《机电控制技术基础》PPT课件.ppt

1,机电控制技术基础,总学时： 40 理论学时：32 实验学时：8 周学时： 2,主讲：西南科技大学制造学院 先进制造技术教研室 马有良,2,继电器-接触器控制线路,1、要求在熟悉各种接制电器的工作原理、作用、特点、表示符号和应用场所。,2、控制线路中基本控制环节的构成和工作原理。,3、分析、设计一些中等复杂的控制线路。,接触器和继电器结构主要由铁心线圈和触头组成。,第八章、第九章习题课,3,绘制原理图的基本规则,掌握常用的电动机启动、正反转、点动、联锁控制、能耗制动、 启动等线路；,熟悉各种保护装置的设计。自锁环节和互锁环节。复合按钮的使用；多点控制线路；,多电动机的连锁控制线路的设计；,行程开关用做行程控制线路；,时间继电器的使用；,4,PLC逻辑可编程控制器,充分理解可编程序控制器的内部等效继电器电路；,熟悉F40M的内部等效继电器及地址编号表；,掌握PLC编程的一般规则；,指令的助记符、梯形图符号、名称(意义)、功能、使用的等效继电器(编程元件)地址号等。,5,常用的编程技巧,可编程序控制器的设计应用方法： 1）、三相异步电动机的控制主电路图。 2）、PLC外部接线图 注意停止按钮、热继电器的使用方法。 3）、绘制梯形图 4）、编写控制程序,6,8-16（9-8）要求三台电动机lM、2M、3M按一定顺序启动：即1M启动后，2M才能启动，2M启动后3M才能启动；停车时则同时停。试设计此控制线路? 试用PLC设计出控制程序。,解：继电器-接触器控制线路图；,此题的关键技术在于：将前一台电动机的交流接触器的辅助常开触点串接在下一台电动机的交流接触器线圈回路中。,7,梯形图及程序；,LD 401 OUT 431 OR 430 LD 403 ANI 400 OR 432 OUT 430 ANI 400 LD 402 AND 431 OR 431 OUT 432 ANI 400 END AND 430,PLC外部接线图；,8,8-18：设计一台异步电动机的控制线路。 要求： 能实现启、停的两地控制； 能实现单方向的行程保护； 能实现点动调整； 要有短路和长期过载保护；,解：,9,8-20：设计一台电动机的控制线路。要求能正反转并能实现能耗制动。,10,8-25（9-9）：试设计一条自动运输线，有两台电动机，1M拖动运输机，2M拖动卸料机。要求： 1M先启动后，才允许2M启动； 2M先停止，经一段时间后1M才自动停止，且2M可以单独停止； 两台电动机均有短路、长期过载保护。 试用PLC设计出控制程序。 解：分析动作过程。,11,继电器-接触器控制线路图；,12,LD 400 ANI 403 OR 430 ANI 450 ANI 450 OUT 431 OUT 430 LD 402 LD 430 OR 450 OUT 200 OUT 450 MC 200 MCR 200 LD 401 END OR 431,1SB、2SB分别是1M、2M的启动按纽，4SB是2M的单独停止按纽，3SB是停止按纽。,PLC外部接线图；,梯形图及程序；,13,8-26（9-10）：下图为机床自动间歇润滑的控制线路图，其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路未画出)，控制线路可使润滑有规律地间歇工作。试分析此线路的工作原理，并说明开关S和按钮SB的作用? 试用PLC设计出控制程序。,14,答：这是一个自动间歇润滑的控制线路。开关S、按钮1SB的作用及电路的工作过程如下： （1）S是进行自动间歇润滑的控制开关，1KT-决定润滑时间，2KT-决定不润滑时间，电路的工作过程：合上开关S，KM的线圈得电，电动机M转动，进行润滑； 1KT的线圈得电，触点1KT延时后闭合，K的线圈得电，常开触点K闭合，自锁；常闭触点K断开，KM线圈失电，停止润滑；1KT的线圈失电。 2KT的线圈得电，延时后常闭触点2KT断开，K的线圈失电，常开触点K断开，2KT的线圈失电，2KT的常闭触点瞬时合。常闭触点K闭合，KM线圈又得电，润滑。1KT的线圈又得电，延时重复以上动作。 （2）1SB为手动（点动）润滑操作按钮。,15,LD 400 LD 450 ANI 100 OR 100 OR 401 ANI 451 OUT 430 OUT 100 LD 400 LD 100 ANI 100 OR 450 OR 401 OUT 451 OUT 450 K15 K15 END,PLC外部接线图；,梯形图及程序；,此题的关键是解决PLC的编程问题而对梯形图的绘制。,16,8-27（9-11）：试设计1M和2M两台电动机顺序启、停的控制线路。试用PLC设计出控制程序。 1M启动后，2M立即自动启动； 1M停止后，延时一段时间，2M才自动停止； 2M能点动调整工作； 两台电动机均有短路、长期过载保护。,解：分析动作过程。,17,继电器-接触器控制线路图；,18,1SB、是1M、2M的启动按纽，3SB 是2M的点动按纽，2SB是停止按纽，4SB是总停止按钮。,LD 401 OUT 450 OR 431 K3 ANI 402 LD 450 ANI 404 OR 403 OUT 431 ANI 404 LD 401 OUT 432 OR 431 END ANI 402 ANI 404,PLC外部接线图；,梯形图及程序；,19,8-28：试设计某机床主轴电动机控制线路 图。要求： 可正反转，且可反接制动； 正转可点动，可在两处控制启、停； 有短路和长期过载保护； 有安全工作照明及电源信号灯；,解：,20,继电器-接触器控制线路图；,注意：1K、2K使用的技巧。速度继电器的使用等。,21,8-29(9-12)：试设计一个工作台前进一退回的控制线路。工作台由电动机M拖动，行程开关1ST、2ST分别装在工作台的原位和终点。要求： 能自动实现前进后退一停止到原位； 工作台前进到达终点后停一下再后退； 工作台在前进中可以人为地立即后退到原位； 有终端保护； 试用PLC设计出控制程序。,解：分析动作过程。,22,继电器-接触器控制线路图；,23,LD 401 K3 OR 430 LD 402 ANI 402 OR 450 ANI 404 OR 431 ANI 431 ANI 403 OUT 430 ANI 430 LD 404 OUT 431 OUT 450 END,PLC外部接线图；,梯形图及程序；,24,其它练习题：,1、试设计一台电动机拖动小车的控制线路。要求能正反转并能实现在A、B两点间的自动往复运动。要求绘出主电路和控制电路。,25,2、试用F-40M型PLC设计一运输线，1M拖动运输机，2M拖动卸料机，要求：（1）1M先启动，经一段时间后，2M才允许启动；（2）2M停止后，才允许1M停止。设计要求完成：,(1）绘出电动机主电路； （2）绘出PLC安装接线图； （3）绘出PLC梯形图； 编写PLC指令程序。,26,LD 403 OUT 450 OR 432 K 5 AND 401 LD 402 ANI 405 OR 432 ANI 406 ANI 404 OUT 431 AND 450 LD 403 ANI 405 OR 432 ANI 406 AND 431 OUT 432 ANI 405 END ANI 406,27,3、试用F-40M型设计三相鼠笼异步电动机 启动的控制程序。要求绘出主电路和控制电路。,28,LD 401 ANI 432 OR 430 OUT 431 ANI 400 LDI 431 OUT 430 ANI 432 ANI 432 OUT 451 OUT 450 K 2 K 10 LD 451 LD 430 OR 432 OUT 100 OUT 432 MC 100 MCR 100 LDI 450 END,29,例题1： 某机床的主轴控制系统采用直流调速系统，直流电动机为Z271型，技术数据为PN30kw，UN220v，IN55A，nN1000rmin，Ra=0.1欧姆。若采用开环控制系统，试求： (1)要求静差度S10时，其调速范围D为多少? (2)要求调速范围D2时，其允许的静差度S为多少?,第十一章习题课,30,(3) 若调速范围D10，静差度S5 ，则其允许的转速降为多少？,第十一章习题课,31,第十一章习题课,32,例题2：有一直流闭环调速系统，其调速范围为1500150rmin，静差度S5 ，试问 （1) 系统允许的转速降为多少? (2) 若开环系统的静态转速降是80rmin，则闭环系统的开环放大倍数应为多少?,33,（2）写出调速范围D、低速时系统的静差度 ，最高转速 和转速降 四者之间的关系,1）求出调速范围D和低速时系统的静差度,例题3、某一调速系统在高速时的理想空载转速， 低速时的理想空载转速， 额定负载时的转速降 试求：,34,（3）绘出该系统的静特性； （4）在 与 一定时，扩大调速范围的方法是什么？,解：,35,在 一定时，扩大调速范围的方法是减少nN,36,解：,试求：系统的调速范围和系统允许的静差度,例题4、有一直流调速系统，已知：,37,第十二章、交流传动控制系统,本章要求掌握交流调速系统的基本原理与类型，熟悉系统的基本组成、交流电动机调速的特性、特点以及适用场合。,异步电动机的调速方法大致分为三种，即改变转差率S，改变极对数P和改变频率f，以及派生出的多种调速方法。,121 电磁转差离合器调速系统,38,1、电磁转差离合器调速系统的特点,2、电磁转差离合器的结构和调速原理,电枢、磁极、励磁绕组,第十二章、交流传动控制系统,39,只要改变励磁电流的大小、就可以改变磁极的转速，也就可改变工作机械的转速。,理解“电磁转差离合器”的概念：励磁电流是否等于零，和基于电磁感应原理。连在一起称作“滑差电机”。,3、电磁转差离合器的调速性能,40,励磁电流愈小，特性愈软。在这种系统中一般都要接入速度负反馈。,转差离合器调速系统的优点是：结构简单、运行可靠、维护方便、加工容易、能平滑调速。,122 交流调压调速系统,由异步电动机电磁转矩和机械特性方程可知，异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比，改变异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩及机械特性，从而实现调速。,41,采用晶闸管的交流调压电路,1、单相交流调压电路,负载上便得到正负对称的交流电，改变控制角大小，就可以改变负载上交流电压的大小。,42,2、三相交流调压电路,分析与单相电路的分析大同小异，但必须注意它的特殊性：,首先要求触发信号必须与交流电源有一致的相序和相位差。其次是要求双脉冲或宽脉冲触发电路。,异步电动机的调压特性,43,在这种情况下，改变电动机的转速变化范围不大。如果要使电动机能在低速段运行，拖动装置运行不稳定，转于电流相应增大。,转于绕组设计成较高的电阻。,为了既能保证低速时的机械特性硬度，又能保证一定的负载能力，一般在调压调速系统里采用转速负反馈构成闭环系统。,44,123 线绕式异步电动机调速系统,1串级调速的一般原理,异步电动机的串级调速，就是在异步电动机转于电路内引入附加电势Ead，以调节异步电动机的转速。引入电势的方向，可与转于电动势E2方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。,45,串级调速时的机械特性,晶闸管串级调速的基本原理,124 晶闸管变频调速系统,1变频调速的原