2022年毕业设计方案PLC的摇臂钻床控制系统改造8.docx
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1、设计题目: 基于 PLC的摇臂钻床掌握系统改造系别:机电工程二系班姓级: 生产过程自动化技术 2)班名:指导教师:2 0 1 8年 6 月 7 日基于 PLC的摇臂钻床摘 要本设计是讨论机械加工中常用的Z3050 摇臂钻床传统电气掌握系统的改造问题, 旨在解决传统继电器接触器电气掌握系统存在的线路复杂、牢靠性稳固性差、故障诊断和排除费时费劲等难题;由于PLC 电气掌握系统与继电器接触器电气掌握系统相比,具有结构简洁,编程便利,调试周期短,牢靠性高,抗干扰才能强,故障率低,对工作环境要求低等一系列优点,因此,本设计对Z3050 摇臂钻床电气掌握系统的改造,将把PLC 掌握技术应用到改造方案中去,
2、以提高摇臂钻床的工作性能;设计中分析了摇臂钻床的掌握原理,制定了可编程掌握器改造 Z3050 摇臂钻床电气掌握系统的掌握方案,完成了电气掌握系统硬件和软件的设计,其中包括 PLC 机型的挑选、 I/O端口的安排、 I/O硬件接线图的绘制、 PLC 梯形图程序的设计;对PLC 掌握摇臂钻床的工作过程作了具体阐述,论述了采纳PLC取代传统继电器接触器电气掌握系统从而提高机床工作性能的方法,给出了相应的掌握原理及接线图;关键词: 可编程掌握器,摇臂钻床,梯形图,电气掌握系统Reformation of Radial Drilling Machine3 / 27Z3050 by PLCAbstract
3、This paper is to studies the machine process in common use Z3050 in inside radial drillingmachine electric control system improves problem. The aim is solving device complexity, inferior reliability and stability, malfunction analysis and trouble obviation of the traditional relay electric control s
4、ystem. Because of electric control system PLC there are lots of advantageswhich include design, install, connect the line and adjust to try workload small, the period of researchand manufacture is short, reliability is high, the ability of Anti- interference is very strong, the rate of break down is
5、 low, the demand ofwork environment is low, maintenance convenience a series of advantage etc. Therefore, a work for to the Z3050 radial drillingmachine electric control system reforming, will reforming PLC control technique application in the project, then increasing radial drilling machine s work
6、function. The paper introduces to the control principle of the radial drilling machine. Established the programmable controller improve the design project of electric control system of Z3050 radial drilling machine. Completed the design of the software and hardware of the electric control system, Am
7、ong them include the model of PLC choice 、the I/O allotment of the address、the I/O hardware connects the line diagram、PLCtrapezium diagrams design. It explains that PLC control the work process of radial drillingmachine. Discussing the adoption PLC replaces the traditional electric control system s
8、method and increases the work function of radial drillingmachine, give a homologous control principle diagram.Key words: PLC,Radial drilling machine ,Trapezium diagram, Electric ControlSystem目录前言 11Z3050摇臂钻床简介 21.1 Z3050 摇臂钻床的掌握原理图21.2 Z3050 摇臂钻床的结构及运动形式 31.3 Z3050 摇臂钻床的电气掌握系统分析 31.4 Z3050 摇臂钻床电气掌握的
9、特点及故障分析5 2PLC介绍 72.1 PLC 定义 72.2 PLC 的结构 72.3 PLC 的用途和特点 82.3.1 PLC 的用途 82.3.2 PLC 的特点 92.4 PLC 的分类及工作原理 102.4.1 PLC 的分类 102.4.2 PLC 的工作原理 112.5 PLC 的进展 153 基于 PLC的 Z3050摇臂钻床电气掌握系统的硬件设计173.1 PLC 型号的挑选 173.2 PLC 的 I/O 安排表 193.3 PLC 的外部接线图 204 基于 PLC的 Z3050 摇臂钻床电气掌握系统的软件设计214.1 PLC 软件系统的介绍 214.2 Z3050
10、 型摇臂钻床 PLC掌握系统梯形图 224.2.1 PLC 梯形图 224.2.2 梯形图解读 26总结 28谢辞 29参考文献 30外文资料 31前言Z3050 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、铰孔及攻螺纹等;从掌握上讲,它需要机、电、液压等系统相互协作使用,而且,要进行时间掌握;它的动力来源是三相沟通异步电动 机,调速是通过变速箱实现的;也有的是采纳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沟通异步电动机拖动, 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
11、柱的夹紧、放松各由一台沟通异步电动机拖动1 ;目前,我国的 Z3050 摇臂钻床的电气掌握系统普遍采纳的是传统的继电器 接触器掌握方式;因其所要掌握的电机较多所以电路较复杂,在日常的生产作业 当中,常常发生电气故障,从而影响生产;PLC 电气掌握系统可以有效的补偿上述系统的这一缺陷;可编程规律掌握器 Programmable Logic Controller)简称 PLC,是从早期的继电器规律电气掌握系统进展而来,它不断吸取微型运算机掌握技术,使之功能不断增强,逐步适合复杂的电气掌握系统;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,牢靠性高,抗干扰才能强、编程便利、价格低、
12、寿命长;同时,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,这样可以大大节约用户的开发时间与生产成本;现在应用于各种工业掌握领域的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:牢靠性高; 组态敏捷; 运行速度快;编程便利,易于使用;同时, PLC仍具备了网络功能,能进行多台PLC或 PLC与 PC机之间的联网通讯,使用 PLC可以很便利的构成“集中治理、分散掌握”的分布式电气掌握系统,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,为工厂自动化供应了技术保证3 ;正是由于 PLC 电气掌握系统的种种优点,因此本次对Z
13、3050 摇臂钻床的电气掌握系统的改造 ,挑选以 PLC 为掌握核心,可以大大提高Z3050 摇臂钻床掌握系统的工作稳固性,为工业生产的现代化带来生气;同时,提高了PLC 编程水平和实践才能 ,为今后在实际工作中娴熟使用 PLC 进行工业系统的设计打好基础;0 / 271Z3040 摇臂钻床简介1.1 Z3040摇臂钻床的掌握原理图17 / 271.2 Z3050摇臂钻床的结构及运动形式Z3050 摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱、和工作台等部件组成;Z3050 摇臂钻床的运动形式主运动 摇臂钻床主主轴带着钻头 刀具)的旋转运动;进给运动 摇臂钻床主轴的垂直运动 手动或自动);帮助运
14、动帮助运动用来调整主轴 主电路分析三相电源由低压断路器 QS掌握;M1为单向旋转,由接触器 KM1掌握,主轴的正反转时另一套由主轴电动机拖动齿轮泵送出的压力油的液压系统,经“主轴变速,正反转及空挡”操作手柄来获得的;M1由热继电器 FR1作过载爱护;M2由正反转接触器 KM2、KM3掌握实现正反转,因摇臂移动是短时的,不用设计过载爱护,但其与摇臂的放松与夹紧之间有肯定的协作关系,这由掌握电路去保证;M3由接触器 KM4、KM5掌握实现正反转,设有热继电器FR2作过载爱护; M4电机容量小,仅 0.125KW,由开关 SA1掌握启动,停止;2)掌握电路分析1) 主轴电动机掌握 由按钮 SB2、S
15、B1与接触器 KM1构成主轴电动机起动 - 停止掌握电路, M1起动后,指示灯 HL3亮,表示主轴电动机在旋转;2) 摇臂升降及夹紧、放松掌握摇臂钻床工作时摇臂应夹紧在外立柱上,发出摇臂移动信号后,须先松开夹紧装置,当摇臂移动到位后,夹紧装置再将摇臂 夹紧;本电路能自动完成这一过程;由摇臂上升按钮 SB3、下降按钮 SB4 及正反转接触器 KM2、KM3组成具有双重互锁的电动机正反转点动掌握电路,由于摇臂的升降掌握须与夹紧机构液压系统亲密协作,所以与液压泵电动机的掌握亲密相关;液压泵电动机正反转由正反转接触器 KM4、KM5掌握,拖动双向液压泵,送出压力油,经二位六通阀送至摇臂夹紧机构实现夹紧
16、与放松;下面以摇臂上升为例分析摇臂升降及夹紧、放松的掌握;按下摇臂上升点动按钮SB3,时间继电器KT 通电吸合,瞬动常开触头KT23-25)KT1-29)闭合,前者使 KM4线圈通电吸合,后者使电磁阀 YV线圈通电;于是液压泵电动机 M3 正转起动,拖动液压泵送出压力油,经二位六通阀进入摇臂松开油腔,推动活塞和菱形块,使摇臂松开;同时活塞杆通过弹簧片压动行程开关 SQ2,其常闭触头 SQ29-23)断开,接触器 KM4断电释放,液压泵电动机停止旋转,摇臂维护在松开状态;同时,SQ2 常开触头 SQ29-11)闭合,使KM2线圈通电吸合,摇臂升降电动机M2起动旋转,拖动摇臂上升;当摇臂上升到预订
17、位置,松开上升按钮SB3,KM2、KT 线圈断电, M2依惯性旋转至停止,摇臂停止上升;经延时, KT29-31)闭合, KM5 线圈通电,使液压泵电动机 M3反转,触头 KT1-29)断开,但 SQ3复位而使电磁阀 YV仍得电,送出的压进入摇臂夹紧油腔,反向推动活塞与菱形块,使摇臂夹紧;这段延时就确保了横梁升降电动机在断开电源依惯性旋转经13s 时间内, KM5线圈仍处于断电状态,而 YV 仍处于通电状态;这段延时就确保了横梁升降电动机在断开电源依惯性旋转经 13s 完全停止旋转才开头摇臂的夹紧动作,所以KT 延时长短依M2电动机切断电源到完全停止的惯性大小来调整;当摇臂夹紧后,活塞杆通过弹
18、簧片压动行程开关 SQ31-29)断开, KM5线圈断电, M3停止旋转, YV 线圈失电,摇臂夹紧完成;摇臂夹紧的行程开关 SQ3应调整到摇臂夹紧后能够动作,如调整不当摇臂夹紧后仍不能动作,会使液压泵电动机 M3长期工作而过载;为防止由于长期过载而损坏液压泵电动机,电动机M3虽短时运行,也仍采纳热继电器作过载爱护;摇臂升降的极限爱护由组合开关SQ1来实现; SQ1有两对常闭触头,当摇臂上升或下降到极限位置时相应常闭触头断开,切断对应的上升或下降接触器KM2 与 KM3线圈电路,使 M2 停止,摇臂停止移动,实现极限位置爱护;此时可按下反方移动起动按钮,使 M2反向旋转,拖动摇臂反向移动;3)
19、主轴箱与立柱的夹紧、放松掌握立柱与主轴箱均采纳液压操纵夹紧与放松,两者是同时进行的,工作时要求二位六通阀YV 不通电;松开与夹紧分别由松开按钮 SB5和夹紧按钮 SB6掌握;指示灯 HL1、HL2指示其动作;按下松开按钮 SB5时, KM4线圈通电吸合, M3电动机正转,拖动液压泵送出压力油,此时电磁阀线圈YV 不通电,其供应的高压油经二位六通电磁阀到另一油路,进入立柱与主轴箱松开油腔,推动活塞和菱形块使立柱与主轴箱同时松开;当立柱与主轴箱松开后,行程开关SQ4不受压复位,触头 SQ4101-107)闭合,指示灯 HL1亮,说明立柱与主轴箱已松开;于是可以手动操作主轴箱正转摇臂的水平导轨上移动
20、;当移动到位,按下夹紧按钮SB6时, KM5线圈通电吸合, M3 电机反转,拖动液压泵送出压力油至夹紧油腔,使立柱与主轴箱同时夹紧;当确已夹紧,压下SQ4,触头 SQ4闭合, HL2灯亮,指示立柱与主轴箱均已夹紧,可以进行钻削加工;4) 冷却泵电动机 M4的掌握 M4 电动机由开关 SA1手动掌握、单向旋转;5) 联锁与爱护环节:SQ1行程开关实现摇臂上升与下降的限位爱护;SQ2行程开关实现摇臂松开到位,开头升降的联锁;SQ3行程开关实现摇臂完全夹紧,液压泵电动机M3停止运转的联锁;KT 时间继电器实现升降电动机M2 断开电源,待 M2停止后再进行夹紧的联锁;M2电动机正反转具有双重互锁 ,M
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