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怀化职业技术学院高职生毕业论文（设计）题目：工业洗衣机电气控制系统设计学生姓名： 朱辉 专 业： 电气自动化 班 级： 08自动化 指导教师： 尹耕钦 完成日期： 教务处印制毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）课题：工业洗衣机电气控制系统设计 学 生 姓 名： 朱辉 指 导 教 师： 尹耕钦 设 计 （论文） 要 求：1、学生独立完成设计，在毕业设计的硬件设计过程中必须附有电路原理图或硬件结构框图；在软件设计部分，必须附有软件流程图和关键部分的程序清单，设计具有一定的科学性、实用性和新颖性。 2、 论文撰写：毕业论文的撰写应遵照2008届高职毕业生毕业设计（论文）课题的规定执行。论文的质量满足技术性、深度性和先进性的要求，综合体现了学生的知识结构和运用科学理论、方法及解决电气技术实际问题的能力。 3、论文指导与检查：毕业论文由自动控制教研室具有 “双师”资质的教师指导。毕业论文应在教师指导下独立完成，用于论文的时间为2010年12月前完成毕业设计，在论文期间应至少安排一次中期检查，检查课题是否按计划进度进行，并填写毕业论文中期报告。 4、论文题目可以自拟，内容要与所学专业相关，与生产实习相关；5、字数不少于4000字；不得抄袭，否则责任自负，而且作不及格处理；6、全部用电脑打印，设计好封面，并装订成册；7、毕业论文、或毕业设计都要求在毕业前进行答辩。学生可以参考一些专业性的杂志，掌握论文格式；8、毕业论文、或毕业设计具体要求见学院教务处网站。9、时间要求：1）、于2010年12月前完成毕业设计；2）、答辩时间：2010年12月8日。毕业设计(论文)规范化要求一、论文的要求1、书写格式要求:必须用钢笔书写（或打印），应含下列内容，并符合下列次序：(1)论文题目；(2)目录；(3)内容提要(200字左右，用中文和英文各写一份)；(4)引言；(5)正文；(6)参考文献(或资料)；(7)附录。装订要求：首页为封面、第2页为毕业设计（论文）任务书及毕业设计(论文)规范化要求、然后是上述规定的7项内容（封面必须用淡色专用纸按规定格式输出，装订）。2、文字要求:文字通顺，语言流畅，书写工整，无错别字，不允许他人代写。文后要注明参考文献和附录，参考文献要写明作者，书名（或文章题目及报刊名）、版次（初版不注版次），出版地、出版者、出版年、页码。序号使用1，2，3。3、图纸要求:图面整洁，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。4、曲线图表要求，所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。5、译文内容必须与课题(或专业)内容有联系，并说明出处。6、份量要求:工科专业毕业设计的论文字数不少于4千字。文科专业，其中外语专业毕业论文的字数不少于4千字(单词)，其他文科专业毕业设计(论文)的字数不少于6千字，毕业论文也可以是实习调研报告，但字数不少于4千字。二、各系（部）必须组成毕业设计(论文)资格审查小组，根据上述规范化要求负责组织本单位毕业设计(论文)的资格审查工作。三、毕业设计(论文)的资格审查应在毕业设计(论文)答辩前完成，资格审查合格的学生由审查小组签字后，方能参加答辩。四、凡资格审查不合格的学生，应令其返工，直到达到要求为止。五、在校外进行毕业设计(论文)的学生，其毕业设计(论文)资格的审查一律返校进行。目 录摘要21、引言32、系统的组成32.1、主电路的组成32.2、Z3050摇臂钻床的主要技术32.3、主电路中主要元件的参数32.4 PLC的选型43、系统的工作原理44、硬件设计44.1、主电路设计44.2、I/O分配表的设计54.3、I/O接线图的设计65、软件设计65.1、软件设计的相关说明65.2、梯形图程序76、改造中必须注意的问题87、结束语88、参考文献 9Z3050摇臂钻床控制系统的PLC改造摘 要:本论文是研究机械加工中常用的Z3050摇臂钻床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。将把PLC控制技术应用到改造Z3050摇臂钻床电气控制系统中去，从而大大提高摇臂钻床的工作性能。论文对摇臂钻床主电路进行了分析，对控制线路进行了详细的阐述，完成了电气制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、输入输出信号及地址的分配、I/O端口的分配、PLC梯形图程序的设计。关键词：PLC 摇臂钻床 梯形图1、引言摇臂钻床使用于单件或批量生产有多孔的大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。由于其控制系统采用继电器控制方式，电路接线复杂，触点多。长期使用后，故障率高，故障排查困难，常常影响企业正常生产。PLC具有可靠性强，使用方便，维护简单等优点。因此，利用PLC对摇臂钻床继电器控制电路进行改造，有助于提高设备的可靠性、使用率。2、系统的组成2.1、主电路的组成 Z3050摇臂钻床主电路包括：电源380V；主电路电源指示灯；2个热继电器；3个自动开关（QF1、QF2、QF3）；4台电机（主电机M1、摇臂升降电机M2、液压泵电机M3及冷却泵电机M4）；5个交流接触器。2.2、Z3050摇臂钻床的主要技术参数（如表2-1）表2-1 Z3050摇臂钻床的主要技术参数型号Z305016主电动机功率4KW最大钻孔直径50mm主轴转速级数16 steps主轴最大行程315mm机床最大外形尺寸(长宽高)249010602625mm2.3、主电路中主要元件的参数（如表2-2）表2-2 主电路中主要元件的参数代号名称型号规格数量三相异步电动机Y90L-64KW、380V、Y接法、3.2A、910r/min3三相异步电动机JCB-22125W、380V、油量22升/分、扬程4米1交流接触器CJX2-093.5A、线圈电压380V5热继电器TK-E02P-C380V、2.2-3.4A22.4、PLC的选型如表4-2所示，摇臂钻床的电气控制系统需要12个输入口6个输出口，PLC的实际输入点数应等于或大于所需输入点数12，PLC的实际输出点数应等于或大于所需输出点数6，在条件许可的情况下尽可能留有10%-20%的裕量。因为实际的输入点刚好是12个，而选择PLC输入点有16个的显然浪费，所以该系统采用日本三菱FX2-24MR型PLC作为主控制器，该型号的PLC的输入点有12个，输出点有12个，完全满足要求。并且输出点数留有比较多的裕量为今后的改进作好准备。3、系统的工作原理Z3050摇臂钻床的运动形式有这些，主运动：主轴旋转；进给运动：主轴垂直移动；辅助运动：摇臂沿外立柱垂直移动；主轴箱沿摇臂水平移动；摇臂与外立柱一起相对与内立柱的回转运动。本系统只对主轴旋转、摇臂升降、立柱和主轴箱的夹紧和松开的控制进行PLC改造。按钮SB3和SB2分别控制主轴电机的启动和停止。摇臂的升降控制是SB4 和SB5（SB4为摇臂上升按钮，SB5为摇臂下降按钮）。摇臂中有“松开油腔”和“夹紧油腔”，油腔中有菱形块和活塞杆，利用菱形块和活塞杆的的推动作用来实现其它开关的闭合和松开，摇臂的上升包括摇臂的松开上升夹紧的整套动作，而摇臂的下降包括摇臂的松开下降夹紧的整套动作。按钮SB6用来控制立柱和主轴箱的松开和夹紧，它通过控制松紧电磁阀的得电和失电来实现。4、硬件设计4.1、主电路设计（如图4.1）图4.1 Z3050摇臂钻床的主电路Z3050摇臂钻床的主电路采用自动开关引入，自动开关的电磁脱扣作为短路保护取代了熔断器。交流接触器KM1只主电动机M1接通或断开的接触器，FR1为主电动机过载保护用热继电器。FR2为液压泵电机过载保护用热继电器。摇臂的升降，立柱的夹紧放松都要求拖动的电动机正反转，所以M2和M3电动机分别有两个接触器，它们为KM2、KM3和KM4、KM5。摇臂升降电动机M2、冷却泵电动机M4均为短时工作，不设过载保护。 主电路电源为380V,自动空气开关QF1作为电源引入开关.M4是冷却泵电机,功率很小,由开关QF2直接启动和停止.采用4台电机拖动，主电机M1、摇臂升降电机M2、液压泵电机M3及冷却泵电机M4。冷泵电机采用开关直接启动，其余三台异步电动机均采用接触器控制启动。4.2、I/O分配表的设计（如表4-2）表4-2 I/O分配表输入信号及地址分配名称及功能原代码新代码名称及功能原代码新代码主电动机停止按钮SB2X002摇臂上限位行程开关SQ1aX010主电动机启动按钮SB3X003摇臂下限位行程开关SQ1bX011摇臂上升按钮SB4X004位置开关SQ2X012摇臂下降按钮SB5X005位置开关SQ3X013立柱和主轴箱松/紧按钮SB6X006摇臂松开行程开关SQ4X014主电机热继电器FR1X007摇臂夹紧行程开关SQ5X015输出信号及地址分配主电机接触器KM1Y001液压泵电机正转接触器KM4Y004摇臂升降电机正转接触器KM2Y002液压泵电机反转接触器KM5Y005摇臂升降电机反转接触器KM3Y003松紧电磁阀YAY0064.3、I/O接线图的设计（如图4.3） 图4.3 I/O接线图5、软件设计5.1、软件设计的相关说明立柱和主轴箱的松开和夹紧既可以同时进行,也可以单独进行。为简化程序，增强控制系统的可靠性。本论文采用立柱和主轴箱的松开和夹紧同时进行控制，只需控制松紧电磁阀的得电和失电两种状态即可。本系统共设有六个指示灯：分别是电源指示灯HL1，主轴旋转指示灯HL2，摇臂上升指示灯HL3，摇臂下降指示灯HL4，液压泵电机正转指示灯HL5和液压泵电机反转指示灯HL6。为简化程序而又能起到指示的作用，采用各指示灯与其相应的接触器的线圈并联，这样当它们的线圈得电的同时指示灯也会亮，同样能起到指示的作用。5.2、梯形图程序(如图5.1)图5.1 梯形图程序6、改造中必须注意的问题 原有继电器控制电路较复杂，设计梯形图时，要特别注意3个时间继电器。电路中3个时间继电器的延时各不相同，分别为断电延时闭合型、断电延时断开型、通电延时闭合型。在梯形图中，需设计不同的指令结构，以实现3种不同的延时控制。 在梯形图中，对液压泵电机正反转控制进行了互锁保护，同时结合正反转接触器常闭触点在输出电路中的互锁，实现双重保护，避免电源短路，有效保证安全。 选择PLC机型时，要留有一定的裕量，为日后系统的修改及工艺的变更提供方便。 7、结束语本论文所论述的是Z3050摇臂钻床控制系统的PLC改造。实现了摇臂钻床的控制自动化，方便了工人在生产中对机床的实际操作。从而提高了机床的工作效率、工作稳定性和可靠性，而且，还大大降低了工人的劳动强度，改善了产品的加工质量，降低了设备故障率，提高了生产率。另外，通过这次毕业设计使我对PLC和电控方面的知识又有了更加深刻的理解和掌握，为今后走向工作岗位从事相关工作奠定了很好的基础。我也发现了不足之处，例如，钻床的摇臂上升所要达到的位置是靠按住摇臂上升按钮SB4不放来实现的，若松开SB4，则摇臂上升就停止，这样是凭者自己的判断力来实现摇臂上升所要达到的位置的，所以精确度当然不高。此论文只对主轴的旋转、摇臂的升降、立柱和主轴箱的松开和夹紧进行PLC改造，还有许多运动没有用PLC去控制。例如：对工件加工时的时间控制、摇臂旋转时的角度控制。所以，此次改造最多能算是半自动化，离钻床控制的全自动化有一定差距。8、参考文献1任志锦主编 电机与电气控制 北京 机械工业出版社出版 20042俞国亮主编 原理与应用 北京 清华大学出版社出版 20