z3040摇臂钻床的plc改造毕业设计(编辑修改稿)

z3040摇臂钻床的plc改造毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

开，接触器 KM2 线圈断电，摇臂升降电动机 M2 停转。 此时，组合限位开关SQ5 仍闭合，可按下按钮 SB4 使摇臂下降。 当摇臂下降达下极限位置时，撞块使组合限位开关 SQ5 触头断开，接触器 KM3 线圈得电，摇臂升降电动机 M2 停转。 此时，组合限位开关 SQ1 的触头仍闭合，可按按钮 SB3 使摇臂上升。 3 电气控制系统硬件部分的设计 PLC 的选择 随着 PLC 技术的发展， PLC 的种类也越来 越多， 且功能也日趋完善。 近年来从德国、日本、美国等引进的 PLC 产品和国内厂家 组装自行开发的产品，已有 上百种型号。 在工业自动控制系统中，德国西门子（ Siemens）公司生产的 SIMATIC S7－ 200 系列 PLC 是被广泛应用之一。 它具有高性能价格比的微型可编程序控制 器。 由于它具有应用灵活、扩展性好、操作方便、标准化的硬件和软件设计、通用性强、价格低廉及多功能多用途等特点 ,因此在工业中得到了广泛的应用。 根据 SIMATICSS7－ 200 系列 PLC 系统由基本单元（主机）、 I/O 扩展单元、功能单元和外部设备等组成，其基本单元（主机）的结构为整体式结构。 有 CPU21X 和 CPU22X两代产品，其中 SIMATICS7－ 200（ CPU22X）包括 CPU221, CPU222, CPU22 CPU22CPU226XM 等 5 种基本型号的 CPU。 通过对 Z3040 摇臂钻床输入输出信 号的分析，确定需 12 个输入口和 9 个输出口，据此选用西门子 S7－ 200 系列 CPU224，它是具有 14 个输入口 10 个输出口的 PLC，输出口为继电器型，其主要性能完全满足 Z3040 摇臂钻床的工作需要。 主轴电动机的控制 图 31 Z3040 摇臂钻床 主轴电机 电气控制电路图 Z3040 摇臂钻床 主轴电机 原理 图 如图 31 所示，由于 Z3040 摇臂钻床主电动机的功 率不大，因此采用了全压直接启动；并且它的主轴正反转是用离合器来进行切换，故电动机只作单向旋转。 根据主轴电机的控制要求和控制原理，绘 出如图 32 所示 摇臂钻床主轴电 机 控制 流程图 ， 图 33 为 主轴电机的 I/O 接口图， 图 34 主轴电机控制 梯形 图。 图 32 Z3040 摇臂钻床主轴电动机 控制 流程图 图 33 Z3040 摇臂钻床主轴电机控制的 I/O 接 口 图 按下主轴起动按钮 SB2 主轴电机起动 按下主 轴停止按钮 SB1。 轴停止 主轴电机停转 N Y 图 34 Z3040 摇臂钻床 主轴电机控制 梯形图 摇臂升降控制 （ 1） 摇臂上升过程 图 35 是 Z3040 摇臂钻床摇臂上升控制电路原理图 ，要使摇臂做上升运动，首先必须将夹紧装置松开，当摇臂上升到位后，夹紧 装置再将摇臂夹紧，根据摇臂上升控制要求和控制原理，绘出如图 36 Z3040 摇臂钻床上升控制的流程图。 摇臂上升 PLC 控制系统的输入信号有 4 个 ， 1 个为摇臂上升启动按钮开关， 2 个行程开关， 1 个热继电器， PLC 控制系统的输出信号有 4 个， 1 个用于驱动摇臂上升电动机 反 转接触器 KM2， 1 个用于驱动液压泵电动机 反 转接触器 KM4， 1 个用于驱动摇臂松开到位指示灯 HL1， 1 个用于驱动夹紧到位指示灯 HL2。 根据摇臂上升 PLC 控制系统要求绘出如图 37 Z3040 摇臂钻床上升 I/O 接 口图。 图 35 Z3040 摇臂钻床 摇臂上升控制电路 图 图 36 Z3040 摇臂钻床摇臂上升控制的流程图 松开摇臂上升 起动按钮 SB3 摇臂夹紧SQ3 压下。 M3 停转 ,摇 臂上升结束 主轴箱与立柱松开、夹紧 摇臂夹紧（ SQ3 压 下 、 SQ2 释放） 按下摇臂上升 起动按钮 SB3 液压泵电机 M3反转起动 摇臂松开SQ2 压 下。 摇臂上升 上升 到位。 N N N Y Y Y 图 37 Z3040 摇臂钻床摇臂上升 I/O 接 口 图 （ 2）摇臂下降过程 根据 图 38 Z3040 摇臂钻床 摇臂下降控制电路图 所示，摇臂下降是由按钮 SB4 来控制的，它的动作过程是松开 → 下降 → 夹紧。 摇臂的下降是利用电动机 M2 的正 转来实现的，而 M2 的正 转是由接触器 KM3 来控制。 为了防止 KM KM3同时动作 引起短路，故将它们的常闭触头分别串入对方的线圈回路中以起到互锁的作用。 摇臂下降控制回路中的 SQ1 为摇臂下降极限位置保护用的行程开关。 根据摇臂下降控制要求和控制原理绘出如图 39 Z3040 摇臂钻床下降控制的流程图。 摇臂下降 PLC 控制系统的输入信号有 4 个，其中有 1 个为摇臂 下降 启动按钮开关，2 个行程开关， 1 个热继电器， PLC 控制系统的输出信号有 4 个，其中 1 个用于驱动摇臂下降电动机 正 转接触器 KM3， 1 个用于驱动液压泵电动机反转接触器 KM5， 1 个用于驱动摇臂松开到位指示灯 HL1， 1 个用于驱动夹紧到位指示灯 HL2。 根据摇臂上升 PLC控制系统要求绘出如图 310 Z3040 摇臂钻床下降 I/O 接 口 图。 按下摇臂 下降 启动按钮 SB4 时，输入触点 接通，辅助继电器 得电输出，同时输出继电器 和 线圈得电输出， 驱动 KM4 和 YV 线圈得电 ,液压泵电动机 M3 正转，摇臂松开。 摇臂松开到位压下 SQ2 时，输入触点 接通，输出继电器 线圈失电， 驱动 KM4 线圈 失 电 ，输出继电器 得电输出， 驱动 HL1 得 电 ，摇臂松开指示灯亮，输出继电器 线圈得电输出， 驱动 KM3 线圈 得 电 ，摇臂升降电动 M2 机 正 转。 图 38 Z3040 摇臂钻床 摇臂下降控制电路图 当摇臂 下降 到位，松开摇臂 下降 按钮 SB4，输入触点 断开，输出继电器 和 线圈失电，驱动 KM3 和 YV线圈失电 ,摇臂停止 下降。 输出继电器 线圈的常闭触点接通，辅助继电器 通电输出，时间继电器 T37 线圈通电延时，输出继电器 线圈得电输出，驱动 KM5 线圈得电，液压泵电动机 M3 正 转，摇臂夹紧。 摇臂夹紧到位时，压下摇臂微动开关 SQ3 时，输入触点 断开，输出继电器 断电，驱动 KM5 线圈失电，输出继电 器 线圈得电输出，驱动 HL2 线圈得电，摇臂夹紧指示灯亮，液压泵电动机 M3 停止工作。 根据摇臂的下降控制流程图绘制如图 310 所示 Z3040 摇臂钻床下降的 I/O 接口图。 图 39 Z3040 摇臂钻床摇臂下降控制的流程图 松开摇臂下降 起动按钮 SB4 摇臂下降 下降 到位。 摇臂夹紧SQ3压下。 M3 停转，摇 臂下降结束 主轴箱与立柱松开、夹紧 摇臂夹紧（ SQ3 压 下 、 SQ2 释放） 按下摇臂 下降 起动按钮 SB4 液压泵电机 M3反转起动 摇臂松开SQ2 压下。 N N N Y Y Y 图 310 Z3040 摇臂钻床 摇臂下降 I/O 接口图 图 311 Z3040 摇臂钻床 主轴箱、立柱电气控制图 （ 3） 主轴箱、立柱的松开和夹紧 根据 图 311 Z3040 摇臂钻床主轴箱、立柱电气控制图所示，立柱和主轴箱的松开或夹紧控制 均采用液压操纵夹紧与放松，两者是。