机床电气控制技术.ppt

.绪论绪论第一章第一章 常用低压控制电器常用低压控制电器第二章第二章 基本控制线路基本控制线路第三章第三章 电气控制线路设计基础电气控制线路设计基础第四章第四章 典型机床控制线路分析典型机床控制线路分析第五章第五章 可编程控制器的基础知识可编程控制器的基础知识第六章第六章 三菱三菱FX-2N可编程控制器可编程控制器.一、本课程的性质与任务一、本课程的性质与任务 本本课课程程是是一一门门实实用用性性很很强强的的专专业业课课。主主要要内内容容是是以以电电动动机机或或其其他他执执行行电电器器为为控控制制对对象象，介介绍绍继继电电接接触触器器控控制制系系统统的的工工作作原原理理、典典型型机机械械的的电电气气控控制制线线路路、电电气气控控制制技技术术、电气控制系统的设计方法以及可编程序控制器的基本知识。电气控制系统的设计方法以及可编程序控制器的基本知识。本课程的培养目标：本课程的培养目标：（1 1）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途;（2 2）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节）熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节;（3 3）能基本根据生产过程和控制要求进行系统设计。）能基本根据生产过程和控制要求进行系统设计。（4 4）熟悉典型设备的电气控制系统。）熟悉典型设备的电气控制系统。.二、电气控制技术的发展概况二、电气控制技术的发展概况1 1、机床电力拖动系统的发展概况、机床电力拖动系统的发展概况（1 1）成组拖动）成组拖动（2 2）单机拖动）单机拖动（3 3）多机拖动）多机拖动2 2、机床电气控制系统的发展概况、机床电气控制系统的发展概况 在在控控制制方方法法上上，从从手手动动控控制制发发展展到到自自动动控控制制；在在控控制制功功能能上上，从从单单一一功功能能发发展展到到多多种种功功能能；在在实实际际操操作上从紧张繁重到轻松自如。作上从紧张繁重到轻松自如。电气控制系统发展的四个阶段：电气控制系统发展的四个阶段：（1 1）继电器）继电器接触器控制系统接触器控制系统 （2 2）连续控制系统及自动控制系统）连续控制系统及自动控制系统 （3 3）可编程序控制器）可编程序控制器 （4 4）计算机数字控制系统）计算机数字控制系统.第一节第一节 概述概述 第二节第二节 接触器接触器 第三节第三节 继电器继电器 第四节第四节 其他常用电器其他常用电器 .电器的种类：电器的种类：按工作电压分为高压电器和低压电器。按工作电压分为高压电器和低压电器。按用途分为配电电器与控制电器。按用途分为配电电器与控制电器。按动作方式分为自动切换电器和非自动切换电器。按动作方式分为自动切换电器和非自动切换电器。按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器。按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器。电器的定义：电器的定义：电电器器是是根根据据外外界界信信号号（机机械械力力、电电动动力力和和其其它它物物理理量量）自自动动或或手手动动接接通通和和断断开开电电路路,实实现现对对电电路路或或非非电电对对象象的的切切换换、控控制制、保保护护、检检测测、变变换换和和调调节用的元件或设备。节用的元件或设备。.吸吸引引线线圈圈的的作作用用：将将电电能能转转换换成成磁磁能能，即即产产生生磁磁通通，衔衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心吸合。铁心铁心衔铁衔铁线圈线圈问题问题1如何区分直流线圈和交流线圈？如何区分直流线圈和交流线圈？问题问题2如何区分并联线圈和串联线圈？如何区分并联线圈和串联线圈？电磁机构结构图电磁机构结构图一一.电磁机构电磁机构电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁组成。如下电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁组成。如下图所示。图所示。.交流电磁机构上短路环的作用交流电磁机构上短路环的作用交流电磁铁的短路环交流电磁铁的短路环1衔铁衔铁2铁心铁心3线圈线圈4短路环短路环.1.触头的结构形式触头的结构形式桥式触头桥式触头指形触头指形触头二二.触头系统触头系统触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。接通和分断电路的作用。.3.电弧电弧2.触头的接触方式触头的接触方式电弧：触头在通电状态下动、静触头脱离接触时，电弧：触头在通电状态下动、静触头脱离接触时，由于电场的存在，使触头表面的自由电子大量溢出而由于电场的存在，使触头表面的自由电子大量溢出而产生电弧。产生电弧。点接触点接触线接触线接触面接触面接触电弧的存在既烧损触头金属表面，降低电器的寿电弧的存在既烧损触头金属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间，所以必须迅速消除。命，又延长了电路的分断时间，所以必须迅速消除。.接接触触器器是是一一种种用用来来频频繁繁地地接接通通和和断断开开(交交、直直流流)负负荷荷电电流流的的电电磁磁式式自自动动切切换换电电器器，主主要要用用于于控控制制电电动动机机、电电焊焊机机、电电容容器器组组等等设设备备，具具有有低低压压释释放放的的保保护护功能，适用于频繁操作和远距离控制。功能，适用于频繁操作和远距离控制。一、一、接触器的结构及工作原理接触器的结构及工作原理1.交流接触器的结构交流接触器的结构交交流流接接触触器器主主要要由由电电磁磁机机构构、触触点点系系统统、灭灭弧弧装装置置和和其其他他辅辅助助部部件件四四大大部部分分组组成成。结结构构示示意意图图如如下图下图 所示。所示。.3.接触器的工作原理及符号接触器的工作原理及符号(a)线圈线圈(b)主触常开、常闭触点主触常开、常闭触点(c)辅助常开、常闭触点辅助常开、常闭触点接触器的符号接触器的符号1动动触触头头2静静触触头头3衔衔铁铁4弹弹簧簧5线线圈圈6铁铁心心7垫垫毡毡8触触头头弹弹簧簧9灭灭弧弧罩罩10触触头头压压力力弹簧弹簧.继继电电器器是是一一种种根根据据某某种种输输入入信信号号的的变变化化来来接接通通或或断断开开控控制制电电路路，实实现现自自动动控控制制和和保保护护的的电电器器。其其输输入入量量可可以以是是电电压压、电电流流等等电电气气量量，也也可可以以是是温温度度、时间、速度、压力等非电气量。时间、速度、压力等非电气量。一、电磁式继电器1底底座座2反反力力弹弹簧簧3、4调调节节螺螺钉钉5非非磁磁性性垫垫片片6衔衔铁铁7铁铁心心8极极靴靴9电电磁线圈磁线圈10触点系统触点系统.电磁式继电器的种类：电磁式继电器的种类：1.1.电磁式电流继电器电磁式电流继电器2.2.电磁式电压继电器：电磁式电压继电器：3.3.电电磁磁式式中中间间继继电电器器：中中间间继继电电器器触触点点数数量量较较多多，触触点点容容量量较较大大，且且动动作作灵灵敏敏。其其主主要要用用途途是是当当其其他他继继电电器器的的触触点点数数量量或或触触点点容容量量不不够够时时，可可借借助助中中间间继继电电器器来来扩扩大大触触点点容容量量(触触点点并联并联)或触点数量，起到中间转换的作用。或触点数量，起到中间转换的作用。电磁式继电器符号：电磁式继电器符号：.1.时间继电器的结构时间继电器的结构(a)(a)通电延时型通电延时型二、时间继电器二、时间继电器(b)(b)断电延时型断电延时型.2.时间继电器的符号时间继电器的符号三、热继电器三、热继电器注注意意由由于于热热继继电电器器中中发发热热元元件件有有热热惯惯性性，在在电电路路中中不不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护。能作瞬时过载保护，更不能作短路保护。1.热继电器的作用热继电器的作用过载保护过载保护.2.热继电器的结构热继电器的结构1双双金金属属片片固固定定支支点点2双双金金属属片片3发发热热元元件件4导导板板5补补偿偿双双金金属属片片 6常常闭闭触触点点7常常开开触触点点8复复位位调调节节9动动触触点点10复复位位按按 钮钮 11调调 节节 旋旋 钮钮 12支支 撑撑 13压压 簧簧 14推杆推杆3.热继电器符号热继电器符号KRKRKR.四、速度继电器四、速度继电器1.速度继电器的结构及工作原理速度继电器的结构及工作原理11转转轴轴 22转转子子 33定定子子 44线线圈圈 55摆摆锤锤 6 6、77静静触触点点 8 8、99簧片簧片一一般般速速度度继继电电器器的的动动作作速速度度为为120r/min，触触点点的的复复位位 速速 度度 在在 100r/min 以以 下下，转转 速速 在在 3000r/min3600r/min能可靠地工作，能可靠地工作，注注意意.2.速度继电器符号速度继电器符号速速度度继继电电器器主主要要根根据据电电动动机机的的额额定定转转速速来来选选择择。使使用用时时，速速度度继继电电器器的的转转轴轴应应与与电电动动机机同同轴轴连连接接，安安装装接接线线时时，正正反反向向的的触触点点不不能能接接错错，否否则则不不能能起起到到反反接接制制动动时接通和断开反向电源的作用。时接通和断开反向电源的作用。要点：要点：.一、低压开关一、低压开关图形及文字符号：图形及文字符号：(a)单极单极(b)双极双极(c)三极三极问问题题低低压压开开关关应应如如何何装装？.二、低压断路器二、低压断路器结构及工作原理：结构及工作原理：.三、熔断器三、熔断器1.熔断器的结构类型熔断器的结构类型瓷插式熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器.2.2.熔断器的符号及安秒特性熔断器的符号及安秒特性问题问题1热热继继电电器器能能否否作作熔熔断断器器使使用用？熔熔断断器器能能否否作作热继电器使用？热继电器使用？问题问题2熔断器和低压断路器的优缺点？熔断器和低压断路器的优缺点？.四、主令电器四、主令电器1.控制按钮控制按钮1）结构）结构.2）符号）符号2.行程开关行程开关1）结构）结构.2）符号）符号微动行程开关微动行程开关滚轮式行程开关滚轮式行程开关back.第一节第一节 电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制 第二节第二节 基本电气控制线路基本电气控制线路 第三节第三节 异步电动机降压起动控制线异步电动机降压起动控制线路路 第四节第四节 异步电动机制动控制线路异步电动机制动控制线路 第五节第五节 双速异步电动机调速控制线双速异步电动机调速控制线路路 第六节第六节 位置控制电路位置控制电路.电电气气控控制制线线路路是是由由各各种种有有触触点点的的电电器器组组成成的的控控制制线线路路。为为了了表表达达设设备备电电气气控控制制系系统统的的组组成成结结构构、工工作作原原理理等等要要求求，需需要要用用统统一一的的工工程程语语言言即即用用工工程程图的形式来表达，这种工程图即是电气图。图的形式来表达，这种工程图即是电气图。一、电气原理图的绘制原则一、电气原理图的绘制原则 电电路路图图有有电电气气原原理理图图和和电电气气安安装装接接线线图图。前前者者是是根根据据电电气气动动作作原原理理绘绘制制的的，表表示示电电气气的的动动作作原原理理和和分分析析动动作作原原理理及及排排除除故故障障，而而不不考考虑虑电电气气设设备备的的电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构和和安安装装情情况况。后后者者也也叫叫电电气气装装配配图图，它它是是根根据据电电气气设设备备和和电电气气元元器器件件的的实实际际结结构构、安安装装情情况况绘绘制制的的，用用来来表表示示接接线线方方式式、电电气气设设备和电气元器件的位置、接线场所的形状和尺寸等。备和电气元器件的位置、接线场所的形状和尺寸等。.1.1.电气原理图绘制电气原理图绘制 电电气气原原理理图图一一般般分分主主电电路路和和控控制制电电路路两两部部分分。主主电电路路是是设设备备的的驱驱动动电电路路，主主电电路路通通常常用用粗粗实实线线画画在在图图样样的的左左侧侧(或或上上方方)。控控制制和和辅辅助助电电路路一一般般用用细细实实线线画画在在图图样样的的右右侧侧(或或下下方方)。控控制制电电路路、辅辅助助电电路要分开画。路要分开画。2.2.电气原理图中的器件状态电气原理图中的器件状态(1)(1)继电器和接触器的线圈处在非激励状态。继电器和接触器的线圈处在非激励状态。(2)(2)断路器和隔离开关在断开位置。断路器和隔离开关在断开位置。(3)(3)零位操作的手动控制开关在零位状态。零位操作的手动控制开关在零位状态。(4)(4)机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态。状态。(5)(5)保护类元器件处在设备正常工作状态。保护类元器件处在设备正常工作状态。.一、异步电动机单向直接起动控制线路一、异步电动机单向直接起动控制线路1.工作原理工作原理2.保护环节保护环节(1)短路保护短路保护(2)过载保护过载保护(3)失压和欠压保护失压和欠压保护.二、多地点与多条件控制线路二、多地点与多条件控制线路两地控制线路两地控制线路两个条件控制线路两个条件控制线路.三、点动控制三、点动控制 (a)(b)(c)(d).四、三相异步电动机的正反转控制线路四、三相异步电动机的正反转控制线路1.“正正停停反反”控制控制.2.“正正反反停停”控制控制.五、顺序控制线路五、顺序控制线路BACK.一、一、定子串电阻降压起动控制电路定子串电阻降压起动控制电路问题问题此此电电路路的的缺缺点点为为何何？.改进后的电路改进后的电路.二、二、星形星形三角形降压起动控制电路三角形降压起动控制电路.三、三、自耦变压器降压起动控制电路自耦变压器降压起动控制电路.三种降压起动方式优缺点：三种降压起动方式优缺点：1 1、串串起起动动电电阻阻起起动动的的优优点点：控控制制线线路路结结构构简简单单、成成本本低低、动动作作可可靠靠、提提高高了了功功率率因因素素、有有利利于于保保证证电电网网质质量量。缺缺点点：消消耗耗电电能能。适适用用场场合合：要要求求起起动动平平稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。稳的中小容量电动机以及起动不频繁的场合。2 2、自自耦耦变变压压器器起起动动的的优优点点：起起动动电电流流与与起起动动转转矩矩的的比比值值按按变变比比平平方方倍倍降降低低。对对电电网网电电流流冲冲击击小小，功功率率损损耗耗小小。缺缺点点：自自耦耦变变压压器器价价格格较较贵贵，相相对对电电阻阻结结构构复复杂杂，体体积积庞庞大大，且且是是按按照照非非连连续续工工作作制制设设计计制制造的，不允许频繁操作。造的，不允许频繁操作。3 3、Y-Y-起起动动的的优优点点：定定子子绕绕组组星星形形接接法法时时，起起动动电电压压为为直直接接采采用用三三角角形形接接法法时时的的1/31/3，起起动动电电流流为为1/31/3，因因而而起起动动电电流流特特性性好好，线线路路较较简简单单，投投资资少少。缺缺点点：起起动动转转矩矩也也相相应应下下降降为为三三角角形形接接法法的的1/31/3，转转矩特性差。此线路适合轻载或空载的场合。矩特性差。此线路适合轻载或空载的场合。BACK.一、一、反接制动控制线路反接制动控制线路问题问题此此电电路路的的缺缺点点何何在在？.改进后的电路改进后的电路.二、能耗制动控制线路二、能耗制动控制线路1.单向运行能耗制动控制线路单向运行能耗制动控制线路1)1)按时间原则控制线路按时间原则控制线路.2)2)按速度原则控制线路按速度原则控制线路.反反接接制制动动优优点点：制制动动效效果果好好，其其缺缺点点是是能能量量损损耗耗大大，在在制制动动过过程程中中有有冲冲击击，对对转转动动部部件件有有害害，故用于不太经常起制动的设备。故用于不太经常起制动的设备。能能耗耗制制动动优优点点：能能量量损损耗耗少少，在在制制动动时时磁磁场场静静止止不不动动，不不会会产产生生有有害害的的反反转转，制制动动停停车车准准确确，制制动动过过程程平平稳稳。缺缺点点是是需需要要整整流流电电路路，制制动动速速度度也也较较反反接接制制动动慢慢些些。所所以以，能能耗耗制制动动适适用用于于电电动动机机容容量量较大，要求制动平稳和起动频繁的场合。较大，要求制动平稳和起动频繁的场合。两种制动方式优缺点的比较：两种制动方式优缺点的比较：BACK.双速异步电动机调速控制线路双速异步电动机调速控制线路BACK.BACK.第一节第一节 电气控制设计的主要内容电气控制设计的主要内容第二节第二节 电力拖动方案的确定、电动机的选择电力拖动方案的确定、电动机的选择第三节第三节 电气控制方案的确定及控制方式的选择电气控制方案的确定及控制方式的选择第四节第四节 电气设计的一般原则电气设计的一般原则第五节第五节 保护环节保护环节第六节第六节 电气控制系统的一般设计方法电气控制系统的一般设计方法.一、电气控制线路设计的基本要求一、电气控制线路设计的基本要求(1)(1)熟熟悉悉所所设设计计设设备备电电气气线线路路的的总总体体技技术术要要求求及及工工作作过过程程，取取得得电电气气设设计计的的基基本本依依据据，最最大大限限度度地地满满足生产机械和工艺对电气控制的要求。足生产机械和工艺对电气控制的要求。(2)(2)优优化化设设计计方方案案、妥妥善善处处理理机机械械与与电电气气的的关关系系，通通过过技技术术经经济济分分析析，选选用用性性能能价价格格比比最最佳佳的的电电气气设设计计方方案案。在在满满足足要要求求的的前前提提下下，设设计计出出简简单单合合理理、技术先进、工作可靠、维修方便的电路。技术先进、工作可靠、维修方便的电路。(3)(3)正正确确合合理理地地选选用用电电气气元元器器件件，尽尽可可能能减减少少元元器器件的品种和规格，降低生产成本。件的品种和规格，降低生产成本。(4)(4)设计中贯彻最新的国家标准。设计中贯彻最新的国家标准。.(1)(1)拟定电气设计技术任务书；拟定电气设计技术任务书；(2)(2)提出电气控制原理性方案及总体框图；提出电气控制原理性方案及总体框图；(3)(3)编写系统参数计算书；编写系统参数计算书；(4)(4)绘制电气原理图绘制电气原理图(总图及分图总图及分图)；(5)(5)选择整个系统的电气元器件；选择整个系统的电气元器件；(6)(6)绘制电控装置装配图和接线图。绘制电控装置装配图和接线图。(7)(7)标标准准构构件件选选用用与与非非标标准准构构件件设设计计(包包括括电电控控箱箱的结构与尺寸、散热器、导线、支架等的结构与尺寸、散热器、导线、支架等)。(8)(8)绘制装置布置图、出线端子图和设备接线图。绘制装置布置图、出线端子图和设备接线图。(9)(9)编写操作使用、维护说明书。编写操作使用、维护说明书。二、电气控制系统设计的基本内容二、电气控制系统设计的基本内容.三、电气控制设备的设计步骤三、电气控制设备的设计步骤1.1.初步设计初步设计 初初步步设设计计是是研研究究系系统统和和电电气气控控制制装装置置的的组组成成，拟拟订订设设计计任任务务书书并并寻寻求求最最佳佳控控制制方方案案的的初初步步阶阶段段，以取得技术设计的依据。以取得技术设计的依据。2.2.技术设计技术设计 在在通通过过初初步步设设计计的的基基础础上上，技技术术设设计计需需要要完完成的一些技术上的任务。成的一些技术上的任务。3.3.产品设计产品设计 产产品品设设计计是是根根据据初初步步设设计计和和技技术术设设计计最最终终完完成的电气控制系统设备的工作图样。成的电气控制系统设备的工作图样。.一、确定拖动方式一、确定拖动方式1.1.单独拖动单独拖动 单独拖动就是一台设备只由一台电动机拖动。单独拖动就是一台设备只由一台电动机拖动。2.2.分立拖动分立拖动 通过机械传动链将动力传送到达每个工作机通过机械传动链将动力传送到达每个工作机构，一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。构，一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。二、确定调速方案二、确定调速方案 可采用齿轮变速箱、液压调速装置、双速或多可采用齿轮变速箱、液压调速装置、双速或多速电动机以及电气的无级调速传动方案。无级调速速电动机以及电气的无级调速传动方案。无级调速有直流调压调速、交流调压调速和变频变压调速。有直流调压调速、交流调压调速和变频变压调速。.2.2.电动机起动、制动和反向要求电动机起动、制动和反向要求 一一般般说说来来，由由电电动动机机完完成成设设备备的的起起动动、制制动动和和反反向向要要比比机机械械方方法法简简单单容容易易。因因此此，机机电电设设备备主主轴轴的的起起动动、停停止止、正正反反转转运运动动调调整整操操作作，只只要条件允许最好由电动机完成。要条件允许最好由电动机完成。1.1.电动机的选择电动机的选择 电电动动机机的的选选择择包包括括电电动动机机的的种种类类、结结构构形形式、额定转速和额定功率。式、额定转速和额定功率。三、电动机的选择及起动、制动和反向要求三、电动机的选择及起动、制动和反向要求.一、电气控制方案的可靠性一、电气控制方案的可靠性 一个系统或产品的质量，一般包括技术性能指一个系统或产品的质量，一般包括技术性能指标和可靠性指标，设计的可靠性就是使一个系统或标和可靠性指标，设计的可靠性就是使一个系统或产品设计满足可靠性指标。产品设计满足可靠性指标。二、电气控制方案的确定二、电气控制方案的确定 控制方案应与通用性和专用性的程序相适应。控制方案应与通用性和专用性的程序相适应。.一、应最大限度地实现生产机械和工艺的一、应最大限度地实现生产机械和工艺的要求要求二、控制线路应简单经济二、控制线路应简单经济举例举例.三、保证控制线路工作的可靠和安全三、保证控制线路工作的可靠和安全 (a)不合理连接不合理连接 (b)合理连接合理连接(a)不合理接线不合理接线 (b)合理接线合理接线.寄寄生生电电路路触触点点“竞竞争争”.一、一、短路保护短路保护 常用的短路保护元器件有熔断器和自动空气开关。常用的短路保护元器件有熔断器和自动空气开关。二、过载保护二、过载保护常用的过载保护器件是热继电器。常用的过载保护器件是热继电器。三、过流保护三、过流保护过流保护常用电磁式过电流继电器实现。过流保护常用电磁式过电流继电器实现。四、零电压与欠电压保护四、零电压与欠电压保护 一般常用零压保护继电器和欠电压继电器实一般常用零压保护继电器和欠电压继电器实现零压保护和欠压保护。现零压保护和欠压保护。.举例：举例：下图所示是电动机常用保护电路，请指出下图所示是电动机常用保护电路，请指出各电气元器件所起的保护作用。各电气元器件所起的保护作用。.举例：举例：(4)(4)横横梁梁夹夹紧紧与与横横梁梁移移动动之之间间及及正正反反向向运运动动之之间间应应有必要的联锁。有必要的联锁。现要设计一个龙门刨床横梁升降控制系统。其现要设计一个龙门刨床横梁升降控制系统。其对电气控制系统提出了如下要求：对电气控制系统提出了如下要求：(1)(1)保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的保证横梁能上下移动，夹紧机构能实现横梁的夹紧或放松。夹紧或放松。(2)(2)横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序。横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定的操作程序。(3)(3)横梁在上升与下降时应有限位保护。横梁在上升与下降时应有限位保护。.电气控制线路设计步骤：电气控制线路设计步骤：1.1.设计主电路设计主电路 根根据据工工艺艺要要求求可可知知，横横梁梁移移动动和和横横梁梁夹夹紧紧需需用用两两台台异异步步电电动动机机拖拖动动。为为了了保保证证实实现现上上下下移移动动和和夹夹紧紧放放松松的的要要求求，需需要要四四个个接接触触器器分分别别控控制制两两个个电电动动机机的的正正反转。那么，主电路就是两台电动机的正反转电路。反转。那么，主电路就是两台电动机的正反转电路。2.2.设计基本控制电路设计基本控制电路 4 4个个接接触触器器具具有有4 4个个控控制制线线圈圈，只只能能用用两两个个点点动动按按钮钮去去控控制制上上下下移移动动和和放放松松夹夹紧紧两两个个运运动动。因因此此需需要要通通过过两两个个中中间间继继电电器器进进行行控控制制。根根据据上上述述要要求求，可可以以设设计计出出下下图图所所示示的的控控制制电电路路。为为了了实实现现这这两两个个自自动动控控制制要要求求，还还需需要要做做相相应应地地改改进进，这这需需要要恰恰当当地地选选择择控控制制过程中的变化参量来实现。过程中的变化参量来实现。.控制电路草图控制电路草图(a)(a)主电路主电路 (b)(b)控制电路控制电路 横梁控制电路横梁控制电路 .3.3.选择控制参量、确定控制方案选择控制参量、确定控制方案4.4.设计联锁保护环节设计联锁保护环节完整的控制线路完整的控制线路.第一节第一节C650卧式车床的电气控制线路卧式车床的电气控制线路第二节第二节摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路.一、概述一、概述1.C650普通卧式车床的主要结构及运动形式普通卧式车床的主要结构及运动形式1进进给给箱箱2挂挂轮轮箱箱3主主 轴轴 变变速速箱箱4滑滑 板板 与与刀刀架架5溜溜板板箱箱6尾尾座座7丝丝杠杠8光光杠杠9床身床身.2.C650 2.C650 普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点普通卧式车床的电力拖动要求与控制特点(1)(1)车车削削加加工工主主轴轴电电动动机机M1M1通通常常选选用用笼笼型型异异步步电电动动机机，完完成成主主轴轴主主运运动动和和刀刀具具进进给给运运动动的的驱驱动动。电电动动机机采采用用直直接接起起动动的的方方式式起起动动，可可正正反反两两个个方方向向旋旋转转和正反两个方向制动，还具有点动功能。和正反两个方向制动，还具有点动功能。(2)(2)车车削削螺螺纹纹时时，刀刀架架移移动动与与主主轴轴旋旋转转运运动动之之间间必必须须保保持持准准确确的的比比例例关关系系，因因此此，车车床床主主轴轴运运动动和和进进给给运运动动只只由由一一台台电电动动机机拖拖动动，刀刀架架移移动动由由主主轴轴箱箱通通过过机机械械传动链来实现。传动链来实现。(3)(3)拖拖板板的的快快速速移移动动由由电电动动机机M3M3单单独独拖拖动动。根根据据使使用用需要，可随时手动控制起停。需要，可随时手动控制起停。(4)(4)车削加工中，有一台冷却泵电动机车削加工中，有一台冷却泵电动机M2M2。(5)(5)必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。必要的保护环节、联锁环节、照明和信号电路。.二、二、C650 C650 卧式车床的电气控制线路分析卧式车床的电气控制线路分析1.主电路分析主电路分析C650卧式车床电气控制原理图.2.控制电路分析控制电路分析3.常见故障分析常见故障分析(1)(1)主主轴轴电电动动机机不不能能起起动动。可可能能的的原原因因：电电源源没没有有接接通通；热热继继电电器器已已动动作作，其其常常闭闭触触点点尚尚未未复复位位；起起动动按按钮钮或或停停止止按按钮钮内内的的触触点点接接触触不不良良；交交流流接接触触器器的线圈烧毁或接线脱落等。的线圈烧毁或接线脱落等。(2)(2)按按下下起起动动按按钮钮后后，电电动动机机发发出出嗡嗡嗡嗡声声，不不能能起起动动。电电动动机机三三相相电电源源缺缺相相，可可能能原原因因：熔熔断断器器某某一一相相熔熔丝丝烧烧断断；接接触触器器一一对对主主触触点点没没接接触触好好；电电动动机机接线某一处断线等。接线某一处断线等。(3)(3)按按下下停停止止按按钮钮，主主轴轴电电动动机机不不能能停停止止。可可能能的的原原因因：接接触触器器触触点点熔熔焊焊、主主触触点点被被杂杂物物阻阻卡卡；停停止止按钮常闭触点被阻卡。按钮常闭触点被阻卡。(4)(4)主主轴轴电电动动机机不不能能点点动动。可可能能原原因因：点点动动按按钮钮SB4SB4其常开触点损坏或接线脱落。其常开触点损坏或接线脱落。.一、概述一、概述1.Z3040 1.Z3040 摇臂钻床的主要结构与运动形式摇臂钻床的主要结构与运动形式1底底 座座 2内内 立立柱柱 3外外立立柱柱 4摇摇臂臂升升降降丝丝杠杠 5摇摇臂臂 6主主 轴轴 箱箱 7主主 轴轴 8工工 作作台台.2.Z3040 2.Z3040 摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点摇臂钻床的电力拖动的要求与控制特点(1)(1)主主轴轴的的旋旋转转运运动动、纵纵向向进进给给运运动动及及其其变变速速机机构构均在主轴箱内，由一台主电动机拖动。均在主轴箱内，由一台主电动机拖动。(2)(2)为为了了适适应应多多种种加加工工方方式式的的要要求求，主主轴轴的的旋旋转转与与进给运动均有较大的调速范围，由变速机构实现。进给运动均有较大的调速范围，由变速机构实现。(3)(3)加加工工螺螺纹纹时时，要要求求主主轴轴能能正正、反反向向旋旋转转，采采用用机械方法来实现。机械方法来实现。(4)(4)摇摇臂臂的的升升降降由由升升降降电电动动机机拖拖动动，要要求求电电动动机机能能正、反旋转。可直接起动，不需要调速和制动。正、反旋转。可直接起动，不需要调速和制动。(5)(5)拖拖动动液液压压泵泵的的电电动动机机要要求求正正、反反向向旋旋转转，采采用用点动控制。点动控制。(6)(6)主主轴轴箱箱、立立柱柱的的夹夹与与松松由由一一条条油油路路控控制制，且且同同时动作。时动作。.二、二、Z3040摇臂钻床的电气控制线路分析摇臂钻床的电气控制线路分析1.主电路分析主电路分析Z3040Z3040摇臂钻床的电气控制线路原理图摇臂钻床的电气控制线路原理图.第一节可编程序控制器的组成结构第一节可编程序控制器的组成结构第二节可编程序控制器的工作原理第二节可编程序控制器的工作原理第三节可编程序控制器的编程语言第三节可编程序控制器的编程语言.二、二、输入输出模块输入输出模块一、一、组成结构组成结构.二、的输入输出滞后现象二、的输入输出滞后现象一、扫描工作方式及工作过程一、扫描工作方式及工作过程.微处理器（微处理器（CPU）运算器运算器控制器控制器外外设设I/O接接口口I/O扩扩展展接接口口存储器存储器 EPROM(系统程序系统程序)（用户程序）（用户程序）输输入入单单元元输输出出单单元元电源电源I/O扩扩展展模模块块编程器编程器打印机打印机EPROM写入器写入器上位计算机上位计算机图形监控系统图形监控系统主机主机PLC的硬件系统简化图的硬件系统简化图用用户户输输入入设设备备用用户户输输出出设设备备基本组成基本组成.（）直流输入模块（）直流输入模块、开关量输入模块、开关量输入模块.（）交流输入模块（）交流输入模块.（3 3）输入接线方式）输入接线方式 分隔式输入接线分隔式输入接线汇点式输入接线汇点式输入接线(b)交流模块交流模块(a)直流模块直流模块.2 2、开关量输出模块的基本原理、开关量输出模块的基本原理晶体管输出晶体管输出（T）.继电器输出继电器输出（R R）.可控硅输出可控硅输出（S）.工作原理工作原理1、工作方式、工作方式2 2、工作过程、工作过程 （1）输入采样阶段：）输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中相应的映像区中相应的存储单元内。存储单元内。（2）程序执行阶段：）程序执行阶段：CPU按自上而下、自左而右按自上而下、自左而右顺序扫描用户程序，逐句执行各条指令。顺序扫描用户程序，逐句执行各条指令。PLC采用周期循环扫描、集中输入与集中输出的采用周期循环扫描、集中输入与集中输出的工作方式。每次扫描的时间称为扫描周期。工作方式。每次扫描的时间称为扫描周期。（3）输出刷新阶段：所有程序执行完毕后，）输出刷新阶段：所有程序执行完毕后，CPU将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载。将所有需输出的数据一次性输出以驱动外部负载。.122345.工作原理工作原理输入输出响应时序图输入输出响应时序图M100Y6X0M100采样采样采样采样采样采样执行执行执行执行执行执行输出输出输出输出输出输出第一周期第一周期第三周期第三周期第二周期第二周期电路电路.工作原理工作原理滞后原因及改进的措施：滞后原因及改进的措施：（1）提高扫描速度）提高扫描速度（2）提供高速输入端口以减少输入滤波时间）提供高速输入端口以减少输入滤波时间（3）提供高速处理模块）提供高速处理模块（4）采用）采用I/O立即刷新指令立即刷新指令改进的措施有：改进的措施有：导致导致PLC滞后的因素主要为：滞后的因素主要为：（1 1）输入滤波的时间常数（输入延迟）输入滤波的时间常数（输入延迟）（2 2）输出继电器的机械滞后（输出延迟）输出继电器的机械滞后（输出延迟）（3 3）PLCPLC的循环扫描工作方式（工作原理）的循环扫描工作方式（工作原理）（4 4）PLCPLC的输入采样、输出刷新的特殊性（工作原的输入采样、输出刷新的特殊性（工作原理）理）（5 5）用户程序的编程水平）用户程序的编程水平.梯形图梯形图左母左母线线右母右母线线软元软元件件导线导线逻辑逻辑行行.梯形图梯形图语句表语句表.第一节第一节 三菱三菱FX-2N PLCFX-2N PLC简介简介第二节第二节 FX FX2N2N各种软元件的作用与功能各种软元件的作用与功能第三节第三节 基本顺控指令及编程基本顺控指令及编程第四节第四节 定时器与计数器的编程定时器与计数器的编程第五节第五节 编程举例编程举例第六节第六节 FX FX系列系列PLCPLC的步进指令及其编程的步进指令及其编程第七节第七节 应用指令及其编程应用指令及其编程.FX-2NFX-2N系系列列PLCPLC是是由由电电源源、CPUCPU、存存贮贮器器和和输输入入/输输出出器器件件组组成成的的单单元元型型可可编编程程控控制制器器，而而且且ACAC电电流流、DCDC输输入入型型的的内内装装DC24VDC24V电电源源作作为为传传感感器器的的辅辅助助电电源源。功功能能强强大大，可可进进行行逻逻辑辑控控制制、开开关关量量控控制制、模模拟拟量量控控制制，并并可可进进行行各各种种各种功能运算、传送、变址寻址、移位等。各种功能运算、传送、变址寻址、移位等。第一节第一节 三菱三菱FX-2N PLCFX-2N PLC简介简介.一型号名称体系与其种类一型号名称体系与其种类 举例：nFX2N48MR FX2N32MS FX2N8EYRnFX2N64MT FX2N8EX.二二FXFX2N PLC2N PLC的主要特点的主要特点1 1系统配置灵活方便系统配置灵活方便 2 2具有在线和离线编辑功能具有在线和离线编辑功能 3 3高速处理功能高速处理功能 4 4高级应用功能高级应用功能.back（1 1）输入输出）输入输出1616至至256256点。点。（2 2）内部随机存取存贮器（）内部随机存取存贮器（80008000步）。电步）。电池后备、池后备、RAMRAM。（3 3）内部定时时钟（可与公历四位对应，）内部定时时钟（可与公历四位对应，还可进行闰年校正）。还可进行闰年校正）。（4 4）基本指令：）基本指令：2727种种 步进阶梯指步进阶梯指令：令：5 5种种 应用指令：应用指令：128128种种三产品概述：三产品概述：.二辅助继电器的地址号、作用与功能二辅助继电器的地址号、作用与功能三状态继电器的地址符号、作用与功能三状态继电器的地址符号、作用与功能四定时器的地址号、作用与功能四定时器的地址号、作用与功能 五计数器的地址号、作用与功能五计数器的地址号、作用与功能 六数据寄存器的地址号、作用与功能六数据寄存器的地址号、作用与功能一输入、输出继电器的地址号、作用与功能一输入、输出继电器的地址号、作用与功能第二节第二节 FX FX2N2N各种软元件的作用与功能各种软元件的作用与功能.输入继电器等效电路.要点：要点：1 1、输输入入继继电电器器是是PLCPLC与与外外部部用用户户设设备备连连接接的的接接口口，用来接受用户输入设备发来的输入信号。用来接受用户输入设备发来的输入信号。2 2、输输入入继继电电器器编编址址区区域域标标号号为为X X，采采用用八八进进制制编编址并从址并从X000X000开始。开始。3 3、输输入入继继电电器器只只能能由由外外部部信信号号驱驱动动，因因此此，它它的的线线圈圈不不能能由由内内部部的的指指令令驱驱动动，而而其其触触点点也也不不能能直直接去驱动外部负载。接去驱动外部负载。4 4、输输入入继继电电器器有有无无数数对对常常开开触触点点和和常常闭闭触触点点供供编编程时使用。程时使用。.输出继电器电路输出继电器电路.要点：要点：1 1、输输出出继继电电器器用用于于将将程程序序运运算算的的结结果果经经过