CA6140车床电气控制 (4)

1、1PLCPLC原理及应用原理及应用 第第2 2讲讲 讲解内容讲解内容：2 电气控制的基本线路电气控制的基本线路 2.1电气控制线路的设计、绘制及分析电气控制线路的设计、绘制及分析 2.2基本电气控制线路基本电气控制线路 学习说明：学习说明：本讲是学习电气控制设计基础。重点掌握：本讲是学习电气控制设计基础。重点掌握：1.电气控制线路的电气控制线路的设计设计、绘制绘制及及分析分析；2. 电气控制线路基本环节：电气控制线路基本环节： 22 2 电气控制的基本线路电气控制的基本线路u任何复杂的电器控制线路都是按照一定的任何复杂的电器控制线路都是按照一定的，由，由组成的。组成的。是是。：电气原理图、电气

2、接线图、电电气原理图、电气接线图、电器布置图。器布置图。是根据工作原理而绘制的，具有是根据工作原理而绘制的，具有、和和的工作原理等优点。的工作原理等优点。l 电器控制线路常用的图形、文字符号电器控制线路常用的图形、文字符号。3 根据电路通过的电流大小可分为根据电路通过的电流大小可分为和和。 包括从电源到电动机的电路，是包括从电源到电动机的电路，是通过的部通过的部分，用分，用画在原理图的画在原理图的。 是通过是通过的电路，一般由按钮、电器元件的电路，一般由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成，用画在原理图的画在原理图的。 同一

3、电器元件的各部件可以同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同类电器，不画在一起，但需用同一文字符号标出。若有多个同类电器，可在文字符号后加上数字序号，如可在文字符号后加上数字序号，如KM1、KM2等。等。 注意注意：所有按钮、触点均按所有按钮、触点均按。控制电路的分支线路，原则上按照动作。控制电路的分支线路，原则上按照动作，两线交叉连接时的电气连接点须用，两线交叉连接时的电气连接点须用。41.1 1.1 电气控制线路的设计、绘制及分析电气控制线路的设计、绘制及分析 满足技术、经济指标要求，操作、维修方便的基本要求。通过满足技术、经济指标要求，操作、维修方便的基本要

4、求。通过优选器件，提高可靠性，延长寿命，提高产品的竞争力。优选器件，提高可靠性，延长寿命，提高产品的竞争力。 1.拟订设计的任务书。拟订设计的任务书。 2.选择拖动方案和控制方式。选择拖动方案和控制方式。 3.设计电气原理图及合理选择元件（原理设计）。设计电气原理图及合理选择元件（原理设计）。 4.绘制电气安装接线图（工艺设计）绘制电气安装接线图（工艺设计）。 5.汇总资料，编写说明书。汇总资料，编写说明书。5 1.选用典型环节。选用典型环节。 2.合理设计电路：合理设计电路：必要时，可以使用逻辑代数化简电路，必要时，可以使用逻辑代数化简电路，优化电路结构。优化电路结构。 设计电气原理图时，还

5、要考虑工程施工的要求。设计电气原理图时，还要考虑工程施工的要求。图图2-1 控制电路控制电路例如例如（双控）（双控）图图2-1b与图与图2-1a相比，相比，具有节省连接导线，具有节省连接导线，可靠性高。可靠性高。（三）设计的一般规律（三）设计的一般规律6 减少控制触点，提高可靠性减少控制触点，提高可靠性（a）（b）图图2-2 控制电路控制电路例如例如:图图2-2a电路中，电路中，继电器线圈电流继电器线圈电流需要依次流过多需要依次流过多个触点。个触点。图图2-2b的控制电的控制电路每一个继电器路每一个继电器线圈电流仅流过线圈电流仅流过一个触点，可靠一个触点，可靠性得到提高。性得到提高。7 防止竞

6、争现象防止竞争现象图图2-3 反身自停电路反身自停电路例如例如:图图2-3a为反身为反身自停电路，存自停电路，存在电气导通的在电气导通的竞争现象。竞争现象。图图2-3b为无竞为无竞争的反身自停争的反身自停电路。电路。继电、接触器继电、接触器控制电路不得用自身控制电路不得用自身触点切断线圈的导电触点切断线圈的导电电路。电路。8（四）设计的基本方法（四）设计的基本方法 电气控制原理设计方法有两种，电气控制原理设计方法有两种，经验设计法经验设计法和和逻辑代数设计法逻辑代数设计法。 1.经验设计法经验设计法 （1）电气控制设计步骤）电气控制设计步骤 （2）常用的经验设计方法）常用的经验设计方法 根据生

7、产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。并加以补充修改，综合成所需的控制电路。 没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。 （3）经验设计的特点）经验设计的特点 设计方法简单易于掌握，使用广泛。设计方法简单易于掌握，使用广泛。 要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。要求设计者

8、有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。 设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。 不宜获得最佳设计方案。不宜获得最佳设计方案。92.逻辑设计法逻辑设计法 利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。和步骤，设计出符合要求的控制电路。 该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设

9、计优点。电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。10112.2 2.2 基本电气控制线路基本电气控制线路：在：在时时，小容量笼型电动机，小容量笼型电动机可直可直接起动。接起动。 ：是电气设备少，线路简单。是电气设备少，线路简单。 ：是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电是起动电流大，引起供电系统电压波动，干扰其它用电设备的正常工作。设备的正常工作。 ： ：由由、组成；组成； ：由起动由起动和和组成。组成。12图图2-4 实现点动的控制线路实现点动的控制线路13：在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转在实际生产中往往要求电动机实现长时间连续转动，即所谓长动控制。动，即所谓长动控

10、制。：由由刀开关刀开关QS、熔断器熔断器FU、接触器的主触点接触器的主触点KM 、热继电器发热元件热继电器发热元件FR、电动机电动机M接地保护接地保护PEPE组成；组成；：由由停止按钮停止按钮SB2、起动按钮起动按钮SB1、接触器的常开接触器的常开辅助触点辅助触点和和线圈线圈KM 、热继电器的常闭触点热继电器的常闭触点FR组成。组成。14：合上刀开关合上刀开关QS按下起动按下起动按钮按钮SB2接触器线圈接触器线圈KM通电通电接触接触器主触点器主触点KM闭合和常开辅助触点闭合闭合和常开辅助触点闭合电动机电动机M接通电源运转；松开起动接通电源运转；松开起动按钮按钮SB2，利用接通的接触器常开辅，利

11、用接通的接触器常开辅助触点助触点KM自锁、电动机自锁、电动机M连续运转。连续运转。：这种依靠接触器自身辅助常这种依靠接触器自身辅助常开触点的闭合而使线圈保持通电的控制开触点的闭合而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。方式，称自锁或自保。：按下停止按钮按下停止按钮SB1接触接触器线圈器线圈KM断电断电接触器主触点接触器主触点KM和和辅助常开触点辅助常开触点KM断开断开电动机电动机M断电断电停转。停转。：图图2-5 长动控制线路长动控制线路1516 在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要在生产实践中，机床调整完毕后，需要连续进行切削加工，则要求电动机既能实现点动又能实现长动。

12、求电动机既能实现点动又能实现长动。 图图2-6 点动和长动结合的控制线路点动和长动结合的控制线路17开关切换开关切换点动控制：点动控制：SA断开断开FU1KMM3FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制电路控制电路图图2-6a的线路比较简单，采用钮子开关的线路比较简单，采用钮子开关SA实现点动和长动控制。实现点动和长动控制。连续控制：连续控制：SA闭合闭合 18采用钮子开关采用钮子开关SASA实现点动和长动控制实现点动和长动控制19按钮切换按钮切换工作原理：工作原理： 连续控制：按下连续控制：按下按钮按钮SB1 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB3FU1KMM

13、3FRQL1L3L2主电路主电路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制电路控制电路图图2-6b的线路采用复合按钮的线路采用复合按钮SB3实现控制。实现控制。2021中间继电器中间继电器KAKA控制控制工作原理：工作原理： 连续控制：按下连续控制：按下按钮按钮SB3 点动控制：按下按钮点动控制：按下按钮SB2图图2-6c的线路采用中间继电器的线路采用中间继电器KA实现控制。实现控制。22思考思考KMSB1KMSB2FRSB2324主电路：主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正

14、转按钮反转按钮反转按钮工作原理：工作原理：基本控制电路基本控制电路缺点：缺点：25控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器联锁接触器联锁(电气互锁电气互锁)按钮联锁按钮联锁(机械互锁机械互锁)控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器联锁联锁优点：优点：工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操作不便操作不便26控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点： 操作方便操作方便控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：缺点：易产生故障易产生故障接触器联锁接触器联锁(电气互锁电气互锁)按钮联锁按钮

15、联锁(机械互锁机械互锁)27控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点： 安全可靠，安全可靠，操作方便操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图控制电路图2829 a） b） c）图图a、b、c是电动机正、反转控制线路是电动机正、反转控制线路 a)无互锁控制电路无互锁控制电路 b)具有电气互锁的控制电路具有电气互锁的控制电路 c)具有复合互锁的控制电路（具有复合互锁的控制电路（完美完美）30313233SB1SB2KMKM(a)SB1SB2KMKM(b)SB1SB2KM(c)SB1KM(d)SB2KMKM34解：解：图（图（a）电路中

16、，）电路中， KM的辅助常开触头不仅锁住了的辅助常开触头不仅锁住了SB2， 而而且也锁住了且也锁住了SB1。 因此，因此， 在按下在按下SB2使接触器使接触器KM线圈通电，线圈通电， 其常开触头其常开触头KM实现自锁作用后，实现自锁作用后， 再按下再按下SB1时，时， 线圈线圈KM不会不会断电，断电， 即起动电动机后就无法用按钮即起动电动机后就无法用按钮SB1使它停转，使它停转， 停止按钮停止按钮SB1失去了作用。失去了作用。图（图（c）电路中，）电路中， 接触器接触器KM的常开触头与线圈并联，的常开触头与线圈并联， 按下按下SB2时接触器线圈通电，时接触器线圈通电， 其常开触头闭合，其常开触

17、头闭合， 造成短路，造成短路， 会烧断熔会烧断熔断器中的熔体。断器中的熔体。 图（图（d）电路中，）电路中， 用一个按钮用一个按钮SB1的常开和常闭两个触头替代的常开和常闭两个触头替代原电路中的起动和停止两个按钮。原电路中的起动和停止两个按钮。 当按下按钮当按下按钮SB1时，时， 由于按由于按钮的结构特点通常是常闭触头先断开，钮的结构特点通常是常闭触头先断开， 常开触头后闭合，常开触头后闭合， 因因此无法使接触器线圈通电，此无法使接触器线圈通电， 电动机也就无法起动。电动机也就无法起动。 35FRSB1KML1L2L3FUKMFRM3KMSB3SB2QS36电路中两个起动按钮是有区别的。电路中

18、两个起动按钮是有区别的。 SB3是常开常闭组合按钮，是常开常闭组合按钮， 它的常闭触头串它的常闭触头串联在自锁电路中，联在自锁电路中， 因此在按下因此在按下SB3时，时， 先切先切断自锁电路，断自锁电路， 使接触器使接触器KM不能自锁，不能自锁， 故故SB3只能起点动控制作用。只能起点动控制作用。 而而SB2则是普通则是普通的起动按钮，的起动按钮， 在按下在按下SB2时，时， 自锁电路能起自锁电路能起作用。作用。 由此可见，由此可见， 本电路是既可点动又可使本电路是既可点动又可使电动机连续运行的控制电路。电动机连续运行的控制电路。37 2-1某机床的电动机为某机床的电动机为J02-42-4型，额定功率型，额定功率5.5kW，电压为电压为380V