基于Z3040摇臂钻床的PLC程序设计.docx

基于Z3040摇臂钻床的PLC程序设计学院：电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：电器与PLC课程设计任务书电气与光电工程学院专业：电气工程及其自动化班级：学生姓名指导老师高敏职称讲师课题名称基于Z3040摇臂钻床的PLC程序设计指标及要求达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC 程序，计算机绘图。课题工作内容工作内容：1、了解机床的加工工艺及工作原理。2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。4、完成设计图纸，完成设计任务书。5、设计测评。进程安排第一天：下达任务，收集资料，消化课题。第二天：电气原理控制设计，元器件选择。第三天：I/O表，PLC接线图。第四天：梯形图设计，上机调试。第五天：完成报告。主要参考文献《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社 范次猛《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社 李俊秀《电气控制与PLC应用》北京机械工业出版社 余雷生 方宗达《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社 史国生地点开阳楼B414起止日期2017/1/9——2017/1/13目录1、引言- 1 -2、Z3040摇臂钻床- 2 -2.1系统硬件设计- 2 -2.2 系统变量定义及I/O分配表- 5 -2.3 PLC的选型- 6 -2.4 系统I/O接线图设计- 6 -3、系统程序设计- 7 -3.1 控制程序流程图设计- 7 -3.2 控制程序时序图设计- 8 -3.3 控制程序设计思路- 9 -4、系统调试及结果分析- 10 -4.1 系统调试及解决的问题- 10 -4.2 结果分析- 11 -5、课程设计的心得- 12 -参考文献- 13 -附录- 14 -附录A Z3040摇臂钻床PLC控制指令语句- 14 -附录B Z3040摇臂钻床PLC控制梯形图- 15 -1、引言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，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。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，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。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摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性,为工业生产的现代化带来生机．同时，提高了PLC编程水平和实践能力,为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。2、Z3040摇臂钻床2.1系统硬件设计1、主要结构Z3040摇臂钻床是一种用途广泛的万能机床，适用于加工中小零件，可以进行钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及改螺纹等多种形式的加工，增加适当的工艺装备还可以进行镗孔。主要有底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、主轴及工作台等部分组成。Z3040摇臂钻床机构图如图2-1所示。2、主要运动形式摇臂钻床加工时，主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一边进行旋转切削一边进行纵向进给，其运动形式为：（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动；（2）进给运动为主轴的纵向进给；（3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。3、电气控制（1）主电路：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M1拖动，主轴的正反转旋转运动是通过机械旋转实现的。故主电动机只有一个旋转方向。Z3040型摇臂钻床的主轴的调速范围为50:1，正转最低转速为40r/min,最高为2000r/min，进给范围为（0.05~1.60）