基于plc的摇臂钻床电气控制设计

1、西华大学课程设计说明书 Z3040型摇臂钻床电气控制系统设计摘要：本课程设计是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设

2、计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理图。关键词：可编程控制器;摇臂钻床;梯形图;电气控制系统Abstract: this course is designed to research that is commonly used in mechanical processing Z3040 radial drilling machine traditional

3、 electric control system transformation problem, aims to solve the traditional relay - contactor electric control system of circuit complexity, reliability difficult problems such as poor stability, failure diagnosis and elimination. Due to the PLC electrical control system compared with the relay -

4、 contactor electric control system, has the advantages of simple structure, convenient programming, commissioning period is short, high reliability, strong anti-interference ability, low failure rate, low requirement for working environment a series of advantages. Therefore, this paper Z3040 radial

5、drilling machine electric control system transformation, the PLC control technology into the reform scheme, thus greatly improving the performance of radial drilling machine. Paper analyzes the control principle of radial drilling machine, formulated by programmable controller reforming Z3040 radial

6、 drilling machine electric control system design, completed the electrical control system hardware and software design, including PLC type choice, the distribution of the I/O ports, I/O hardware wiring diagram drawing, PLC ladder diagram design of the program. For PLC control of radial drilling mach

7、ine, and gives a detailed description of the working process, this paper discusses the PLC to replace the traditional relay - contactor electric control system to improve the working performance of the machine tool method, presents the corresponding control principle diagram. Key words: programmable

8、 controller; Radial drilling machine; Ladder diagram; electrical control system 目 录1 前言11.1 Z3040摇臂钻床简介11.2 PLC在电气控制系统中的应用11.3 本论文研究的对象及意义32.Z3040摇臂钻床电气控制系统的原理42.1主电路部分42.2 控制电路、信号及照明电路42.2.1 主电动机的旋转控制42.2.2 摇臂松开-升降-摇臂夹紧控制42.2.3立柱和主轴箱的松开及夹紧控制及信号灯53 基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计731电气元件的选择732 PLC型号的选择8

9、3.2.1 根据PLC的物理结构93.2.2 根据PLC的指令功能93.2.3 根据PLC的输入输出点数93.2.4 根据PLC的存储容量103.2.5 根据输入模块的类型103.2.6 根据输出模块的类型103.3 PLC的I/O端口分配表113.3 PLC的I/O电气接线图的设计114 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计12 4.1 PLC梯形图程序的优化设计12 4.2 梯形程序图调试135 结论155.1 研究成果155.2 不足之处156.参考文献16附录元件清单17附录主电路图181 前言1.1 Z3040摇臂钻床简介 钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹

10、及修刮端面等多种形式的加工。钻床的结构形式很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床等。摇臂钻床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。Z3040摇臂钻床结构示意图1底座 2内立柱 3、4外立柱5摇臂 6主轴箱 7主轴 8工作台摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台等组成。摇臂的一端为套筒，套装在外立柱上，并借助丝杠的正、反转可沿外立柱作上下移动。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，根据工件高度的不同，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，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达

11、到所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱上。摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助运动。工作运动包括：主运动（主轴的旋转运动）和进给运动（主轴轴向运动）；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移动，摇臂的回转和升降运动。钻削加工时，钻头一面旋转一面作纵向进给。钻床的主运动是主轴带着钻头作旋转运动。进给运动是钻头的上下移动。辅助运动是主轴箱沿摇臂水平移动，摇臂沿外立柱上下移动和摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。摇臂回转和主轴箱的左右移动采用手动.当进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而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。钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进

12、给，其运动形式为：（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动; （2）进给运动为主; （3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。1.2 PLC在电气控制系统中的应用现代工业生产中，中小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通钻床已经越来越难以适应现代化生产的要求，制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识技术产品的更新周期越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意

13、识不断加强，因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的“软”控制系统机床，在生产中所占比例将越来越高。20世纪70年代以前，电气自动控制的任务基本上是由继电器控制系统来完成。继电器控制系统的优点是结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，所以当时应用的十分广泛，至今仍在许多简单的机械设备中应用。但是，该类控制系统的缺点也十分明显，它采用固定的硬件接线方式来完成各种逻辑控制，灵活性差；另外机械性触点的工作频率低，易损坏，因此可靠性较差。PLC的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。P

14、LC以软件手段实现了各种控制功能，与继电器控制系统相比，灵活性大大提高；与普通的计算机相比，又具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、组合灵活、扩展方便、体积小等突出优点，因而在机床电气控制系统中得到广泛的应用。PLC 是先进的工业化国家通用的标准工业控制设备，在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术，现在已经成为现代工业控制三大技术支柱(PLC,CAD/CAM,ROBOT) 之一，可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控

15、制各种类型的机械或生产过程。PLC 是一种专为工业生产自动化控制设计的，一般而言，无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。然而，当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC 的正常运行。要提高PLC 控制系统可靠性，一方面生产厂家要提高PLC 的抗干扰能力；另一方面，要在设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合，减少及消除干扰对PLC 的影响。在新的时代，PLC 会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备、成熟的现场总线通信能力会更

16、好地适应各种工业控制场合的需求，PLC 作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在我国发电厂的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。1.3 本论文研究的对象及意义本论文是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，从而大大提高摇臂钻

17、床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的绘制、PLC梯形图程序的设计。对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法。由于Z-3040型摇臂钻床的电气控制系统存在线路复杂、故障率高、维护工作量大、可靠性低、灵活性差等缺点,本文提出了用PLC对Z-3040型摇臂钻床的继电器接触式模拟控制系统进行技术改造,从而保证了电控系统的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实

18、际生产的需要,提高了经济效益。2.Z3040摇臂钻床电气控制系统的原理2.1主电路部分我国原来生产的Z3040摇臂钻床的主轴旋转运动和摇臂升降运动的操作是通过不能复位的十字开关来操作的,它本身不具有欠压和失压保护。因此在主回路中要用一个接触器将三相电源引入。现在的Z3040摇臂钻床取消了十字开关。它的主电路、控制电路、信号电路的电源均采用自动开关引入，自动开关的电磁脱扣作为短路保护取代了熔断器。交流接触器KM1只主电动机M1接通或断开的接触器，KR1为主电动机过载保护用热继电器。摇臂的升降，立柱的夹紧放松都要求拖动的电动机正反转，所以M2和M3电动机分别有两个接触器，它们为KM2、KM3和KM

19、4、KM5。摇臂升降电动机M2、冷却泵电动机M4均为短时工作，不设过载保护。采用4台电机拖动，主轴电动机Ml、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4，4台电动机均采用直接起动控制。M2为短时工作制. 主轴电动机Ml和液压泵电动机M3分别设有热继电器FRl、FR2作长期过载保护。2.2 控制电路、信号及照明电路2.2.1 主电动机的旋转控制在主电动机启动前，首先将自动开关Q2、Q3、Q4扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。然后再将自动开关Q1扳到接通位置，电源指示灯亮。这时按下SB1，中间继电器K1通电并自锁,为主轴电动机与其他电动机的启动做好了准备。当按下按钮SB2时，交

20、流接触器KM1线圈通电并自锁使主电动机旋转，同时主电动机旋转的指示灯HL4亮。主轴的正转与反转用手柄通过机械变换的方法来实现。2.2.2 摇臂松开-升降-摇臂夹紧控制 控制电路设有主轴启动按钮SB2和主轴停止按钮SB1。摇臂钻床的工作过程是由电气、机械、液压系统紧密结合实现的。摇臂升降动作按照“摇臂松开升降摇臂夹紧”顺序进行。由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开关SQ3来控制。在摇臂夹紧前，由时问继电器KT延时l3s后再夹紧。主轴电机由按钮SB1、SB2和接触器KM1构成单向起动停止控制电路。摇臂升降由M2作动力，SB3和SB4分别为摇臂上升和下降的点动按钮。因为摇臂平时是夹紧在外立柱上，所以

21、在摇臂升降之前，先要把摇臂松开，再由M2驱动升降：摇臂升降到位后，再重新将它夹紧。摇臂升降动作按照“摇臂松开-升降-摇臂夹紧”顺序进行，由摇臂松开行程开关SQ2与夹紧行程开头SQ3来控制。而摇臂的松、紧是由液压系统完成的。当按下上升按钮SB3时，电磁阀YV线圈通电吸合，正向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构使摇臂松开，摇臂松开后，行程开头SQ2动作，SQ2触点闭合、SQ3复位SQ3摇臂上升，若M3反转，则反向供出压力油进入摇臂的夹紧油腔、推动夹紧构使摇臂夹紧，摇臂夹紧后，行程开头SQ3动作，SQ2复位 摇臂停止在所需位置上。摇臂升降的极限保护由组合开头SQ1实现，SQ1有两对常闭触点，

22、当摇臂上升或下降到极限位置时，相应触头动作，切断对应上升或下降接触器KM2与KM3线圈回路，使摇臂升降电机M2停转，摇臂停止移动。QS电源开关，主电机M1由KM1控制，摇臂升降电机M2由KM2、KM3控制正反转，液压泵电机M3由KM4、KM5控制正反转，冷却泵电机M4由SA1控制，电路有短路保护、过载保护等。执行元件：主电机M1、摇臂升降电机M2、冷却泵电机M4、液压泵电机M3、电磁换向阀YV（2位6通）。2.2.3立柱和主轴箱的松开及夹紧控制及信号灯主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开和夹紧点动按钮，当按下松开按钮SB5，KM4线圈得电，液压泵电机M3正转，拖动液压泵送

23、出压力油，这时电磁阀YV线圈处于断电状态，液压油进入主轴箱与立柱的松开油腔，使主轴箱与立柱松开或夹紧。由于YV线圈断电，液压油不会进入摇臂的松开油腔，摇臂仍处于夹紧状态。当主轴箱与立柱松开时，行程开关SQ4不受压，触头SQ4闭合，指示灯HL1亮，表示主轴箱与立柱确已松开。可以手动操作主轴箱在摇臂的水平导轨上移动，也可推动摇臂使绕内立柱旋转移动，当移动到位后，再按下夹紧按钮SB6，接触器KM5线圈得电，液压泵电机M3反转，液压油进入夹紧油腔，使主轴箱与立柱夹紧。当确已夹紧、压下SQ4，HL2灯亮，HL1灭，指示主轴箱与立柱已夹紧，可以进行钻削加工。机床设有4个信号灯：电源指示灯HL、立柱和主轴箱

24、松开指示灯HL1、立柱和主轴箱夹紧指示灯HL2、主轴电动机旋转指示灯HL3。照明灯EL用SA2直接控制。信号（检测）元件：SQ1-摇臂上限位开关、SQ6-摇臂下限位开关；SQ2-摇臂松开检测、SQ3-摇臂夹紧检测；SQ4主轴箱立柱夹紧/松开检测；SQ5按下整个电路断电。3 基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案由两部分组成，一部分为电气控制系统的硬件设计，也就是PLC的机型的确定；另一部分是电气控制系统的软件设计，就是PLC控制程序的编写。为了使改造后的摇臂钻床仍能够保持原有功能不变，此次改造的一个重要原则之一就是，不对原有机床的控制结

25、构做过大的调整，只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。3.1电气元件的选择 在电气原理图设计完毕之后就可以根据电气原理图进行电气元件的选择工作，本设计中需选择的电气元件主要有：3.1.1电源开关QF的选择QF的作用主要是用于电源的引入及控制M1M4起、停和正反转等。因此QF的选择主要考虑电动机M1M4额定电流和启动电流，由前面已知M1M4的额定电流数值，通过计算可得额定电流之和为10.68A，同时考虑到，M2、M3、M4量为满载启动，在功率较小，M1虽功率较大，但为轻载启动。所以，QS最终选择组合开关HZ5-20型，额定电流为20A。3.1.2热继电器FR的选择 根据电动机的额定

26、电流进行热继电器的选择，由前面M1、M2和M3的额定电流，现选择如下：FR1选用JR16-20/3D型热继电器。热元件额定电流11A额定电流调节范围为6.811A工作时调整在6.82A.FR2选用JR16-20/3型热继电器。热元件额定电流2.4A额定电流调节范围为1.52.4A工作时调整在1.42A。3.1.3接触器的选择根据负载回路的电压、电流，接触器所控制回路的电压及所需点的数量等来进行接触器的选择。本设计中KM1主要对M1进行控制，而M1额定电流为6.82A，控制回路电源为127V，需要主触点两对，所以，KM1选G0-10型接触器，主触点额定电流为10A，线圈电压为127V。KM2与K

27、M3对M2进行控制，而M2额定电流为2.01A，控制回路电源为127V，各需要主触点两对，KM2的辅助动断触点一对，KM3的辅助动断触点一对，所以，KM2、KM3选CD10-5型接触器，主触点额定电流为5A，线圈电压为127V。KM4与KM5对M3进行控制，而M3的额定电流为1.42A，控制回路电源为127V，各需要主触点三对，KM4的辅助动断触点一对，KM5的辅助动断触点一对，所以，KM4、KM5选CJ10-5型接触器。KM6对M4进行控制，而M4的额定电流为1.42A，控制回路电源为127V，各需要主触点三对，KM6的辅助动断触点一对，KM5的辅助动断触点一对，所以，KM6选CJ10-5型

28、接触器。3.1.4 熔断器的选择根据熔断器的额定电压、额定电流和熔体的额定电流等进行熔断器的选择。本设计中涉及到熔断器有三个：FU1、FU2、FU3。FU1主要对M1、M4进行短路保护，M1、M4额定电流分别为6.82A、0.43A。因此，熔体的额定电流为 Iful(1.5-2.5)INmax+IN计算可得Iful17.48A，因此FU1选择RL1-60型熔断器，熔体为20A.同理：FU2选择RL1-15型熔断器，熔体为10A；FU3选择RL1-15型熔断器，熔体为2A。3.1.5按钮的选择根据需要的触点数目、动作要求、使用场合、颜色等进行按钮的选择。本设计中SB1、SB3、SB7、SB9选择

29、LA-18型按钮，颜色为绿色，选择SB2、SB4、SB8、SB10选择LA-18型按钮，颜色为红色，SB5、SB6、SB11、SB12选择LA-18型按钮，颜色为黑色。3.1.6照明及指示灯的选择本设计中，电源指示灯EL选择JC2，交流36V、40W，与灯开关SA2成套配置；指示灯HL1、HL2、HL3、HL4选择ZSD-0型，指标为6.3V，0.25A，颜色为黄色两个，绿色，红色各一个。3.1.7控制变压器的选择本设计中，变压器选择BK-100VA,380V、220V/127V、36V、6.3V。 综合以上的计算， Z3040摇臂钻床的电器元件明细表见附录一。32 PLC型号的选择选择基于P

30、LC的摇臂钻床电气控制系统的PLC机型，应从以下几个方面来考虑：3.2.1 根据PLC的物理结构根据物理结构的不同，PLC分为整体式、模块式和叠装式。整体式的每一I/O点的平均价格比模块式便宜，小型电气控制系统一般使用整体式可编程控制器。此次所设计的电气控制系统属于小型开关量电气控制系统没有特殊的控制任务，整体式PLC完全可以满足控制要求，且在性能相同的情况下，整体式PLC较模块式和叠装式PLC价格便宜，因此，Z3040摇臂钻床电气控制系统的PLC选用整体式结构的PLC5。3.2.2 根据PLC的指令功能 考虑到任何一种PLC都可以满足开关量电气控制系统的要求，据此本课题将尽量采用价格便宜的P

31、LC。 3.2.3 根据PLC的输入输出点数 一般系统中，开关量输入与输出的比例为6：4，根据I/O总点数可给出如下的经验公式：所需内存总字数=开关量（输入+输出）总点数*10余量：一般按计算存储器字数的25%考虑余量。所需内存总字数=(28+20)*10=480输入点数为28点，输出点数为20点，故总点数应大于483.2.4 根据PLC的存储容量PLC存储器容量的估算方法：对于仅有开关量输入/输出信号的电气控制系统，将所需的输入/输出点数乘以10，就是所需PLC存储器的存储容量（单位为bit）即（28+20）×20=480bit3.2.5 根据输入模块的类型输入模块的输入电压一般为

32、DC24V和AC110V或AC220V。直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。交流输入方式的触点接触可靠，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。由于本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的工作环境并不恶劣，且对电气控制系统操作人员来说DC24V电压较AC110V电压安全些。因此，本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的PLC输入模块应选直流输入模块，输入电压应DC24V电压6。3.2.6 根据输出模块的类型PLC输出模块有继电器型、晶体管型和晶闸管三种。继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬间过电压和过电流的能力较强，每一点的输出容量较大（可达2

33、A）,在同一时间内对导通的输出点的个数没有限制，但动作速度慢，寿命有一定的限制。晶体管型与晶闸管输出模块分别用于直流负载和交流负载，它们的可靠性高，反应带宽快，寿命长，但是过载能力差，每1点的输出量只有0.5A，4点同时输出的总容量不得超过2A。由于Z3040摇臂钻床控制对象对PLC输出点的动作表达速度要求不高，继电器型输出模块的动作速度完全能够满足要求，且每一点的输出容量较大，在同一时间内对导通的输出点的个数没有限制，这将给设计工作带来很大的方便。所以本课题选用继电器输出模块，结合Z3040摇臂钻床电气控制系统的实际情况，需要输入点数大于28个，输出点数大于20个。综上所述，为了使Z3040

34、摇臂钻床在改造后能够良好工作，确认日本三菱公司生产的FX-64MR-001型和扩展单元FX-40ER-D型PLC能够满足上述要求，该类型号PLC体积小，功能强，增加了一些大型机的功能和指令，如PID和PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）指令，对于控制器体积要求较高的应用系统是一种很好的选择。其编程口为RS-232C，可以直接和编程器或计算机连接，使用非常方便，且性价比较高，使用方便。其主要技术性指标如下：该型PLC具有Z3040摇臂钻床电气控制系统所需的所有指令功能，其总输入点数为28点，总输出点数为20点，用户存储器容量5K步，输入模块电压为DC24V，输出模块为

35、继电器型。由此可知，FX-64MR-001和扩展单元FX-40ER-D型PLC的技术性能指标完全能满足上述要求。3.3 PLC的I/O端口分配表 根据所选PLC的型号进行I/O点的端口分配，如下表4-1所示：输入信号输出信号总启动SB1X0M1转KM1Y0总停止SB2X1M2正转KM2Y1主电动机启动SB3X2M2反转KM3Y2主电动机停止SB4X3M3正转KM4Y3摇臂升SB5X4M3反转KM5Y4摇臂降SB6X5M4转KM6Y5冷却泵开SB7X6摇臂放松YVYV1Y6冷却泵关SB8X7摇臂夹紧YVYV2Y7SA左X10立柱放松YVYV3Y10SA中X11立柱夹紧YVYV4Y11SA右X12

36、主轴放松YVYV5Y12主轴立柱放松SB11X13主轴夹紧YVYV6Y13主轴立柱夹紧SB12X14电源指示灯HL1Y14摇臂升降限位SQ1X15主轴立柱夹紧指示灯HL2Y15摇臂放松限位SQ2X16主轴立柱放松指示灯HL3Y16摇臂夹紧限位SQ3X17主电动机工作指示灯HL4Y17立柱夹紧限位SQ4X20照明灯ELY20立柱放松限位SQ5X21主轴夹紧限位SQ6X22主轴放松限位SQ7X23照明开SB9X24照明关SB10X25 表4-1此外，还有中间继电器M0,M1,M2。3.3 PLC的I/O电气接线图的设计PLC的I/O电气接线图中所有输入端共用一个COM端，输入信号的其中一端应并接在

37、直流24V电源上，另一端应分别接入相应的PLC输入端子上。接线时注意PLC输入/输出COM端子的极性。接触器线圈连接的所有输出端口可以共用一个COM2端。PLC的I/O电气接线图如图4.1所示。 图4.1 PLC I/O口接线图3.4电控箱电器板元件布置图、电器面板元件布置图 图4.2 电控箱电器板元件布置图 图4.3电器面板元件布置图 4 Z3040摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计4.1 PLC梯形图程序的优化设计为了使Z3040摇臂钻床在进行电气控制系统改造后仍能够完成原有的工作需要，本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的PLC程序应由电气控制系统预开程序、主电动机的起动和停止控制程序、摇

38、臂升降控制程序即升降电动机的正反转控制程序、立柱和主轴箱的松开与夹紧控制程序即液压泵电动机的正反转程序、信号的显示程序、照明控制程序等部分组成。因选用FX-64MR-001型号的PLC，所以编程时采用Windows环境下运行的SWOPC-FXGP/WIN-C的编程软件来编程设计, 采用其可编程控制器训练装置来进行模拟调试。程序梯形图如图所示 图 4.1 程序梯形图4.2 梯形程序图调试 根据设计功能，我们进行了程序的调试。 给出X0接通，Y14得电，程序正常。 图5.1 给出X0的调试图 给出X14接通，选定主轴立柱同时夹紧档位，延时后3秒后，主轴立柱同时夹紧，程序正常。 图5.2 给出X14的调试图5 结论本课题所研究的基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的设计实现了Z3040摇臂钻床的控制自动化，方便了工人在生产中对机床的实际操作。通过研究，可得出以下结论：5.1 研究成果可编程控制器是