柳州職業技術學院
畢業設計（**）
姓名學號
專業年級
指導教師
完成時間
目錄一、概述 6
1、z3040搖臂鑽的特點 6
2、z3040搖臂鑽的缺點 6
3、如何克服z3040搖臂鑽的缺點 6
4、西門子s7-200plc的介紹: 7
(1):應用領域 7
(2):優點 7
(3)：組成 7
(3.1)基本單元 7
(3.2)擴充套件單元 8
(3.3)程式設計器 8
(3.4)程式儲存卡 8
(3.5)寫入器 8
(3.6)文字顯示器 8
二、z3040搖臂鑽普通工具機電氣原理圖 9
三、工具機電氣控制原理分析 9
1．電氣基本要求： 9
2．主電路分析 10
3.控制電路分析 12
4.其他電路分析 14
5.其他聯鎖和保護 14
四、plc控制的i/o分配表 14
五、 plc的選擇及控制的i/o接線圖 15
六、 plc控制的梯形圖和指令表 17
七、電器元件計算選擇 21
八、電器元件清單 22
九、電器元件安裝位置圖 23
十、電櫃內電器元件接線圖標意圖 23
十一、電櫃外電器元件接線圖標意圖 23
十二、總結 25
答謝詞 25
主要參考文獻： 27
柳州職業技術學院畢業設計（**）
任務書 系（部專業班學生學號
一、畢業設計（**）題目：z3040搖臂鑽床電氣控制系統plc改造
二、畢業設計（**）工作規定進行的日期：2023年7月5日起至2023年10月30日止
三、畢業設計（**）進行地點
四、任務書的內容：
鑽床是一種對工件進行孔加工的工具機。它可用於鑽孔、擴孔、鉸孔、攻絲及修刮端麵等多種形式的加工。z3040搖臂鑽床外形圖如圖1所示。
圖1 z3040搖臂鑽床外形圖
1、運動形式
主運動搖臂鑽床的主運動是指主軸的旋轉運動。
進給運動搖臂鑽床的進給運動是指主軸的縱向進給。
輔助運動 ①搖臂沿外立柱上導軌的上下垂直移動；②主軸箱沿搖臂長度方向的左右移動；③搖臂與外立柱一起繞內立柱的迴轉運動。
2、控制要求
（1）搖臂鑽床的主運動和進給運動均為主軸的運動，為此這兩項運動有一台主軸電動機拖動，分別經主軸傳動機構，進給傳動機構實現主軸的旋轉和進給。
（2）內外主軸的夾緊與放鬆、主軸與搖臂的夾緊與放鬆可用機械操作、電氣—機械裝置，電氣—液壓或電氣—液壓—機械等控制方法實現。若採用液壓裝置，則備有液壓幫浦電機，拖動液壓幫浦提供壓力油來實現，液壓幫浦電機要求能正反向旋轉，並根據要求採用點動控制。
（3）為了適應多種形式的加工要求，搖臂鑽床主軸的旋轉及進給運動有較大的調速範圍，一般情況下多由機械變速機構實現。主軸變速機構與進給變速機構均裝在主軸箱內。
（4）搖臂鑽床運動部件較多，為了簡化傳動裝置，採用多台電動機拖動。例如z3040型搖臂鑽床採用4臺電動機拖動，他們分別是主軸電動機，搖臂公升降電動機，液壓幫浦電動機和冷卻幫浦電動機，這些電動機都採用直接啟動方式。
（5）在加工螺紋時，要求主軸能正反轉。搖臂鑽床主軸正反轉一般採用機械方法實現。因此主軸電動機僅需要單向旋轉。
（6）搖臂公升降電動機要求能正反向旋轉。
（7）搖臂的移動嚴格按照搖臂鬆開→移動→搖臂夾緊的程式進行。因此搖臂的夾緊與搖臂公升降按自動控制進行。
（8）冷卻幫浦電動機帶動冷卻幫浦提供冷卻液，只要求單向旋轉。
（9）具有連鎖與保護環節以及安全照明、訊號指示電路。
設計要求：選用西門子7s-200系列的plc對z3040搖臂鑽床電氣控制系統進行改造設計。給定引數：
主電動機3kw， 380v；搖臂公升降電動機1.5kw， 380v；冷卻液電動機0.125kw， 300v；液壓幫浦電動機0.
6kw，380v。其餘引數由學生自己設定。
目的： （1）通過本設計使學生掌握根據普通工具機的加工工藝要求進行工具機電氣控制系統改造（繼電器——接觸器控制、plc控制）的基本方法進一步鞏固電氣控制技術與可程式設計控制器的理論和應用知識，培養學生分析控制要求、設計和除錯控制系統的能力，為將來從事機電裝置電氣控制設計、維修和管理打下基礎。
（2）提高學生對工作認真負責、一絲不苟，認真思考、用於開拓、用於實踐的基本素質。
（3）培養學生綜合運用所學知識，結合實際獨立完成課題的工作能力和解決生產中實際問題的能力。
（4）對學生的知識面、掌握知識的深度、運用理論結合實際去處理問題的能力、實驗能力、計算機運用水平、書面及口頭表達能力進行綜合考核。
任務： （1）收集z3040搖臂鑽床的相關資料，分析其工作過程。
（2）技術引數的設定。
（3）設計工具機電氣控制系統，分析電氣控制電路工作過程。
（4）選擇plc型號，設計plc控制系統輸入輸出接線圖、梯形圖。
（5）完成電氣元件計算選擇、列出元件清單。
（6）設計工具機電氣接線施工方案。
摘要 本**是研究機械加工中常用的z3040搖臂鑽床傳統電氣控制系統的改造問題，旨在解決傳統繼電器---接觸器電氣控制系統存在的線路複雜、可靠性穩定性差、故障診斷和排除困難等問題。由於plc電氣控制系統與繼電器---接觸器電氣控制系統相比，具有結構簡單、程式設計方便、除錯周期短、可靠性高、抗干擾能力強、故障率低，對工作環境要求低等一系列優點。因此，本**對z3040搖臂鑽床電氣控制系統的改造，將把plc控制技術應用到改造方案中去，從而大大提高搖臂鑽床的工作效能。
本**分析了搖臂鑽床的控制原理，制定了可程式設計控制器改造z3040搖臂鑽床電氣控制的設計方案，完成了電氣控制系統硬體和軟體的設計，其中包括plc機型的選擇、i/o埠的分配、i/o硬體接線圖的繪製，plc梯形圖程式的設計。對plc控制搖臂鑽床的工作過程作了詳細闡述，論述了採用plc取代傳統繼電器---接觸器電氣控制系統從而提高工具機工作的效能的方法，給出了相應的控制原理圖。
關鍵詞：可程式設計控制器、搖臂鑽床、梯形圖、電氣控制系統
一、概述
1、z3040搖臂鑽的特點： z3040搖臂鑽床具有結構簡單實用、操作維修方便等特點，而且將其他鑽床的優點聚為一體，使之加大了鑽床的加工範圍。如：
鏜孔、攻絲、套絲、鍃平面、鑽、鉸、擴孔等功能，廣泛用於中小型企業、鄉鎮和個體工業的機械加工。
2、z3040搖臂鑽的缺點：z3040搖臂鑽存**路複雜、可靠性穩定性差、故障診斷和排除故障難等問題。
3、如何克服z3040搖臂鑽的缺點：通過用plc改造控制系統，使工具機結構更簡單、穩定性可靠性、抗干擾能力更強，故障率也降低，對工作環境要求也降低等。
(1):應用領域
simatic s7-200的應用領域從更換繼電器和接觸器一直擴充套件到在單機、網路以及分布式配置中更複雜的自動化任務。s7-200也越來越多地提供了對以前曾由於經濟原因而開發的特殊電子裝置的地區的進入。
(2):優點
simatic s7-200發揮統一而經濟的解決方案。整個系統的系列特點
強大的效能，
最優模組化和開放式通訊。
結構緊湊小巧-狹小空間處任何應用的理想選擇
在所有cpu型號中的基本和高階功能，
大容量程式和資料儲存器
傑出的實時響應-在任何時候均可對整個過程進行完全控制，從而提高了質量、效率和安全性
易於使用step 7-micro/win工程軟體-初學者和專家的理想選擇
整合的 r-s 485介面或者作為系統匯流排使用
極其快速和精確的操作順序和過程控制
通過時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程
(3)：組成
(3.1)基本單元
s7-200系列plc中可提供4種不同的基本型號的8種cpu供選擇使用.
(3.2)擴充套件單元
s7-200系列plc主要有6種擴充套件單元，它本身沒有cpu，只能與基本單元相連線使用，用於擴充套件i/o點數.
Z3050型搖臂鑽床的電氣原件清單
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電氣控制系統設計流程
目錄1 電氣控制系統設計的內容和方法 3 1.1 電氣控制系統設計的基本原則 3 1.2 電氣控制系統設計的基本任務 內容 3 1.2.1 原理設計內容 3 1.2.2 工藝設計內容 3 1.3 電氣控制系統設計的一般步驟 4 1.3.1 擬訂設計任務書 4 1.3.2 確定電力拖動方案 4 1.3...
工具機電氣控制系統實習報告
電器控制實習報告 實習題目 z3050型搖臂鑽電氣控制系統設計 安裝 除錯及執行 實習小組成員 第十四組 王平 陶金菊 洪明 楊亮亮 王幀 盧建 姓名 王平 班級 08機械 3班 學號 3080444909 完成日期 2011年7月7日 一 z3050搖臂鑽床機加工工藝介紹 鑽床是一種用途廣泛的孔加...