毕业设计（论文）-z3040摇臂钻床电气系统的plc改造设计

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1、Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计目录目录1前言3第1章Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理51.1主电路51.2控制电路、信号及照明电路61.3电路分解71.3.1行程开关SQ1-SQ3的作用71.3.2时间继电器KT的作用81.4电路工作过程81.4.1主电路原理81.4.2摇臂升降的控制91.4.3以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制91.4.4主轴箱、立柱松开与夹紧的控制10第2章基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的改造122.1PLC基础理论122.1.1PLC的定义122.1.2PL

2、C的特点122.1.3PLC的组成142.1.4PLC工作原理152.2PLC型号的选择162.3PLC的I/O端口分配表162.4PLC的I/O电气接线图的设计18第3章摇臂钻床电气控制系统软件部分的改造203.1PLC梯形图程序的优化设计及程序调试203.2PLC程序设计203.2.1PLC梯形图203.2.2PLC顺序功能图22结论23参考文献24-23-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计前言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

3、、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

4、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。可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）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。-2

5、3-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计可编程控制器是系列化产品，通常采用模块化结构来完成不同的任务组合。输入/输出端口选择灵活，有多种机型，组合方便，功能强大，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算功能外，配合特殊功能模块还可实现点位控制、PTO运算、过程运算、数字控制等功能。为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远程设备。因此，PLC几乎是全能的工业控制计算机，编程方便，易于使用。PLC的编程可采用与继电器极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气控制人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控

6、流程图语言（SequentialFunctionChart），使编程更加简单方便，运行速度快。传统的机电接触电气控制系统通过大量触点的机械动作进行控制，速度很慢，而且系统愈大速度愈慢。PLC的控制速度则由CPU工作速度和扫描速度决定。因此更适合处理高速复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别越来越小。同时，PLC还具备了网络功能，能进行多台PLC或PLC与PC机之间的联网通讯，使用PLC可以很方便的构成“集中管理、分散控制”的分布式电气控制系统，通过现场总线的PLC通讯网络，可使工厂的各种资源共享，就更适合于工厂自动化

7、的需要，为工厂自动化提供了技术保证。正是由于PLC电气控制系统的种种优点,因此本次对Z3040摇臂钻床的电气控制系统的改造,可以大大提高Z3040摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性,为工业生产的现代化带来生机。同时，提高了PLC编程水平和实践能力,为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。-23-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计第1章Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理1.1主电路我国原来生产的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

8、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，它的电气原理图如下所示：电源开关及保护主轴电机摇臂升降电动机液压泵电动机-23-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计图2-1主电路它的主电路、控制电路、信号电路的电源均采用自动开关引入，交流接触器KM1为主电动机M1接通或