1、南京机电职业技术学院 毕 业 设 计 (论 文 ) 开题报告 题目： PLC 在 改造 Z37 摇臂钻床中的应用 系部 自动化工程系 专业 机电一体化 姓名 学号 指导教师： 2012 年 11 月 26 日 一、文献综述 1.课题来源： 校方命名 2.选题依据、背景情况： Z37摇臂钻床结构精巧机动性强是因地制宜用途广泛的万能型钻床。该机床为适应 不同工作物的多变性，可在任何角度位置对工件进行钻孔、扩孔、绞孔、锪控和攻螺纹等。特别适应大型机器及船舶的制造和装配，以及修配车间对特殊钻孔的加工。该机床主轴箱除可沿摇臂导轨做水平移动外，还可以在它的拖板上做 360度的回转，摇臂又可以绕立柱轴线做
2、360度回转。 因此工件在一次装夹下，可在不同位置上加工各种角度位置的孔。主轴进给即可手动亦可机动，且可随意变换。摇臂升降为是电器按钮操作，轻便安全。电器装置完善，设有灵敏的总停按钮，可在加工中保障安全。 目前，我国的 Z37 摇臂钻床的电气控制系统普遍采用的是传统 的继电器 接触器控制方式。因其所要控制的电机较多所以电路较复杂，在日常的生产作业当中，经常发生电气故障，从而影响生产。另外，一些复杂的控制如：时间、计数控制用继电器 接触器控制方式较难实现，所以，有必要对传统电气控制系统进行改进设计。 PLC 电气控制系统可以有效的弥补上述系统的这一缺陷。 可编程逻辑控制器（ Programmab
3、le Logic Controller）简称 PLC，是从早期的继电器逻辑电气控制系统发展而来，它不断吸收微型计算机控制技术，使之功能不断增强，逐渐适合复杂的电气控制系统。 PLC 之 所以有较强的生命力，在于它更加适应工业现场和市场要求。可靠性高，抗干扰能力强、编程方便、价格低、寿命长。与单片机相比，它的输入 /输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件，这样可以大大节省用户的开发时间与生产成本。 现在应用于各种工业控制领域的 PLC 种类繁多，规模大小和功能强弱千差万别，但他们具有以下一些共同的特点：可靠性高、灵活组态、功能强大、编程方便、运行速度快。同时，PLC 还具备了网络功能，能进
4、行多台 PLC 或 PLC 与 PC 机之间的联网通讯，使用 PLC 可以很方便的构成“集中管理、分散控制”的分布式电气控 制系统，通过现场总线的 PLC 通讯网络，可使工厂的各种资源共享，就更适合于工厂自动化的需要，为工厂自动化提供了技术保证。 正是由于 PLC 电气控制系统的种种优点 ,因此本次对 Z37 摇臂钻床的电气控制系统的改造 ,可以大大提高 Z37 摇臂钻床工作性能和系统的工作稳定性 ,为工业生产的现代化带来生机同时，提高了 PLC 编程水平和实践能力 ,为今后在实际工作中熟练使用 PLC 进行工业系统的设计打好基础 . 3.国内外研究现状、发展动态： 早在上世纪六十年代国外就已
5、经出现了可编程序控制器（ PLC）的应用，之后世界各国争相在该 领域投入大量资金进行新产品的开发，在 1995 年西门子又成功地开发出了 S7200、S7300 系列，它具有 TD 200 和 COROS OPS 操作模板为用户提供了方便人机界面，用户程序三级口令保护，极强的计算性能，完善的指令集， MPI 接口和通过工业现场总线 PROFD3US以及以太网联网的网络能力，强劲的内部集成功能，全面的故障诊断功能；模块式结构可用于各处性能的扩展，脉冲输出晶闸管步进电机和直流电机；快速的指令处理大大缩短了循环周期，并采用了高速计数器，高速中断处理可以分别响应过程事件，大幅度降低了成本。由于电 气控
6、制系统的可靠性日益受到人们的重视，一些公司己将自诊断技术、冗余技术、容错技术广泛应用到现有产品中，推出了高可靠性的冗余系统，并采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。由于 PLC 的众多优点，使其迅速在工业控制中得到推广。虽然国内 PLC技术的应用前景很大，并且取得了一定的经济效益，而相比之下，由于受经济和技术水平的限制，大多数企业在生产上使用的 Z37 摇臂钻床的电气控制系统，还是采用采用继电器 接触器控制方式，而这种控制方式存在着明显的缺陷和隐患。极易发生故障。而且，由于线路复杂，要想找到问题所在也相当的困 难。和国外大量采用 PLC 技术替代继电器 接触器系统相比，我们还存在很大差距。
7、 随着 PLC 技术在我国的迅猛发展，我们和国外先进技术的差距会不断缩小。因此，抓住这个有利时机进一步促进 PLC 技术的推广与应用，是提高我国工业自动化水平的迫切任务，此次对于 Z37 摇臂钻床电气控制系统改造设计，就是希望借鉴国外先进的工业控制技术，应用到工业现场，以提高摇臂钻床的工作性能。 4.主要参考文献： 1阮友德 :,北京：人民邮电出版社 .2006 2周绍平 ,李严 :,北京： 北京交通大学出版社 .2007 3李响初等 :,北京：中国电力出版社 .2009 4陈芳 :,北京：清华大学出版社 .2009 5廖常初 :,北京：机械工业出版社 .2004 6吴丽 :,北京：兵器工业出
8、版社 .2001 7三菱公司 FX2N 系列可编程控制器编程手册 Z.2001 二、设计（论文）的内容 1. 研究目的： 本课题主要是利用 PLC 对 Z37 摇臂钻床电气控制部分进行改造。仔细分析 Z37 摇臂钻床的主运动、进给运动和辅助运动过程，根据控制电路的线路图，编译 PLC 的梯形图，利用PLC 实验台进行实验仿真。 2.主要内容及技术： 1）分析 Z37 摇臂钻床的工作原理； 2）设计 PLC 对 Z37 摇臂钻床进行改造的硬件电路； 3）设计 PLC 对 Z37 摇臂钻床进行控制的软件程序； 4）进行调试，找出问题 ,并改进设计； 5）撰写毕业设计论文。 3.研究方法： 1） 查
9、阅法：查阅文献资料、网络资料 2）调查法：调查企业和市场发展情况 3）图解分析法 4.预期成果 1）仔细分析 Z37 摇臂钻床的主运动、进给运动和辅助运动过 程，根据控制电路的线路图， 编译 PLC 的梯形图，利用 PLC 实验台进行实验仿真； 2）收集与设计题目相关的中外文资料（著作、论文、教材）； 3）完成初步设计和开题报告； 4）按任务要求完成全部设计内容（参数计算，方案比较、图纸绘制、设备选型等）； 5）根据课题要求，撰写 4000 字以上的论文。 三、毕业设计（论文）进程安排三、毕业设计（论文）进程安排 起讫日期 设计（论文）各阶段工作内容 备 注 2012 年 10 月 25日 11 月 7 日 确定题目、准备资料、讲解课题 2012 年 11月 8 日 11 月 29 日 收集 Z37 摇臂钻床的资料 2012 年 12月 8 日12 月 31 日 方案设计 2013 年 1月 1 日 1月 30 日 调试修正 2013 年 2 月 1 日 2013 年 4 月 15 日 撰写论文 2013 年 4月 16 日5 月 11 日 修改论文、打印论文、准备答辩 四、指导意见 指导教师意见 : 指导教师： 年 月 日 所在专业意见 : 负责人： 年 月 日
