摇臂钻床控制器PLC梯形图
Z3040摇臂钻床PLC控制课设说明书
目录1.绪论1.1 本课题的选题背景与意义 (1)1.2 可编程逻辑控制器简述 (1)2. Z3040摇臂钻床电气控制系统原理2.1 主电路与PLC控制电路原理图 (2)2.2 基于PLC的控制原理说明 (2)3. PLC控制Z3040摇臂钻床的硬件部分设计3.1 PLC的I/O口分配表 (4)4. PLC控制Z3040摇臂钻床的软件部分设计4.1 PLC控制梯形图 (6)4.2 PLC控制指令表 (7)5.结论5.1 课题成果 (9)5.2 不足之处 (9)参考文献 (10)1.绪论1.1本课题的选题背景与意义Z3040摇臂钻床是我国生产和使用较广泛的钻床，可以进行多种形式的加工，如钻孔，镗孔，铰孔以及攻螺纹等。
从控制上讲，它需要机、电、液压等相互配合使用，同时要进行时间控制。
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，主轴的正反转运动是通过机械转换实现的，所以主电动机只有一个旋转方向。
摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂上升、下降及立柱的夹紧和放松。
摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。
Z3040摇臂钻床是通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。
而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。
此外，还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。
目前，我国的Z3040摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的事传统的继电器——接触器控制方式。
因而所需要控制的电机较多，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。
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。
1.2可编程逻辑控制器简述可编程逻辑控制器简称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。
Z3050摇臂钻床电气控制系统的PLC改造设计
桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文) 题目： Z3050摇臂钻床电气控制系统的PLC改造设计学院：机械与控制工程学院专业(方向)：机械设计制造及其自动化(机械装备)班级：机械11-2学生：指导教师：20 年月日1摘要本论文主要研究Z3050摇臂钻床的电气控制系统，并对其控制系统基于PLC进行改造设计。
阐述PLC的基本组成结构、工作原理和分类，讲述常用主令器的基本组成结构、原理和符号，分析Z3050摇臂钻床的基本组成结构、运动轨迹和电气控制电路，明确它的控制对象和控制目的，选择适合的PLC型号，完成PLC外部接线图和梯形图的设计。
使用CX-Programmer软件编写所设计的梯形图，并对其进行编译，确认梯形图编译无误后，将CX-Programmer软件和CX-Simulator软件配合使用，对梯形图按步骤进行模拟仿真验证，看得出的结构是否与预期的一样。
经验证与预期的结果一样，说明设计的梯形图使Z3050摇臂钻床在保留原有的操作方法和功能的基础上，能够取代原有传统的继电器控制系统。
完成了Z3050摇臂钻床电气控制系统的PLC改造设计，简化了Z3050摇臂钻床的控制电路，使其更易于维护和维修，具有更高的工作效率，提高了Z3050摇臂钻床的性能。
关键词：继电器；PLC；控制系统；Z3050摇臂钻床IDesign Z3050 radial drilling machine electrical control systembased on PLCStudent: YANG Hong-yuan Teacher: ZOU Zi-mingAbstract:In this thesis, to study the Z3050 radial drilling machine electrical control system,and engineered design their control system based on PLC.It describes basic structures PLC, working principle and classification, about common master's basic structures, principles and symbols, analyze basic structures Z3050 radial drilling trajectory and electrical control circuitry, specifically its control object and control purpose, select the appropriate PLC type, complete PLC external wiring diagram and ladder design. CX-Programmer is designed for software development ladder, and compile, compile correctly confirm the ladder, the CX-Programmer CX-Simulator software and software with the use of the ladder step by step simulation, see out of the structure is the same as expected.Proven and expected the same results, indicating the design of the ladder so Z3050 radial drilling machine on the basis of retaining the original features of the method of operation and can replace existing traditional relay control system.PLC completed the renovation design Z3050 radial drilling machine electrical control system, simplifying the Z3050 radial drilling machine control circuit, making it easier to maintain and repair, with higher efficiency, improve the Z3050 radial drilling performance.Key works:relay; PLC; control systems; Z3050 radial drilling machineII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III).1 绪论 (1)本课题的背景和研究意义 (1)2 PLC的概述 (2)2.1 PLC的基本知识 (2)2.1.1 PLC的发展历史 (2)2.1.2 PLC的基本组成 (2)2.1.3 PLC的工作原理 (3)2.1.4 PLC的分类 (4)2.2 常用电器的基本结构 (5)2.2.1 接触器 (5)2.2.2 电磁式继电器 (6)2.2.3 按钮 (8)3 Z3050摇臂钻床的概述 (9)3.1 Z3050摇臂钻床的基本知识 (9)3.1.1 Z3050摇臂钻床用途和型号的含义 (9)3.1.2 Z3050摇臂钻床的基本结构组成 (9)3.1.3 Z3050的运动轨迹 (10)3.2 Z3050摇臂钻床电气控制系统的分析 (10)3.2.1主电路分析 (10)3.2.2 控制电路分析 (12)4 基于PLC对Z3050摇臂钻床电气控制系统的改造设计 (15)4.1 外部接线图的设计 (15)4.2 PLC型号的选择 (16)4.3 梯形图的设计 (17)III4.4梯形图的分析 (18)5 程序的编制和仿真验证（测试） (21)5.1 CX-Programmer软件的基本知识 (21)5.2 程序的编制和编译 (21)5.3 程序的模拟仿真测试 (24)5.4 小结 (29)6 结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录1 (33)附录2 (34)IV1 绪论本课题的背景和研究意义人们为了能够更容易得控制各种机械和设备的运行，发明了电气控制的方法，从此人们开始走进了自动化控制的时代。
基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统软件
3.2.2 基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统软件设计一：PLC梯形图程序设计1．系统预开程序本段梯形图程序是为主电动机及其他电动机启动做准备。
当合上FY3（X0）按下SB1(X2)低电压继电器KV（Y0）得电并自锁,其常开触点KV(X3)闭合接通了控制电路电源为机床工作做准备。
梯形图程序如图3－1所示。
图3-12．主轴电动机控制程序主轴电动机只做单方向旋转，需要过载保护，过载保护由热继电器FR1(X4)完成。
梯形图程序如图3－2所示。
图3-23．摇臂升降控制程序摇臂的升（或降）严格按照摇臂松开－升（或降）－夹紧的顺序进行。
为此，要求夹紧与放松作用的液压泵电动机与摇臂升降电动机按一定顺序启动工作，由摇臂松开行程开关与摇臂夹紧行程开关发出控制信号进行控制。
当要求摇臂上升（或下降）时，按下SB3(或SB4)首先启动主轴箱、立柱、摇臂松开电路当松开到位时ST2(X13)常开触点闭合,使液压泵电动机旋转（正转或反转）,摇臂上升（或下降）。
液压泵电动机正、反转需必要的互锁。
梯形图如图3－3所示。
图3-34．主轴箱、立柱、摇臂松开、夹紧控制程序 18 Z3040摇臂钻床，摇臂的松开、夹紧与摇臂的升降要求能自动控制，本设计采用定时器与行程开关配合完成，有必要的联锁保护。
梯形图程序如图3－4所示。
图3-45．主轴箱、立柱松开、夹紧控制程序主轴箱、立柱松开与夹紧控制要求可单独操作，也可以同时操作，由转换开关SA和SB5、SB6配合定时器进行控制。
梯形图程序如图3－5所示。
图3-56．冷却泵控制冷却泵电动机采用组合开关YS直接控制其启停。
7．电源指示灯HL1（Y10）当机床上电时指示，采用S－200PLC特殊内部继电20 器SM0实现立柱、主轴箱松开、夹紧指示灯HL2（Y11）、HL3(Y12)由限位开关ST4(X20)控制；主轴电动机旋转指示灯HL4（Y13）由KM1（Y1）控制。
3.2.3 PLC 控制系统分析及调试1．开车准备先将自动开关YF2～YF5接通，在将电源总开关YF1扳倒“接通”位置，引入三相电源。
PLC改造Z3040摇臂钻床电气控制系统
PLC改造Z3040摇臂钻床电气控制系统摘要：本文简述用PLC改造Z3040摇臂钻床的原理、控制要求及系统改造过程。
关键词：PLC Z3040摇臂钻床电气控制系统笔者所在学院现有Z3040摇臂钻床电气控制系统采用的是传统的继电器-接触器控制方式。
因其所要控制的电动机较多，电路较复杂，在日常的实习、生产作业中，经常发生电气故障，从而影响正常的教学活动和实习生产。
PLC有可靠性高、抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长等优点，用PLC改造Z3040摇臂钻床的电气控制系统，可以大大提高Z3040摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性。
所以，决定对这些转床的传统电气控制系统进行改进设计。
用PLC 电气控制系统技术改造。
一、Z3040型摇臂钻床结构图及电气原理图Z3040型摇臂钻床结构及电气原理图见图1。
二、Z3040摇臂钻床的控制要求及电气系统分析1.控制要求（1）摇臂钻床的运动部件较多，需使用多台电动机拖动，主轴电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降、夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。
（2）主轴及进给调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。
为了适应多种加工方式的要求，调速应在较大范围内。
（3）加工螺纹时要求主轴能正反转。
摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。
（4）摇臂升降由单独的一台电动机拖动，要求电动机能实现正反转。
（5）摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台异步电动机配合液压装置来完成，要求这台电动机能正反转。
摇臂的回转和主轴箱的径向移动在中小型摇臂钻床上都采用手动。
（6）钻削加工时，为对刀具及工件进行冷却，需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。
（7）各部分电路之间有必要的保护和联锁。
2.电气系统分析（1）主电路分析。
M1：主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转。
M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR是过载保护元件。
主轴的正反转由机械系统实现。
某摇臂钻床的PLC外部硬件接线图和梯形图
第五节 PLC程序设计方法PLC程序设计方法:继电器控制线路移植法经验设计法顺序控制法★继电器控制线路移植法将继电器控制电路直接转换为具有相同功能的PLC的外部硬件接线图和梯形图。
特点：一般不需要更改控制面板，保持系统原有的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。
例：用继电器控制线路移植法设计某摇臂钻床的PLC外部硬件接线图和梯形图。
摇臂钻床的继电器控制电路主轴电动机——接触器KM1控制；摇臂升降电动机——接触器KM2、KM3控制；松开、夹紧（立拄、主轴箱）电动机——KM4、KM5控制一、基本方法和步骤1、了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。
2、确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的外部接线图。
3、确定与继电器电路图中的中间继电器和时间继电器对应的梯形图中的辅助继电器和定时器的元件号。
4、根据上述对应关系画出梯形图。
二、设计注意事项1、应遵守梯形图语言中的语法规定2、设置中间单元在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，为简化电路，在梯形图中可设置用该电路控制的辅助继电器，类似于继电器电路中的中间继电器。
3、分离交织在一起的电路设计梯形图时以线圈为单位，分别考虑继电器电路图中每个线圈受到那些触点和电路的控制，然后画出相应的等效梯形图电路。
4、常闭触点提供的输入信号的处理设计输入电路时，应尽量采用常开触点，如果只能用常闭触点，梯形图中对应触点的常开/常闭类型应与继电器电路相反。
5、时间继电器的瞬动触点的处理对于有瞬动触点的时间继电器，可以在梯形图中对应的定时器的线圈两端并联辅助继电器，后者的触点相当于时间继电器的瞬动触点。
6、断电延时的时间继电器的处理用通电后延时的定时器来实现断电延时功能。
7、外部联锁电路的设计在梯形图中设置对应的输出继电器的线圈串联的常闭触点组成的软件互锁外，还应在PLC外部设置硬件互锁电路。
8、热继电器过载信号的处理1）自动复位型热继电器，其触点提供的过载信号必须通过输入电路提供给PLC，用梯形图实现过载保护；2）手动复位型热继电器，其常闭触点可以在PLC的输出电路中与控制电机的交流接触器的线圈串联。
PLC在摇臂钻床电气控制中的设计
PLC在摇臂钻床电气控制中的设计学校代码：12904 学号：0801103116 中图分类：密级：无吉林农业工程职业技术学院毕业论文PLC在摇臂钻床电气控制中的应用学生姓名：王志强指导教师：王红梅所在系：机械工程系学科专业：机电一体化吉林农业工程职业技术学院中国·四平2011年4月吉林农业工程职业技术学院毕业论文任务书设计题目：PLC在摇臂钻床电气控制中的应用任务与要求：1. PLC应用系统设计的内容和步骤3. PLC的选择4. 生成电子稿5. Z3040型摇臂钻床电力拖动特点与控制要求6. Z3040型摇臂钻床电力控制电路图7. Z3040型摇臂钻床电力控制梯形图2010年3月18日毕业设计进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一。
摘要PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。
也是公共有限公司、电源线车等的名称缩写。
钻床是一种用途广泛的万能机床，可进行钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮断面等多种形式的加工。
钻床按结构型式可分为立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、台式钻床等。
在各种钻床中，摇臂钻床操作方便，灵活，使用范围广，特别适用于带有多孔大型工件的孔加工，式机械加工中床用的机床设备，具有典型性。
关键词PLC 钻床 Z3040摇臂钻床目录一、PLC应用系统设计的内容和步骤 (7)1、PLC的控制系统设计的基本原则 (7)2、PLC控制系统设计的一般步骤 (7)二、PLC的选择 (7)1、PLC的机型选择 (7)2、PLC的容量选择 (8)三、摇臂钻床简介 (8)四、Z3040型摇臂钻床结构与运动形式 (9)五、电气控制电路分析 (9)1、主电路分析 (10)2、控制电路分析 (10)3、照明与信号指示电路分析 (12)4、Z3040型摇臂钻床电气控制特点 (12)六、Z3040型摇臂钻床电力控制电路图 (14)七、Z3040型摇臂钻床电力控制梯形图 (15)谢辞 (19)参考文献 (20)一、PLC应用系统设计的内容和步骤1、PLC的控制系统设计的基本原则任何一种电器控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需要，从而提高产品质量和生产效率。
摇臂钻床PLC
1 PLC简介可编程控制器简称PLC，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置，是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
1.1 PLC的发展历程在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。
目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。
在工业生产过程中，具有大量的开关量顺序控制，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集等。
1968年美国GM（通用汽车）公司公开招标，提出研制能够取代继电器的控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30-40%。
在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，而且在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
现今，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
在可预见的将来，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法取代的。
1.2 PLC各组成元素的构成及功能1.2.1 PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程设备组成，大部分PLC还可以配备特殊功能模块，用来完成特殊任务,如图1.1所示控制系统图。
关于摇臂钻床电气控制系统的PLC改造
关于摇臂钻床电气控制系统的PLC改造谢斌华广东中烟有限责任公司梅州卷烟厂摘要：采用可编程序控制器(下文简称PLC)对摇臂钻床传统的继电器—接触器电气控制系统进行技术改造。
通过实践证明，采用先进的PLC提高了摇臂钻床的电气安全性及工作可靠性，使用效果良好。
关键词:PLC 摇臂钻床控制改造效益1 Z3040摇臂钻床对电气控制系统的要求Z3040摇臂钻床的主电路如图1所示，它采用4台三相鼠笼型异步电动机拖动，即主轴电动机M1，摇臂升降电动机M2，液压泵电动机M3和冷却泵电动机M4。
有5个接触器：KM1控制主轴电动机M1，KM2、KM3控制摇臂上升与下降，KM4、KM5控制液压泵进出油。
从钻削加工工艺出发，对各台电动机的控制要求如下：(1)主轴电动机M1拖动主轴的旋转主运动和主轴的进给运动，主轴旋转与进给要求有较大的调速范围，钻削加工要求主轴能实现正、反转，这些都由液压和机械系统完成，主轴电动机M1为单向固定的转速旋转。
(2)摇臂升降由升降电动机M2拖动，故升降电动机M2要求正、反转。
(3)液压泵电动机M3用来拖动液压泵送出不同流向的压力油，推动活塞，带动菱形块动作，实现主轴箱、内外立柱和摇臂的夹紧与松开，故液压泵电动机M3要求有正、反转。
(4)钻削加工时由冷却泵电动机M4拖动冷却泵，由冷却液对钻头进行冷却，冷却泵电动机为单向旋转。
(5)4台电动机容量较小，全部采用全压直接起动。
要求有必要的联锁和保护环节。
图1 Z3040摇臂钻床主电路图2 PLC型号的选择可编程逻辑控制器(ProgrammingLogicController，PLC)是一种以CPU为核心的工业控制专用计算机，PLC系统的组成与微机系统基本相同，都是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
其编程简单、可靠性高、通用性好及控制功能强，主要是用于完成较复杂的继电器接触器控制系统的功能。
在实际应用中，应根据设计要求、输入输出点数以及所需继电器数目来选择型号。