈕 SB4 時(shí)為 KM3 線圈得電，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 反轉(zhuǎn)，帶動(dòng) 搖臂下降。 時(shí)間繼電器 KT1 的作用是控制 KM5 的吸合時(shí)間，使 M2 停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，再 夾緊搖臂。KT1 的延時(shí)時(shí)間應(yīng)視搖臂在 M2 斷電至停轉(zhuǎn)前的慣性大小調(diào)整，應(yīng) 保證搖臂上升（或下

23、降）后才進(jìn)行夾緊，一般調(diào)整在 13 秒。 搖臂升降的限位保護(hù)，由組合開關(guān) ST1 來實(shí)現(xiàn)。ST1 有兩對(duì)觸點(diǎn)，ST1-1 是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)，ST1-2（27-17）是搖臂下降時(shí)的極限位置保護(hù)。 當(dāng)搖臂上升到極限位置時(shí)，ST1-1(15-17)動(dòng)作，將電路斷開，則 KM2 斷電釋放， 搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 停止旋轉(zhuǎn)。但 ST1 的另一觸點(diǎn) ST1-2（27-17）仍處于閉合 狀態(tài)，保證搖臂能夠下降。同理，當(dāng)搖臂下降到極限位置時(shí)，ST1-2（27-17） 動(dòng)作，電路斷開，KM3 釋放，搖臂升降電動(dòng)機(jī) M2 停轉(zhuǎn)。而 ST1 的另一動(dòng)斷觸 點(diǎn) ST1-1(15-17)仍閉合，以保證搖臂能夠

24、上升。 搖臂的自動(dòng)夾緊是由行程 ST3 來控制的。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障而不 能自動(dòng)夾緊搖臂，或者由于 ST3 調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使 ST3（7-47） 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，都會(huì)使液壓泵電動(dòng)機(jī)處于長期過載運(yùn)行狀態(tài)，這是不允許的。 為了防止損壞液壓泵電動(dòng)機(jī)，電路中使用了熱繼電器 FR2。 搖臂夾緊動(dòng)作過程如下： 搖臂升到預(yù)定位置，松開 SB3KT1（47-49）斷電延時(shí)閉合KM5 吸合、 M3 反轉(zhuǎn)搖臂夾緊ST3（7-47）受壓斷開KM5、M3、均斷電釋放。 3立柱和主軸箱松開、夾緊控制 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA2 和復(fù)位按鈕 SB7（或 SB

25、8）進(jìn)行控制。SA2 有 3 個(gè)位置：中間位（零位） 時(shí)，立柱和主軸箱的松開或夾緊同時(shí)進(jìn)行；左邊位為立柱的夾緊或放松；右邊 位為主軸箱的夾緊或放松。復(fù)合按鈕 SB7、SB8 分別為松開、夾緊控制按鈕。 以主軸箱的松開和夾緊為例：先將 SA2 扳到右側(cè)，觸點(diǎn)（57-59）接通， （57-63）斷開。當(dāng)要主軸箱松開時(shí)，按松開按鈕 SB7，時(shí)間繼電器 KT2、KT3 的線圈同時(shí)得電， ，KT2 是斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，它的斷電延時(shí)斷開的常開 觸點(diǎn) （7-57）在通電瞬間閉合，電磁鐵 YA1 通電吸合。經(jīng) 1-3 秒延時(shí)后，KT3 的延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)（7-41）閉合，接觸器 KM4 線圈經(jīng)（1-3-5

26、-7-41-43-37-39- 6-2）線圈斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱右缸，推 動(dòng)活塞使主軸箱放松。活塞桿使行程開關(guān) ST4 復(fù)位，觸點(diǎn) ST4 常閉開關(guān),ST4 常開閉合。指示燈 HL2 亮，表示主軸箱已松開。主軸箱夾緊的控制線路及工作 原理與松開時(shí)相似，只要按松開按鈕 SB7 換成夾緊按鈕 SB8，接觸器 KM4 換 成 KM5，M3 由正向轉(zhuǎn)動(dòng)變成反向轉(zhuǎn)動(dòng)，指示燈 HL2 換成 HL3 即可。 當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3 拌到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn)（57-63）接通， （57-59）斷開。按松 開按鈕 SB7 或夾緊按鈕 SB8 時(shí)，電磁鐵 YA2 通電，此時(shí)，立柱松開或夾

27、緊； SA2 在中間位時(shí)，觸點(diǎn)（57-59） 、 （57-63）均接通。按 SB7 或 SB8，電磁鐵 YA1、YA2 均通電，主軸箱和立柱同時(shí)進(jìn)行松開或夾緊。其他動(dòng)作過程與主軸 箱松開或夾緊時(shí)完全相同，不在論述。 由于立柱和主軸箱的松開與夾緊是短時(shí)間的調(diào)整工作，故采用點(diǎn)動(dòng)控制方 式。 4冷卻泵控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī) M4 容量小，所以用組合開關(guān) QS 直接控制其運(yùn)行和停止。 5照明、信號(hào)電路 （1）機(jī)床照明電路 QF5 機(jī)床工作照明電路開關(guān)，同時(shí)過載及短路保護(hù)作 用，EL 為工作照明燈。 （2）工作信號(hào)指示 HL1 電源指示燈，當(dāng)和上 QF2 時(shí) HL1 指示燈亮，HL2 為立柱和主軸箱松開指示

28、燈，HL3 為立柱和主軸箱夾緊指示燈，分別由限位開 關(guān) ST4 長閉觸頭和 ST4 常開觸頭控制。HL4 為主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈，由 KM1 常開觸頭控制。 第第 3 章章 基于基于 PLC 的的 Z3040 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 PLC 的型號(hào)選擇的型號(hào)選擇 3.1.1 PLC 的型號(hào)選擇的型號(hào)選擇 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，PLC 產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號(hào)的 PLC， 其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的 場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指 標(biāo)有著重要意義。PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要

29、求及保證可靠、維 護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。 1PLC 類型簡(jiǎn)介 目前各國生產(chǎn)的 PLC 品種繁多，發(fā)展迅速。在中國的市場(chǎng)上最具競(jìng)爭(zhēng)力的 有德國西門子公司、日本三菱系列、歐姆龍公司、AB 公司所推出的 PLC 均為 從小到大全系列的產(chǎn)品，可滿足各種各樣的需求。 2選配 PLC 的型號(hào) S7-200 PLC 是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢 測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC 的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都 能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。S7-200PLC 可提供 4 個(gè)不同的基本型號(hào)與 8 種 CPU 可 供選擇使用。S7-200 CPU 的技術(shù)指標(biāo)

30、見附錄 2 （1）確定 I/O 點(diǎn)數(shù) 在改造設(shè)計(jì)中盡可能利用原有電器，以利于節(jié)省投資。根據(jù)原控制電路來 確定 I/O 端口點(diǎn)數(shù)，其中：按鈕 8 個(gè)，行程開關(guān) 5 個(gè)，轉(zhuǎn)換開關(guān) 1 個(gè)（觸點(diǎn)位 置 3 個(gè)） ，熱繼電器常閉 2 個(gè)，電壓繼電器觸點(diǎn) 1 個(gè)，控制線路電源總開關(guān) 1 個(gè)，共 20 個(gè)輸入端口點(diǎn)數(shù)；接觸器 7 個(gè)，電壓繼電器一個(gè)，信號(hào)燈 4 個(gè)，共 計(jì) 12 個(gè)輸出端口點(diǎn)數(shù)。 （2）選配 PLC 的型號(hào) 在選用 PLC 上，考慮到只是對(duì) Z3040 型鉆床做電器部分的改造，輸出端口 需要 12 個(gè)，輸入端口需要 20 個(gè)。而且并不通過網(wǎng)絡(luò)或其他方式做遠(yuǎn)程控制。 因此，考慮到經(jīng)濟(jì)，實(shí)用，

31、穩(wěn)定等方面因素。我決定選用 SIMATIC S7-200 系 列的 S7200 系列 CPU226AC/DC/RELAY 型，作為本次設(shè)計(jì)所用 PLC。其 I/O 地址分配見附錄 3。 3.1.2 Z3040 搖臂鉆床搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì) 根據(jù) I/O 地址分配表設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)電路圖。 1設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題： （1）控制電源 接觸器、電磁鐵及指示燈仍采用原來的 110V、6.3V 電壓不變。 （2）Z3040 型搖臂鉆床照明燈、通電指示燈和信號(hào)控制電路的處理 手動(dòng)控制 Z3040 型搖臂鉆床照明燈的電路和電源指示燈電路可用原控制電 路控制，也可以用 PL

32、C 控制，本設(shè)計(jì)照明燈的電路采用原控制電路控制，信 號(hào)控制電路采用 PLC 控制。 （3）在控制電路中，搖臂升降電動(dòng)機(jī)和液壓泵電動(dòng)機(jī)都需要正反轉(zhuǎn)控制， 必須設(shè)置互鎖環(huán)節(jié)。 其方案有三 方案一是在梯形圖中設(shè)置互鎖； 方案二是利用正反轉(zhuǎn)接觸器常閉觸點(diǎn)在輸出電路中實(shí)現(xiàn)互鎖； 方案三是在編制梯形圖時(shí)對(duì)這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都設(shè)置互鎖并結(jié)合正反轉(zhuǎn)接觸器 常閉觸點(diǎn)在輸出電路中的互鎖。 從這三個(gè)方案來看方案三實(shí)現(xiàn)了雙重保護(hù)，可避免電源短路，有效保證安 全。因此本設(shè)計(jì)采用第三個(gè)方案。 （4）主軸電動(dòng)機(jī)和液壓泵電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)元件熱繼電器常閉觸點(diǎn)放置問 題 熱繼電器常閉觸點(diǎn)可直接接在輸出端，本設(shè)計(jì)為控制方便將熱繼電器常閉

33、觸點(diǎn)接在 PLC 的輸入端。 2Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng)電路圖 根據(jù)上述設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)出 Z3040 搖臂鉆床控制系統(tǒng)電路圖。見附錄 4. 3.2 基于基于 PLC 的的 Z3040 型搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)型搖臂鉆床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 3.2.1 PLC 梯形圖程序設(shè)計(jì)梯形圖程序設(shè)計(jì) 1系統(tǒng)預(yù)開程序 本段梯形圖程序是為主電動(dòng)機(jī)及其他電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)做準(zhǔn)備。當(dāng)合上 FQ3（I0.0）按下 SB1(I0.2)低電壓繼電器 KV（Q0.0）得電并自鎖,其常開觸點(diǎn) KV(I0.3)閉合接通了控制電路電源為機(jī)床工作做準(zhǔn)備。梯形圖程序如圖 41 所 示。 I0.0I0.2I0.1 Q0.0 Q0.0 圖 4

34、1 2主軸電動(dòng)機(jī)控制程序 主軸電動(dòng)機(jī)只做單方向旋轉(zhuǎn)，需要過載保護(hù)，過載保護(hù)由熱繼電器 FR1(I0.4)完成。梯形圖程序如圖 42 所示。 I0.3I0.5I0.6 Q0.1 Q0.1 I0.4 圖 42 3搖臂升降控制程序 搖臂的升（或降）嚴(yán)格按照搖臂松開升（或降）夾緊的順序進(jìn)行。為 此，要求夾緊與放松作用的液壓泵電動(dòng)機(jī)與搖臂升降電動(dòng)機(jī)按一定順序啟動(dòng)工 作，由搖臂松開行程開關(guān)與搖臂夾緊行程開關(guān)發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)行控制。當(dāng)要求 搖臂上升（或下降）時(shí)，按下 SB3(或 SB4)首先啟動(dòng)主軸箱、立柱、搖臂松開 電路當(dāng)松開到位時(shí) ST2(I1.3)常開觸點(diǎn)閉合,使液壓泵電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)）,搖 臂上

35、升（或下降） 。液壓泵電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)需必要的互鎖。梯形圖如圖 43 所 示。 4主軸箱、立柱、搖臂松開、夾緊控制程序 Z3040 搖臂鉆床，搖臂的松開、夾緊與搖臂的升降要求能自動(dòng)控制，本設(shè) 計(jì)采用定時(shí)器與行程開關(guān)配合完成，有必要的聯(lián)鎖保護(hù)。梯形圖程序如圖 44 所示。 M0.0I1.3I1.5Q0.5Q0.4 M0.1I1.7T39 M0.1 M0.2 I1.4 I1.5 Q0.4I1.6 T37 Q0.5 IN PT100ms M0.0T37 +30 IN PT TON 100ms T39 M0.2M0.1 TOF +30 圖 44 I0.7I1.1 M0.0 I1.0I1.2 I1.3M0

36、.0 I0.7Q0.3Q0.2 I1.0Q0.2Q0.3 圖 43 5主軸箱、立柱松開、夾緊控制程序 主軸箱、立柱松開與夾緊控制要求可單獨(dú)操作，也可以同時(shí)操作，由轉(zhuǎn)換 開關(guān) SA 和 SB5、SB6 配合定時(shí)器進(jìn)行控制。梯形圖程序如圖 45 所示。 6冷卻泵控制 冷卻泵電動(dòng)機(jī)采用組合開關(guān) QS 直接控制其啟停。 I2.1 I2.3 Q0.6 I2.2 Q0.7 I2.2 T38 T38 I1.6 I1.7 M0.0 T38 IN PT TOF 100ms +30 M0.1 圖 45 7信號(hào)指示梯形圖程序電源指示燈 HL1（Q1.0）當(dāng)機(jī)床上電時(shí)指示，采 用 S200PLC 特殊內(nèi)部繼電器 SM

37、0.0 實(shí)現(xiàn)；立柱、主軸箱松開、夾緊指示燈 HL2（Q1.1） 、HL3(Q1.2)由限位開關(guān) ST4(I2.0)控制；主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈 HL4（Q1.3）由 KM1（Q0.1）控制。梯形圖程序如圖 46 所示。 Q1.1 Q1.2 Q1.3 I2.0 I2.0 Q0.1 Q1.0 SM0.0 I0.3 圖 46 3.2.2 PLC 梯形圖系統(tǒng)調(diào)試梯形圖系統(tǒng)調(diào)試 將各部分梯形圖程序上機(jī)調(diào)試并合并成如附錄 5 所示的 Z3040 型搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)梯形圖，經(jīng)過調(diào)試和模擬實(shí)驗(yàn)，所設(shè)計(jì)的梯形圖程序完全滿足 Z3040 型搖臂鉆床對(duì)控制系統(tǒng)的要求。 3.2.3 PLC 控制指令表控制指令

38、表 LD I0.0 AN I0.1 LD I0.2 O Q0.0 ALD = Q0.0 LD I0.3 LPS LD I0.5 O Q0.1 ALD AN I0.6 A I0.4 = Q0.1 LRD LD I0.7 AN I1.1 LD I1.0 AN I1.2 OLD ALD = M0.0 LRD A I1.3 LPS A I0.7 AN I1.0 AN Q0.3 = Q0.2 LPP A B4:I1.0 AN B3:I0.7 AN Q0.2 = Q0.3 LRD LD I0.7 AN I1.1 LD I1.0 AN I1.2 OLD A M0.0 AN I1.3 AN M0.1 LD T

39、39 AN I1.7 A M0.1 OLD ALD A I1.5 AN Q0.5 = Q0.4 LPP LPS LDN I1.6 A M0.2 ON I1.4 ALD AN T37 A I1.5 AN Q0.4 = Q0.5 LRD LD I0.7 AN I1.1 LD I1.0 AN I1.2 OLD ALD TOF T37, 30 LRD LD I1.6 O I1.7 AN M0.0 ALD = M0.1 TOF T38, 30 LRD LD I2.1 O I2.3 ALD A T38 = Q0.6 LRD LD I2.2 O I2.3 ALD A T38 = Q0.7 LPP A M0.

40、1 = M0.2 TON T39, 100 LD SM0.0 = Q1.0 LD I0.3 LPS AN I2.0 = Q1.1 LRD A I2.0 = Q1.2 LPPA Q0.1 3.2.4 PLC 控制系統(tǒng)分析控制系統(tǒng)分析 1開車準(zhǔn)備 先將自動(dòng)開關(guān) QF2QF5 接通，在將電源總開關(guān) QF1 扳倒“接通”位置， 引入三相電源。PLC 上電，電源指示燈點(diǎn)亮表示機(jī)床已處于帶電狀態(tài)。按下 SB1， I0.2 接通，低電壓繼電器 KV（Q0.0）得電并自鎖,其常開觸點(diǎn) KV(I0.3) 閉合接通了控制電路電源為機(jī)床工作做準(zhǔn)備。 2主軸電動(dòng)機(jī)控制 啟動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕 SB2，I0.5 接通，Q

41、0.1 動(dòng)作并自鎖使 KM1 得電并 自鎖，KM1 主觸點(diǎn)閉合主軸電動(dòng)機(jī) M1 轉(zhuǎn)動(dòng)，指示燈 HL4 亮。停車時(shí)，按下停 止按鈕 SB7，I0.6 斷開 Q0.1 復(fù)位，KM1 斷電釋放，主軸電動(dòng)機(jī) M1 停轉(zhuǎn)，指示 燈 HL4 滅。 3搖臂升降控制 當(dāng)需要搖臂上升時(shí)按下 SB3，I0.7 閉合，M0.0 接通，同時(shí)，接通斷電延時(shí) 定時(shí)器 T37，其長閉觸點(diǎn) T37 瞬時(shí)斷開，斷開了液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反轉(zhuǎn)控制的 電路。由于主軸箱、立柱、搖臂松開邏輯行 I1.5 是閉合的，因而 Q0.4 接通閉合， 液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 正轉(zhuǎn)，松開搖臂。搖臂松開到位后，I1.3 長閉觸點(diǎn)斷開，液 壓泵電動(dòng)機(jī) M

42、3 停轉(zhuǎn)，搖臂上升邏輯行 I1.3 常開觸點(diǎn)閉合，Q0.2 接通閉合，搖 臂上升電動(dòng)機(jī) M2 正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)搖臂上升。當(dāng)搖臂上升到一定高度時(shí)松開 SB3，I0.7 復(fù)位斷開，M0.0 斷開，斷電延時(shí)定時(shí)器 T37 斷電，其長閉觸點(diǎn) T37 延時(shí) 3 秒鐘閉合 Q0.5 接通閉合，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 反轉(zhuǎn)，夾緊搖臂。搖臂夾緊 后 ST2（I1.3） 、ST3（I1.4）恢復(fù)初始狀態(tài)且 I1.4 斷開，Q0.5 失電，液壓泵電動(dòng) 機(jī) M3 停轉(zhuǎn)，完成了搖臂松開上升夾緊的動(dòng)作過程。搖臂下降的控制過程 與搖臂上升的控制過程相似。 4立柱與主軸箱松開、夾緊控制 立柱與主軸箱的松開、夾緊控制可單獨(dú)進(jìn)行，也可同

43、時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 與按鈕 SB5 或 SB6 控制。轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個(gè)位置，板到中間位置時(shí)立柱和主 軸箱的松開與夾緊同時(shí)進(jìn)行；板到左邊位置時(shí)，立柱被夾緊與放松；板到右邊 位置時(shí)主軸箱單獨(dú)夾緊與放松。 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于中間位置時(shí) I2.2 閉合，若使立柱與主軸箱同時(shí)松開，則按 下 SB5，I1.6 閉合，M0.1 和斷電延時(shí)定時(shí)器 T38 同時(shí)接通，T38 觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合， Q0.6、Q0.7 同時(shí)得電吸合為主軸箱與立柱同時(shí)松開做準(zhǔn)備。M0.1 常開觸點(diǎn)閉合， M0.2 和通電延時(shí)定時(shí)器 T39 同時(shí)接通，M0.2 常開觸點(diǎn)閉合主軸箱與立柱夾緊 準(zhǔn)備，T39 常開觸點(diǎn)經(jīng) 3 秒鐘延時(shí)閉合 Q0.

44、4 接通閉合，液壓泵電動(dòng)機(jī) M3 通電 正轉(zhuǎn)推動(dòng)活塞使立柱和主軸箱松開。同時(shí)活塞桿使 TS4 復(fù)位 I2.0 閉合，指示燈 HL2；亮。 當(dāng)立柱與主軸箱松開后，可手動(dòng)使立柱回轉(zhuǎn)或主軸箱做徑向移動(dòng)。當(dāng)調(diào)整 到位后可按下 SB6 夾緊按鈕，主軸箱與立柱夾緊工作情況與松開時(shí)相似。這里 不再贅述。另外兩種情況，只有將轉(zhuǎn)換開關(guān) SA 板到相應(yīng)位置，再按 SB5 與 SB6 即可實(shí)現(xiàn)。 3.2.5 元器件布置接線圖設(shè)計(jì)元器件布置接線圖設(shè)計(jì) 根據(jù) Z3040 型搖臂鉆床配電箱的規(guī)格尺寸，各電器實(shí)際外形尺寸進(jìn)行合理 布置以及根據(jù)接線圖繪制原則設(shè)計(jì)繪制出元器件布置接線圖。見附錄 6 第第 4 章章 結(jié)論結(jié)論 本

45、次設(shè)計(jì)闡述了 PLC 在 Z3040 型搖臂鉆床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，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，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, 達(dá)到了使控制系統(tǒng)滿足 Z3040 搖臂鉆床對(duì)電力拖動(dòng)和控制要求，簡(jiǎn)化了控制線,使得鉆床的可靠性和效 率大為提高。 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 1 、馮垛生，電氣實(shí)用指南，人民郵電出版社，2006 2 、陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，2003 3 、趙明等，工廠電氣控制設(shè)備，機(jī)械工業(yè)出版社，1995 4 、萬東梅，電路電子電氣應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，交通大學(xué)出版社，2004 5 、張運(yùn)波，工

46、廠電氣控制技術(shù)，高等教育出版社，2003 6 、王 紅，可編程控制器使用教程，電子工業(yè)出版社，2003 7 、張桂香，電氣控制與 PLC 應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2003 8 、趙宏家，建筑電氣控制，重慶大學(xué)出版社，2002 9 、齊從謙，PLC 技術(shù)及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 10 、王明昌，建筑電工學(xué)（第二版） ，重慶大學(xué)出版社，2000 11 、余雷聲，電氣控制與 PLC 應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，1998 12 、常斗南，可編程控制器原理，機(jī)械工業(yè)出版社，1998 13 、齊占山，機(jī)床電氣控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，1993 14 、方承遠(yuǎn)，工廠電氣控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，1992 1

47、5 、SIEMENS WINCC 手冊(cè)，西門子（中國）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng) 集團(tuán)，2004 附附 錄錄 附錄附錄 1Z3040 型搖臂鉆床型搖臂鉆床 PLC 控制系統(tǒng)電氣原理圖控制系統(tǒng)電氣原理圖 1 Z3040 型搖臂鉆床控制線路原理圖 附錄附錄 2： S7-200 CPU 的技術(shù)指標(biāo)的技術(shù)指標(biāo) CPU221CPU222CPU224CPU226 物理特性： 尺寸（長寬高） 908062mm3908062mm3120.58062 1968062 mm3 mm3 功耗 36W57W710W1117W 存儲(chǔ)器特性： 程序存儲(chǔ)器2048 字4096 字 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1024 字2560 字 存儲(chǔ)器類型

48、E2PROM I/O 特性： 本機(jī)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)6 輸入/4 輸出8 輸入/6 輸出14 輸入/10 輸出24 輸入/16 輸出 數(shù)字 I/O 映像區(qū)128 輸入/128 輸出 本機(jī)模擬量 I/O 點(diǎn)數(shù)無 模擬 I/O 映像區(qū)無16 輸入/16 輸出32 輸入/32 輸出 允許最大的 I/O 模塊無2 個(gè)模塊7 個(gè)模塊 允許最大的智能模塊無2 個(gè)模塊7 個(gè)模塊 脈沖捕捉輸入 681424 高速計(jì)數(shù)器4 單相（kHz） 、30 兩相(20kHz)6 單相(30kHz)、4 兩相(20kHz) 脈沖輸出2 個(gè) 20kHz(僅限于 DC 輸出) 常規(guī)特性： 定時(shí)器總數(shù)256 個(gè)（1ms:4 個(gè);10ms:16 個(gè);100ms:236 個(gè)） 計(jì)數(shù)器總數(shù)256（由超級(jí)電容和電池備份） 時(shí)間中斷2 個(gè) 1ms 分辨率 邊沿中斷4 個(gè)上升沿和/或 4 個(gè)下降沿 模擬電位器1 個(gè) 8 位分辨率2 個(gè) 8 位分辨率 布爾量運(yùn)算時(shí)間 0.22 時(shí)鐘可選