全自動雙面鉆的電氣控制系統(tǒng)設計

1、目錄一、課程設計目的I二、課程設計內(nèi)容（含技術指標）II三、進度安排V四、基本要求V.I第1章緒論1.1.1 系統(tǒng)概述1.1.1.1 機電傳動與控制概述1.1.2 課程設計的意義2.第2章整體設計3.2.1 兩種控制方式3.2.1.1 繼電器、接觸器控制系統(tǒng)32.1.2 PLC控制系統(tǒng)32.1.3 兩種控制方式的比較52.2 兩種控制方案及整體設計52.2.1 設計要求及分析5.2.2.2 方案及整體設計5.第3章繼電器接觸器電氣原理設計.73.1 電動機控制設計7.3.1.1 主電路7.3.1.2 控制電路7.3.2 指示及照明電路.103.3 總電氣原理圖.10第4章繼電器-接觸器選型設計

2、和接線圖設計114.1 元件選型.1.14.1.1 選型依據(jù)1.14.1.2 交流接觸器、中間繼電器與時間繼電器的選型114.2 接線圖設計1.5第5章PLC控制設計175.1 元件選型175.2 確定PLCI/O點的類型及其分配表175.3 PLC控制程序設計185.3.1 程序設計總體原則1.85.3.2 程序設計具體內(nèi)容1.8第6章總結19參考文獻.20課程設計目的本課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)必修課。課程設計的目的和任務在于使學生掌握機械設備電器控制的基本知識、基本原理和基本方法，以培養(yǎng)學生對電氣控制系統(tǒng)的分析和設計的基本能力。加深學生對課程內(nèi)容的理解，驗證理論和鞏固、擴大所

3、學的基本理論知識。二、課程設計內(nèi)容(含技術指標)(一)機床概況：本機為專用千斤頂油缸兩端面鉆孔加工的組合機床，采用裝在動力滑臺上的左、右兩個動力頭(電機均為1.5KW)同時進行切削。動力頭的快進、工進及快退均由液壓油缸驅(qū)動。液壓系統(tǒng)采用兩位四通電磁閥進行控制，并用死擋鐵方法實現(xiàn)位置控制。動作程序如下：(1)零件定位。人工將零件裝入夾具后，采用定位油缸動力定位以保證零件的加工尺寸；(2)零件夾緊。零件定位后，夾緊油缸動作使零件固定在夾具內(nèi)，同時定位油缸退出以保證滑臺入位；(3)滑臺入位。滑臺帶動夾具一起快速進入加工位置；(4)加工零件。左右動力頭進行兩端面切削加工，動力頭到達加工終點，即停止工進

4、，快速退回原位，動力頭停轉并能耗制動；(5)滑臺復位。左右動力頭退回原位后滑臺復位；(6)夾具松開。當滑臺復位后夾具松開，取出零件。液壓系統(tǒng)的油泵電機370W,由電磁閥(YV1-YV5)控制，其動作表如下:YV1YV2YV3YV4YV5定位(SB1)+-夾緊(YJ1)+-入位(YJ2)-+-工進(SQ1SQ5)-+-退位(SQ2SQ4)-+-+復位(SQ3SQ6)-全自動雙面鉆工作原理全自動雙面鉆液壓系統(tǒng)圖（二）設計要求：1）動力頭為單向運轉，停車采用能耗制動；2）只有在油泵工作，油壓達到一定的壓力后（由油壓繼電器控制）才能進行其它控制;3)專用機床能進行半自動循環(huán)，又能對各個動作單獨進行調(diào)整

5、；4)需要一套局部照明裝置以及工作狀態(tài)指示燈；5)有必要的過電流保護和聯(lián)鎖；6)鉆孔過程中需用冷卻泵進行冷卻，冷卻泵電動機功率為0.125kw;7)繪制電氣原理圖(A3);8)列出元件明細表；9)繪制電氣接線圖(A3);10)完成控制系統(tǒng)的可編程控制器設計方案，包括可編程控制器的選型、控制系統(tǒng)的PLC外部接線圖(A3,注明元件明細表)，編寫控制系統(tǒng)的梯形圖和指令表(A3)。(三)設計步驟1 .電動機的選擇：根據(jù)設計要求需配備4臺電動機，油泵電機M1,冷卻泵電動機M2,動力頭電動機M3、M4。根據(jù)設計要求查閱相關手冊選擇電機型號，注明所查閱的手冊的名稱、頁碼。2 .繪制工步循環(huán)圖：根據(jù)系統(tǒng)的動作

6、狀態(tài)表繪制工步循環(huán)圖。3 .電氣原理圖的設計(要求有詳細的分析過程)：(1)主電路設計(2)控制電源的設計(3)控制電路的設計(根據(jù)設計要求列出各執(zhí)行電器的邏輯表達式)(4)局部照明與信號指示電路的設計(5)機床工作原理分析4 .電氣元件型號的選擇：(1)電源開關的選擇(2)熱繼電器的選擇(3)接觸器的選擇(4)繼電器的選擇(5)行程開關的選擇(6)熔斷器的選擇(7)按鈕的選擇(8)照明燈及燈開關的選擇(9)指示燈的選擇(10)控制變壓器的選擇5 .電氣接線圖的繪制：(1)電器元件按外形繪制，并與布置圖一致，偏差不要太大(2)所有電器元件及其引線應標注與電氣原理圖相一致的文字符號及接線回路標號

7、(3)接線圖中應標出配線用的各種導線的型號、規(guī)格、截面積及顏色等。6 .控制系統(tǒng)的可編程控制器設計方案：(1)可編程控制器的選型(2)設計控制系統(tǒng)的PLC外部接線圖(3)編寫控制系統(tǒng)的梯形圖和指令表三、進度安排第1周周一熟悉課程設計任務、計劃周二繼電器-接觸器控制系統(tǒng)方案設計周三控制原理及工作過程分析周四主電路原理圖設計周五控制電路原理圖設計第2周周一控制電路原理圖設計周二元件選型及元件明細表周三元件布置設計周四面板及控制柜接線圖設計周五接線總圖設計第3周周一PLC系統(tǒng)方案設計及PLC選型周二I/O配置及外部線路設計周三PLC程序設計周四設計說明書編寫及課程設計小結周五課程設計答辯四、基本要求

8、通過本課程設計的實驗教學有計劃的培養(yǎng)和訓練，應達到以下諸方面的要求。1 .培養(yǎng)學生具有一定的實踐技能，樹立實事求是的思想和嚴謹?shù)目茖W作風。2 .能正確設計電氣控制線路原理圖。3 .能正確選擇常用低壓電氣元件。4 .掌握可編程控制系統(tǒng)的設計方法。5 .能獨立的完成課程設計，提高分析問題和解決問題的能力。機械電子教研室2012年04月20日第1章緒論1.1 系統(tǒng)概述1.1.1 機電傳動與控制概述機電傳動（又稱電力傳動或電力拖動）是指以電動機為原動力機驅(qū)動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)之總稱。它的目的是將電能轉變?yōu)闄C械能，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止以及速度調(diào)節(jié)，滿足各種生產(chǎn)工藝過程的要求，保證生產(chǎn)過程正常運行。在現(xiàn)代

9、工業(yè)中，為了實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的要求，機電傳動不僅包括拖動生產(chǎn)機械的電動機，而且包括控制電動機的一整套系統(tǒng)。也就是說，現(xiàn)代機械傳動是和各種控制元件組成的自動控制系統(tǒng)緊密的聯(lián)系在一起，所以，本課程被命名為機電傳動控制（也稱為機械電氣控制）。從現(xiàn)代生產(chǎn)的要求出發(fā)，機電傳動控制系統(tǒng)所要完成的任務，從廣義上講，就是要使生產(chǎn)機械設備、生產(chǎn)線、車間甚至整個工廠都實現(xiàn)自動化；從狹義上講，則專指控制電機驅(qū)動生產(chǎn)機械，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)量的增加、產(chǎn)品質(zhì)量的提高、生產(chǎn)成本的降低工人勞動條件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密機床要求加工精度達到百分之幾毫米，甚至幾微米；重型鏈床為保證加工精度和控制表面粗糙度，要求能在

10、極慢的穩(wěn)速下進給，即要求能在很寬的范圍調(diào)速；軋鋼車間的可逆式軋機即輔助操作頻繁,要求在不到一秒時間內(nèi)能完成從正轉到反轉的過程，即要求能迅速的啟動、制動和反轉；對于電梯和提升機，要求啟動和制動平穩(wěn)，并能準確地停止在給定的位置上；對于冷、熱連軋機以及造紙機的各機架或各部分，要求它們的轉速保持一定的比例關系,以便進行協(xié)調(diào)運轉；為了提高效率，要求對由數(shù)十臺設備組成的生產(chǎn)自動線實行統(tǒng)一控制和管理。諸如此類要求，都是靠電動機及其控制系統(tǒng)和機械傳動裝置來實現(xiàn)的。在現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展過程中，機電傳動的發(fā)展，經(jīng)歷了一個復雜的過程：（1）電機的拖動的發(fā)展過程如下：圖1-1電機拖動的發(fā)展過程圖（2）控制系統(tǒng)的發(fā)展過

11、程如下：圖1-2控制系統(tǒng)發(fā)展過程圖由整個發(fā)展過程，不難看出，隨著機械加工要求不斷提高，機電傳動控制系統(tǒng)的復雜度也在不斷地增加。課本的重點在與控制部分，如何利用電氣元件或計算機控制電氣來拖動機械實現(xiàn)所要求的功能。在設計控制系統(tǒng)時，就要求設計人員對執(zhí)行元件（電動機）、控制元件的熟練掌握與運用，同時也要求對控制要求進行了解。1.2 課程設計的意義在本次課程設計中，我們完成的是“全自動鉆床控制系統(tǒng)”的設計任務。此次課程設計的目的旨在學會利用電氣元件（繼電器接觸器）的控制方法，故在整個設計過程中，要求使用的元件為傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的繼電器、接觸器來實現(xiàn)鉆床的全自動工作過程。另外，在本課程設計中，我們還應該學

12、會如何設計主回路、控制回路以及輔助回路（照明與顯示）。同時，在回路的總體連接上，要熟悉設計的技巧；在液壓控制回路的設計中，要學會利用“起保停”電路來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的控制。通過本次課程設計，除了復習掌握已學過的電氣知識外，還應熟悉控制系統(tǒng)的設計流程與設計方法，從而增加自己的閱歷，提高自己的工作能力。第2章整體設計2.1 兩種控制方式2.1.1 繼電器、接觸器控制系統(tǒng)繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由接觸器、繼電器、主令電器和保護電器按照一定的控制邏輯接線組成的控制系統(tǒng)。其工作原理就是采用硬接線邏輯，利用繼電器觸點的串聯(lián)或并聯(lián)，及延時繼電器的滯后動作等組成控制邏輯，從而實現(xiàn)對電動機或其他機械設備的起動、停止

13、，反向、調(diào)速及多臺設備的順序控制和自動保護功能。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由接觸器、繼電器、主令電器、保護電器及控制線路等組成。由于該系統(tǒng)操作簡單直觀、維護、調(diào)整方便，現(xiàn)場人員容易掌握使用等優(yōu)點，它被廣泛用于工礦企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)。但隨著PLC技術的發(fā)展和應用，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)已逐漸被PLC控制系統(tǒng)所取代。2.1.2 PLC控制系統(tǒng)PLC又名可編程序控制器是近幾十年發(fā)展起來的一種新型的、非常有用的工業(yè)控制裝置，由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣等優(yōu)點與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的控制簡單、使用方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、功耗低、可靠性好等特點，因而在工

14、礦企業(yè)的各種機械設備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，已成為當代工業(yè)自動化的主要控制裝置之一。PLC種類繁多，但其結構和工作原理基本相同。PL。實就是專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計的計算機，采用了典型的計算機結構，主要是由中央處理器（CPU、存儲器、輸入/輸出單元，電源及編程器幾大部分組成。PLC與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的比較PLC的梯形圖與繼電器控制電路圖十分相似,主要原因是PLC梯形圖大致沿用了繼電器控制的電路元器件符號，僅個別之處有些不同。同時，信號的輸入/輸出形式及控制功能基本上也是相同的，但PLC的控制與繼電器的控制以有不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。1、控制邏輯繼電器控制邏輯采

15、用硬接線邏輯，利用繼電器觸點的串聯(lián)或并聯(lián)，及延時繼電器的的滯后動作等到組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構成后，想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點數(shù)目有限，每只僅有48對觸點，因此靈活性和擴展性很差。而PLC采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯只需改變程序即可，故稱軟接線”。具接線少，體積小，因此靈活性和擴展性都很好。PLC由大、中規(guī)模集成電路組成，因而功耗較小。2、工作方式電源接通時，繼電器控制電路中各繼電器同時都處于受控狀態(tài)，即該吸合的都應吸合，不該吸合的都應受到某種條件限制不能吸合，它屬并聯(lián)工作方式。而PLC的控制邏輯中

16、，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描中，屬串聯(lián)工作方式。3、可靠性和可維護性繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線較多。觸點斷開或閉合時會受到電弧的損壞，并有機械磨損、壽命短，因此可靠性和維護性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，體積小、壽命長、可靠性高。PLC配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障并隨時顯示給操作人員，還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。4、控制速度繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點的開閉一般在幾十毫秒數(shù)量級；另處，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC由程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制，屬無觸點控

17、制，速度極快，一條用戶指令的執(zhí)行時間一般在微秒數(shù)量級，且不會出現(xiàn)抖動。5、定時控制繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。一般來說，時間繼電器存在定時精確度不高、定時范圍窄，且易受到環(huán)境濕度和溫度變化的影響，時間調(diào)整困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器，時基脈沖由晶體振蕩產(chǎn)生，精度相當高，且定時時間不受環(huán)境的影響，定時范圍一般從0.001S到若干天或更長；用戶可根據(jù)需要在程序中設置定時值，然后用軟件來控制定時時間。從以上幾個方面的比較可知，PLC在性能上優(yōu)于繼電器控制系統(tǒng)，特別是具有可靠性高，設計施工周期短，調(diào)試修改方便的特點；而且體積小、功耗低、使用維護方便。正是基于以上優(yōu)點，PL

18、C控制系統(tǒng)正在逐步地取代繼電器控制系統(tǒng)。2.1.3 兩種控制方式的比較PLC智能化高，邏輯控制可靠度高，具有通訊功能，功耗小，輸入輸出不具有隔離功能，一個部件損壞，影響整體功能。但可以靈活的通過編程軟件、編程器隨時改變程序的運行方式，而不需要改變大量的外部接線。止匕外，可靠性強；不存在繼電器當中的一些觸點接觸不良而導致系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障。接線方便，而且占用的空間小，從而縮小了控制箱的尺寸。寬電壓適配，110240V之間的電壓都可以用。繼電器接觸器，控制原理比較簡單一便于理解，價格比較便宜，而且大功率的電器都可適用。但動作有壽命限制，一個元件故障可能造成整個系統(tǒng)崩潰，會將故障擴大化，成本最低，也最

19、容易被偽劣產(chǎn)品冒充，可維修度最高，同時維修成本也低。2.2 兩種控制方案及整體設計2.2.1 設計要求及分析設計要求：1、動力頭為單向運轉，停車采用能耗制動。2、只有在油泵工作，油壓達到一定的壓力后（由油壓繼電器控制）才能進行其它控制。3、專用機床能進行半自動循環(huán)，又能對各個動作單獨進行調(diào)整。4、應用照明及工作狀態(tài)顯示。5、有必要的電報保護和互鎖。6、鉆孔過程中需要冷卻液進行冷卻。2.2.2方案及整體設計由設計要求，兩種方案分別為繼電器接觸器控制系統(tǒng)進行控制，PLC控制系統(tǒng)進行控制。下面進行對整體設計進行分析。1、在主回路中僅需對電機的啟停進行控制和對動力頭電機進行能耗制動的設計，不需控制正反

20、轉;2、在液壓回路的液壓泵附近處應添加壓力繼電器，并在液壓控制回路的首端加入該壓力繼電器的常開觸點，以實現(xiàn)滿足油壓后才能進行其他控制的要求；3、對于機床的半自動循環(huán)，可以采用起保停電路來實現(xiàn)，而對于各個動作的單獨調(diào)整則可在控制首端加入萬能轉換開關，并對各個動作設置手動按鈕來實現(xiàn)該控制要求；4、控制回路中可添加輔助回路，以控制照明和顯示功能；5、在每個電動機的連接處，均接入一個適合的熱繼電器，以實現(xiàn)過熱保護，在主回路中各個支路與主電源相連接處均接入一個適合的熔斷器，以實現(xiàn)過流保護。第3章繼電器接觸器電氣原理設計3.1 電動機控制設計在原理圖的設計部分，我們將其分為3大模塊進行分工設計。其中包括有

21、主電路模塊的設計、控制電路模塊的設計與指示及照明電路模塊的設計三部分。而在控制電路模塊中，我們將其又分為電機控制電路與液壓控制回路兩部分。3.1.1 主電路主電路的設計中主要應滿足一下幾點要求：1、兩個主動力頭電動機實現(xiàn)同步控制，動力頭電機采用能耗制動；2、，主動力頭電機、液泵電機、油泵電機三者應能相對獨立運轉；3、對四個電機均實現(xiàn)短路保護及過載保護；4、采用一個總閘控制整個電路的電源通斷。5、只有在油泵開始工作，油壓達到一定的壓力后（由油壓繼電器控制）才能進行其它控制。對于要求（1）,將左右動力頭的兩電機接在同一個接觸器上進行控制，實現(xiàn)兩主動力頭電動機實現(xiàn)同步控制，然后是能耗制動，首先將定子

22、繞組從三相交流電源中斷開（KM1打開），接著立即將一低壓直流電源通入定子繞組（KM2切合）。直流電流通過定子繞組之后，在電動機內(nèi)部建立一個固定不變的磁場，由于轉子在運動系統(tǒng)儲存的機械能作用下繼續(xù)旋轉，轉子導體內(nèi)就產(chǎn)生感應電動勢和電流，該電流與恒定磁場相互作用產(chǎn)生作用方向與轉子實際旋轉方向相反的制動轉矩。對于要求（2）,選用三個接觸器來控制三種不同功率的電動機，并分開三個回路來控制即可。對于要求（3）,選用合適的熔斷器，在三個回路接向電源出接上相應的熔斷器來實現(xiàn)短路保護；再選用合適的熱繼電器，在接向電動機處接如相應熱繼電器來實現(xiàn)過熱保護。對于要求（4）,在電源處，添加一個空氣開關QF,可自動實現(xiàn)

23、過載保護作用。對于要求（5）,在控制電路中對動力頭控制回路、能耗制動回路及冷卻泵回路串聯(lián)一個油壓繼電器的動合觸點，當泵開始工作，且油壓達到設定壓力后動合觸點閉合，控制回路才能開始工作。3.1.2 控制電路這兩部分均在控制回路中，最主要的是兩部分：電機控制回路與液壓控制回路應接向110V交流電壓，故該回路與主回路相連接時，應將主電源的L2、L3相接到變壓器來降壓，以提供110V的兩相交流電。1、電機控制回路在三種電機的啟?？刂粕希覀兝媒佑|器的“起保?！彪娐穪砜刂?，并分別加入了啟停按鈕。在控制動力頭電動機的停止上，我們利用聯(lián)動開關來控制，將其常閉觸點斷開，使得動力頭電機的交流電源被切斷，同時常

24、開觸點閉合，為電動機接入直流電源，實現(xiàn)能耗制動。為滿足動力頭電機的能耗制動，我們利用時間繼電器來控制直流電源的延時斷開。注解：如圖，當按下電動機啟動按鈕SB2線圈KM1得電，同時KM1的所有常開觸點閉合，主動力頭電動機開始運轉；松開按鈕SB2后，KM1線圈保持得電狀態(tài)，電動機繼續(xù)運轉；當按下聯(lián)動按鈕SB3,其常閉觸點（位于5區(qū)）斷開，線圈KM1斷電，所有KM1所有常開觸點恢復到斷開狀態(tài)，主動力頭電動機的交流電源被切斷，同時，由于聯(lián)動作用，SB3的常開觸點（位于6區(qū)）閉合，KM2的所有常開觸點閉合，KM2保持得電，同時時間繼電器KT得電并開始計時，電動機進入能耗制動狀態(tài)，KT計時達到設定值后，其

25、串聯(lián)在能耗制動控制回路的得電延時斷開常閉觸點將會斷開，這時KM2導電狀態(tài)被解除，其所有常開觸點恢復到斷開狀態(tài)，能耗制動結束。在主動力頭電動機能耗制動的控制回路中，我們用聯(lián)電動機啟動控制線圈KM1的常閉觸點，這樣，當電動機處于能耗制動狀態(tài)時，如果誤操作按下主動力頭電動機啟動按鈕SB22能耗制動將終止，同時，主動力頭電動機開始運轉，避免了因電動機制動主回路與啟動主回路同時被接通而引發(fā)的短路事故。同理，在主動力頭電動機控制回路中也有串聯(lián)能耗制動控制線圈K2的常閉觸點。關于機床自動作業(yè)方面的設計：1、在主動力頭電動機控制回路中，我們與電動機啟動按鈕并聯(lián)了一個中間繼電器KA3的常開觸點，當?shù)毒哌M入“入位

26、”狀態(tài)時，線圈KA3得電，其常開觸點閉合，進而線圈KM1得電，電動機便自動啟動；我們還在該控制回路中串入了行程開關SQ邵口SQ6的常閉觸點，這樣，當?shù)毒邚臀缓?，SQ3和SQ6的常閉觸點斷開，線圈KM1失電，主動力頭電動機自動停止運轉。2、在冷卻泵電動機控制回路中，我們與冷卻泵電動機啟動按鈕并聯(lián)了一個中間繼電器KA4的常開觸點，當?shù)毒哌M入“工進”狀態(tài)時，線圈KA4得電，其常開觸點閉合，進而線圈KM1得電，冷卻泵電動機便自動啟動；我們還在該控制回路中申入了KA5的常閉觸點，這樣，一旦刀具進入“退位”狀態(tài)，線圈KA5失電，其常閉觸點斷開，冷卻泵電動機自動停止運轉。2、液壓控制回路在液壓控制回路中，應

27、分為自動控制和手動控制兩部分。在自動控制中，主要由行程開關（SQ1到SQ6）、壓力28電器（YJ1與YJ2）和按鈕SB1來共同控制電磁閥（YV1到YV5）來實現(xiàn)整個動作。其動作表如下：表3-1電磁閥動作表YV1YV2YV3YV4YV5定位(SB1)+-夾緊(YJ1)+-入位(YJ2)-+-工進(SQ1SQ5)-+-退位(SQ2SQ4)-+-+復位(SQ3SQ6)-由上表可知，在設計液壓控制回路時，可以直接利用起保停電路直接控制電磁閥的動作。在表中，每一列以第一個“+”為該電磁閥的得電信號，而以連續(xù)“十”后的第一個“-”為失電信號。在手動控制中，我們利用轉換開關（旋轉型）來控制自動與手動的轉換。

28、另外，在控制電磁閥（YV1到YV5）的電路上，我們直接設計6個按鈕（SB3到SB8）來實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)。手動擋是一種點動控制，其過程較為簡單，這里不作說明，下面，結合電路圖，主要就自動擋的運行原理做簡要介紹：首先，在有中間繼電器（YV1到YV5）的五個控制回路中，均用到了“起保?！彪娐?，對于該電路的特性在前面已做過介紹，下面的敘述中，對此環(huán)節(jié)不做累述。如圖，當定位按鈕SB1按下，中間繼電器KA1線圈保持得電,電磁閥YV1得電，定位液壓缸動作，使工件被“定位”，“定位”完成后，當油路中油壓升高到一定值，油壓繼電器YJ1線圈得電，其常閉觸點斷開，KA1失電，定位結束，同時，YJ1線圈常開觸點閉合，使得

29、線圈KA2得電，其常開觸點閉合，從而使得YV2得電，進而工件被“夾緊”，“夾緊”完成后，當油路中油壓升高到一定值，油壓繼電器YJ2線圈得電，其常閉觸點斷開，KA2失電，“夾緊”結束，同時，YJ2線圈常開觸點閉合，由于在到達行程開關SQ1和SQ以前，它們對應的觸點狀態(tài)不發(fā)生改變，所以線圈KA3將被接通，進而電磁閥YV2與YV3同時得電，共同控制刀具“入位”，當?shù)毒叩竭_行程開關SQ1和SQ5勺位置,則SQ1與SQ5M應的常閉觸點將斷開，刀具“入位”結束，同時SQ1與SQ5對應的常開觸點閉合，由于在到達行程開關SQ2?口SQ4（也即加工終止位置）之前，它們對應的觸點狀態(tài)不發(fā)生改變，所以線圈KA3將被

30、接通，進而電磁閥YV2YV3和YV4同時得電，共同控制刀具“工進”（YV4所控制的電磁閥主要起減慢刀具進給速度的作用），當?shù)毒叩竭_加工終止位置，此時同理，“工進”結束，同時進入“退位”狀態(tài)，直到到達“復位”位置（即“SQg和“SQ6）,這時SQ邵口SQ6對應的長閉觸點斷開，“退位”過程結束。3.2 指示及照明電路在輔助回路中，主要包含有照明燈的控制與顯示燈的控制。照明燈所需電源為24V交流電，而顯示燈所需電源為6V交流電。故將它們分別有變壓器TC的不同變壓接口引出即可。照明燈用一個旋鈕開關SA控制，在需要照明時就開啟，不需要照明時就關閉。顯示燈在相應的地方有標志，每一個燈代表著不同的運行狀態(tài)。

31、可以看下面的標志與燈的亮滅來判斷程序。用HL1HL4標識。HL1:工件夾緊指示HL2“工進”指示HL3:復位指示HL4:機床通電指示控制回路的起始端（即由變壓器TC弓I出的3端110V、24V、6V）應設置短路保護。故在照明與顯示控制回路中應分別接上相合適的熔斷器FU12FU11。3.3 總電氣原理圖見附圖第4章繼電器-接觸器選型設計和接線圖設計4.1 元件選型E550八=1.45AIi4.1.1 選型依據(jù)U380P218022=:0.47AU380I3P32200='5.8AU380再根據(jù)以下經(jīng)驗公式，計算出所需熔斷器的最大允許電流值:單支路：IR=(1.5:2.5)IN:多支路：I

32、r=(1.5:2.5)1max"一一IN故計算得：1N1=3A"n2=1AN34=23.2A另外，根據(jù)經(jīng)驗，控制回路中的電流最大不會超過5A,照明顯示回路電流最大不會超過2A,查韋得，并選擇熔斷器結果如下FU1:RL-60/25,最大熔斷電流25A;FU2RL-15/4,最大熔斷電流4A;FU3RL-15/2,最大熔斷電流2A;FU4:RL-15/6,最大熔斷電流6A;FU5RL-15/2最大熔斷電流2A。4.1.2 交流接觸器、中間繼電器與時間繼電器的選型1、繼電器選型1）機械式。機械式主要是通過氣囊阻尼空氣來控制動做。2）電子式。電子式就是通過脈沖來控制觸頭工作。它又分

33、通電延時動作和斷電延時動作。通電延時動作是指時間繼電器線圈開始通電就計時，到所設定的時間就觸頭動作。反之就是斷電延時動作原理。延時觸頭又分延時斷開和延時閉合。延時斷開分常閉延時斷開和常開延時斷開。延時閉合也分常閉和常開。圖形符號中的圖弧開口方向就是延時后的動作方向。2、繼電器主要產(chǎn)品技術參數(shù)1）額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。2）直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。3）吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作

34、電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。3、釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流。4、觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點.5、繼電器的選用1）先了解必要的條件控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；被控制電路中的電壓和電流；被控電路需要幾組、什么形式的觸點。選用繼電器時，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電

35、器吸合是不穩(wěn)定的。2）查閱有關資料確定使用條件后，可查找相關資料，找出需要的繼電器的型號和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。3）注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產(chǎn)品.4）選型由于控制回路中，電壓為110V交流電，且根據(jù)控制回路設計圖得知中間繼電器所需觸點不超過4常開4常閉，查書得，可選擇中間繼電器如下：KA15JZ14-44J/Z,110V吸引線圈電壓，觸點數(shù)4常開4常閉。由于動力頭電動機的能耗制動時間較短，故可確定在0.460s的范圍內(nèi)。根據(jù)11

36、0V交流電，同樣查書，選擇時間繼電器如下：KT:JS7-1A,110V吸引線圈電壓，定時時間調(diào)節(jié)范圍0.460s。熱繼電器的選型根據(jù)前面算出的電動機工作電流，查2可直接選出熱繼電器，得如下結果：FR1:LR1-D0931Q整定電流范圍46;FR2LR1-D0931Q整定電流范圍46。FR3LR1-D09307整定電流范圍1.62.5;FR4:LR1-D09306整定電流范圍11.66、交流接觸器（1）交流接觸器的選用方法接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，除額定工作電壓應與被控設備的額定電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、操作頻率、工作壽命、安裝方式及尺寸以及經(jīng)濟性等是選擇的依據(jù)。

37、（2）選擇接觸器時應從其工作條件出發(fā)主要考慮下列因素：1、控制交流負載應選用交流接觸器；2、接觸器的使用類別應與負載性質(zhì)相一致。3、主觸頭的額定工作電流應大于或等于負載電路的電流；還要注意的是接觸器主觸頭的額定工作電流是在規(guī)定的條件下（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，當實際使用條件不同時，這個電流值也將隨之改變。4、主觸頭的額定工作電流應大于或等于負載電路的電壓。5、吸引線圈的額定電壓應與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85%及以上時應能可靠地吸合交流接觸器的選用，應根據(jù)負荷的類型和工作參數(shù)合理選用。具體分為以下步驟：(3)選擇接觸器的類型交流接觸器按負荷種類

38、一般分為一類、二類、三類和四類，分別記為AC1、AC2、AC3和AC4。一類交流接觸器對應的控制對象是無感或微感負荷，如白熾燈、電阻爐等；二類交流接觸器用于繞線式異步電動機的起動和停止；三類交流接觸器的典型用途是鼠籠型異步電動機的運轉和運行中分斷；四類交流接觸器用于籠型異步電動機的起動、反接制動、反轉和點動。(4)選擇接觸器的額定參數(shù)根據(jù)被控對象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率及工作制等確定接觸器的額定參數(shù)。1)接觸器的線圈電壓，一般應低一些為好，這樣對接觸器的絕緣要求可以降低，使用時也較安全。但為了方便和減少設備，常按實際電網(wǎng)電壓選取。2)電動機的操作頻率不高，如壓縮機、水泵、風機、空調(diào)、

39、沖床等，接觸器額定電流大于負荷額定電流即可。接觸器類型可選用CJ10、CJ20等。3)對重任務型電機，如機床主電機、升降設備、絞盤、破碎機等，具平均操作頻率超過100次/min,運行于起動、點動、正反向制動、反接制動等狀態(tài)，可選用CJ10Z、CJ12型的接觸器。為了保證電壽命，可使接觸器降容使用。選用時，接觸器額定電流大于電機額定電流。4)對特重任務電機，如印刷機、鏈床等，操作頻率很高，可達60012000次/h,經(jīng)常運行于起動、反接制動、反向等狀態(tài)，接觸器大致可按電壽命及起動電流選用，接觸器型號選CJ10Z、CJ12等。5)接觸器額定電流是指接觸器在長期工作下的最大允許電流，持續(xù)時間08h,

40、且安裝于敞開的控制板上，如果冷卻條件較差，選用接觸器時，接觸器的額定電流按負荷額定電流的110%-120%£取。對于長時間工作的電機，由于其氧化膜沒有機會得到清除，使接觸電阻增大，導致觸點發(fā)熱超過允許溫升。實際選用時，可將接觸器的額定電流減小30%£用(5)接觸器選擇根據(jù)前面計算出的電動機工作電流值，可知交流接觸器的工作電流應在10A以內(nèi)，而由設計的原理圖知交流接觸器所需要的主觸點為3對輔助觸點不超過2常開2常閉，再根據(jù)380V三相交流電的要求，查書，可選出交流接觸器如下：KM15CJ20-10,允許功率4kW輔助觸點2常開2常閉。4.2 接線圖設計1、繪制原則接線圖一律采

41、用細實線繪制，具方法有2種：用數(shù)字標明線號，器件間用細實線連接。這種接線關系的表示方式，使得器件問連接線條多，接線圖圖面顯得較為真不錯的服雜亂，多用于表示接線關系簡單的系統(tǒng)；在導線連接方式上采用線號和器件編號的二維空間標注法，即元器件間不用線條連接，用數(shù)字表示導線的編號，用電氣符號或數(shù)字標明器件編號，分別標注在電器元件的連接線上（含線側）和出線端，指示導線及去向。這種表示方法具有結構簡單、易于讀圖的優(yōu)點，適用于簡單和復雜的電氣控制系統(tǒng)接線圖設計。布線方式有槽板式和捆扎線把式2種（具方法介紹略）?；趯Ь€二維標注接線方法的布線路徑可由電氣安裝人員依據(jù)就近、美觀的原則自行確定。（5）配電盤底板與控

42、制面板及外設（如電源引線、電動機接線等）間一般用接線端子連接，接線端子也應按元器件進行編號，并在上面注明線號和去向（器件編號），但導線經(jīng)過接線端子時，線號不變。（6）根據(jù)負載電流的大小計算并選擇各類電器元件及導線，在原理圖上注明導線的標稱截面和種類，在接線圖中也應注明導線的標稱截面。穿管或成束導線還應注明所有穿線管的種類、內(nèi)徑、長度及考慮備用導線后的導線根數(shù)。其他還應注明有關接線安裝的技術條件。2、繪制的基本步驟如下（1）標線號。根據(jù)繪制原則2,在原理圖上標出線號。（2）畫元件框及元器件符號。依照安裝位置，在接線圖上畫出元器件電氣符號圖形及外框。（3）分配元件編號。根據(jù)繪制原則3給元器件編號，

43、并將編號標在接線圖中。（4）填充連線的去向和線號。在接線圖上填寫導線標號和器件編號。3應用舉例3.1電動機起停控制電路原理圖如圖所示，圖中依據(jù)線號標注原則標出了各線標號，元器件清單及原理說明略。3.2控制（操作）面板圖如圖2所示，控制面板設計在操作平臺或控制柜柜門上，操作面板安裝各種主令電器和狀態(tài)指示燈等器件?？刂泼姘迮c主配電盤問一般采用接線端子連接。接線端子一般安裝在與配電盤端子相應的位置上。兩盤（控制面板、配電盔曲問連線采用塑料蛇形套管防護?？刂泼姘褰泳€圖中，線上數(shù)字1-7表示線號，線端數(shù)字1017表示元器件編號，用于指示導線去向。3.3配電盤（底板）接線圖如圖3所示,配電盤元器件布置位置可自上而下，自左而右依次排列。與控制（操作）最新傳奇面板相連接的接線端子，一般布置在靠近控制面板的上方或柜門軸側；與電源或電機相連的接線端子，一般在配電盤的下方靠近過線孔的位置。配電盤接線圖中，線側數(shù)字表示線號，線端數(shù)字2025表示元器件編號，用于指示導線去向。3、導線選型根據(jù)電磁學分析，載流導線中的電流密度.布規(guī)律為:其中電流密度的幅值為|J|=八營一廟式中：Jo導體表面（X=0）處的電流密度；（T：電導率；11:磁導率；x:導體內(nèi)部距表面的深度。從上式可知，載流導體的電流密度的大小隨導體內(nèi)部距表面的深度X值的增加而按指數(shù)規(guī)律衰