Z3040钻床制系统的PLC改造设计.doc

济源职业技术学院 毕 业 设 计 题目 对钻床Z3040控制系统的PLC改造设计 系别 电气工程系 专业 电气自动化技术 班级 电气1001 姓名 刘杨 学号 指导教师 胡满红 日期 2012年10月 任务设计书 设计题目 对z3040钻床控制系统的PLC改造设计 设计要求 1.分析z3040钻床的工作原理； 2.设计PLC对z3040钻床进行改造的硬件电路； 3.设计PLC对z3040钻床进行控制的软件程序； 4.进行调试,找出问题,并改进设计； 5.撰写毕业设计说明书。 设计进度要求： 第一周： 确定题目、准备资料、讲解课题； 第二周： 看论文书写文献综述、收集z3040钻床的资料； 第三、四周： 方案设计； 第五、六周： 调试修正； 第七周： 书写毕业设计论文； 第八周： 打印报告、准备答辩。 摘 要 本设计是研究机械加工中常用的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除费时费力等难题。由于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，因此，本设计对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造方案中去，以提高摇臂钻床的工作性能。设计中分析了摇臂钻床的控制原理，制定了可编程控制器改造Z3050摇臂钻床电气控制系统的控制方案，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。对PLC控制摇臂钻床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，给出了相应的控制原理及接线图。 关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统 目　　录 摘　　要 1 1绪论 5 1.1 z3040钻床的背景和意义 6 1.2 国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态 7 2Z3040钻床控制系统原理 7 2.1 主电路 8 2.2控制电路、信号及照明 9 2.3 电路分解 10 3基于PLC 的Z3040 摇臂钻床电气控制系统硬件部分的设计改造 13 3.1 PLC基础理论 16 3.2 PLC 型号的选择 16 3.3 PLC 的I/O 端口分配表 16 3.4 PLC 的I/O 电气接线图的设计 17 4 Z3040 摇臂钻床电气控制系统软件部分的设计改造 17 4.1 PLC 梯形图程序的优化设计及程序调试 17 4.2 PLC程序设计 18 4.3梯形图的指令表 19 5结　　论 25 5.1 研究成果 25 致　　谢 26 参考文献 27 1 绪论 1.1z3040摇臂钻床的背景和意义 Z3040 摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床，它可以进行多种形式的加工，如：钻孔、镗孔、铰孔及螺纹等。从控制上讲，它需要机、电、液压等系统相互配合使用，而且，要进行时间控制。它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。故主电动机只有一个旋转方向。此外，摇臂的上升、下降和立柱的夹紧、放松各由一台交流异步电动机拖动。 目前，我国的Z3040 摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统的继电器—接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器—接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。PLC 电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）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