目錄第1章緒論1第2章Z3050型搖臂鉆床簡介21搖臂鉆床的外觀222搖臂鉆床的性能及用途223搖臂鉆床的運(yùn)動形式424搖臂鉆床的原理分析425搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)426Z3050型搖臂鉆床電氣控制線路原理分析427搖臂鉆床的電氣控制要求628搖臂鉆床的使用6第3章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)31改造思想732改造方案733PLC的介簡734PLC的選擇8第4章三菱PLC的系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理41三菱可編程控制器的基本組成942三菱可編程控制器的功能特點(diǎn)94三菱可編程控制器的基本工作原理10第5章Z3050型搖臂鉆床的PLC改造過程51任務(wù)提出簡述1152工作臺控制系統(tǒng)I/O地址分配表1253控制功能接線圖1354梯形圖14總結(jié)15致謝16參考文獻(xiàn)17摘要搖臂鉆床是用于一些大中型企業(yè)對工件的加工，老式的搖臂鉆床電氣控制線路是以各種不同的繼電器為主要元件，所以負(fù)擔(dān)比較沉重，大量的接觸器需要大量的資金，在生產(chǎn)加工工件時接觸器觸頭不斷的關(guān)斷會造成觸頭的發(fā)黑。在安裝這些繼電器時需要大量的空間。維修依靠經(jīng)驗(yàn)，繼電器的位置發(fā)生變化或者是線路發(fā)生改變維修更是困難。隨著現(xiàn)代社會生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的日益提高及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一種可編程控制器（PLC）。所以我想能不能用可編程控制器（PLC）結(jié)合一些外部設(shè)備代替搖臂鉆床電氣設(shè)備的控制，以降低床子的造價費(fèi)用，并且還提高床子的加工精度、延長使用壽命。關(guān)鍵詞Z3050型搖臂鉆床、PLC、自動控制。SUMMARYSHAKINGTHEARMDRILLSABEDTOBEMAINLYMOREAPPLIEDTHANSOMEBIGANDMEDIUMSIZEDBUSINESSENTERPRISESTOUSEDFORPROCESSINGWORKPIECE,SHAKINGARMTODRILLTHEBEDELECTRICITYCONTROLCIRCUITBECAUSEOFTHEOLDSTYLE,WITHVARIOUSDIFFERENTAFTERELECTRICAPPLIANCESFORMAINCOMPONENT,SOBURDENMOREHEAVY,AGREATDEALOFOFCONTACTTHEMACHINEEVENNEEDAGREATDEALOFFUNDS,GETTINGINTOUCHWITHAMACHINETOTOUCHWHENTHEPRODUCTIONPROCESSAWORKPIECEONESCONTINUOUSCONTACTWILLRESULTINANIGRESCENTCIRCUMSTANCEOFTOUCHINGTHEHEADEVENNEEDAGREATDEALOFSPACEWHILEINSTALLINGTHESEAFTERTHEELECTRICAPPLIANCESWHATTODEPENDONMOREISEXPERIENCEINTHEASPECTSOFMAINTAINING,ONCEAFTERTHEPOSITIONOCCURRENCEOFTHEELECTRICAPPLIANCESCHANGEPERHAPSISACIRCUITOCCURRENCETOCHANGETHATTOMAINTAINISALSODIFFICULTYMODERNIZEINDUSTRYPRODUCTIONTOAUTOMATEALONGWITHDEVELOPMENTANDTECHNICALPROGRESSOFMODERNANDSOCIALPRODUCTIONLEVELOFRAISEINCREASINGLYANDTHEMICROELECTRONICSFLYTECHNICALLYTODEVELOPSOON,APPEARINGAKINDOFPROGRAMMABLECONTROLLERPLCSOICONCEIVETHECONTROLTHATCANCOMBINESOMEEXTERIOREQUIPMENTSESTOREPLACETOSHAKEARMTODRILLBEDELECTRICITYANEQUIPMENTSWITHTHEPROGRAMMABLECONTROLLERPLC,THESINCELOWBEDSONBUILDSPRICEEXPENSES,ANDSTILLRAISESBEDSONTOPROCESSACCURACYANDTHEEXTENSIONSERVICELIFEETCKEYWORDTHEZ3050TYPESHAKESARMTODRILLABED,PLC第1章緒論鉆床的種類很多，按照結(jié)構(gòu)形式和加工性能的不同，可分為立式鉆床、臥式鉆床、臺式鉆床及多軸鉆床。Z3050搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件加工。搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。搖臂鉆床，崴觀大方，移動方便，占用場地小，結(jié)構(gòu)合理，操作靈活，突破了機(jī)床教具平面化的模式，能模擬銑床電氣動作及相關(guān)的機(jī)械動作，電氣柜無油膩，并裝有接零插座，適用于大中專、技校，職業(yè)中學(xué)及職業(yè)培訓(xùn)等維修電工專業(yè)課堂化教學(xué)，其電氣線路既典型又有一定的難度，電氣故障檢修是維修電工所必須掌握的內(nèi)容之一。運(yùn)用PLC來控制搖臂鉆床，PLC采用先進(jìn)、高質(zhì)量、應(yīng)用較為廣泛的三菱系列（FX2N48MR）。PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心，PLC具有系統(tǒng)響應(yīng)快，功能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制線路簡單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。PLC設(shè)計(jì)了許多邏輯指令，可以處理繼電器接點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)，串并聯(lián)等各種連接；同時它也為用戶提供了能滿足各種控制要求的定時器和計(jì)數(shù)器。在程序運(yùn)行的過程中可以對時間值和計(jì)數(shù)值進(jìn)行有效的監(jiān)控,還有無數(shù)多對的觸點(diǎn)可用，使搖臂鉆床使用更為便捷。第2章Z3050搖臂鉆床簡介21搖臂鉆床的外觀（如圖21所示）圖21搖臂鉆床外觀22搖臂鉆床的性能及用途鉆床的種類很多，按照結(jié)構(gòu)形式和加工性能的不同，可分為立式鉆床、臥式鉆床、臺式鉆床及多軸鉆床。Z3050搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔的大型零件加工。搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。Z3050搖臂鉆床，崴觀大方，移動方便，占用場地小，結(jié)構(gòu)合理，操作靈活，突破了機(jī)床教具平面化的模式，能模擬銑床所有電氣動作及相關(guān)的機(jī)械動作，電氣柜無油膩，并裝有接零插座，上升、下降加裝了極限固定保護(hù)裝置，適用于大，中專，技校，職業(yè)中學(xué)及職業(yè)培訓(xùn)等維修電工專業(yè)課堂話教學(xué)，其電氣線路既典型又有一定的難度，電氣故障檢修是維修電工所必須掌握的內(nèi)容之一。Z3050搖臂鉆床原理圖（如圖22所示）圖2223搖臂鉆床的運(yùn)動形式（1）主運(yùn)動鉆床主軸帶動鉆頭（刀具）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。（2）進(jìn)給運(yùn)動搖臂鉆床主軸的垂直運(yùn)動（手動或自動）。（3）輔助運(yùn)動輔助運(yùn)動是用來調(diào)整主軸（刀具）與工件縱向橫向即水平上的相對位置以及相對高度的運(yùn)動。24搖臂鉆床的原理分析主電路中M1是主軸電動機(jī)，它由交流接觸器控制單向旋轉(zhuǎn)并有熱繼電器保護(hù)；M2是搖臂升降電機(jī)，它能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，由于M2是間斷性工作，所以不設(shè)過載保護(hù)；M3是液壓油泵電機(jī)，它也能正、反轉(zhuǎn)；M4是冷卻泵電機(jī)有空氣隔離開關(guān)保護(hù)。TC輸出24V照明電壓用于照明燈EL，TC輸出6V短路保護(hù)，TC輸出110V交流電壓提供給控制回路。控制回路中，當(dāng)按下主軸電動機(jī)啟動按鈕SB3，則接觸器KM1吸合并自鎖，使主電機(jī)M1啟動運(yùn)行，同時指示燈HL2亮。按停止按鈕SB2，則接觸器KM1釋放，使主電機(jī)M1停止旋轉(zhuǎn)，同時指示燈HL2熄滅。25搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)Z3050搖臂鉆床主要由底座、外立柱、內(nèi)立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。工作臺用螺柱固定在底座上，工作臺上面固定加工工件。內(nèi)立柱亦固定在底座上。柱套在內(nèi)立柱上，用液壓機(jī)構(gòu)夾緊后，二者不能相對運(yùn)動；松開夾緊機(jī)構(gòu)后，外立柱用手推動可繞內(nèi)立柱旋轉(zhuǎn)360。安裝在坐落在套在套在固定在主軸主軸箱搖臂外立柱內(nèi)立柱固定在固定在底座工作臺工件注“”表示用液壓夾緊機(jī)構(gòu)相連26Z3050搖臂鉆床電氣控制線路原理分析搖臂鉆床的電氣控制線路包括主電路、控制電路和照明電路三部分。主電路中共有4臺異步電動機(jī)，M1是主軸電動機(jī)、M2是搖臂升降電動機(jī)、M3液壓泵電動機(jī)、M4冷卻泵電動機(jī)?？刂齐娐返碾娫从煽刂谱儔浩鱐C輸出110V電壓供電。搖臂鉆床照明由變壓器TC供給24V的安全電壓。熔斷器FU3作照明電路的短路保護(hù)。1主電路分析開關(guān)SB1是搖臂鉆床的電源總開關(guān)。熔斷器FU1是總電源的短路保護(hù)。主電路中共有4臺電動機(jī)，M1是主軸電動機(jī)，拖動主軸電動機(jī)運(yùn)行，由接觸器KM1控制啟動與停止；M2是搖臂升降電動機(jī)，通過操縱按鈕配合使橫臂上升或下降其正反轉(zhuǎn)由接觸器KM2、KM3來實(shí)現(xiàn)；M3是液壓油泵電動機(jī)通過操縱按鈕配合使液壓泵松開或夾緊由接觸器KM4、KM5來實(shí)現(xiàn)；M4是冷卻泵電動機(jī)，供應(yīng)切削液，且當(dāng)M1啟動后才能啟動，由轉(zhuǎn)換開關(guān)QF2控制它的直接啟動和停止。2控制電路分析1、搖臂升降控制按下上升按鈕SB4（或下降按鈕SB5），則時間繼電器KT1通電吸合，其瞬時閉合的常開觸頭閉合，接觸器KM4通電，液壓泵電動機(jī)M3啟動，正向旋轉(zhuǎn)供給壓力油。壓力油經(jīng)分配閥體進(jìn)入搖臂的“松開油腔”，推動活塞移動，活塞推動菱形塊，將搖臂松開。同時活塞桿通過彈簧片壓下位置開關(guān)SQ2，使其常閉觸頭閉合。前者切斷了接觸器KM4的線圈電路，KM4主觸頭斷開，液壓泵電動機(jī)M3停止工作。后者使交流接觸器KM2或KM3線圈通電，KM2或KM3的主觸頭接通M2的電源，搖臂升降電動機(jī)M2啟動旋轉(zhuǎn)，帶動搖臂上升（或下降）。如果此時搖臂尚未松開，則位置開關(guān)SQ2的常開觸頭則不能閉合，接觸器KM2（或KM3）的線圈無電，搖臂就不能上升（或下降）。由于時間繼電器KT1斷電釋放，經(jīng)13S時間的延時后，其延時閉合的常閉觸頭閉合，使接觸器KM5吸合，液壓泵電動機(jī)M3反向旋轉(zhuǎn)，隨之泵內(nèi)壓力油經(jīng)分配閥進(jìn)入搖臂的“夾緊油腔”使搖臂夾緊。自搖臂夾緊后，活塞桿推動彈簧片壓下位置開關(guān)SQ3，其常閉觸頭斷開，KM5斷電釋放，M3最終停止工作，完成了搖臂的松開上升（或下降）夾緊的整套動作。搖臂的自動夾緊由位置開關(guān)SQ3控制。如果液壓夾緊系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能自動夾緊搖臂，或由于SQ3調(diào)整不當(dāng)，在搖臂夾緊后不能使SQ3的常閉觸頭斷開，都會使液壓泵電動機(jī)M3因長期過載運(yùn)行而損壞。為此電路中設(shè)有熱繼電器FR2，其整定應(yīng)根據(jù)電動機(jī)M3的額定電流進(jìn)行整定。搖臂升降電動機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)接觸器KM2和KM3不允許同時獲電動作，以防止電源相間短路。為了避免因操作失誤、主觸頭熔焊等原因而造成短路事故，在搖臂上升和下降的控制電路中采用了接觸器連鎖和復(fù)合按鈕聯(lián)鎖，以確保電路安全工作。2、立柱和主軸箱的夾緊與放松控制立柱和主軸箱的夾緊（或放松）既可以同時進(jìn)行也可以單獨(dú)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1和復(fù)合按鈕SB6或SB7進(jìn)行控制。SA1有三個位置，扳到中間位置時，立柱和主軸箱的夾緊（或放松）同時進(jìn)行；扳到左邊位置時，立柱夾緊（或放松）；扳到右邊位置時，主軸箱夾緊（或放松）。復(fù)合按鈕SB6是松開控制按鈕，SB7是夾緊控制按鈕。立柱和主軸箱同時松開、夾緊將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1撥到中間位置，然后按下松開按鈕SB6，時間繼電器KT2、KT3線圈同時得電。KT2的延時斷開的常開觸頭瞬時閉合，電磁鐵YA1、YA2得電吸合。而KT3延時閉合的常開觸頭經(jīng)立柱和主軸箱的松開油腔，使接觸器KM4獲電吸合，液壓泵電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)，供出的壓力油進(jìn)入立柱和主軸箱的松開油腔，使立柱和主軸箱同時松開。松開SB6,時間繼電器KT2和KT3的線圈斷電釋放，KT3延時閉合的常開觸頭瞬時分?jǐn)?，接觸器KM4斷電釋放，液壓泵電動機(jī)M3停轉(zhuǎn)。KT2延時分?jǐn)嗟某ｉ_觸頭經(jīng)13S延時后分?jǐn)?，電磁鐵YA1、YA2線圈斷電釋放，立柱和主軸箱同時松開的操作結(jié)束。立柱和主軸箱同時夾緊的工作原理與松開相似，只要按下SB7，使接觸器KM5獲電吸合，液壓泵電動機(jī)M3反轉(zhuǎn)。立柱和主軸箱單獨(dú)松開、夾緊如果希望單獨(dú)控制主軸箱，可將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到右側(cè)位置。按下松開按鈕SB6（或夾緊按鈕SB7），時間繼電器KT2和KT3的線圈同時得電，這時只有電磁鐵YA2單獨(dú)通電吸合，從而實(shí)現(xiàn)主軸箱的單獨(dú)松開（或夾緊）。松開復(fù)合按鈕SB6（或SB7），時間繼電器KT2（或KT3）的線圈斷電釋放，KT3的通電延時閉合的常開觸頭瞬時斷開，接觸器KM4（或KM5）的線圈斷電釋放，液壓泵電動機(jī)M3停轉(zhuǎn)。經(jīng)13S延時后，KT2延時分?jǐn)嗟某ｉ_觸頭分?jǐn)啵姶盆FYA2的線圈斷電釋放，主軸箱松開（或夾緊）的操作結(jié)束。同樣的道理，把轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1扳到左側(cè)，則使立柱單獨(dú)松開或夾緊。因?yàn)榱⒅椭鬏S箱的松開與夾緊是短時間的調(diào)整工件，所以采用電動控制。3、冷卻泵電動機(jī)M4的控制扳動斷路器QF2，就可以接通或切斷電源，操縱冷卻泵電動機(jī)M4的工作或停止。4、照明、指示電路分析照明、指示電路的電源也由控制變壓器TC降壓后提供24V、6V的電壓，由熔斷器FU3、FU2作短路保護(hù)，EL是照明燈，HL1是電源指示燈，HL2是主軸指示燈。27搖臂鉆床的電氣控制要求M1主軸電動機(jī)拖動主軸運(yùn)轉(zhuǎn)承擔(dān)鉆削及進(jìn)給任務(wù)只要求M1單向運(yùn)動（主軸的正反轉(zhuǎn)由機(jī)械手柄操作）接觸器自鎖控制電路。M2、M3搖臂升降電動機(jī)和液壓泵電動機(jī)拖動搖臂升降和液壓泵承擔(dān)搖臂的升降和立柱、主軸箱的松開與夾緊要求M3、M4能正反轉(zhuǎn)正反轉(zhuǎn)控制線路。M4冷卻泵電動機(jī)拖動冷卻泵為鉆頭和工件提供冷卻液M4只需單向運(yùn)轉(zhuǎn)功率較小由QF2直接控制。Z3050搖臂鉆床主軸運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動保持了銑床兩種運(yùn)動都要求變速后瞬時點(diǎn)動的電氣控制要求。當(dāng)主軸電動機(jī)或冷卻泵電動機(jī)過載時，進(jìn)給運(yùn)動必須立即停止。Z3050搖臂鉆床有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。28搖臂鉆床的使用本搖臂鉆床采用三相交流電源電壓380V。1、合上電源總開關(guān)QF1,電源指示燈HL1。2、根據(jù)加工要求，按下放松按鈕SB6，使內(nèi)、外立柱之間和主軸箱、搖臂之間液壓夾緊機(jī)構(gòu)松開，按鈕SB6內(nèi)指示燈HL4點(diǎn)亮，說明液壓夾緊機(jī)構(gòu)已松開，可以調(diào)整主軸與工件的縱向前后相對位置。3、根據(jù)加工需求，按下?lián)u臂上升按鈕SB4或按鈕SB5，搖臂沿著外立柱上升（或下降），調(diào)整主軸與工件的相對高度。4、根據(jù)加工需要，將主軸變速及自動進(jìn)給手柄扳至所需旋轉(zhuǎn)方向位置。5、按下主軸電動機(jī)啟動按鈕SB3，主軸電動機(jī)M1得電，指示燈HL2亮，說明主軸電動機(jī)已開始工作，主軸轉(zhuǎn)動。6、根據(jù)加工需要，可在主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的過程中，改變主軸轉(zhuǎn)速或主軸進(jìn)給量。第3章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)31改造思想我們在改造的過程中，以節(jié)約為原則，無論是需要什么元件或工具都盡量使用我們周圍可以找到的，而且我們要以切合實(shí)際的要求來改造。改造搖臂鉆床的目的主要是符合當(dāng)今實(shí)際的形勢。用PLC實(shí)現(xiàn)自動控制與電腦監(jiān)控，更是為節(jié)約而改造的，用電甚少。32改造方案我在方案設(shè)計(jì)時，我對原電控系統(tǒng)的工作原理、結(jié)構(gòu)和工作思想進(jìn)行了認(rèn)真的分析和消化吸收，并結(jié)合實(shí)際情況，制訂了一套設(shè)計(jì)方案，即采用了PLC可編程序控制器作為控制系統(tǒng)的核心，PLC具有系統(tǒng)響應(yīng)快，功能強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制線路簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。PLC設(shè)計(jì)了許多邏輯指令，可以處理繼電器接點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)，同時它也為用戶提供了能滿足各種控制要求的定時器和計(jì)數(shù)器。在程序運(yùn)行的過程中可以對時間值和計(jì)數(shù)值進(jìn)行有效的監(jiān)控,還有無數(shù)多對的觸點(diǎn)可用。它還提供了諸如步進(jìn)控制，數(shù)字之間的相互轉(zhuǎn)換的功能，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和通訊功能。它本身又有許多的保護(hù)措施，另外相較于繼電器控制電路來講它的接線簡單，具有一定的電學(xué)方面的知識就可以理解甚至于編寫程序而無須掌握復(fù)雜的計(jì)算機(jī)匯編語言和一些高級語言。同時在調(diào)試和日后的設(shè)備維護(hù)修理過程中體現(xiàn)出比繼電器線路更為優(yōu)越的性能。33PLC的簡介331PLC定義可編程序控制器（PROGRAMMABLECONTROLLER）,簡稱PLC或PC。它是20世紀(jì)70年代以來，在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)在PLC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，除許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、自動化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越快地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電接觸控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PLC性能也基本達(dá)到國外同類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。因此，作為一名電氣工程技術(shù)人員，必須掌握PLC及其控制系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用技術(shù)，以適應(yīng)當(dāng)前電氣控制技術(shù)的發(fā)展需要。332PLC的特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）編程簡單，易于掌握（3）組合靈活使用方便（4）功能強(qiáng)，通用性好（5）開發(fā)周期短，成功率高（6）體積小，重量輕，功耗低333PLC的分類按I/O點(diǎn)數(shù)和存儲容量可分為（1）小型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，存儲器容量2K，可用于邏輯控制、定時、計(jì)數(shù)、順序控制等場合。部分小型PC還帶有模擬量處理、數(shù)據(jù)通信和算術(shù)運(yùn)算功能，其應(yīng)用范圍更廣。（2）中型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在2562048點(diǎn)之間，存儲容量達(dá)28K步。具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷、數(shù)據(jù)通信、模擬量處理等功能。用于開關(guān)量、數(shù)字量與模擬量混合控制的較復(fù)雜控制系統(tǒng)。（3）大型PLCI/O點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，存儲容量達(dá)8K步以上。具有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視等功能，能進(jìn)行中斷、智能控制、遠(yuǎn)程控制?？捎糜诖笠?guī)模過程控制，也可構(gòu)成分布式或控制網(wǎng)絡(luò)以及整個工廠自動化網(wǎng)絡(luò)控制。在這里我選用的是小型PLC。34PLC的選擇我在做這個課題中首先要選擇做出來最能得心應(yīng)手的一些材料或者器件在這個課題中PLC占主導(dǎo)作用基本上都靠它來完成對PLC進(jìn)行選擇，在國內(nèi)外的幾家有知名度的廠商的生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品中，主要有西門子S7200系列、松下FP系列、歐姆龍C200H系列和三菱FX系列。在綜合分析系統(tǒng)要求，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)指標(biāo)，我選用了小型的三菱FX2N48MR系列PLC。第4章三菱PLC的系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理41三菱可編程控制器的基本組成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。42三菱可編程序控制器的功能特點(diǎn)（1）條件控制PLC具有邏輯運(yùn)算功能，它能根據(jù)輸入繼電器觸點(diǎn)的與（AND）、OR、等邏輯關(guān)系決定輸出繼電器的狀態(tài)（ON或OFF），它可代替繼電器進(jìn)行開關(guān)控制。（2）定時控制一般PLC都為用戶提供足夠的定時器，如三菱FX2型PLC共有256個定時器。所有定時器的定時值可由用戶在編程時設(shè)定，在運(yùn)行定時值可被讀出或修改。（3）計(jì)數(shù)控制為滿足對計(jì)數(shù)控制的需要，PLC向用戶提供上百個功能較強(qiáng)的計(jì)數(shù)器，如FX2型PLC可向用戶提供241個計(jì)數(shù)器。其中6個高速計(jì)數(shù)器，121個電池后備計(jì)數(shù)器。（4）步進(jìn)控制步進(jìn)順序控制PLC的最基本的控制方式，但是PLC為方便用戶編制較復(fù)雜的步進(jìn)控制程序，設(shè)置了專門的步進(jìn)控制指令。如FX2型PLC中擁有上千個狀態(tài)元件，為用戶編寫較復(fù)雜的步進(jìn)順序控制程序提供了極大的方便。（5）數(shù)據(jù)控制PLC具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，除能進(jìn)行加減乘除四則運(yùn)算甚至開方運(yùn)算外，還能進(jìn)行字操作、移位操作、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼等數(shù)據(jù)處理。（6）通信和聯(lián)網(wǎng)PLC可進(jìn)行遠(yuǎn)程的I/O控制。多臺PLC之間可進(jìn)行同位鏈接（PLCLINK），還可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行上位鏈接（HOSTLINK），接受計(jì)算機(jī)的命令，并將執(zhí)行結(jié)果告訴計(jì)算機(jī)。（7）對控制系統(tǒng)的監(jiān)控PLC具有較強(qiáng)的監(jiān)控功能，記憶異常情況或發(fā)生異常情況時自動終止運(yùn)行。操作人員通過監(jiān)控命令，可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便程序的調(diào)試?？删幊绦蚩刂破鞅徽J(rèn)為是真正的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，占有極其重要的地位，最重要的原因是它具有如下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)（1）可靠性高可編程序控制器的平均無故障時間可達(dá)幾十萬小時，一般來說，可編程序控制系統(tǒng)中發(fā)生的故障絕大多數(shù)是由傳感器、執(zhí)行器等外圍部件所造成的。（2）編程方便能在較短的時間內(nèi)掌握,從硬件方面來說，使用可編程序控制器時,一般在實(shí)驗(yàn)室編程模擬調(diào)試后，在現(xiàn)場很快就能安裝調(diào)試成功。（3）對環(huán)境要求低可編程序控制器可在較大的溫度、濕度變化范圍內(nèi)正常工作，抗震動、抗沖擊的性能好，對電源電壓的穩(wěn)定性要求較低，特別是抗電磁干擾能力。這一點(diǎn)較之一般單片機(jī)控制系統(tǒng)尤為突出。（4）與其它裝置配置連接方便可編程序控制器與其他裝置、配置的連接基本都是直接的。43三菱可編程控制器的基本工作原理可編程控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)，其中運(yùn)行狀態(tài)是執(zhí)行應(yīng)用程序的狀態(tài)，停止?fàn)顟B(tài)一般用于程序的編制與修改。在運(yùn)行狀態(tài)，可編程控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時的響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷的重復(fù)執(zhí)行，直至可編程控制器停機(jī)或切換到停止工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程控制器還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段,可編程控制器這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。第5章Z3050型搖臂鉆床的PLC改造過程51任務(wù)提出簡述本文是機(jī)械加工中常用的Z3050搖臂鉆床傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的改造問題,旨在解決傳統(tǒng)繼電器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)與繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文對Z3050搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的改造，將把PLC控制技術(shù)應(yīng)用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鉆床的工作性能。論文分析了搖臂鉆床的控制原理，制定了可編程控制器改造Z3050搖臂鉆床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中包括PLC機(jī)型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖的繪制、PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)。對PLC控制搖臂鉆床的工作過程作了詳細(xì)闡述，論述了采用PLC取代傳統(tǒng)繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)從而提高機(jī)床工作性能的方法，給出了相應(yīng)的控制原理圖。52工作臺控制系統(tǒng)I/O地址分配表Z3050型搖臂鉆床PLC的輸入/輸出點(diǎn)分配表輸入信號輸出信號名稱代號輸入點(diǎn)編號名稱代號輸出點(diǎn)編號主軸電動機(jī)M1熱繼電器FR1X0主軸電動機(jī)M1接觸器KM1Y0液壓泵熱繼電器FR2X13搖臂上升接觸器KM2Y1總停止按鈕SB1X1搖臂下降接觸器KM3Y2主軸電動機(jī)M1停止按鈕SB2X2液壓泵電動機(jī)M3正轉(zhuǎn)接觸器KM4Y3主