孫弋超技師論文

1、PLC對(duì)Z3040搖臂鉆床電氣系統(tǒng)的改造國(guó)家職業(yè)資格全省統(tǒng)一鑒定維修電工技師（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)） 文章題目：PLC對(duì)Z3040搖臂鉆床電氣系統(tǒng)的改造 姓 名： 孫弋超 身份證號(hào)：所在省市： 江蘇省常州市 所在單位： 江蘇省常州技師學(xué)院 PLC對(duì)Z3040搖臂鉆床電氣系統(tǒng)的改造摘要：本論文是研究機(jī)械加工中常用的Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造問題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器和接觸器電氣控制系統(tǒng)存在的線路復(fù)雜、可靠性穩(wěn)定性差、故障診斷和排除困難等難題。由于PLC電氣控制系統(tǒng)與繼電器以及接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能

2、力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此制定了可編程控制器改造Z3040搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，也做到電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，它包括PLC型號(hào)的選擇、I/O的分配、PLC接線圖、具體程序設(shè)計(jì)。PLC控制搖臂鉆床的工作過程的詳細(xì)闡述，講述采用PLC取代傳統(tǒng)繼電器跟接觸器控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作效率的方法，設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的控制原理圖。關(guān)鍵詞：PLC 觸摸屏 光電式傳感器 目 錄摘要. 1第1章 概述. 3 一.Z3040搖臂鉆床的工作原理介紹.3 二.部分工作原理介紹.5 三.改造的方案及說明.7 第2章 Z3040搖臂鉆床電氣系統(tǒng)硬件改造.9 一.PLC的選型. 9 二.傳

3、感器的選用.10 三.觸摸屏的選擇.13第三章 Z3040搖臂鉆床電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).15 一.I/O分配表 .16 二.PLC接線圖及觸摸屏畫面設(shè)計(jì).18 三.部分程序的分析.22 總結(jié)23 答謝辭24參考文獻(xiàn)25附錄26 第一章 概述一、 Z3040搖臂鉆床工作原理的介紹我國(guó)原來生產(chǎn)的Z3040搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和搖臂升降運(yùn)動(dòng)的操作是通過不能復(fù)位的十字開關(guān)來操作的,它本身不具有欠壓和失壓保護(hù)。因此在主回路中要用一個(gè)接觸器將三相電源引入。現(xiàn)在的Z3040搖臂鉆床取消了十字開關(guān)，它的電氣原理圖如下所示： 圖1-1 Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)電氣原理圖Z3040搖臂鉆床傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中，

4、根據(jù)圖1-1所示，主軸電機(jī)是M1，搖臂電機(jī)是M3，立柱夾緊電機(jī)是M4。若KM2閉合，則主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)，若KM3閉合，則主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)，若KM4閉合，則主軸電機(jī)低速，若KM5閉合，則主軸電機(jī)高速；若KM7閉合，則搖臂下降，若KM6閉合，則搖臂上升；若KM8閉合，則立柱夾緊；若KM1閉合，則冷卻電機(jī)啟動(dòng)，SQ5和SQ6為電氣箱門開關(guān)。其中主軸正反轉(zhuǎn)回路，高低速切換回路中KM2、KM3和KM4、KM5分別形成一個(gè)聯(lián)鎖。即當(dāng)KM3線圈得電，KM3常閉點(diǎn)斷開，電機(jī)正轉(zhuǎn)回路斷開，電機(jī)反轉(zhuǎn)，指示燈回路KM3常開點(diǎn)閉合，反轉(zhuǎn)指示燈HL4亮；當(dāng)KM2線圈得電時(shí)，KM2常閉點(diǎn)斷開，電機(jī)反轉(zhuǎn)回路斷開，電機(jī)正轉(zhuǎn)，指示燈回

5、路KM2常開點(diǎn)閉合，正轉(zhuǎn)指示燈HL3亮。高低速切換聯(lián)鎖原理與正反轉(zhuǎn)電氣聯(lián)鎖相同。急停零壓電路原理分析：當(dāng)按下SB2按鈕時(shí)，線圈KA1得電，本回路中KA1常開點(diǎn)閉合，回路自保持，信號(hào)回路KA1常開點(diǎn)閉合，零壓指示燈HL2亮，當(dāng)按下SB1按鈕時(shí)，回路斷開，線圈KA1失電，電路中KA1斷開，信號(hào)回路KA1斷開，指示燈HL2滅。主電路、控制電路、信號(hào)電路的電源都采用自動(dòng)開關(guān)引入，自動(dòng)開關(guān)的電磁脫扣作為短路保護(hù)取代了熔斷器。交流接觸器KM1主電動(dòng)機(jī)M2接通或斷開的接觸器，F(xiàn)R1為主電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用熱繼電器。搖臂的升降，立柱的夾緊放松都要求拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，所以M1和M3電動(dòng)機(jī)分別有兩個(gè)接觸器，它們?yōu)镵

6、M2、KM3和KM6、KM7。搖臂升降電動(dòng)機(jī)M3、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4均為短時(shí)工作，不設(shè)過載保護(hù)。二、 部分工作原理介紹1. 主軸進(jìn)給最重要的是調(diào)整主軸電機(jī)帶動(dòng)刀具的進(jìn)給，本進(jìn)給有三種形式：快速移動(dòng)或手動(dòng)進(jìn)給、機(jī)動(dòng)進(jìn)給、微動(dòng)進(jìn)給2. 主軸電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制主軸的正、反轉(zhuǎn)及停止由手柄操縱。手柄向左扳動(dòng)，主軸正轉(zhuǎn)，并在面板上指示燈顯示旋向；手柄在中間位置時(shí)主軸停止，指示燈熄滅；手柄向右扳動(dòng)，主軸反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈顯示旋向。選用不同的轉(zhuǎn)速時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)手輪即可得到主軸的12種轉(zhuǎn)速，手輪上設(shè)有“0”位，用以校調(diào)和對(duì)刀。變速時(shí)必須使用手柄處于中間位置以停止電機(jī)旋轉(zhuǎn)，否則會(huì)造成有關(guān)齒輪在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行切換，而發(fā)生意外

7、。主軸電機(jī)主要帶動(dòng)刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、平面和攻螺紋的動(dòng)力電機(jī)。 3搖臂的升降控制剛開始把搖臂夾緊手柄松開，而后按住上升或下降按鈕SB3或SB4，搖臂就上升或下降，松開按鈕搖臂就停止運(yùn)動(dòng)。若按住SB3按鈕，KM6會(huì)通過SA5、SB3、SQ6、KM7得電，即M3電機(jī)會(huì)運(yùn)行，搖臂開始上升，待搖臂上升到位后碰到搖臂上升到位行程開關(guān)SQ6會(huì)動(dòng)作，所以SQ6的常閉觸點(diǎn)會(huì)斷開，回路斷開KM6失電，搖臂升降電機(jī)會(huì)停止工作。再通過操作板撥動(dòng)手柄到夾緊裝置，搖臂夾緊裝置會(huì)將搖臂夾緊。 搖臂下降的工作方式和搖臂上升的工作方式類似。4. 立柱和主軸箱的松開及夾緊控制 首先立柱和主軸箱的松開

8、和夾緊控制都是由夾緊手柄聯(lián)動(dòng)操作的。若將夾緊手柄撥到松開的位置時(shí)，則SA8會(huì)閉合，那么KM8線圈就會(huì)通過SA8、SQ9得電，所以立柱夾緊電機(jī)M4就會(huì)運(yùn)行工作，內(nèi)外立柱會(huì)松開，松開到位后，那么立柱松開夾緊限位會(huì)動(dòng)作，即SQ9動(dòng)作，KM8會(huì)失電，立柱夾緊電機(jī)會(huì)停機(jī)運(yùn)行。 立柱夾緊的工作流程和立柱放松的工作流程類似。5. 本機(jī)床采用的電氣控制系統(tǒng)本機(jī)床的電源采用380V三相交流電,50HZ。 電動(dòng)機(jī)工作設(shè)計(jì)如下：M1：主電動(dòng)機(jī)，主要用于正反轉(zhuǎn)、高低速的切換。它安裝在主軸箱頂部，經(jīng)過手柄與微動(dòng)開關(guān)SQ4操作交流接觸器KM2到KM5控制電機(jī)運(yùn)行。M2：冷卻泵電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過安裝在電源蓋板上的按鈕SB5或者S

9、B6和交流接觸器KM1控制電機(jī)運(yùn)行。M3：搖臂升降電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過按鈕SB3或者SB4操作交流接觸器KM6、KM7控制電機(jī)運(yùn)行。 M4：立柱夾緊電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過主軸箱夾緊手柄聯(lián)動(dòng)操作微動(dòng)開關(guān)SA8和交流接觸器KM8控制電機(jī)運(yùn)行。每臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有熔斷絲保護(hù)裝置，主電動(dòng)機(jī)及冷卻泵電動(dòng)機(jī)裝有三相過載保護(hù)裝置。機(jī)床還裝有急停和零壓保護(hù)以及搖臂升降保險(xiǎn)裝置，也設(shè)置了信號(hào)指示燈。電氣箱及電源箱實(shí)現(xiàn)了開門斷電，工作照明采用安全電壓24伏。6. 搖臂升降保險(xiǎn)及機(jī)床急停裝置搖臂升降保險(xiǎn)裝置由微動(dòng)開關(guān)SQ6、SQ7及上、下觸桿聯(lián)動(dòng)操縱的，若搖臂升或降到極限位置時(shí)，則觸動(dòng)上或下觸桿，將微動(dòng)開關(guān)SQ6或SQ7的常閉觸點(diǎn)斷開，會(huì)

10、使交流接觸器KM6或KM7線圈斷電，電動(dòng)機(jī)M3停止工作，起到了保險(xiǎn)作用。若遇有異常情況時(shí)，則按動(dòng)操作面板上的急停按鈕SB1切斷整個(gè)控制回路，機(jī)床將停止運(yùn)作。三、 改造方案及說明Z3040搖臂鉆床是工廠中常用的金屬切削機(jī)床，它可以進(jìn)行多種形式的加工，如：鉆孔、鏜孔、鉸孔及螺紋等。目前，我國(guó)的Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)普遍采用的是傳統(tǒng)的繼電器和接觸器控制方式。所要控制的電機(jī)較多，電路也較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生電氣故障，從而影響生產(chǎn)。另外，一些復(fù)雜的控制如：時(shí)間、計(jì)數(shù)控制用繼電器接觸器控制方式較難實(shí)現(xiàn)，所以，有必要對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。PLC電氣控制系統(tǒng)可以有效的彌補(bǔ)上

11、述系統(tǒng)的這一缺陷?？删幊踢壿嬁刂破?，簡(jiǎn)稱PLC，是從早期的繼電器邏輯電氣控制系統(tǒng)發(fā)展而來，它不斷吸收微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)。PLC之所以有較強(qiáng)的生命力，在于它更加適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)要求?？煽啃愿撸垢蓴_能力強(qiáng)、編程方便、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)。與單片機(jī)相比，它的輸入/輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不需添加太多的中間部件，這樣可以大大節(jié)省用戶的開發(fā)時(shí)間與生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的PLC種類繁多，規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬別，但他們具有以下一些共同的特點(diǎn)：1.可靠性高。可靠性是用戶的首選要求，目前各廠家生產(chǎn)的PLC，平均無故障時(shí)間都大大超過IEC規(guī)定的10萬小時(shí)

12、，例如：西門子、ABB、松下、三菱等微小型PLC，而且都有完善的自診斷功能，判斷故障迅速。 2.靈活組態(tài)?？删幊炭刂破魇窍盗谢a(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來完成不同的任務(wù)組合。輸入輸出端口選擇靈活，有多種機(jī)型，組合方便。3.功能強(qiáng)大，除基本的邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算功能外，配合特殊功能模塊還可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制、PTO運(yùn)算、過程運(yùn)算、數(shù)字控制等功能，為方便工廠管理又可以與上位機(jī)通信，通過遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。因此，PLC幾乎是全能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。4.編程方便，易于使用。PLC的編程可采用與繼電器極為相似的梯形圖語言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣人員的歡迎。近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樋亓鞒虉D語言，使

13、編程更加簡(jiǎn)單方便。5.運(yùn)行速度快。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過大量觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行控制，速度很慢，而且系統(tǒng)愈大速度愈慢。PLC的控制速度則由CPU工作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速復(fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來越小 。同時(shí)，PLC還具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行多臺(tái)PLC或PLC與PC機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用PLC可以很方便的構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式電氣控制系統(tǒng)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC通訊網(wǎng)絡(luò)，可使工廠的各種資源共享，就更適合于工廠自動(dòng)化的需要，為工廠自動(dòng)化提供了技術(shù)保證 。正是由于PLC電氣控制系統(tǒng)的種種優(yōu)點(diǎn),因此本次對(duì)Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造,可以大大

14、提高Z3040搖臂鉆床工作性能和系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,為工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化帶來生機(jī)同時(shí)，提高了PLC編程水平和實(shí)踐能力,為今后在實(shí)際工作中熟練使用PLC進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。第二章 Z3040搖臂鉆床電氣硬件改造一、 PLC的選型1. 輸入模塊類型根據(jù)原理圖知道輸入模塊的輸入電壓，它分為DC24和AC6V和AC110V。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式的觸點(diǎn)接觸可靠，適合于在有油霧、粉塵、的惡劣的環(huán)境下使用。由于本文基于PLC的搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的工作環(huán)境并不惡劣，并且對(duì)于電氣控制的操作人員來說DC24比AC110V電壓安全。因此，本

15、文基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC輸入模塊應(yīng)該選用直流輸入模塊，輸入電壓應(yīng)為DC24電壓。2. 輸出模塊類型PLC輸出模塊分為繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。繼電器型輸出模塊的觸點(diǎn)工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的限制，但動(dòng)作速度慢，壽命也有一定的限制。晶體管和雙向可控硅型輸出模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載，它們的可靠性高、反應(yīng)快、壽命長(zhǎng)，但是過載能力差，沒一點(diǎn)輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有的輸出量只有0.5A，4點(diǎn)同時(shí)輸出的總?cè)萘坎坏贸^2A。由于Z3040搖臂鉆床控制對(duì)象對(duì)PLC輸出點(diǎn)的動(dòng)作對(duì)速度要求不高，繼電器輸出模塊

16、的動(dòng)作速度完全能夠滿足要求，且每一點(diǎn)的輸出容量較大，在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來很大的方便。所以本文章選用繼電器輸出模塊，結(jié)合Z3040搖臂鉆床的實(shí)際情況，需要的輸入點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于11個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)大于9個(gè)。綜上所述，F(xiàn)X3U-48MR能夠滿足上述要求，該類型號(hào)的PLC體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格也比較便宜，該型號(hào)有24個(gè)輸入點(diǎn)數(shù)，24個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)，共有48個(gè)點(diǎn)，如下圖2-1為該型號(hào)PLC的一個(gè)面板圖： 圖2-1 FX3U-48M型號(hào)的PLC面板圖二、 傳感器的選用從Z3040原理圖可以看出來，圖中采用的行程開關(guān)控制的，行程開關(guān)的缺點(diǎn)之一是：只能斷開接觸器的控制回路，當(dāng)遇到接

17、觸器的住觸頭熔焊，或者滯后釋放時(shí)，那么限位保護(hù)就會(huì)失靈，在一些重要的設(shè)備中就必須設(shè)置超行程的保護(hù)裝置，所以我們可以用光電傳感器來代替行程開關(guān)控制，所以寫下來對(duì)光電傳感器經(jīng)行一個(gè)詳細(xì)的介紹。1. 光電傳感器的介紹光電傳感器采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它先把被測(cè)物的變化量轉(zhuǎn)化成光的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件組成的，光電檢測(cè)具有精度高、非接觸、反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，而且可以測(cè)量的量也比較多，光電傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，款式多樣化，因此光電傳感器在控制電路和檢測(cè)應(yīng)用都比較廣泛。2. 光電傳感器的特點(diǎn) 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳感器無活動(dòng)電觸點(diǎn)，因此工作可靠壽

18、命長(zhǎng)。 2）靈敏度和分辨力高，能測(cè)出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。 3）線性度和重復(fù)性都比較好，在一定位移范圍（幾十微米至數(shù)毫米）內(nèi)，傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%0.1%。同時(shí)，這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是，它有頻率響應(yīng)較低，不宜快速動(dòng)態(tài)測(cè)控等缺點(diǎn)。所以用光電傳感器來代替行程開關(guān)，不但提高了精確性，還使機(jī)床的工作效率大大提高了。經(jīng)過上面討論，我覺得用光電傳感器來替換搖臂鉆床的行程開關(guān)是不錯(cuò)的方案，也希望改變后會(huì)操作更方便。 我們傳感器的接線分PNP常開和NPN常開，

19、本文我們選用對(duì)射型NPN常開T12NO3MD型號(hào)的光電傳感器。三、 觸摸屏的選用搖臂鉆床用的按鈕很多，剛好我在學(xué)校又學(xué)了觸摸屏，所以把按鈕都做在觸摸屏上，這樣能更方便的操作。隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)的應(yīng)用可謂如日中天。科技就是生產(chǎn)力，將觸摸屏技術(shù)加入機(jī)床控制系統(tǒng)之中，不僅節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率；也為機(jī)器的維修提高了很大的便利。傳統(tǒng)的按鈕開關(guān)具有容易損傷，修理麻煩等特點(diǎn)。因此，我們將原始的按鈕控制改為觸摸屏來控制。1. 觸摸屏的介紹觸摸屏的工作部分一般由三部分組成，兩層透明的阻性導(dǎo)體層、兩層導(dǎo)體之間的隔離層、電極。觸摸屏最主要最直觀的是觸摸屏的界面，機(jī)床電氣控制系統(tǒng)

20、中常用按鈕來控制電路的接通和斷開，但是由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，按鈕的觸點(diǎn)不能完全閉合，這樣就會(huì)導(dǎo)致誤操作，所以在此配合觸摸屏的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到操作的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以清晰的告知操作人員設(shè)備當(dāng)前的使用狀況。觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，簡(jiǎn)單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于機(jī)床中，甚至可以用于日常生活之中，應(yīng)用非常廣泛。2. 觸摸屏的特點(diǎn)：1）操作簡(jiǎn)單，提高工作效率，使用壽命長(zhǎng)。2）使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡(jiǎn)單生動(dòng)，并可以減少操作上的失誤。3）使用觸摸屏還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，同時(shí)也能減少PLC控制器所需的I/0點(diǎn)數(shù)，降

21、低生產(chǎn)的成本同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對(duì)提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。3. 觸摸屏的分類介紹表2-4 觸摸屏的分類及特性類型特性 表面聲波式電阻式電容式紅外式壓感式觸摸壽命500萬次2000萬次=發(fā)光管的壽命未知響應(yīng)速度10ms1020ms1524ms1530ms150250ms光透性92%75%85%100%100%續(xù)：類型特性表面聲波式電阻式電容式紅外式壓感式防刻痕磨損性很好對(duì)外層損壞敏感好很好很好觸摸分辨率4096409610241024102410243232或更高400400 根據(jù)上述要求，我選用三菱觸摸屏GOT1000型號(hào)的觸摸屏。三菱的GOT1000觸摸屏，亮度為350cd

22、/，顏色是256色的，對(duì)比度為100:1，分辨率為640480，通信口為一個(gè)RS-232口(連接PC或slave) 一個(gè)RS-232/485口(連接PLC)，外型尺寸為315x238x60mm，這種觸摸屏屏幕相對(duì)比較適中，畫面比較清晰，操作起來比較方便，快捷。第三章 Z3040搖臂鉆床電氣軟件設(shè)計(jì)一、 I/O分配表1. PLC I/O分配明細(xì)表根據(jù)所選PLC的型號(hào)進(jìn)行I/O點(diǎn)的端口分配，如所示：輸入輸出名稱代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)主軸正轉(zhuǎn)SQ1X0冷卻泵工作KM1Y0主軸反轉(zhuǎn)SQ2X1主電機(jī)正轉(zhuǎn)KM2Y1主軸限位SQ3X2主電機(jī)反轉(zhuǎn)KM3Y2主電機(jī)低速高速SQ4X3主電機(jī)低速KM4Y3

23、搖臂升降和夾緊互鎖SQ5X4主電機(jī)高速 KM5Y4搖臂上升限位SQ6X5 搖臂上升KM6Y5搖臂下降限位SQ7X6搖臂下降KM7Y6立柱松開夾緊SQ8X7立柱夾緊和松開KM8Y7立柱松開夾緊限位SQ9X10主電機(jī)制動(dòng)YB1Y10工作燈開關(guān)SA1X11立柱松開和夾緊SA2X12 圖3-1 PLC輸入輸出分配表2. 觸摸屏的I/O分配明細(xì)表 輸入 輸出急停M4電源指示燈Y11零壓保護(hù)M5零壓指示燈Y12搖臂上升M6主軸正轉(zhuǎn)指示燈Y13搖臂下降M7主軸反轉(zhuǎn)指示燈Y14冷卻泵停止M10工作照明燈Y15冷卻泵啟動(dòng)M11圖3-2 觸摸屏輸入輸出分配表二、 PLC接線圖及觸摸屏畫面設(shè)計(jì)1. PLC接線圖下圖

24、為PLC的I/O電氣接線圖，圖中X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12共用一個(gè)COM端.輸出COM1接Y0、Y1、Y2、Y3,COM2接Y4、Y5、Y6、Y7,COM3接Y10、Y11、Y12、Y13。電源部分，由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8、YB1都接在220V電壓上。圖3-3 PLC接線圖2. 觸摸屏介紹與畫面設(shè)計(jì)圖3-4 觸摸屏歡迎界面圖三、 部分程序分析為了使Z3040搖臂鉆床在進(jìn)行電氣控制系統(tǒng)改造后仍能夠完成原有的工作需要，基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的PLC程序應(yīng)由照明控制程序、制動(dòng)程序、主電動(dòng)機(jī)正反

25、裝及高低速控制程序、搖臂升降控制程序、立柱和主軸箱的松開與夾緊控制程序即冷卻泵電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序等部分組成。選用FX3U-48MR型號(hào)的PLC。各段程序控制如下列分段分析所示：1. 照明控制部分當(dāng)零壓保護(hù)M5閉合，M1線圈得電自鎖，M1常開閉合，Y12線圈得電，零壓指示燈亮。當(dāng)主電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，線圈Y1得電，Y13也得電，主軸正轉(zhuǎn)指示燈亮。當(dāng)主電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，線圈Y2得電，Y14也得電，主軸正轉(zhuǎn)指示燈亮。當(dāng)按下工作燈開關(guān)時(shí)，Y15得電工作燈亮。圖3-6 照明控制部分2. 制動(dòng)控制部分當(dāng)M2得電，主電機(jī)開始制動(dòng)，定時(shí)器時(shí)間到，制動(dòng)結(jié)束。圖3-7 制動(dòng)控制部分3. 主電機(jī)正反轉(zhuǎn)及高低速控制部分當(dāng)主軸正轉(zhuǎn)開

26、關(guān)按下時(shí)，主電機(jī)正轉(zhuǎn)線圈Y1得電，主軸正轉(zhuǎn)，當(dāng)主軸反轉(zhuǎn)開關(guān)按下時(shí)，主電機(jī)反轉(zhuǎn)線圈Y2得電，主軸反轉(zhuǎn)。當(dāng)X3斷開時(shí)，主電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)X3閉合時(shí)，主電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。主軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，M1得電。圖3-8 主電機(jī)正反轉(zhuǎn)及高低速控制部分4. 搖臂升降控制部分當(dāng)X4得電，主電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，搖臂上升線圈Y5得電，搖臂上升；當(dāng)X4得電，主電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，搖臂下降線圈Y6得電，搖臂下降；在升降過程中，限位傳感器得電，搖臂停止動(dòng)作。 圖3-9 搖臂升降控制部分5. 立柱和主軸箱的松開與夾緊控制部分當(dāng)X7和X12得電，立柱夾緊線圈Y7得電，立柱夾緊。當(dāng)夾緊限位傳感器得電，立柱夾緊線圈失電。圖3-10 立柱和主軸箱松開與夾緊控制部分6. 冷去泵正反轉(zhuǎn)控制部分當(dāng)冷卻泵啟動(dòng)開關(guān)M11閉合，冷卻泵線圈得電自鎖，冷卻泵工作。圖3-11 冷卻泵正反轉(zhuǎn)控制部分 總結(jié)本課題所研究的基于PLC的搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了Z3040搖臂鉆床的控制自動(dòng)化，方便了工人在生產(chǎn)中對(duì)機(jī)床的實(shí)際操作。通過研究