摇壁钻床电气自动化控制系统改造.doc

摇壁钻床电气自动化控制系统改造 摘要：本文介绍了利用三菱FX2n系列PLC对Z3040型摇臂钻床电气自动化控制系统的改造确定了PLC的输入输出分配在继电器控制线路的基础上设计出梯形图并进行了调试调试结果表明设备运行良好 关键词：摇臂钻床PLC控制电气改造 前言：由于Z3040型摇臂钻床电气自动化控制系统线路复杂、可靠性低、灵活性也较差加上多年来设备老化近二年来常出现故障维护工作量大给生产带来了不少影响经厂领导批准利用PLC对该钻床的电气自动化控制系统进行了改造 一、设备状况分析 Z3040型摇臂钻床主要采用4台电动机工作分别是主轴电动机(5.5KW1410r/min)摇臂升降电动机(1.5KW?1410r/min)主轴松紧电动机(0.8KW930r/min)和冷却泵电动机(0.125KW2700r/min)其中M1为主电动机：控制主轴的旋转运动和进给运动单向旋转用机械交换完成加工所需的正反转;M2为摇臂升降电动机：控制摇臂升降运动双向旋转;M3为液压泵电动机：控制摇臂夹紧、放松主油箱及外立柱相对内立柱的夹紧与放松双向旋转;M4为冷却泵电动机：手动控制单向旋转电气控制主要由接触器、十字开关、行程开关、按钮等组成 二、改造方案 针对以上设备问题的分析结合PLC系统控制的具体情况对Z3040型摇臂钻床电气控制系统作如下改造： 1、分析Z3040摇臂钻床的功能原理作出主电路功能图 2、将摇臂钻床电气控制系统改造成PLC控制作出I/O电气接线图 3、编写PLC控制程序画出梯形图 三、器件的选择 1、PLC的选择三菱FX系列在可编程序控制器中具有领先地位且在国内市场占有率很高所以确定在此系统中使用三菱FX系列的PLC在摇臂钻床的控制系统中PLC主要起开关作用及定时、计数的少数简易功能所以只需要小型的PLC就能满足功能在摇臂钻床控制系统的设计中需要输入点(I)12个、输出点(O)9个考虑到实际应用中需要10%的余量故选择PLC为三菱FX2n32MR 2、接触器的选择接触器KM1的选定：主触点额定电流一般是根据电动机容量来计算M1额定电流为5500/380=14.47A(K取1)在这里取20A就能够满足要求故选择型号CJT120线圈电压为24V;同理KM2、KM3、KM4、KM5应选择的型号为CJ1010线圈电压为24V 3、热继电器的选定FR1的选定?FR1实现对电动机M1的过载保护按照“热继电器元件的额定电流?应接近或略大于电动机的额定电流”的原则：5500/380=14.47A(取系数为1)即应大于等于14.47A所以FR1的型号应选定为JR3620规格为11号热元件整定电流14.47A;同理FR2的型号选定为JR3620规格为6号热元件整定电流2.1A 4、熔断器的选定FU3的选定：因为FU3对EL(40W24V)具有保护作用故熔体额定电流40/24=1.67A(取2A)因为熔断器额定电流不小于熔体额定电流所以熔断器电流选为15A所以FU3的型号应选定为RL115规格为380V?15A配2A熔体;同理FU2的型号应选定为RL115规格为500V?15A配10A的熔体?FU1的型号应选定为RL160规格为500V?60A配25A熔体 5、时间继电器的选定因为控制电路中的时间继电器是断电延时型且有动合触点因此选择其型号为JS74A延时范围0.460S线圈电压为24V 6、电磁阀的选定考虑到电磁阀在控制电路中所起的作用(在通电吸合后产生电磁力使阀杆移动达到控制油路开闭及换向目的)以及额定吸力、额定行程、操作频率等方面其型号选定为MFJ13线圈电压为24V 7、变压器选定主要根据所需容量及一次侧和二次侧的电压等级来选择应该以节约原则为指导满足工作要求的前提下周密合理的选择材料和运行介质以节约电能和生产成本 四、控制系统设计 设计简要说明： (1)初始状态的设置初始状态设主轴电动机、冷却泵电动机、摇臂升降电动机液压夹紧电动机停止;电磁阀打开;主轴和立柱夹紧状态 (2)照明电路、冷却泵电动机用手动控制不列程序功能图之中 (3)断路器和电磁阀用指示灯代替 3、根据改造要求编写程序画出梯形图： 五、工作过程简要说明 等待 通电HL1亮 按SB3KM1吸合HL2亮(主轴转动) 按SB2KM1断开HL2灭(主轴停转) 按SB4KM5断开KM4吸合YA亮;再按SQ2KM4断开KM2吸合(摇臂上升) 按SB5KM5吸合KM4吸合YA亮;再按SQ2KM4断开KM3吸合(摇臂下降) 断开SB4SB5一段时间后KM5吸合 按SB7KM4吸合YA灭 按SB1全部断开按SQ5全部电源断开 六、接线路板 注意事项： 1、连线时必须保证PLC断电 2、电路连接导线一定要严格不能在电路板上横穿导线不能露铜 3、导线颜色必须分清楚以便于修改和检修 4、PLC输入公共端不能接入交流即L或N不要与其相连接否则会烧毁PLC 七、通电测试 1、测试前检查：检测电路时确定三相电源只接进去一相防止二相进入单相电源供电的电路否则会烧毁PLC或开关电源;检查开关连接是否正常是否接错或漏接;确定熔断器应与电源相线L端相连;确定电路没有短路 2、测试：按上述工作过程说明进行经测试控制线路能按所设计程序运行且运行状况良好 八、结束语 设备电气自动化系统经改造后自动化控制性能大幅度提高设备管理和改变工作方式也变得简单方便经过近一年来职工实训试用证明提高了职工的工作效率同时也为公司避免购买新设备