机床电气控制与plc总复习.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机床电气控制与PLC复习,绪 论,1.,机床电力拖动系统的发展,成组拖动,多电动机拖动,交流电动机拖动,直流电动机拖动,2.,机床电气控制系统的发展,在控制方法上：手动操纵发展到自动控制,在控制功能上：从单一功能发展到多功能,在操作上：从紧张、繁重发展到轻巧自如,0.2,机床电力拖动自动控制的基本概念,机床组成的三个基本部分,工作机构,传动机构,原动机,第一章 机床常用电器与控制线路,的基本环节,常用低压电器,电气原理图的画法及阅读方法,笼型电动机的起动控制线路,电动机正反转控制线路,电动机制动控制线路,本章主要内容,控制线路的其他基本环节,电动机的保护,电器：,对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛。,电器元件本身朝着新的领域扩展,电器元件性能提高,新型电器元件产生,机、电、液一体化电器元件实现,电器元件应用范围扩展,有些电器元件有其特殊性,1.1.1,概述,1.1,常用低压电器,电器元件的分类：,按动作原理,分类,：,AC1200V,、,DC1500V,及以上电路中的电器。,低压电器：,高压电器：,AC1200V,、,DC1500V,以下电路中的电器。,按用途,分类：,（,表,1-1,、表,1-2,）,手动电器：,控制电器：,自动电器：,配电电器：,通过人的操作发出动作指令的电器,。,产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器,。,用于各种控制电路和控制系统的电器,。,用于电能的输送和分配的电器,。,按工作电压等级分类：,继电器主要用于控制电路，流过触点的电流小，一般不需要灭弧装置。,用于,控制与保护电路,中，作,信号转换,用的电器。,具有输入电路（,感应元件,）和输出电路（,执行元件,）,当感应元件中的,输入量,变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。,如电流、电压、温度、压力等,作用：,特点：,结构：,原理：,继电器综述,图形符号及文字标注,线圈,KM,常开主触点,KM,常闭辅助触点,KM,常开辅助触点,KM,KM,KM,KM,KM,1.1.3,控制继电器,常用的控制继电器,电流继电器,电压继电器,中间继电器,固态继电器,热继电器,时间继电器,速度继电器,根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器,电流继电器,当电路发生短路及过流时立即将电路切断,当电路电流过低时立即将电路切断,过电流继电器：,欠电流继电器：,原理,线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。,1,电磁式控制继电器,电压继电器：,过电压继电器：,动作电压整定范围为,(105,120,),U,n,欠电压继电器：,吸合电压调整范围为,(30,50,),U,n,释放电压调整范围为,(7,20,),U,n,结构原理：与电流继电器类似,线圈并联在电路中，匝数多，导线细,根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器,欠电压继电器,KU,U,U,KU,KU,KU,本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。,作用：,用途：电动机额定电流不超过,5A,的电气控制系统，可代替接触器。,中间继电器：,触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。,小容量的接触器：,当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。,触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。,(b),符号,KA,线圈,常开触头,KA,常闭触头,KA,表,1-3,不同用途的控制继电器,名称,主要用途,电压继电器,用于电动机失压或欠电压保护及控制信号的转换与衔接,中间继电器,加在某一电器与被控电路之间，以扩大前者的触点数量和容量,电流继电器,用于电动机的过载及短路保护、直流电机磁场控制及失磁保护,表,1-4,电磁式控制继电器的整定参数,继电器类型,电流种类,可调参数,调整范围,电压继电器,直流,动作电压,吸合电压,30,50%U,e,释放电压,7,20%U,e,过电压继电器,交流,动作电压,105,120%Ue,欠电流继电器,直流,动作电流,吸合电流,30,65%I,e,释放电流,10,20%I,e,过电流继电器,交流,动作电流,110,350%I,e,直流,70,300%I,e,继电器感应元件接受外界信号后，经过设定的延时时间才使执行部分动作的继电器。,2.,时间继电器：,类型：,通电延时、断电延时、带瞬动触点通电（断电）延时,触点：,常开延时闭合、常闭延时断开、常开延时断开、常闭延时闭合,空气阻尼式：,包括电磁机构、工作触点及气室三部分，靠空气阻尼作用实现延时。,延时范围较宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长。,延时时间有,0.4,180s,和,0.4,60s,两种规格。,电动式：,包括同步电动机、减速齿轮机构、电磁离合系统及执行机构。,延时时间长，可达数十小时，延时精度高。,结构复杂，体积较大。,电子式：,数字计数式，包括脉冲发生器、计数器、显示器、放大器及执行机构。,延时时间长、调节方便、精度高、应用广。,可取代阻容式、空气阻尼式、电动式等时间继电器。,1,）文字符号：,2,）图形符号：,通电延时型：,断电延时型：,常闭,瞬动触头,常开,延时触头,常开,常闭,线圈,常闭,瞬动触头,常开,延时触头,常开,常闭,线圈,KT,3.,热继电器：,对连续运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁。,（一）作用,双金属片式,热敏电阻式,易熔合金式,利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作,利用电阻值随温度变化而变化的特性制成,利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作,（二）分类,JR36,JR28,JR20,热元件,常闭触头,常开触头,4.,速度继电器：,用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机反接制动。转速接近零时，自动切除反相序电源。,转子：,由一块永久磁铁制成，与电动机同轴相联，用以接受转动信号。,圆环（笼型空心绕组）：,转子（磁铁）旋转时，笼型绕组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状态。,触点,：,在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点改变通断状态。,1.1.4,熔断器,用于供电线路和电气设备的短路保护的保护电器。结构简单、使用方便、价格低廉。,熔断器的保护特性（安秒）曲线,流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越短。,外壳：,安装熔体。,熔体：,熔断器的,核心,，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。,熔体的额定电流,I,fN,是熔体长期工作而不致熔断的电流。,作用：短路和严重过载保护,应用：串接于被保护电路的首端,优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻,分类：瓷插式,RC,螺旋式,RL,有填料式,RT,填料密封式,RM,快速熔断器,RS,恢复熔断器,RZ,符号：,FU,文字标注,FU,1.1.5,低压断路器（自动开关）,用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护的电器。发生严重的过载或短路及欠电压等故障时能自动切断电路，功能相当于熔断器式断路器与过流、欠压、热继电器等的组合。在分断故障电流后一般不需要更换零部件。,框架（万能）式：,敞开式结构，适用于大容量配电装置,。,塑料外壳（装置）式：,外壳用绝缘材料制作，安全性良好，用于电气控制设备,及建筑物内电源线路保护、电动机过载和短路保护。,由,触点和灭弧装置,、,脱扣器与操作机构,、,自由脱扣机构,组成,。,正常工作：,主触点靠操作机构手动或电动合闸，接通和分断工作电流。,短路或过流保护：,过流脱扣器的衔铁被吸合，自由脱扣机构的钩子脱开，,自动开关触点分离，切除故障电流。,失压或零压保护：,失压脱扣器的衔铁被释放，自由脱扣机构动作，,断路器触点分离，切断电路。,1.2,电气原理图的画法及阅图方法,电力拖动电气控制线路主要由,各种电器元件,（如接触器、继电器、电阻器、开关）和电动机等用电设备组成。为了设计、研究分析、安装维修时阅图方便，在绘制电气控制线路图时，必须使用国家,统一规定的电气图形符号和文字符号,。常用的电气设备图样有三类。,电气原理图表明了电气控制线路的工作原理。以及,各电器元件的作用和相互关系，而不考虑各电路元件安,装位置和实际连线情况。绘制电气原理图，一般遵循下,面的规则：,1.,电气原理图,(1),电气控制线路分为主电路和控制电路。主电路用粗,线绘出，而控制电路用相对较细线画。一般主电路画在左侧，控制电路画在右侧。,(2),电气控制线路中，同一电器的各导电部件如线圈和触点常常不画在一起，但必须用统一文字标明。,(3),电气控制线路的全部触点都按,“,平常,”,状态绘出。,电气安装图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜,中的实际安装位置。,电气设备接线图表明各电气设备之间的实际接线情况。,电气设备安装图和电气设备接线图主要用于安装、接线、,检查维修和工程施工。,2,、电气设备安装图,3,、电气设备接线图,对于相对简单的系统，常常将安装图与接线图画到一起，下图是小型卧式车床的电气安装与接线图。,图,1-16 C620,卧式车床电气控制原理图,小型,卧式车床电气安装、接线图,1.3,笼型电动机的起动控制线路,笼型异步电动机有直接起动和降压起动两种方式。,1.3.1,直接起动控制线路,对于控制要求不高的简单机械如小型台钻、砂轮机、冷却泵等都直接用开关起动，如图,1-17,所示。,对于中小型卧式车床主电机都采用接触器直接起动线路，如图,1-18,所示。图中,KM,是自锁触点。,图,1-17,用开关直接起动线路,图,1-18,用接触器直接起动线路,1.3.2,降压起动控制线路,较大容量的笼型异步电动机一般都采用降压起动的方式起动,。,星,-,三角变换降压起动控制线路,在正常运行时，电动机定子绕组联成三角形，起动时,联结成星形，起动即将完毕再恢复成三角形。,图,1-19,是一种起动线路，其中动断触点,KM,2,与,KM,3,保证接触器,KM,2,与,KM,3,线圈不会同时通电，以防电源短路。动断触点,KM,2,同时也使时间继电器,KT,断电。,图,1-20,是用两个接触器和一个时间继电器进行星,三角,转换的降压起动控制线路。电动机连成星或三角都是由接触器,KM,2,完成的。,图,1-19,星,三角降压起动控制线路（,1,）,图,120,星,角降压起动控制线路（,2,）,图,1-21,是定子串电阻降压起动控制线路。电动机起动时在三相定子电路中串接电阻可降低绕组电压，起动后再将电阻短路掉，电动机即可在全压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线方式的限制，设备简单，因而得到广泛应用。机床中常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电流。,.,定子串电阻降压起动控制线路,1-21,电动机定子串电阻降压起动控制线路,1.4,电动机正反转控制线路,许多生产机械都有可逆运行的要求，由电动机的正反转来实现生产机械的可逆运行是很方便的，只需使拖动电动机可以两个方向运行就可以了。,如果用,KM1,和,KM2,分别完成电动机的正反向控制，那么由正转与反转起动线路组合起来就成了正反转控制线路。,1.4.1,电动机正反转控制线路,图,1-22,为异步电动机正反转控制线路,。,图,1-22,正转和反转控制线路,从图,1-22,中的主电路部分可知，若,KM,1,和,KM,2,分别闭合，则电动机的定子绕组所接,U,、,W,两相电源对调，结果电动机转向不同。若,KM,1,和,KM,2,同时闭合，就会造成主回路短路，如图,1-22a,。图,1-22b,需要先停止正转（反转），然后再按反转（正转），才能实现反转（正转），显然操作不方便。图,1-22c,解决了这种问题。,1.4.2,正反转自动循环线路,图,1-23,是机床工作台往返循环的控制线路。实质上是用,行程开关来自动控制电动机正反转的。组合机床、龙门刨,床、铣床的工作台常用这种线路实现往返循环。,图,1-23,机床工作台往返循环的控制线路,1.5,电动机制动控制线路,许多机床都要求能迅速停车或准确定位，这就要求对机械进行制动，强迫其迅速停车。制动停车的方式有机械制动和电气制动。电气制动实质是使电动机产生一个与转子原来的转动方向相反的制动转矩。机床中常用的电气制动是能耗制动和反接制动。,1.5.1,能耗制动控制线路,能耗制动是在三相笼型异步电动机切断三相电源的同时，给定子绕组接通直流电源，在转速为零时再切除直流电源,的制动过程。制动过程中机械能转为电能消耗在转子电阻上。,图1-24a、b是分别用复合按钮和时间继电器实现能耗制,动的控制线路。,图,1-24,能耗制动控制线路,反接制动实质上是改变接在电动机定子绕组上的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，因而起制动作用。,反接制动过程为：当想要停车时，首先将三相电源切换，然后当电动机转速接近零时，再将三相电源切除。,2.,反接制动控制线路,图,1-25,反接制动控制线路,1.8,控制线路的其他基本环节,1.8.1,点动控制,电动机在正常工作时多数需要连续不断地工作，即所谓长动。而点动指的是，按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工作。点动常用于生产设备的调整，如机床的刀架、横梁、立柱的快速移动，机床的调整对刀等。图,1-33,为点动控制线路。,用复合按钮实现点动,用开关实现点动,用中间继电器实现点动,图,1-33,点动控制线路,1.,联锁,在机床控制线路中，经常要求电动机有顺序的起动，如某些机床主轴必须在液压泵工作后才能工作；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有足够的润滑油；铣床的主轴旋转后，工作台方可移动等，这些都要求有联锁关系。如图,1-34,所示。,1.8.2 联锁与互锁,图,1-34,电动机的联锁控制,互锁实际上是一种联锁关系，其所以这样称谓，是为了强调触点之间的互相作用。在图,1-35,中控制对象是两台电动机，工艺上要求它们不能同时工作，于是采用了两个接触器动断触点互锁。这种互锁关系前面已用在电动机的正反转线路中，可保证正反向接触器,KM,1,和,KM,2,主触点不能同时接通，以防止电源短路。,2.,互锁,图,1-35,两台电动机的,“,互锁,”,控制,3.,多点控制,在大型机床设备中，为了操作方便，常要求能在多个,地点进行控制。如图,1-37,把起动按钮并联连接，停止按钮,串联连接，分别安置在三个地方，就可三地操作。,图,1-37,多点控制线路,1.9,电动机的保护,保护环节是所有机床电气控制系统不可缺少的组成部分，利用它来保护电动机、电网、电气控制设备以及人身安全等。常用的保护环节有,过载保护,、,短路电流保护,、,零电压,和,欠电压保护,以及直流电动机的,弱磁保护,等。,短路电流引起电气设备绝缘损坏和产生强大的电动力使电器设备损坏。因此在产生短路现象时，必须迅速地将电源切断。常用的有：,熔断器保护,自动开关保护,1.9.1,短路保护,1.9.2,过载保护,电动机长期超载运行，电动机绕组温升超过其允许值，电动机的绝缘材料就要变脆，寿命减少，严重时使电动机损坏。过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。,常用的过载保护元件是热继电器和断路器的热脱扣器。,过电流保护广泛用于直流电动机或绕线转子异步电动机，,对于三相笼型电动机，由于其短时过电流不会产生严重后果，,故不采用过电流保护而采用短路保护。过电流往往是由于不,正确的起动和过大的负载转矩引起的，一般比短路电流要小。,为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护叫零压保护。,在许多机床中不是用控制开关操作，而是用按钮操作，能,起到零压保护的效果。,在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断，这就是,欠电压保护。,一般常用电磁式电压继电器实现欠压保护,。,1.9.3,过电流保护,1.9.4,零电压与欠电压保护,第二章 机床电气控制线路的分析及设计,分析电气控制系统时要注意以下几个问题：,要了解机床的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。,弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。,初步掌握各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按钮的功能和操纵方法。,注意了解与机床的机械、液压发生直接联系的各种电器的安装部位及作用。如：行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等。,分析电气控制系统时，要结合说明书或有关的技术资料将整个电气线路划分成几个部分逐一进行分析。例如：各电动机的起动、停止、变速、制动、保护及相互间的联锁等。,本节首先分析几种卧式机床的电气控制线路，从中找出规律，逐步提高阅读电气原理图的能力。,2.1,卧式车床的电气控制线路分析,卧式车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。,主电动机有两种起动方式，即直接起动和降压起动。,主电动机的制动也有两种方式，即电气方法实现的能耗制动和反接制动，以及机械的摩擦离合器制动。,2.1.1 CW6163B,型万能卧式车床的控制线路,图,2-1,为,CW6163B,型万能卧式车床的电气原理图。,表,2-1,为该机床的电气元件目录表。,CW6163B,型万能卧式车床影像图,图,2-l,CW,6163B,型万能卧式车床电气原理图,符 号,名 称 及 用 途,符 号,名 称 及 用 途,Q,自动开关作电源引入及短路保护用,KR,1,热继电器 作主电动机过载保护用,FU,1,-FU,4,熔断器作短路保护,KR,2,热继电器 作冷却泵电动机过载保护用,M,l,主电动机（主轴及进给）,KM,1,接触器作主电动机起动、停止用,M,2,冷却泵电动机,KM,2,接触器 作冷却泵电动机起动、停止用,M,3,快速电动机,KM,3,接触器 快速电动机起动、停止用,SB,l,-SB,4,主电动机起停按钮,SB,7,快速电动机点动按钮,SB,5,-SB,6,冷却泵电动机起停按钮,TC,控制与照明变压器,HL,l,主电动机起停指示灯,ST,行程开关 与操作开关联动,HL,2,电源接通指示灯,SA,照明控制开关,表,2-1 CW6163B,型卧式车床电器元件目录表,1.,主电路,整机的电气系统由,M,1,、,M,2,、,M,3,三台电动机组成，它们均为直接起动，主轴采用液压制动器。,2,控制、照明及显示电路,控制变压器,TC,二次侧,110V,电压作为控制回路的电源。为,便于操作和事故状态下的紧急停车，主电动机,M,1,采用双,点控制。冷却泵电动机的起动和停止由装在床头操纵板,上的按钮,SB,5,和,SB,6,控制。,SA,为照明控制开关，,HL,1,、,HL,2,、,EL,、为一些照明及指示灯。行程开关,ST,作进给限位保护用。,C616,卧式车床实物影像图,1.2.2 C616,卧式车床的电气控制线路,图,2-2,为,C616,卧式车床电气原理图。,图,2,2 C616,卧式车床电气原理图,1,主电路,该机床有,M,1,、,M,2,、,M,3,三台电动机，三相交流电源通过组合开关,Q,1,引入。,2,控制、照明和显示电路,该控制电路没有控制变压器，控制电源直接取交流,380V,。,操纵手柄控制的开关,SA,1,可以控制主电动机的正转与反,转。中间继电器,KA,起零压保护作用。,照明电路的电源由照明变压器二次侧输出,36V,电压供电，,SA,2,为照明灯接通或断开的开关。,HL,为电源指示灯，由,TC,二次侧输出,6.3V,供电。,2.1.3 C650,卧式车床的电气控制线路,C650,卧式车床属于中型车床，图,2-3,是它的电气原理图。,1,主电路,该机床有,M,1,、,M,2,、,M,3,三台电动机，三相交流电源通过组合开关,Q,引入。,2,控制电路,主电动机的点动调整控制：图,2-4,为点动环节的控制电路图。,图,2-4 C650,卧式车床点动控制线路,主电动机的正反转控制电路,图,2-5,为主电动机正反转控制电路。,3.,主轴电动机的反接制动控制,C650,卧式车床采用了反接制动方式,。当电动机的转速接近到零时，用速度继电器的触点给出信号切断电动机的电源。图,2-6,是,C650,卧式车床正转、反转与反接制动的控制线路。,速度继电器与被控电动机是同轴连结的，当电动机正转时，速度继电器的正转常开触点,KS,1,闭合；电动机反转时，速度继电器的反转动合触点,KS,2,闭合。,2.5,机床电气控制线路设计举例,机床主运动和进给运动由电动机,M,1,集中传动，主轴运动的正反向靠两组摩擦片离合器完成。,主轴制动采用液压制动器。,冷却泵由电动机,M,2,拖动。,刀架快速移动由单独的快速电动机,M,3,拖动。,进给运动的纵向、横向和快速移动集中由一个手柄操纵。,设计,CW6163,型卧式车床的电气控制线路。,1,、机床电气传动的特点及控制要求,电动机型号：,主电动机,M1 Y160M-4 11 kW 380V 23.0A 1460 r/min,冷却泵电动机,M2 JCB-22 0.15kW 380V 0.43A 2790 r/min,快速移动电动机,M3 Y90S-4 1.1kW 380V 2.8 A 1400 r/min,（1）主回路设计,根据电气传动的要求，由接触器KM,1,、KM,2,、KM,3,分别控制电动机M,1,、M,2,及M,3,，如图2-14所示。,机床的三相电源由电源引入开关Q引入。主电动机M,1,的保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。冷却泵电动机M,2,的过载保护由热继电器KR,2,实现。,快速移动电动机M,3,由于是短时工作，不设过载保护。电动机M,2,、M,3,共同设短路保护,熔断器FU,1,。,2,、电气控制线路设计,M,1,3,M,2,3,主电动机,冷却泵电动机,Q,KR,1,KM,1,KM,2,KR,2,FU,1,KM,3,M,3,3,快速移动电动机,SB,2,SB,1,KM,1,KM,1,KM,2,KM,2,KM,3,SB,3,SB,4,SB,5,SB,6,SB,7,主电动机,M,1,冷却泵电动机,M,2,快速移动电动机,M,3,图,2,-,14,主电路与控制电路设计,3,3,考虑到操作方便，主电动机,M,1,可在床头操作板上和刀架拖板上分别设起动和停止按钮,SB,1,、,SB,2,、,SB,3,、,SB,4,进行操纵。如图,2-14,所示。接触器,KM,1,与控制按钮组成带自锁的起停控制线路。,冷却泵电动机,M,2,由,SB,5,、,SB,6,进行起停操作，装在床头板上。,快速移动电动机,M,3,工作时间短，为了操作灵活由按钮,SB,7,与接触器,KM,3,组成点动控制线路，如图,2-17,所示。,（,2,）控制电路设计,可设电源指示灯,HL,2,(,绿色,),，在电源开关,Q,接通后，立即发光显示，表示机床电气线路已处于供电状态。设指示灯,HL,1,(,红色,),显示主电动机是否运行。这两个指示灯可由接触器,KM,1,的动合和动断两对辅助触点进行切换显示。如图,2-15,右上方所示。,在操作板上设有交流电流表,A,，它串联在电动机主回路中,(,图,2-15),，用以指示机床的工作电流。这样可根据电动机工作情况调整切削用量使主电动机尽量满载运行，提高生产率，并能提高电动机功率因数。,设照明灯,FL,安全照明,(36V,安全电压,),。,（,3,）信号指示与照明电路,考虑安全可靠及满足照明指示灯的要求，采用变压,器供电，控制线路,127V,，照明,36V,，指示灯,6.3V,。,（,4,）控制电路电源,（,5,）绘制电气原理图,根据各局部线路之间互相关系和电气保护线路，画成电气原理图，如图,2-15,所示。,3,、选择电气元件,（,1,）电源引入开关,Q,Q,主要作为电源隔离开关用，并不用它来直接起停,电动机，可按电动机额定电流来选。显然应该根据三,台电动机来选。在中小型机床常用组合开关中，可选,用,HZ10-25/3,型，额定电流为,25A,，三极组合开关。,主电动机,M,1,额定电流,23.0A,，,KR,1,可选用,JR0-40,型热继电器，热元件电流为,25A,，电流整定范围为,1625A,，工作时将额定电流调整为,23.0A,。,同理，,KR,2,可选用,JR10-10,型热继电器，选用,1,号元件，电流整定范围是,0.400.64A,，整定在,0.43A,。,（,2,）热继电器,KR,1,、,KR,2,（,3,）熔断器,FU,1,、,FU,2,、,FU,3,FU,1,是对,M,2,、,M,3,两台电动机进行保护的熔断器。熔体,电流为：,可选用,RL1-15,型熔断器，配用,10 A,的熔断体。,FU2,、,FU3,选用,RL1-15,型熔断器，配用最小等级的熔断,体,2A,。,接触器,KM,1,，根据主电动机,M,1,的额定电流,I,e,=23.0A,，控制回路电源,127V,，需主触点三对，动合辅助触点两对，动断辅助触点一对，根据上述情况，选用,CT0-40,型接触器，电磁线圈电压为,127V,。,由于,M,2,、,M,3,电动机额定电流很小，,KM,2,、,KM,3,可选用,JZ7-44,交流中间继电器，线圈电压为,127V,，触点电流,5A,，可完全满足要求。对小容量的电动机常用中间继电器充任接触器。,（,4,）接触器,KM,1,、,KM,2,及,KM,3,其它各元件的选用见表,2-3,所示。,可知变压器容量应大于,68.4VA,。考虑到照明灯等其它电路附加容量，可选用,BK-100,型变压器或,BK-150,型变压器，电压等级：,380V/127-36-6.3V,，可满足辅助回路的各种电压需要。,根据式,(2-7),可得：,变压器最大负载时是,KM1,、,KM2,及,KM3,同时工作，根,据式,(2-6),可得：,（,5,）控制变压器,TC,符 号,名 称,型 号,规 格,数 量,M,1,M,2,M,3,Q,KM,l,KM,2,、,KM,3,KR,1,KR,2,FU,1,FU,2,、,FU,3,TC,SB,3,SB,4,SB,6,SB,l,SB,2,SB,5,SB,7,HL,1,、,HL,2,A,主电动机,冷却泵电动,快速移动电动机,组合开关,交流接触器,交流中间继电器,热继电器,热继电器,熔断器,熔断器,控制变压器,控制按钮,控制按钮,控制按钮,指示信号灯,交流电流袭,Y160M-4,JCB-22,JO2-21-4,HZl0-25/13,CJ10-40,JZ7-44,JR0-40,JR10-10,RLl-15,RLl-15,BK-100,LA10,LA10,LA9,ZSD-0,62T2,11Kw 380V 1460r,min,0.125kW 380V 2790r/min,1.1kW 380V 1410r/min,3,极,500V 25A,40A,线圈电压,127V,5 A,线圈电压,127V,额定电流,25A,整定电流,19.9A,热元件,l,号 整定电流,0.43A,500V,熔体,10A,500V,熔体,2A,100V.A 380V/127-36-6.3 V,黑 色,红 色,6.3 V,绿色,1,红色,1,0,50A,直接接入,1,l,1,1,1,2,1,l,3,2,1,3,3,1,2,l,表,2-3 CW6163,型卧式车床电气元件表,5,、绘制电气安装接线图,电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量 等，如表,2-3,所示。,机床的电气接线图是根据电气原理图及各电气设备安,装的布置图来绘制的。安装电气设备或检查线路故障都要,依据电气接线图。接线图要表示出各电气元件的相对位置,及各元件的相互接线关系，因此要求接线图中各电气元件,的相对位置与实际安装的位置一致，并且同一个电器的各,组成部分画在一起。还要求各电气元件的文字符号与原理,图一致。对各部分线路之间接线和对外部接线一般应通过,端子板进行，而且应该注明外部接线的去向。,4,、制定电气元件明细表,图,2-16 CW6163,卧式车床电气安装、接线图,第三章,PLC,的结构及工作原理,3.1,可编程序控制器（,PLC,）基本构成及工作方式,3.1.1,PLC,的基本构成,图,3-1 PLC,的基本构成,3.1.2,可编程序控制器的工作方式,扫描工作方式,PLC,的工作过程,公共操作,I/O,操作,执行用户程序包括,监视定时器,T1,的作用,执行用户程序,执行外设指令,上电后的初始操作,3.1.3,可编程序控制器的编程设备,手持编程器,专用编程器,装有编程软件的计算机,手持编程器体积小，携带方便，在现场调试时更显其优越性，但在程序输入或阅读理解分析时，比较繁琐,功能强，可视化程度高，使用也很方便，但其价格高，通用性差,利用计算机进行,PLC,的编程、通信更具优势，计算机除可进行,PLC,的编程外，还可作为一般计算机使用，兼容性好，利用率高。因此采用计算机进行,PLC,的编程已成为一种趋势,3.2,可编程序控制器的编程元件及编程语言,3.2.1,可编程控制器的编程元件及存储区域的分配,编程元件（软继电器）,存储器区域,3.2.2,编程语言概述,IEC 61131-3,中规定的,5,种编程语言,梯形图（,LD-Ladder Diagram,）,顺序功能图（SFC-,Sequential Function Chart,）,功能块图（,FBD-Function Block Diagram,）,指令表（,IL-Instruction List,）,结构文本（,ST-Structured Text,）,图形语言,文本语言,3.2.3,梯形图,LD,简介,梯形图按行从上至下，每一行从左到右顺序编写。,梯形图左、右边垂直线为母线。以左母线为起点，可分行向右放置接点或其逻辑组合。梯形图接点主要有两种，常开接点和常闭接点。这些接点可以是,PLC,的输入接点或内部继电器接点，也可以是其它各种编程元件的接点。,梯形图有如下特点：,梯形图的最右侧必须放置输出元素。,PLC,的输出元素，用圆圈表示；圆圈可以表示内部继电器线圈，输出继电器线圈或定时,/,计数器的逻辑运算结果。其逻辑动作只有在线圈接通后，对应的接点才动作。,梯形图中的接点可以任意串、并联，而输出线圈只能并联不能串联。,输出线圈只对应输出映像存储器相应位，不能直接驱动现场设备，该位的状态，只有在程序执行周期结束后，对输出刷新。刷新后的控制信号经,I/O,接口输出模块驱动对应的负载工作。,3.2.4,指令表（语句表）语言,IL,简介,由一系列指令组成的语言。每条指令占一行，指令由操作符和紧随其后的操作数组成，操作数是指在,IEC61131-3,的,“,公共元素,”,中定义的变量和常量。有些操作符可带若干个操作数，这时各个操作数用逗号隔开。指令前可加标号，后面跟冒号，在操作数之后可加注释,指令表语言结构,一般操作符,装入指令：,LD N,等。,逻辑指令：,AND N(,与指令,),、,OR N(,或指令,),、,XOR N(,异 或指令,),等。,算术指令：,ADD,（加指令）、,SUB,（减指令）、,MUL,（乘指令）,DIV,（除指令）、,MOD,（取模指令）等。,指令表操作符,包括四类操作符：,一般,操作符、,比较,操作符、,跳转,操作符和,调用,操作符,比较指令 包括：,GT,（大于）、,GE,（大于等于）、,EQ,（等于）、,NE,（不等于）、,LE,（小于等于）、,LT,（小于）等。,跳转及调用操作符 包括：,JMP C,N(,跳转操作符,),、,CALL C,N,（调用操作符）等。,3.4,三菱,FX,2N,系列可编程序控制器及其基本指令简介,3.4.1 FX,2N,系列可编程序控制器的基本组成,基本单元,一览表,输入,输出,总点数,输入,点数,输出,点数,FX2N,系列,AC,电源，,DC,输入,继电器输出,晶闸管输出,晶体管输出,16,8,8,FX2N,16MR,001,FX2N,16MT,001,32,16,16,FX2N,32MR,001,FX2N,32MS,001,FX2N,32MT,001,48,24,24,FX2N,48MR,001,FX2N,48MS,001,FX2N,48MT,001,64,32,32,FX2N,64MR,001,FX2N,64MS,001,FX2N,64MT,001,80,40,40,FX2N,80MR,001,FX2N,80MS,001,FX2N,80MT,001,128,64,64,FX2N,128MR,001,FX2N,128MT,001,扩展单元,输入,输出,总点数,输入,点数,输出,点数,继电器输出,输入,晶体管输出,晶闸管输出,输入,信号,电压,8(16),4(8),4(8),FX0N-8ER,DC24V,8,8,0,FX0N-8EX,DC24V,8,0,8,FX0N-8EYR,FX0N-8EYT,16,16,0,FX0N-16EX,DC24V,16,0,16,FX0N-16EYR,FX0N-16EYT,16,16,0,FX2N-16EX,DC24V,16,0,16,FX2N-16EYR,FX2N-16EYT,FX2N-16EYS,1.,输入输出继电器,型,号,FX,2N,-16M,FX,2N,-32M,FX,2N,-48M,FX,2N,-64M,FX,2N,-80M,FX,2N,-128M,扩展时,输,入,X000,X007,8,点,X000,X017,16,点,X000,X027,24,点,X000,X037,32,点,X000,X047,40,点,X000,X077,64,点,X000,X267,184,点,输,出,Y000,Y007,8,点,Y000,Y017,16,点,Y000,Y027,24,点,Y000,Y037,32,点,Y000,Y047,40,点,Y000,Y077,64,点,Y000,Y267,184,点,3.4.2 FX,2N,系列,PLC,编程元件,辅助继电器（,M,）分为一般用（,M0,M499,）、停电保持用（,M500,M3071,）和特殊用途（,M8000,M8255,）辅助继电器。,特殊辅助继电器（,M8000,M8255,）分为两类：,1,）触点利用型,：线圈由,PLC,自动驱动，用户只可使用这些触点。这类特殊辅助继电器常用作时基、状态标志或专用控制元件出现在程序中。例如：,M8000,：运行监视，,PLC,运行时监控接通；,M8002,：初始脉冲，只在,PLC,开始运行的第一个扫描周期接通；,M8011,、,M8012,、,M8013,、,M8014,：分别为,10ms,、,100ms,、,1s,和,1min,时钟；,M8020,、,M8021,、,M8022,：分别为零标志、借位标志和进位标志。,2.,内部辅助继电器,2,）线圈驱动型,：用户驱动线圈后，,PLC,作特定的动作。其中存在驱动时有效和,END,指令执行后有效两种情况。例如：,M8030,：关电池灯指示，熄灭锂电池欠 压指示灯；,M8033,：停止时存储保存，,PLC,进入,STOP,状态后，输出继电器状态保持不变；,M8034,：全输出禁止，禁止所有的输出；,M8039,：恒定扫描方式，,PLC,按,D8039,寄存器中指定的扫描时间周期运行（以,ms,为单位）。,3.,状态器,状态器（,S,）：一般用（,S0,S499,）,其中，,S0,S9,一般用于步进梯形图的初始状态，,S10,S19,一般用作返回原点的状态。,停电保持用（,S500,S899,）,报警器用（,S900,S999,），供信号报警器用的状 态器也属于停电保持型，它还可以作为诊断外部故障用的输出。,通过外围设备参数的设定，可以改变一般用和停电保持型状态器的分配。,4.,定时器,100ms,定时器：,T0,T199,，,200,点。定