Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造毕业设计

Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造 毕业设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 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。但继电器—接触器控制方式电路接线复杂，触电多，成本很高，今后的逻辑修改和增加功能比较困难等诸多缺点。 PLC控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，对工作环境要求低等一系列优点。因此对Z3040摇臂钻床控制系统PLC改造是非常必要的。 本设计对Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC的改造。首先，从Z3040摇臂钻床的控制原理和PLC的特点分析入手；其次，根据控制系统的原理和PLC的特点完成了PLC机型的选择、I/O端口的分配和接线图绘制；PLC梯形图程序的设计、指令语句表编写和系统程序的仿真；最后根据控制要求，完成了摇臂钻床控制电路中主要电气元件的计算选择。 通过PLC改造摇臂钻床控制系统，克服了继电器—接触器许多缺点，大大提高摇臂钻床的工作能力和工作寿命，同时运用了系统仿真，能形象、直观的模拟出摇臂钻床运动情况。 关键词：可编程控制器，摇臂钻床，梯形图，电气控制系统 Abstract Z3040 type radial drilling machine is mechanical processing workshop commonly used machine that is suitable for single piece or batch production with large parts of the porous hole processing. it is widely used in the machinery industry.but the relay contact device control circuit wiring way more complex electric shock, cost is high，The logic of revision and function increasing will very difficult in the future. The control system of PLC compared with the relay contactor electric control system.It have the excellent feature that is a simple structure, a convenient programming, a short commissioning period, a high reliability and an anti-interference ability, a low failure rate and a low advantages for work environment. So the Z3040 radial drilling machine control system modification is very necessary. This design that is Z3040 radial drilling machine of the electrical control system is reformed the PLC. First of all, analysis Z3040 radial drilling machine control principle and the characteristics of the PLC. Secondly, according to the principle of PLC control system and the characteristics of the type finish PLC choose the I/O port distribution and the wiring diagram PLC ladder diagram of drawing program design instructions written statement table and system of the simulation program. Finally, it completes radial drilling machine main electrical component selection Through the PLC control system transformation radial drilling machine that overcome relay contactor many faults. It Greatly improve the radial drilling machine work ability and service lifeand it using a system simulation, which can image the intuitive that radial drilling machine motion. Key words programmable controller, radial drilling machine, ladder diagram, electrical control system 目录 I摘 要 IIAbstract 11 绪 论 11.1 本课题选题背景和意义 21.2 本课题国内外研究现状、水平和发展趋势 31.3 本课题的主要工作 42 Z3040摇臂钻床电气控制系统原理分析 42.1 Z3040摇臂钻床简介 52.2 Z3040摇臂钻床控制要求 72.2 Z3040摇臂钻床主电路的分析 72.3 Z3040摇臂钻床控制电路的分析 72.3.1 主运动控制 72.3.2 摇臂上升或下降控制 82.3.3 主轴箱和立柱的松开及夹紧控制 82.3.4 控制电路保护 92.4 Z3040摇臂钻床信号和照明电路的分析 103 Z3040摇臂钻床控制系统PLC硬件设计 103.1 PLC的简介 113.2 PLC的选型 133.3 PLC输入与输出端口地址的分配 133.4 PLC电气接线图设计 154 Z3040摇臂钻床控制系统PLC软件设计 154.1 PLC软件设计方法的分类 164.2 控制系统梯形图设计 164.2.1 主轴电动机控制梯形图 164.2.2 摇臂升降控制梯形图 184.2.3 主轴箱和立柱松开、夹紧梯形图 194.2.4 信号指示梯形图 194.2.5 摇臂钻床控制系统梯形图 204.3 控制系统语句表 224.4 控制系统仿真 224.4.1 主电动机的仿真 224.4.2 摇臂上升和下降的仿真 254.4.3 主轴和立柱夹紧与放松仿真 265 主要电气元件及选择 265.1 低压断路器 265.1.1 低压断路器的选择原则 265.1.2 低压断路器的选择 275.2 接触器 275.2.2 接触器的选择原则 275.2.2 接触器的选择 285.3 热继电器 285.3.1 热继电器选用原则 285.3.2 热继电器的选择 295.4 时间继电器 295.4.1 时间继电器的选择原则 295.4.2 时间继电器的选择 295.5 熔断器 295.5.1 熔断器的选择原则 305.5.2 熔断器的选择 305.6 主令电器 305.6.1 按钮开关的选择 315.6.2 行程开关的选择 336 总 结 34参 考 文 献 35致谢 1 绪 论 1.1 本课题选题背景和意义 钻床作为一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等多种形式的加工。同时钻床也具有很多的形式，摇臂钻床、立式钻床、卧式钻床、台式钻床、多轴钻床、深孔钻床及其他专用钻床等。Z3040摇臂钻床在各类钻床中，他具有性能完善、适用范围广、操作方便、灵活等优点，它适用于单行或批量生产带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，在机械行业中得到广泛应用。目前机械行业中使用摇臂钻床的控制系统多数是采用继电器—接触器控制方式，这种控制方式电路接线复杂、触点多，成本很高，系统的灵活性和扩展性都很差，长期使用后，噪声很大，工作速度缓慢，维修工作量大，故障率高，同时故障排查困难，常常影响企业正常生产。 可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）起源于20世纪60年代末，从早期的继电器逻辑控制系统发展而来，它不断吸收微计算机技术使之功能不断增强，开始逐渐适合于复杂系统的控制。PLC之所以有生命力，因为它更加适合工业现场和市场的要求：具有高可靠性、抗各种干扰的能力、编程使用简便、低价格和长寿命。 PLC与单片机相比，PLC的输入端和输出端更接于近工业现场设备，同时没有太多的中间部件，相比之下即节约了时间又节省了成本。PLC的输入端为继电器、晶闸管和晶体管等控制部件，输入端一般则是能人性化操作的微型计算机。操作工在使用它时,基本不需要微机方面进行专门的培训，就能很容易对可PLC进行操作及编程。 PLC与继电器—接触器相比同样具有许多优势，PLC具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点，因此日益广泛应用于机械加工设备控制系统之中。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，降低设备故障率，提高生产效率,其经济效率显著。因此，本课题对Z3040摇臂钻床电气控制系统的改造，将把PLC控制技术应用到改造设计方案中去，取代传统接触器控制的方法,使得钻床的可靠性和效率大为提高,在工业上有广泛应用前景，因此对Z3040摇臂钻床控制系统PLC改造是非常必要的。 1.2 本课题国内外研究现状、水平和发展趋势 本课题为Z3040摇臂钻床控制系统PLC改造，不论从国外还是国内近年来看，都对本课题进行了大量的研究。本课题研究水平和发展趋势都基于PLC发展，因此PLC发展水平决定了本课题的发展趋势。 （1）PLC国外研究现状、水平和发展趋势 PLC产生到现在将近40余年，早期只是继电器控制装置的替代物。在器件选择上使用磁芯储存器、分立元件和中小规模集成电路，用于提高抗干扰能力，软件设计采用梯形图设计方法[5]，因此性能优于普通继电器——接触器控制装置。到20世纪七十年代中期至八十年代后期PLC开始走向成熟。微处理器的出现使PLC装置结构发生了很大变化。美国，日本，德国和其他国家的制造商开始使用的CPU的微处理器，它的性能大大提高。同时，在软件方面的功能更加强大。在原有计时、计数和逻辑功能的基础上增加了数据处理、算术运算、通讯、传送等功能，储存器的容量也变得更大，甚至PLC还能提供一定的数据寄存器、使其应用范围更加广阔。到20世纪八十年代中后期至90年代末，得益于超大规模集成电路技术迅速发展以及各厂商为PLC专门开发的专用逻辑处理芯片，PLC在软硬件方面都发生了巨大的变化,微处理器的芯片档次普遍提高。迈入21世纪之后，可编程控制器为了在ERP、MES和PCS的体系中立足，PLC软件、硬件和通信都向标准化发展，更好地满足工作生产的需求。 21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，随着微机技术、网络技术、通信技术等实用化技术的进一步发展，PLC向网络化、微型化、PC化和开放化展。产品规模的角度来看，进一步向超小型和超大型的方向发展；从产品的配套性上看，多种产品将更加丰富，更完整的规范，完善的人机界面，通讯设施齐全 ；从网络发展方向来看，PLC和其它大型工业控制计算机网共同构成新型的控制系统。伴随着计算机网络的发展， PLC作为国际通用网络和自动化控制网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用[17]。正因为国外PLC水平发展相当迅速，应用前景也非常广泛，所以各国也投入大量的人力和物力采用PLC技术替代继电器—接触器系统。 （2） PLC国内研究现状、水平和发展趋势 上世纪70年代PLC开始进入我国，而且增长非常迅速，同时我国也曾组织相关研究所研究其关键技术，希望将其国产化，但由于后续研究力量和价格等原因，并没有成功实现。在过去十年中，越来越多的中小型设备由于PLC的价格下跌和用户需求不断扩大，开始采用PLC控制。国产PLC在技术特点基本西门子和三菱类似或与其兼容，如深圳三凌、罗阳易达、合信自动化、上海正航等。目前国产的PLC厂商众多，但是无论是从规模还是产品系列上都无法与国际大厂商抗衡，而且国内厂商主要集中于中小型PLC，其中生产中型的厂商主要有盟立、南大傲拓，深圳欧辰和亿维都是做西门子的配套模块[3]。从我国PLC总体技术分析，我国的PLC技术水平与发达国家相比落后10年左右，而在CPU系统结构技术、通讯网络及远程I/O技术、智能化模块技术、可靠技术、PLC批量生产技术等关键技术方面有大的差距。但随着PLC技术在我国的良好发展，将会和国外先进技术减小差距。因此，抓住这个有利时机进一步促进PLC技术的推广与应用，是提高我国工业技术水平的迫切任务。 国内PLC技术发展很快，同时也取得了不错的效益，但受到技术水平和经济发展的限制，国内很多企业使用Z3040摇臂钻床的控制系统仍然还是继电器—接触器控制方式，相对落后的控制方式，存在很多的缺点，使用极其不方便，很大程度影响工业生产的效率。 1.3 本课题的主要工作 本题目主要任务是对Z3040摇臂钻床控制系统PLC改造，改造后PLC控制系统要符合Z3040摇臂钻床原有控制要求，同时简化控制线路，提高系统可靠性和使用率,使逻辑修改和增加功能比较容易，增强系统的灵活性和扩展性。控制系统改造具体设计任务要求如下： 第一，对Z3040摇臂钻床的运动进行分析，结合钻床运动对电气控制系统的原理进行分析，主要是分析主电路、控制电路、信号和照明电路控制原理，主电动机的旋转控制原理，摇臂的升降控制原理，立柱和主轴箱的松开及夹紧控制原理。第二，Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC硬件设计，根据PLC的物理结构、指令功能、输入输出点数存储容量、输入模块的类型和输出模块的类型对PLC进行选型，对其分配I/O地址，并设计I/O电气接线图。第三，对Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC软件设计，设PLC控制的梯形图以及指令语句表，并调试。第四，对Z3040电气控制系统的电气元件的选择。 2 Z3040摇臂钻床电气控制系统原理分析 对于Z3040摇臂钻床电气控制系统的分析，需结合摇臂钻床的结构部分进行分析。首先，对结构部分进行分析，掌握每个机构运动情况和控制系统之间的关系；其次，分析其控制要求，掌握控制系统需要做的工作；最后，对主电路和控制电路进行详细的分析，掌握控制电路怎样控制电动机，从而控制摇臂钻床各种运动。 2.1 Z3040摇臂钻床简介 Z3040摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等进行加工，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。Z3040摇臂钻床基本结构由底座、立柱、摇臂和主轴箱等几部分构成（如图2.1）。 图2.1 Z3040摇臂钻床结构图 1—底座 2—内立柱 3—外立柱 4—丝杠 5,6—电动机 7—摇臂 8—主轴箱 9—主轴 10—工作台 上图为摇臂钻床的结构图，工件固定在工作台之上，工作台放在底座之上，主运动和进给运动由电动机6驱动。主轴箱可以在摇臂来回移动，升降电动机5的驱动丝杠，再由丝杠传动，摇臂可以沿着立柱上下移动，外立柱可以围绕内立柱来回旋转。 Z3040摇臂钻床的具体技术参数如表2.1。 表2.1 摇臂钻床技术参数表 摇臂钻床 Z3040参数项目Z3040×13 钻孔最大直径mm 钢件30/铸铁40 主轴端面至工作台距离mm 260-1000 主轴中心至立柱母线距离mm 360-1300 主轴行程mm 200 主轴锥孔（莫氏） 4 主轴转速范围r.p.m 75-1220 主轴转速级数 6 主轴进给量范围r.p.m 0.10-0.25 主轴进给量级数 3 摇臂回转角度 ° 360 主电机功率kw 3 升降电机功率 kw 1.5 机床重量kg 1700 外形尺寸mm 1800×810×2300 2.2 Z3040摇臂钻床控制要求 （1）Z3040型摇臂钻床具有主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机四台电动机。它的主轴旋转运动和进给运动都由主电动机拖动，两个运动都具有多级变速以适应不同工件的加工，进给变速结构和主轴变速结构都在主轴箱中，在加工螺纹时，主轴的正反转通过机械方式实现，所以主电机只需单向旋转。 （2）摇臂升降电动机需要正反转，同时摇臂在上下移动时必须保证摇臂松开了之后才能移动，停止移动之后才能夹紧。 （3）液压泵电动机必须实现正反转，通过压力油进入不同的油腔，完成摇臂、立柱和主轴的松紧，摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。 （4）此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀而具进行冷却，只要求单向旋转；同时必须具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路[5]。 图2.2 Z3040摇臂钻床控制系统原理图 2.2 Z3040摇臂钻床主电路的分析 在Z3040摇臂钻床控制系统主电路中，总共四个电动机控制钻床各种运动和冷却，分别为主电动机M1，摇臂升降电动机M2，液压泵电动机M3和冷却电动机M4（如图2.2）。 （1）低压断路器QF控制三相电源，冷却电动机M4输出功率一般很小，直接由开关SA1控制起停。 （2）电动机M1单向旋转通过接触器KM1控制，主轴的正反转是液压系统和机械系统同时控制，由于主运动输出功率较大，所以设有热继电器FR1作为过载保护。 （3）摇臂能上升和下降，电动机M2实现正反转，通过接触器KM2、KM3 来控制，同时设有热继电器FR2作为过载保护。 （4）液压泵电动机M3需要正反转，通过接触器KM4、KM5来控制，由于在松开和夹紧的时候都需要大功率的液压控制，所以设有热继电器FR3作为过载保护。 2.3 Z3040摇臂钻床控制电路的分析 在摇臂钻床控制电路中，控制电路主要是对主运动控制、摇臂升降的控制、主轴箱和立柱的松开及夹紧控制和控制电路的保护(如图2.2)。 2.3.1 主运动控制 按下起动按钮开关SB2，接触器KM1得电并自锁，主轴电动机M1起动并运转。按下停止按钮开关SB1，接触器KM1释放，主轴电动机M1停转。 2.3.2 摇臂上升或下降控制 按下上升（或下降）按钮开关SB3（或SB4），时间继电器KT得电，KT触头（14-15）闭合使接触器KM4得电，同时常开触头KM4（1-18）闭合，电磁阀YV得电，液压泵电动机M3接通电源正向旋转，供给压力油，压力油经二位六通阀进入摇臂松开油腔，压力油作用下，先推动活塞，通过活塞推动菱形块，进而使摇臂松开。待摇臂完全松开后，活塞缸中的活塞杆压下行程开关SQ2，使其常闭触点SQ2（7－14）断开，KM4线圈失电，电磁阀YV失电，电动机M3停止工作，同时，常开触点SQ2（8-9）闭合，接触器KM2（或KM3）线圈通电吸合，摇臂升降电动机M2启动正向旋转，使摇臂上升（下降）。 当摇臂上升（或下降）到预定工作位置时，松开上升（或下降）按钮开关SB3(或SB4)，则KT、KM2(或KM3)线圈断电，升降电动机M2停止转动。经延时，延时断电常闭按钮KT（18-19）闭合，KM5线圈得电，同时电磁阀YV得电，使液压泵电机M3反向旋转，压力油经另一条油路流入二位六通阀，进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞，在通过活塞推动菱形块，进而使摇臂夹紧。待摇臂夹紧后，活塞缸中的活塞杆压动行程开关SQ3，使常闭触点SQ3断开，KM5线圈失电，电磁阀YV失电，液压泵电动机M3停止工作，电磁阀YV复位。由于摇臂升降电洞机M3有一定的惯性，时间继电器的延时触头用来保证升降电机完全停转之后才夹紧。延时的时间视情况而定，一般在1-3秒，同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR2完成[11]。 行程开关SQ1、SQ6用作上升和下降极限位置保护。若上升到极限位置，常闭触点SQ1断开,此时，可用SB4按钮使摇臂下降。若下降到极限位置，常闭行程开关SQ6断开，此时可用SB3按钮使摇臂上升。 2.3.3 主轴箱和立柱的松开及夹紧控制 立柱与主轴箱均采用液压操纵夹紧与放松，两者同时进行的，工作时要求电磁阀YV不通电。松开与夹紧分别由按钮开关SB5和按钮开关SB6控制。指示灯HL1、HL2指示其动作。 按下按钮开关SB5时，KM4线圈通电， M3正向旋转，此时YV没有的作用，当液压泵送出压力油，压力油通过二位六通阀进入立柱与主轴箱松开油腔，先推动活塞干，在通过活塞杆推动菱形块使主轴箱和立柱同时松开。当立柱和主轴箱同时松开后，行程开关SQ4不受压复位，常闭触头SQ4闭合，指示灯HL1亮，表明立柱与主轴箱已经松开。可以在摇臂上移动主轴箱，当移动到预定位置时，按下夹紧按钮开关SB6时，KM5线圈通电，M3电机反向旋转，液压泵供给压力油进入夹紧油腔，使立柱与主轴箱同时夹紧。当确定已经夹紧，压下行程开关SQ4，常闭触头SQ4断开，HL1灯灭，常开触头 SQ4闭合，HL2灯亮，表示立柱和主轴箱都已经夹紧。同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR3完成[11]。 2.3.4 控制电路保护 行程开关SQ1和SQ6实现摇臂上升和下降的限位保护。行程开关SQ2被压下表示摇臂松开到位，可以实现上升和下降。行程开关SQ3被压下表示摇臂完全夹紧，液压泵电动机M3停止运转。断电延时继电器KT作用是防止摇臂由于惯性还在上升（或下降）时就将其夹紧。M2电动机正反转具有电气互锁，M3电动机正反转具有电气互锁。电磁阀YV线圈电路中串接按钮开关SB5和SB6的常闭触头，保证立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔。 熔断器FU0-FU5实现电路的短路保护。热继电器FR1、FR2、FR3为电动机M1、M2、M3实现过载保护。 2.4 Z3040摇臂钻床信号和照明电路的分析 EL是机床照明灯，接有24V安全电压，由SA2手动开关控制。HL1是主轴与立柱松开指示灯，灯亮表示已经松开，可以手动移动摇臂或者主轴箱的移动。 HL2是主轴与立柱夹紧指示灯，灯亮表示已经夹紧，可以进行加工。HL3为主轴旋转指示灯。 3 Z3040摇臂钻床控制系统PLC硬件设计 在对摇臂钻床的控制分析过后，对于Z3040摇臂钻床电气控制系统PLC改造，应先对于PLC的结构、功能和特点等进行介绍。PLC改造的方案设计部分有两部分组成，一部分为电气控制系统PLC硬件设计（PLC机型的确定、I/O端口地址的确定和接线图的设计）；第二部分是电气控制系统PLC软件设计（PLC控制程序梯形图的绘制、程序指令编写和系统程序仿真）。PLC硬件设计具体方案如下： 3.1 PLC的简介 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是以微处理为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。早期的可编程控制器主要用来代替继电器实现逻辑控制，因此称为可编程逻辑控制器，简称PLC，随着技术的发展，现代的PLC的功能已经超越了逻辑控制的范围，PLC从诞生至今，仅有40余年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并曰CAD/CAM、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱之一[6]。 PLC是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：电源、中央处理单元(CPU)、存储器和输入输出模块。具体结构如图3.1 3.1图 PLC结构图 PLC工作方式是周期扫描的工作方式，一个扫描周期主要可分为3个阶段输入采样阶段、在程序执行阶段和输出刷新阶段。PLC的基本技术指标主要由存储容量、扫描速度、I/O点数和编程语言四部分构成。同时PLC具有功能完善、模块化结构、硬件和软件开发周期短、维护操作方便、扩展容易性能稳定和可靠性高等特点。由于具有诸多优势PLC在国内外已广泛用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力，机械制造、汽车装卸、造纸、纺织、环保及娱乐等各行各业 3.2 PLC的选型 目前PLC市场不论在国内还是国外都非常火热，市场上PLC种类也很多，具有很强竞争力的有三菱公司、西门子公司、欧姆龙公司。这些公司产品质量和产品服务都属于一流，同样产品种类也很齐全（三菱公司的产品有FX系列、A系列、ANS系列、Q系列、QNA系列等西门子公司的产品有S7-200、 S7-300、S7-400）。本课题PLC选型主要从PLC的物理硬件结构、PLC的输入输出点数和PLC的存储容量3种条件进行选取。 （1） PLC的物理硬件结构 根据物理硬件结构的不同，PLC分为整体式、插件式和叠装式。整体式的较其他两种结构相对便宜，小型电气控制系统一般使用整体式可编程控制器。此次所设计的电气控制系统属于小型开关量电气控制系统没有特殊的控制任务，整体式PLC完全可以满足控制要求。因此，Z3040摇臂钻床电气控制系统的PLC选用整体式结构的PLC[8]。 （2） PLC的输入和输出点数 在对其改造中在条件允许的情况下尽可能利用原有电器元件，最大程度利用资源。通过对原有电路来确定输入点数，其中：按钮6个，行程开关6个，热继电器常闭3个，共15个输入端口点数，所以PLC的输入点数必须大于15个；接触器6个，信号灯3个，共计9个输出端口点数，所以PLC的输出点数必须大于9个，一般情况下还要保留10%-15%的裕量。 （3） PLC的存储容量 选择PLC存储器容量要有25%左右裕量，PLC存储器容量的估算方法：对于仅有开关量输入和输出点数乘以8，就是所需PLC存储器的存储容量（单位为bit）即 （15+9）×8=192 bit 根据上述3种选取的原则，综合选取三菱公司的FX2N系列，FX2N是FX系列中规格最大、性能最高、功能最强的一种系列，可用于大多数单机控制或网络控制，具有CPU运算速度很快、I/O扩展容易、编程功能与网络通信都很强等特点。 Z3040钻床控制系统为继电器输出，输入和输出点数分别为15个和9个，在选择FX2N系列PLC基本单元规格时，选择24点输入/24点继电器输出，交流电源型PLC基本单元，基本单元具体型号参数为FX2N-48MR-001。其中48表示24输入和24个输入；M为基本单元的符号；R为继电器输入；001代表交流供电。FX2N的具体性能规格如下表（表3.1）。 表3.1 FX2N性能规格表 [10] 项目 性能 编程语言 指令表、梯形图、步进梯形图（SFC图） 用户存储器容量 内置EEPROM：8K步;存储器盒：16K步 基本逻辑控制指令 顺控指令：27条；步进梯形图指令:2条 应用指令 132种，309条 指令处理速度 基本逻辑控制指令：每条0.08US I/O点数 最大I/O点数：256 辅助继电器 一般用 MO~M383，共500点 保持型 M384~M1535，共2572点 特殊用 M8000~M8255,共256 状态元件 初始状态 S0~S9，共10点 一般状态 S10~S499，共490点 保存区域 S500~S899，共400点 定时器 100MS TO~T199，T250~T255，共206点 10MS T200~T245,共46点 1MS T246~249,共4个点 计数器 16位通用 C0~C99，共100点 16位保持 C100~C199，共100点 32位通用 C200~C219，共20点 32位保持 C220~C234，共15点 32位高速 C235~C255,可使用8点 数据寄存器 16位通用 D0~D199,共200点 16位保持 D200~D7999，共7800点 文件寄存器 D1000~D7999，共7000点 16位特殊 D8000~D8195，共106点 16位变止 V0~V7，Z0~Z7，共16点 指针 跳转用 P0~P127，共128点 嵌套 主控用 NO~N7，共8点 常数 16位：-32758~+32767:；32位-2147483648~+2147483647 16位：0~FFFF; 32位0~FFFFFFFF 3.3 PLC输入与输出端口地址的分配 当确定选取的型号之后，根据Z3040摇臂钻床控制系统原理图，进行I/O点的端口分配，表3.2是I/O地址分配表。 表中输入端有15个输入端口，由有6个按钮开关、5个行程按钮和3个热继电器开关共同组成；输出端有9个输出端口，由5个继电器-接触器、一个电磁阀线圈和3个指示灯共同组成。具体PLC输入与输出见I/O地址分配表（表3.2）。 表3.2 I/O(输入、输出）地址分配表 序号 I（输入） O（输出） 1 SB1 X000 KM1 Y000 2 SB2 X001 KM2 Y001 3 SB3 X002 KM3 Y002 4 SB4 X003 KM4 Y003 5 SB5 X004 KM5 Y004 6 SB6 X005 YA Y005 7 SQ1 X006 HL1 Y006 8 SQ2 X007 HL2 Y007 9 SQ3 X010 HL3 Y010 10 SQ4 X011 11 SQ5 X012 12 SQ6 X013 13 FR1 X014 14 FR2 X015 15 FR3 X016 3.4 PLC电气接线图设计 当对Z3040摇臂钻床电气控制系统I/O端口地址分配之后，接下来进行电气接线图的设计。 开关量输入输出模块的外部接线分为汇点式和分离式两种，汇点式各输入输出回路有一个公共端，并共用一个电源。分离式各输入输出回路有多个接线端，并由单独电源供电，每个点之间是相互独立的。由于输入端有15个输入点数，并且输入电压较低，所采用汇点式直流模块；输出端有9个输出点数，但要求的电压较高，所采用分离式输出，采用3个COM输出。输入端或输出端有感性元件，应在它们两端并联续流二极管，以仰止电路断开时产生的电弧对PLC的影响。续流二极管可以选用1A的管子，其额定电压应大于电压电压的3倍。具体的接线图3.2。 图3.2 硬件接线图 4 Z3040摇臂钻床控制系统PLC软件设计 对Z3040摇臂钻床控制系统PLC硬件设计时，提到本设计的方案由两部分组成，一部分为硬件设计，那另一部分为软件设计。本章节主要对于软件设计的分类、控制系统梯形图设计和程序的仿真。 4.1 PLC软件设计方法的分类 PLC软件设计分为继电器梯形图、逻辑功能图、功能流程图、逻辑代数表达式和指令程序指令表五种表达方式。 （1）继电器梯形图 继电器表达方式与传统的继电器电路图非常相似，对于广大电气技术人员及操作维护人员来说非常直观、形象，并且能更快、更好的接受。 梯形图按自上而下，从左到右的顺利排列。每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯，每个逻辑行起于左母线，然后是触点的各项各种连接，最后终止于继电器线圈（通常加上一条右母线），整个图形呈阶梯状。梯形图是形象化的编程手段，因而梯形图中没有真实的物理电流，而只有“概念”电流只能从左到右流动，层次的改变只能先上后下。 （2）逻辑功能图 逻辑功能图基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑图来表达。这种方式易于描述较为复杂的控制功能。它表达直观，查错查漏都比较容易，因此，它就编程时常使用的一种方式，但它必须采用带有显示屏的编程器才能描述。 （3）功能流程图 功能流程图类似于计算机常用的程序框图，但它有自己规则。描述控制过程详尽具体，包括每框前的输入信号，框内的工作内容，框后的输出状态，框与框之间的转换条件。这种方式容易构思，是一种常用的程序表达方式。 （4）逻辑代数表达式 可以对前两种方式写出输出信号和中间变量的逻辑表达式。这是一种辅助的程序设计方式。 （5）指令语言程序 指令语句程序利用类似于汇编语言的指令语句来编程。这对熟悉微机汇编语言的编程者特别容易接受。编程设备简单，通常都预先用以上几种方式表达，然后改成相应的语句[11]。 PLC软件设计运用的表达方式，通常都是以上几种表达方式的组合，从而达到最好设计效果。 4.2 控制系统梯形图设计 为了使Z3040摇臂钻床在进行电气控制系统改造后仍能够完成原有的工作需要，本基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的PLC程序应由电气控制系统预开程序、主电动机的起动和停止控制程序、摇臂升降控制程序即升降电动机的正反转控制程序、立柱和主轴箱的松开与夹紧控制程序即液压泵电动机的正反转程序、信号的显示程序、照明控制程序等部分组成。绘制梯形图用是GX developer7.0软件，该产品同样是三菱开发的软件。 4.2.1 主轴电动机控制梯形图 主轴电动机只需要单方向旋转，按钮开关SB1(即X001)为起动按钮，启动后KM1(Y000)线圈得电，主电动机正转，同时KM1实现自锁，SB2(即X000)为停止按钮，过载保护由热继电器FR1(即X014)完成。梯形图程序如图4.1所示。 图4.1 主轴电动机M1控制梯形图 4.2.2 摇臂升降控制梯形图 摇臂升降控制程序按下上升按钮开关SB3（即X002）或SB4(即X003)，中间继电器M100或M101得电，同时置位元件SET 使中间继电器M20或M21置位，由于M100或M101得电，即瞬动常开触头KT，线圈KM4(即Y003)得电，同时常开触点KM4（1-18）得电闭合，电磁阀YV(即Y005)通电，液压泵电动机M3接通电源正转。当摇臂完全松开后，SQ3（X010）恢复常态闭合，活塞缸中的活塞杆压下行程开关SQ2(即X007)，其常闭触点SQ2断开，使接触器KM4（Y003 ）线圈失电，液压泵电动机M3停止工作，同时常开触点SQ2闭合，接触器KM2（即Y001）或KM3(即Y002)线圈得电，升降电动机M2接通电源正转或反转，使摇臂上升或下降。待摇臂上升或下降到相应预定位置，松开按钮开关SB3或SB4，KM2或KM3线圈断电，但此时电动机还有惯性作用，还在继续上升，所以必须在摇臂上升或下降停止以后才能夹紧，缓冲的时间需要3秒左右。在SB3或SB4松开之后，计数器T0或者T1开始计时，计数到30也是3秒时，T0或T1的常开开关闭合，KM5(即Y004)线圈得电，电磁阀YV得电，液压泵电机M3接通电源反转。摇臂夹紧后，活塞缸中的活塞杆压动行程开关SQ3(X010)，使常闭触点SQ3断开，KM5和YV失电，液压泵M3断电停止工作，电磁阀YV复位，同时复位元件RST使M20或M21复位。同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR2(即X016)完成。升降运动具体工作流程如功能流程图4.2和图4.3，摇臂升降梯形图程序如图4.4所示。 图4.2摇臂上升功能流程图 图4.3摇臂下降功能流程图 图4.4 摇臂升降控制梯形图 4.2.3 主轴箱和立柱松开、夹紧梯形图 立柱与主轴箱均采用液压操纵夹紧与放松，两者同时进行的。松开与夹紧分别由松开按钮开关SB5（即 X004）和夹紧按钮开关SB6(X005)控制。按下按钮 SB5开关时，KM4线圈通电，液压泵M3电机正转，立柱与主轴箱松开。当立柱与主轴箱松开后，可以手动操作主轴箱在摇臂的水平导轨上移动。当移动到位，按下夹紧按钮开关SB6时，KM5线圈通电，液压泵M3电机反转，使立柱与主轴箱同时夹紧。当确定已经夹紧，可以进行钻削加工, 同时需要过载保护，过载保护由热继电器FR3(X017)完成。梯形图程序如图4.5所示。 图4.5 主轴箱和立柱松开、夹紧梯形图 4.2.4 信号指示梯形图 HL1(即Y006)是主轴与立柱松开指示灯，通过的常闭行程开关控制，灯亮表示已经松开，可以手动移动摇臂或者推动摇臂回转。HL2(即Y007)是主轴与立柱夹紧指示灯，通过的常开行程开关控制，灯亮表示已经夹紧，可以进行加工。HL3(即Y010)是主轴旋转示灯，通过线圈KM1(Y000)控制，灯亮表示主轴开始旋转。梯形图如4.6所示。 图4.6信号指示梯形图 4.2.5 摇臂钻床控制系统梯形图 上述四个控制系统图分别是主轴电动机M1控制梯形图、摇臂升降控制梯形图、主轴箱和立柱松开和夹紧梯形图信号指示梯形图。四个控制单元一起相互组合、相互作用构成了Z3040摇臂钻床的控制程序，使其摇臂钻床完成各种加工任务。图4.7是Z3040摇臂钻床控制系统的梯形图。 图4.7摇臂钻床控制系统梯形图 4.3 控制系统语句表 PLC的指令语句程序是利用类似于汇编语言的指令语句来编程，编程简单易懂，对于编程者特别容易接受。通过设计出梯形图（图4.7）得出控制系统程序语句表。 4.4 控制系统仿真 对梯形图设计完之后，通过三菱GT design软件设计出摇臂钻床的仿真界面，把输入输出端口与相对应按钮和接触器联系起来。仿真界面设计完成之后，在从GX Developer软件中调出梯形图，并点击逻辑测试，然后打开GT simulator软件调出开始设计的界面，此时就进入进行仿真界面。可以模拟摇臂钻床电机得电旋转情况。以下具体介绍对Z3040摇臂钻床几种运动方式的仿真。 4.4.1 主电动机的仿真 对于主电动机的仿真，当按下启动按钮SB2，主电机M1马上得电，并且由于自锁的作用，主电动机一直得电，主电机开始旋转，主电机旋转按钮灯也亮起（如图4.8）。 图4.8 主电动机仿真图 4.4.2 摇臂上升和下降的仿真 摇臂上升或下降时，一直先按下SB3或SB4，让中间继电器得电，进而液压泵电机正转和电磁阀YV得电，从而使摇臂首先松开（如图4.9）。 图4.9 摇臂夹紧仿真图 当摇臂完全松开之后，液压泵电动机和电磁阀失电，一直按下SB3或SB4摇臂升降电动机正转或反转，摇臂上升或下降，下图为摇臂上升图（如图4-10）。 图4.10 摇臂上升仿真图 当摇臂上升或者下降到预定位置的时候，松开SB3（或SB4），这时由于摇臂有惯性作用，仍然还在上升。当延时3秒之后，液压泵电动机反转，同时电磁阀YV得电，这里摇臂夹紧，当夹紧到之后，行程开关常闭行程开关SQ3压下，液压泵电机停止转动和电磁阀YV失电（如图4-11）。 图4.11 摇臂夹紧仿真图 4.4.3 主轴和立柱夹紧与放松仿真 当主轴和立柱需要松开的时候，按下SB5，液压泵电动机正转，同时电磁阀YV不能得电（如图4.14）。 图4.12 主轴和立柱松开仿真图 当主轴和立柱需要夹紧的时候，按下SB6，液压泵电动机反转，同时电磁阀YV不能得电（如图4.13）。 图4.13 主轴和立柱夹紧仿真图 5 主要电气元件及选择 Z3040摇臂钻床额定工作电压为380V，主电动机M1功率为3KW，摇臂升降电动机M2功率为1.5KW，液压泵电动机M3功率为0.75KW，冷却电动机M4功率为90W。摇臂钻床主要有低压电路器、接触器、继电器和熔断器和开关按钮等电气元件。 5.1 低压断路器 低压断路器又称为自动空气开关，它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合体，是一种自动切断电路故障用的保护电器。低压断路器具有万能式低压断路器、装置式断路器、快速断路器和限流断路器四种形式。 5.1.1 低压断路器的选择原则 (1）低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备正常的工作电压和工作电流。 （2）低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。 （3）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 （4）过电流脱扣器额定电流大于或等于线路的最大负载电流。 （5）断路器类型的选择，应根据电路的额定电流及保护的 要求开选用[16]。 5.1.2 低压断路器的选择 根据以上选择原则，分别求出4台电动机的额定电流，从而得出负载的工作电流（既为4台电动机的额定电流之和）。 主电动机的额定电流为： 式（5.1） 式中：PN－电动机功率（kW）。 UN－电动机额定线电压（V） －电动机功率因数，其值大约在0.85～0.9之间。 η－电动机的效率，其值一般在0.8～0.9之间。 功率因素选择 取0.85，电动机效率η取0.82 同理得出摇臂升降电动机额定电流I2N的额定电流为为3.26A，液压泵电动机额定电流I3N为1.63A，冷却电动机额定电流I4N为0.20A。 式（5.2） 故选择DZ40-40/2901，16A型低压断路器。 5.2 接触器 接触器是用来接通或断开电动机或其他负载主电路的一种控制元件。它是利用电磁力使开关或闭合的电器，适用于频繁操作（频率大于每小时1500次）的远距离控制大电流电路。根据主触点所接回路的电流种类，接触器分为直流接触器分为直流接触器和交流接触器两种。 5.2.2 接触器的选择原则 为了保证系统的正常工作，必须根据以下原则正确选择接触器，使接触器的技术参数满足控制线路的要求。 （1）接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。 根据使用类别选用相应系列产品，接触器产品系列是按使用类别设计的，所以应根据接触器负担的工作任务来选择相应的使用类别。若电动机承受一般任务，其接触器可选AC-3类；若承担重任务可选用AC-4类，如选用AC-3类用于重任务时，应降低容量使用。 （2）接触器的额定电压大于等于主电路的额定电压。 （3）按接触器设计时规定的使用类别使用时，接触器的额定电流应等于或稍大于负载额定电流；按任务使用类别设计的接触器，用于重任务使用类别时，应降低容量使用；用于反复短时工作制的接触器，其额定电流应大于负载的等效发热电流。 （4）接触器线圈的额定电压必须与接入此线圈的控制电路的额定电压相等[16]。 5.2.2 接触器的选择 （1）接触器KM1的选择 主轴电动机不需要承受过大的负载任务，只需要起动、停止的控制。因此选择AC3类接触器；主电动机M1额定电流I1N为6.5A主电动机的功率为3KW，考虑到留有一定余量故选CJ10-10型，线圈电压110V。 （2）其他接触器的选择 由于其他电动机的负载任务都不重，所以都选择AC类接触器。升降电动机的额定电流为3.26A，功率为1.5KW，接触器KM2选择 CJ10-10线圈电压110V ，同样接触器 KM3选择 CJ10-10线圈电压110V。液压泵电动机的额定电流为1.63A，功率为0.75KW，接触器 KM4选择CJ10-5线圈电压110V， 接触器KM5选择CJ10-5线圈电压110V。 5.3 热继电器 热继电器在三相交流电流中做过载保护，电动机在实际运行时会出现过载的时候，只要过载并不严重，时间较短，绕组不超过允许温升，这种过载是允许的，但是不允许长时间的过载，这种情况会加速电机的老化，烧毁绕组。所以在发挥电动机的过载能力时还是必须设置过载保护。 5.3.1 热继电器选用原则 热继电器选用是否得当，直接影响着对电动机进行过载保护的可靠性。通常选用时应按电动机类型、工作环境、启动情况等几方面综合加以考虑。 电动机的额定电流必须小于热继电器的额定电流，然后根据额定电流对热继电器的型号进行选择。 式（5.3） 式中：IFRN－热继电器热元件的整定电流； IMN－电动机额定电流； 在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误操作。通常，当电动机启动电流为额定电流6倍以及启动时间不超过6s时，若很少连续启动，选择热继电器时按照电动机的额定电流[16]。 5.3.2 热继电器的选择 （1）主轴电动机热继电器FR1的选择。 因为热继电器额定电流为电动机额定电流的0.95～1.05倍，考虑到倍数变化的幅度不是很大，这里倍数选取1。 式（5.4） 故选用热继电器的FR1型号为JR0-40，热元件额定电流调节范围6.4A～10A，额定电流取6.5A。 （2）摇臂升降电动机热继电器FR2的选择 式（5.5） 故选用热继电器FR2的型号为JR0-40，热元件额定电流调节范围2.5A～4A，额定电流取3.26A。 （3）液压泵电动机热继电器FR3的选择 式（5.6） 故选用热继电器FR3的型号为JR0-40，热元件额定电流1.6A～2.5A，取1.63A 。 5.4 时间继电器 时间继电器的指从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一段时间才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器。时间继电器的种类有很多，常用的有电磁式、空气阻尼式和晶体式等。下面重点介绍常用的电磁式时间继电器、空气阻尼式时间继电器和晶体式时间继电器。 5.4.1 时间继电器的选择原则 （1）时间继电器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。即交流负载应选用交流交流时间继电器，直流负载应选用直流时间继电器。 （2）时间继电器额定电压大于等于主电路的额定电压。 （3）时间继电器额定电流应等于或稍大于负载额定电流； （4）时间继电器线圈的额定电压必须与接入此线圈的控制电路的额定电压相等[16]。 5.4.2 时间继电器的选择 由于主电路为380V交流电源，控制电路吸引线圈电压为110V，所以时间继电器KT选择交流LS7-3A型空气阻尼式时间继电器，110V吸引电压，触点额定电流为5A。 5.5 熔断器 熔断器又称保险丝（或保险丝），主要用于供电线路和电气设备的短路保护。它的有点是体积小、动作快、简直经济，并且有限短路电流的作用。它的缺点是易受到周围温度的影响，工作不够稳定，容易在正常工作时发生一相熔断，造成电动机单相运动，使电动机烧毁。 5.5.1 熔断器的选择原则 （1）熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合几安装条件进行选择。 （2）熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器工作点的电压。 （3）熔断器的额定电流根据被保护的电路（支路）及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或高于所装熔体的额定电流。 （4）熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流。 （5）熔断器所装熔体额定电流的选择： 对于照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的电流，既IFU≥IN，式中IFU为熔体的额定电流，IN为电路的工作电流。 对于单电动机类负载，要考虑起动冲击电流的影响，应按下式计算 式（5.7） 对于多电机负载，根据电气元器件选型原则可知，多台长期工作的电动机共用熔断器时，熔断器的额定电流应为： 式（5.8） 式中 —熔体额定电流； —电动机额定电流； —容量最大的电动机的额定电流； —除容量最大的电动机之外，其余电动机的额定电流之和 5.5.2 熔断器的选择 由于Z3040摇臂钻床启动时属于轻载启动且启动时间比较短，所以系数取2则根据以上公式熔断器FU0额定电流： 式（5.9） 考虑到用于保护多台电动机的熔断器，在出现尖峰电流时也不应熔断，为了安全起见通常实际上选用的熔断器的额定电流要比计算出来的值稍大，所以本次设计总电源熔断器型号为RL1-60，熔体额定电流选用25A的。 同理得出熔断器FU1的熔体额定电流为 A，所以选择熔断器的型号为RL15，熔体额定电流为10A。其余熔断器型号见表6.1所示。 5.6 主令电器 主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器，用以控制电力拖动系统中电动机的启动、停车、制动以及调速等。主令电器科直接作用于控制电路。也可以通过电磁式电器直接作用于控制电路。其主要类型有按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等。 5.6.1 按钮开关的选择 控制按钮简称按钮，是一种结构简单使用广泛的手动主令电器，在控制电路中作为远距离手动控制电磁式电器，也可以用来转换各种信号电路和电器连锁电路等[16]。 按钮开关的工作原理很简直，当按下按钮时，先断开常闭触点，而后接通常开触点。按钮释放后，在复位弹簧作用下使触点复位。按钮开关的种类很多，有LA2、LA18、LA19、LA20、LA25等系列，同时每种系列开关都具有不同的颜色，可以区别不同功能的开关。 本设计选择LA19系列，LA19系列为按钮开关与信号灯的组合，按钮开关与信号灯的组合，按钮兼作信号灯灯罩，用透明塑料制成。 5.6.2 行程开关的选择 行程开关用于控制运动机构的行程、信号转换、连锁等，主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。行程开关也称位置开关。 行程开关从结构形式上分为直动式、滚动式和微动式三种，常用的直动式行程开关有LX1系类和JLXK1系列；滚动式行程开关有LX2系列和JLXK2系类；微动式行程开关有LXW-11系列和JLXK1-11系列[16]。 本设计选择JLXK1系列，JLXK1系列额定电压为500V，额定电流为5A，触点数量分别由一个常开和常闭。 除了上述电气元件之外，还有转换开关、变压器、指示灯等其他电气元件(如表6-1)。 下表为Z3040摇臂钻床控制系统电气元件表。 表6.1电气元件表 符号 名称 型号规格 用途 数量 M1 电动机 Y100L2-3.0kW 驱动主轴及进给 1 M2 电动机 Y90L-4 1.5kW 驱动摇臂升降 1 M3 电动机 Y802-4 0.75kW 摇臂、立柱和主轴箱松开、夹紧 1 M4 电动机 AOB-25 90W 驱动冷却泵 1 QF 低压断路器 DZ40-40/2901 总电源输入 1 KM1 接触器 CJ10-10型，线圈电压110V 主轴电动机启、停 1 KM2 接触器 CJ10-10型，线圈电压110V 摇臂升降电动机正转 1 KM3 接触器 CJ10-10型，线圈电压110V 摇臂升降电动机反转 1 KM4 接触器 CJ10-5 型，线圈电压110V 液压泵电动机正转 1 KM5 接触器 CJ10-5 型，线圈电压110V 液压泵电动机反转 1 FR1 热继电器 JR06-20 主电动机过载保护 1 FR2 热继电器 JR06-20 升降电动机过载保护 1 FR3 热继电器 JR06-20 液压泵电动机过载保护 1 KT 时间继电器 LS7-3A 摇臂上升延时夹紧 1 FU0 熔断器 RL1-60 20A 总线路保护 1 FU1 熔断器 RL1-15 10A 线路保护 1 FU2 熔断器 RL1-15 10A 线路保护 1 FU3 熔断器 RL1-15 5A 线路保护 1 FU4 熔断器 RL1-15 2A 线路保护 1 FU5 熔断器 RL1-15 2A 线路保护 1 SB1 按钮开关 LA19 主轴电机停止 1 SB2 按钮开关 LA19 主轴电机启动 1 SB3 按钮开关 LA19 摇臂上升 1 SB4 按钮开关 LA19 摇臂下降 1 SB5 按钮开关 LA19 立柱和主轴箱的松开 1 SB6 按钮开关 LA19 立柱和主轴箱的夹紧 1 SA1 转换开关 LW6 冷却电动机控制 1 SA2 转换开关 LW6 照明灯的控制 1 SD1 行程开关 JLXK1 摇臂上升极限位置保护 1 SD2 行程开关 JLXK1 摇臂松开到位 1 SD3 行程开关 JLXK1 摇臂夹紧行到 1 SD4 行程开关 JLXK1 立柱和主轴箱松紧 1 SD5 行程开关 JLXK1 主行程开关 1 SD6 行程开关 JLXK1 摇臂下降极限位置保护 1 HL1 指示灯 XD1 立柱松开指示灯 1 HL2 指示灯 XD1 立柱夹紧指示灯 1 HL2 指示灯 XD1 主电机旋转指示灯 1 EL1 照明灯 JC-25 照明 1 TC 变压器 BK-150 380/110-24-6 控制、指示电路电源电压 1 6 总 结 毕业设计是大学学习最后重要的阶段，也是最重要的阶段，它对我们四年以来所学知识的一个综合检验，同时毕业设计锻炼我们所学知识同实际问题相结合的能力。对于Z3040摇臂钻床控制系统PLC的改造，把原有继电器——接触器控制系统改造为性能等各方面更加优化的PLC控制系统，进而实现了Z3040摇臂钻床的自动化控制，设计时解决各种问题时，需要查阅大量的文献资料，因此增加了自己的知识量和检索知识的速度，同时锻炼分析问题和解决问题的能力，这也是完成毕业设计应该具备的能力。这些知识的扩展和能力的增强是我在大学期间很大的收获，为今后走向工作岗位奠定了很好的基础。 Z3040摇臂钻床控制系统的PLC改造，涉及了机械和电气两个学科的知识，首先Z3040摇臂钻床控制系统线路和PLC特点分析，其次根据其原理和特点完成PLC的选型、I/O端口地址的分配及接线图绘制、系统梯形图的设计和程序指令表编写和控制系统仿真，最后对控制系统主要电气元件的选择。 Z3040摇臂钻床的控制系统通过PLC的改造，控制系统的变得简单、编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。从而提高了机床的工作性能和工作效率，提高了产品的加工质量，提高了生产率，提高了企业的市场竞争力。 由于时间和所学知识的有限，本设计还有许多问题有待以后完善。第一，没有对电动机的调速问题进行研究，其中主电动机、升降电动机、液压泵电动机的调速只能通过机械调速或多速电机来进行，属于有级调速，第二，钻床的控制也不属于全自动控制，摇臂必须用手来移动不能精确的移动。第三，对控制系统没有进行抗干扰分析，在工厂车间会有噪声和温度的等外部干扰因素会对PLC控制系统有影响，使得系统不太稳定。这些问题需要在以后的学习工作中进一步完善。 参 考 文 献 [1] 王兆义．PLC发展现状和对策[J] 电子与自动化．2000（4）13-16 [2] 赵强．PLC技术研究现状与发展趋势[J]．科技信息 2010(4)：120-121 [3] 张凡．浅谈PLC的发展趋势与现状[J]．科技与生活．2010(9)：24-25 [4] 徐庆阳.王晨．有关PLC发展趋势的研讨[J]．信息与电脑．2011(2)：138-139 [5] 戴曙． 金属切削机床[M] 北京．机械工业出版社．1993-05：111-113 [6] 高钦和．可编程控制器应用技术与实例[M]．北京．人民邮电出版社．2004(7)：01-05 [7] 陈永利．PLC在机床电气传动系统中应用中应用[J] 微计算机信息1999（6）：28-29 [8] 黄永红．PLC输入输出点的扩展方法电工技术杂志[J] .2002（3）：47-49 [9] 扬湘洪．T68镗床的PLC控制[J]．机械制造与自动化2004(2) ：52-55 [10] 周丽芳．PLC快速入门与实践[M]．北京 人民邮电出版社 2010：15-20 [11] 陈远龄．机床电气自动控制[M] 重庆．重庆大学出版社 1995（9） [12] 李青云．PLC可编程序控制器的应用及发展趋势探析[J] 科技信息-2010(4)：118-119 [13] 王广才．二十一世纪PLC发展方向[J]　　油气田地面工程-2004（3）：26 [14] 王晓艳．用PLC改造Z3040摇臂钻床[J]　电气技术-2008(8)：82-83 [15] 张凤衫．电气控制及可编程序控制器[M]．北京．中国轻工业出版社．2003：98-100 [16] 鲁远栋．PLC机电控制系统应用设计技术[M]．北京．电子工业出版社．2006：98-100 [17] Sanjeev GuPua ， Sharma selection and application of advance control systems:Pldcs and pc-based system. journal of scientific & industrial research. .2005 (64):249-255 [18] Sivanadam ,Sumathi ,Deepa. Design and implementation of PLC cum micro-controller based electrically synchronized lift . Indain joumal of engineering .2005(12):269-277 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 _1399488920.unknown _1399489319.unknown _1399489819.unknown _1399490072.unknown _1399489970.unknown _1399489591.unknown _1399489643.unknown _1399489655.unknown _1399489573.unknown _1399489163.unknown _1399489243.unknown _1399489075.unknown _1398586398.unknown _1399488635.unknown _1398587330.unknown _1398586391.unknown