買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 目 錄 1 緒論 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 課題的選題背景和意義 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 2 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)和原理分析 . 3 電路 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 制電路、信號(hào)及照明電路 . 5 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制 . 5 臂的升降控制 . 5 柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制 . 7 3 臂鉆床 氣控制系統(tǒng)硬件部分的改造 設(shè)計(jì) . 9 號(hào)的選擇 . 9 物理結(jié)構(gòu) . 9 指令功能 . 9 輸入輸出點(diǎn)數(shù) . 9 存儲(chǔ)容量 . 9 入模塊的類(lèi)型 . 10 出模塊的類(lèi)型 . 10 I/O 端口分配表 . 10 I/O 電氣接線圖的設(shè)計(jì) . 12 4 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì) . 14 形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試： . 14 統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序 . 14 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制程序 . 14 臂升降控制程序 . 15 軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松程序 . 15 軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊控制程序 . 16 5 組態(tài)王簡(jiǎn)介 . 16 態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng) . 17 態(tài)王畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) . 18 態(tài)王工程管理系統(tǒng) . 18 態(tài)王新建工程 . 18 建組態(tài)畫(huà)面 . 18 6 結(jié)論 . 20 致謝 . 21 參考文獻(xiàn) . 21 附錄 梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表 . 22 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 1 1 緒論 搖臂鉆床適合于在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等工作，在具有工藝設(shè)備的條件下可以進(jìn)行鏜孔。 臂鉆床在搖臂鉆床生產(chǎn)中應(yīng)用較廣，電路具有典型性，因 此，本次改造選用 臂鉆床為例分析它的電氣控制線路，然后進(jìn)行 改造 1。 課題的選題背景和意義 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。從控制上講，它需要機(jī)、電、液壓等系統(tǒng)相互配合使用，而且，要進(jìn)行時(shí)間控制。它的調(diào)速是通過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī)和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。也有的是采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī) 只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向 2。 目前，我國(guó)的搖臂鉆床 的電氣控制系統(tǒng) 普遍采用的是傳統(tǒng)的 繼電器 接觸器控制方式。因其控制的電機(jī)較多且電路較復(fù)雜，在日常的生產(chǎn)作業(yè)當(dāng)中，電氣故障出現(xiàn)頻率較高，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 接觸器控制方式很難精確控制，因此，對(duì)傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造有其進(jìn)步性。 可編程邏輯控制器（ 稱 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏 輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 現(xiàn)在應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域的 類(lèi)繁多，歐美以大中型 名，而日本以小型 稱。規(guī)模大小和功能強(qiáng)弱千差萬(wàn)別，但他們具有以下一些共同的特點(diǎn)。 可靠性高?？煽啃允怯脩舻氖走x要求，目前各廠家生產(chǎn)的 均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò) 定的 10 萬(wàn)小時(shí)。 靈活性高?？删幊炭刂破魇窍盗谢a(chǎn)品，通常采用模塊化結(jié)構(gòu)來(lái)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。 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、 算、過(guò)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(guò)遠(yuǎn)程模塊可以控制遠(yuǎn)程設(shè)備。 編程方便，易于使用。 編程可采用與繼電器極為相似的梯形圖語(yǔ)言，直觀易懂，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣人員的歡迎。 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 2 運(yùn)行速度快。傳統(tǒng)的機(jī)電接觸電氣控制系統(tǒng)通過(guò)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。 控制速度則由 作速度和掃描速度決定。因此更適合處理高速?gòu)?fù)雜的控制任務(wù)，它與微型計(jì)算機(jī)之間的差別越來(lái)越小。 同時(shí) ， 具備了網(wǎng)絡(luò)功能，能進(jìn)行一臺(tái) 多臺(tái) 之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，使用 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(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的 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 3。 正是由于 因此本次對(duì)搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)的改造 ,可以大大提高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(lái)生機(jī)。 內(nèi)外關(guān)于本課題的技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) 20 世紀(jì) 60 年代末期， 是美國(guó)通用汽車(chē)公 司在 1968 年提出，由美國(guó)的數(shù)據(jù)設(shè)備公司在 1969 年開(kāi)發(fā)出來(lái)的。我國(guó)于 1974 年開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)。 展至今已經(jīng)歷了三個(gè)階段，其 I/O 點(diǎn)數(shù)、容量、功能等方面，可以完全適應(yīng)復(fù)雜的電氣控制。 生產(chǎn)廠家很多，如國(guó)外的三菱公司的 列、松下公司的 列、歐姆龍公司 列、西門(mén)子公司的 列、立石公司的 C 系列等。我國(guó)北京聯(lián)想計(jì)算機(jī)集團(tuán)公司的 海機(jī)床電器廠的 州電子計(jì)算機(jī)廠的 州機(jī)床電器廠的 津中環(huán)自動(dòng)化儀表公司的6/480 等 4。 世界各國(guó)爭(zhēng)相在該領(lǐng)域投入大量資金進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)， 電氣控制系統(tǒng)的可靠性日益受到人們的重視，一些公司己將自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠性的冗余系統(tǒng)，并采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 由于 眾多優(yōu)點(diǎn)，使其迅速在工業(yè)控制中得到推廣。雖然國(guó)內(nèi) 術(shù)的應(yīng)用前景很大，并且取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而相比之下，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平的限制，大多數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)上使用的搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)，還是采用采用繼電器 接觸器控制方式，而這種控制方式存在著明顯的 缺陷和隱患。極易發(fā)生故障。而且，由于線路復(fù)雜，要想找到問(wèn)題所在也相當(dāng)?shù)睦щy。和國(guó)外大量采用 術(shù)替代繼電器 接觸器系統(tǒng)相比，我們還存在很大差距 5。 隨著 術(shù)在我國(guó)的迅猛發(fā)展，我們和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距會(huì)不斷縮小。因此，抓住這個(gè)有利時(shí)機(jī)進(jìn)一步促進(jìn) 術(shù)的推廣與應(yīng)用，是提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的迫切任務(wù)，此次對(duì)于搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)，就是希望借買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 3 鑒國(guó)外先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)，應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以提高搖臂鉆床的工作性能。 2 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)和原理分析 搖臂鉆床的主軸的調(diào)速 范圍為 50:1，正轉(zhuǎn)最低轉(zhuǎn)速為 40r/高為 2000r/給范圍為 的調(diào)速是通過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī) 和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，或采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。 搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的，故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。除了主軸的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還有搖臂鉆床的上升、下降及立柱的夾緊和放松。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，立柱的夾緊和放松由另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱的 左右 移動(dòng)通常采用手 動(dòng)。此外還有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)對(duì)加工的刀具進(jìn)行冷卻。 臂鉆床外形圖如圖 1 所示 。 圖 1 臂鉆床示意圖 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 4 電路 我國(guó)原來(lái)生產(chǎn)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?，F(xiàn)在的 臂鉆床取消了十字開(kāi)關(guān)，它的電氣原理圖如圖 2 所 示 ： 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 5 它的主電路、控制電路、信號(hào)電路的電源均采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)引入，自動(dòng)開(kāi)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 主電動(dòng)機(jī) 通或斷開(kāi)的 接觸器， 主電動(dòng)機(jī)過(guò)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 動(dòng)機(jī)分別有兩個(gè)接觸器，它們?yōu)?臂升降電動(dòng)機(jī) 卻泵電動(dòng)機(jī) 為短時(shí)工作，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。 制電路、信號(hào)及照明電路 控制電路的電源由控制變壓器 次側(cè)輸出 110V 供電，中間抽頭 603 對(duì)地為信號(hào)燈電源 241 號(hào)線對(duì)地為照明變壓器 次側(cè)輸出 36V。 電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制 在主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前，首先將自動(dòng)開(kāi) 關(guān) 到接通狀態(tài)，同時(shí)將配電盤(pán)的門(mén)關(guān)好并鎖上。然后再將自動(dòng)開(kāi)關(guān) 到接通位置，電源指示燈 。這時(shí)按下 間繼電器 電并自鎖 ,為主軸電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)做好了準(zhǔn)備。當(dāng)按下按鈕 ，交流接觸器 圈通電并自鎖使主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的指示燈 。主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)用手柄通過(guò)機(jī)械變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 臂的升降控制 按下按鈕 間繼電器 電吸合，它的瞬動(dòng)觸點(diǎn) （ 33閉合使圈通電，液壓電動(dòng)機(jī) 動(dòng)供給壓力油，經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖 臂的松開(kāi)油腔，推動(dòng)活塞使搖臂松開(kāi)。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使行程開(kāi)關(guān) 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)沒(méi)， 圈斷電 ,而 動(dòng)合觸電 （ 17閉合 通電，它主觸點(diǎn)閉合， 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)使搖臂上升。 如果搖臂沒(méi)有松開(kāi)， 動(dòng)合觸點(diǎn)不能閉合，搖臂升降電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就保證了只有搖臂的可靠松開(kāi)后方可使搖臂上升或下降。 臂鉆床的液壓控制原理圖如圖 3 所示 ： 當(dāng)搖臂上升到所需要的位置時(shí)，松開(kāi)按鈕 電，升降電動(dòng)機(jī) 臂停止上升。當(dāng)持續(xù) 1后 ， 斷電延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn) （ 47閉合， 圈經(jīng) 7線， 圈通電液壓泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)，使壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的夾緊液壓腔，搖臂夾緊。同時(shí)活塞桿通過(guò)彈簧片使 動(dòng)斷觸點(diǎn) （ 7斷開(kāi)， 圈斷電， 動(dòng)機(jī)停止，完成了搖臂的松開(kāi) 上升 夾緊動(dòng)作。 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 6 圖 3 臂鉆床夾緊機(jī)構(gòu)液壓控制液壓原理圖 搖臂升降電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)不能同時(shí)進(jìn)行，否則將造成電源兩相間的短路。為避免由于操作錯(cuò)誤造成事故，在搖臂上升和下降的線路中加入了觸點(diǎn)互鎖和按鈕互鎖。因?yàn)閾u臂的上升或下降是短時(shí)的調(diào)整工作 所以采用點(diǎn)動(dòng)方式。 行程開(kāi)關(guān) 為搖臂的上升或下降的極限位置保護(hù)而設(shè)立的。 兩對(duì)常閉觸點(diǎn)， 動(dòng)斷觸點(diǎn) （ 15是搖臂上升時(shí)的極限位置保護(hù)， 動(dòng)斷觸點(diǎn) （ 27是搖臂于液壓夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障或 整不當(dāng)，將造成液壓泵買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 7 電動(dòng)機(jī) 載 ， 它的過(guò)載保護(hù)熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)將斷開(kāi)， 放， 動(dòng)機(jī)斷電停止。 柱和主軸箱的松開(kāi)及夾緊控制 主軸箱與立柱的松開(kāi)及夾緊控制可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行，它由組合開(kāi)關(guān) 按鈕 行控制。 三個(gè)位置，在中間位 置（零位）時(shí)為同時(shí)進(jìn)行，搬到左邊位置時(shí)為立柱的夾緊或放松，搬到右邊位置為主軸箱的夾緊或放松。 主軸箱和立柱的夾緊按鈕。 下面以主軸箱的松開(kāi)和夾緊 為例說(shuō)明它的動(dòng)作過(guò)程：首先將組合開(kāi)關(guān) 點(diǎn) （ 57接通，觸點(diǎn) (57開(kāi)。當(dāng)要主軸箱松開(kāi)時(shí)，按下按鈕 時(shí)時(shí)間繼電器 圈同時(shí)通電，但 斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，所以 通電使瞬時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，斷電延時(shí)斷開(kāi)的動(dòng)斷觸點(diǎn) （ 7閉合 ， 使 通電，經(jīng) 1 延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn) （ 7閉合，通過(guò)3 電 ， 液壓泵電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)使壓力液壓油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動(dòng)活塞使主軸箱放松?；钊麠U使 位 ， 主軸箱和主柱分開(kāi)，指示燈 。當(dāng)要主軸夾緊時(shí)，按下按鈕 仍 首先為 通電，經(jīng) 1中， 圈通電，液壓泵電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入主軸箱液壓缸，推動(dòng)活塞使主軸箱夾緊。同時(shí)活塞桿使 壓，它的動(dòng)合觸點(diǎn) （ 607閉合，指示燈 ，觸點(diǎn) （ 607斷開(kāi)，指示燈 ，指示主軸箱與立柱夾緊。 當(dāng)將 到左側(cè)時(shí)，觸點(diǎn) （ 57接通， （ 57觸點(diǎn)斷開(kāi)。按下按鈕 使 電，此時(shí)主柱松開(kāi)或夾緊。 中間位置時(shí)，觸點(diǎn) （ 577均接通，按下 ， 、 通電，主軸箱和立柱同時(shí)進(jìn)行夾緊或放松。其它動(dòng)作過(guò)程和主軸箱松開(kāi)和夾緊完全相同，它的電氣元件目錄表如 表 1 所示： 表 1 電氣元件目錄表 符號(hào) 名稱及用途 電動(dòng)機(jī) 臂升降電動(dòng)機(jī) 壓泵電動(dòng)機(jī) 卻泵電動(dòng)機(jī) 軸旋轉(zhuǎn)接觸器 臂上升接觸器 臂下降接觸器 軸 箱、立柱、搖臂放松接觸器 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 8 續(xù)表 1 符號(hào) 名稱及用途 軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器 臂上升、下降用時(shí)間繼電器 軸箱、立柱和搖臂放松、夾緊用時(shí)間繼電器 軸箱、立柱和搖臂放松、夾緊用時(shí)間繼電器 臂升、降用行程開(kāi)關(guān) 臂夾緊、放松用行程開(kāi)關(guān) 臂夾緊用行程開(kāi)關(guān) 柱夾緊、放松指示用行程開(kāi)關(guān) 4 電源引入兼作短路保護(hù)用自動(dòng)開(kāi)關(guān) 作燈用自動(dòng)開(kāi)關(guān) 主軸箱放松、夾緊用電磁鐵 立柱放松、夾緊用電磁鐵 作準(zhǔn)備用中間繼電器 Q 冷卻泵電動(dòng)機(jī)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 軸箱、立柱放松、夾緊用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 1 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器 3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器 制變壓器 啟動(dòng)按鈕 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 臂上升啟動(dòng)按鈕 臂下降啟動(dòng)按鈕 軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)按鈕 軸箱、立柱、搖臂夾緊按鈕 停止按鈕 電動(dòng)機(jī)停止按鈕 作狀態(tài)指示信號(hào)燈 床 工作燈 床工作開(kāi)關(guān) 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 9 3 臂鉆床 氣控制系統(tǒng)硬件部分的改造 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案由兩部分組成，一部分為電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，也就是 機(jī)型的確定；另一部分是電氣控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，就是 制程序的編寫(xiě)。為了使改造后的搖臂鉆床仍能夠保持原有功能不變，此次改造的一個(gè)重要原則之一就是，不對(duì)原有機(jī)床的控制結(jié)構(gòu)做過(guò)大的調(diào)整，只是將原繼電器控制中的硬件接線改為用軟件編程來(lái)替代。 號(hào)的選擇 選擇搖臂鉆床 動(dòng)控制電氣控制系統(tǒng)的 型，應(yīng) 考慮以下幾個(gè)方面。 物理結(jié)構(gòu) 根據(jù)物理結(jié)構(gòu)的不同， 為整體式和模塊式。整體式的每一 I/O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式便宜，小型電氣控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程控制器。此次所設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)屬于小型開(kāi)關(guān)量電氣控制系統(tǒng)，整體式 全可以滿足控制要求，且在性能相同的情況下，整體式 模塊式價(jià)格便宜。因此， 用整體式結(jié)構(gòu)的 指令功能 考慮到任何一種 可以滿足開(kāi)關(guān)量電氣控制系統(tǒng)的要求，據(jù)此本課題將盡量采用價(jià)格便宜的 于知識(shí)，本課題采用日本松下生產(chǎn)的 列的 行改造，它是可編程控制器市場(chǎng)上的后起之秀。 輸入輸出點(diǎn)數(shù) 搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)需要 17 個(gè)輸入口和 11 個(gè)輸出口， 實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)應(yīng)等于或大于所需輸入點(diǎn)數(shù) 17， 實(shí)際輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)等于或大于所需輸出點(diǎn)數(shù) 11，在條件許可的情況下盡可能留有 10%余量。 存儲(chǔ)容量 儲(chǔ)器容量的估算方法：對(duì)于僅有開(kāi)關(guān)量輸入 /輸出信號(hào)的電氣控制系統(tǒng)，將所需的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)乘以 8，就是所需 儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量（單位為 （ 17+11） 8=224文檔就送您 01339828 或 11970985 10 入模塊的類(lèi)型 輸入模塊的輸入電壓一般為 流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)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，適合于油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。由于是基于 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的工作環(huán)境并不惡劣，且對(duì)電氣控制系統(tǒng)操作人員來(lái)說(shuō) 壓安全些。因此，基于 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的 入電壓應(yīng) 壓。 出模塊的類(lèi) 型 出模塊有繼電器型、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(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，每一點(diǎn)的輸出容量較大（可達(dá) 2A） ,在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)導(dǎo)通的輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但動(dòng)作速度慢，壽命有一定的限制。 晶體管型與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)帶寬快，壽命長(zhǎng)，但是過(guò)載能力差，每 1 點(diǎn)的輸出量只有 4點(diǎn)同時(shí)輸出的總?cè)萘坎坏贸^(guò) 2A。 由于 臂鉆床控制對(duì)象對(duì) 出點(diǎn)的動(dòng)作表達(dá)速度要求不高，繼電器型輸出模塊 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(méi)有限制，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的方便。所以本課題選用繼電器輸出模塊，結(jié)合 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，需要輸入點(diǎn)數(shù)大于 17 個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)大于 11 個(gè)。 綜上所述，為了使 臂鉆床在改造后能夠良好工作，確認(rèn)日本松下公司生產(chǎn)的 與擴(kuò)展單元 和 夠滿足上述要求，該類(lèi)型號(hào) 積小，功能強(qiáng)，增加了一些大型機(jī)的功能和指令，如 寬調(diào)制）指令，對(duì)于控制器體積要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)是一種很好的選擇。其編程口為 以直接和編程器或計(jì)算機(jī)連接，使用非常方便，且性價(jià)比較高，使用方便。 該型 有 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)所需的所有指令功能，其總輸入點(diǎn)數(shù)為 20 點(diǎn)，總輸出點(diǎn)數(shù)為 18 點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)器容量 ，輸入模塊電壓為 出模塊為繼電器型。由此可知， 技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足上述要求。 I/O 端口分配表 根據(jù)所選 型號(hào)進(jìn)行 I/O 點(diǎn)的端口分配，如表 2、 表 3 所示： 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 11 表 2 輸入信號(hào)端口分配表 地址號(hào) 符號(hào)名稱 名稱及用途 啟動(dòng)按鈕 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)按鈕 臂上升啟動(dòng)按鈕 臂下降啟動(dòng)按鈕 軸箱、立柱、搖臂松開(kāi)按鈕 軸箱、立柱、搖臂夾緊按鈕 停止按鈕 電動(dòng)機(jī)停止按鈕 1 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器 3 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)用熱繼電器 1 搖臂上升用行程開(kāi)關(guān) 2 搖臂下降用行程開(kāi)關(guān) 臂夾緊、放松用行程開(kāi)關(guān) 臂夾緊用行程開(kāi)關(guān) 柱夾緊、放松指示用行程開(kāi)關(guān) 1 主軸箱夾緊、放松用組合開(kāi)關(guān) 2 立柱夾緊、放松用組合開(kāi)關(guān) 表 3 輸出信號(hào)端口分配 表 地址號(hào) 符號(hào)名稱 用途 軸旋轉(zhuǎn)接觸器 臂上升接觸器 臂下降接觸器 軸箱、立柱、搖臂放松接觸器 軸箱、立柱、搖臂夾緊接觸器 A 1 主軸箱夾緊、放松用電磁鐵 A 2 立柱夾緊、放松用電磁鐵 源工作狀態(tài)指示信號(hào)燈 柱松開(kāi)指示信號(hào)燈 柱夾緊指示信號(hào)燈 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示信號(hào)燈 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 12 I/O 電氣接線圖的設(shè)計(jì) 15、 用一個(gè) ，輸入開(kāi)關(guān)的其中一端應(yīng)并接在直流 24V 電源上，另一端應(yīng)分別 接入相應(yīng)的 入端子上（接線時(shí)注意 入 /輸出 子的極性）。在改造前變壓器轉(zhuǎn)變的電壓就是 110V，所以接觸器的線圈工作電壓也選用交流 110V。 用一個(gè) 。如果輸出控制設(shè)備存在直流回路，則交流回路和直流回路不可共用一個(gè) ，而應(yīng)分開(kāi)使用。本電路的輸出端全為交流回路，但是交流電壓不相同 ,所以接口也不可共用一個(gè) 。而信號(hào)燈電源電壓為交流 此 可以共用一個(gè) 。即 用一個(gè) 。 臂鉆床 I/O 電氣接線圖的設(shè)計(jì)如圖 4 所示 。 圖 4 I/O 各端口電氣接線圖 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 13 圖 5 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)梯形圖 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 14 4 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì) 形圖程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)及程序調(diào)試： 為了使 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 搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的 序應(yīng)由電氣控制系統(tǒng)預(yù) 開(kāi) 程序、主電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止控制程序、搖臂升降控制程序即升降電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制程序、立柱和主軸箱的松開(kāi)與夾緊控制程序即液壓 泵電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序、信號(hào)的顯示程序、照明控制程序等部分組成。選用日本電工公司 列的 程時(shí)采用 境下運(yùn)行的 軟件來(lái)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。編譯程序如圖 5 所示 。 統(tǒng)預(yù)開(kāi)程序 輸入繼電器，當(dāng) 合后 內(nèi)部繼電器 通 并 自鎖，為電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行工作做好準(zhǔn)備。內(nèi)部繼電器 通，輸出繼電器 電，此時(shí)電源工作狀態(tài)指示信號(hào)燈 。表明機(jī)床開(kāi)始處于工作狀態(tài)。輸入繼電器 是總停止輸入開(kāi)關(guān)，按下后會(huì)停止系統(tǒng)工作。如下圖 6 所示 ： 圖 6 系統(tǒng)預(yù)開(kāi)梯形圖 程序 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制程序 主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)輸入繼電器，內(nèi)部繼電器 合后，閉合 入繼電器，此時(shí)輸出繼電器 通并自鎖，從而使電機(jī)啟動(dòng)。內(nèi)部繼電器 于接通狀態(tài)，輸入繼電器 電，輸出繼電器 電，此時(shí)主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示信號(hào)燈 下圖 7 所示 ： 圖 7 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)梯形圖程序 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 15 臂升降控制程序 內(nèi)部繼電器 于接通狀態(tài)，當(dāng)輸入繼電器 通時(shí)，內(nèi)部繼電器 接通，同時(shí) 電，使得液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，搖臂放松，當(dāng)搖臂徹底放松后，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸 點(diǎn)斷開(kāi)， 電， 電，搖臂開(kāi)始上升，當(dāng)上升到極限位置時(shí)， 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， 電。搖臂夾緊，完成上升的過(guò)程。 如果想要完成搖臂下降的過(guò)程，需接通 部繼電器 要接通，同時(shí)電，使得液壓泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。在搖臂放松后，使 電，使搖臂下降，當(dāng)下降到極限位置時(shí)， 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， 電。搖臂夾緊，完成下降的過(guò)程。 如下圖 8 所示 ： 圖 8 搖臂升降梯形圖程序 軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松程序 在未觸動(dòng)輸入繼電器 以使立柱和主軸箱同時(shí)夾緊或放松。當(dāng)通過(guò)手動(dòng) 接通輸入繼電器 以使它們分別夾緊或放松。如果需要使主軸箱單獨(dú)夾緊或放松時(shí)，用手扳動(dòng)輸入繼電器 以使主軸箱單獨(dú)夾緊或放松；同樣，用手扳動(dòng)輸入繼電器 可使立柱單獨(dú)夾緊或放松立柱的目的。這一個(gè)過(guò)程是可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的。如下圖 9 所示 ： 圖 9 主軸箱和立柱分別單獨(dú)夾緊或放松梯形圖程序 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 16 軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊控制程序 如需要主軸箱和立柱同時(shí) 放松或夾緊，則必須在 內(nèi)部繼電器 于接通狀態(tài)，輸入繼電器 通時(shí)，內(nèi)部繼電器 定時(shí)器繼電器 時(shí)接通 ,3 秒后，輸 出繼電器 動(dòng)接通，主軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊，當(dāng)再次使輸入繼電器 通時(shí)，輸出繼電器 通，主軸箱和立柱同時(shí)夾緊或松開(kāi)。內(nèi)部繼電器 于接通狀態(tài)，輸入繼電器 電，此時(shí)立柱夾緊指示燈。輸入繼電器 電，輸出繼電器 電，此時(shí)立柱夾緊指示燈 下圖 10 所示 ： 圖 10 主軸箱和立柱同時(shí)放松或夾緊梯形圖程序 5 組態(tài)王簡(jiǎn)介 組態(tài)王是北京亞控科技有限公司開(kāi)發(fā)的一種組態(tài)軟件。它可以運(yùn)行在8、 T、和 000 操作系統(tǒng)下。組態(tài)王軟件 包由工程瀏覽器（ 工程管理器 (畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) (部分組成。在工程瀏覽器中可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫(huà)面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。畫(huà)面的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行是由工程瀏覽器調(diào)用畫(huà)面制作系統(tǒng)(工程運(yùn)行系統(tǒng) (完成的。在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的畫(huà)面應(yīng)用程序時(shí)，必須在畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)中才能運(yùn)行。 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 17 態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 工程瀏覽器是組態(tài)王軟件的核心 部分，是應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。是把現(xiàn)場(chǎng)中的各部分的部件和運(yùn)動(dòng)情況以畫(huà)面的形式生動(dòng)地反映在計(jì)算機(jī)上，也就是說(shuō)要設(shè)計(jì)者在計(jì)算機(jī)上制作出各個(gè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫(huà)面。軟件開(kāi)發(fā)者在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)，變量及動(dòng)畫(huà)連接的定義等工作。 在 工程瀏覽器畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 中，畫(huà)好圖形后，畫(huà)面都是靜止的，這時(shí)需要通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)， 建立 “ 動(dòng)畫(huà)連接 ” （就是建立畫(huà)面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系） ，因?yàn)橹挥袛?shù)據(jù)庫(kù)中的變量才是與現(xiàn)場(chǎng)的狀況同步變化的 。在制作應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，定義的變量以及坐標(biāo)預(yù)定義的變量存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)王最核心的部分，在運(yùn)行時(shí) ，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速達(dá)到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)的橋梁。如下圖 11 所示： 圖 11 數(shù)據(jù)詞典對(duì)話框 如果設(shè)計(jì)者想讓自己畫(huà)出的圖形對(duì)象動(dòng)作的話，可雙擊對(duì)象彈出 “ 動(dòng)畫(huà)連接 ”對(duì)話框。在此對(duì)話框中，選擇圖形對(duì)象如何隨變量值的變化而動(dòng)作。圖形界面上的任何對(duì)象都可以隨著過(guò)程參數(shù)的改變而變換狀態(tài)，用以產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)效果。各部分的動(dòng)畫(huà)完成后，選擇文件菜單中的新畫(huà)面對(duì)話框，在對(duì)話框中單擊右鍵定義畫(huà)面的名稱、大小、位置、風(fēng)格 及 畫(huà)面在磁盤(pán)上對(duì)應(yīng)的文件名，將畫(huà)面存儲(chǔ)起來(lái)。 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 18 態(tài)王畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) 畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) 是組態(tài)王軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，用于顯示 畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng) 中建立的動(dòng)畫(huà)圖形畫(huà)面，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)與 I/O 服務(wù)程序的數(shù)據(jù)交換。它通 過(guò) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理從一組工業(yè)控制對(duì)象采集各種數(shù)據(jù)， 并把數(shù) 據(jù)的變化用動(dòng)畫(huà)的方式形象地表示出 來(lái)。畫(huà)面圖形只有在它的環(huán)境下才能運(yùn)行。 態(tài)王工程管理系統(tǒng) 工程管理系統(tǒng)是應(yīng)用程序的管理系統(tǒng)。它具有很強(qiáng)的管理功能，可用于新工程的創(chuàng)建及刪除，并能對(duì)已有工程進(jìn)行搜索、備份及有效恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出。 態(tài)王新建工程 進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇 工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“文件 畫(huà)面”，在工程瀏覽右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，建立一個(gè)新的工程，如下圖 12 所示： 圖 12 工程瀏覽器 窗口 建組態(tài)畫(huà)面 進(jìn)入組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個(gè)工程建立數(shù)目不限的畫(huà)面，在每個(gè)畫(huà)買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 19 面上生互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。創(chuàng)建一個(gè)新畫(huà)面，進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)項(xiàng)“文件 畫(huà)面”，在工程瀏覽右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，建立一個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)畫(huà)面，作圖如下圖 13 所示。 圖 13 搖臂鉆床硬件連接示意圖 圖 13 是 臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的硬件 I/O 接口的 示意圖，用電腦監(jiān)控，控制面板進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工操作，控制電路由 代，對(duì)主要的四臺(tái)電機(jī)進(jìn)行控制。 當(dāng)推上電源閘，電源指示燈就會(huì)亮起。按下電機(jī)按鈕，主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且電機(jī)指示燈也同時(shí)亮起。按下夾緊按鈕，液壓泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且?jiàn)A緊指示燈亮起。按下松開(kāi)按鈕，液壓泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且松開(kāi)指示燈亮起。按下夾緊按鈕，液壓泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且?jiàn)A緊指示燈亮起。按下上升按鈕，升降電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。按下下降按鈕，升降電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。組合開(kāi)關(guān)是控制主軸箱松開(kāi)夾緊或立柱松開(kāi)夾緊或同時(shí)它們松開(kāi)夾緊。 這些動(dòng)作的監(jiān)控可以通過(guò)組態(tài)王在顯示器上實(shí)現(xiàn)。要想 實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作還要在組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接。 買(mǎi)文檔就送您 01339828 或 11970985 20 單擊右鍵中的“動(dòng)畫(huà)連接”或“編輯”中的“動(dòng)畫(huà)連接”進(jìn)行設(shè)置，如下圖14 所示： 圖 14 動(dòng)畫(huà)連接 窗口 在動(dòng)畫(huà)連接