电气控制与PLC应用 项目四.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,*,Date:,*,Page:,*,电器控制线路的基本规律,CH1,电气控制与,PLC,应用,项目,4,X62W,型铣床控制线路,铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。可以用来加工机械零件的平面、斜面、沟槽等型面，在装上分度头以后，可以加工直齿轮和螺旋面；装上回转圆工作台，则可以加工凸轮和弧形槽等回转体。按结构形式的不同，可分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿型铣床以及各种专用铣床。,4.1,项目描述,X62W,卧式万能铣床的结构,一、,X62W,型卧式万能铣床主要结构及运动形式,X62W,卧式万能铣床,由床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板和升降台等部件组成。,该铣床可以实现七个方向的运动：,升降台的,上下,移动，一般称为垂直运动。,溜板沿水平导轨作平行于主轴轴线方向的,前后,运动，一般称横向进给。,工作台沿回转台上的导轨作垂直于轴线方向的,左右,移动，一般称为纵向移动,倾斜方向,进给，以加工螺旋槽。,X62W,型铣床有,三种,运动，即,主运动,、,进给运动,和,辅助运动。,主运动,：主轴带动铣刀的旋转运动；,进给运动,：加工过程中工作台带动工件在三个相互垂直方向上的直线运动；,辅助运动,：工作台在三个互相垂直方向上的快速直线运动，以及工作台的旋转运动。,二、,X62W,型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求,1,X62W,型万能铣床的主轴与工作台各自采用,单独,的笼型异步电动机拖动。,2,主轴电动机空载起动，采用,直接,起动。为完成顺铣和逆铣，要求有,正反转,。,3,主轴电动机有停车,制动,控制。,4,工作台的纵向、横向和垂直三个方向的进给运动由同一台进给电动机拖动，三个方向的,选择,由,操纵手柄,改变传动链来实现，同一时间只允许工作台向一个方向移动，故三个方向的运动之间应有完善的联锁保护。,5,X62W,型万能铣床通过吸合一个快速电磁铁的方法来,改变传动链,的传动比从而实现快速移动。,6,要求圆工作台旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的直线运动之间有,联锁,保护控制。,7,X62W,型铣床采用机械方式变速。要求主轴或进给变速时电动机进行冲动（短时转动）控制。,8,主轴旋转与工作台进给之间应有,起停顺序联锁控制，,9,冷却泵由一台电动机拖动，供给铣削时的冷却液。,10,为操作方便，机床的起、停要求,两处,控制。,4.2,三相异步电动机的制动控制,电动机制动，迅速停车或准确定位。,机械制动：,用机械装置产生机械力来强迫电动机迅速停车。主要有：,机械抱闸、液压或气压制动,电气制动：,使电动机的磁场转矩方向与电动机旋转方向相反，从而达到制动目的，,实质是产生反向制动转矩。主要有：反接制动、能耗制动、,再生制动、,电容制动等。,1.,反接制动控制,反接制动：利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。,特点：制动转矩大、制动迅速、冲击大，常用于,10KW,以下的电机，当电动机转速接近零时，必须及时切断反相序电源，以防止电机反向再起动，常用速度继电器来检测电动机转速并控制电动机反相序电源的断开。,主电路：,接触器,KM1,控制电机,M,正常运转，接触器,KM2,改变电机,M,的电源相序,.,在制动电路中串接了降压电阻,R,，,控制电路,：,由两条控制回路组成。一条控制,M,正常运转的回路，另一条是控制,M,反接制动的回路。,电路的工作过程：,起动：,按下,SB2KM1,线圈得电,M,开始转动，同时,KM1,辅助常开触点闭合自锁，,KM1,辅助常闭触点断开，进行互锁,.M,处于正常运转，,KS,的触点闭合,为反接制动作准备。,制动：,按下复合按钮,SBlKMl,线圈失电，,KM2,线圈由于,KS,的动合触点在转子惯性转动下仍然闭合而得电并自锁，电动机进入反接制动；当电动机转速接近零时，,KS,的触点复位断开,KM2,线圈失电制动结束，停机。,电动机反接制动控制电路,2.,能耗制动控制,三相笼型异步电动机切断三相电源的同时，定子绕组接通直流电源,转子旋转产生感应电流感应电流使转子产生反向的电磁转矩,(,即制动转矩,),转速为零时再将其切除。,电路的构成：,主电路,：,变压器,T,和整流器,UR,提供制动直流电源，,KM2,为制动接触器。,控制电路,：,由两条控制回路 组成，一条是控制,M,正常运转，另一条是控制,M,能耗制动。,根据电动机带负载制动过程时间长短设定时间继电器,KT,的定时值，实现制动过程的自动控制。,能耗制动控制电路特点：,制动作用强弱与通入直流电流的大小和电动机的转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强，电流一定时转速越高制动力矩越大。,一般取直流电流为电动机空载电流的,3,4,倍，过大会使定子过热。,可调节整流器输出端的可变电阻,R,，得到合适的制动电流。,电路的工作过程,：,起动：,按下,SB2KMl,线圈得电,M,开始转动，同时,KMl,辅助动合触点闭合自锁，,KMl,辅助动断触点断开，进行互锁。处于正常运转。,制动：,按下复合按钮,SBlKMl,线圈失电电动机,M,脱离三相交流电源，同时其动合触点使,KM2,、,KT,线圈得电,KM2,主触点闭合接入直流电源进行制动转速接近零时，,KT,延时时间到,KT,延时断开的动断触点断开,KM2,、,KT,线圈失电，制动过程结束。,能耗制动：,制动准确、平稳、能量消耗小。制动力较弱，需要直流电源。,反接制动：,制动显著，有冲击，能量消耗较大。,4.3 X62W,型卧式万能铣床控制电路分析与故障诊断,X62W,型万能铣床电气控制电路见下页。,（一）主电路分析,万能铣床主电路共有三台电动机，其中,M1,为主轴拖动电动机，,M2,为工作台进给拖动电动机，,M3,为冷却泵电动机。,1,控制电路电源,由控制变压器,TC,的,110V,副边供给。,（二）控制电路分析,X62W,型万能铣床电气控制电路,2,主轴电动机,M1,的控制,（,1,）主轴电动机,M1,的起动,SQ7,处于不受力,SA4,扳到主轴所需要的旋转方向,起动前准备,起动：,合上,QS,按下,SB3,（或,SB4,）,KM1,得电自锁,M1,直接起动,n120r/min,KS1,（或,KS2,）动作,为,M1,的停车制动作好准备,图,3-5,主轴变速时的冲动控制，是利用变速手柄、,SQ7,行程开关和变速数字盘的机电联合控制实现的。既可以停车变速，又可以运行时变速。,（,2,）主轴电动机,M1,的停车制动,按下,SB1,（或,SB2,）,KM1,断电,M1,串电阻,反接制动,n120r/min,KS1,（或,KS2,）断开,KM2,得电自锁,M1,停车,停车：,（,3,）主轴变速时的冲动控制,当需要对主轴变速时，操作过程是：,变速手柄拉出,SQ7,受力,KM2,得电,M1,反接制动,主轴速度降低,转动变速盘,快速将变速手柄复位,SQ7,复位,KM2,失电,M1,停车,总之，主轴变速冲动过程就是,SQ7,行程开关短时受压又恢复原状、主轴短时低速运转，与机械变速严密配合的过程。当主轴重新起动后，就会按新的转速运行。,3,工作台进给电动机,M2,的控制,转换开关,SA1,是用来控制圆工作台接通与停止的主令电器，,当圆工作台使用或停用时,SA1,的状态,如表,3-1,所示,（,“,+,”,表示触头接通，,“,-,”,表示触头断开）,。,表,3-1,圆工作台转换开关工作状态,位置,触点,接通圆工作台,断开圆工作台,SA1,1,+,SA1,2,+,SA1,3,+,注意：,万能铣床要求在主轴电动机起动后，才能起动进给电动机。所以电路原理图设计为主轴电动机,M1,的控制接触器,KM1,动作后，由其辅助常开触头（从,13,号线）把工作台进给运动控制电路的电源接通，即,KM1,得电，工作台才能运动。,由工作台纵向操纵手柄来控制。手柄有三个位置：向右、向左、中间。工作台纵向操纵手柄在不同位置会压到,SQ1,、,SQ2,两个行程开关，这些行程开关的工作状态见表,3-2,。,（,1,）工作台左右（纵向）运动的控制：,表,3-2,工作台纵向行程开关工作状态,向左,中间（停）,向右,SQ1,1,-,-,+,SQ1,2,+,+,-,SQ2,1,+,-,-,SQ2,2,-,+,+,纵向操纵手柄,触点,工作台移动的前提条件是,“,主轴已启动,”,，即,13,号线得电。,向右移动：,向左移动：,手柄扳到右,压下,SQ1,KM4,得电,M2,正转,拖动工作台向右移动,手柄扳到左,压下,SQ2,KM3,得电,M2,反转,拖动工作台向左移动,（,2,）工作台的上下（升降）和前后（横向）运动的控制：工作台的上下运动和前后运动由十字复式操纵手柄来控制。此手柄有五个位置，即上、下、前、后和中间位置。工作台横向、升降行程开关工作状态见下表,3-3,。,表,3-3,工作台升降、横向行程开关工作状态,向前,向下,中间（停）,向后,向上,SQ3,1,+,-,-,SQ3,2,-,+,+,SQ4,1,-,-,+,SQ4,2,+,+,-,升降及横向操,纵手柄,触点,向上运动：,主轴起动后,十字手柄扳至,“,向上,”,位置,压下,SQ4,KM3,得电,M2,反转,工作台向上运动,向下运动：,主轴起动后,十字手柄扳至,“,向下,”,位置,压下,SQ3,KM4,得电,M2,正转,工作台向下运动,注意：,对电路分析来说，工作台的,“,向前,”,与,“,向下,”,运动使用的是同一个电流通路；而,“,向后,”,与,“,向上,”,运动在控制电路上也没有区别,。与十字手柄联动的机械机构会相应切换垂直运动和横向运动传动链，区分两种不同的运动。,（,3,）工作台进给运动时的变速冲动控制：,工作台在以上六个方向的运动均可以实现多个速度的运行。其变速过程与主轴变速过程相类似。,变速必须在进给电动机停止时进行。,（,4,）工作台的快速移动控制：,在纵向、横向和垂直六个方向上工作台均可以快速移动，快速移动是由快速移动电磁铁,YA,控制的。,（,5,）工作台各运动方向的联锁：,由于工作台在同一时间内，只允许向一个方向运动，这种连锁是利用机械和电气的方法来实现的。例如,工作台,向左、向右控制，是同一手柄操作的，手柄本身起到左右运动的机械联锁作用。而工作台的纵向与横向、升降运动的联锁，则是利用电气方法来实现的。,其旋转速度也可通过蘑菇状变速手轮进行调节。,（,6,）圆工作台控制：,工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置！,SA1,扳到,“,接通圆工作台,”,位置,按下,SB3,或,SB4,M1,起动,圆工作台单向运转,电流路径为：,13,SQ6,2,SQ4,2,SQ3,2,SQ1,2,SQ2,2,SA1,2,KM4,线圈,KM3,常闭触头,19,4,冷却泵电动机,M3,的控制,将转换开关,SA2,合上，接触器,KM6,线圈得电吸合，冷却泵电动机,M3,起动，通过机械机构将冷却液输送到机床切削部分。,5,照明电路,机床照明电路由变压器,TC,供给,36V,安全电压，并由开关,SA3,控制。,6,保护环节,由,FU1,、,FU2,实现主电路的短路保护，,FU3,作为照明电路的短路保护，,FU4,实现控制电路的短路保护。,1,电气控制电路与机械配合相当密切，因此分析中要详细了解机械机构与电气控制的关系。,2,运动速度的调整主要是通过机械方法，因此简化了电气控制系统中的调速控制电路，但机械结构就相对比较复杂。,3,控制电路中设置了变速冲动控制，从而使变速顺利进行。,4,采用两地控制，操作方便。,5,具有完整的电气联锁，并具有短路、零压、过载及行程限位保护环节，工作可靠。,四、,X62W,卧式万能铣床电气控制电路的特点,五、部分故障检修步骤,1.,主轴电动机,M1,不能启动的检修步骤如下：,2.,主轴停车没有制动作用,主轴停车无制动作用，常见的故障点有：,交流回路中,FU3,、,T2,，整流桥，直流回路中的,FU4,、,YC1,、,SB5-2(SB6-2),等。故障检查时可先将主轴换向转换开关,SA3,扳到停止位置，然后按下,SB5(,或,SB6),，仔细听有无,YC1,得电离合器动作的声音，具体检测流程如下：,3.,主电动机启动，进给电动机就转动，但扳动任一进给手柄，都不能进给,故障是圆工作台转换开关,SA2,拨到了,“,接通,”,位置造成的。进给手柄在中间位置时，启动主轴，进给电动机,M2,工作，扳动任一进给手柄，都会切断,KM3,的通电回路，使进给电动机停转。只要将,SA2,拨到,“,断开,”,位，就可正常进给。,4.,工作台各个方向都不能进给,主轴工作正常，而进给方向均不能进给，故障多出现在公共点上，可通过试车现象，判断故障位置，再进行测量。检测流程如下：,5.,工作台能上下进给，但不能左右进给运行,工作台上下进给正常，而左右进给均不工作，表,明故障多出现在左右进给的公共通道,17,区,(10SQ2-213SQ3-214SQ4-215),之间。首先检查垂直与横向进给十字手柄是否位于中间位置，是否压触,SQ3,或,SQ4,；在两个进给手柄在中间位置时试进给变速冲动是否正常，正常表明故障在变速冲动位置开关,SQ2-2,接触不良或其连接线松脱，否则故障多在,SQ3-2,、,SQ4-2,触点及其连接线上。,6.,工作台能右进给但不能左进给,由于工作台的左进给和工作台的上,(,后,),进给都是,KM4,吸合，,M2,反转，因此，可通过试向上进给来缩小故障区域。故障检测流程如下：,7.,圆工作台不工作,圆工作台不工作时，应将圆工作台转换开关,SA2,重新转置断开位置，检查纵向和横向进给工作是否正常，排除四个位置开关,(SQ3,SQ6),常闭触点之间联锁的故障。当纵向和横向进给正常后，圆工作台不工作故障只在,SA2-2,触点或其连接线上。,