毕业设计(论文)-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计.doc

Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计

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目录

TOC\o"1-3"\h\u26406目录 1

19363前言 3

26297第1章Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理 5

282891.1主电路 5

296941.2控制电路、信号及照明电路 6

218181.3电路分解 7

173741.3.1行程开关SQ1-SQ3的作用 7

191011.3.2时间继电器KT的作用 8

249081.4电路工作过程 8

296101.4.1主电路原理 8

296301.4.2摇臂升降的控制 9

242341.4.3以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制 9

272231.4.4主轴箱、立柱松开与夹紧的控制 10

30771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 12

147002.1PLC基础理论 12

320052.1.1PLC的定义 12

13712.1.2PLC的特点 12

307612.1.3PLC的组成 14

114532.1.4PLC工作原理 15

58212.2PLC型号的选择 16

300712.3PLC的I/O端口分配表 16

100562.4PLC的I/O电气接线图的设计 18

31563第3章摇臂钻床电气控制系统软件部分的改造 20

21913.1PLC梯形图程序的优化设计及程序调试 20

132543.2PLC程序设计 20

113363.2.1PLC梯形图 20

150403.2.2PLC顺序功能图 22

13333结论 23

12369参考文献 24

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、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。

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。

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