电气控制与PLC第3章

1第三章典型生产机械电气控制电路分析第三章典型生产机械电气控制电路分析第一节电气控制电路的分析基础第二节车床电气控制电路分析第三节磨床电气控制电路分析第四节摇臂钻电气控制电路分析第五节X62W万能铣床电气控制电路分析第六节T68型卧式镗床电气控制电路分析第七节起重机械电气控制电路分析2第三章典型生产机械电气控制电路分析1.设备说明书设备说明书由机械（包括液压）与电气两部分组成。(1)设备的构造，主要技术指标，机械、液压气动部分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。(2)电气传动方式，电机、执行电器等数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。(3)设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以及在控制电路中的作用。第一节电气控制电路的分析基础一、电气控制电路分析的内容3第三章典型生产机械电气控制电路分析(4)弄清楚与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位置、工作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中的作用等。2.电气控制原理图这是电路分析的主要内容。电气控制系统的原理图有主电路、控制电路、指示照明电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。注意：我们在分析具体电路图时，必须与阅读其它技术资料结合起来。例如，各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。4第三章典型生产机械电气控制电路分析1.分析主电路电动机起动、转向控制、调速、制动等基本控制环节。2.分析控制电路将控制电路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。3.分析指示照明等辅助电路二、电路图阅读分析的方法与步骤分析控制电路的最基本的方法是“查线读图”法。4.分析联锁与保护环节5.分析特殊控制环节6.总体检查5第三章典型生产机械电气控制电路分析第二节卧式车床的电气控制线路分析车床是一种在机械加工中应用极为广泛的金属切削机床。一、分类根据其结构和用途不同分成普通车床、立式车床、六角车床、仿形车床等。二、作用车床主要用于车削外圆、内孔、端面、螺纹定型表面和回转体的端面等，并可装上钻头、绞刀等刀具进行孔加工。6第三章典型生产机械电气控制电路分析单臂立式车床六角车床大型车床普通车床7第三章典型生产机械电气控制电路分析三、卧式车床的主要结构及运动形式车床运动形式分为切削运动和辅助运动。切削运动包括主运动和进给运动，除此之外的所有运动均称为辅助运动。主运动：是指主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动。进给运动：是指溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动。辅助运动：是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。卧式车床的结构1-床身；2-进给箱；3-挂轮箱；4-主轴箱；5-溜板箱；6-溜板及刀架；7-尾座；8-丝杠；9-光杠8第三章典型生产机械电气控制电路分析四、卧式车床的电力拖动及控制要求根据普通卧式车床加工的需要，其控制要求：1.主轴转速和进给速度可调，主轴转速能在相当大的范围内进行调节2.主轴电动机的起动、停车应能实现自动控制。3.冷却泵电动机4.快速移动电动机5.控制线路应有必要的保护及照明等电路。主轴启动之后，再启动采用机械抱闸9第三章典型生产机械电气控制电路分析五、C616卧式车床的电气控制电路分析10第三章典型生产机械电气控制电路分析1.主电路分析M1为主电动机，M2为润滑泵电动机，M3为冷却泵电动机。三相交流电源通过开关QS引入，FU1、FR1分别为主电机的短路保护和过载保护。KM1、KM2为主电动机M1的正转和反转接触器。KM3为M1和M2电动机的起动、停止接触器。SA1为M3电动机的接通和断开用组合开关，FR2、FR3进行电动机的过载保护。2.控制、照明和显示电路分析合上开关QS后，三相交流电源被引入。当SA2的操纵手柄处在零位时，合上转换开关SA3，则接触器KM3通电吸合，润滑泵电动机M2起动。KM3的辅助常开触点闭合为主电动机M1启动作好准备，M2与M1电动机之间有顺序起动联锁。11第三章典型生产机械电气控制电路分析操纵控制开关SA2，可以控制主电动机正转反转。当开关SA2在零位时，SA20接通，SA21、SA22断开，这时中间继电器KA通电吸合并自锁。当将操纵手柄扳到向下位置时，SA21接通，SA20、SA22断开，正转接触器KM1通电吸合，主电动机M1正转起动。若将操纵手柄扳到向上位置时，SA22接通，SA20、SA21断开，反转接触器KM2通电，M1反转起动。当手柄扳回零位时，SA21、SA22断开，接触器KM1或KM2线圈断电，M1电动机自由停车。有经验的操作工人在停车时，将手柄瞬时扳向相反转向的位置，M1电动机进入反接制动状态，待主轴接近停止时，将手柄迅速扳回零位，可以大大缩短停车时间。12第三章典型生产机械电气控制电路分析3.零压保护在线路中，当电源电压降低或消失时，中间继电器KA释放，KA的常开触点断开；接触器KM3释放，KM3的常开触点断开；KM1或KM2也断电释放。当电网电压恢复后，因为这时SA2开关不在零位，KM3不会得电吸合，所以KM1或KM2也不会得电吸合。即使这时手柄在零位，由于SA21、SA22触点断开，KM1或KM2也不会得电造成自启动。4.照明和显示电路分析照明电器的电源由照明变压器TC副边输出36V电压供电，SA4为照明灯接通或断开的按键开关。13第三章典型生产机械电气控制电路分析六、C650普通车床的电气控制线路分析14第三章典型生产机械电气控制电路分析C650普通车床主电动机的功率为30kW,为提高工作效率，该机床采用了反接制动，为减小制动电流，定子回路串入了限流电阻R。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，专门设置一台2.2kW的拖动溜板箱的快速移动电动机。1.主电路分析M1为主电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构以实现进给运动。M2为冷却泵电动机，提供切削液。M3为快速移动电动机，拖动刀架快速移动。开关QS将三相电源引入，FU1为主电动机M1的短路保护用熔断器，FR1为M1的过载保护用热继电器。R为限流电阻，防止在点动时连续的起动电流造成电动机的过载。通过电流互感器TA接入电流表A以监视主电动机绕组的电流，熔断器FU2为M2、M3电动机的短路保护，接触器KM4、KM5为M2、M3起动用接触器。FR2为M2的过载保护热继电器，因快速电动机M3短时工作，故不设过载保护。15第三章典型生产机械电气控制电路分析2、控制电路分析（1）主电动机M1的点动调整控制调整车床时，要求主电动机M1点动控制。线路中KM1为M1电动机的正转接触器，KM2为M1的反转接触器，KA为中间继电器。工作过程如下：M1电动机的点动控制是由点动按钮SB4控制。按下SB4，接触器KM1的线圈得电，它的主触点闭合，电动机定子绕组经限流电阻R和电源接通，电动机在低速下启动。松开SB4，KM1断电，电动机停止。在点动过程中，中间继电器KA不通电，因此KM1不会自锁。16第三章典型生产机械电气控制电路分析（2）主电动机M1的正、反转控制正转：当电动机处于停车状态时，按下正向起动按钮SB1，接触器KM3首先得电动作，它的主触点将限流电阻R短接，辅助触点使中间继电器KA得电，KA的辅助常开触点（13-7）闭合使接触器KM1得电，并由KM1的常开触点（13-15）、KA的常开触点（5-15）形成KM1自锁回路，使电动机在全电压下启动。反转：当电动机处于停车状态时，按下反向起动按钮SB2，KM3首先得电，然后KA得电，它的辅助触点（21-23）闭合，使KM2得电吸合，并由KM2的常开触点（15-21）和KA的常开触点（5-15）形成KM2自锁回路，使电动机在全电压下反转启动。KM2和KM1的常闭触点分别串在对方的接触器线圈的回路中，起到正转和反转的互锁作用。17第三章典型生产机械电气控制电路分析（3）主电动机M1的反接制动控制速度继电器与被控电动机同轴联接，当电动机正转时，速度继电器的正转常开触点KS1（17-23）闭合，接触器KM1，KM3和继电器都处于得电状态，为正转反接制动做好准备。当停车时，按下停止按钮SB6，接触器KM3失电，其主触点断开，电阻R串入主回路。与此同时KM1也失电，断开了电动机的电源，同时KA也失电，使它的常闭触点闭合。反转接触器线圈KM2通过1-3-5-17-23-25线路得电，电机电源反接，使其处于反接制动状态。当电动机的转速下降为速度继电器的复位转速时，速度继电器的正转常开触点KS1（17-23）断开，切断KM2的通电回路，电动机停止。电动机反转时的制动与正转时的制动相似。18第三章典型生产机械电气控制电路分析（4）刀架的快速移动和冷却泵控制刀架的快速移动由转动刀架手柄压动限位开关SQ，使接触器KM5吸合，M3电动机转动来实现。（5）其它辅助线路监视主回路负载的电流表是通过电源互感器接入的。为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，线路中采用一个时间继电器KT。当启动时，KT线圈通电，而KT的延时断开的常闭触点尚未动作，电流互感器副边电流只流经该触点构成闭合回路，电流表没有电流流过。正常启动后，KT延时断开的常闭触点打开，此时电流才流经电流表。控制电路的电源采用了控制变压器TC低压供电，这样使之更加安全。19第三章典型生产机械电气控制电路分析磨床是以磨料磨具为工具进行切削加工的机床。可以用来加工内外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面。按用途和加工工艺的不同，可分为外圆磨、内圆磨、平面及端面磨、导轨磨、工具磨、无心磨、多用磨以及专用磨床。第三节磨床电气控制电路分析20第三章典型生产机械电气控制电路分析内圆磨床无心磨床高精度外圆磨床平面磨床21第三章典型生产机械电气控制电路分析多用磨床万能工具磨床22第三章典型生产机械电气控制电路分析一、磨床主要结构及运动形式1、组成平面磨床由床身、滑鞍、立柱、砂轮架、工作台等部件组成。2、运动形式主运动、进给运动。主运动：砂轮的旋转运动；进给运动：纵向进给运动：工作台沿床身的往复式运动；横向进给运动：砂轮箱在滑座上的横向进给运动；垂直进给运动：滑座在立柱上的升降运动。23第三章典型生产机械电气控制电路分析二、磨床的电力拖动及控制要求1.液压电动机要求单向运行，控制工作台作往复式运动。2.砂轮电动机要求单向运行。3.冷却泵电动机要求单向旋转且必须在砂轮电动机起动后才能运行。4.砂轮升降电动机要求可逆运行。5。只有在电磁吸盘正常工作的情况下才能启动液压电动机与砂轮电动机。24第三章典型生产机械电气控制电路分析钻床主要用于加工尺寸较小、精度要求不太高的孔，如铰孔、扩孔、攻丝等。按用途和加工工艺的不同，可分为立式钻床、台式钻床、摇臂钻床以及专用钻床。第四节摇臂钻床电气控制电路分析25第三章典型生产机械电气控制电路分析一、钻床主要结构及运动形式1、组成摇臂钻床由底座、立柱、摇臂、主轴箱、主轴、工作台等部件组成。2、运动形式主运动、进给运动和辅助运动。主运动：主轴带动钻头的旋转运动；进给运动：主轴上钻头的纵向进给；辅助运动：摇臂沿外立柱垂直方向的运动；主轴箱沿摇臂长度方向的运动；摇臂与外立柱一起绕内立柱的回旋运动。26第三章典型生产机械电气控制电路分析二、摇臂钻床的电力拖动及控制要求1.摇臂钻床采用4台电动机实现分散控制。2.主轴的旋转运动方向通过主轴箱上的双向摩擦离合器实现，主轴电动机要求单向旋转。3.冷却泵电动机要求单向旋转。4.摇臂电动机要求可逆运行。5.立柱电动机要求可逆运行。27第三章典型生产机械电气控制电路分析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。第五节X62W型卧式万能铣床的电气控制电路分析28第三章典型生产机械电气控制电路分析钻铣床万能铣床升降台铣床29第三章典型生产机械电气控制电路分析X62W卧式万能铣床的结构30第三章典型生产机械电气控制电路分析一、