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于操作错误造成事故,在摇臂上升和下降的线路中加入了触点互锁和按钮互锁。因为摇臂的上升或下降是短时的调整工作所以采用点动方式。行程开关SQ是为摇臂的上升或下降的极限位置保护而设立的。SQ有两对常闭触点,11SQ的动断触点(15-17)是摇臂上升时的极限位置保护,SQ的动断触点(27-17)是摇臂于11液压夹紧机构出现故障或SQ调整不当,将造成液压泵电动机M过载它的过载保护热继电器33的动断触点将断开,KM释放同,M电动机断电停止。,也可以同时进行,它由组合开关SA2和按钮SB(或SB)进行控制。SA有三个位置,在中间位置(零位)时为同时进行,搬到562左边位置时为立柱的夹紧或放松,搬到右边位置为主轴箱的夹紧或放松。SB是主轴箱和立5柱的夹紧按钮。下面以主轴箱的松开和夹紧为例说明它的动作过程:首先将组合开关SA搬向右侧,2触点(57-59)接通,触点(57-63)断开。当要主轴箱松开时,按下按钮SB,这时时间继电5器KT和KT线圈同时通电,但KT为断电延时型时间继电器,所以KT的通电使瞬时常开触2322点闭合,断电延时断开的动断触点(7-57)也闭合使YA通电,经1-3s后KT的延时动合触13点(7-41)闭合,通过3-5-7-41-43-37-39使KM通电,液压泵电动机正转使压力液压油经4分配阀进入主轴箱液压缸,推动活塞使主轴箱放松。活塞杆使SQ复位主轴箱和主柱分开,4指示灯HL亮。当要主轴夹紧时,按下按钮SB仍首先为YA通电,经1-3s后中,KM线圈通26159:..时活塞杆使受压,它的动合触点(607-613)闭合,指示灯HL亮,触点(607-613)断43开,指示灯HL灭,指示主轴箱与立柱夹紧。2当将SA搬到左侧时,触点(57-63)接通,(57-59)触点断开。按下按钮SB或SB时使YA2562通电,此时主柱松开或夹紧。SA在中间位置时,触点(57-59、57-63)均接通,按下SB25或SB时,YA、YA均通电,主轴箱和立柱同时进行夹紧或放松。其它动作过程和主轴箱松612开和夹紧完全相同。----2590W2800r/min驱动冷却液泵KM1主轴旋转接触器CJ10-2020A线圈电压127V控制M1KM2摇臂上升接触器CJ10-2020A线圈电压127V控制M2正转(摇臂上升)KM3摇臂下降接触器CJ10-2020A线圈电压127V控制M2反转(摇臂下降)KM4主轴箱、立柱、摇臂放CJ10-2020A线圈电压127V控制主轴箱和立柱松开松接触器KM5主轴箱、立柱、摇臂夹CJ10-2020A线圈电压127V控制主轴箱和立柱夹紧紧接触器KT1继电器JS7-4A线圈电压127V摇臂上升、下降用时间KT2时间继电器JS7-4A线圈电压127V主轴箱、立柱和摇臂放松、夹紧用KT3时间继电器JS7-4A线圈电压127V主轴箱、立柱和摇臂放松、夹紧用SQ1摇臂升降极限保护限位LX12-2终端保护用限位开关开关SQ2摇臂放松用限位开关LX19K摇臂松开后压下SQ3摇臂夹紧用限位开关LX19K摇臂夹紧后压下SQ4立柱夹紧、放松指示用JLXK1-211主轴夹紧后压下限位开关QF1—NC100H—电源引入兼做短路保护断路器QF4QF5断路器NC100H—工作灯短路保护10:..QF6NC100H—冷却泵电动机电源短路保护YA1主轴箱放松、夹紧用电MFJ1-3线圈电压127V控制油路开闭及换向磁铁YA2立柱松开、夹紧用电磁MFJ1-3线圈电压127V控制油路开闭及换向铁K1中间继电器CJ10-2020A线圈电压127V工作准备用SA1转换开关LW6-2-额定电流2A机床工作灯开关SA2转换开关LW6-2-额定电流2A主轴箱、立柱松开、夹紧用FR1M1电动机过载保护用热JR16-20/-20/-150控制照明和信号指示电路供电控制变压器150VA380V/127-36--11D总起动SB2主电动机起动按钮LA19-11DM1停止按钮SB3摇臂上升起动按钮LA19-11500V5A摇臂上升按钮SB4摇臂下降起动按钮LA19-11500V5A摇臂下降按钮SB5主轴箱、立柱、摇臂松LA19-11D主轴箱和立柱的松开按钮开按钮SB6主轴箱、立柱、播臂夹LA19-11D主轴箱和立柱的夹紧按钮紧按钮SB7总停止按钮LA19-11总停止SB8主电动机停止按钮LA19-11500V5AM1停止按钮HL1工作状态指示信号灯XD0--~XD0-:..2摇臂钻床电气控制系统电气原理图12:..PLC的摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计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。具体方案如下:,应从以下几个方面来考虑:,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,摇臂钻床电气控制系统的PLC选用整体式结构的PLC。,据此本课题将尽量采用价格便宜的PLC。,摇臂钻床的电气控制系统需要17个输入口11个输出口,PLC的实际输入点数应等于或大于所需输入点数17,PLC的实际输出点数应等于或大于所需输出点数11,在条件许可的情况下尽可能留有10%-20%的裕量。: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8,就是所需PLC存储器的存储容量(单位为bit)即(17+11)×8=。直流输入电路的延迟时间较短,13:..合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。由于本基于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。、晶体管型和双向可控硅型三种。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2A),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。晶体管型与双向可控硅型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,,4点同时输出的总容量不得超过2A。由于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,结合摇臂钻床电气控制系统的实际情况,需要输入点数大于17个,输出点数大于11个。综上所述,为了使摇臂钻床在改造后能够良好工作,确认德国西门子公司生产的S7-224型和扩展单元EM-223型PLC能够满足上述要求,其主要技术性指标如下:该型PLC具有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18点,总输出点数为14点,输入模块电压为DC24V,输出模块为继电器型。,如下(、)所示::..、立柱、、立柱、--、、、放松用组合开关2-、放松用组合开关2-、立柱、、立柱、、、:..、,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S7-224型号的PLC,。如下列图形所示:16:..,。,为电气控制系统进行工作做好准备。图4-1-,,,,从而使电机起动。图4-1-,,,,使得液压泵电动机起动,摇臂放松,当摇臂彻底放松后,,常闭触点断开,,,摇臂开始上升,当上升到极限位置时,,。摇臂完成松开,然后上升的过程。如果想要完成摇臂下降的过程,,在摇臂放松后,,使摇臂下降,当下降到极限位置时,,。摇臂完成松开,然后下降的过程。图4-1-,,、,3秒后,,主轴箱和立柱同时放松,,,主轴箱和立柱同时夹紧。17:..图4-1-、放松外,还可以使它们分别夹紧或放松,,当需要使主轴箱单独夹紧或放松时,,同样,,即可达到单独夹紧或放松立柱的目的。图4-1-5主轴箱和立柱分别单独夹紧或放松梯形图程序18:..,当主电动机起动后,,,主电动机起动信号灯亮。,,立柱夹紧信号灯亮。,立柱开始松开,当立柱松开后,,常闭触点断开,,立柱松开信号灯亮。图4-1-,,此时电源工作状态指示信号灯亮,表明机床开始处于工作状态。图4-1-7电源工作状态指示信号梯形图程序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。通过设计,得出以下结论:①通过课程设计让我们了解电气控制系统设计的一般过程、设计要求、工作内容和具体设计方法。②为完成电气设计任务,我们必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程,培养了我们从事设计工作的整体和综合意识。③通过课程设计也帮助我们消化、巩固和综合应用理论知识的目的。④课程设计使我们得到以下几方面能力的培养与提高:1)综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力;2)查阅文献资料、产品手册和各种工具书的能力;3)工程绘图、书写技术报告和编制技术资料的能力;19:ThedocumentwascreatedwithSp