毕业设计(论文)-Z3040摇臂钻床电气系统的PLC改造设计.doc

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 ......................................................5

1.1 主电路 ......................................................................................................................5

1.4.2 摇臂升降的控制 .........................................................................................9

1.4.3 以摇臂上升为例分析摇臂升降的控制 ...................................................9

1.4.4 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............................12

2.1 PLC 基础理论 .........................................................................................................12

2.1.1 PLC 的定义 ................................................................................................12

2.1.2 PLC 的特点 ................................................................................................12

2.1.3 PLC 的组成 ..................................................................................................14

2.1.4 PLC 工作原理 .............................................................................................15

2.2 PLC 型号的选择 ...................................................................................................16

3.2.2 PLC 顺序功能图.......................................................................................22

结论 .......................................................................................................................................23

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

逐渐适合复杂的电气控制系统。

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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

Chart），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

熟练使用 PLC 进行工业系统的设计打好基础。

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：