继电器接触器控制系统.ppt

1,第八章,继电器接触器控制系统 -常用基本线路,2,第八章 继电器一接触器控制的常用基本线路,8. 6 继电器接触器控制的常用基本线路 8. 6.1 继电器-接触器自动控制线路的构成 为了满足分析线路或设计线路的需要，又产生了根据工件原理与便于阅读而绘制的线路图，这种图就称为原理展开线路图(简称原理图)，如图8. 29所示，实际上它就是图8. 28的展开形式，所以有时又称为展开线路图。,3,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,4,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,工程上电器线路都用一些规定的图形符号来表示这就使绘图工作大为简化。 图8. 28称为安装线路图，是电气施工安装时最重要的资料之一。 随着生产的发展，控制系统日趋复杂，使用的电器元件越来越多，使安装图中相交的线很多，阅读起来很不方便。,5,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,原理图是机床电气设备设计的基本和重要的技术资料，机床的生产率和它在运行中的可靠性在很大程度上与制定原理图的质量有关。,6,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,下面是绘制原理图的基本规则 这里用图8.30所示原理图作为例子，它是C534J1立车中拖动工作台旋转的电动机原理线路图的简化。 （1）为了区别主电路与控制电路，在绘线路图时主电路(电机、电器段连接线等)，用粗线表示，而控制电路(电器及连接线等)用细线表示。,7,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,8,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,通常习惯将主电路放在线路图的左边（或上部)，而将控制电路放在右边(或下部)。 (2)在原理图中，控制线路中的电源线分列两边，各挖制回路基本上按照各电器元件的动作顺序由上而下平行绘制(如图中KM动作后，1KT再动作 )。,9,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(3)在原理图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘在线路上，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地力 (如图中KM的线圈和触头分得很散，三个主触头用来接通电动机，一个辅助触头用于自锁，另一个用于接通其他的控制电路。 (4)为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电器及它们的部件用一定的图形符号表示，且给每个电器有一个文字符号，属于同一 个电器的各个部件(如接触器的线圈和触头）都用同一个文字符号表示。,10,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,而作用相同的电器都用一定的数字序号表示(如图内1KMa、 2KMa都是加速接触器)。 (5)因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作，触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况，因此，规定所有电器的触点均表示正常位置，即各种电器在线圈没有通电或机械尚未动作时的位置。 如对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸上的位置，对于行程开关、按钮等则为未压合的位置。,11,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(6)为了查线力便在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一原点，且每个接点要标一个编号， 编号的原则是：靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的一边左边或右边。,12,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(7)对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。 8. 2. 2继电器接触器自动控制的基本线路 以交流异步电动机为控制对象来研究它的启动、正反转、点动、连锁控制等线路。,13,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,1.启动控制线路及保护装置 1)启动控制线路 只要在图8. 29所示线路图中加上一些保护电器便成了生产机械中常用的“正反转的鼠笼式异步电动机控制线路”，如图8. 31所示，它是C620 l普通车床主传动电动机的控制线路。,14,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,将线路中的控制设备组成一体称作不可逆磁力启动器，它包括一个接触器KM、一个热继电器FR和一个双联按钮(启动按钮1SB和停止按钮2SB)。图中，QG是刀开关，FU是熔断器。 接触器的吸引线圈和一个动合辅助触头接在控制电路中，而它的三个动合主触头则接在主电路中。其操作过程如下：,15,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,合上开关QG(作启动准备)，按下1SB，接触器KM的吸引线圈有电，衔铁吸上，其主触头闭合，电动机便转起来，与此同时，KM的辅助触头也闭合，将启动按钮1SB短接，这样当松开1SB时接触器仍旧有电， 像这样利用电器自己的触头保持自己的线圈得电，从而保证长期工作的线路环节称为自锁环节。,16,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,这种触头称为自锁触头。按下 2SB，KM的线圈断电，其主触头打开，电动机便停转，同时KM的辅助触头也打开，故松手后，2SB虽仍闭合，但KM的线圈不得电，从而保证了电动机不会自行启动，若使电动机再次工作，可再拨1SB。 为了免除电动机、控制电器等电气设备和整个生产机械、操作者受到不正常工作状态的有害影响，使工作更为可靠，在自动控制线路中必须具有完成各种保护作用的保护装置。,17,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,2)保护装置 （1）短路电流的保护装置 （2）长期过载保护装置,18,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,热继电器还可以保护电动机单相运行，但如果电动机单相运行时，热继电器也失灵了，电动机仍会烧坏，若采用长期过载与缺相双重保护的控制线路(如图8. 35所示）就可以防止这种故障。,19,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,在这个线路中，当电动机的电源断了一相时，继电器1KV和2KV至少有一个失电，其常开触点使接触器KM失电，从而使使电动机得到保护。 (3)零压(或欠压)保护：零压或欠压保护的作用在于防止因电源电压消失或降低而可能发生的不容许故障。 如在车间内因某种原因使变电所的开关跳闸，暂时停止供电，对于手控电器，此时若未拉开刀开关或转换开关，当电源重新供电时，电动机就会自行启动，将造成设备或人身事故。,20,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,但在图8. 31所示的自动控制线路中，若电源暂停供电或电压降低时，接触器线圈就失电，触点断开，电动机脱离电源而得到保护， 过后当电源电压恢复时，不重新启动按钮，电动机就不会自动启动，这种保护称为零压(或欠压)保护。,21,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图8. 3l中是直接利用线路接触器作零压保护的。但当控制线路中采用主令控制器和转换开关时，必须要专加零压保护装置，否则线路无零压保护性能。通常用电压继电器作为零压保护元件，如图8.36所示。,22,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,SL是主令控制器，只有当SL的手柄在0位置时, SL1接通，这时零电压继电器KUV接通，向后转动手柄(向右或向左)，即可将1KM或2KM接通(1KM和2KM是控制电动机正、反转的接触器线圈)，启动电动机。 如果电压消失，则KUV失电而断开其触点，因1KM或2KM断电，电动机停转，当电压恢复时，只有把SL转回到0位置时，电动机才能再启动。,23,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,4)零励磁保护：直流电动机除了短路保护和过载保护外，还应有零励磁保护。 这是因为直流电动机在运行中，若失去励磁电流或励磁电流减小很多，则轻载时将产生超速运行甚至发生飞车；重载时则使电枢电流迅速增加，电抠绕组会因发热而损坏，所以要采用零励磁保护，,24,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,如圈8. 37所示，当合上开关QF后，电动机励磁绕组WF中通过额定励磁电流，此电流使电流继电器KUC动作，其常开触头KUC闭合。,25,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,当按下启动按钮1SB时，接触器KM动作，直流电动机M即可运行，若运行中励磁电流消失或降低太多，就会使电流继电器KUC释放，常开触头KUC打开，从而使接触器KM释放，电动机脱离电源而停车。 图中，与 WF并联的二极管VD用以减小切断电源时励磁绕组感应产生的高电压。,26,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,2.正反转控制线路 许多生产机械运动部件，根据工艺要求经常需进行正反方向两种运动，采用电力拖动时可借电动机的正反转来实现这两种运动。 由异步电动机的工作原理可知，将电动机的供电电源的相序倒接，就可以控制异步电动机做反向运动。,27,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,28,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,为了更换相序，需要使用两个接触器来完成。图8.38即为异步电动机正反转的自动控制线路，正转接触器FKM接通正向工作电路；反转接触器RKM接通反向工作电路，此时，电动机定子端的相序恰与前者相反。 图8.38(a)所示的自动控制线路具有下述缺点，若同时按下正向按钮FSB和反向按钮RSB，可以使FKM，RKM接触器同时接通，会造成图中所示虚线所示的电源短路事故。,29,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,为避免产生事故，必须要加连锁保护，使其中任一接触器工作时，另一接触器即失效不能工作，为此采用图8. 38(b)所示的电气连锁。当按下FSB按钮后，接触器FKM动作，使电动机正转。 FKM除有一动合触点将其自锁外，另有一动断触点串联在接触器RKM线圈的控制回路内，它此时断开，因此，若再按RSB按钮，接触器RKM受FKM的动断触点连锁不能动作，这样就防止了电源短路的事故。,30,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,此线路存在下述缺点，反向时，必先按停止按钮SB，不能直接按反向按钮RSB，故操作不太方便。 造成此缺点的基本原因在于按RSB时，不能断开正向接触器FKM的电路，因FKM的动断触点继续连锁保护。,31,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,需采用复合按钮，接成如图8.38(c)所示的线路即可获得解决， 此线路是一个较完整的正反转自动控制线路，生产机械中用得很多。在实际生产中，常把此线路装成为一个成套的电气设备，叫可逆磁力启动器，或称电磁开关。常用的启动器有QC10系列。,32,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,3. 点动控制线路 采用可逆与不可逆磁力启动器可以控制电动机长期工作。 除长期工作状态外，生产机械还有一种调整工作状态，如机床中作加工准备时的对刀，在这一工作状态中对电动机的控制 要求是一点一动，即按一次按钮动一下，连续按则连续动，不按则不动，这种动作常称为“点动”或“点车”。,33,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图8.39(a)所示是实现点动的最简单的控制线路，只要不用自锁回路便可得到点动的动作。 在实际工作中，生产机械既要求点动，又要求能连续长期工作。 图8.39(b)，(c)，(d)所示是能同时满足上述两个要求的线路。图(b)采用了选择开关SA来选择工作状态，SA打开时为点动工作，SA闭合时为长期工作。这个线路在操作时多了一个动作，不太方便。,34,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,35,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图(c)中采用两个按钮分别控制，当按动按钮1SB时长期工作，而按点动按钮2SB时，依靠其动断触点将自锁触点回路断开，使KM不能自锁而点动工作。 这线路的工作不完全可靠，如果KM的释放动作缓慢，将因2SB的动断触点过早闭合，使KM继续自锁得电而使电动机长期工作。,36,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,为消除上述缺点，就采用图(d)线路，图中采用中间继电器K进行连锁控制。按1SB时，通过K接通KM，且K自锁，使电动机长期工作， 若按2SB时，由于没有接通K，所以不能将KM自锁，仅能点动工作，且当电动机已经启动长期工作后，再按点动按钮2SB，2SB不能起作用。如国产立车C534J1的工作台就采用此控制线路。,37,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,4. 多电动机的连锁控制线路 生产机械已广泛采用多电动机拖动，在一台设备上采用几台、甚至几十台上百台的电动机拖动各个部件，而设备的各个运动部件之间是相互联系的，为实现复杂的工艺要求和保证可靠地工作，各部件常常需要按一定的顺序工作或连锁工作。 使用机械方法来完成这项工作将使机构异常复杂，有时不易实现，而采用继电器一接触器控制极为简单。,38,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,1)两台电动机的互锁 如机床主传动与润滑油泵传动间的连锁就是一种最常见的连锁。 例如，当车床主轴工作时，首先要求在齿轮箱内有充分的润滑油；龙门刨床工作台移动时，导轨内也必须先有足够的润滑油。因此要求主传动电动机应该在润滑油泵工作后才准启动，这样的连锁采用图8.40(a)所示的自动控制线路即可满足，图中，2M为主传动电动机，1M为润滑油泵电动机，因只有当lKM动作后，2KM才能动作。上述线路中两台电动机的停车是同时的。,39,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,40,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,生产机械上还要求有另一种连锁，例如，铣床中不仅要求进给装置只有在主轴旋转后方能工作(避免刀具损坏)和两者能同时停车，而且要求在主轴旋转时进给装置可以单独停车。 采用图8.40(b)所示的线路即可满足要求，这里1M代表主轴电动机，2M代表进给电动机。,41,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,上述两种线路都是2M受1M的约束，而1M不受2M约束。实际中往往要求两者相互受约束。如上述铣床不仅要求主轴旋转后才允许进给装置工作，而且最好能满足只有在进给装置停止后，才允许主轴旋转停止。 采用图8.40(c)所示的线路即可满足这种要求。又如龙门刨床的横梁与工作台之间、刀架的进给与快速移动之间都要求两者不能同时工作。采用图8.40(d)所示的自动控制线路即可满足这种要求。,42,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,2)联合控制与分别控制 多电动机拖动的生产机械工作中常需要联合动作，而在调整时又需单独动作，如机床的主运动和进给运动之间就有这种要求，故有所谓联合控制和分别控制。,43,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图8.41所示为两台电动机的联合控制和分别控制的线路，其中，采用了两个转换开关1QB和2QB来选择要求的动作，,44,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,转换开关在图中I 位置时为联合动作，即按1SB，1KM和2KM同时得电，使两台电动机同时工作。 在调整时，若将1QB转90，则只有2KM可能得电，即第二台电动机单独工作；若不转1QB，而是将2QB转90，则第一台电动机单独工作。,45,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,3)集中控制与分散控制 图8.42所示为另一种联合控制与单独控制的线路，这个线路的特点是各拖动电动机的操作独立性更好，操作也简单，许多生产自动线上都采用这样的控制线路。,46,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图中，5SB和6SB装在集中控制台上，而1SB、3SB和2SB、4SB分别装在每一台机床的控制台上，因此，就得到所谓的集中控制与分散控制。 如果将集中控制台放在离机床较远的地方，通过较长的连线将按钮与其他的电器连接可得到所谓的遥远控制。,47,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,5.多点控制线路 对于大型的生产机械，为了操作的方便，常常要求在两个或两个以上的地点都能进行操作。实现这种要求的线路如图8.43所示。,48,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,即在各操作地点各安装一套按钮，其接线的组成原则是各启动按钮的常开触点并联而各停止按钮的常闭触点串联。 6. 顺序(程序)控制线路 在自动化的生产中，根据加工工艺的要求，加工需按一定的程序进行，即工步要依次转换，一个工步完成后，能自动转换到下一个工步。,49,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,在组合机床和专用机床中常用继电器程序控制线路来完成这类任务。 如图8.44所示，按下启动按钮2SB后，继电器1K得电并自锁，进行第一个程序，且1K的另一动合触点闭合，为2K得电作好了准备。,50,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,当第一个程序工作结束后，行程开关1ST被压合，2K得电并自锁，进行第二个程序。同时由于2K的一个动断触点打开，使1K断电。其他程序的转换则依次类推。 大多数生产机械的加工工艺是经常变动的，为了解决程序的可变性问题，简单的可用继电器接触器控制，复杂的则要用可编程序控制器或微型机控制。,51,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,7. 多速异步电动机的基本控制线路 多速异步电动机在机床上的应用很多，它能代替笨重的齿轮变速箱，满足一般的调速要求，尤其是在中小型的磨床中用得很普遍。,52,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,一种双速异步电动机变速的控制线路，如图8.45所示，通过转换开关QB选取所需转速。,53,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,当需要低速时，将QB扳到1的位置，再按下1SB，1KM得电且自锁，使电动机定子绕组连成三角形接入电网低速运行。 当需要高速时，将QB扳到2的位置，再按下2SB，2KM和3KM同时得电且自锁，使电动机定子绕组连成双星形接入电网以高速运行。需要停车时，按下SB即可。 接触器1KM与2KM(或3KM)互锁，使二者不会同时得电，以避免产生电源短路等事故。,54,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,8. 电磁铁、电磁离合器的基本控制线路 容量大的电磁机构，由于电感大，电磁储能大，时间常数=LR大，所以，线圈通电时，过渡过程时间长，动作慢， 线圈断电时，电流迅速降到零，线圈要产生很高的自感电势，可能将线圈击穿，且在控制电器的触头间产生很强的电弧，使触头烧损，在其控制线路中要采取措施，以缩短启动时的动作时间和防止断电时电感储能造成的危害。,55,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(1)小容量电磁铁可用中间继电器或接触器的辅助触头控制，如图8.46所示。由于电磁铁本身无记忆功能，必须用继电器等来记忆其启动信号。,56,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(2)加快直流电磁铁启动过程的线路如图8.47(a)所示，这是用电容器C在启动初，瞬时将串入的降压电阻RS旁路的办法来加快电磁铁线圈电流的增长。,57,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图8.47(b) ，是用二极管VD和电容器C，在启动初瞬时旁路降压电阻R，在线圈与电源断开时，接触器KM常闭触头闭合，电容器C经放电电阻R向电磁离合器YC线圈放电，给它反向励磁，则离合器消磁快，使从动盘释放得快，传动轴脱离得快。,58,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,(3)防止直流电磁铁线圈过电压和触头烧损的控制线路。图8.48(a) 是在接触器KM触头断开瞬间，用电容器C对触头旁路，使电磁铁YA的线圈电流逐渐降低和使KM触头两端电压逐渐升高，从而保护了线圈和触头。,59,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,图8.48(b)和(c)所示是用放电电阻Ra为电磁铁线圈提供放电回路来防止过电压。这个电路简单而有效，放电电阻值一般选为(23)倍线圈电阻值。,60,8.6 继电器接触器控制的常用基本线路,（4）电磁离合器正反向传动切换的线路。 图8.49中1YC和2YC分别为正、反向传动的电磁离合器，其中，一个线圈励磁工作，另一个线圈则通过Rd反向励磁以快速消磁，两个离合器分别在从动轴正反转时工作。,61,8.6.3 生产机械中常 用的几种自动控制方法,8.6.3 生产机械中常 用的几种自动控制方法 生产机械工艺过程是很复杂的，为使机械实现自动化，需要在机电传动系统中完成一系列的转换电路操作，这些操作应该按一定次序并在需要的时间内完成。 为了满足这些复杂的要求，依靠简单连锁控制是不够的，必须利用电动机启动、变速、反转和制动过程中的各种变化因素和生产机械的工作状态等来控制电动机。,62,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,常用的机电传动自动控制的方法有以下几种： (1)利用电动机主电路的电流来控制； (2)利用电动机的速度来控制； (3)根据一定时间间隔来控制； (4)根据工作机械的运动行程来控制。,63,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,1. 按行程的自动控制 为满足生产工艺的要求，生产机械的工作部件要作各种移动或转动。 例如，龙门刨床的工作台根据工作台的行程位置，自动地实现启动、停止、反向和调速的控制，这就需要按行程进行自动控制，为了实现这种控制，就要有测量位移的元件行程开关。,64,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,通常把放在终端位置用以限制生产机械的极限行程的行程开关称为终端开关或极限开关。 按行程的自动控制，就是根据生产机械要求运动的位置通过行程开关发出信号，再经过控制电路中的继电器和接触器来控制电动机的工作状态，这种控制方法在机床中广泛地被采用，特别是组合机床和滚齿机等机床中用得最多。,65,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,在电气传动系统中行程开关等的图形符号与文字符号如表8.2所示。,66,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,2)按行程控制的基本线路 (1)按预定位置的自行停车与终端保护控制：生产机械常要求其工作部件移动至预定位置时自行停车，其传动电动机停转。控制线路如图8.51(a)和(b)所示，,67,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,当按下SB时，由电动机所驱动的工作部件A从点1开始移动直到点2，在这里挡块B压下行程开关ST使工作部件停止移动。在此图中，行程开关ST的动断触点自动地起了一个“停止”按钮的作用。 如果工作部件A的工作较频繁，则ST的动作次数很多，使可靠性大为降低，为了保证工作部件可靠工作而不致跑出导轨，可再装一个极限开关STL作限位(终端)保护。 若工作部件是旋转运动，且要求转过某一定角度后立即停车，那么，行程开关和挡块B的安置方法如图8.51(c)所示。,68,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,如果工作部件的转动角度a360，要利用带若干凸块(挡块)B的转筒装置，如图8.51(d)所示，它通过传动机构，把工作部件A和转筒2联系起来，在筒2上沿着槽装上若 干凸块，当筒转过一定角度之后，它们就依次碰撞行程开关ST，从而控制电动机的工作状态。 当直线移动的行程很短或在行程上不适宜安装行程开关的情况下，也常采用上述的转筒机构。,69,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(2)工作循环后停在原位的控制：在许多场合下，为了减少能量的消耗和提高生产机械操作的安全，往往要求当机械工作部件完成了工作循环而回到原来位置时，断开电动机。 如工作部件由电动机拖动，电动机只朝一个方向旋转，借凸轮或曲柄机构助使工作部件作往复运动。,70,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,为了实现工作循环后停在原位的要求，可以采用图8.52所示控制线路(电动机的主电路未绘出)。,71,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,最简单的办法是用图8.52(a)所示线路。按1SB，KM得电并自锁，电动机带动工作部件运动，当工作循环结束回到原位时，挡块压下1ST，使KM断电，电动机停车，工作部件停在原位。下次工作再按1SB即可。 此线路的缺点是要求按1SB的时间长，否则，会因1ST未复位(工作部件还在原位，1ST仍受压而断开)使KM不能自锁，放开1SB电动机又停了， 采用图8.52(b)所示线路可克服上述缺点，,72,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图中1ST和2ST都是工作部件在原位时受压的，压的次序是：工作部件回原位时先压2ST(断开)，后压1ST(断开)。而当工作部件从原位离开时二者松开的次序是：先松1ST(闭合)，后松2ST(闭合)。 此线路既符合动作要求，又便于操作，所以，是一个比较完善的线路，只是多用了一个行程开关和一个中间继电器。,73,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,有些生产机械要求工作循环连续不断的进行，而停止时，又要求该工作部件停在原始位置。为满足这一要求，只需将图8.52(b)中之2ST改用一个按钮3SB即可，如图8.52(c)所示。 要想停止工作，就按下3SB，生产机械完成工作循环过程，而工作部件将回到原位。各线路中的停止按钮2SB用来进行紧急停车。,74,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(3)自动循环的控制：生产机械工作部件的往返自动循环，也可用电气控制来实现。例如，龙门刨床、铣床工作台等的自动循环。下面介绍铣床工作台自动往返的控制线路。 根据工艺的要求，铣床工作台的进刀传动要求有两种循环工作制(图8.53)。,75,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,a. 右循环工作台以进刀工作速度向右，而后自动快速向左退回原处。 b.左循环工作台以进刀工作速度向左，而后自动快速向右退回原处。 由万能转换开关SO来选择两种循环，当手柄处于中间位置时则为手动控制，不能自动往返。转换开关各触点的分合顺序如图8.54(b)所示。 工作台由两个电动机传动(主电路未示于线路中)，分别决定进刀速度与快速返回速度。,76,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,77,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图8.54(a)所示控制线路的工作原理如下：若SO的手柄位于右循环时，线路号1与4的触点闭合。 当按1SB时，接触器1KMF动作，相应的进刀电动机启动，工作台以进刀工作速度向右移动，当工作台上的挡块撞及行程开关1ST时，1KMF失电，由于1ST的动合触点闭合，接通接触器2KMR，相应的快速移动电动机启动，工作台快速返回原处，在撞及2ST时使2KMR失电，工作台自动停止。,78,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,左循环的工作情况与上相同。 手动控制往返时，只需将转换开关手柄置于中间位置，按压相应的按钮，即得相应方向与速度的运动，按停止按钮时，工作台立即停止。 行程开关3ST、4ST用以限位保护，避免工作台超越最大允许的位置。它也是按行程控制的。2SB、4SB为快速向右、向左按钮。,79,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(4)程序控制：图8.55所示为加热炉推料机自动上料控制线路。炉门关闭时4ST受压； 按启动按钮1SB，使炉门开启的接触器1KMF接通，炉门打开；当炉门全打开后，挡块压下行程开关1ST，1ST常闭触头将1KMF切断，炉门停； 推料机前进接触器2KMF接通，推料机前进，将料推人炉内；推料到位，2ST动作，切断2KMF，推料机前进停止；,80,第八章 继电器一接触器控制的常用基本线路,81,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,同时，2ST接通2KMR，推料机退回，推料机退到原位，3ST动作，2KMR失电，推料机停止； 同时，使炉门关闭的接触器1KMR接通，关炉门，当炉门关闭后压下4ST，使1KMR失电，这一循环结束。4ST常开触头闭合为下次循环作好准备，下次工作时再按启动按钮。 按行程控制的优点是信号直接、控制准确可靠、使用的控制元件极为简单，因此，在生产机械电气自动化中获得广泛的应用。,82,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,2. 按时间的自动控制 按行程的自动控制，特点是命令信号直接由运动部件发出，但在某些生产机械中不能由运动部件直接给信号， 例如，电动机启动电阻的切除，它需要在电动机启动后隔一定时间切除，这就产生了按时间的自动控制方法。同时也出现了反映时间长短的时间继电器，这是一种在输入信号经过一定时间间隔才能控制电流流通的自动控制电器。,83,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(1)定时控制线路：图8.58所示为加热炉定时加热控制线路，按下启动按钮1SB，接触器KM及时间继电器KT同时得电，加热炉工作。 当经过一定时间后，KT延时动作使常闭触头断开，将KM的自锁回路切断，KM的常开触头切断加热炉的电源，使加热停止。,84,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图8.59所示为电流表延时接入电路的控制线路。,85,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图8.59所示为电流表延时接入电路的控制线路。用电流表测量鼠笼式异步电动机的电流，为防止电流表被启动电流冲击损坏，在电动机启动过程中将电流表用时间继电器KT的常闭触头短路，经过一定时间后电动机启动完毕，KT延时动作，常闭触头断开，电流表自动接入电路。 在电磁铁和电磁离合器的控制电路中，为加快其启动过程，常采用强迫励磁，用此电路来切换强迫励磁电路。,86,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(2)鼠笼式异步电动机定子串电阻启动的自动控制线路：为限制异步电动机的启动电流，避免对电网的影响，可在电动机定子端串联电阻实行降压启动， 但电动机启动后，应该将启动电阻切除，使电动机处于全压运行。,87,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图8.60所示线路为实现上述要求的按时间控制的一种自动控制线路。如C618车床GM组的原动机就是用这线路。,88,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,按下启动按钮1SB，接触器线圈1KM立即动作，于是在电动机M的定子中串入电阻Rst降压启动， 与此同时，1KM的一个动合辅助触点自锁工作，另一个接通时间继电器KT的线圈，开始延时，待电动机启动完了，延时结束，KT的延时闭合触点闭合使接触器2KM得电， 2KM的动合主触点将启动电阻Rst短接，电动机全电压工作，这时2KM的动断辅助触点断开1KM线圈的回路，另一个动合触点使其自锁。,89,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(3)鼠笼式异步电动机Y一换接启动的自动控制线路：如果电动机定子绕组在正常工作时是作三角形连接的(即定子每相绕组额定电压等于电源电压)，那么在启动时可先把定子绕组接成星形再接入电源进行降压启动，等到电动机达到运行的转速时，再把定子绕组接成三角形加上全电压运行。 图8.61所示线路为实现上述要求的按时间控制的一种自动控制线路。如MQ1350外圆磨床之砂轮电动机M就是用这线路。,90,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,91,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,按下启动按钮1SB，时间继电器KT得电，KT的延时断开的动合触点瞬时闭合，使1KM得电，1KM的两个动合触点使定子绕组接成星形，另一个使3KM得电，3KM之动合主触点把电动机接上电源进行降压启动，其动合辅助触点自锁，动断触点使KT失电， 经过一段延时后，电动机已达到运行转速，此时KT的延时断开动合触点断开，使1KM失电，接着2KM得电，使电动机定子绕组由星形换接到三角形连接而加上全电压运行。,92,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(4)线绕式异步电动机转子串电阻启动的自动控制线路：线绕式异步电动机的启动是采用转子电路内串接电阻的方法进行的， 即启动时，在转子电路内接入全部启动电阻，然后将定子接入电源开始启动，再逐步减少启动电阻，使电动机的转速不断上升， 到启动终了时，将启动电阻全部从转子电路切除，而使转子绕组短接，电动机进入正常运行。这个过程可按时间方法进行控制，,93,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,图8.30线路为实现上述要求的按时间控制的自动控制线路。,94,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,按下启动按钮1SB，KM得电并自锁，KM之动合主触点闭合，使电动机带有全部启动电阻接入电源开始启动，KM之动合辅助触点使时间继电器1KT得电，经过一段延时后，电动机的转速已升到一定值， 此时1KT的延时闭合的动合触点才闭合，使1KMa得电，其动合触点闭合，一则切除一段启动电阻1Rst，使电动机加速启动，二则接通2KT。,95,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,再经过一段延时后，电动机的转速已进一步上升，2KT的延时闭合的动合触点才闭合，使2KMa得电，其动合触点将全部启动电阻切除，而使转子绕组短接，电动机再一次加速启动，直到正常运行。 2KMa的动断触点使1KT、1KMa失电，从而延长了这两个电器的寿命和节约了电能。,96,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(5)他励直流电动机启动的自动控制线路： 在直流电动机启动过程中，存在着大的启动电流，而电动机受换向限制仅能允许一定的电流， 因此，直流电动机不能直接启动，需要在电枢回路中串电阻启动。但生产要求迅速启动，而电枢串电阻启动慢，为解决此问题，电动机电枢回路所串电阻启动至一定时刻应自动分段切除。图8.62所示线路为实现上述要求的按时间控制的自动控制线路。,97,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,98,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,合上闸刀，电动机励磁绕组WF就有电，准备工作，同时时间继电器1KT得电，将其延时闭合的动断触点瞬时断开。 当按下启动按钮1SB后，KM得电，其触点闭合，电动机启动，此时启动电流很大，但由于串入了1Rst ，2Rst 两段启动电阻，电流被限制在换向的允许范围内，启动电流在1Rst上引起的电压降使2KT动作，其延时闭合的动断触点瞬时断开；,99,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,KM的动断触点使1KT失电，经一段延时后将其延时闭合的动断触点闭合，使1KMA得电，它的主触点将1Rst和2KT短接，前者使电动机加速启动，后者使2KT延时一段时间后才将其延时闭合的动断触点闭合，从而使2KMA得电，将第二段启动电阻2Rst短接，电动机启动完毕。 由于电动机励磁绕组的电感很大，在拉开闸刀时，易于产生高压将励磁绕组绝缘击穿，为避免这类事故，在励磁绕组两端并联放电电阻Ra，它的大小一般选择为励磁绕组电阻的4倍5倍。,100,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(6)鼠笼式异步电动机能耗制动的自动控制线路：在鼠笼式异步电动机能耗制动的过程中，要求电动机从三相交流电网断开后，立即在定子绕组任意两相间加上直流电源进行制动，而当制动结束时，要切除直流电源。 图8.63所示线路为实现上述要求的按时间控制的自动控制线路。,101,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,102,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,按下停止按钮2SB，KM失电，将电动机从交流电网中切除，同时，2SB使带有延时机构的制动接触器KMB得电，KMB之动合触点将直流电源（经变压器T和固体整流器SR而获得)接入电动机定子绕组，使电动机进入能耗制动状态。 KMB自锁，保证松开2SB后KMB暂时不致断电。而在KMB得电时，与它相连接的延时机构动作，经过一段延时后，将其延时断开的动断触点断开，使KMB失电，将接入电动机定子的直流电源切除，且其自锁触点断开，KMB将不会重新得电。,103,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(7)按时间和行程控制无进刀切削的自动控制线路：时间继电器广泛地应用于机床加工工艺过程的自动化中，如在实现无进刀切削时，刀具需要在切削终了位置停留一段时间。 如图8.64(a)所示，当刀具运动至2ST处时，停留一段时间，然后开始返回。图8.64(b)所示线路为实现此要求的控制线路。,104,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,105,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,当按下1SB时，FKM得电，使电动机传动刀架A进给移动，移动至挡块B压下2ST时，2ST之动断触点断开，使FKM失电，电动机停转，刀架停止进给，同时2ST之动合触点使KT得电，经一定延时后才将其延时闭合的动合触点闭合，使RKM得电，电动机反转，刀架返回，直至压下1ST时，电动机停转，刀架停止移动而停在原位。 这种自动循环延时控制线路，在自动线和组合机床中常用到。,106,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,3、按速度的自动控制 由于电动机的启动或制动时间与负载力矩的大小等因素有关，因此，按时间方法控制电动机的启动或制动过程是不够准确的，在反接制动的情况下，甚至有使电动机反转的可能。 为了准确地控制电动机的启动和制动，需要直接测量速度信号，再用此速度信号进行控制，这就产生了按速度控制的自动控制线路。,107,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,108,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,在机床中广泛地应用速度继电器以实现电动机反接制动的自动控制，图8.66所示线路为交流异步电动机反接制动的自动控制线路。,109,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,当按下1SB后，KM即得电使电动机旋转。KM的动断触点断开，使制动接触器有可能得电。 当电动机启动至一定转速时速度继电器KS就动作，将动合触点KS闭合，为KMB的通电作好准备。因此当按2SB时，KM失电，其动断触点闭合，使KMB得电，电动机反接制动，转速迅速下降。 当转速接近于零时，KS之动合触点断开，KMB失电，从而将电动机自电网上切除。,110,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,由于在反接制动时，电动机电流很大，因此在控制容量较大的电动机时，反接制动过程中尚需串入反接制动电阻RB。 4、按电流的自动控制 在机床电气控制系统中，除按测量其位移、速度、时间等进行自动控制外，还可以测量电动机的电流来进行控制，如电动机的启动过程可以根据电流的大小进行控制，以逐步切除启动电阻，进行启动。,111,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,有时根据生产需要，还要求测量出负载的机械力大小进行控制， 例如，机床的进刀传动，当主轴负载过大时，要求减小其进刀量。又如各种机床的夹紧机构，当夹紧力达到一定时，要求给出信号使电动机停止。机床的负载与机械力，在交流异步电动机或直流他激电动机中，往往与电流成正比， 测量电流值即能反映负载或机械力大小，电流值可以采用电流继电器、电流互感器等元件来测量。,112,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,下面分析图8.67所示的龙 门刨床工作台拖动系统(GM组)的电动机定子串电阻启动的自动控制线路。,113,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,按下1SB，加速接触器KMA得电并自锁(此时KM不可能得电，因复合按钮1SB将其电路断开了)，使得电动机定子绕组串入电阻Rst，接上电源进行降压启动。 在刚接通瞬间，启动电流较大，电流继电器KA得电动作，其动断触点是打开的，KM在1SB复位后也不能得电动作。 当电动机达到相当高的转速时，定子电流下降到使KA释放，其动断触点闭合，KM才得电并自锁，KM的动合触点把Rst短接，使电动机加上额定电压正常运行。,114,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,实际上，绕线式转子电路串电阻的启动和他激直流电动机电枢电路串电阻的启动，都可以按电流控制来实现。 在实际应用中，为了实现一个工艺过程的控制要求，需要同时采用几种控制方法。 下面是横梁移动控制线路。,115,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,立式车床、龙门刨床、龙门铣床的工作，要求其横梁能根据其工件的不同高度，进行上下调整移动； 进行切削时，要求横梁必须夹紧在立柱上，以保证加工质量和工作安全可靠。 为了实现这些要求，在小型机床上，一般用手动操作，有的横梁移动用电动机拖动而夹紧用手动(如C5112单柱立式车床) ；但在中型、重型机床上，一般常用两个电动机分别拖动，即一个电动机拖动横梁上下移动。,116,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,另一个电动机拖动夹紧机构，如图8.68所示，且采取上下移动与夹紧的互锁控制，即移动一次，只需按一个按钮，就能自动完成放松移动夹紧的全部过程。具体地说，对这种控制的基本要求是：,117,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(1)操作一般是“点动”，即按一下移动一下，不按则停止； (2)操作(按下按钮)后的动作顺序是，首先使横梁夹紧机构自动放松，到完全放松后夹紧电动机自动停止，接着自动启动移动电动机，使横梁向上(或向下)移动(通常采用按行程的控制来实现这个过程的转移)；,118,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(3)停止操作后(松开按钮后)，横梁应立刻停止移动，然后将横梁自动夹紧于立柱上； (4)当夹紧到一定程度（应保证一定的夹紧力)后，自动将夹紧电动机停止，夹紧力的控制可以采用各种方法，常用测量电流来反映夹紧力，即采用按电流的控制； (5)横梁在上下两个方向移动的距离，应受到限制，向上不应碰到上梁，向下不应碰到左右侧刀架（通常用行程开关保证）；,119,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(6)横梁移动与夹紧机构要相互连锁，两者不能同时动作，横梁移动与主拖动（如工作台）要相互连锁，两者也不能同时动作。 为了实现这些要求可以采用多种控制线路，图8.69线路为B228龙门刨床横梁移动和夹紧的控制线路，它是一种用得较普遍的线路。,120,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,121,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,线路工作过程如下： 当主拖动(工作台)不工作时，接触器KM的动断触点闭合，这时才能开动横梁，如需横梁下降，则按下降按钮2SB；2RKM得电，电动机M2反转使横梁放松，2RKM的动断触点断开，使2FKM不能得电，与2RKM得电的同时，KT得电，将其延时断开的动合触点闭合，为夹紧接触器2FKM得电作好准备；,122,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,当横梁完全放松后，凸轮之挡块1压住行程开关lST，使其动断触点断开，2RKM失电，夹紧电动机停止，而其动合触点闭合，使1RKM得电，横梁移动电动机M1反转，横梁下降； 当横梁下降到所需要的位置时，放开下降按钮，1RKM失电，移动电动机M1停止，横梁停止移动，与此同时KT也失电，但其动合触点要延时才打开；故这时使2FKM得电并自锁，夹紧电动机M2正转，横梁开始夹紧，而1ST恢复原状，为下一次横梁移动作好准备，此时2RKM已不能得电(因2FKM的动断触点和整个按钮都已断开)；,123,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,当横梁夹紧至一定压力时，夹紧电动机不能旋转，电流增大，接在夹紧电动机主回路中的过流继电器KOC动作，断开2FKM，夹紧电动机自动停车。 横梁上升的工作过程与下降相似，只要按上升按钮1SB即可。,124,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,为了限制横梁的上下行程，线路中采用了限位开关3ST，4ST，5ST进行保护。 根据不同的具体情况，还有许多要求，如：为了提高机床的加工精度，要求横梁下降后要消除丝杆与螺母啮合处的空隙； 有些重型机床要求上升时，先下降一下再上升，以便容易上升；有的要求不是“点动”而需“自锁”，因横梁移动的速度是很慢的，特别是巨型机床上，横梁移动的距离很长，按按钮的时间很长；有的还要热保护等。这些要求通过自动控制都可以实现。,125,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,分析机床电气控制原理线路图的一般步骤： (1)必须了解机床各部件的运动情况和它对电气控制的要求，以及拖动这些运动部件所用电动机等电气设备的用途 ； (2)了解图中各电器的代表符号及其作用，可由电气设备一览表进行了解；,126,8.6.3 生产机械中常用的几种自动控制方法,(3)看懂各控制开关(如转换开关QB，万能转换开关SO等)的工作表(即各控制开关中触点的接通情况