電氣控制與PLC技術課件 第19次課 電氣控制線路設計

第一節(jié)電器控制線路的一般設計方法第二節(jié)電器控制線路的邏輯設計方法本章小結控制電路設計方法：一般設計方法:根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動機的控制方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進行設計。邏輯設計方法:采用邏輯代數(shù)進行設計。√（1）盡量減少控制電源種類及控制電源的用量電氣設計中應注意的問題：√（2）盡可能減少電器元件的品種、規(guī)格、與數(shù)量，同一用途器件盡可能選用相同品牌、型號的產(chǎn)品?！蹋?）控制線路正常工作時，除必須通電的電器外，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利于節(jié)能，延長電器元件壽命以及減少故障。第一節(jié)電氣控制線路的一般設計方法去掉不必要的KM1，簡化電路，提電路可靠性√（4）合理使用電器觸點合理的安排電器元件觸點的位置（a）不合理，SQ的常開和常閉靠得很近，不是等電位，觸點斷開時易在兩觸點間形成飛弧，造成短路，不安全，接線復雜（b）合理盡可能減少觸點的使用數(shù)量，使用觸點的容量要滿足控制要求

按鈕一般是裝在操作臺上，而接觸器則是裝在電器柜內(nèi)，這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺上，所以一般都將起動按鈕和停止按鈕直接連接，就可以減少一次引出線，如圖b所示。

√（5）盡量縮短連接導線的數(shù)量和長度?！蹋?）正確連接電器的線圈。電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，如圖a所示。由于它們的阻抗不盡相同，會造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號線圈電壓的額定電壓之和，也不允許。因為電器動作總有先后，當有一個接觸器先動作時，則其線圈阻抗增大,該線圈上的電壓降增大，使另一個接觸器不能吸合，嚴重時將使電路燒毀。

寄生電路：電路動作過程中意外接通的電路。如圖所示具有指示燈HL和熱保護的正反向電路.正常工作時，能完成正反向起動、停止和信號指示。當熱繼電器FR動作時，電路就出現(xiàn)了寄生電路，如圖中虛線所示，使正向接觸器KM1不能有效釋放，起不了保護作用。寄生電路√（7）控制電路中應避免出現(xiàn)寄生電路:√（8）避免發(fā)生觸點“竟爭”與“冒險”現(xiàn)象

在電路中應盡量避免許多電器依次動作才能接通另一個電器的控制電路?！蹋?）電氣連鎖和機械連鎖共用在頻繁操作的可逆電路、自動切換線路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，而且還有機械聯(lián)鎖?！蹋?0）所設計的控制線路應具有完善的保護環(huán)節(jié)常用的保護有短路、過載、過電流、過電壓、失電壓等保護環(huán)節(jié)，有時還應設有合閘、斷開、事故、安全等必須的指示信號。二、設計控制電路的一般步驟：（1）首先根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求,畫出功能流程圖

（2）確定適當?shù)幕经h(huán)節(jié)。對于某些控制要求，盡量選用常用的且經(jīng)過實際考驗過的電路（3）根據(jù)生產(chǎn)工藝要求逐步完善線路的控制功能，使控制滿足生產(chǎn)機械的工藝要求，能按照工藝的順序準確而可靠地工作。此外，控制線路要考慮到操作、調(diào)整和檢修方便，并適當配置連鎖和保護等環(huán)節(jié)。☆電氣控制線路設計☆電氣控制線路設計舉例：切削加工刀架的自動循環(huán)控制要求：（1）啟動后，刀架由位置1移動到位置2；（2）然后再由位置2退回到位置1處，停車?！铍姎饪刂凭€路設計主電路控制電路切削加工刀架的自動循環(huán)控制☆電氣控制線路設計要求：（1）按下啟動按鈕SB2，小車首先向右運行（2）小車的撞塊碰到S1時停車，并開始延時5s（3）延時時間到，小車自動改變運行方向，改向左運行（4）小車的撞塊碰到S2時停車，并開始延時5s（5）延時時間到，小車再次自動改變運行方向，改向右運行（6）依此自動往復運行，直至按下停止按鈕SB1，小車停止小車自動往返☆電氣控制線路設計控制線路小車自動往返☆電氣控制線路設計

龍門刨床上裝有橫梁機構，刀架在橫梁上，在加工不同工件時，需調(diào)整刀架的位置，因此要求橫梁可以沿立柱上下移動。而在加工過程中，要求橫梁被緊固在立柱上，不允許有松動。要求：（1）橫梁上、下移動的操作為點動操作（2）按下橫梁上移/下移按鈕后，首先夾緊機構自動放松（3）行程開關S動作，放松到位，夾緊電動機停止運轉，橫梁做上移/下移（4）移動到位后，松開按鈕，橫梁停止移動（5）夾緊電動機啟動后，夾緊電動機停止運（6）夾緊到位后，夾緊電動機停止運轉龍門刨床橫梁夾緊機構☆電氣控制線路設計龍門刨床橫梁夾緊機構☆電氣控制線路設計加熱爐自動上料機構控制工作過程：

初始狀態(tài)下，爐門3關閉，行程開關SQ3處于壓下狀態(tài)；推料桿1在原位，行程開關SQ1處于壓下狀態(tài)。按下啟動按鈕SB2，首先，電動機M1正向啟動，通過蝸輪蝸桿傳動，使爐門開啟，到行程開關SQ4被壓下時，爐門開啟到位，M1停止，爐門開啟結束；接著M2正向啟動，拖動推料桿1向前移動，直到SQ2被壓下，工件2被推進加熱爐4，上料結束；然后M2反向啟動，拖動推料桿1后退，退回到原位，壓下行程開關SQ1，M2停轉；最后M1反向啟動，帶動爐門關閉，至初始位置，SQ3被壓下，M1停轉。周期結束?！铍姎饪刂凭€路設計加熱爐自動上料機構控制磨床的電氣控制系統(tǒng)

磨床是以砂輪周邊或端面對工件進行磨削加工的精密機床,它不但能加工一般金屬材料,而且能加工一般金屬刀具難以加工的硬材料(如淬火鋼、硬質(zhì)合金等)。利用磨削加工可以獲得較高加工精度和光潔度,而且其加工裕量較其他加工方法小得多,所以磨床廣泛地應用于零件的精加工。為了適應磨削各種加工表面、工件形狀及生產(chǎn)批量的要求,磨床的種類很多,如平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床以及一些專用磨床。

這里以M7120平面磨床為例,介紹使用較廣的平面磨床電氣控制系統(tǒng)。M7120平面磨床是臥軸矩形工作臺,主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪箱(又稱磨頭)、滑座、立柱等部分組成,圖3-4是其構造示意圖。主要結構及運動形式磨床的電氣控制系統(tǒng)

工作臺在床身的水平導軌上做往復運動砂輪箱可在立柱的導軌上做垂直運動，實現(xiàn)垂直進給立柱在床身的橫向導軌上做直線運動，實現(xiàn)橫向進給對電力拖動及控制的要求：1）由于砂輪的旋轉運動一般不要求調(diào)速,由一臺三相交流異步電動機拖動即可;且砂輪電動機、液壓泵電動機和冷卻泵電動機都只要求單方向旋轉2）砂輪升降電動機要求能正、反轉。3）冷卻泵電動機應在砂輪電動機啟動后才運轉。4）保護環(huán)節(jié)應包括短路保護、電動機過載保護、零壓保護電磁吸盤欠壓保護。5）電磁吸盤應有去磁控制。6）應有必要的指示信號及照明燈。磨床的電氣控制系統(tǒng)

M7120平面磨床的電氣控制系統(tǒng)原理圖閱讀電氣原理圖的步驟:

一般先看主電路，再看控制電路，最后看顯示及照明等輔助電路。

先看主電路有幾臺電動機，各有什么特點，例如是否有正反轉，采用什么方法起動，有無調(diào)速和制動等；

看控制電路時，一般從主電路的接觸器入手，按動作的先后次序一個一個分析，搞清楚它們的動作條件和作用?？刂齐娐芬话愣加梢恍┗经h(huán)節(jié)組成，閱讀時可把它們分解出來，先進行局部分析，再完成整體分析。此外還要看電路中有哪些保護環(huán)節(jié)。電氣原理圖的閱讀

2025/3/28Page：24作用：用來鉆孔、擴孔、鉸孔、攻絲及修刮端面等多種形式的加工。分類：立式鉆床、臺式鉆床、多軸鉆床、搖臂鉆床及專用鉆床等。Z3040型搖臂鉆床的電氣控制2025/3/28Page：25Z3040型搖臂鉆床的電氣控制一、結構及運動形式2025/3/28Page：26二、控制要求運動部件較多，采用多電動機拖動。要求主軸及進給有較大的調(diào)速范圍。主運動與進給運動由一臺電動機拖動，經(jīng)主軸與進給傳動機構實現(xiàn)主軸旋轉和進給。主軸要求正反轉。由機械方法獲得，主軸電動機只需單方向旋轉。對立柱、主軸箱及搖臂的夾緊放松采用液壓技術。具有必要的聯(lián)鎖與保護。Z3040型搖臂鉆床的電氣控制2025/3/28Page：27三、液壓系統(tǒng)簡介操縱機構液壓系統(tǒng):安裝在主軸箱內(nèi)，實現(xiàn)主軸正反轉、停車制動、空檔、預選及變速。夾緊機構液壓系統(tǒng):安裝在搖臂背后的電器盒下部，用以夾緊松開主軸箱、搖臂及立柱。Z3040型搖臂鉆床的電氣控制2025/3/28Page：28四、電氣控制電路分析主軸電動機的控制過程搖臂升降電動機的控制過程主軸箱與立柱的松開、夾緊控制過程Z3040型搖臂鉆床的電氣控制2025/3/28Page：29主軸電動機的控制過程2025/3/28Page：30搖臂升降電動機的控制過程2025/3/28Page：31主軸箱與立柱的松開、夾緊控制過程2025/3/28Page：32X25K型銑床電氣控制一、結構與運動形式2025/3/28Page：33二、電氣控制原理主軸電動機的控制過程工作臺橫向進給及升降控制過程工作臺縱向進給控制過程工作臺快速移動控制過程X25K型銑床電氣控制2025/3/28Page：34主軸電動機的控制過程2025/3/28Page：35X25K型銑床電氣控制工作臺橫向進給及升降控制過程2025/3/28Page：36工作臺縱向進給控制過程2025/3/28Page：37工作臺快速移動控制過程2025/3/28Page：38三、連鎖與保護進給運動與主運動的順序連鎖工作臺各方向的連鎖長工作臺與圓工作臺的連鎖保護環(huán)節(jié)2025/3/28Page：39T68型臥式鏜床電氣控制一、結構與運動形式2025/3/28Page：40二、電力拖動特點雙速籠型異步電動機作為主拖動電機。進給運動和主軸及花盤旋轉用同一臺電動機拖動，主軸電動機能正反向點動，并有準確的制動。主軸電動機低速時直接起動，高速時先低速啟動，延時后轉為高速運轉。主軸變速和進給變速設低速沖動環(huán)節(jié)。各運動部件能實現(xiàn)快速移動。工作臺或鏜頭架的自動進給與主軸或花盤刀架的自動進給設有聯(lián)鎖。T68型臥式鏜床電氣控制2025/3/28Page：41三、電氣控制線路分析主電路分析控制電路分析主軸電動機的正、反向起動控制主軸電動機的點動控制主軸電動機的停車與制動主軸變速和進給變速控制鏜頭架、工作臺快速移動的控制連鎖與保護T68型臥式鏜床電氣控制2025/3/28Page：42T68型臥式鏜床電氣控制“與”運算（邏輯乘）KM＝KA1●KA2☆第二節(jié)電器控制線路的邏輯設計方法（不講）“或”運算KM＝KA1+KA2觸點接通為“1”，斷開為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，“非”運算KM＝KA邏輯關系圖瞬時信號持續(xù)信號瞬時信號：有效信號的持續(xù)時間少于一個工序步執(zhí)行元件工件區(qū)間非控信號有效信號：能夠引起元件狀態(tài)改變或能夠使工步發(fā)生切換的檢測信號非控信號：不能引起元件狀態(tài)改變，也不能使工步發(fā)生切換的檢測信號持續(xù)信號：有效信號的持續(xù)時間不少于一個工序步有效信號“失電優(yōu)先型”基本邏輯式描述的基本條件：起始信號的同名信號只能出現(xiàn)在運算元件的工作區(qū)間之內(nèi)，以及終止信號持續(xù)區(qū)間內(nèi)終止信號的同名信號只能出現(xiàn)在運算元件的工作區(qū)間之外SB1SB2KM舉例：下圖表示的是液壓控制系統(tǒng)工作原理及控制要求示意圖，圖中YV1、YV2均為兩位四通電磁閥，YA1、YA2分別為電磁閥的電磁鐵，液壓缸A、B在電磁閥控制下完成四個工步的半自動循環(huán)，啟動按鈕SB?！铍娖骺刂凭€路的邏輯設計方法YA1=KA1YA2=KA2邏輯圖邏輯式控制線路圖S3SsS2SySsS1Se12345KAS2S1SeSySsSs2341KASs1234KA5SySeSsSeSy2341