z3040知识交流

1、Z3040摇臂钻床的PLC自动控制系统 摘要：由于摇臂钻床其控制系统采用继电器控制方式，电路接线复杂，触点多，故障率高， 常常影响企业正常生产。PLC具有可靠性高，环境适应性强，使用方便，维护简单等优点。因此我们利用PLC对Z3040型摇壁钻床的改造，阐述了系统改造方案， 同时根据Z3040型摇 壁钻床的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配，在继电器控制线路的基础上，设计出梯形图并进行现场调试。关键词：PLC；钻床：改造前言 可编程序控制器的英文为 Programmable Controller ，在二十世纪 70-80 年代一直简称为 P G由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为P

2、C;加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国 AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(PLC-Programmable Logic Con troller)，为了方便，仍简称 PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为 PCS 可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是 完整的系统了。1968年美国GM通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制 出了第一代可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代 PLC产品了。在80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长

3、率一直保持为3040%由于PLC机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分DCS的市场(过程控制)并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业PC(IPC)的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分 PLC市场，所以近年来 PLC增长速度，总的说是渐缓。 目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车(23%)、粮食加工(16. 4%)、化学/制药(14.6%) 、金属/矿山(11.5%) 、纸浆/造纸(11.3%) 等行业。随着工业的发展，摇臂钻床行业企业主要针对 汽车、摩托车、内燃机、农机、工程 机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业

4、提供专用设备，随着我国加入WTC后与世界机床行业进一步接轨，摇臂钻床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。 摇臂钻床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程 机械、交通、能源、军工、轻工、 家电等行业。我国传统的钻床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是 生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件， 完成钻孔、 扩孔、 铰孔， 加工各种螺纹、 镗孔、 车端面和凸台， 在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。 随着技术的不断进步，一 种新型的组合机床柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱

5、、 可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器(PLC)、数字控制(NC等，能任意改变工作循环控制和驱动系统， 并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。 另 外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、 试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于摇臂钻床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等 技术。我国机床及机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后， 国内所需的一些高水平 钻床及自动线几乎都从国外进口。 工艺装备的大量

6、进口势必导致投资规模的扩大， 并使产品 生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚 性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。我在此次毕业设计中， 所做的是PLC在摇臂钻床控制中的应用。使我学习了 PLC与钻床之间的灵活应用。目录1 前言 162 可编程控制器的概述 182.1PLC的基本结构-182.2PLC的特点212.3PLC的工作原理-222.4PLC的分类232.5 PLC 的发展方向 253 Z3040 摇臂钻床的概述 263.1 摇臂钻床的主要结构及运动情况 263.2 摇臂钻床的控制线路特点与电气线路

7、273.3 电气元件明细表 293.4 摇臂钻床的工作原理 304 Z3040摇臂钻床 PLC的硬件设计 314.1 摇臂钻床的PLC硬件型号说明、选型性能及指令介绍 314.2 Z3040摇臂钻床的PLC改造及控制方案5 摇臂钻床的 PLC 软件设计376 结束语 427 毕业实践总结 438 参考文献 44课题需要完成的任务：Z3040 型摇臂钻床传统的控制方式是利用继电器接触器原理控制。 由于利用继电器接触器 控制系统比较复杂，难于制作和维护；因此本次设计是将其改造成为利用PLC进行控制，这样既可以提高生产效率，也可以增加其使用寿命。完成任务如下：1 编写机床改造设计任务书，提出具体的控

8、制要求；2. 熟悉钻床工作原理，然后对PLC的硬件和软件进行设计。3. 根据钻床的工作要求， 选择合适的电气元件，女口： PLC,继电器，接触器，限位开关等。 才绘制硬件接线图；编写元器件明细表。4. 软件编程、完成控制梯形图。5. 完成调试。参考文献1、张发玉：可变程序控制器应用技术。西安 电子 科技大学出版社。 20062、 陆运华、胡翠华：PLC控制系统。中国电力出版社。20073、 廖常初：PLC基础及应用。 机械工业出版社。20074、 吴宜平：工厂设备电气控制。无锡职业技术学院。20065、 陈立定：电气控制与可编程控制器。华南理工大学出版社。20016、三菱PLC编程手册摘要Z3

9、040 型摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工， 是机械 加工车间常用的机床， 在机械行业中得到了广泛应用。 由于传统继电器接触器 控制的摇臂钻床存在电路接线复杂，触点多、噪音大、可靠性差、故障诊断与排 除困难等缺点，因此对 Z3040 摇臂钻床控制系统的技术改造是非常必要的。 本文在分析 Z3040 型摇臂钻床继电接触控制系统工作原理的基础上， 提出了用可 编程控制器(PLC对摇臂钻床控制系统进行改造设计。文中介绍了PLC的原理和特点；给出了摇臂钻床 PLC控制系统的硬件组成和软件设计；其中包括PLC的选型、输入/输出(I/O )地址分配、PLC外部接线图、PLC梯形图程序

10、设计； 分析了用PLC控制摇臂钻床的工作过程；对主要电器元件进行了选择。改造后的Z3040型摇臂钻床简化了控制线路，使机床功能完善，使用方便，维护 简单，降低了设备运行的故障率， 提高了设备运行的使用率， 可实现生产过程的 高效、节能和低成本。在工业上有广泛的应用前景。关键词：可编程控制器(PLC ;摇臂钻床;梯形图;控制系统;接触器设计任务要求如下：1. Z3040型摇臂钻床控制线路原理分析2 .基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计(1) PLC的硬件选型(2) Z3040型摇臂钻床PLC控制I/O端口分配表(3) Z3040型摇臂钻床PLC控制系统电路(4) Z3040型摇臂钻床P

11、LC控制软件设计(5) PLC 控制分析3.主要电气元件及选择( 1 )断路器( 2)接触器24（3）热继电器（4）熔断器4元器件布置图和接线图设计目录摘 要 IAbstract II第 1章 引 言 11.1 本课题选题背景和意义 11.2 现状及发展状态 21.2.1 PLC 的应用领域 21.2.2 PLC 的国内外状况 31.3 本文的主要工作 3第 2 章 PLC 的概述 52.1 PLC 的基本知识 52.1.1 PLC 的产生及发展 52.1.2 PLC 的组成 52.1.3 PLC 的工作原理 82.1.4 PLC 的基本性能指标 92.1.5 PLC 的特点 102.2 PL

12、C 的编程语言 122.2.1 梯形图编程语言 122.2.2 功能图编程语言 142.2.3 语句表编程语言 14第 3 章 Z3040 控制线路原理分析 153.1 Z3040 摇臂钻床简介 153.1.1 Z3040 摇臂钻床的结构及运行153.1.2 Z3040 摇臂钻床的电力拖动的特点和控制要求153.1.3 Z3040 控制线路概述 163.2 Z3040 控制线路原理分析 173.2.1 主电路分析 183.2.2 控制电路分析 18第 4 章 基于 PLC 的 Z3040 控制系统设计 224.1 PLC 的型号选择 224.1.1 PLC 的型号选择 224.1.2 Z304

13、0 摇臂钻床 PLC 控制系统电路图设计 234.2 基于 PLC 的 Z3040 型摇臂钻床控制系统软件设计4.2.1 PLC 梯形图程序设计 244.2.2 PLC 梯形图系统调试 274.2.3 PLC 控制指令表 274.2.4 PLC 控制系统分析 304.2.5 元器件布置接线图设计 30第 5 章 主要电气元件及选择 315.1 断路器 315.1.1 断路器结构、原理 315.1.2 断路器的选择 315.2 接触器 325.2.1 接触器结构、原理 325.2.2 接触器的选择 325.3 热继电器 345.3.1 热继电器结构、原理 345.3.2 热继电器的选择 355.4 熔断器 365.4.1 熔断器结构、原理 365.4.2 熔断器的选择 36第 6 章 结论 38参 考 文 献 39