毕业设计论文基于PLC的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造.doc
《毕业设计论文基于PLC的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计论文基于PLC的Z3040摇臂钻床传统电气控制系统的改造.doc(20页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、摘 要本论文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、故障诊断和排除困难等难题。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,本论文对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,从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文分析了摇臂钻床的控制原理,制定了可编程控制器改造Z3040摇臂钻床电气控制系统的设计方案,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
2、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图。关键词:可编程控制器,摇臂钻床,梯形图,电气控制系统AbstractAbstractThis paper is to studies the machine process in common use Z3040 in inside radial drilling machine electric control system improves problem. The aim i
3、s solving device complexity, inferior reliability and stability, malfunction analysis and trouble obviation of the traditional relay electric control system. Because of electric control system PLC there are lots of advantages which include design, install, connect the line and adjust to try workload
4、 small, the period of research and manufacture is short, reliability is high, the ability of Anti- interference is very strong, the rate of break down is low, the demand of work environment is low, maintenance convenience a series of advantage etc. Therefore, a work for to the Z3040 radial drilling
5、machine electric control system reforming, will reforming PLC control technique application in the project, then increasing radial drilling machines work function. The paper introduces to the control principle of the radial drilling machine. Established the programmable controller improve the design
6、 project of electric control system of Z3040 radial drilling machine. Completed the design of the software and hardware of the electric control system, Among them include the model of PLC choice、the I/O allotment of the address、the I/O hardware connects the line diagram、PLC trapezium diagrams design
7、. It explains that PLC control the work process of radial drilling machine. Discussing the adoption PLC replaces the traditional electric control systems method and increases the work function of radial drilling machine, give a homologous control principle diagram.Keywords: PLC,Radial drilling machi
8、ne,Trapezium diagram,Electric Control System目 录 目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 绪 论11.1本课题的选题背景和意义11.2国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态2第二章 Z3040型摇臂钻床结构与运动形式32.1主电路32.2主运动和进给运动42.3控制电路、信号及照明电路42.3.1 摇臂沿外立柱升降移动52.3.2 摇臂连同外立柱绕内立柱的回转运动52.3.3 主轴箱和立柱夹紧或放松5第三章 PLC应用系统设计的内容和步骤6第四章 基于PLCZ3040摇臂钻床电气控制系统硬件部分设计84.1 PLC型号的选择84.1
9、.1 根据PLC的物理结构84.1.2 根据PLC的指令功能84.1.3 根据PLC的输入输出点数84.1.4 根据PLC的输入模块的类型84.1.5 根据PLC的输出模块的类型9第五章 PLC控制系统设计的基本原则105.1 I/O点数的确定105.2 PLC的I/O分配105.3输入信号地址分配105.4输出信号地址分配11第六章 总结与展望126.1 研究成果126.2 不足之处12致 谢13参考文献14附录A Z3040摇臂钻床电气控制系统梯形图15附录B梯形图转换成指令表1615A【一级标题】第一章 绪 论1.1本课题的选题背景和意义Z3040摇臂钻床是工厂中常用的金属切削机床,它可
10、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1。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
11、。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。
12、现在应用于各种工业控制领域的PLC种类繁多,规模大小和功能强弱千差万别,但他们具有以下一些共同的特点。可靠性高。可靠性是用户的首选要求,目前各厂家生产的PLC,平均无故障时间都大大超过IEC规定的10万小时,例如:西门子、ABB、松下、三菱等微小型PLC,而且都有完善的自诊断功能,判断故障迅速。 灵活组态。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
13、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,深受现场电气人员的欢迎。近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言(Sequential Function 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,它与微型计算机之间的差别越来越小 2。同时,PLC还具备了网络功能,能进行多台PLC或PLC与PC机之间的联网通讯,使用PLC可以很方便的构成“集中
14、管理、分散控制”的分布式电气控制系统,通过现场总线的PLC通讯网络,可使工厂的各种资源共享,就更适合于工厂自动化的需要,为工厂自动化提供了技术保证 3。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。1.2国内外关于本课题的技术研究现状和发展动态早在上世纪六十年代国外就已经出现了可编程序控制器(PLC)的应用,之后世界各国争相在该领域投入大量资金进行新产品的开发,在1995年
15、西门子又成功地开发出了S7200、S7300系列,它具有 TD 200和 COROS OPS操作模板为用户提供了方便人机界面,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
16、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
17、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。B【一级标题】第二章 Z3040型摇臂钻床结构与运动形式2.1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,它的主轴电路图如下所示:主轴电路图三相交流电源由开关Q引入。M1为主电动机,由接触器KM1控制其单方向启停,热继电器FR1作过载保护。M2摇臂升降电动机, 由接触器KM2控制和KM
18、3控制其正反转,因M2是短时运行,所以不设过载保护。M3液压泵电动机,由接触器KM4控制和KM5控制其正反转, 热继电器FR2作过载保护。冷却泵电动机M4,由于容量小,所以用转换开关SA1直接控制。熔断器FU1作为M1,M4的短路保护, 熔断器FU2作为M2,M3的短路保护.所有电动机外壳均要接地保护。2.2主运动和进给运动Z3040摇臂钻床的主运动是主轴的旋转运动,进给运动是主轴的上、下移动。主轴的旋转及主轴上、下进给都是由主轴电动机拖动,在加工螺纹时要求主轴可正反转,主轴的正反转和主轴上、下进给都是由机械方法获得。主轴变速和进给变速的机构都在主轴箱内,用变速机构分别调节主轴转速和上、下进给
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 PLC Z3040 摇臂 钻床 传统 电气控制 系统 改造
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4858260.html