本論文是研究機械加工中常用的Z3040X16型搖臂鉆床傳統電氣控制系統的改造題目,旨在解決傳統繼電器—接觸器電氣控制系統存在的線路復雜、可靠性穩定性差、故障診斷和故障排除困難等困難。由于可編程控制器（以下簡稱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，編程方便，調試周期短，可靠性高，抗*力強，故障率低，維護方便，對工作環境要求低等一系列優點。因此，本論文對Z3040X16型搖臂鉆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往，大大進步了搖臂鉆床的工作效率。
　　
　　搖臂鉆床適用于單件或批量生產帶有多孔的大型零件的孔加工，是一般機械加工車間常用的機床。由于其原有控制系統采用繼電器——接觸器控制方式，電路接線復雜，觸點多。經過長期使用后，各個地方的接線老化，造成故障率高，故障排查困難，經常影響企業的正常生產。由于PLC具有可靠性高，環境適應性強，使用方便，維護簡單等優點。因此，利用PLC對搖臂鉆床的繼電器控制電路進行改造，有助于進步設備的可靠性、使用率。
　　
　　1Z3040X16型搖臂鉆床的電氣控制
　　
　　（1）采用3臺電機進行拖動，主電機M1（4.0kW），搖臂松夾電機（2.2kW），搖臂上下電機（2.2kW），3臺電機均是小功率電機，均采用直接啟動控制。
　　
　　（2）控制電路中設有主電機啟動/停止，此控制未進進PLC，直接采用的啟動和停止按鈕進行控制的，由于此電路中未有任何連鎖控制，無需進進PLC中進行控制，既節約了I/O點，又減少了故障排查點。
　　
　　（3）搖臂升/降動作按照“搖臂松開—升/降—搖臂夾緊”順序進行，由搖臂松開行程開關SQ2與夾緊行程開關SQ3來控制。在搖臂夾緊前，由時間繼電器KT1延時1～3s后再夾緊。
　　
　　（4）立柱和主軸箱的放松、夾緊可以單獨操縱，也可以同時進行，由轉換開關SA、松開按鈕SB5和夾緊按鈕SB6來控制。利用時間繼電器KT2的斷電延時斷開觸點、KT3的通電延時閉合觸點，實現電磁鐵YA1、YA2相對于液壓泵電機接觸器提前吸合、延時斷開的控制。
　　
　　（5）主電機M1和液壓泵電機M3分別設有熱繼電器FR1、FR2作長期過載保護。
　　
　　2PLC選擇
　　
　　2.1確定I/O點數
　　
　　在改造中盡可能保存系統原有的控制功能，以便能達到搖臂鉆的工作效果，發揮其zui大的工作效率，根據原有的控制電路來計算I/O點數。其中：按鈕6個（考慮節約點數，有兩個未進進PLC），行程開關4個，即實際輸進點數為8個；接觸器5個（考慮節約點數，有一個未進進PLC），中間繼電器1個，即實際輸出點數為5個。
　　
　　2.2選擇PLC機型
　　
　　根據確定的I/O點數，選擇德國西門子公司生產的S7-200系列產品。此PLC的型號為CPU222——6ES7212-1BB23-0XB0，輸進點數為8個，輸出點數為6個，繼電器輸出，使用電源為85至264VAC（47至63Hz）。
　　
　　3I/O地址分配及接線圖
　　
　　I/O分配表見下表。

　　
　　I/O分配表
　　
　　根據上表設計I/O接線圖，如圖1。其中接觸器和中間繼電器的電壓等級都進行了調整，都更換了新的電氣元件，電壓等級均為AC220V，電壓等級同一，便于日常維護。
　　圖1I/O接線圖
　　
　　4PLC程序設計
　　
　　根據原有繼電器控制電路，加以分析改進，但仍保持原有的控制功能，編制梯形圖，如圖2。
　　　　5改造中必須要留意的幾個題目
　　
　　（1）選擇PLC機型時，要考慮低價格，高性能。
　　
　　（2）原有繼電器控制電路比較復雜，如線路老化后，故障點太多，不便查詢，而利用PLC控制時，不但大大進步了搖臂鉆床電氣控制系統的可靠性和抗*力，而且大大簡化和減少了維修維護的工作量，使用效果良好。
　　
　　6結束語
　　
　　利用PLC對搖臂鉆床控制系統進行改造后，大大簡化了控制線路，維護起來十分方便，而且降低了設備運行的故障率，大大進步了設備運行的穩定性及使用率。我廠的電氣維護職員嘗到了甜頭，要不以前一提到維修搖臂鉆床，就是一頭污水，無從下手，自從改造完成后，再也沒碰到此類題目，搖臂鉆床再也沒出現過影響生產、停滯狀態的情況。建議搖臂鉆床的生產廠商，也應該一改往常的設計思路，避免以后在生產過程中出現類似的題目。