基于plc的摇臂钻床电气控制系统的设计说明书

基于plc的摇臂钻床电气控制系统的设计说明书内容摘要：

机界面，用户程序三级口令保护，极强的计算性能，完善的指令集， MPI 接口和通过工业现场总线 PROFD3US 以及以太网联网的网络能力，强劲的内部 集成功能，全面的故障诊断功能；模块式结构可用于各处性能的扩展，脉冲输出晶闸管步进电机和直流电机；快速的指令处理大大缩短了循环周期，并采用了高速计 数 器，高速中断处理可以分别响应过程事件，大幅度降低了成本。 由于电气控制系统的可靠性日益受到人们的重视，一些公司己将自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中，推出了高可靠性的冗余系统，并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 由于 PLC 的众多优点，使其迅速在工业控制中得到推广。 虽然国内 PLC 技术的应用前景很大，并且取得了一定的经济效益，而相比之下，由于受经 济和技术水平的限制，大多数企业在生产上使用的Z3040 摇臂钻床的电气控制系统，还是采用采用继电器 — 接触器控制方式，而这种控制方式存在着明显的缺陷和隐患。 极易发生故障。 而且，由于线路复杂，要想找到问题所在也相当的困难。 和国外大量采用 PLC 技术替代继电器 — 接触器系统相比，我们还存在很大差距。 随着 PLC 技术在我国的迅猛发展，我们和国外先进技术的差距会不断缩小。 因此，抓住这个有利时机进一步促进 PLC 技术的推广与应用，是提高我国工业自动化水平的迫切任务，此次对于 Z3040 摇臂钻床电气控制系统改造设计，就是希望借鉴国 外先进的工业控制技术，应用到工业现场，以提高摇臂钻床的工作性能。 2 Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的原理 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： 图 Z3040 摇臂钻床传统电气控制系统 电气原理图 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，自动开关的电磁脱扣作为短路保护取 代了熔断器。 交流接触器 KM1只主电动机 M1接通或断开的接触器， KR1 为主电动机过载保护用热继电器。 摇臂的升降，立柱的夹紧放松都要求拖动的电动机正反转，所以 M2和 M3电动机分别有两个接触器，它们为 KMKM3和 KM KM5。 摇臂升降电动机 M冷却泵电动机 M4均为短时工作，不设过载保护。 控制电路、信号及照明电路 控制电路的电源由控制变压器 TC 二次侧输出 110V 供电，中间抽头 603 对地为信号灯电源 ,241 号线对地为照明变压器 TD 二次侧输出 36V。 主电动机的旋转控制 在主电动机 启动前，首先将自动开关 Q Q Q4扳到接通状态，同时将配电盘的门关好并锁上。 然后再将自动开关 Q1扳到接通位置，电源指示灯亮。 这时按下 SB1，中间继电器 K1 通电并自锁 ,为主轴电动机与其他电动机的启动做好了准备。 当按下按钮 SB2时，交流接触器 KM1线圈通电并自锁使主电动机旋转，同时主电动机旋转的指示灯 HL4亮。 主轴的正转与反转用手柄通过机械变换的方法来实现。 摇臂的升降控制 按下按钮 SB3，时间继电器 KT1通电吸合，它的瞬动触点（ 3335）闭合使 KM4线圈通电，液压电动机 M3起动供给压力油，经 分配阀体进入摇臂的松开油腔，推动活塞使摇臂松开。 同时活塞杆通过弹簧片使行程开关 ST2的动断触点断开没，KM4线圈断电 ,而 ST2的动合触电（ 1721）闭合 2M 线圈通电，它主触点闭合， 2M电动机旋转 使摇臂上升。 如果摇臂没有松开， ST2 的动合触点不能闭合，摇臂升降电动机不能转动，这样就保证了只有摇臂的可靠松开后方可使摇臂上升或下降。 当摇臂上升到所需要的位置时，松开按钮 SB3， KM2和 KT1断电，升降电动机M2断电停止，摇臂停止上升。 当持续 13 秒后， KT1的断电延时闭合的动断触点（ 4749）闭合， KM5线圈经 7474951 号线， KM5 线圈通电液压泵电动机 M3 反转，使压力油经分配阀进入摇臂的夹紧液压腔，摇臂夹紧。 同时活塞杆通过弹簧片使 ST3的动断触点（ 747）断开， KM5线圈断电， M3电动机停止，完成了摇臂的松开 — 上升 — 夹紧动作。 摇臂升降电动机的正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。 为避免由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 ST1是为摇臂的上升或下降的极限位置保护而设立的。 ST1有两 对常闭触点， ST1 的动断触点（ 1517）是摇臂上升时的极限位置保护， ST1 的动断触点（ 2717）是摇臂于液压夹紧机构出现故障或 ST3调整不当，将造成液压泵电动机 M3过载它的过载保护热继电器的动断触点将断开， KM5释放同， M3电动机断电停止。 立柱和主轴箱的松开及夹紧控制 主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行，它由组合开关 SA2和按钮 SB5（或 SB6）进行控制。 SA2有三个位置，在中间位置（零位）时为同时进行，搬到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。 SB5是主轴箱和立柱的夹紧按钮。 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 SA2搬向右侧，触点（ 5759）接通，触点 (5763)断开。 当要主轴箱松开时，按下按钮 SB5，这时时间继电器 KT2和 KT3线圈同时通电，但 KT2为断电延时型时间继电器，所以 KT2的通电使瞬时常开触点闭合，断电延时断开的动断触点（ 757）也闭合使 YA1 通电，经 13s 后 KT3 的延时动合触点（ 741）闭合，通过35741433739 使 KM4通电，液压泵电动机正转使压力液压油经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 ST4复位主轴箱和主柱分开，指示灯 HL2亮。 当要主轴夹紧时，按下按钮 SB6仍首先为 YA1通电，经 13s 后中，KM5 线圈通电，液压泵电动机反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。 同时活塞杆使 ST4受压，它的动合触点（ 607613）闭合，指示灯 HL3亮，触点（ 607613）断开，指示灯 HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。 当将 SA2 搬到左侧时，触点（ 5763）接通，（ 5759）触点断开。 按下按钮SB5或 SB6时使 YA2通电，此时主柱松开或夹紧。 SA2在 中间位置时，触点（ 5755763）均接通，按下 SB5或 SB6时， YA YA2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开和夹紧完全相同 [4]。 3 基于 PLC的 Z3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计 Z3040 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。