基于西门子PLC的Z3040型摇臂钻床改造

论文编号:ZD141   论文字数:24775,页数:56 

摘    要
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。
本文在分析Z3040型摇臂钻床继电接触控制系统工作原理的基础上，提出了用可编程控制器（PLC）对摇臂钻床控制系统进行改造设计。文中介绍了PLC的原理和特点；给出了摇臂钻床PLC控制系统的硬件组成和软件设计；其中包括PLC的选型、输入/输出（I/O）地址分配、PLC外部接线图、PLC梯形图程序设计；分析了用PLC控制摇臂钻床的工作过程；对主要电器元件进行了选择。
改造后的Z3040型摇臂钻床简化了控制线路，使机床功能完善，使用方便，维护简单，降低了设备运行的故障率，提高了设备运行的使用率，可实现生产过程的高效、节能和低成本。在工业上有广泛的应用前景。

关键词：可编程控制器（PLC）;摇臂钻床;梯形图;控制系统;接触器

设计任务要求如下：
1．Z3040型摇臂钻床控制线路原理分析
2．基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统设计
（1）PLC的硬件选型
（2）Z3040型摇臂钻床PLC控制I/O端口分配表
（3）Z3040型摇臂钻床PLC控制系统电路
（4）Z3040型摇臂钻床PLC控制软件设计
（5）PLC 控制分析
3．主要电气元件及选择
（1）断路器
（2）接触器
（3）热继电器
（4）熔断器
4．元器件布置图和接线图设计

目    录

摘    要  I
Abstract   II
第1章  引  言   1
1.1本课题选题背景和意义  1
1.2 现状及发展状态   2
1.2.1 PLC的应用领域  2
1.2.2 PLC的国内外状况   3
1.3 本文的主要工作  3
第2章  PLC的概述   5
2.1 PLC的基本知识  5
2.1.1 PLC的产生及发展   5
2.1.2 PLC的组成   5
2.1.3 PLC的工作原理  8
2.1.4 PLC的基本性能指标  9
2.1.5 PLC的特点   10
2.2 PLC的编程语言   12
2.2.1 梯形图编程语言  12
2.2.2 功能图编程语言  14
2.2.3 语句表编程语言  14
第3章  Z3040控制线路原理分析  15
3.1 Z3040摇臂钻床简介   15
3.1.1 Z3040摇臂钻床的结构及运行   15
3.1.2 Z3040摇臂钻床的电力拖动的特点和控制要求  15
3.1.3 Z3040控制线路概述   16
3.2 Z3040控制线路原理分析   17
3.2.1 主电路分析   18
3.2.2 控制电路分析  18
第4章  基于PLC的Z3040控制系统设计   22
4.1 PLC的型号选择   22
4.1.1 PLC的型号选择  22
4.1.2 Z3040摇臂钻床PLC控制系统电路图设计  23
4.2 基于PLC的Z3040型摇臂钻床控制系统软件设计   24
4.2.1 PLC梯形图程序设计 24
4.2.2 PLC梯形图系统调试   27
4.2.3 PLC控制指令表  27
4.2.4 PLC 控制系统分析   30
4.2.5 元器件布置接线图设计  30
第5章  主要电气元件及选择  31
5.1断路器   31
5.1.1 断路器结构、原理   31
5.1.2 断路器的选择  31
5.2接触器   32
5.2.1 接触器结构、原理   32 
5.2.2 接触器的选择  32
5.3热继电器  34
5.3.1 热继电器结构、原理   34
5.3.2 热继电器的选择   35
5.4熔断器   36
5.4.1 熔断器结构、原理   36
5.4.2 熔断器的选择   36
第6章 结论  38
参 考 文 献  39
致    谢  40
附    录   41
附录1  Z3040型摇臂钻床PLC控制系统电气原理图  41
附录2  S7-200 CPU的技术指标  42
附录3  Z3040型摇臂钻床PLC控制I/O(输入、输出）地址分配表  43
附录4  Z3040型摇臂钻床控制系统电路图   46
附录5  Z3040型摇臂钻床配电箱元件位置及接线图  47
附录6  Z3040型摇臂钻床PLC控制系统梯形图  48
附录7  Z3040元器件明细表   50