毕业设计(李新立)

1、毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）题目 PLC对Z3040摇臂钻床的改造与应用 年级专业 机电一体化 学生姓名 李新立 指导教师 李慧超 平顶山工业职业技术学院2014 年 4 月 30 日平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计（论文）任务书姓名 李新立 专业 机电一体化 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）题目： A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） PLC对Z3040摇臂钻床的改造与应用 指 导 教 师 李慧超 系(部)主 任 年 月 日 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第 页共 页学生姓名: 李

2、新立 专业: 机电一体化 年级: 2012级4班 毕业设计(论文)题目: PLC对Z3040摇臂钻床的改造与应用 评阅人: 指导教师: 李慧超 (签字) 年 月 日成 绩: 系(院)主任: (签字) 年 月 日毕业设计(论文)及答辩评语: 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业,学生 于 年 月 日 进行了毕业设计(论文)答辩。设计（论文）题目： 专题(论文)题目: 指导老师: 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字

3、）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ，河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘 要目前，中小型企业及各高校实习工厂的许多机床和设备仍是传统的继电器接触器控制系统的产品，它是利用布线组成各种逻辑来实现控制，需要大量机械触点，由于继电器系统接线复杂，故障诊断与排除困难，并存在着固有缺陷，因此可靠性不高，当改变生产流程时要改变大量的硬件接线，甚至重新设计系统，要耗费大量的人力物力，花费很多时间。其技术落后，可靠性差，工作效率低，故障诊断和排除困难，已严重影响了企业的生产效率及正常的实验教学。本文利用PLC对Z3040摇臂钻床的控制系统进行改造。PLC是在继电器控制和计算机控制基础上开发的工业自动化控

4、制装置，是一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境下应用设计的，由于可编程序控制器具有功能强，可靠性高，环境适应能力和抗干扰能力强，以及接线简单，编程灵活、方便等特点广泛应用于工业控制。通过改造很好的解决了传统的继电器接触器控制系统的缺陷。关键词：PLC；Z3040钻床；控制系统；改造1目 录第一章 PLC技术概述 11.1 可编程控制器的基本概念11.1.1 定义11.1.2 可编程控制器的特点11.1.3 分类21.2 可编程控制器的基本结构31.2.1 可编程控制器的硬件41.2.2 可编程控制器的软件61.3 编程器件81.4 梯形图的设计与编程方法10第二章 编程软件介绍112.

5、1 GX Developer软件简介112.2 GX Developer的启动112.3 GX Developer的编程界面132.4 元件的输入132.5 PLC中程序的执行17第三章 Z3040型摇臂钻床 183.1 钻床的简介183.2 Z3040摇臂钻床控制要求183.3 摇臂钻床的主要工作情况183.4 摇臂钻床的结构193.5 摇臂钻床的电力拖动特点193.6 Z3040型摇臂钻床的电气控制线路203.6.1 Z3040型摇臂钻床电气控制线路简介203.6.2 Z3040型摇臂钻床电气控制原理图213.6.3 Z3040型摇臂钻床的控制内容和过程21第四章 Z3040型摇臂钻床的P

6、LC控制设计244.1 PLC的选型244.2 PLC的I/O口接线图244.3 PLC控制梯形图程序设计25结论与应用前景28参考文献29致谢30 平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计（论文）说明书第一章 PLC技术概述1.1可编程控制器的基本概念1.1.1 定义PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子

7、装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。1.1.2 可编程控制器的特点1性能高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说

8、，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 2种类齐全，功能完善发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控

9、制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 3简单易用 PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来

10、。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 5体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.1.3 分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。1按结构形式分根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。（1）整体式PLC整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的

11、特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。    （2）模块式PLC   模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。

12、模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。    2按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。    （1）低档PLC 具有

13、逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。    （2）中档PLC   除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。    （3）高档PLC   除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算

14、及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。3按I/O点数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类（1）小型PLCI/O点数< 256点；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。如：GE-I型     美国通用电气（GE）公司S7-200     德国西门子公司（2）中型PLCI/O点数2562048点；双CPU，用户存储器容量28K如：S7-300德国西门子公司U

15、-5、SU-6   德国西门子公司（3）大型PLCI/O点数> 2048点；多CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量816K    如：S7-400 德国西门子公司GE-   GE公司C-2000 立石公司1.2 可编程控制器的基本结构 1.2.1 可编程控制器的硬件图1-1 PLC结构简化框图PLC由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。其结构框图如图1-1。1. 中央处理单元（简称CPU）中央处理单元是PLC的控制中枢，核心部件，其性能决定了PLC的性能。 组成：由控制器，运算器

16、和寄存器组成，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线，数据总线，控制总线，与存储器的输入，输出接口电路相连。常用芯片：通用微处理器，单片机，位片式微处理器。作用：处理和运行用户程序，进行逻辑和数学运算，控制整个系统，使之协调的工作。具体有：接收并存储从编程器键入的用户程序和数据，用扫描方式接收现场输入设备的状态或数据，并将输入状态或数据存入输入印象区或数据寄存器。诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误。PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经指令解释后按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路，分时、分渠道地去执行数据的存取，传送，组合，比较和变换

17、等操作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务。根据运算结果，更换有关影象区的状态和输出状态寄存器的内容，根据输出状态寄存器或数据寄存器的内容实现对输出的控制。2. 存储器存储器是具有记忆功能的半导体电路。作用：存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其它一些信息。系统程序：控制PLC完成各种功能的程序，由PLC生产厂家编写，并固化到只读式存储器ROM中，用户不能访问。用户程序：用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的程序。通过编程器输入到PLC的随机存储器RAM中，允许修改，由用户启动运行。（1）结 构：由存储体、地址译码电路、读写控制电路、数据寄存器组成。存储体由存储单元构成，作用：存放二进

18、制数据。地址译码电路的作用：根据地址总线上的地址编码选取相应的存储单元。读写控制电路的作用：将选中的存储单元的内容读到数据寄存器中或将数据寄存器的内容写到选中的存储单元中。数据寄存器的作用：存放从存储单元读出的数据，或者存放从数据总线送来并准备写到存储单元去的数据。（2） 存储器的工作过程： 数据的写入过程 数据的读出过程（3）PLC中使用的存储器 只读存储器ROM 随机存储器RAMROM为只读存储器，存放PLC制造厂家写入的系统程序，并永远驻留在ROM中，PLC去电后再上电，ROM内容不变。RAM为可读写的存储器，读出时其内容不被破坏，写入时，新写入的内容覆盖原有的内容。为防止掉电后信息丢失

19、，配有后备锂电池。除此而外，PLC还有EPROM、EEPROM存储器。PLC产品样本或使用说明书中给出的存储器形式或容量等均指用户存储器。存储器容量是PLC的一个重要性能指标。3. 输入单元：输入单元是PLC与工业生产现场被控设备相连的输入接口，是现场信号进入PLC的桥梁。作 用：接收主令元件，检测元件传来的信号。输入类型：直流输入，交流输入，交直流输入。输入接口采用光电耦合电路，目的是把PLC与现场电路隔离，提高PLC的抗干扰能力。接口电路内部有滤波，电平转移，信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块供用户选用。4输出单元输出单元也是PLC与现场设备之间的连接部件，把

20、输出信号送给控制对象的输出接口。作 用：将中央处理器送出的弱电信号转换成现场需要的电平信号，驱动被控设备的执行元件。输出类型：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出输出接口电路也采用光电耦合，每一点输出都有一个内部电路，由指示电路，隔离电路，继电器组成。输出接口电路也有输出状态锁存、显示、电平转移和输出接线端子排，输出部件或模块也有多种类型供选用。5电源作 用：将交流电转换成PLC内部所需的直流电源。类 型：目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。PLC除上述五部分外，随机型的不同还有多种外部设备，其作用是帮助编程，实现监控以及网络通讯，常用的外部设备有编程器，打印机，盒式磁带录音机，计算机等。1

21、.2.2 可编程控制器的软件PLC的软件由系统程序和用户程序组成。系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。1. 梯形图语言图1-2电气线路图与梯形图梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础

22、上演变而来的。它与电器控制线路图相似，继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，具有形象、直观、实用的特点。因此，这种编程语言为广大电气技术人员所熟知，是应用最广泛的PLC的编程语言，是PLC的第一编程语言。如图1-2 所示是传统的电器控制线路图和PLC梯形图。从图中可看出，两种图基本表示思想是一致的，具体表达方式有一定区别。PLC的梯形图使用的是内部继电器，定时计数器等，都是由软件来实现的，使用方便，修改灵活，是原电器控制线路硬接线无法比拟的。2语句表语言这种编程语言是一种与汇编语言类似的助记符编程表达方式。在PLC应用中，经常采用简易编程器，而这种编程器中没有CR

23、T屏幕显示，或没有较大的液晶屏幕显示。因此，就用一系列PLC操作命令组成的语句表将梯形图描述出来，再通过简易编程器输入到PLC中。虽然各个PLC生产厂家的语句表形式不尽相同，但基本功能相差无几。以下是与图1-2梯形图对应的（FX系列PLC）语句表程序。 步序号      指令      数据0       LD        X11     

24、60; OR        Y02       ANI       X23       OUT       Y04       LD        X35       OUT &#

25、160;     Y1    可以看出，语句是语句表程序的基本单元，每个语句和微机一样也由地址（步序号）、操作码（指令）和操作数（数据）三部分组成。3. 逻辑图语言   逻辑图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言，由与门、或门、非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。有数字电路基础的电气技术人员较容易掌握，如图1-3 所示。图1-3 逻辑图语言编程   4. 功能表图语言功能表图语言（SFC语言）是一种较新的编程方法，又称状态转移图语言。它将一个完整的控制过程分为若干阶段，各阶段

26、具有不同的动作，阶段间有一定的转换条件，转换条件满足就实现阶段转移，上一阶段动作结束，下一阶段动作开始。是用功能表图的方式来表达一个控制过程，对于顺序控制系统特别适用。    5. 高级语言  随着PLC技术的发展，为了增强PLC的运算、数据处理及通信等功能，以上编程语言无法很好地满足要求。近年来推出的PLC，尤其是大型PLC，都可用高级语言，如BASIC语言、C语言、PASCAL语言等进行编程。采用高级语言后，用户可以像使用普通微型计算机一样操作PLC，使PLC的各种功能得到更好的发挥。 1.3编程器件下面我们着重介绍三菱公司的FX2N系列产

27、品的一些编程元件及其功能。FX系列产品，它内部的编程元件，也就是支持该机型编程语言的软元件，按通俗叫法分别称为继电器、定时器、计数器等，但它们与真实元件有很大的差别，一般称它们为“软继电器”。这些编程用的继电器，它的工作线圈没有工作电压等级、功耗大小和电磁惯性等问题；触点没有数量限制、没有机械磨损和电蚀等问题。它在不同的指令操作下，其工作状态可以无记忆，也可以有记忆，还可以作脉冲数字元件使用。一般情况下，X代表输入继电器，Y代表输出继电器，M代表辅助继电器，SPM代表专用辅助继电器，T代表定时器，C代表计数器，S代表状态继电器，D代表数据寄存器，MOV代表传输等。1.输入继电器（X）：PLC的

28、输入端子是从外部开关接受信号的窗口，PLC 内部与输入端子连接的输入继电器X是用光电隔离的电子继电器，它们的编号与接线端子编号一致（按八进制输入），线圈的吸合或释放只取决于PLC外部触点的状态。内部有常开/常闭两种触点供编程时随时使用，且使用次数不限。输入电路的时间常数一般小于10ms。各基本单元都是八进制输入的地址，输入X000 X007，X010 X017，X020 X027 。它们一般位于机器的上端。2.输出继电器（Y）：PLC的输出端子是向外部负载输出信号的窗口。输出继电器的线圈由程序控制，输出继电器的外部输出主触点接到PLC的输出端子上供外部负载使用，其余常开/常闭触点供内部程序使用

29、。输出继电器的电子常开/常闭触点使用次数不限。输出电路的时间常数是固定的 。各基本单元都是八进制输出，输出为Y000 Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它们一般位于机器的下端。3.辅助继电器（M）：PLC内有很多的辅助继电器，其线圈与输出继电器一样，由PLC内各软元件的触点驱动。辅助继电器也称中间继电器，它没有向外的任何联系，只供内部编程使用。它的电子常开/常闭触点使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载的驱动必须通过输出继电器来实现。如下图中的M300，它只起到一个自锁的功能。在FX2N中普遍途采用M0M499，共500点辅助继电器，其地址号按十进制编号。

30、辅助继电器中还有一些特殊的辅助继电器，如掉电继电器、保持继电器等，在这里就不一一介绍了。4.定时器（T）：在PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，当所计时间达到设定值时，其输出触点动作，时钟脉冲有1ms、10ms、100ms。定时器可以用用户程序存储器内的常数K作为设定值，也可以用数据寄存器（D）的内容作为设定值。在后一种情况下，一般使用有掉电保护功能的数据寄存器。即使如此，若备用电池电压降低时，定时器或计数器往往会发生误动作。定时器通道范围如下：100 ms定时器T0T199， 共200点，设定值：0.1 3276.7秒；10 ms定时器T200TT245，共46点，设定值：0.0132

31、7.67秒；1 ms积算定时器 T245T249，共4点，设定值：0.00132.767秒；100 ms积算定时器T250T255，共6点，设定值：0.13276.7秒。 5.计数器（C）：FX2N中的16位增计数器，是16位二进制加法计数器，它是在计数信号的上升沿进行计数，它有两个输入，一个用于复位，一个用于计数。每一个计数脉冲上升沿使原来的数值减1，当现时值减到零时停止计数，同时触点闭合。直到复位控制信号的上升沿输入时，触点才断开，设定值又写入，再又进入计数状态。其设定值在K1K32767范围内有效。设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点就动作。通用计数器的通道号：C0 C

32、99，共100点。保持用计数器的通道号：C100C199，共100点。通用与掉电保持用的计数器点数分配，可由参数设置而随意更改。6.数据寄存器 ：数据寄存器是计算机必不可少的元件，用于存放各种数据。FX2N中每一个数据寄存器都是16bit（最高位为正、负符号位），也可用两个数据寄存器合并起来存储32 bit数据（最高位为正、负符号位）。基本上同通用数据寄存器。除非改写，否则原有数据不会丢失，不论电源接通与否，PLC运行与否，其内容也不变化。然而在二台PLC作点对的通信时， D490D509被用作通信操作。 7.文件寄存器：通道分配 D1000D2999，共2000点。文件寄存器是在用户程序存储

33、器（RAM、EEPROM、EPROM）内的一个存储区，以500点为一个单位，最多可在参数设置时到2000点。用外部设备口进行写入操作。在PLC运行时，可用BMOV指令读到通用数据寄存器中，但是不能用指令将数据写入文件寄存器。8.RAM文件寄存器：通道分配 D6000D7999，共2000点。驱动特殊辅助继电器M8074，由于采用扫描被禁止，上述的数据寄存器可作为文件寄存器处理，用BMOV指令传送数据（写入或读出）。9.特殊用寄存器：通道分配 D8000D8255，共256点。是写入特定目的的数据或已经写入数据寄存器，其内容在电源接通时，写入初始化值（一般先清零，然后由系统ROM来写入）。1.4

34、梯形图的设计与编程方法梯形图是各种PLC通用的编程语言，尽管各厂家的PLC所使用的指令符号等不太一致，但梯形图的设计与编程方法基本上大同小异。确定各元件的编号，分配I/O地址。利用梯形图编程，首先必须确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的 。我们选用的FX2N型号的PLC，其内部元件的地址编号如下表所示，使用时一定要明确，每个元件在同一时刻决不能担任几个角色。一般讲，配置好的PLC，其输入点数与控制对象的输入信号数总是相应的，输出点数与输出的控制回路数也是相应的（如果有模拟量，则模拟量的路数与实际的也要相当），故I/O的分配实际上是把PLC的入、出点号分给实际的I/O电路，编

35、程时按点号建立逻辑或控制关系，接线时按点号“对号入坐”进行接线。1.梯形图的编程规则：每个继电器的线圈和它的触点均用同一编号，每个元件的触点使用时没有数量限制。2.梯形图每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有接触点）。 3.线圈不能直接接在左边母线上。4.在一个程序中，同一编号的线圈如果使用两次，称为双线圈输出，它很容易引起误操作，应尽量避免。5.在梯形图中没有真实的电流流动，为了便于分析PLC的周期扫描原理和逻辑上的因果关系，假定在梯形图中有“电流”流动，这个“电流”只能在梯形图中单方向流动即从左向右流动，层次的改变只能从上向下。第二章 编程软件介绍2.1 GX Devel

36、oper软件简介三菱公司开发的 GX Developer编程软件，对编辑和控制自己的应用程序提供了良好的编程环境。为了能快捷高效地开发你的应用程序，GX Developer软件提供了三种程序编辑器，GX Developer软件还提供了在线帮助系统，以便获取所需要的信息。2.2 GX Developer的启动双击桌面的快捷键或者从开始里面进入 首先创建新工程如图2-1所示：图2-1 创建新工程选择PLC类型，出现如图2-2所示：图2-2选择PLC类型点击确定，出现如图2-3所示，点击“是” 图2-3点击确定保存工程，填写工程名，如123，如图2-4图2-4保存工程2.3 GX Developer

37、的编程界面进入编程界面如图2-5所示，即可编程图2-5进入编程界面2.4元件的输入编程过程中要将梯形图转换，或按快捷键F4键,如图2-6:图2-6梯形图转换转换完毕，打开PLC的电源，将程序写入PLC过程中出现如图2-7所示的情况。图2-7打开PLC的电源单击在线，改变传输设置中的参数如图2-8所示：图2-8改变传输设置中的参数双击串行，出现如图2-9，改变COM端口和波特率的参数图2-9改变COM端口和波特率的参数参数改变后，如图2-10所示，点击菜单栏中的“在线”，在下拉菜单中点击“PLC写入”。图2-10 PLC写入出现如图2-11所示，点击MAI和PLC参数，这样程序才能写入到PLC中

38、，点击执行。图2-11写入到PLC中在是否执行中PLC写入中点击“是”，如图2-12图2-12是否执行PLC开始写入后，会出现写入进度，如图2-13图2-13写入进度2.5 PLC中程序的执行写入完毕后，点击菜单栏中的“在线”，在下拉菜单中找到监视，单击“监视”，再单击“监视模式”。如图2-14图2-14监视模式监视如图2-15图2-15监视第三章 Z3040型摇臂钻床3.1钻床的简介钻床是一种用途广泛的万能机床，从机床的结构型式来分，有立式钻床，卧式钻床，深孔钻床及多头钻床；而立式钻床中摇臂钻床用途较为广泛，在钻床中局有一定的典型性。现以Z3040型摇臂钻床为例，说明其他电器控制线路特点。Z

39、3040型摇臂钻床，最大钻孔直径为40mm，适用于加工中小零件，可以进行钻孔，扩孔，铰孔，刮平面及改螺纹等多种形式的加工。增加适当的工艺装备还可以进行镗孔。3.2 Z3040摇臂钻床控制要求Z3040摇臂钻床的控制主要包括：主轴电动机的控制，冷却泵的控制，摇臂升降的控制和液压电动机的控制等基本控制要求如下。1. 按下主轴启动按钮，控制主轴电动机的接触器动作，主轴电动机运转。按下主轴停止按钮，主轴电动机停止。2. 需要摇臂上升时，按住摇臂上升按钮，液压电动机正传同时电磁阀得电，液压轴进入摇臂装置的油股缸，使摇臂松开。待检测到摇臂完全松开时，摇臂升降电动机正传，摇臂上升。上升到所需位置后，松开摇臂

40、上升按钮，时间继电器得电，延时后，液压电动机反转，向加紧装置油缸中反向注油，使夹紧装置动作。检测到摇臂完全夹紧时，液压电动机停止同时电磁阀断电，时间继电器复位。时间继电器的作用是适应摇臂到位后的惯性，避免惯性上升时突然加紧。3. 需要摇臂下降时，按住摇臂下降按钮，动作过程与摇臂上升时类似。4. 立柱和主轴箱同时加紧和同时松开。按下立柱和主轴箱松开按钮，液压电动机正传，由于电磁阀分配立柱和主轴箱松开油缸，液压电动机反转，液压油分配至立柱和主轴箱加紧油缸，立柱和主轴箱夹紧装置夹紧，检测到完全夹紧时，液压电动机停止。5.摇臂升降设有限位保护，无论上升还是下降，只要限位开关动作，都进行自动加紧。3.3

41、摇臂钻床的主要工作情况摇臂钻床是一种孔加工机床，可进行钻孔扩孔铰孔镗孔和攻螺纹等加工。摇臂钻床主要由底座内外立柱摇臂主轴箱和工作台组成。内立柱固定在底座的一端，在它外面套有外力柱，摇臂可连通外立柱绕内力柱回转。摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，并借助丝杠的正反转可沿外力柱作上下移动。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上可通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。加工时，根据工具高度不同，摇臂借助于丝杠可带着主轴箱沿外立柱上下升降。在升降之前，因自动将摇臂松开，在进行升降，当达到所需位置时，摇臂自动加紧在立柱上。钻削加工时，钻头一面旋转一面纵向进给。钻床的主要运动是主轴带着钻头作旋转运动。进给运动石钻头的

42、上下移动。辅助运动是主轴箱沿摇臂水平运动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂与外力柱一起绕内力柱的回转运动。3.4摇臂钻床的结构摇臂钻床主要由底座，内立柱，外立柱，摇臂，主轴箱，工作台等组成。内立柱固定在底座上。在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着不懂得内立柱回转一周。摇臂一端得套筒部分与外立柱一起相对内立柱回转。主轴箱具有主轴旋转运动部分和主轴进给运动部分的全部传动机构和操作机构，包括主电动机在内，主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨做径向移动。当进行加工时，可利用夹紧机构将主轴箱紧固在摇臂上，外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。如图3.1表3-1钻床的参数图3-1 Z3040摇臂

43、钻床 3.5摇臂钻床的电力拖动特点 由于摇臂钻床的运动部件较多，故采用多电动机拖动，这样可以简化传动装置的结构。整个机床由四台笼型感应电动机拖动，它们分别是：1.主拖动电动机钻头（主轴）的旋转与钻头的进给，是由一台电动机拖动的，由于多种加工方式的要求，所以对摇臂钻床的主轴与进给都突出较大的调速范围要求。该机床的主轴调速范围为80，正转最低速度为25r/min,最高速度为2000r/min,分16级变速,进给运动的调速范围为80,最低进给量是0.04mm/r,最高进给量是3.2mm/r,也分为16级变速.用变速箱改变主轴的转速和进刀量,不需要电气调速.在加工螺纹时,要求主轴能正反转,且是由机械方

44、法变换的,所以,电动机不需要反转,主电动机的容量为3KW。2.摇臂升降电动机当工件与钻头相对高度不合适时，可将摇臂升高或降低，是由一台1.1kW笼型感应电动机拖动摇臂升降装置。3.液压泵电动机摇臂，立柱，主轴箱的夹紧放松，均采用液压传动菱形块夹紧机构，夹紧用的高压油是一台0.6kW的电动机带动高压油泵送出来的。由于摇臂的夹紧装置于主住的夹紧装置，主轴的 夹紧装置不是同时动作，所以，采用一台电动机拖动高压油泵，由电磁阀控制油路。4.冷却液泵电动机切削时，刀具及工件的冷却由冷却液泵供给所需的冷却液，由一台0.125kW笼型感应电动机带动，冷却液流量大小由专用阀门调节，与电动机转速无关。3.6 Z3

45、040型摇臂钻床的电气控制线路3.6.1 Z3040型摇臂钻床电气控制线路简介1.主电路钻床的总电源由三相断路器QF1控制，并配有用作短路保护的熔断器FU1.主电动机M1，摇臂升降电动机M2及液压泵电动机M3由接触器通过按钮控制。冷却泵电动机M4根据工作需要，由三相断路器QF2控制。摇臂升降电动机与液压泵电动机采用熔断器FU2保护。长期工作制运行的主电动机及液压泵电动机，采用热继电器作过载保护。熔断器FU2是第二级保护熔断器，需要根据所保护的摇臂升降电动机机液压泵电动机的具体容量选择。因此，在发生短路事故时，FU2熔断，事故不致扩大。若FU2中有一只熔断，电动机单相运行，因此，电流可以使其他两

46、相上的熔断器FU2熔断，但不能使总熔断器FU1熔断，所以，FU2又可以保护电动机单相运行，其设置是必要的。2. 控制电路控制电路，照明电路及指示灯均由一台电源变压器T降压供电。由127V，36V，6.3V三种电压。127V电压供给控制电路，36V电压作为局部照明电源，6.3V作为信号指示电源。KM2,KM3分别为上升与下降接触器，KM4,KM5分别为松开与夹紧接触器，SQ3,SQ4分别为上升与下降按钮，SB5,SB6分别为立柱，主轴箱夹紧装置的松开与夹紧按钮。3.6.2 Z3040型摇臂钻床电气控制原理图 下面是Z3040 摇臂钻床的电气外控制原理图，如图3-2所示图3-2 Z3040型摇臂钻

47、床电气控制原理图3.6.3 Z3040型摇臂钻床的控制内容和过程1.主电动机控制按起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，其主触点接通主拖动电动机的电源，主电动机M1旋转。需要使主电动机停止工作时，按停止按钮SB1，接触器KM1断电释放，主电动机M1被切断电源而停止工作。主电动机采用热继电器FR1作过载保护，采用熔断器FU1作短路保护。主电动机的工作指示由KM1的辅助动合触点控制指示灯HL1来实现，当主电动机在工作时，指示灯HL1亮。2.摇臂的升降控制摇臂的升降对控制要求如下：（1）摇臂的升降必须在摇臂放松的状态下进行。（2）摇臂的夹紧必须在摇臂停止时进行。（3）按下上升（或下降）按钮

48、，首先使摇臂的夹紧机构放松，放松后摇臂自动上升（或下降），上升到位后，放开按钮，夹紧装置自动夹紧，夹紧后液压泵电动机停止。横梁的上升或下降操作应为点动控制，以保证调整的准确性。（4）横梁升降应由极限保护。线路的工作过程如下：首先由摇臂的初始位置决定按动哪个按钮，若希望摇臂上升，则按动SB3，否则应按动SB4。当摇臂处于夹紧状态时，限位开关SQ4是处于被压状态的，即其动合触点闭合，动断触点断开。摇臂上升时，按下起动按钮SB3,断电延时型时间继电器KT线圈通电，尽管此时SQ4的动断触点断开，但由于KT的延时打开的动合触点闭合，电磁阀YU线圈通电，同时KM4线圈通电，其动合触点闭合，接通液压泵电动机M3的正向电源，M3起动正向旋转，供给的高压油进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂夹紧装置松开。当松开到一定位置时，活塞杆通过弹簧片压动限位开关SQ3，其动断触点断开，接