基于PLC的摇臂钻床电气控制系统 设计姓名：吴士鹏 学号：07130054 导师：马德贵 学院：工学院 专业：07机械设计制造及其自动化1引言 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。 由于PLC可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格 低、寿命长,把PLC控制技术应用到Z3040摇臂钻床的 控制系统改造方案中，从而大大提高摇臂钻床的工 作性能。2主要内容 Z3040摇臂钻床的主电路设计 系统总体方案设计 系统硬件部分设计 系统程序设计 系统监控界面设计3Z3040 摇 臂 钻 床 它的最大钻孔直径为 400mm、跨距1200mm 主要由底座、内立柱 、外立柱、摇臂、主 轴箱、工作台等部分 组成 Z3040摇臂钻床的主电路设计 我国早先生产的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，所以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，它的主电路图如下页 所示： 主电路图6系统总体方案设计7总体方案的优点 在旧式Z3040摇臂钻床基础上，加入摇臂回 转自动操作，主轴箱左右移动为自动操作 ，可提高生产效率。并加入工作加工计数 功能、PC通信功能 。 可实现自动化操作，技术含量、成本、设 计周期也低，适合本阶段自身的设计水平 。 系统硬件部分设计 PLC型号的选择 根据输出模块的类型继电器型、晶体管型和晶闸 管 根据输入模块的类型 直流、交流和交流/直流输 入 根据PLC的输入输出点数 17个输入口11个输出口 根据PLC的结构形式整体式、模块式和叠装式 根据PLC的存储容量 本设计采用日本松下公司生产的FP0-C14RS 型和扩展单元FP0-E16RS型和FP0-E8RS型PLC ，它不仅能够满足要求，而且体积小，功 能强，此外还增加了一些大型机的功能和 指令，如PID和PWM指令，对于控制器体积 要求较高的应用系统是一种很好的选择 。 PLC的I/O端口分配表详见设计论文FP0-C14RS型PLC图片内部构造图PLC的I/O电气接线图 系统程序设计 因选用FP0型号的PLC，所以编程时采用 Windows环境下运行的FPWINGR的编程软 件来编程设计. Z3040摇臂钻床电气控制系统梯形图和语句 指令表详见设计论文控制程序流程图系统监控界面设计 组态王开发监控系统软件，是新型的工业 自动控制系统，它以标准的工业计算机软 、硬件平台构成的集成系统取代传统的封 闭式系统。它具有适应性强、开放性好、 易于扩展、经济、开发周期短等优点。 组态软件为试验者提供了可视化监控画面 ，有利于试验者实时现场监控。 监控界面示意图 系统调试 用电脑监控，控制面板进行现场人工操作，控制 电路由PLC取代，对主要的四台电机进行控制。 当推上电源闸，电源指示灯就会亮起。按下电机 按钮，主电动机转到，并且电机指示灯也同时亮 液压泵电动机起。按下夹紧按钮，液压泵电动机 转到，并且夹紧指示灯亮起。按下松开按钮，液 压泵电动机转到，并且松开指示灯亮起。按下上 升按钮，升降电动机转动。按下下降按钮，升降 电动机转动。组合开关是控制主轴箱松开夹紧或 立柱松开夹紧或同时它们松开夹紧。18结束语欢迎各位老师和同学提出意见和建议本次设计得到了老师和同学的大力支持，在此深表 谢 意!祝各位老师身体健康、工作愉快!谢谢大家！19