壓鑄機電器培訓(xùn)

目錄第一節(jié)電氣符號第二節(jié)壓鑄機強電控制電路第三節(jié)可編程序控制器的原理及應(yīng)用第四節(jié)八路開關(guān)放大板原理第五節(jié)比例壓力流量放大板原理第1頁/共73頁第一頁，共74頁。第一節(jié)電氣符號電動機整流器變壓器電阻器第2頁/共73頁第二頁，共74頁。傳感器電位器常閉觸點常開觸點第3頁/共73頁第三頁，共74頁。延時閉合觸點限位開關(guān)常閉觸點限位開關(guān)常開觸點延時斷開觸點第4頁/共73頁第四頁，共74頁。旋轉(zhuǎn)開關(guān)熱敏開關(guān)按鈕開關(guān)熔斷器第5頁/共73頁第五頁，共74頁。熱繼電器觸點接觸器主觸點熔斷器式開關(guān)接觸器主觸點第6頁/共73頁第六頁，共74頁。

熱繼電器驅(qū)動器件指示燈線圈蜂鳴器第7頁/共73頁第七頁，共74頁。熱電偶第8頁/共73頁第八頁，共74頁。第二節(jié)壓鑄機強電控制電路

教學(xué)目的：掌握液壓泵電機的星—三角形降壓起動的工作原理及交流和直流電源供應(yīng)。教學(xué)重點：掌握液壓泵電機的星—三角形降壓起動的工作原理。

第9頁/共73頁第九頁，共74頁。一、液壓泵電機主回路及控制電路1、液壓泵電機類型：液壓泵電機一般用三相鼠籠式異步電動機。2、液壓泵電機的起動方式：

2-1：直接起動（也稱全壓起動）。當(dāng)電機繞組直接加上額定電壓即全部電源電壓而起動稱為直接起動（或全壓起動）。

2-2：降壓起動。降壓起動有：定子串電阻降壓起動、定子串電抗降壓起動、星-三角形降壓起動、自耦變壓器降壓起動。在壓鑄成型機中液壓泵電機起動都是空載起動，負載輕，所以一般都采用星-三角形降壓起動。第10頁/共73頁第十頁，共74頁。3、液壓泵電機直接起動

3-1：液壓泵電機直接起動的電氣圖。如圖1-1所示。

第11頁/共73頁第十一頁，共74頁。圖1-1液壓泵電機直接起動第12頁/共73頁第十二頁，共74頁。

3-2：液壓泵電機直接起動工作原理

分析過程說明：

起動電機前先將總電源開關(guān)QF0和控制電源QF13合上。電路圖第13頁/共73頁第十三頁，共74頁。

3-3：液壓泵電機的停止

按下ST6-1急停開關(guān)或按下2B15-2電機停止按鈕均能使KM1線圈斷電，從而使液壓泵電機停止運轉(zhuǎn)。第14頁/共73頁第十四頁，共74頁。4、液壓泵電機星-三角形降壓起動考濾到大功率的電機以及用戶電網(wǎng)變壓器的容量的原因，電機起動時的起動電流很大（起動電流約為額定電流的4至7倍），所以對功率較大的液壓泵電機采取星-三角形降壓起動。第15頁/共73頁第十五頁，共74頁。

4-1：采用降壓起動的條件：

式中：Ist---電動機起動電流（A）；

IN---電動機的額定電流（A）；

Ps---電源容量（kVA）；

PN---電動機的額定功率（kW）。第16頁/共73頁第十六頁，共74頁。

4-2：采用星-三角形降壓起動的特點

4-2-1：電動機起動電壓=

（UN---電動機額定電壓）

4-2-2：電動機起動電流=（IS---電動機直接起動電流）

4-2-3：電動機起動轉(zhuǎn)矩=（TS---電動機直接起動轉(zhuǎn)矩）第17頁/共73頁第十七頁，共74頁。

4-2-4：星-三角形降壓起動一般適用于低壓電動機，起動電流、起動轉(zhuǎn)矩小，設(shè)備簡單，價廉。但電動機有6個接線頭。第18頁/共73頁第十八頁，共74頁。

4-3、液壓泵電機星-三角形降壓起動電氣原理圖。如圖1-2所示。第19頁/共73頁第十九頁，共74頁。圖1-2液壓泵電機星-三角形起動返回第20頁/共73頁第二十頁，共74頁。

4-4：液壓泵電機星-三角形降壓起動的工作原理分析過程說明：

起動電機前先將總電源開關(guān)QF0和控制電源QF13合上第21頁/共73頁第二十一頁，共74頁。電路圖第22頁/共73頁第二十二頁，共74頁。

4-5：液壓泵電機起動完成的作用液壓泵電機起動完成后通過KM3輔助觸點將信號輸入至PLC輸入端，PLC輸出端才能控制相應(yīng)動作的油閥線圈工作。第23頁/共73頁第二十三頁，共74頁。

4-6：液壓泵電機星-三角形降壓起動轉(zhuǎn)換過程中主要參數(shù)的變化

當(dāng)KM1、KM2線圈得電時，液壓泵電機的定子線圈繞組接成星形。如圖1-3所示。第24頁/共73頁第二十四頁，共74頁。

使電機每一相定子線圈繞組承受的電壓為電源額定電壓的倍。待電機起動一定時間后再轉(zhuǎn)換成三角形運行。如圖1-4所示。使電機在電源額定電壓下運行。這樣在起動過程中就會減少電流對電網(wǎng)電壓的沖擊。第25頁/共73頁第二十五頁，共74頁。

4-6-1：星形連接時電機的電壓：

4-6-2：星形連接時電機的電流：

4-6-3：星形連接時電機的轉(zhuǎn)矩：

4-6-4：三角形連接時電機的電壓：第26頁/共73頁第二十六頁，共74頁。

4-6-5：三角形連接時電機的電流：

4-6-6：三角形連接時電機的轉(zhuǎn)矩：第27頁/共73頁第二十七頁，共74頁。二、交直流電源部分

1、交流電源部分交流電源主要是按照國標(biāo)（GB5226.1-2002）要求采用三相五線制動力電源，電壓AC380V、頻率是50Hz的交流電源。用“L1、L2、L3”表示三相相線；用“N”表示零線；用“PE”表示保護接地線。第28頁/共73頁第二十八頁，共74頁。

2、控制電路電源部分

壓鑄成型機的控制電路電源主要采用單相AC220V和DC24V。

2-1：單相AC220V控制電路電源。單相AC220V控制電路電源的獲得有兩種方法：方法一是由隔離變壓器提供。將AC380V的電壓降為AC220V的電壓或AC220V通過隔離變壓器仍輸出AC220V電壓，增加隔離變壓器的作用是提高控制電路的抗干擾能力。

第29頁/共73頁第二十九頁，共74頁。

方法二是取任一條相線的相電壓（相線與零線之間的電壓）作為控制電路的電壓。采用此方法在設(shè)計、裝配和維護都比較簡便，但抗干擾能力較差。第30頁/共73頁第三十頁，共74頁。

2-2：直流電源系統(tǒng)。直流電源一般采用開關(guān)電源提供，主要是將單相交流220V輸入電壓變?yōu)橹绷?4V恒定電壓，提供給PLC的各工作模塊以及液壓各油閥工作。

2-3：接地保護。接地保護是整機安全保障的重要措施之一，壓鑄成型機對電壓大于50的人體易接觸到的金屬部件均有接地保護裝置，以保證整機任何部位的操作都絕對的安全。第31頁/共73頁第三十一頁，共74頁。第三節(jié)可編程序控制器的原理及應(yīng)用

教學(xué)目的：了解可編程序控制器的概況、結(jié)構(gòu)、工作原理、工作方式以及編程語言。教學(xué)重點：1、掌握可編程序控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理；

2、掌握可編程序控制器的工作方式；

3、了解可編程序控制器的編程語言。

第32頁/共73頁第三十二頁，共74頁。一、可編程序控制器的概述

可編程序控制器全英文稱為(ProgrammableLogicController)，簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更是得到用戶的好評。成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一（PLC、機器人、和CAD/CAM）。PLC在壓鑄成型機上的應(yīng)用也日益廣泛，使壓鑄成型機電氣控制系統(tǒng)線路簡便，工作可靠，維修方便，使壓鑄成型機自動化控制程度達到更高的階段。

第33頁/共73頁第三十三頁，共74頁。二、可編程序控制器的特點和應(yīng)用

1、PLC的主要特點

1-1：可靠性高，抗干擾能力強?？煽啃院涂垢蓴_能力是用戶關(guān)心的首要問題。為了滿足PLC專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計的要求，PLC采用了硬件和軟件的措施。

1-1-1：光電耦合隔離和R-C濾波器，有效的防止了干擾信號的進入。

1-1-2：內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。

1-1-3：采用良好的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。

1-1-4：具有良好的自診斷功能。可以對CPU等內(nèi)部電路進行檢測，一旦出錯，立即報警。

1-1-5：采用后備電池對RAM區(qū)的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行保護，一旦斷電或運行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會丟失。第34頁/共73頁第三十四頁，共74頁。

1-2：通用性強，使用方便。現(xiàn)在的PLC產(chǎn)品都已系列化和模塊化，PLC配備了各種各樣的I/O模塊、特殊功能模塊和配套部件供用戶使用，可以很方便配置且能滿足不同控制要求的控制系統(tǒng)。用戶不再需要自已設(shè)計和制作硬件裝置。在確定了PLC的硬件配置和I/O外部接線后，用戶所做的工作只是程序設(shè)計。第35頁/共73頁第三十五頁，共74頁。

1-3：程序設(shè)計簡單，易學(xué)易懂。

PLC是一種新型的工業(yè)自動化控制裝置，其主要的使用的對象是廣大的電氣技術(shù)人員。PLC生產(chǎn)廠家一般不采用微機所用的編程語言，而是用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖語言，編程時十分簡便。這是PLC能迅速普及和推廣的原因之一。第36頁/共73頁第三十六頁，共74頁。

1-4：采用先進的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便。

PLC采用模塊化設(shè)計，如：電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、模擬量模塊、高速計數(shù)模塊、通訊模塊等，通過機架和電纜將各模塊連接起來。用戶根據(jù)設(shè)計功能的需要進行組合。第37頁/共73頁第三十七頁，共74頁。

1-5：系統(tǒng)設(shè)計周期短由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計任務(wù)僅僅是依據(jù)對象的要求配置適當(dāng)?shù)哪K，如同點菜一樣方便，大大縮短了整個設(shè)計所花費的時間，加快了整個工程的進度。第38頁/共73頁第三十八頁，共74頁。

1-6：安裝簡便，調(diào)試方便，維護工作量小。

PLC安裝在普遍的機柜內(nèi)就可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連，系統(tǒng)便可以投入運行，安裝接線工作量比繼電器控制系統(tǒng)少得多。PLC軟件的設(shè)計和調(diào)試工作可以在實驗室進行，用模擬實驗開關(guān)代替輸入信號，其輸出狀態(tài)可以觀察PLC上相應(yīng)的發(fā)光二極管，也可以接輸出模擬實驗板。調(diào)試好后，再到控制現(xiàn)場進行連機調(diào)試，既節(jié)省時間又方便。由于PLC可靠性高，又有完善的自診斷能力和顯示功能，一旦發(fā)生故障時，可以通過PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的報警信息，很快就能查故障原因。第39頁/共73頁第三十九頁，共74頁。

1-7：對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強，可進行柔性生產(chǎn)。

PLC是一種工業(yè)控制計算機，其控制操作的功能是通過軟件編程來確定的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。第40頁/共73頁第四十頁，共74頁。

2：PLC的應(yīng)用

根據(jù)PLC的特點，可以將其應(yīng)用形式歸納為如下幾種類型。

2-1：開關(guān)邏輯控制。

開關(guān)邏輯控制是PLC的最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC具有強大的邏輯運算功能，可以實現(xiàn)各種簡單和復(fù)雜的邏輯控制。第41頁/共73頁第四十一頁，共74頁。

2-2：模擬量控制。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如：溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。而PLC中所處理的是數(shù)字量，所以PLC中專門配置有A/D（模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量）和D/A（數(shù)字量轉(zhuǎn)模擬量）轉(zhuǎn)換模塊，將現(xiàn)場的溫度、壓力等這些模擬量經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)微處理器進行處理，微處理器進行處理的數(shù)字量又經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變成模擬量去控制被控對象，實現(xiàn)PLC對模擬量的控制。第42頁/共73頁第四十二頁，共74頁。

2-3：閉環(huán)過程控制。

PLC不僅可以對模擬量進行開環(huán)控制，而且還可以進行閉環(huán)控制，大中型的PLC一般都配有專門的PID（比例、積分、微分調(diào)節(jié)器節(jié)）控制模塊。當(dāng)控制過程中某一個變量出現(xiàn)偏差時，PLC按PID算法計算出正確的輸出去控制生產(chǎn)過程，把變量保持在整定值上。PLC的PID控制現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于壓鑄成型機的射料控制系統(tǒng)上。第43頁/共73頁第四十三頁，共74頁。

2-4：定時控制。

PLC具有定時控制的功能，可以為用戶提出來供計時器，其計時的時間可以由用戶在編寫用戶程序時設(shè)定，也可以由操作者在工業(yè)現(xiàn)場通過編程器進行設(shè)定，實現(xiàn)定時或延時的控制。第44頁/共73頁第四十四頁，共74頁。

2-5：計數(shù)控制。計數(shù)控制也是控制系統(tǒng)不可缺少的，設(shè)定的方式與定時控制一樣。如果用戶需要對較高頻率的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)模塊。第45頁/共73頁第四十五頁，共74頁。

2-6：順序控制。

在工業(yè)控制中，采用PLC實現(xiàn)順序控制?？梢杂梦灰萍拇嫫骱筒竭M指令編者按寫程序，使得PLC實現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序，控制相應(yīng)的輸出。第46頁/共73頁第四十六頁，共74頁。

2-7：數(shù)據(jù)處理。

PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力。能進行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)打印和數(shù)據(jù)通信等。還可以進行浮點運算、函數(shù)運算等。第47頁/共73頁第四十七頁，共74頁。

2-8：通訊和分布式控制。

PLC的控制已從單機控制發(fā)展到多機控制，實現(xiàn)了工廠自動化。這就需要PLC有強大的通訊功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又可以實現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計算機之間進行通信?？梢苑奖憧煽康募泄芾恚稚⒖刂频姆植际娇刂葡到y(tǒng)。第48頁/共73頁第四十八頁，共74頁。三、可編程序控制器的基本組成和工作原理

目前，可編程序控制器的產(chǎn)品很多，不同廠家、不同型號的PLC結(jié)構(gòu)各不相同，但PLC的基本組成和工作原理卻是相同的。第49頁/共73頁第四十九頁，共74頁。

1：可編程序控制器的基本組成

PLC控制是按照一定的運算法時行輸入/輸出變換，其結(jié)構(gòu)主要由中央處理器單元（CPU）、存儲器（RAM和ROM）、輸入/輸出接口電路、總線單元和電源單元等組成。如圖4-1所示。

第50頁/共73頁第五十頁，共74頁。圖4-1PLC基本組成圖第51頁/共73頁第五十一頁，共74頁。OMRON公司CQM1H系列PLC外觀組圖。如圖4-2第52頁/共73頁第五十二頁，共74頁。

1-1、中央處理器單元（CPU）中央處理器單元是PLC的控制中樞。如圖4-3所示。它是由控制器和運算器組成。不同的PLC有不同的CPU芯片。CPU采用循環(huán)掃描的方式工作，從第一條用戶程序開始，到用戶程序結(jié)束，每掃描1次，用戶程序就執(zhí)行1次。第53頁/共73頁第五十三頁，共74頁。圖4-3PLC邏輯結(jié)構(gòu)圖第54頁/共73頁第五十四頁，共74頁。

1-2、存儲器

存儲器是具有記憶功能的器件，主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。分為只讀存儲器（ROM）和隨機存儲器（RAM）。

只讀存儲器（ROM）：ROM用來存放固定的程序，它只能讀出，不能隨意寫入，在PLC內(nèi)部備份電池失效后，ROM內(nèi)的程序也不會丟失。隨機存儲器（RAM）：RAM用來存放數(shù)據(jù)，各種用戶程序，可根據(jù)需要自由地進行讀寫，始終存放最新寫入的信息。如果PLC后備電池失效后，在規(guī)定的時間內(nèi)沒有及時更換電池，RAM內(nèi)的程序就會自動丟失。第55頁/共73頁第五十五頁，共74頁。

1-3、輸入/輸出接口電路輸入/輸出接口電路是用于PLC與被控制設(shè)備的聯(lián)接而采用的。有開關(guān)量輸入/輸出接口電路、模擬量輸入/輸出接口電路、高速計數(shù)輸入接口電路等。開關(guān)量的輸入/輸出接口電路采用光電耦合器，其作用是提高PLC的抗干擾能力。模擬量輸入/輸出接口電路有電壓型和電流型兩種。第56頁/共73頁第五十六頁，共74頁。

1-4、電源單元電源單元是將交流電源轉(zhuǎn)換成PLC工作所需要的直流電源，使PLC正常工作。第57頁/共73頁第五十七頁，共74頁。2、可編程序控制器的工作原理2-1、循環(huán)掃描工作方式

PLC的工作方式是采用循環(huán)掃描的工作方式，即PLC對用戶程序進行反復(fù)的循環(huán)掃描，逐步地解釋用戶程序并加以執(zhí)行。例如：一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點不會象電氣繼電器控制中的那樣立即動作，而是必須等掃描到該觸點時，才會動作。由于PLC掃描用戶程序的時間一般只有幾十毫秒，因此可以滿足工業(yè)控制的需要，且響應(yīng)速度遠遠高于繼電器控制（動作時間100ms以上）。如圖4-4所示。第58頁/共73頁第五十八頁，共74頁。

圖4-4PLC循環(huán)掃描工作方式第59頁/共73頁第五十九頁，共74頁。

2-2、可編程序控制器的工作原理

2-2-1、PLC的等效電路圖

PLC等效電路圖可分為三個部分：輸入部分、可編程控制部分和輸出部分。如圖4-5所示。第60頁/共73頁第六十頁，共74頁。圖4-5PLC等效電路圖第61頁/共73頁第六十一頁，共74頁。

2-2-2、輸入部分收集被控制設(shè)備的信號、映象至CPU數(shù)據(jù)庫。

2-2-3、可編程控制部分是PLC在掃描用戶程序時對輸入映象按照用戶要求進行處理和判斷，將共運算的結(jié)果映象至CPU輸出數(shù)據(jù)映象區(qū)。

2-2-