某款搖臂鉆床控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和仿真分析案例綜述目錄1TOC\o"1-3"\h\u19753Z3040搖臂鉆床控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)案例 1120821.1Z3040搖臂鉆床主軸電動(dòng)機(jī)M1控制程序 179341.2Z3040搖臂鉆床搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2控制程序 3291381.3Z3040搖臂鉆床主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊的控制程序 599511.4Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序 76492Z3040搖臂鉆床的軟件仿真 11135112.1Z3040搖臂鉆床主軸電機(jī)控制仿真 11279812.2Z3040搖臂鉆床搖臂電動(dòng)機(jī)控制仿真 12146382.3Z3040搖臂鉆床主軸、立柱松開(kāi)與夾緊的控制仿真 15通過(guò)軟件STEP7-MicroWINSMART對(duì)Z3040搖臂鉆床進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，先分別對(duì)Z3040搖臂鉆床主軸電動(dòng)機(jī)、搖臂升降電動(dòng)機(jī)、主軸箱、立柱松開(kāi)與夾緊的控制程序分析設(shè)計(jì)，最后整合完成Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序。1.1Z3040搖臂鉆床主軸電動(dòng)機(jī)M1控制程序Z3040搖臂鉆床主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制過(guò)程過(guò)程如下，其控制程序如圖1.1所示。合上刀開(kāi)關(guān)QS，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1通電，電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)。指示燈HL3亮，主軸旋轉(zhuǎn)。按下停止按鈕SB1，接觸器KM1斷電，電動(dòng)機(jī)M1停止工作。指示燈HL3滅，主軸停止旋轉(zhuǎn)。圖1.1Z3040搖臂鉆床主軸電動(dòng)機(jī)M1控制程序1.2Z3040搖臂鉆床搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2控制程序Z3040搖臂鉆床搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2的控制過(guò)程如下，其控制程序如圖1.2和圖1.3所示。=1\*GB2⑴按下上升按鈕SB3，時(shí)間繼電器KT得電，KT的瞬時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器KM4得電。電動(dòng)機(jī)M3反向啟動(dòng)，送出液壓油。延時(shí)斷開(kāi)觸頭KT閉合，YA得電，液壓油經(jīng)過(guò)二位六通閥，進(jìn)入搖臂的松開(kāi)油腔，活塞桿壓下SQ2；SQ2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)KM4，電動(dòng)機(jī)M3停止工作，停止供油。SQ2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接觸器KM2得電，電動(dòng)機(jī)M2正向啟動(dòng)，搖臂上升，當(dāng)搖臂上升到所需位置，松開(kāi)按鈕SB3和搖臂上升極限開(kāi)關(guān)SQ1D；KM2斷電，電動(dòng)機(jī)M2依靠慣性旋轉(zhuǎn)，停止上升。KT斷電，在斷電延時(shí)的過(guò)程中，電磁閥FA仍處于通電狀態(tài)，KT斷電時(shí)間到，KT常閉觸點(diǎn)閉合，接觸器KM5得電，電動(dòng)機(jī)M3正向啟動(dòng)，供出壓力油。KT常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁閥YA斷電，壓力油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，活塞桿壓下SQ3；SQ3常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM5斷電，電動(dòng)機(jī)M3停止工作搖臂夾緊，上升結(jié)束。=2\*GB2⑵需要搖臂下降時(shí)，按下?lián)u臂下降按鈕SB4,動(dòng)作過(guò)程與搖臂上升時(shí)相似。圖1.2Z3040搖臂鉆床搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2的控制程序圖1.3Z3040搖臂鉆床搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2的控制程序1.3Z3040搖臂鉆床主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊的控制程序Z3040搖臂鉆床主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊的控制原理如下（主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊是同時(shí)進(jìn)行的），其控制程序如圖1.4和圖1.5所示。按下按鈕SB5，接觸器KM4得電，電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)M3送出壓力油，電磁閥YA處于斷電狀態(tài)，壓力油經(jīng)二位六通閥，進(jìn)入主軸箱、立柱松開(kāi)油腔。主軸與立柱松開(kāi)，行程開(kāi)關(guān)SQ4沒(méi)有受壓，SQ4常閉觸點(diǎn)閉合，指示燈HL1亮（表示主軸箱與立柱確已松開(kāi)?？梢允謩?dòng)操作主軸箱在搖臂的水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，也可推動(dòng)搖臂使外立柱繞內(nèi)立柱作回轉(zhuǎn)移動(dòng)。）當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到位時(shí)，按下按鈕SB6，松開(kāi)按鈕SB5，接觸器KM5得電，電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)M3送出壓力油至主軸、主軸與立柱夾緊。行程開(kāi)關(guān)SQ4動(dòng)作，SQ4常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，燈HL1滅；SQ4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，HL2亮（表示主軸與立柱夾緊）。圖1.4Z3040搖臂鉆床主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊的控制程序圖1.5Z3040搖臂鉆床主軸箱、立柱的松開(kāi)與夾緊的控制程序 1.4Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序?qū)⑶懊鎆3040搖臂鉆床的每個(gè)電動(dòng)機(jī)的梯形圖進(jìn)行綜合管理、修改和完善，去掉其中重復(fù)的項(xiàng)，最后得到Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序如下圖1.6、圖1.7、圖1.8和圖1.9所示。圖1.6Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序圖1.7Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序圖1.8Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序圖1.9Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序圖1.10Z3040搖臂鉆床PLC控制系統(tǒng)的完整程序2Z3040搖臂鉆床的軟件仿真為了檢驗(yàn)Z3040搖臂鉆床各個(gè)部分程序的真確性，我采用了S7_200漢化版仿真軟件，對(duì)Z3040搖臂鉆床各個(gè)部分程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證。2.1Z3040搖臂鉆床主軸電機(jī)控制仿真按下啟動(dòng)按鈕SB2(I0.1),主軸電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)（KM1得電），指示燈HL3（Q1.0）亮。主軸電機(jī)M1啟動(dòng)仿真圖如圖5.1。圖5.1Z3040搖臂鉆床主軸電機(jī)M1啟動(dòng)控制仿真按下啟動(dòng)按鈕SB1(I0.0),主軸電動(dòng)機(jī)M1停止（KM1斷電），指示燈HL3（Q1.0）滅。主軸電機(jī)M1停止仿真圖如圖5.2。圖5.1Z3040搖臂鉆床主軸電機(jī)M1停止控制仿真2.2Z3040搖臂鉆床搖臂電動(dòng)機(jī)控制仿真Z3040搖臂鉆床搖臂電動(dòng)機(jī)的搖臂上升下降過(guò)程相似，我以搖臂上升控制為例進(jìn)行分析仿真。SQ1D(I0.7)在此之前應(yīng)處于壓合狀態(tài)。按下SB3（I0.2）后，得到仿真結(jié)果圖5.2所示。圖5.2仿真結(jié)果當(dāng)液壓油經(jīng)過(guò)二位六通閥，行程開(kāi)關(guān)SQ2動(dòng)作：=1\*Arabic1、SQ2(I1.0)常閉斷開(kāi)，得仿真結(jié)果如圖5.3所示。圖5.3仿真結(jié)果=2\*Arabic2、SQ2(I1.0)常開(kāi)閉合，接觸器KM2(Q0.1)得電，電動(dòng)機(jī)M2正向啟動(dòng)，搖臂上升，得仿真結(jié)果如圖5.4所示。圖5.4仿真結(jié)果當(dāng)搖臂上到所需位置，松開(kāi)搖臂上升極限保護(hù)SQ1D(I0.7)和按鈕SB3(I0.2)，接觸器KM5(Q0.4)得電，電動(dòng)機(jī)M3正向啟動(dòng)，送出液壓油。得仿真結(jié)果如圖5.5所示。圖5.5仿真結(jié)果當(dāng)液壓油經(jīng)二位六通閥進(jìn)入搖臂夾緊油腔，活塞桿壓下SQ3(I1.1)，SQ3常閉斷開(kāi)，KM5(Q0.4)斷電，上升過(guò)程結(jié)束。得仿真結(jié)果如圖5.6所示。圖5.5仿真結(jié)果2.3Z3040搖臂鉆床主軸、立柱松開(kāi)與夾緊的控制仿真Z3040搖臂鉆床主軸、立柱松開(kāi)與夾緊是同時(shí)進(jìn)行的，先按下SB5（I0.4），接觸器KM4(Q0.3)得電，電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)，送出壓力油。電磁閥YA處于斷電狀態(tài)，壓力油進(jìn)入主軸箱、立柱松開(kāi)油腔。得仿真結(jié)果如圖5.7所示。圖5.7仿真結(jié)果主軸箱、立柱松開(kāi)，行程開(kāi)關(guān)SQ4(I1.2)沒(méi)有受壓，SQ4常閉觸點(diǎn)閉合，燈HL1（I0.6）亮。得仿真結(jié)果如圖5.8所示。圖5.8仿真結(jié)果當(dāng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)到位時(shí)，按下SB6（I0.5），松開(kāi)SB5(I0.4),接觸器KM5（Q0.4）得電,電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)M3供出壓力油，送至主軸箱、立柱夾緊油腔。得仿真結(jié)果如圖5.9所示。圖5.9仿真結(jié)果壓力油使行程開(kāi)關(guān)SQ4（I1.2）動(dòng)作:=