畢業(yè)論文-基于plc_的搖臂鉆床控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）</b></p><p>　　題 目：基于PLC 的搖臂鉆床控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　目錄 </b></p><p><b>　　摘要- 1 -</b></p><p>　　一、PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和

2、步驟- 2 -</p><p>　　二、PLC簡介- 4 -</p><p>　　三、 PLC的選擇- 6 -</p><p>　　四、三菱PLC主要特點- 12 -</p><p>　　五、搖臂鉆床簡介- 13 -</p><p>　　六、Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)與運動形式- 14 -</p>

3、<p>　　七、Z3040型搖臂鉆床電力拖動特點與控制要求- 15 -</p><p>　　八、電氣控制電路分析- 16 -</p><p>　　九、Z3040型搖臂鉆床電力控制電路圖- 19 -</p><p>　　十、Z3040型搖臂鉆床電力控制梯形圖- 20 -</p><p>　　參考文獻- 23 -</

4、p><p><b>　　致謝- 24 -</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　PLC主要是指數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機械的生產(chǎn)過程。也是公共有限公司、電源線車等的名稱縮寫。</p><p>　　鉆床是一種用途廣泛的萬能機床，可進行鉆孔、擴孔、

5、鉸孔、攻螺紋及修刮斷面等多種形式的加工。鉆床按結(jié)構(gòu)型式可分為立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床、臺式鉆床等。</p><p>　　在各種鉆床中，搖臂鉆床操作方便，靈活，使用范圍廣，特別適用于帶有多孔大型工件的孔加工，式機械加工中床用的機床設(shè)備，具有典型性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 鉆床 Z3040搖臂鉆床</p><p>　　一、PLC應(yīng)用系統(tǒng)

6、設(shè)計的內(nèi)容和步驟</p><p>　　一、PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則</p><p>　　任何一種電器控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求和工藝需要，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1）充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。 2）在滿足控制要求的前提下，力

7、求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便。</p><p>　　3）保證控制系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC的型號、I/O點數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適量的余量，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴充。</p><p>　　二、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟</p><p>　　設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，首先是進

8、行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進行。</p><p>　　1、熟悉被空對象，制

9、定指控方案   分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求。</p><p>　　2、確定I/O設(shè)備   根系系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入（如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等）和輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、信號指示燈等），由此確定PLC的I/O點數(shù)。</p><p>　　3、選擇PLC   選擇時

10、主要包括PLC機型、容量、I/O模塊、電源的選擇。</p><p>　　4、分配PLC的I/O地址   根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量：根據(jù)所選的PLC的型號，列出輸入/輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I/O接線圖和編制程序。  5、設(shè)計軟件及硬件   進行PLC程序設(shè)計，進行控制

11、柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。由于程序與硬件設(shè)計可同時進行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計周期可大大縮短，而對于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計出全部的電器孔氏線路后才能進行施工設(shè)計。</p><p>　　其中，PLC程序設(shè)計的一般步驟如下：</p><p>　　1）對于較復雜系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)的功能圖；對于簡單的控制系統(tǒng)也可省去這一步。</p><p>　　2）設(shè)計梯形圖程序。

12、</p><p>　　3）根據(jù)梯形圖編寫指令程序表。</p><p>　　4）對程序進行模擬調(diào)試及修改，知道滿足控制要求為止。調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。   其中，硬件設(shè)計及現(xiàn)場施工的步驟如下：</p><p>　　1）設(shè)計控制柜機操作面板電器布置圖及安裝接線圖。</p><p>　　2）

13、控制系統(tǒng)各部分的電器互連圖。</p><p>　　3）根據(jù)圖樣進行現(xiàn)場接線，并檢查。</p><p>　　6、聯(lián)機調(diào)試   聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行再線統(tǒng)調(diào)。開始時，先帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號指示燈等），不帶負載進行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采用分段調(diào)試的方法進行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實際負載運行。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序

14、即可。</p><p>　　全部調(diào)試完畢后，交付試運行。經(jīng)過一段時間運行，如不正常工作、程序不需要修改則將程序固化到EPROM中，以為程序丟失。</p><p>　　7、整理技術(shù)文件   包括設(shè)計說明書、電氣安裝圖、電器元件明細表及使用說明書等。  </p><p><b>　　二、PLC簡介</b></p>

15、<p>　　PLC主要是指數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)的可編程邏輯控制器，用于控制機械的生產(chǎn)過程。也是公共有限公司、電源線車等的名稱縮寫。</p><p>　　1、PLC的基本概念</p><p>　　可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Log

16、ic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC </p><p>　　2、PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其

17、硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。 </p><p>　　a. 中央處理單元(CPU) </p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然

18、后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 </p><p>　　為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)

19、仍能正常運行。 </p><p><b>　　b、存儲器 </b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 </p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 </p><p><b>　　C、電源 </b></p><p>　　PLC的電源

20、在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去 </p><p>　　3、PLC的工作原理</p><p><b>　　一. 掃描技術(shù) </b></p><p>　

21、　當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 </p><p>　　(一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸

22、入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 </p><p>　　(二) 用戶程序執(zhí)行階段 </p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路

23、，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排

24、在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 (三) 輸出刷新階段 </p><p>　　當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。</p><p>

25、<b>　　三、 PLC的選擇</b></p><p>　　一、PLC的機型選擇</p><p>　　機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。</p><p>　　（一）合理的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小，

26、所以一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便，I/O點數(shù)量、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面，選擇余地較大。維修時只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便。因此，模塊式PLC一般適用于較復雜系統(tǒng)和環(huán)境差（維修量大）的場合。</p><p>　　（二）安裝方式的選擇</p><p>　　根據(jù)PLC的安裝方式，系統(tǒng)分為集中式、遠程I/O式和多臺

27、PLC聯(lián)網(wǎng)分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I/O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠程I/O式，因為它們的裝置分布范圍很廣，遠程I/O可以分散安裝在I/O裝置附近，I/O連線比集中式的短，但需要鞥社驅(qū)動器和遠程I/O電源。多臺聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通信模塊。</p><p>　?。ㄈ┫喈?shù)墓δ芤?lt;/p><p>

28、;　　一般小型（抵擋）PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。</p><p>　　對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A/DHE D/A單元、具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。</p><p>　　對于控制較復雜，要求實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復雜程度沒選用中檔或高檔PLC。但是中、高

29、檔PLC價格較貴，一般大型機主要用于大規(guī)模過程和集散控制系統(tǒng)等場合。</p><p>　?。ㄋ模╉憫?yīng)速度的要求</p><p>　　PLC的掃描工作方式引起的延遲可達2~3個掃描周期。對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說，PLC的響應(yīng)速度都可以滿足要求，不是主要問題。然而對于某些個別場合，則要求考慮PLC的響應(yīng)速度。為了簡單PLC的I/O響應(yīng)的延遲時間，可以選用掃描速度高的PLC，或選用具有高速I/O處

30、理功能指令的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和終端輸入模塊的PLC等。</p><p>　　（五）系統(tǒng)可靠性的要求</p><p>　　對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p><b>　　（六）機型統(tǒng)一</b></p><p>　　一個企業(yè)，應(yīng)盡

31、量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮以下三個方面的問題:</p><p>　　1）同一機型的PLC，其編程方法相同，有利于技術(shù)力量的培訓和技術(shù)水平的提高。</p><p>　　2）統(tǒng)一機型的PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。</p><p>　　3）同一機型的PLC，其外圍設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)

32、。   二、PLC的容量選擇</p><p>　　PLC的容量包括I/O點數(shù)和用戶存儲容量兩個方面。</p><p><b>　?。ㄒ唬㊣/O點數(shù)</b></p><p>　　PLC的I/O點數(shù)的價格還比較高，因此應(yīng)該合理選用PLC的I/O點數(shù)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭使用I/O點數(shù)最少，但必須留有一定的備用量。&

33、lt;/p><p>　　通常I/O點數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10%~15%的備用量來確定。</p><p><b>　?。ǘ┯脩舸鎯θ萘?lt;/b></p><p>　　用戶存儲容量是指PLC用于存儲用戶程序的存儲器容量。需要的哦那個湖存儲容量的大小由用戶程序的長短決定。 以便可按下式估算，在按實際需要留適當?shù)挠嗔浚?0%~

34、30%）來選擇。存儲容量=開關(guān)量I/O點總數(shù)*10+模擬量通道數(shù)*100絕大部分PLC均能滿足上式要求。應(yīng)當要注意的是：當控制系統(tǒng)較復雜、數(shù)據(jù)處理量較大時，可能會出現(xiàn)存儲量不夠的問題，這是應(yīng)特殊對待。    三、I/O模塊的選擇  一般I/O模塊的價格戰(zhàn)PLC價格的一半一行。不用的I/O模塊、其電路及功能也不同。直接影響PLC的應(yīng)用范圍和價格。</p><p>　　下面僅介紹有關(guān)

35、開關(guān)量I/O模塊的選擇。</p><p>　?。ㄒ唬╅_關(guān)量輸入模塊的選擇</p><p>　　PLC的輸入模塊式用來檢測接受現(xiàn)場輸入設(shè)備的信號，并將輸入的信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號。</p><p>　　1、輸入信號的類型及電壓等級的選擇   常用宏的開關(guān)量輸入模塊的信號類型有三種：直流輸入、交流輸入、和交流/直流輸入。選擇時一般根據(jù)現(xiàn)場輸入信號

36、機周圍環(huán)境來決定。</p><p>　　交流輸入模塊接觸可靠，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用；直流輸入模塊的延遲時間較短。還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接。</p><p>　　PLC的開關(guān)量輸入模塊按輸入信號的電壓大小分類有：直流5V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來決定。一般5V、12V、24V用于傳

37、輸距離較近場合。如：5V的輸入模塊最遠不得超過10m.距離，較遠的應(yīng)選用電壓等級較高的模塊。</p><p>　　2、輸入接線方式的選擇  按輸入電路接線方式的不同，開關(guān)量輸入模塊可分為匯點式輸入和分組式輸入兩種。如圖所示。</p><p>　　匯點式輸入模塊的所有輸入點只公用一個公共端；二分組式輸入模塊式將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）用用一個公共端COM，各組之間是分

38、隔的。分組式輸入的每點平均價格較高，如果輸入信號之間不需要分開，應(yīng)選用匯點式。</p><p>　　3、同時接通的輸入點數(shù)量   對于選用高密度的鼠兔模塊（如32點、48點燈），應(yīng)考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的60%。</p><p>　　（二）開關(guān)量輸出模塊的選擇</p><p>　　輸出模塊式將PLC內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換為外部輸出設(shè)備所需

39、的驅(qū)動信號。選擇時主要應(yīng)考慮負載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負載狀態(tài)變化是否頻繁等。</p><p>　　1、輸出方式的選擇   開關(guān)量輸出模塊有三種輸出方式:繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出。</p><p>　　繼電器輸出的價格便宜，既可以用于驅(qū)動交流負載，又可以用于直流負載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導通壓降下，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強。但它屬于

40、有觸點元件，其動作速度較慢、壽命短，可靠性較差，因此，只能適用于不頻繁通斷的場合。檔用于驅(qū)動感性負載時，其觸點動作頻率不超過1Hz。</p><p>　　對于頻繁通斷的負載，應(yīng)該選用雙向晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但雙向晶閘管輸出值能用于交流負載，而晶體管輸出只能用于直流負載。</p><p>　　2、輸出接線方式的選擇   按PLC得輸出接線方式的不同，一般有分

41、組式輸出和分個式輸出兩種。如圖所示。</p><p>　　分組式輸出時幾個輸出點為一組，公用一個公共端，各組之間是分割的，可分別使用不同的電源。而分隔式輸出的每一個輸出點有一個公共端，個輸出點之間相互隔離，每個輸出點可使用不同的電源。主要應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)負載的電源種類的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。</p><p>　　3、 輸出電流的選擇   輸出模塊的輸

42、出電流（驅(qū)動能力）必須大于負載的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實際負載電流的大小選擇模塊的輸出電流。如果實際負載電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。</p><p>　　4、同時接通的輸出點數(shù)量   選擇輸出模塊式，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。同時接通輸出的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值。如一個220V/2A的8點輸出模塊，每個輸出點可以通過2A的電流，但輸出公共端通過的電流不是6

43、A（8*2），通常比此值小得多。一般來說，同時接通的點數(shù)不要超出統(tǒng)一公共端點數(shù)的60%。</p><p>　　5、輸出的最大負載電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素的關(guān)系   表為FX2系列PLC的輸出技術(shù)指標，它與不同的負載密切相關(guān)。另外，雙向晶閘管的最大輸出電流歲環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。</p><p>　　四、電源模塊及其他外設(shè)的選擇</p>&l

44、t;p>　　1、電源模塊的選擇   電源模塊的選擇較為簡單，只需考慮電源的額定輸出電流就可以了。電源模塊的額定電流必須大于CPU模塊、I/O模塊、及其他模塊的總消耗電流。電源模塊選擇僅對于模塊式結(jié)果的PLC而言，對于整體式PLC不存在電源的選擇。</p><p>　　2、編程器的選擇   對于小型控制系統(tǒng)或不需要在線編程的PLC系統(tǒng)，一般選用價格便宜的建議編程器。對于由中、高檔PLC構(gòu)成

45、的復雜系統(tǒng)或需要在線編程的PLC系統(tǒng)，可以選配功能強、編程方便的只能編程器，但只能編程器價格較貴。如果有現(xiàn)成的個人計算機，可以選用PLC的編程軟件包，在個人計算機上實現(xiàn)編程器的功能。</p><p>　　3、寫入器的選擇 為了防止因干擾時鋰電池電壓等原因破換RAM中的用戶和程序，可選用EPROM寫入器，通過它將用戶程序固化在EPROM中?，F(xiàn)在有些PLC或其編程器本身就有EPROM寫入器的功能。  <

46、;/p><p><b>　　選擇三菱PLC</b></p><p>　　四、三菱PLC主要特點</p><p><b>　　1 結(jié)構(gòu)靈活</b></p><p>　　不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò)，同時可以靈活擴展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率，在移動性方面可與WLAN媲美。</p>

47、<p>　　2 傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定</p><p>　　可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應(yīng)用平臺提供保證。最新的電力線標準HomePlug AV傳輸速度已經(jīng)達到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlug AV采用了時分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測機能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合，能夠很好地傳輸流媒體。</p>

48、<p><b>　　3 范圍廣</b></p><p>　　無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢。雖然無線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻，但對于高層建筑來說，其必需布設(shè)N多個AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號盲區(qū)的存在。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。由此，運營商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進入商業(yè)化階段，將給

49、互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視頻道接收節(jié)目，打電話或者是可視電話。</p><p><b>　　4 低成本</b></p><p>　　充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任何布線，節(jié)約了資源。無需挖溝和穿墻打洞，避免了對建筑物、公用設(shè)施、家庭裝潢的破壞，同時也節(jié)省了人力。相對傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)，PLC成本更低，工期

50、短，可擴展性和可管理性更強。目前國內(nèi)已開通電力寬帶上網(wǎng)的地方，其包月使用費用一般為50-80元/月左右，這樣的價格和很多地方的ADSL包月相持平。</p><p><b>　　5 適用面廣</b></p><p>　　PLC作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的解決方案，廣泛適用于居民小區(qū)，酒店，辦公區(qū)，監(jiān)控安防等領(lǐng)域。它是利用電力線作為通信載

51、體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入，來瀏覽網(wǎng)頁﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實現(xiàn)集數(shù)據(jù)、語音、視頻，以及電力于一體的“四網(wǎng)合一”。</p><p><b>　　五、搖臂鉆床簡介</b></p><p>　　鉆床是一種用途廣泛的萬能機床，可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋及修刮斷面等多種

52、形式的加工。鉆床按結(jié)構(gòu)型式可分為立式鉆床、臥式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床、臺式鉆床等。</p><p>　　在各種鉆床中，搖臂鉆床操作方便，靈活，使用范圍廣，特別適用于帶有多孔大型工件的孔加工，式機械加工中床用的機床設(shè)備，具有典型性。</p><p>　　搖臂鉆床的搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，它與立式鉆床的區(qū)別是主軸可方便地在水平面上調(diào)整位置，使刀具對準被加工孔軸心，而工件則固定不動。因此，對于

53、加工大而重的工件上的孔帶來很大的方便。</p><p>　　六、Z3040型搖臂鉆床結(jié)構(gòu)與運動形式</p><p>　　搖臂鉆床一般由底座、內(nèi)外立柱、搖臂、主軸箱和工作臺等部件組成，如果3-3所示。內(nèi)立柱固定在底座的一端，外立柱套在內(nèi)柱上，并可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360°。搖臂的一端為套筒，塔套在外立柱上，借助于升降絲桿的正反向旋轉(zhuǎn)，搖臂可沿外立柱上下移動。由于升降螺母固定在搖臂上，所以

54、搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱式一個復合的部件，它由主電動機、主軸和主軸傳動機構(gòu)、進給和變速機構(gòu)以及機床的操作機構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導軌上，通過手輪操作可是主軸箱沿搖臂水平導軌作徑向運動。這樣，主軸5可通過主軸箱在搖臂上的水平移動及搖臂的回轉(zhuǎn)可方便的調(diào)整至機床尺寸范圍內(nèi)的任意位置。為適應(yīng)加工不同高度工件的需要，可調(diào)節(jié)搖臂在立柱上的位置。Z3040鉆床中，主軸箱沿搖臂的徑向運動和搖臂的回轉(zhuǎn)運動為手動調(diào)整。 鉆削加

55、工時，主軸旋轉(zhuǎn)為主運動，主軸的縱向運動為進給運動，即轉(zhuǎn)頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進給。此時主軸箱夾緊在搖臂的水平導軌上，搖臂與外立柱加緊在內(nèi)立柱上。輔助運動有：搖臂沿外立柱的上下垂直移動；主軸箱沿搖臂水平導軌的徑向移動；搖臂的回轉(zhuǎn)運動。</p><p>　　七、Z3040型搖臂鉆床電力拖動特點與控制要求</p><p><b>　　一 電力拖動特點</b></p&g

56、t;<p>　　1）搖臂鉆床運動部件比較多，多簡化傳動裝置，采用多電動機拖動，分別是主軸電動機、搖臂升降電動機、液壓泵電動機及冷卻泵電動機。</p><p>　　2）搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動，為此這兩種運動由一臺主軸電動機拖動，分別經(jīng)主動傳動機構(gòu)，進給傳動機構(gòu)來實現(xiàn)主軸的旋轉(zhuǎn)與進給。</p><p><b>　　二 控制要求</b><

57、;/p><p>　　1）4臺電動機容量均較小，采用直接起動方式，主軸要求正反轉(zhuǎn)，但采用機械方法實現(xiàn)，主軸電動機單向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2）升降電動機要求正反轉(zhuǎn)。液壓泵電動機用來驅(qū)動液壓泵送出不同流向的壓力油，推動活塞、帶動菱形塊動作來實現(xiàn)內(nèi)外立柱的夾緊與放松以及主軸箱和搖臂的加緊與放松，故液壓泵電動機要求正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　3）搖臂的移動嚴格按照搖臂松

58、開→搖臂移動→移動到位搖臂夾緊的程序進行。因此，搖臂的加緊放松與搖臂升降應(yīng)按上述程序自動進行。</p><p>　　4）鉆削加工時，應(yīng)由冷卻泵電動機拖動冷卻泵，共處冷卻液進行鉆頭冷卻。</p><p>　　5）要求有必要的聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)。</p><p>　　6）具有機床安全姚明電路與信號指示電路。</p><p>　　八、電氣控制電路分析&

59、lt;/p><p>　　在Z3040型搖臂鉆床電氣原理圖中M1為主軸電動機，M2為搖臂升降電動機，M3為液壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。</p><p>　　主軸箱上裝有4個按鈕SB2、SB1、SB3與SB4分別是主電動機起動、停止按鈕，搖臂上升、下降按鈕。主軸箱轉(zhuǎn)盤上的2個按鈕SB5、SB6分別為主軸箱及立柱松開按鈕和夾緊按鈕。轉(zhuǎn)盤為主軸箱左右移動按鈕，操縱桿則操縱主軸的垂直移動，兩者均為

60、手動。主軸也可機動進給。</p><p><b>　　一 主電路分析</b></p><p>　　三相電源由低壓斷路器QS控制。M1為單向旋轉(zhuǎn)，由接觸器KM1控制。主軸的正反轉(zhuǎn)式另一套由主軸電動機拖動齒輪泵送出壓力油的液壓系統(tǒng)，經(jīng)“</p><p>　　主軸變速、正反轉(zhuǎn)及空擋” 操作手柄來獲得的。M1由熱繼電器FR1作過載保護。</p&g

61、t;<p>　　M2由正反轉(zhuǎn)接觸器KM2、KM3 控制實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，因搖臂移動是短時的，不用設(shè)過載保護，但與搖臂的放松與夾緊之間有一定的配合關(guān)系，這由控制</p><p><b>　　電路去保證。</b></p><p>　　M3由接觸器KM4、KM5控制實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，設(shè)有熱繼電器FR2作過載保護。 </p><p>　　M4電動

62、容量小，僅0.125kW，由開關(guān)SA1控制起動、停止。</p><p><b>　　二 控制電路分析</b></p><p>　　1.主軸電動機控制 由按鈕SB1、SB2與接觸器KM1構(gòu)成主軸電動機起動-停止控制電路，M1啟動后，指示燈HL3亮，表示主軸電動機在旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.搖臂升降及夾緊、放松控制 搖臂鉆床工作時搖臂

63、應(yīng)夾緊在外立柱上，發(fā)出搖臂移動信號后，須先松開夾緊裝置，當搖臂移動到位后，夾緊裝置</p><p>　　再將搖臂夾緊。本電路能自動完成這一過程。</p><p>　　由搖臂上升按鈕SB3、下降按鈕SB4及正反轉(zhuǎn)接觸器KM2\KM3組成具有雙重互鎖的電動機正反轉(zhuǎn)點動控制電路。由于搖臂的升降控制與夾緊的機構(gòu)</p><p>　　液壓系統(tǒng)密切配合，所以與液壓泵電動機的控制

64、密切相關(guān)。液壓泵電動機正反轉(zhuǎn)由正反轉(zhuǎn)接觸器KM4、KM5控制，拖動雙向液壓泵，送出壓力油，經(jīng)二</p><p>　　位六通閥送至搖臂夾緊機構(gòu)實現(xiàn)加緊與放松。下面以搖臂上升為例分析搖臂升降及夾緊、放松的控制。</p><p>　　按下?lián)u臂上升點動按鈕SB3，時間繼電器KT通電吸合，瞬時常開觸頭KT（12-14）、KT（1-17）閉合，前者使KM4線圈通電吸合，后者使電磁閥YV</p&g

65、t;<p>　　線圈通電。于是液壓泵電動機M3正傳起動，拖動液壓泵送出壓力油，經(jīng)二位六通閥進入搖臂松開油腔，推動活塞合菱形塊，使搖臂松開。同時活塞桿</p><p>　　通過彈簧片亞東行程開關(guān)SQ2，使其常閉觸頭SQ2(6-13)斷開，接觸器KM4斷電釋放，液壓泵電動機停止旋轉(zhuǎn)，搖臂維持在松開狀態(tài)；同時，SQ2常開觸頭SQ2（6-7）閉合，使KM2線圈通電吸合，搖臂升降電動機M2起動旋轉(zhuǎn)，拖動搖臂上

66、升。</p><p>　　當搖臂上升到預定位置，松開上升按鈕SB3,KM2、KT線圈通電，M2依慣性旋轉(zhuǎn)至停止，搖臂停止上升。經(jīng)延時、KT(17-18)閉合，KM5線圈通電，使</p><p>　　液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)，觸頭KT（1-17）斷開，電磁閥YV斷電。送出的壓力油經(jīng)里一條油路流入二位六通閥，再進入搖臂夾緊油腔，反向推動活塞與菱</p><p>　　形塊，使

67、搖臂夾緊。值得注意的是，在KT斷電延時的1~3s完全停止旋轉(zhuǎn)后，才開始搖臂的夾緊動作，素以KT延時長短依M2電動機切斷電源到完全停止</p><p><b>　　的慣性大小來調(diào)整。</b></p><p>　　當搖臂夾緊后，活塞桿通過彈簧片壓動行程開關(guān)SQ3，使SQ3（1-17）斷開，KM5、線圈斷電，M3停止旋轉(zhuǎn)，搖臂夾緊完成。搖臂夾緊的行程開關(guān)SQ3應(yīng)調(diào)整到搖臂夾

68、緊后能夠動作，若調(diào)整不當搖臂夾緊后仍不能動作，會是液壓泵電動機M3長期工作而過載。為防止由于長期過載而損壞液壓泵電動機，電動機M3雖短時運行，也仍采用熱繼電器作過載保護。</p><p>　　搖臂升降的極限保護由組合開關(guān)SQ1來實現(xiàn)。SQ1由兩對常閉觸頭，當搖臂上升或下降到極限位置時相應(yīng)常閉觸頭斷開，切斷對應(yīng)的上升或下降接</p><p>　　觸器KM2與KM3線圈電路，使M2停止，搖臂停

69、止移動，實現(xiàn)極限位置保護。此時可按下反方向移動起動按鈕，使M2反響旋轉(zhuǎn)，拖動搖臂反向移動。</p><p>　　3.主軸箱與立柱的夾緊、放松控制 立柱與主軸箱均采用液壓操縱加緊與放松，兩者是同時進行的，工作時要求二位六通閥YV不通電。松開與夾</p><p>　　緊分別有松開按鈕SB5和夾緊按鈕SB6控制。指示燈HL1、HL2指示其動作。</p><p>　　按

70、下松開按鈕SB5時，KM4線圈通電吸合，M3點擊正轉(zhuǎn)，拖動液壓泵送出壓力油，此時電磁閥線圈YV不通電，其提供的高壓油經(jīng)二位六通閥到另一油路，進入立柱與主軸箱松開油腔，推動活塞和菱形塊使立柱和主軸箱同時松開。當立柱與主軸箱松開后，行程開關(guān)SQ4不受壓復位，觸頭SQ4（101-</p><p>　　102）閉合，指示燈HL1兩，表明立柱與主軸箱已松開。于是可以手動操作主軸箱在搖臂的水平軌道上移動。當移動到位，按下夾緊

71、按鈕SB6時，KM5線圈通電吸合，M3電機反轉(zhuǎn)，拖動液壓泵送出壓力油至夾緊油腔，使立柱與主軸箱同時夾緊。當確已夾緊，壓下SQ4，觸頭SQ4（101-102）斷開，HL1燈滅，觸頭SQ4（101-103）閉合，HL2燈亮，指示立柱與主軸箱均已夾緊，可以進行鉆削加工。</p><p>　　4.冷卻泵電動機M4的控制 M4電動機由開關(guān)SA1手動控制、單向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　5.聯(lián)鎖與

72、保護環(huán)節(jié) SQ1行程開關(guān)實現(xiàn)搖臂上升與下降的限位保護。SQ2行程開關(guān)實現(xiàn)搖臂松開到位，開始升降的聯(lián)鎖。SQ3行程開關(guān)實現(xiàn)搖臂完全</p><p>　　夾緊，液壓泵電動機M3停止運轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖。KT時間繼電器實現(xiàn)升降電動機M2斷開電源、帶M2停止后在進行夾緊的聯(lián)鎖。M2電動機正反轉(zhuǎn)具有雙重互鎖，M3電動機正反轉(zhuǎn)具有電氣互鎖。</p><p>　　SB5、SB6立柱與主軸箱松開、夾緊按鈕的常閉

73、觸頭串接在電磁閥YV線圈電路中，實現(xiàn)露珠與主軸箱松開、夾緊操作時，壓力油至進入立柱與主軸箱夾緊油腔而不進入搖臂夾緊油腔的聯(lián)鎖。</p><p>　　熔斷器FU1~FU3實現(xiàn)電路的短路保護。熱繼電器FR1、FR2為電動機M1、M3的過載保護。</p><p>　　三 照明與信號指示電路分析</p><p>　　HL1為主軸箱與立柱松開指示燈，燈亮表示已松開，可以手動操

74、作主軸箱沿搖臂移動或推動搖臂回轉(zhuǎn)。</p><p>　　HL2為主軸箱與立柱加緊指示燈，燈亮表示已夾緊，可以進行鉆削加工。</p><p>　　HL3為主軸箱旋轉(zhuǎn)工作指示燈。 </p><p>　　四 Z3040型搖臂鉆床電氣控制特點</p><p>　　1）Z3040型搖臂鉆床是機、電、液的綜合控制。機床由二套液壓系統(tǒng)：一套是單向旋轉(zhuǎn)的

75、主軸電動機拖動齒輪泵送出壓力油，通過操作手柄來操縱</p><p>　　機構(gòu)實現(xiàn)軸正、反轉(zhuǎn)、停車制動、空擋、預選與變速的操縱機構(gòu)液壓系統(tǒng)：另一套使由液壓泵電動機拖動液壓泵送出壓力油來實現(xiàn)搖臂的夾緊與松開、</p><p>　　主軸箱和立柱的夾緊和放松的夾緊機構(gòu)液壓系統(tǒng)。</p><p>　　2）搖臂的升降控制與搖臂夾緊放松的控制有嚴格的程序要求，以確保先松開，再移動

76、，移動到位后自動加緊。所以對M3、M2電動機的控制有嚴格程序要求，這些由電氣控制電路控制，液壓、機械配合來實現(xiàn)。</p><p>　　3）電路具有完善的保護和聯(lián)鎖。由明顯的先好指示。</p><p>　　九、Z3040型搖臂鉆床電力控制電路圖</p><p>　　十、Z3040型搖臂鉆床電力控制梯形圖</p><p><b>　　參

77、考文獻</b></p><p>　　1、趙明 許琴編工廠電氣控制設(shè)備第二版 北京機械工業(yè)出版社 1995</p><p>　　2、方承遠主編工廠電氣控制技術(shù)第二版 北京機械工業(yè)出版社 2000</p><p>　　3、張萬忠 劉明芹主編電器與PLC控制技術(shù) 北京化學工業(yè)出版社 2003</p><p>　　4、廖常初主編PLC編

78、程及應(yīng)用 北京機械工業(yè)出版社 2002</p><p>　　5、田瑞庭主編可編程控制器應(yīng)用技術(shù) 北京機械工業(yè)出版社 1994</p><p>　　6、基于PLC的Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)改造方案 電工技術(shù)邵金均</p><p><b>　　致謝： </b></p><p>　　我的畢業(yè)論文到這里就收尾了，這也意味著

79、我在蘭州城市學院三年的學習生活即將結(jié)束?；厥滓酝?，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這三年的時間里，我在學習上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。</p><p>　　論文的寫作是富有挑戰(zhàn)性的。在此，我特別要感謝我的指導老師范新強老師。從論文的選題、文獻的采集、框架的設(shè)計、結(jié)構(gòu)的布局到最終的