電氣控制與PLC教案

1、；.電氣控制與PLC教案 渤海石油職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系 董瑞情 教 案任課教師：董瑞情課程名稱：電氣控制與PLC授課班級(jí)：08機(jī)械1、2 08數(shù)控章節(jié)課題：第一章 常用低壓電器學(xué)時(shí)：教學(xué)目的： 1. 掌握電器相關(guān)的基本概念。2. 掌握幾種常用低壓電器教學(xué)重點(diǎn)：接觸器、繼電器、低壓斷路器結(jié)構(gòu)和工作原理教學(xué)難點(diǎn)：萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 教學(xué)方法：課堂講授，輔以多媒體電子課件教學(xué)效果：教學(xué)過程 第一章 常用低壓電器 第一節(jié) 低壓電器基本知識(shí)一 低壓電器分類1 電器定義：電器對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護(hù)的作用，在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。低壓電器用于交流120

2、0V、直流1500V級(jí)以下的電路中 。 2、低壓電器分類按用途分：低壓配電電器：輸送和分配電能，刀開關(guān)、低壓斷路器、熔斷器等。低壓控制電路：用于控制線路和系統(tǒng)，接觸器、繼電器、控制器、按鈕等。按動(dòng)作原理：手動(dòng)自動(dòng) 按工作原理： 電磁式 接觸器、電磁式繼電器等。 非電磁式 速度繼電器、行程開關(guān)二、低壓電器作用1、控制作用2、保護(hù)作用3、測量作用4、調(diào)節(jié)作用5、指示作用6、轉(zhuǎn)換作用 三、低壓電器基本結(jié)構(gòu)電磁式低壓電器分感測部分（電磁機(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（觸頭系統(tǒng)）。1、 電磁機(jī)構(gòu)組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵按通過線圈的電流種類分有交流電磁機(jī)構(gòu)和直流電磁機(jī)構(gòu)；按電磁機(jī)構(gòu)的形狀分有E形和U形兩種；按銜鐵的運(yùn)

3、動(dòng)形式分有拍合式和直動(dòng)式兩大類。 如圖1-12、 交流電磁機(jī)構(gòu)和直流電磁機(jī)構(gòu) 1） 直流電磁機(jī)構(gòu)的鐵芯不發(fā)熱，線圈發(fā)熱，線圈為無骨架、高而薄的瘦高型。鐵芯為整體結(jié)構(gòu)的軟鋼和工程純鐵制成，以增加磁導(dǎo)率和增強(qiáng)散熱；2） 交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵芯、線圈都發(fā)熱，線圈為有骨架、短而厚的矮胖型。鐵芯采用硅鋼片疊制而成，目的是減少在鐵芯中產(chǎn)生的渦流，使鐵芯發(fā)熱。此外交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵芯有短路環(huán)，以防止電流過零時(shí)（滯后90°）電磁吸力不足使銜鐵振動(dòng)。 3、 觸頭系統(tǒng) 觸頭是用來接通或斷開電路的 1）按其接觸形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸3種(橋式和指型)。如圖1-4 2）按控制的電路分為主觸頭和輔助觸頭。主

4、觸頭用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流。輔助觸頭用于接通或斷開控制電路，只允許通過較小的電流。 3）按原始狀態(tài)分為常開觸頭和常閉觸頭。當(dāng)線圈不帶電時(shí)，動(dòng)、靜觸頭是分開的稱為常開觸頭；當(dāng)線圈不帶電時(shí)，動(dòng)、靜觸頭是閉合的稱為常閉觸頭。4、 滅弧裝置1）電弧的產(chǎn)生：大氣中分?jǐn)嚯娐?，電場使觸頭表面大量電子溢出。2）電弧的危害：電弧產(chǎn)生高溫并有強(qiáng)光，可將觸頭燒損，并使電路的切斷時(shí)間延長，嚴(yán)重時(shí)可引起事故或火災(zāi)。3）滅弧原則：拉長、冷卻、分段4）滅弧的方法（1）點(diǎn)動(dòng)力滅?。喝鐖D1-5機(jī)械滅?。和ㄟ^機(jī)械將電弧迅速拉長，用于開關(guān)電路。 （2）磁吹滅?。涸谝粋€(gè)與觸頭串聯(lián)的磁吹線圈產(chǎn)生的磁力作用下，電弧被拉

5、長且被吹入由固體介質(zhì)構(gòu)成的滅弧罩內(nèi)，電弧被冷卻熄滅。如圖1-6（3）窄縫滅?。涸陔娀⌒纬傻拇艌?、電場力的作用下，將電弧拉長進(jìn)入滅弧罩的窄縫中，使其分成數(shù)段并迅速熄滅，如圖1-3所示，該方式主要用于交流接觸器中。（4）柵片滅?。寒?dāng)觸頭分開時(shí)，產(chǎn)生的電弧在電場力的作用下被推入一組金屬柵片而被分成數(shù)段，彼此絕緣的金屬片相當(dāng)電極，因而就有許多陰陽極壓降，對(duì)交流電弧來說，在電弧過零時(shí)使電弧無法維持而熄滅，如圖1-7所示，交流電器常用柵片滅弧。第二節(jié) 主令電器 主令電器主要用來切換控制電路，即用它來控制接觸器、繼電器等電器的線圈得電與失電，從而控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)與停止，以及改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如正轉(zhuǎn)與

6、反轉(zhuǎn)等。一、 控制按鈕1、定義：通常用作短時(shí)接通或斷開小電流控制電路的開關(guān)。2、控制按鈕結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸點(diǎn)和外殼等組成。通常制成具有常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)的復(fù)合式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-8所示。3、控制按鈕分類：指示燈式按鈕內(nèi)可裝入信號(hào)燈顯示信號(hào)；緊急式按鈕裝有蘑菇形鈕帽，以便于緊急操作。旋鈕式按鈕是用手扭動(dòng)旋鈕來進(jìn)行操作的。 按鈕帽有多種顏色，一般紅色用作停止按鈕，綠色用作啟動(dòng)按鈕。按鈕主要根據(jù)所許的觸點(diǎn)數(shù)、使用場合及顏色來進(jìn)行選擇。 按鈕開關(guān)的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖1-9所示。二、 行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件位置而切換的自動(dòng)控制電器，用來控制運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)

7、方向、行程大小或位置保護(hù)。行程開關(guān)有機(jī)械式和電子式兩種，機(jī)械式常見的有按鈕式和滑輪式兩種。圖1-10為行程開關(guān)外形圖，圖1-11為行程開關(guān)圖形符號(hào)。 三、接近開關(guān) 行程開關(guān)是有觸點(diǎn)開關(guān)，工作時(shí)由擋塊與行程開關(guān)的滾輪或觸桿碰撞使觸點(diǎn)接通或斷開的。在操作頻繁時(shí)，易產(chǎn)生故障，工作可靠性較低。接近開關(guān)是無觸點(diǎn)開關(guān)，具有工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、重復(fù)定位精度高、動(dòng)作迅速等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。接近開關(guān)包括電感式和電容式。四、 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)作用及原理：由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的凸輪使其觸點(diǎn)按一定的次序接通和分?jǐn)啵苻D(zhuǎn)換多種和多數(shù)量的電氣控制電路

8、。第三節(jié) 接觸器一 結(jié)構(gòu)和工作原理1 結(jié)構(gòu)：一般由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、滅弧裝置、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等幾部分組成。2 工作原理：根據(jù)電磁原理工作：當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下降放，使觸點(diǎn)復(fù)原，即常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。二 分類及特點(diǎn)1 交流接觸器：交流接觸器線圈通以交流電，主觸點(diǎn)接通、切斷交流主電路。2 直流接觸器：直流接觸器線圈通以直流電流，主觸點(diǎn)接通、切斷直流主電路。三 主要技術(shù)參數(shù)：線圈電壓、主觸點(diǎn)額定電流、主觸點(diǎn)額定電壓、輔助觸點(diǎn)額定電流

9、、輔助觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、接觸器極數(shù)以及接觸器的機(jī)械壽命和電壽命等。四 選擇原則：1 接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致，控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。2 主觸點(diǎn)的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。3主觸點(diǎn)的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。4接觸器主觸點(diǎn)的額完工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實(shí)際使用條件不同時(shí)，這個(gè)電流值也將隨之改變。5吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85及以上時(shí)應(yīng)能可靠地吸合。6主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要。第四節(jié) 繼電器一 繼電器特性及其分類1

10、 、原理：主要用于控制與保護(hù)電路中作信號(hào)轉(zhuǎn)換用。具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出電路（又稱執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時(shí)繼電器動(dòng)作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。2 、結(jié)構(gòu)：檢測機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。3、分類：1）按輸入信號(hào)有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計(jì)數(shù)、頻率繼電器等等。2）按工作原理：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、熱繼電器等。3）按用途：控制繼電器和保護(hù)繼電器4）按輸出形式：有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)4、特性：繼電特性曲線。參數(shù)：返回系數(shù)、吸合時(shí)間、釋放時(shí)間。二、電流繼電器過電流繼電器 欠電流繼電器

11、三、電壓繼電器 過電壓繼電器欠電壓繼電器。中間繼電器：當(dāng)電壓或電流繼電器觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時(shí)中間繼電器被當(dāng)作一級(jí)放大器用；當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點(diǎn)數(shù)量不夠時(shí)，可利用中間繼電器來切換多條控制電路。四、 時(shí)間繼電器1原理：感應(yīng)元件接受外界信號(hào)后，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間才使執(zhí)行部分動(dòng)作的繼電器。2按延時(shí)方式分類：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型和帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電（或斷電）延時(shí)型繼電器。3按工作原理分類：空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式、單片機(jī)控制式等。4觸點(diǎn)類型：常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)、常閉延時(shí)斷開觸點(diǎn)、常開延時(shí)斷開觸點(diǎn)和常閉延時(shí)閉合觸點(diǎn)4類。圖1-19五 、熱繼電器1 定義

12、：專門用來對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)過熱而燒毀的保護(hù)電器。2 組成：雙金屬片、加熱元件、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動(dòng)復(fù)位裝置等組成。3 原理4 參數(shù)：熱繼電器額定電流、相數(shù)、熱元件額定電流、整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。六 速度繼電器1 作用：用于轉(zhuǎn)速的檢測，常用在三相交流異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速過零時(shí)，自動(dòng)切除反相序電源。2 組成：轉(zhuǎn)子、定子和觸點(diǎn)三部分組成。3 原理：如圖1-22第五節(jié) 其他常用低壓電器一、刀開關(guān) 刀開關(guān)只用于手動(dòng)控制容量較小、起動(dòng)不頻繁的電動(dòng)機(jī)，可分為瓷底開啟式負(fù)荷開關(guān)和封閉式負(fù)荷開關(guān)。1、結(jié)構(gòu)和安裝 刀開關(guān)（俗稱閘刀開關(guān)）結(jié)構(gòu)簡單，由操作手柄、刀

13、片、觸頭座和底板等組成。在機(jī)床上刀開關(guān)主要用來接通和斷開長期工作設(shè)備的電源。 使用注意的問題：刀開關(guān)安裝時(shí)，手柄要向上，不得倒裝或平裝。如果倒裝，拉閘后手柄可能因自重下落引起誤合閘而造成人身和設(shè)備安全事故。接線時(shí)，應(yīng)將電源線接在上端，負(fù)載線接在下端，這樣較為安全。2、常用刀開關(guān)1）開啟式負(fù)荷開關(guān)：2）封閉式負(fù)荷開關(guān)是快斷刀閘的刀開關(guān)與熔斷器組合在一起的鐵殼開關(guān)，常用來控制小容量異步電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)和停止。二、熔斷器1、 作用：供電電路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。2、組成：由熔體和安裝熔體的外殼兩部分組成。3、原理：通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時(shí)間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化

14、而切斷電路，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。4、特性：保護(hù)特性曲線5、常用熔斷器名稱類別特點(diǎn)、用途主要技術(shù)數(shù)據(jù)瓷插式熔斷器RC1A價(jià)格便宜，更換方便。廣泛用于照明和小容量電動(dòng)機(jī)短路保護(hù)額定電流Ige從5A200A分7種規(guī)格旋式熔斷器RL熔絲周圍石英砂可熄滅電弧，熔斷管上端紅點(diǎn)隨熔絲熔斷而自動(dòng)脫落。體積小，多用于機(jī)床電氣設(shè)備中RL1系列額定電流Ige有4種規(guī)格：15A、60A、100A、200A名稱類別特點(diǎn)、用途主要技術(shù)數(shù)據(jù)無填料封閉管式熔斷器RM在熔體中人為引入窄截面熔片，提高斷流能力。用于低壓電力網(wǎng)絡(luò)和成套配電裝置中的短路保護(hù)RM-10系列額定電流Ige從15A1000A，分7種規(guī)格有填料封閉管式熔斷

15、器RTO分?jǐn)嗄芰?qiáng)，使用安全，特性穩(wěn)定，有明顯指示器。廣泛用于短路電流較大的電力網(wǎng)或配電裝置中RTO系列額定電流Ige從50A1000A分6種規(guī)格快速熔斷器RLS用于小容量硅整流元件的短路保護(hù)和某些適當(dāng)過載保護(hù)I=4ITe，0.2s內(nèi)熔斷；I=6ITe，0.02s熔斷RSO用于大容量硅整流元件的保護(hù)I=（46）ITe，0.02s內(nèi)熔斷RS3用于晶閘管元件短路保護(hù)和某些適當(dāng)過載保護(hù)三、 低壓斷路器1、作用：用來分配電能，不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源電路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)。功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過電流、欠電壓、熱繼電器等的組合。2、 組成：主要由觸點(diǎn)和滅弧裝置、各種可供選擇的脫扣器與操作機(jī)構(gòu)

16、、自由脫扣機(jī)構(gòu)三部分組成。3、原理：4、 參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級(jí)、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄芰Φ?。布置作業(yè)：1.1、1.4、1.6、1.8 教 案任課教師：董瑞情課程名稱：電氣控制與PLC授課班級(jí)：08機(jī)械1、2 08數(shù)控章節(jié)課題：第二章 基本電氣控制電路學(xué)時(shí)：教學(xué)目的： 掌握電器圖形符號(hào)與文字符號(hào)，電氣圖的基本知識(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止控制電路；正、反轉(zhuǎn)控制電路；制動(dòng)控制電路；點(diǎn)動(dòng)、聯(lián)鎖、多點(diǎn)控制等基本控制電路環(huán)節(jié)。了解電氣圖紙相關(guān)規(guī)范。 教學(xué)重點(diǎn)：1. 掌握電氣控制電路圖的相關(guān)知識(shí)2. 掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路環(huán)節(jié) 教學(xué)難點(diǎn)： 教學(xué)方法：課堂講授，輔以

17、多媒體電子課件教學(xué)效果：教學(xué)過程 第二章 基本電氣控制電路 第一節(jié) 電氣控制系統(tǒng)圖的繪制規(guī)則和常用符合一 概述1 、電氣圖：用電氣圖形符號(hào)繪制的圖。是電工領(lǐng)域中最主要的提供信息方式，它提供的信息內(nèi)容可以是功能、位置、設(shè)備制造及接線等。 2、種類：電路圖（電氣原理圖）、電氣接線圖、電器元件布置圖。二 電氣圖形符號(hào)與文字符號(hào)1 電氣圖形符號(hào)：由符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電操作控制的動(dòng)作符號(hào)（如機(jī)械控制符號(hào)等），根據(jù)不同的具體器件情況組合而成。2 電氣文字符號(hào)：分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)?；疚淖址?hào)有單字母符號(hào)和雙字母符號(hào)。單字母符號(hào)表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的大類；雙字母符號(hào)由

18、一個(gè)表示大類的單字母與另一表示器件某些特性的字母組成。輔助文字符號(hào)用來進(jìn)一步表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的功能、狀態(tài)和特征。3 常用電氣圖形符號(hào)與文字符號(hào)示例。表2-1三 電氣原理圖1 形式與作用：根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式繪制的。不按電器元件實(shí)際布置繪制，而是根據(jù)電器元件在電路中所起的作用畫在不同的部位上，用于分析研究系統(tǒng)的組成和工作原理，并為尋找電氣故障提供幫助，同時(shí)也是編制電氣接線圖的依據(jù)。2 組成：主電路：設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，包括從電源到用電設(shè)備的電路，是強(qiáng)電流通過的部分。控制電路：由按鈕、接觸器和繼電器的線圈、各種電器的常開、常閉觸點(diǎn)等組合構(gòu)成的控制 輔助信號(hào)指示電

19、路。3 繪制方法水平布置時(shí)，電源線垂直畫，其他電路水平畫，控制電路中的耗能元件（如接觸器的線圈）畫在電路的最右端。垂直布置時(shí)，電源線水平畫，其他電路垂直畫，控制電路的耗能元件畫在電路的最下端。主電路采用粗實(shí)線?？刂齐娐泛推渌o助的信號(hào)指示及保護(hù)電路采用細(xì)實(shí)線。所有電器元件不畫出實(shí)際的外形圖，采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。同一電器的各個(gè)部件可根據(jù)需要畫在不同的地方，但必須用相同的文字符號(hào)標(biāo)注。多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)加以區(qū)分。4 常用器件狀態(tài)表示繼電器和接觸器的線圈在非激勵(lì)狀態(tài)。斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置。零位操作的手動(dòng)控制開關(guān)在零位狀態(tài)，不帶零位的手動(dòng)控制

20、開關(guān)在圖中規(guī)定的位置。機(jī)械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。保護(hù)類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)，特別情況在圖樣上加以說明。5 標(biāo)注：元器件的數(shù)據(jù)和型號(hào)，一般用小號(hào)字體標(biāo)注在電器元件符號(hào)的附近，需要標(biāo)注的元器件的數(shù)量比較多時(shí)，可以采用設(shè)備表的形式統(tǒng)一給出。四 電器元件布置圖1 作用：用來表明電氣設(shè)備上所有電器和用電設(shè)備的實(shí)際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、調(diào)試和維護(hù)必不可少的技術(shù)文件。2 內(nèi)容：控制柜與操作臺(tái)（箱）內(nèi)部布置圖以及控制柜與操作臺(tái)（箱）面板布置圖。3 繪制方法：控制柜與操作臺(tái)（箱）等設(shè)備的外形輪廓用細(xì)實(shí)線繪出?？梢姷暮托枰磉_(dá)清楚的電器元件及設(shè)備，用粗實(shí)線繪出其簡單的外形輪廓，并

21、標(biāo)明其實(shí)際的安裝位置。電器元件及設(shè)備代號(hào)必須與有關(guān)電路圖和設(shè)備清單上所用的代號(hào)相一致。五 電氣接線圖1 作用：表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡圖，主要用于電氣設(shè)備安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理。2 內(nèi)容：電氣設(shè)備和電器元件的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、導(dǎo)線截面積、屏蔽和導(dǎo)線絞合等情況。第二節(jié) 電氣控制電路的基本控制規(guī)律一、自鎖控制電路1、手動(dòng)控制線路2、點(diǎn)動(dòng)控制線路 所謂點(diǎn)動(dòng)，即按下按鈕時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，手松開按鈕電機(jī)停止工作。點(diǎn)動(dòng)控制多用于機(jī)床刀架、橫梁、立柱等快速移動(dòng)和機(jī)床對(duì)刀等場合。圖2-2列出了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制的幾種電氣控制線路。圖2-5是最基本的點(diǎn)動(dòng)控制線路。起動(dòng)按

22、鈕SB沒有并聯(lián)接觸器KM的自鎖觸頭，按下SB，KM線圈通電，電機(jī)起動(dòng)；手松開按鈕SB時(shí)，接觸器KM線圈又?jǐn)嚯?，其主觸點(diǎn)斷開，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。3、自鎖控制電路合上QS，按下SB2，KM線圈吸合，KM 主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。KM輔助常開觸點(diǎn)閉合，自鎖。按下SB1，KM線圈斷電，主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止。自鎖另一作用：實(shí)現(xiàn)欠壓和失壓保護(hù)二、互鎖控制電路1、正反轉(zhuǎn)控制 缺點(diǎn)：2、接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制加互鎖-在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)工作的控制作用稱為互鎖（聯(lián)鎖）。規(guī)律：當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)，乙接觸器就不能工作，此時(shí)應(yīng)在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)。當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)乙接

23、觸器不能工作，而乙接觸器工作時(shí)甲接觸器不能工作，此時(shí)應(yīng)在兩個(gè)接觸器的線圈電路中互串入對(duì)方的動(dòng)斷觸點(diǎn)。 3、按鈕、接觸器雙重互鎖正反轉(zhuǎn)控制三、行程控制電路(1) 工作臺(tái)的正反向自動(dòng)循環(huán)控制 許多機(jī)床的自動(dòng)循環(huán)控制都是靠限位控制來完成的。某些機(jī)床的工作臺(tái)要求正反向運(yùn)動(dòng)自動(dòng)循環(huán)。(2) 動(dòng)力頭的自動(dòng)循環(huán)控制 它是由限位開關(guān)按行程來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。四、多地控制電路 在大型機(jī)床設(shè)備中，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行控制。例如把起動(dòng)按鈕并聯(lián)連接，停止按鈕串聯(lián)連接，分別安置在三個(gè)地方，就可三地操作。規(guī)律：啟動(dòng)按鈕并聯(lián)、停止按鈕串聯(lián)五、順序控制電路1、主電路實(shí)現(xiàn)2、控制電路實(shí)現(xiàn) 當(dāng)要求甲接觸器工

24、作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)。 當(dāng)要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電，則將乙接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)并聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制電路1直接起動(dòng)控制電路一些控制要求不高的簡單機(jī)械，如小型臺(tái)鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵等常采用開關(guān)直接控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止。它適用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)，不能遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制。2降壓起動(dòng)控制電路較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)一般都采用降壓起動(dòng)的方式起動(dòng)，具體實(shí)現(xiàn)的方案有：定子串電阻或電抗器降壓起動(dòng)、星三角變換降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓起動(dòng)等。一、鼠籠式電動(dòng)機(jī)1、定子串接電阻降壓起動(dòng)

25、 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)在三相定子繞組中串接電阻，使定子繞組上電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短接，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，這種起動(dòng)方式不受電動(dòng)機(jī)接線方式的限制。2、定子串接自耦變壓器降壓起動(dòng) 自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制線路，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的限制是靠自耦變壓器的降壓作用來實(shí)現(xiàn)的。 3、Y/D降壓起動(dòng) 星形-三角形（Y/D）降壓起動(dòng)是籠型三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)方法之一。Y/D起動(dòng)控制分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。 二、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串接電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子回路串接起動(dòng)電阻，一般接成星形且分成若干段，起動(dòng)時(shí)電阻全部接入，起動(dòng)過程中逐段切除起動(dòng)電阻。切除電阻的方法有三相平衡切除法及三相不平衡切除法，常用的接觸器控制切除起動(dòng)電

26、阻多為三相平衡切除法，即每次每相切除的起動(dòng)電阻相同。第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路 制動(dòng)停車的方式有兩大類：即機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)采用機(jī)械抱閘、液壓或氣壓制動(dòng)；電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、電容制動(dòng)等，其實(shí)質(zhì)是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子原來的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。1、 機(jī)械制動(dòng)控制電路 2、反接制動(dòng)控制電路 反接制動(dòng)是利用改變電動(dòng)機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)方法。反接制動(dòng)常采用轉(zhuǎn)速為變化參量進(jìn)行控制。由于反接制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對(duì)速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動(dòng)電流相當(dāng)于全電壓直接起動(dòng)時(shí)電流的兩倍，因此反接制動(dòng)特點(diǎn)

27、之一是制動(dòng)迅速，效果好，沖擊大，通常僅適于10kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。為了減小沖擊電流，通常要求在電動(dòng)機(jī)主電路中串接限流電阻。3、能耗制動(dòng)控制電路 能耗制動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后，向定子繞組內(nèi)通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用產(chǎn)生制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩，達(dá)到制動(dòng)的目的。第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路雙速電動(dòng)機(jī)的控制線路 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法之一是依靠變更定子繞組的極對(duì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。圖2-22為4/2極的雙速異步電動(dòng)機(jī)定子繞組接線示意圖，圖（a）將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U1、V1、W1三個(gè)接線端接三相交流電源，而將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U2、V2、W2三個(gè)接線端懸空，三相定子繞組接成

28、三角形。此時(shí)每相繞組中的、線圈串聯(lián)，電流方向如圖（a）中箭頭所示，電動(dòng)機(jī)以四極運(yùn)行為低速。若將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U2、V2、W2三個(gè)接線端子接三相交流電源，而將另外三個(gè)接線端子U1、V1、W1連在一起如圖（b）所示，則原來三相定子繞組的三角形接線變?yōu)殡p星形接線，此時(shí)每相繞組中的、線圈相互并聯(lián)，電流方向如圖（b）中箭頭所示，于是電動(dòng)機(jī)便以兩極運(yùn)行為高速。 圖2-23所示的雙速電動(dòng)機(jī)控制線路采用兩個(gè)接觸器來換接電動(dòng)機(jī)的出線端以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 布置作業(yè)：2.1 2.3 2.4 2.8 作業(yè)2-3（1）、常閉接在了自己的回路。(2) 啟動(dòng)按鈕結(jié)成常閉觸點(diǎn)或KM2常閉觸點(diǎn)接錯(cuò)（3）反轉(zhuǎn)自鎖觸點(diǎn)短接了停

29、止按鈕2-6問題分析：本線路在原位（M1 電機(jī)在1、M2 電機(jī)在3）停車后，或M1 電機(jī)在1到2之間,M2 電機(jī)在3時(shí)停電（SQ3被壓常閉斷開，SQ1、SQ2、SQ4都釋放狀態(tài)，三個(gè)常開都斷開）要重新啟動(dòng)時(shí)需再按下啟動(dòng)按鈕SB2方可。但在其他地方停電后再來電時(shí)都會(huì)自行啟動(dòng)。例如1、M2 電機(jī)在3到4之間M1 電機(jī)在2時(shí)停電（SQ2被壓常開閉合，SQ1、SQ3、SQ4都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合，來電后KM3得電啟動(dòng)），2、M1 電機(jī)在2到1之間、M2 電機(jī)在4時(shí)停電（SQ4被壓常開閉合，SQ1、SQ2、SQ3都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合，來電后KM2得電啟動(dòng)），3、M2 電機(jī)在4到3之間、M1電機(jī)

30、在1時(shí)停電（SQ1被壓常開閉合，SQ4、SQ2、SQ3都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合，來電后KM4得電啟動(dòng)）。4、M1 電機(jī)在2、M2 電機(jī)在3（SQ2、SQ3被壓常開閉合，SQ1、SQ4都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合）5、M1 電機(jī)在2、M2 電機(jī)在4（SQ2、SQ4被壓常開閉合，SQ1、SQ3都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合）6、M1 電機(jī)在1、M2 電機(jī)在4（SQ1、SQ4被壓常開閉合，SQ2、SQ3都釋放狀態(tài)，三個(gè)常閉都閉合）而且停止按鈕失去作用。2-72-8問題分析：KA的作用使得小車在任何地方（包括延時(shí)期間）都可停車。另外按鈕可選用一個(gè)有兩個(gè)常開的來節(jié)省一個(gè)按鈕。教 案任課教師：董瑞情課程名稱：

31、電氣控制與PLC授課班級(jí)：08機(jī)械1、2 08數(shù)控章節(jié)課題：第三章 典型機(jī)床電氣控制電路的分析學(xué)時(shí)：教學(xué)目的： 掌握C650臥式車床、X62W萬能銑的電氣控制電路及工作原理 教學(xué)重點(diǎn)： C650臥式車床電氣控制電路 教學(xué)難點(diǎn)：X62W萬能銑的電氣控制電路 教學(xué)方法：課堂講授，輔以多媒體電子課件 教學(xué)效果： 教學(xué)過程第三章 典型機(jī)床電氣控制電路的分析第一節(jié) 電氣控制電路的分析基礎(chǔ)一、電氣控制系統(tǒng)分析的內(nèi)容 1 設(shè)備說明書 2 電氣控制原理圖 3 電氣設(shè)備的總裝接線圖 4 電器元件布置圖與接線圖 二、 電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟 分析主電路 分析控制電路 分析輔助電路 分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié) 總體

32、檢查第二節(jié) C650臥式車床的電氣控制電路臥式車床是機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及螺紋。一、C650臥式車床的主要結(jié)構(gòu) C650臥式車床屬于中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1 020 mm，最大工件長度為3 000 mm，機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示，由主軸變速箱、掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、尾座、滑板與刀架、光杠與絲杠等部件組成。二、C650臥式車床的電力拖動(dòng)形式及控制要求1、車削加工近似于恒功率負(fù)載，主軸電動(dòng)機(jī)M1通常選用籠型異步電動(dòng)機(jī)，完成主軸主運(yùn)動(dòng)和刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。2、車削螺紋時(shí)，刀架移動(dòng)與主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間必須保持準(zhǔn)確的比例關(guān)系，因此，車床主軸運(yùn)

33、動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)只由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，刀架移動(dòng)由主軸箱通過機(jī)械傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)。車削螺紋時(shí)，要求反轉(zhuǎn)退刀，所以主軸電動(dòng)機(jī)M1應(yīng)正反轉(zhuǎn)。3、為了提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，拖板的快速移動(dòng)由電動(dòng)機(jī)M3單獨(dú)拖動(dòng)。根據(jù)使用需要，可隨時(shí)手動(dòng)控制啟停（點(diǎn)動(dòng)）。4、車削加工中，為防止刀具和工件的溫度過高、延長刀具使用壽命、提高加工質(zhì)量，車床附有一臺(tái)單方向旋轉(zhuǎn)的冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，與主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)順序啟停，也可單獨(dú)操作。5、必要的保護(hù)環(huán)節(jié)、連鎖環(huán)節(jié)、照明和信號(hào)電路。¡ 三種運(yùn)動(dòng)¡ 主運(yùn)動(dòng) 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ¡ 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 溜刀板帶著刀架的直線運(yùn)動(dòng) ¡ 輔助運(yùn)動(dòng) 刀架的快速直線移

34、動(dòng) 三、C650臥式車床的電氣控制電路 1主電路 ¡ 主軸電機(jī)M1：（1）電源開關(guān)采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)、電機(jī)外殼應(yīng)有可靠的保護(hù)接地、主軸電機(jī)工作時(shí)冷卻泵才能工作、正反轉(zhuǎn)控制KM1、KM2。（2）電流互感器TA 防止起動(dòng)時(shí)沖擊電流，起動(dòng)時(shí)將電流表暫時(shí)短接。（3）點(diǎn)動(dòng)時(shí)以KM3控制R 接入和切除。（4）速度繼電器與電動(dòng)機(jī)同軸連接，完成制動(dòng)。¡ 冷卻泵電機(jī)M2：KM4控制 單向運(yùn)行，長動(dòng)。¡ 快速移動(dòng)電機(jī)M3：KM5控制 單向運(yùn)行，手動(dòng)控制。 三、控制電路分析1、M1電動(dòng)機(jī)電路（KM1、KM2、KM3、TA）（1） 主軸電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)（圖3-3 ）按下SB2KM1通電KM1主觸點(diǎn)閉

35、合 M1串電阻降壓啟動(dòng)、低速運(yùn)轉(zhuǎn)松開SB2KM1失電KM1主觸點(diǎn)斷開 M1停止（2）主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路（圖3-4 ）SB3為雙常開觸點(diǎn)按鈕按下SB3KM3通電KM3主觸點(diǎn)閉合切除RKM3輔助點(diǎn)閉合KA通電KA常開（5-10）閉合KM3自鎖 KA常開（9-6）閉合 KM1通電SB3未松開 KT通電KT觸點(diǎn)延時(shí)打開電流表A接入 KM1主觸點(diǎn)閉合 M1全壓正向啟動(dòng)運(yùn)行。 KM1輔助點(diǎn)閉合（9-10）KM1自鎖松開SB3，由于KA使得KM1、KM3可繼續(xù)通電。 提問：KT的作用（短接電流表，避免起動(dòng)沖擊） （3）主軸電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制線路（圖3-4）與正轉(zhuǎn)工作相同，僅以SB4按鈕起動(dòng)。（4）主軸電動(dòng)機(jī)

36、制動(dòng)電路按下SB1KM1、KM3、KA、KT失電觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)松開SB1KA（常閉）與KS2-1接通KM2反接制動(dòng) 速度下降KS2-1復(fù)位KM2斷電制動(dòng)結(jié)束。反向制動(dòng)與正向過程相同。 2、冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制線路 M2電動(dòng)機(jī)由SB5（停止）、SB6（啟動(dòng)）、KM4常開組成自鎖回路，控制KM4的通斷，實(shí)現(xiàn)M2的控制。3、刀架電動(dòng)機(jī)的快移控制線路 手動(dòng) 手柄壓動(dòng)SQ，接通KM5實(shí)現(xiàn)M3驅(qū)動(dòng)溜板帶動(dòng)刀架快速移動(dòng)。第三節(jié) X62W 型萬能銑床的電氣控制 一、主要結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式 X62W 臥式萬能銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬、操作方便、工作臺(tái)能自動(dòng)循環(huán)加工等特點(diǎn)，主要由底座、床身、懸梁、刀桿支架、工作臺(tái)、

37、溜板和升降臺(tái)等部分組成。 X62W 萬能銑床的運(yùn)動(dòng)方式有： 主運(yùn)動(dòng)：銑刀的旋轉(zhuǎn)。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)的上、下、左、右、前、后運(yùn)動(dòng)。 輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)在六個(gè)方向上的快速運(yùn)動(dòng)。 二、 電氣控制線路分析 主電路分析 主電路有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，其中 M1 為主軸電動(dòng)機(jī)， M2 為工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)， M3 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)。 QS 為電源開關(guān)，各電動(dòng)機(jī)的控制過程分別是： 主軸電動(dòng)機(jī)由接觸器 KM3 控制， M1 旋轉(zhuǎn)方向由組合開關(guān) SA5 預(yù)先選擇。 M1 的起動(dòng)、停止的控制可在兩地操作，采用串電阻反接制動(dòng)。通過機(jī)械機(jī)構(gòu)和接觸器 KM2 進(jìn)行變速?zèng)_動(dòng)控制。 工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī) M2 由接觸器 KM4 、 KM5 控

38、制，并由接觸器 KM6 控制快速電磁鐵，決定工作臺(tái)移動(dòng)速度， KM6 接通為快速，斷開為慢速。正反轉(zhuǎn)接觸器 KM4 、 KM5 是由兩個(gè)機(jī)械操作手柄控制的。一個(gè)是縱向操作手柄，另一個(gè)是垂直與橫向操作手柄。這兩個(gè)機(jī)械操作手柄各有兩套，分設(shè)在銑床工作臺(tái)正面與側(cè)面，實(shí)現(xiàn)兩地操作。 冷卻泵電動(dòng)機(jī)由接觸器 KM1 控制，單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。 控制電路分析 控制電路電壓為 127V ，由控制變壓器 TC 供給。 （ 1 ）主電動(dòng)機(jī)的控制線路 主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制合上QSSA5 預(yù)先選擇轉(zhuǎn)向 KM3得電并自鎖KM3主觸點(diǎn)閉合M1不帶電阻啟動(dòng)主軸變速?zèng)_動(dòng)行程開關(guān)SQ7不受壓按下SB1（SB2） 主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 按下SB

39、3（SB4） KM3失電KM3主觸點(diǎn)、常開輔助觸點(diǎn)斷開 KS其一觸點(diǎn)閉合KM2得電并自鎖M1帶電阻反接制動(dòng) 速度下降 KS 觸點(diǎn)斷開M1斷電 主軸變速控制 將主軸變速手柄壓下，使其從第一道槽拔出，拉向第二道槽 其間凸輪通過彈簧桿碰撞主軸變速?zèng)_動(dòng)行程開關(guān)SQ7 SQ7-2分?jǐn)郖M3失電KM3主觸點(diǎn)、常開輔助觸點(diǎn)斷開 SQ7-1閉合KM2得電 M1帶電阻反接制動(dòng)速度很快下降（若變速前電機(jī)停轉(zhuǎn)，則此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)一下）選好速度將主軸變速手柄推回原位時(shí)凸輪通過彈簧桿又碰撞主軸變速?zèng)_動(dòng)行程開關(guān)SQ7一下SQ7-1閉合KM2又得電 M1帶電阻低速反轉(zhuǎn)一下，利于變速后齒輪嚙合。（ 2 ）工作臺(tái)進(jìn)給控制 （圖3-

40、8） 工作臺(tái)的左右（縱向）運(yùn)動(dòng) 控制過程如下： 工作臺(tái)的快速移動(dòng) 進(jìn)給變速時(shí)“沖動(dòng)”控制 3 圓工作臺(tái)進(jìn)給控制 為加工螺旋槽、弧形槽等， X62W 型萬能銑床附有圓形工作臺(tái)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 4 ）冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制 由轉(zhuǎn)換開關(guān) SA3 控制接觸器 KM1 來控制冷泵電動(dòng)機(jī) M3 的起動(dòng)與停止。 聯(lián)鎖與保護(hù) （ 1 ）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)的順序聯(lián)鎖 （ 2 ）工作臺(tái)各運(yùn)動(dòng)方向的聯(lián)鎖 （ 3 ）長工作臺(tái)與圓工作臺(tái)間的聯(lián)鎖 （ 4 ）保護(hù)環(huán)節(jié) 教 案任課教師：董瑞情課程名稱：電氣控制與PLC授課班級(jí)：08機(jī)械1、2 08數(shù)控章節(jié)課題：第四章 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝學(xué)時(shí)：教學(xué)目的：掌握電氣控制電路設(shè)計(jì)

41、步驟及方法。了解內(nèi)容 電氣控制電路設(shè)計(jì)原則、內(nèi)容。 教學(xué)重點(diǎn)： 電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟及方法 教學(xué)難點(diǎn)：電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟及方法 教學(xué)方法：課堂講授，輔以多媒體電子課件教學(xué)效果：教學(xué)過程第一節(jié) 電氣控制電路設(shè)計(jì)的一般原則和程序一、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和原則（一）電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容（二）電力拖動(dòng)方案確定的原則1無電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械2要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械3電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定（三）控制方案確定的原則二、電氣控制電路設(shè)計(jì)方法（一）控制電路設(shè)計(jì)要求（二）控制電路設(shè)計(jì)方法1主電路設(shè)計(jì) 2控制電路設(shè)計(jì) 3聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 4電路的完善（三）控制電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題三、電氣控制電路設(shè)

42、計(jì)中元器件的選擇（一）電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)功率的選擇2電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇3電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇4電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇5籠型異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)電阻的計(jì)算（二）常用低壓電器的選擇1接觸器的選用2繼電器的選擇3熔斷器的選擇4其他電器的選擇四、電氣控制系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié)（一）短路保護(hù)（二）過電流保護(hù)（三）過載保護(hù)（四）失電壓保護(hù)（五）欠電壓保護(hù)第二節(jié) 電力拖動(dòng)方案的確定和電動(dòng)機(jī)的選擇第三節(jié) 電氣控制電路原理圖設(shè)計(jì)的一般要求4、電動(dòng)機(jī)控制的保護(hù)環(huán)節(jié)電氣控制系統(tǒng)除了要能滿足生產(chǎn)機(jī)械加工工藝的要求外，還應(yīng)保證設(shè)備長期安全、可靠、無故障地運(yùn)行，因此保護(hù)環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)

43、、電氣控制設(shè)備及人身安全。電氣控制系統(tǒng)中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓、欠壓保護(hù)及弱磁保護(hù)。4.1 短路保護(hù)電機(jī)、電器以及導(dǎo)線的絕緣損壞或線路發(fā)生故障時(shí)，都可能造成短路事故。短路電流可能使電器設(shè)備損壞，因此要求一旦發(fā)生短路故障時(shí)，控制線路能迅速切斷電源。常用的短路保護(hù)元件有熔斷器和自動(dòng)開關(guān)。由于熔斷器價(jià)格便宜，斷弧能力強(qiáng)，所以一般電路幾乎無例外地用它作短路保護(hù)。但是熔體的品質(zhì)、老化及環(huán)境溫度等因素對(duì)其動(dòng)作值影響很大。用其保護(hù)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可能只有一相熔體燒斷而造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行，用自動(dòng)開關(guān)作短路保護(hù)則能克服這些缺陷。當(dāng)出現(xiàn)短路時(shí)，其電流線圈動(dòng)作，將整個(gè)開關(guān)跳開，三相電源同時(shí)被切斷。自動(dòng)開

44、關(guān)還兼有過載保護(hù)和欠壓保護(hù)，不過其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴，不宜頻繁操作，一般用在要求高的場合。2.5.2 過電流保護(hù)電動(dòng)機(jī)不正確地起動(dòng)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩劇烈增加會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過電流運(yùn)行。一般情況下這種過電流比短路電流小，但比電動(dòng)機(jī)額定電流卻大得多。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生過電流比發(fā)生短路的可能性更大，尤其是在頻繁正反轉(zhuǎn)起動(dòng)的重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)中更是如此。過電流的危害雖沒有短路那么嚴(yán)重，但同樣會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的損壞。原則上，短路保護(hù)所用元件可以用作過電流保護(hù)，不過斷弧能力可以要求低些，完全可以利用控制電動(dòng)機(jī)的接觸器來斷開過電流，因此常用瞬時(shí)動(dòng)作的過電流繼電器與接觸器配合起來作過電流保護(hù)，過電流繼電器作為測量元件，

45、接觸器作為執(zhí)行元件斷開電路。由于籠型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流很大，如果要使起動(dòng)時(shí)過電流保護(hù)元件不動(dòng)作，其整定值就要大于起動(dòng)電流，那么一般的過電流就無法使之動(dòng)作了。所以過電流保護(hù)一般只用在直流電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)上。整定過電流動(dòng)作值一般為起動(dòng)電流的1.2倍。4.3 過載保護(hù)電動(dòng)機(jī)長期超載運(yùn)行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命減少，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電機(jī)損壞。過載電流越大，達(dá)到允許溫升的時(shí)間就越短。常用的過載保護(hù)元件是熱繼電器。由于熱慣性的原因，熱繼電器不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，所以在使用熱繼電器作過載保護(hù)的同時(shí)，還必須設(shè)有短路保護(hù)，選作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流

46、不應(yīng)超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。必須強(qiáng)調(diào)指出，短路、過電流、過載保護(hù)雖然都是電流保護(hù)，但由于故障電流的動(dòng)作值、保護(hù)特性和保護(hù)要求以及使用元件的不同，它們之間是不能相互取代的。4.4 零電壓和欠電壓保護(hù)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，如果電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)，將可能使生產(chǎn)設(shè)備損壞，也可能造成人身事故。對(duì)供電系統(tǒng)的電網(wǎng)來說，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其它用電設(shè)備自行起動(dòng)也會(huì)引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時(shí)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)的保護(hù)叫做零電壓保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制線路工作不正常，甚至產(chǎn)生事故。電網(wǎng)電

47、壓過低，如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載不變，由于三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的二次方成正比，則會(huì)因電磁轉(zhuǎn)矩的降低而帶不動(dòng)負(fù)載，造成電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)停車，電動(dòng)機(jī)電流增大使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，在電源電壓降到允許值以下時(shí)，需要采用保護(hù)措施，及時(shí)切斷電源，這就是欠電壓保護(hù)。通常是采用欠電壓繼電器，或設(shè)置專門的零電壓繼電器來實(shí)現(xiàn)。在控制線路的主電路和控制電路由同一個(gè)電源供電時(shí)，具有電氣自鎖的接觸器兼有欠電壓和零電壓保護(hù)作用。若因故障電網(wǎng)電壓下降到允許值以下時(shí)，接觸器線圈也釋放，從而切斷電動(dòng)機(jī)電源；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時(shí)，由于自鎖已解除，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)再自行起動(dòng)。欠壓繼電器的線圈直接跨接在定子的兩相電源線上，其常開觸

48、頭串接在控制電動(dòng)機(jī)的接觸器線圈電路中。自動(dòng)開關(guān)中的欠壓脫扣亦可作為欠壓保護(hù)。主令控制器的零位操作是零壓保護(hù)的典型環(huán)節(jié)。圖2-15是電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)線路。圖中各電器元件所起的保護(hù)作用分別為：短路保護(hù) 熔斷器FU1；過載保護(hù) 熱繼電器FR；過流保護(hù) 過電流繼電器KI1，KI2；零壓保護(hù) 中間繼電器KA；欠壓保護(hù) 欠電壓繼電器KV；聯(lián)鎖保護(hù) 接觸器KM1和KM2互鎖。4.5 弱磁保護(hù)直流電動(dòng)機(jī)在磁場有一定強(qiáng)度情況下才能起動(dòng)，如果磁場太弱，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流就會(huì)很大；直流電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)磁場突然減弱或消失，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)迅速升高，甚至發(fā)生“飛車”，因此需要采取弱磁保護(hù)。弱磁保護(hù)是通過在電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串入欠

49、電流繼電器來實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如果勵(lì)磁電流消失或降低太多，欠電流繼電器就會(huì)釋放，其觸頭切斷主回路接觸器線圈電路，使電動(dòng)機(jī)斷電停車。除上述幾種保護(hù)外，控制系統(tǒng)中還可能有其它各種保護(hù)，如聯(lián)鎖保護(hù)、行程保護(hù)、油壓保護(hù)、溫度保護(hù)等。只要在控制電路中串接上能反映這些參數(shù)的控制電器的常開觸頭或常閉觸頭，就可實(shí)現(xiàn)有關(guān)保護(hù)。第四節(jié) 電氣控制電路原理圖的設(shè)計(jì)方法和實(shí)例第五節(jié) 常用電器元件的選擇第六節(jié) 電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)第七節(jié) 電氣控制系統(tǒng)的安裝于調(diào)試第八節(jié) 電氣控制電路設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)CW6163型臥式車床的電氣控制電路。一、機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求二、電氣控制電路設(shè)計(jì)1主回路設(shè)計(jì)2控制電路設(shè)計(jì)3信號(hào)

50、指示與照明電路5繪制電氣原理圖4控制電路電源三、選擇電氣元件四、制定電氣元件明細(xì)表五、繪制電氣安裝接線圖電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書在三個(gè)階段各不相同。(一) 方案設(shè)計(jì)階段(二) 初步設(shè)計(jì)階段(三) 施工圖設(shè)計(jì)階段二、設(shè)計(jì)計(jì)算書三、設(shè)計(jì)圖樣教 案任課教師：董瑞情課程名稱：電氣控制與PLC授課班級(jí)：08機(jī)械1、2 08數(shù)控章節(jié)課題：第五章 可編程序控制器概論學(xué)時(shí)：教學(xué)目的：【掌握內(nèi)容】1. 可編程序控制器的定義及其特點(diǎn)2. 可編程序控制器的工作原理及工作過程3. 可編程序控制器的硬件及分類 、軟件及其工作原理 【了解內(nèi)容】1. 可編程序控制器的英文縮寫及發(fā)展過程。2. 可編程序控制器的

51、分類。 教學(xué)重點(diǎn)： 可編程序控制器的定義及其特點(diǎn)、工作原理及工作過程 教學(xué)難點(diǎn)：可編程序控制器的工作原理及工作過程 教學(xué)方法：課堂講授，輔以多媒體電子課件、實(shí)訓(xùn)臺(tái)教學(xué)效果： 教學(xué)過程第五章 可編程序控制器概論第一節(jié) 可編程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展及特點(diǎn)一、可編程序控制器的定義 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。二

52、、可編程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展 美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于1969年研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得成功。其后，日本、德國等相繼引入這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此而迅速發(fā)展起來。 20世紀(jì)80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器為核心的可編程序控制器得到迅速發(fā)展。這時(shí)的PLC具有了高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信等功能，從而使PLC的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、工業(yè)機(jī)器人和CAD/CAM）之一。三、可編程序控制器的特點(diǎn) 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2）通用性強(qiáng)，使用方便3）采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便4）編程語言簡單、易學(xué)，便于掌握5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短6）對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)7）安裝簡單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小四、可編程序控制器的分類（1）按應(yīng)用規(guī)模和功能分類： 小型機(jī) I/O點(diǎn)數(shù)256點(diǎn)以下，存儲(chǔ)容量2K步中型機(jī) I/O點(diǎn)數(shù)2562048點(diǎn) ，存儲(chǔ)容量2K8K步大型機(jī) I/O點(diǎn)數(shù)2048點(diǎn)以上，存儲(chǔ)容