數(shù)控技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文29125

1、 關(guān)于某鉆床電氣控制線路 設(shè)計(jì)的專業(yè)工程實(shí)踐 目錄摘 要4前 言5一.鉆床的基本結(jié)構(gòu)及工作要求91.基本結(jié)構(gòu)92.工作要求10二. 搖臂鉆床的電力拖動(dòng)及控制要求11三. 電動(dòng)機(jī)的選擇111.冷卻液泵電動(dòng)機(jī)112.主軸電動(dòng)機(jī)123.搖臂升降電動(dòng)機(jī)124.液壓泵電動(dòng)機(jī)12四電路設(shè)計(jì)及繪制121.主電路設(shè)計(jì)及繪制122.控制電路設(shè)計(jì)及繪制143.照明、信號(hào)燈電路設(shè)計(jì)及繪制164.電氣控制總原理圖設(shè)計(jì)及繪制17五電氣元件的選擇191.熔斷器的選擇192.熱繼電器的選擇203. 接觸器的選擇214. 控制變壓器的選擇21六plc改造電路設(shè)計(jì)及繪制211.plc介紹211.plc的定義212.plc的特點(diǎn)

2、223.plc的組成234.plc工作原理242.plc 型號(hào)的選擇253.plc 的i/o 端口分配表264.plc 的i/o 電氣接線圖的設(shè)計(jì)27附錄：元件明細(xì)表28結(jié)束語(yǔ)29致謝30參考文獻(xiàn)31摘 要本畢業(yè)設(shè)計(jì)是研究機(jī)械加工中常用的搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于plc電氣控制系統(tǒng)與繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文對(duì)搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把plc控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去

3、，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中包括plc機(jī)型的選擇、i/o端口的分配、i/o硬件接線圖的繪制、plc梯形圖程序的設(shè)計(jì)。對(duì)plc控制搖臂鉆床的工作過程作了詳細(xì)闡述，論述了采用plc取代傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作性能的方法，給出了相應(yīng)的控制原理圖。關(guān)鍵詞：可編程控制器，搖臂鉆床，梯形圖，電氣控制系統(tǒng)， plc改造。 前言在制造工業(yè)和過程工業(yè)中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。

4、傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著產(chǎn)品機(jī)型的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對(duì)象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機(jī)械設(shè)備按新的工藝過程運(yùn)行，而繼電接觸器控制系統(tǒng)是采用固定接線的，很難適應(yīng)這個(gè)要求。大型自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，這種有觸點(diǎn)的電器工作頻率較低，在頻繁動(dòng)作的情況下壽命較短，從而造成系統(tǒng)故障，使生產(chǎn)的運(yùn)行可靠性降低。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。從控制上講，它需要機(jī)、電、液壓等系統(tǒng)相互配合使用，而且，要進(jìn)行時(shí)間控制。它的調(diào)速是通過三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異

5、步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。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。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)。目前，我國(guó)的搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式。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)。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)。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。 可編程邏輯控制器（program

6、mable logic controller）簡(jiǎn)稱 plc，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，它不斷吸收微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。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?？煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)。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)省用戶的開發(fā)時(shí)間與生產(chǎn)成本。 現(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的plc 種類繁多，規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬(wàn)別，但他們具有以下一些共同的特點(diǎn)。可靠性高。可靠性是用戶的首選要求，目前各廠家生產(chǎn)的plc，平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過iec

7、規(guī)定的10 萬(wàn)小時(shí)，例如：西門子、abb、松下、三菱等微小型plc，而且都有完善的自診斷功能，判斷故障迅速。靈活組態(tài)?？删幊炭刂破魇窍盗谢a(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來(lái)完成不同的任務(wù)組合。輸入輸出端口選擇靈活，有多種機(jī)型，組合方便。功能強(qiáng)大，除基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能外，配合特殊功能模塊還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、pto 運(yùn)算、過程運(yùn)算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。因此，plc 幾乎是全能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。編程方便，易于使用。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。近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒?/p>

8、圖語(yǔ)言（sequential function chart），使編程更加簡(jiǎn)單方便。運(yùn)行速度快。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過大量觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。plc 的控制速度則由cpu 工作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速?gòu)?fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來(lái)越小。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。正是由于plc 電

9、氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點(diǎn),因此本次對(duì) 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造,可以大大提高 搖臂鉆床工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來(lái)生機(jī)同時(shí)，提高了 plc 編程水平和實(shí)踐能力,為今后在實(shí)際工作中熟練使用plc 進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 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)品的開發(fā)，在 1995 年西門子又成功地開發(fā)出了s7200、s7300 系列，它具有 td 200 和 coros ops 操作模板為用戶提供了方便人機(jī)界面，用戶程序三級(jí)口令保護(hù)，極強(qiáng)的計(jì)算性能，完善的指令集，mpi 接口和通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線 p

10、rofd3us 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)過程事件，大幅度降低了成本。由于電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。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。雖然國(guó)內(nèi)plc 技術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在

11、生產(chǎn)上使用的z3040 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的缺陷和隱患。極易發(fā)生故障。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。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。 隨著plc 技術(shù)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)不斷縮小。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。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1. 鉆床的基本結(jié)構(gòu) 2

12、. 鉆床的工作要求1.冷卻液泵電動(dòng)機(jī)2.主軸電動(dòng)機(jī)的選擇3.搖臂升降電動(dòng)機(jī)4.液壓泵電動(dòng)機(jī)1.主電路設(shè)計(jì)及繪制2.控制電路設(shè)計(jì)及繪制3. 照明、信號(hào)燈電路設(shè)計(jì)及繪制4.電氣控制總原理圖設(shè)計(jì)及繪制1.熔斷器的選擇2.熱繼電器的選擇3.接觸器的選擇4.控制變壓器的選擇1. plc介紹2.plc 型號(hào)的選擇3. plc 的i/o 端口分配表4.plc 的i/o 電氣接線圖的設(shè)計(jì)一.鉆床的基本結(jié)構(gòu)及工作要求 1.基本結(jié)構(gòu)搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。 某搖臂鉆床結(jié)構(gòu)示意圖1底座 2內(nèi)立柱 3、4外立柱5搖臂 6主軸箱 7主軸 8工作臺(tái) 如上圖所示。內(nèi)立柱固定在底座

13、的一端,在它外面套著外立柱,外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360,搖臂的一端為套筒,它套在外立柱上,借助絲杠的正反轉(zhuǎn)可使搖臂沿外立柱作上下移動(dòng),由于該絲杠與外立柱連為一體,而升降螺母固定在搖臂上,所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件,它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上,可以通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動(dòng)。如上圖所示主軸箱可在搖臂上移動(dòng)，并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)的鉆床(見圖搖臂鉆床)搖臂還可沿立柱上下移動(dòng)，以適應(yīng)加工不同高度的工件。較小的工件可安裝在工作臺(tái)上，較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上。搖臂鉆床廣

14、泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中，加工體積和重量較大的工件的孔。鉆削加工時(shí),主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng);主軸的縱向進(jìn)給為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此時(shí),主軸箱由夾緊接置將其緊固在搖臂水平導(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,輔助運(yùn)動(dòng)有:搖臂沿外立柱的垂直移動(dòng);主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的水平移動(dòng);搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，鉆床必須具有鉆削運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。鉆削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而除此之外的所有運(yùn)動(dòng)都稱之為輔助運(yùn)動(dòng)鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由主軸通過卡爪帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，它承受鉆削加工時(shí)的主要切削功率。?根據(jù)工藝要求，主軸應(yīng)有不同的切削速度。主軸變速是由主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)

15、v帶傳遞到主軸變速箱實(shí)現(xiàn)的。鉆床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是搖臂的左右或上下直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)形式有手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種。加工螺紋是工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的移動(dòng)之間有嚴(yán)格的比例關(guān)系，所以主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。鉆床主軸箱輸出軸經(jīng)掛輪箱傳給進(jìn)給箱，進(jìn)行鉆削或攻絲。鉆床的輔助運(yùn)動(dòng)是鉆床上除鉆削運(yùn)動(dòng)以外的其他一切必需的運(yùn)動(dòng)。如搖臂的快速移動(dòng)和模具的夾緊與放松。2.工作要求 鉆削加工時(shí),主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng);主軸的縱向進(jìn)給為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此時(shí),主軸箱由夾緊接置將其緊固在搖臂水平導(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,輔助運(yùn)動(dòng)有:搖臂沿外立柱的垂直移動(dòng);主軸箱沿?fù)u臂長(zhǎng)度方向的水平移動(dòng);搖臂與外立柱

16、一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了加工各種旋轉(zhuǎn)表面，鉆床必須具有鉆削運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。鉆削運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而除此之外的所有運(yùn)動(dòng)都稱之為輔助運(yùn)動(dòng)。鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由主軸通過卡爪帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，它承受鉆削加工時(shí)的主要切削功率。根據(jù)工藝要求，主軸應(yīng)有不同的切削速度。主軸變速是由主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)v帶傳遞到主軸變速箱實(shí)現(xiàn)的。鉆床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是搖臂的左右或上下直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)形式有手動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種。加工螺紋是工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的移動(dòng)之間有嚴(yán)格的比例關(guān)系，所以主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。鉆床主軸箱輸出軸經(jīng)掛輪箱傳給進(jìn)給箱，進(jìn)行鉆削或攻絲。鉆床的輔助運(yùn)動(dòng)是鉆床上除鉆削運(yùn)動(dòng)以外的其他一切必需的運(yùn)

17、動(dòng)。如搖臂的快速移動(dòng)和模具的夾緊與放松。 二. 搖臂鉆床的電力拖動(dòng)及控制要求1.搖臂鉆床運(yùn)動(dòng)部件較多,為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置,采用多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 2.搖臂鉆床為適應(yīng)多種形式的加工,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削加工常為恒功率負(fù)載;而低速時(shí)主要用于擴(kuò)孔、餃孔、攻螺紋等加工,這時(shí)則為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。 3.搖臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)皆為主軸的運(yùn)動(dòng),為此這兩種運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)主軸電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),分別經(jīng)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給。所以主軸變速機(jī)構(gòu)與進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)都裝在主軸箱內(nèi)。4.為加工螺紋,主軸要求正、反轉(zhuǎn)。搖臂鉆床主軸正反轉(zhuǎn)一般采用機(jī)械方法來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣主軸電動(dòng)機(jī)只需單方向旋轉(zhuǎn)。 5.

18、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)。 6.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、電氣一機(jī)械裝置、電氣一液壓裝置或電氣一液壓一機(jī)械裝置等控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。若采用液壓裝置則備有液壓泵電動(dòng)機(jī),拖動(dòng)液壓泵供出壓力油來(lái)實(shí)現(xiàn)。 7.搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開移動(dòng)搖臂夾緊的程序進(jìn)行。因此,搖臂的夾緊放松與搖臂升降按自動(dòng)控制進(jìn)行。 8.根據(jù)鉆削加工需要,應(yīng)有冷卻泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵,供出冷卻液進(jìn)行刀具的冷卻。 9.具有機(jī)床安全照明和信號(hào)指示。 10.具有必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。3. 電動(dòng)機(jī)的選擇1.冷卻液泵電動(dòng)機(jī) 切削時(shí)，刀具及工件的冷卻由冷卻液泵供給所需要的冷卻液，冷卻液

19、流量的大小有專用閥門調(diào)節(jié)，與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 由經(jīng)驗(yàn)可得冷卻泵電動(dòng)機(jī)：m1型號(hào)選jcb-22，性能參數(shù)：0.125kw、0.43a、2790r/min。2.主軸電動(dòng)機(jī) 主軸的旋轉(zhuǎn)的鉆頭的進(jìn)給，是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的，由于多種方式加工的要求，所以對(duì)搖臂鉆床的主軸和進(jìn)給都提出了較大的調(diào)速范圍要求。該機(jī)床的主軸調(diào)試范圍為80,正轉(zhuǎn)最低速度為25r/min，最高轉(zhuǎn)速為2000r/min，分6級(jí)變速；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍為80，最低進(jìn)給量是0.04mm/r，最高進(jìn)給量為3.2mm/r，也分為16級(jí)變速。在加工螺紋時(shí)，要求主軸能正反轉(zhuǎn)，有機(jī)械方法變換的，所以電動(dòng)機(jī)不需要反轉(zhuǎn)。由以上可得：主軸電動(dòng)機(jī)，m2，型號(hào)選

20、y100l-2，性能參數(shù)：3kw，380v，4.7a，2880r/min 。3. 搖臂升降電動(dòng)機(jī) 當(dāng)工件與鉆頭高度不合適時(shí)，可將搖臂升高或降低，故需正反轉(zhuǎn)。由以上可得：搖臂升降電動(dòng)機(jī),m3型號(hào)選y908-4，性能參數(shù)：1.1km,2.0a,1390r/min。4.液壓泵電動(dòng)機(jī)搖臂立柱、主軸箱的夾緊放松，均采用液壓傳動(dòng)菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊用的高壓油是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高壓油泵送出的。由于搖臂的夾緊裝置與立柱的夾緊裝置，主軸的夾緊裝置不是同時(shí)動(dòng)作，所以，采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)高壓油泵，有電磁閥控制油。由以上可得：液壓泵電動(dòng)機(jī)，m4型號(hào)選j031，性能參數(shù)：0.6km，1.42a，2880r/min 。 四

21、電路設(shè)計(jì)及繪制1.主電路設(shè)計(jì)及繪制我國(guó)原來(lái)生產(chǎn)的搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和搖臂升降運(yùn)動(dòng)的操作是通過不能復(fù)位的十字開關(guān)來(lái)操作的,它本身不具有欠壓和失壓保護(hù)。因此在主回路中要用一個(gè)接觸器將三相電源引入?，F(xiàn)在的搖臂鉆床取消了十字開關(guān)?，F(xiàn)在將根據(jù)以下設(shè)計(jì)繪制主電路圖。1.主電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)，它由接觸器 km2 控制，而主軸的正反轉(zhuǎn)依靠機(jī)床液壓系統(tǒng)，并配合正、反轉(zhuǎn)摩擦離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.搖臂升降電動(dòng)機(jī) m3 具有正反轉(zhuǎn)控制，控制電路保證在操縱搖臂升降時(shí)先通過液壓系統(tǒng)，將搖臂松開后 m3 才起動(dòng)，帶動(dòng)搖臂上升與下降，當(dāng)移動(dòng)達(dá)到所需位置時(shí)控制電路又保證升降電動(dòng)機(jī)先停止，然后自動(dòng)液壓系統(tǒng)將搖臂夾緊。由于 m3是短時(shí)

22、運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以沒有設(shè)置長(zhǎng)期過載保護(hù)。3.液壓泵電動(dòng)機(jī) m4，送出壓力油作為搖臂的松開和夾緊、立柱和主軸箱的松開和夾緊的原動(dòng)力。為此，m3 采用由 km4、km5 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并設(shè)有熱繼電器f2 作長(zhǎng)期過載保護(hù)。4.冷卻泵電動(dòng)機(jī) m1 容量小，所以由組合開關(guān)直接控制其運(yùn)轉(zhuǎn)與停止。如下圖：2.控制電路設(shè)計(jì)及繪制本機(jī)床的控制電路采用隔離變壓器供電，但其二次繞組增設(shè) 24v 安全電壓供局部照明使用。1.搖臂升降的控制，按上升（或下降）按鈕 sb3 或 sb4）時(shí)間繼電器 kt 吸合，其延時(shí)斷開的常開觸點(diǎn)（1-39）與瞬時(shí)常開觸點(diǎn)（23-25）使電磁鐵 yv 和接觸器km4 同時(shí)吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī) m

23、3 旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂松開的油腔，推動(dòng)活塞和菱形塊，使搖臂松開。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片壓限位開關(guān) sq4 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) km2（或km3）吸合，搖臂也就不可能升降。當(dāng)搖臂上升（或下降）到所需位置時(shí)，松開按鈕 sb3 或（sb4），km2 或（km3）和時(shí)間繼電器 kt 釋放，升降電動(dòng)機(jī) m2 停轉(zhuǎn)，搖臂停止升降，由于 kt 釋放，其延時(shí)閉合的常閉觸電（29-31）經(jīng) 1-3 秒延時(shí)后，接觸器 km5 吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī) m3反向啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，供給壓力油。壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，向相反方向推動(dòng)活塞和菱形塊，使

24、搖臂夾緊。同時(shí)，活塞桿通過彈簧片壓限位開關(guān) sq3，km5和 yy 同時(shí)斷電釋放，液壓泵電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，夾緊動(dòng)作結(jié)束。2.立柱和主軸箱的松開與夾緊控制，立柱和主軸箱的松開與夾緊是同時(shí)進(jìn)行的。首先按下松開按鈕 sb5（或夾緊按鈕 sb6），接觸器 km4（或 km5）吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī) m3 旋轉(zhuǎn)，供給壓力油，壓力油經(jīng)二位六通閥（此時(shí)電磁鐵處于 yy 處于釋放狀態(tài)）進(jìn)入立柱松開及夾緊液壓缸和主軸箱松開及夾緊液壓缸，推動(dòng)活塞和菱形塊，使立柱和主軸箱分別松開（或夾緊）。同時(shí)，松開（或夾緊）指示燈（或）顯示。3.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)開關(guān) q2、q3、q4 扳到接通狀態(tài)，同時(shí)將

25、配電盤的門關(guān)好并鎖上。然后再將自動(dòng)開關(guān) q1 扳到接通位置，電源指示燈亮。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。當(dāng)按下按鈕 sb2 時(shí)，交流接觸器 km1 線圈通電并自鎖使主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí) 主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈 hl4 亮。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過機(jī)械變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。5.搖臂的升降控制按下按鈕 sb3，時(shí)間繼電器 kt1 通電吸合，它的瞬動(dòng)觸點(diǎn)（33-35）閉合使km4 線圈通電，液壓電動(dòng)機(jī) m3 起動(dòng)供給壓力油，經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的松開油腔，推動(dòng)活塞使搖臂松開。同時(shí)活塞桿通過彈簧片使行程開關(guān) st2 的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開沒，km4 線圈斷

26、電,而 st2 的動(dòng)合觸電（17-21）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。如果搖臂沒有松開，st2 的動(dòng)合觸點(diǎn)不能閉合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就保證了只有搖臂的可靠松開后方可使搖臂上升或下降。當(dāng)搖臂上升到所需要的位置時(shí)，松開按鈕 sb3，km2 和 kt1 斷電，升降電動(dòng)機(jī) m2 斷電停止，搖臂停止上升。當(dāng)持續(xù) 1-3 秒后，kt1 的斷電延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)（47-49）閉合，km5 線圈經(jīng) 7-47-49-51 號(hào)線，km5 線圈通電液壓泵電動(dòng)機(jī)m3 反轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。同時(shí)活塞桿通過彈簧片使 st3 的動(dòng)斷觸點(diǎn)（7-4

27、7）斷開，km5 線圈斷電，m3 電動(dòng)機(jī)停止，完成了搖臂的松開上升夾緊動(dòng)作。搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。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。因?yàn)閾u臂的上升或下降是短時(shí)的調(diào)整工作所以采用點(diǎn)動(dòng)方式。行程開關(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。st1 有兩對(duì)常閉觸點(diǎn)，st1 的動(dòng)斷觸點(diǎn)（15-17）是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)，st1 的動(dòng)斷觸點(diǎn)（27-17）是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或 st3 調(diào)整不當(dāng)，將造成液壓泵電 動(dòng)機(jī) m3 過載它的過載保護(hù)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開，km5 釋放同，m3 電動(dòng)

28、機(jī) 斷電停止。6.立柱和主軸箱的松開及夾緊控制主軸箱與立柱的松開及夾緊控制可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行，它由組合開關(guān) sa2 和按鈕 sb5（或 sb6）進(jìn)行控制。sa2 有三個(gè)位置，在中間位置（零位）時(shí)為同時(shí)進(jìn)行，搬到左邊位置時(shí)為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位置為主軸箱的夾緊或放松。sb5 是主軸箱和立柱的夾緊按鈕。下面以主軸箱的松開和夾緊為例說明它的動(dòng)作過程：首先將組合開關(guān) sa2 搬向右側(cè)，觸點(diǎn)（57-59）接通，觸點(diǎn)(57-63)斷開。當(dāng)要主軸箱松開時(shí)，按下按鈕sb5，這時(shí)時(shí)間繼電器 kt2 和 kt3 線圈同時(shí)通電，但 kt2 為斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，所以 kt2 的通電使瞬時(shí)常開觸點(diǎn)

29、閉合，斷電延時(shí)斷開的動(dòng)斷觸點(diǎn)（7-57）也閉合使 ya1 通電，經(jīng) 1-3s 后 kt3 的延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)（7-41 ）閉合，通過3-5-7-41-43-37-39 使 km4 通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)使壓力液壓油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動(dòng)活塞使主軸箱放松?；钊麠U使 st4 復(fù)位主軸箱和主柱分開，指示燈 hl2 亮。當(dāng)要主軸夾緊時(shí)，按下按鈕 sb6 仍首先為 ya1 通電，經(jīng) 1-3s 后中，km5 線圈通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動(dòng)活塞使主軸箱夾緊。同時(shí)活塞桿使 st4 受壓，它的動(dòng)合觸點(diǎn)（607-613）閉合，指示燈 hl3 亮，觸點(diǎn)（607-613）斷開，指

30、示燈 hl2 滅，指示主軸箱與立柱夾緊。當(dāng)將 sa2 搬到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn)（57-63）接通，（57-59）觸點(diǎn)斷開。按下按鈕sb5 或 sb6 時(shí)使 ya2 通電，此時(shí)主柱松開或夾緊。sa2 在中間位置時(shí)，觸點(diǎn)（57-59、57-63）均接通，按下 sb5 或 sb6 時(shí)，ya1、ya2 均通電，主軸箱和立柱同時(shí)進(jìn) 行夾緊或放松。其它動(dòng)作過程和主軸箱松開和夾緊完全相同。7.搖臂鉆床控制線路分析該搖臂鉆床控制線路圖，如下圖所示。該機(jī)床共有四臺(tái)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。除冷卻泵電動(dòng)機(jī)和電源引自配電盤外部外，其余電氣設(shè)備均安裝在回轉(zhuǎn)部分上。3

31、.照明、信號(hào)燈電路設(shè)計(jì)及繪制變壓器 tc 的另一組二次繞組提供 ac24v 照明電源。照明燈 el 由裝在燈頭上的開關(guān) sq3 控制。照明電路由熔斷器 fu4 作短路保護(hù)。為了安全，變壓器二次繞組一端接地，為接地保護(hù)。如下圖：4.電氣控制總原理圖設(shè)計(jì)及繪制 結(jié)合以上3圖即可繪出電氣控制總原理圖，如下圖： 五電氣元件的選擇1.熔斷器的選擇熔斷器的類型很多，通常有插入式，螺旋式，填料封閉管式等，選擇熔斷器，實(shí)際上主要是選擇熔斷器類型，額定電壓和電流，以及熔體的額定電流。對(duì)于具有沖擊電流的電氣設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流為額定電流的5-7倍，則應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法。對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)熔斷器進(jìn)行保護(hù)

32、的，則取 ir=(1.52.5)inmax+iqt 其中 ir-熔體的額定電流 inmax-容量最大的電動(dòng)機(jī)額定電流 iqt -其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和熔斷器是一種用于過載與短路保護(hù)的電器，當(dāng)超出限定值的電流通過熔斷器的熔體時(shí)將其熔化而分開電路。主軸電動(dòng)機(jī)的電流是4.8a，所選的熔斷器（fu3）型號(hào)是rt18-32，額定電壓380v，熔斷體額定工作電流10a。快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的電流是2.3a，冷卻泵電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)的電流是0.43a，所選的熔斷器（fu1）型號(hào)是rt18-32，額定電壓是380v，熔斷體額定工作電流是2a。選擇熔斷器的主要內(nèi)容是類型、額定電壓、熔斷器額定電流等級(jí)與熔體額定電流。依

33、據(jù)負(fù)載保護(hù)特性、短路電流大小、各類熔斷器的適用范圍來(lái)選取熔斷器的類型。額定電壓是依據(jù)被保護(hù)電路的電壓來(lái)選擇的。熔體額定電流是選擇熔斷器的關(guān)鍵，它與負(fù)載大小、伏在性質(zhì)密切相關(guān)。對(duì)于負(fù)載平穩(wěn)、無(wú)沖擊電流，可直接按負(fù)載額定電流選取。而對(duì)于像電動(dòng)機(jī)一類有沖擊電流的負(fù)載，熔體額定電流可按下式計(jì)算值選?。?jiǎn)闻_(tái)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期共用一個(gè)熔斷器保護(hù) 式中，容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流； 除容量最大的電動(dòng)機(jī)之外，其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。輕載及啟動(dòng)時(shí)間短時(shí)，系數(shù)取1.5，啟動(dòng)負(fù)載較重及啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)次數(shù)又較多的情況，則取2.5。熔體額定電流的選擇還要照顧到上下級(jí)保護(hù)的配合，以滿足選擇性保護(hù)要求，使下

34、一級(jí)熔斷器的分段時(shí)間較上一級(jí)熔斷器熔體的分段時(shí)間要小，否則將發(fā)生越激動(dòng)做，擴(kuò)大停電范圍。2.熱繼電器的選擇對(duì)于工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，以及雖長(zhǎng)期工作但過載可能性很小的電動(dòng)機(jī)可以不設(shè)過載保護(hù)。熱繼電器有兩相式、三相式及三相帶斷相保護(hù)等型式。對(duì)于星形接法的電動(dòng)機(jī)及電源對(duì)稱性較好的情況可采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)或電源對(duì)稱性不夠好的情況，則應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)或帶斷相保護(hù)的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。熱繼電器發(fā)熱元件額定電流，原則上按被控制電動(dòng)機(jī)的額定電流選取，并以此在一定調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，去選擇發(fā)熱元件的型號(hào)。根據(jù)電機(jī)選擇熱繼電器:選擇熱繼電器的型號(hào)時(shí)，通常應(yīng)按電動(dòng)機(jī)形式、工作環(huán)境、啟動(dòng)情

35、況及負(fù)荷情況等幾方面綜合考慮。原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇。對(duì)于過載能力較差的電動(dòng)機(jī)，其配用的熱繼電器（主要是發(fā)熱元件）的額定電流可適當(dāng)小些。通常，選取熱繼電器的額定電流（實(shí)際上選取發(fā)熱元件的額定電流）為電動(dòng)機(jī)的額定電流的60%80%。在不頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合，要保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程中不產(chǎn)生誤動(dòng)作，通常，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流的6倍以及啟動(dòng)時(shí)間不超過6s時(shí)，若很少連續(xù)啟動(dòng)，就可以按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重復(fù)短時(shí)工作時(shí)，首先注意確定熱繼電器的允許操作頻率。因?yàn)闊崂^電器的操作頻率是很有限的，如果用它保護(hù)操作頻率較高的電動(dòng)機(jī)，效果很不理想，有時(shí)甚至不能

36、使用。按電動(dòng)機(jī)地額定電流來(lái)確定熱繼電器地型號(hào)和規(guī)格。熱繼電器元件地額定電流ir應(yīng)接近或略大于電動(dòng)機(jī)地額定電流in，即 ir=(0.951.05)in熱繼電器的作用是過載保護(hù)。3. 接觸器的選擇 接觸器分直流接觸器和交流接觸器兩大類，交流接觸器主要有cj0及cj10系列。在機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器，選擇時(shí)主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流，輔助觸點(diǎn)的數(shù)量，吸引線圈的電壓等級(jí)，操作頻率等。選擇的交流接觸器，其主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流。 km1對(duì)m2進(jìn)行控制，m2額定電流為4.7a ，控制回路電源為127v，所以km1選擇cj-10型接觸器，主觸點(diǎn)額定電流為10a，線圈電壓為127v。

37、 km2，km3對(duì)m3進(jìn)行控制，m3額定電流為2.0a，控制回路電源為127v，所以km1選擇cj10-5型接觸器，主觸點(diǎn)額定電流為5a，線圈電壓為127v。 km4，km5對(duì)m4進(jìn)行控制，m3額定電流為1.42a，控制回路電源為127v，所以km1選擇cj10-5型接觸器，主觸點(diǎn)額定電流為5a，線圈電壓為127v.4. 控制變壓器的選擇 在機(jī)床的控制電路中需要用到不同的電壓，例如：plc的外電路及電器元件，機(jī)床上的照明電路所需電壓，接觸器的電壓等。它們需要不同的電壓等級(jí)，提高系統(tǒng)的安全性。依據(jù)工作要求，變壓器比較簡(jiǎn)單，可以直接選用控制變壓器的型號(hào)為bk-100型380v即可來(lái)控制電路。六pl

38、c改造電路設(shè)計(jì)及繪制1.plc介紹1.plc的定義 最初，可編程邏輯控制器（programmable logic controller）簡(jiǎn)稱plc。只能進(jìn)行計(jì)數(shù)、定時(shí)及開關(guān)量的邏輯控制。1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（iec）對(duì)可編程控制器的定義是：可編程控制器是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向擁護(hù)的指令，并通過數(shù)字式和模塊式輸入/輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。2.plc的特

39、點(diǎn)（1）可靠性高在i/o環(huán)節(jié)，plc采用了光電隔離、濾波等多種措施。系統(tǒng)程序和大部分的用戶程序都采用eprom存儲(chǔ)，一般plc的平均無(wú)故障工作時(shí)間可達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)以上。（2） 控制功能強(qiáng)plc采用的cup一般是具有較強(qiáng)位處理功能的為處理機(jī)，為了增強(qiáng)其復(fù)雜的控制功能和連網(wǎng)通訊等管理功能，可以采用雙cpu的運(yùn)行方式，使其功能得到極大的增強(qiáng)。（3） 編程方便易學(xué)第一編程語(yǔ)言（梯形圖）是一種圖形編程語(yǔ)言，與多年來(lái)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的電器控制圖非常相似，理解方式也相同，非常適合現(xiàn)場(chǎng)人員學(xué)習(xí)。（4） 使用于惡劣的工作環(huán)境采用封裝的方式，適合于各種震動(dòng)、腐蝕、有毒氣體等的應(yīng)用場(chǎng)合。（5） 與外部設(shè)備連接方便采用統(tǒng)一接

40、線方式的可坼裝的活動(dòng)端子排，提供不同的端子功能適合于多種電器規(guī)格。（6） 體積小、重量輕、功耗底。（7） 性價(jià)比高。（8） 模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力強(qiáng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要進(jìn)行不同功能的擴(kuò)展和組裝，一種型號(hào)的plc可用于控制從幾個(gè)i/o點(diǎn)到幾百個(gè)i/o點(diǎn)的控制系統(tǒng)。（9） 維修方便，功能更靈活程序的修改就以意味著功能的修改，因此功能的改變非常靈活。3.plc的組成（1）輸入寄存器輸入寄存器可按為進(jìn)行尋址，每一為對(duì)應(yīng)一個(gè)開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由相互如開關(guān)量驅(qū)動(dòng)，并保持一個(gè)掃描周期。cpu可以讀其值，但是不可以寫或進(jìn)行修改。（2）輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了plc在下一個(gè)時(shí)間段的輸

41、出值，而程序循環(huán)執(zhí)行開始時(shí)的輸出寄存器的值，表明的是上一時(shí)間段的真實(shí)輸出值，在程序執(zhí)行過程中，cpu可以讀其值，并作為條件參加控制，還可以修改其值，而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序執(zhí)行到一個(gè)循環(huán)的尾部時(shí)的值才影響下一時(shí)間段的輸出，即只有最后的修改才對(duì)輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。（3）存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能修改，plc要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。用戶存儲(chǔ)器中存放的是用戶程序和運(yùn)行所需要的資源，i/o寄存器的值作為條件決定著存儲(chǔ)器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。（4）cpu單元cpu單元控制著i/o寄

42、存器的讀、寫時(shí)序，以及對(duì)存儲(chǔ)器單元中的程序的解釋執(zhí)行工作，是plc的大腦。（5）其他單元接口其他單元接口用語(yǔ)提供plc與其他設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件4. plc工作原理cpu連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。cpu的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請(qǐng)求、執(zhí)行cpu自診斷測(cè)試及寫輸出等等內(nèi)容。plc可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。他意識(shí)周而復(fù)始的循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)，plc也在掃描，只不過在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分的內(nèi)容。典型的plc在一個(gè)周期中可以完成以下5個(gè)掃描過程。

43、（1）自診斷測(cè)試掃描過程。為保證設(shè)備的可靠行，及時(shí)放映所出現(xiàn)的故障，plc都具有自監(jiān)視功能。（2）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò)的plc系統(tǒng)才有通訊掃描過程，這一過程用于plc之間及plc與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。（3）用戶程序掃描過程。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期內(nèi)都包含該掃描過程。該過程在機(jī)器運(yùn)行中是否執(zhí)行是可控的，即用戶可以通過軟件進(jìn)行設(shè)定。用戶程序的長(zhǎng)短會(huì)影響過程所用的時(shí)間。（4）讀輸入、寫輸出掃描過程。機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期都包含這個(gè)掃描過程。該過程在機(jī)器運(yùn)行中是否被執(zhí)行是可控的。cpu在處理實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)

44、置了兩個(gè)映象寄存器：一個(gè)為輸入映象寄存器，另一個(gè)為輸出映象寄存器。用戶程序所用的輸入值是輸入映象寄存器的值，運(yùn)算結(jié)果也放在輸出映像寄存器。在輸入掃描過程中，cpu把實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器：在輸出掃描過程中cpu把輸出映像寄存器的值的輸出點(diǎn)。2.plc 型號(hào)的選擇plc的種類和規(guī)格很多，不同廠家生產(chǎn)的大中小型plc的結(jié)構(gòu)功能不盡相同, 但它們的基本結(jié)構(gòu)與工作原理大體相同。s7-200系列plc是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型可編程控制器，其結(jié)構(gòu)緊湊、系列完整、功能完善、具有很高的性價(jià)比，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于有很強(qiáng)的通信功能，在

45、大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。s7-200系列plc可提供4種不同型號(hào)的cpu，根據(jù)本系統(tǒng)工藝要求選用了cpu226型的可編程控制器，本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量i/o 點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量i/o 點(diǎn)或35路模擬量i/o 點(diǎn)。13k字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30khz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20khz高速脈沖輸出，具有pid控制器，2個(gè)rs485通訊/編程口，具有ppi通訊協(xié)議、mpi通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。i

46、/o端子排可很容易地整體拆卸，用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能，可完全適應(yīng)于各種中小型控制系統(tǒng)。3. plc 的i/o 端口分配表根據(jù)所選plc 的型號(hào)進(jìn)行i/o 點(diǎn)的端口分配，如下所示： 輸入信號(hào)端口分配表地址號(hào)符號(hào)名稱 用途i0.0sb1主電動(dòng)機(jī)停止按鈕i0.1sb2主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按鈕i0.2sb3搖臂上升起動(dòng)按鈕i0.3sb4搖臂下降起動(dòng)按鈕i0.4sb5主軸箱、立柱、搖臂松開按鈕i0.5sb6主軸箱、立柱、搖臂夾緊按鈕i0.6sq1-1搖臂上升用行程開關(guān)i0.7sq1-2搖臂下降用行程開關(guān)i1.0sq2搖臂夾緊

47、、放松用行程開關(guān)i1.1sq3搖臂夾緊用行程開關(guān)i1.2sq4立柱夾緊、放松指示用行程開關(guān)i1.3fr1m1 電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器i1.4fr2m3 電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器i1.5sa系統(tǒng)總啟動(dòng) 輸出信號(hào)端口分配表地址號(hào)符號(hào)名稱 用途q0.0km1主軸旋轉(zhuǎn)接觸器q0.1km2搖臂上升接觸器q0.2km3搖臂下降 接觸器q0.3km4主軸箱和立柱松開接觸器器q0.4km5主軸箱和立柱夾緊接觸器q0.6el電源工作狀態(tài)指示信號(hào)燈q0.7hl1立柱松開指示信號(hào)燈q1.0hl2立柱夾緊指示信號(hào)燈q1.1hl3主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示信號(hào)燈4.plc 的i/o 電氣接線圖的設(shè)計(jì) 下圖為plc 的i/o 電

48、氣接線圖，圖中i0.0、i0.1、i0.2、i0.3、i0.4、。i0.5、i0.6、i0.7、i1.0、i1.1、i1.2、i1.3、i1.4、i1.5 共用一個(gè)com 端，輸入開關(guān)的其中一端應(yīng)并接在直流24v 電源上，另一端應(yīng)分別接入相應(yīng)的plc 輸入端子上。接線時(shí)注意plc 輸入/輸出com 端子的極性。接觸器的線圈工作電壓若為交流220v，則接觸器線圈連接的q0.0、q0.1、q0.2、q0.3、可以共用一個(gè) com 端。q0.4、q0.5、q0.6 q0.7、q1.0可以共用一個(gè)com1 端。q1.1、q1.2、q1.3、q1.4、q1.5、q1.6、q1.7共用一個(gè)com 端，本電路的輸出端全為交流回路.因此在電源電壓相同的接口可共用一個(gè)com 端。 m1型號(hào)jcb-22，性能參數(shù)：0.125kw、0.43a、2790r/minm2型號(hào)：y100l-23kw，380v，4.7a，2880r/minm3型號(hào)y90s-4，性能參數(shù)：1.1km,2.0a,1390r/min。m4型號(hào)j031-2，性能參數(shù)：0.6km，1.42a，2880r/min 。待添加的隱藏文字內(nèi)容2fu3型號(hào)是rt18-32額定電壓380v熔斷體額定工作電流10afu1型號(hào)是rt18-32，額定電壓是380v，熔斷體額定工作電流是2a。fr1選用jr16-20