基于PLCZ3040型摇臂钻床控制系统设计.doc

课 题： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 成 绩： 重庆大学城市科技学院电气学院 目录 一、设计目的作用 二、设计要求 三、设计具体实现 1.系统概述 1.1 Z3040型摇臂钻床上运动形式 1.2 Z3040摇臂钻床的结构及运行 1.3 Z3040摇臂钻床的电力拖动的特点和控制要求 1.4 Z3040控制线路概述 1.5 Z3040控制线路原理分析 2、单元电路设计与分析 2.1 电气元件的选择 2.2 主电路 基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计 一、设计目的作用 1、了解电气控制装置的设计方法、步骤及设计原则。 2、学以致用，巩固书本知识。使学生初步具有设计电气控制装置的能力。从而培养和提高学生独立工作的能力和创造能力。 3、进行一次工程技术设计的基本训练。培养学生查阅书籍、参考资料、产品手册、工具书的能力；上网查寻信息的能力；运用计算机进行工程绘图的能力；编制技术文件的能力等等。 4、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，绘出电气控制原理图，包括主电路和PLC的控制电路接线图，本设计要求采用S7-200 PLC； 5、重要电器元器件的选择和有关计算； 6、进行PLC元件的I/O地址分配； 7、根据控制要求，编制PLC控制程序（梯形图和指令表），并适当给出一些程序注释； 8、完成控制箱内和面板的元器件布置图与安装接线图； 9、列出所需电气设备器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、数量、作用） 10、编制设计说明书（说明书格式见附件）。 11、Z3040型摇臂钻床适用于单件或批量生产带有多孔的大型零件的孔加工，是机械加工车间常用的机床，在机械行业中得到了广泛应用。由于传统继电器－接触器控制的摇臂钻床存在电路接线复杂，触点多、噪音大、可靠性差、故障诊断与排除困难等缺点，因此对Z3040摇臂钻床控制系统的技术改造是非常必要的。 12、摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。 二、设计要求 1、主要控制电器为四台电机：主电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机、冷却泵电机。 2、主电动机和液压泵电机采用热继电器进行过载保护，摇臂升降电动机、冷却泵电机均为短时工作，不设过载保护。 3、摇臂的升降，主轴箱、立柱的夹紧放松都要求拖动摇臂升降电动机、液压泵电动机能够正反转。 4、摇臂的升降控制：按下摇臂上升起动按钮，液压泵电动机起动供给压力油，经分配阀体进入摇臂的松开油腔，推动活塞使摇臂松开。同时摇臂升降电动机旋转使摇臂上升。如果摇臂没有松开，摇臂升降电动机不能转动，必须保证了只有摇臂的可靠松开后方可使摇臂上升或下降，可使用限位开关控制。当摇臂上升到所需要的位置时，松开摇臂上升起动按钮，升降电动机断电，摇臂停止上升。当持续1~3s后，液压泵电动机反转，使压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧，同时液压泵电动机停止，完成了摇臂的松开—上升—夹紧动作。 5、摇臂升降电动机的正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。 6、因为摇臂的上升或下降是短时的调整工作，所以应采用点动方式。 7、摇臂的上升或下降要设立极限位置保护。 8、立柱和主轴箱的松开与夹紧控制：主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行。由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。 9、主轴箱的松开和夹紧为的动作过程：首先将组合开关SA2扳向右侧。当要主轴箱松开时，按下按钮SB5，经1～3s后，液压泵电动机正转使压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱放松。主轴箱和立柱松开指示灯HL2亮。当要主轴箱夹紧时，按下按钮SB6，经1～3s后，液压泵电动机反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。同时指示灯HL3亮， HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。 10、当将SA2扳到左侧时，立柱松开或夹紧。SA2在中间位置按下SB5或SB6时，主轴箱和主柱同时进行夹紧或放松。其他动作过程和主轴箱松开和夹紧完全相同，不再重复。 11、机床要有照明设施。 三、设计的具体实现 1、系统概述 钻床为孔加工机床，主要用来加工外形较复杂，没有对称回转轴线的工件上的孔。如钻孔、镗孔、铰孔及攻螺纹。因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速