文档介绍：基于PLC技术的Z3040摇臂钻床自动控制系统的改造
摘要
Z3040摇臂钻床是机械加工中常用的金属切削机床,由于传统继电器—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,我们研究了机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题。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,从而得到了广泛的应用。
本文对Z3040摇臂钻床电气控制系统进行了改造,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。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。
关键词可编程控制器;摇臂钻床;梯形图;电气控制系统改造
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目录
摘要 I
第1章绪论 1
课题背景 1
国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态 2
本文的主要内容 3
第2章 Z3040 摇臂钻床传统电气控制系统的原理 4
主电路 4
控制电路、信号及照明电路 5
电路分解 5
行程开关SQ1-SQ3 的作用 6
时间继电器KT 的作用 6
电路工作过程 6
主电路原理 6
摇臂升降的控制 7
以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制 7
主轴箱、立柱松开与夹紧的控制 8
第3章基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的改造 9
PLC基础理论 9
PLC的定义 9
PLC的特点 9
PLC的组成 10
PLC工作原理 10
PLC 型号的选择 11
PLC 的I/O 端口分配表 12
PLC 的I/O 电气接线图的设计 13
第4章摇臂钻床电气控制系统软件部分的改造及仿真 15
PLC 梯形图程序的优化设计及程序调试 15
PLC程序设计 15
PLC梯形图 15
仿真 18
1主轴电机控制 18
2正钻摇臂上升 19
3液压泵正转放松 20
结论 21
1 研究成果 21
2 不足之处 21
参考文献 22
致谢 23
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绪论
课题背景
Z3040摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床,它可以进行多种形式的加工,如:钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。从控制上讲,它需要机、电、液压等系统相互配合使用,而且,要进行时间控制。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的,也有的是采用多速异步电动机拖动,这样可以简化变速机构。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动,主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的,故主电动机只有一个旋转方向。此外,摇臂的上升、下降和立柱的夹紧、放松各由一台交流异步电动机拖动。[1]
目前,我国的Z3040 摇臂钻床电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂,在日常的生产作业当中,经常发生电气故障,从而影响生产。另外,一些复杂的控制如:时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现,所以,有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC 电气控制系统可以有效的弥补上述系统的缺陷。
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)简称 PLC,是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来,它不断吸收微型计算机控制技术,使之功能不断增强,逐渐适合复杂的电气控制系统。[2]PLC 之所以有较强的生命力,在于它更加适应工业现场和市场要求。可靠性高,抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。与单片机相比,它的输入/输出端更接近现场设备,不需添加太多的中间部件,这样可以大大的节省用户的开发时间与生产成本。[3]
现在应用于各种工业控制领域的PLC 种类繁多,规模大小和功能强弱千差万别,但他们具有以下一些共同的特点。可靠性高。可靠性是用户的首选要求,目前各厂家生产的PLC,平均无故障时间都大大超过IEC 规定的10 万小时,例如:西门子、ABB、松下、三菱等微小型PLC,而且都有完善的自诊断功能,判断故障迅速,灵活组态。
可编程控制器是系列化产品