chap典型设备电气控制系统分析实用PPT课件

1、第5章 典型设备电气控制系统分析第1页/共77页2第5章典型设备电气控制系统分析 5.1 电气设备控制系统分析概述 5.2 普通车床电气控制系统分析 5.3 卧式铣床电气控制系统分析 5.4 组合机床电气控制系统分析（自学） 5.5 电气控制系统电路图设计基础第2页/共77页35.1电气设备控制系统分析概述 机械设备分析 设备的功能、结构 拖动方式、传动系统 主要技术指标 工作原理 电气系统分析 基础：前面学习过的各种电器元件的工作原理、作用 电动机的容量、型号、作用及控制要求第3页/共77页45.1电气设备控制系统分析概述 机械设备与电气控制系统的关系分析 位置等信号的检测用的传感器的安装

2、传感器信号如何送到电气控制电路 电动机如何将运动通过机械机构传送到控制点 电气控制系统分析方法 拖动（主电路）电路电动机、液压回路、气压回路 起动、制动、正反等基本主电路及其控制电路 分析顺序： 设备运动分析拖动系统分析（主电路、液压回路、气压回路） 控制电路分析（电器顺序动作分析法、逻辑代数表达式分析）第4页/共77页55.2 普通车床电气控制系统分析一、C650-2车床设备特点：设备特点： 主轴及进给机构工作由一台主电主轴及进给机构工作由一台主电动机驱动；动机驱动； 进给机构的快速移动、冷却及润进给机构的快速移动、冷却及润滑分别由单独电动机驱动；滑分别由单独电动机驱动；工作及控制要求：工作

3、及控制要求： 主轴起动及正反转控制；主轴起动及正反转控制； 制动控制；制动控制； 点动与长动控制；点动与长动控制；第5页/共77页65.2 普通车床电气控制系统分析第6页/共77页75.2 普通车床电气控制系统分析二、主电路 三台电动机 主电动机M1： 主轴运动、刀架进给运动 正反转 R为点动力限流电阻 PA电流表（电流互感器）：调整切削用量，以使电动机实际电流约为其额定电流；当电动机正、反向起动时，KT闭合，以防起动大电流损坏PA SR速度继电器：用于反接制动第7页/共77页85.2 普通车床电气控制系统分析二、主电路 冷却泵M2： 快速移动电动机M3 拖动溜板箱带动刀架快速移动，用于调整

4、其它 FU、QS FR1、FR2，M3电动机无FR（ ？ ）第8页/共77页95.2 普通车床电气控制系统分析三、控制电路分析 主电动机点动控制 主电动机的起动、正反转控制 主电动机的反接制动控制 冷却泵电动机控制 刀架快移控制第9页/共77页105.2 普通车床电气控制系统分析1、点动控制按SB2KM1有电无自锁KM3无电M1串联电阻正向点动第10页/共77页115.2 普通车床电气控制系统分析2、M1的起动与正反转控制（1）正向直接起动（全压）正向直接起动（全压）按按SB3KM3、KT有电有电KM3主触点闭合；主触点闭合；电流表电流表PA被短接；被短接；KA有电有电KM1有电并有电并自锁自

5、锁;断开制动控制电路断开制动控制电路KT延时时间到延时时间到时，电流表显示电流时，电流表显示电流第11页/共77页125.2 普通车床电气控制系统分析2、M1的起动与正反转控制（2）反向直接起动（全压）反向直接起动（全压）按按SB4KM3、KT有电有电KM3主触点闭合；主触点闭合；电流表电流表PA被短接；被短接；KA有电有电KM2有电并有电并自锁自锁;断开制动控制电路断开制动控制电路KT延时时间到延时时间到时，电流表显示电流时，电流表显示电流第12页/共77页135.2 普通车床电气控制系统分析3、M1的反接制动的反接制动（1）正向运行的反接制动）正向运行的反接制动正转时（正转时（KM1有电）

6、：有电）：SR-2闭合、闭合、KA常闭触点断开常闭触点断开 按按SB1 所所有线圈断电，它们的触点都复位有线圈断电，它们的触点都复位 ，M1断电断电 但仍惯性旋转但仍惯性旋转 松开松开SB1，KM2有电有电 反接制动反接制动 当当M1的的转速低于转速低于100 r/m ，SR-2断开断开 KM2线圈断电线圈断电 M1断电，制动结断电，制动结束束 。第13页/共77页145.2 普通车床电气控制系统分析3、M1的反接制动的反接制动（2）反向运行的反接制动）反向运行的反接制动反转时（反转时（KM2有电）：有电）：SR-1闭合、闭合、 断开断开 按按SB1 所有线圈断电，它们的触所有线圈断电，它们的

7、触点都复位点都复位 ，M1断电断电 但仍惯性旋转但仍惯性旋转 松开松开SB1，KM1有电有电 反接制动反接制动 当当M1的转速低于的转速低于100 r/m ，SR-1断开断开 KM1线圈断电线圈断电 M1断电，制动结束断电，制动结束 。KA正、反向运行的反接制正、反向运行的反接制动的区别：动的区别：正向运行：正向运行：KM1有电、有电、SR-2闭合，用闭合，用KM2反接制动反接制动反向运行：反向运行： KM2有电、有电、SR-1闭合，用闭合，用KM1反接制动反接制动第14页/共77页155.2 普通车床电气控制系统分析4、冷却泵电动机、冷却泵电动机M2的控制的控制SB6、SB5起动、停止按钮起

8、动、停止按钮第15页/共77页165.2 普通车床电气控制系统分析5、刀架快移控制、刀架快移控制操作手柄压操作手柄压SQ KM5线圈有电线圈有电 M3旋转旋转 溜板箱带动刀架快移溜板箱带动刀架快移 手柄复位手柄复位 SQ复位复位 KM5线圈断电线圈断电 M3停止停止点动点动 第16页/共77页175.2 普通车床电气控制系统分析6、照明电路，控制变压器、照明电路，控制变压器第17页/共77页185.3 铣床电气控制系统分析设备特点及工作控制要求分析第18页/共77页195.3 铣床电气控制系统分析设备特点及工作控制要求分析主轴运动主轴运动带动铣刀正反转铣削；带动铣刀正反转铣削；进给机构进给机构

9、 水平工作台，完成纵、横、垂直方向运动水平工作台，完成纵、横、垂直方向运动 圆工作台，完成回转运动圆工作台，完成回转运动第19页/共77页205.3 铣床电气控制系统分析设备特点及工作控制要求分析设备驱动特点：设备驱动特点：工作及控制要求：工作及控制要求： 主轴由一台主电机（M1M1）驱动 进给机构工作由进给电动机（M2M2）驱动 冷却及润滑分别由单独电动机驱动起动及正反转控制；点动与长动控制；联锁控制等主轴电动机（M1M1）控制要求：起动及正反转控制；制动控制；点动与长动等控制；进给电动机（M2M2）控制要求：第20页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析设备特点及工作控制要求分析设备特点：

10、设备特点：* 铣刀为主运动，顺铣正转，逆铣反转；铣刀为主运动，顺铣正转，逆铣反转； * 工件夹持在工作台上，完成进给运动；工件夹持在工作台上，完成进给运动； * 水平工作台具有六个移动方向，旋转工作台水平工作台具有六个移动方向，旋转工作台 转动，所有运动具有联锁保护控制；转动，所有运动具有联锁保护控制； * 主轴电机主轴电机 M1及进给驱动电机及进给驱动电机M2； * 冷却泵驱动电机冷却泵驱动电机 M3 ； 工作及控制要求：工作及控制要求：M1 直接起动、正反转、制动、点动；直接起动、正反转、制动、点动； M2 直接起动，正反转、联锁、点动；直接起动，正反转、联锁、点动； M3 直接起动，持续

11、工作；直接起动，持续工作；第21页/共77页225.3 铣床电气控制系统分析主电路分析主电路分析（1 1）主轴电动机 M1 M1 控制（2 2）进给电动机）进给电动机 M2 M2 控制控制（3 3）冷却泵驱动电动机）冷却泵驱动电动机M3M3控制控制 正反转由选择开关 SA5 SA5 控制； 电动机起动由KM1KM1控制； 选择开关SA3SA3直接控制； KM2 KM2和KM3KM3控制正反转；第22页/共77页235.3 铣床电气控制系统分析 控制系统电路组成以及控制功能的实现 控制电路分析第23页/共77页245.3 铣床电气控制系统分析* * 交流部分交流部分-对对M1M1的控制、对的控制

12、、对M2M2的控制的控制* * 直流部分直流部分-制动控制、进给传动链与快速传动链切换制动控制、进给传动链与快速传动链切换控制部分电路划分：使用选择开关SASA组合不同控制电路第24页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析(1) 控制控制 M1 的电路分析的电路分析 M1 M1 起动控制：起动控制：M1 M1 制动控制以及换刀制动控制：M1 M1 变速时的瞬时点动控制：组合开关 SA5 SA5 选择转动方向；组合开关 SA2 SA2 选择正常工作或上刀制动； 两地点控制停车制动 SB1SB1、SB2 SB2 换刀制动 SA2 SA2 SQ7SQ7控制电路分析控制电路分析第25页/共77页5.3

13、 铣床电气控制系统分析(2) (2) 控制 M2 M2 的电路分析第26页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析SA1-1SA1-2SA1-3水平工作水平工作台工作台工作+-+圆工作台圆工作台工作工作-+-控制 M2 M2 的电路分析1) 水平工作台纵向运动控制第27页/共77页285.3 铣床电气控制系统分析控制 M2 M2 的电路分析1)水平工作台纵向运动控制SA1处于水平工作台位置SA1-1和SA1-3合，SA1-2断通过SQ1和SQ2来控制第28页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析控制 M2 M2 的电路分析1)水平工作台纵向运动控制向右进给 SQ1-1合，SQ1-2断 SQ2-1

14、断，SQ2-2合 SQ3-1断，SQ3-2合 SQ4-1断，SQ4-2合 SA1-1和SA1-3合，SA1-2断向左进给 SQ2-1合，SQ2-2断 SQ1-1断，SQ1-2合 SQ3-1断，SQ3-2合 SQ4-1断，SQ4-2合 SA1-1和SA1-3合，SA1-2断第29页/共77页305.3 铣床电气控制系统分析控制 M2 M2 的电路分析1)水平工作台垂直、横向运动控制SA1处于水平工作台位置SA1-1和SA1-3合，SA1-2断通过SQ3和SQ4来控制第30页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析控制 M2 M2 的电路分析1)水平工作台垂直、横向运动控制向下、前进给 SQ3-1合

15、，SQ3-2断 SQ4-1断，SQ4-2合 SQ1-1断，SQ1-2合 SQ2-1断，SQ2-2合 SA1-1和SA1-3合，SA1-2断向上、后进给 SQ4-1合，SQ4-2断 SQ3-1断，SQ3-2合 SQ1-1断，SQ1-2合 SQ2-1断，SQ2-2合 SA1-1和SA1-3合，SA1-2断第31页/共77页5.3 铣床电气控制系统分析水平工水平工作台工作台工作作圆工作圆工作台工作台工作SA1-1+-SA1-2-+SA1-3+-2) 圆工作台 运动控制控制 M2 M2 的电路分析第32页/共77页1. 1. 设备特点及工作控制要求设备特点及工作控制要求设备构成：设备构成：由通用部件+

16、专用部件组成设备工作要求：多机多刀同时工作；自动循环工作；采用电动机或液压系统驱动。针对特定工件、特定加工而设计的自动化高效率专用机床5.4 组合机床电气控制系统分析第33页/共77页2. 组合机床设备配置形式组合机床设备配置形式电气控制对象：电气控制对象：动力头、动力滑台、回转工作台、刀具电动机，油泵电动机等动力头、动力滑台、回转工作台、刀具电动机，油泵电动机等5.4 组合机床电气控制系统分析第34页/共77页例例 双面粗铣组合机床运动分析双面粗铣组合机床运动分析设备特点：设备特点：* * 左右两动力滑台移动进行左右两动力滑台移动进行 铣削加工；铣削加工；* * 工件夹持在铣削工作台上；工件

17、夹持在铣削工作台上；* * 液压系统驱动滑台移动，液压系统驱动滑台移动，* * 电机电机M1M1驱动液压泵；驱动液压泵； * * 刀具电机刀具电机M2M2及及 M3 M3 ；运动分析：运动分析：工作循环图工作循环图5.4 组合机床电气控制系统分析第35页/共77页4. 4. 控制系统分析控制系统分析* 油泵电动机 M1 控制电动机由KM1控制直接起动； * 刀具电机刀具电机 M2、M3 控制控制 由由KM2和和KM3分别控制；分别控制；（1）主电路分析5.4 组合机床电气控制系统分析例例 双面粗铣组合机床运动分析双面粗铣组合机床运动分析第36页/共77页信号配置信号配置控制流程图控制流程图第3

18、7页/共77页（2）控制电路分析）控制电路分析（交流部分、直流部分）（交流部分、直流部分）* 交流部分交流部分 对对M1、M2、M3实现控制；实现控制；1） KM1控制控制 M1 直接起动（油泵）直接起动（油泵）2）KM23控制控制M2、M3 直接起动：直接起动： M2、M3同时起动；同时起动； SA1、SA2 选择工作电动机；选择工作电动机； KA1、KA8 快进工步接通电动机；快进工步接通电动机； SB4 手动起动刀具电动机；手动起动刀具电动机； 3）KM1 控制控制M1与与 M2/3顺序起动顺序起动5.4 组合机床电气控制系统分析第38页/共77页* 直流部分 对电磁阀YV实现工作循环控

19、制；* 使用使用SA选择控制方式选择控制方式 全自动循环、半自动循环、手动调整；全自动循环、半自动循环、手动调整；5.4 组合机床电气控制系统分析（2）控制电路分析）控制电路分析第39页/共77页405.5电气控制系统电路图设计基础 基本原则 基本方法 逻辑设计 注意事项 设计举例第40页/共77页415.5电气控制系统电路图设计基础5.5.1 控制电路设计的基本原则o最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求第41页/共77页425.5电气控制系统电路图设计基础5.5.1 控制电路设计的基本原则o在满足要求的前提下，力求控制线路简单经济，选用标准的、常用的环节长动与点动互锁，自锁顺序起

20、停正反向多地起动第42页/共77页435.5电气控制系统电路图设计基础5.5.1 控制电路设计的基本原则o保证控制线路工作的可靠性短路保护过载保护联锁保护零压和欠压保护限位保护过电流保护第43页/共77页445.5电气控制系统电路图设计基础5.5.1 控制电路设计的基本原则o操作和维修方便操作简单备用触点隔离电源第44页/共77页455.5电气控制系统电路图设计基础5.5.2 控制电路设计的基本方法 经验设计法 逻辑设计法第45页/共77页465.5电气控制系统电路图设计基础5.5.3 电路图的控制逻辑设计 动合触点串联 动合触点并联 动断触点串联 动断触点并联第46页/共77页475.5电气

21、控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o1)尽量减少不必要的控制触点第47页/共77页485.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o2)尽量减少不必要的触点第48页/共77页495.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o3)合理安排触点避免意外的短路第49页/共77页505.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o3)合理安排触点减少导线数和缩短导线的长度第50页/共77页515.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o4)正确连接线圈线圈不能串联第51页/共77页525.5电

22、气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o4)正确连接线圈对于大容量的电磁铁线圈不要与继电器的线圈直接并联第52页/共77页535.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o5)避免发生触点“竞争”控制电路不得用自身触点切断线圈的导电电路第53页/共77页545.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o6)避免产生寄生电路第54页/共77页555.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o6)避免产生寄生电路第55页/共77页565.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o6)避免产生

23、寄生电路第56页/共77页575.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o7)不要主触点联锁第57页/共77页585.5电气控制系统电路图设计基础5.5.4 控制电路设计的注意事项o8)合理使用电源o减少电源种类o合理使用电压第58页/共77页595.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例设计思路 (1)首先掌握生产机械的工艺要求和生产机械所需要的保护 (2)设计主电路 主要根据工艺要求，考虑电动机的起动、点动、正反转、制动等 (3)设计控制电路：由左往右，由上往下 主要考虑如何满足电动机的各种运行要求及生产工艺要求 设计出各个独立的控制环节，再根据各环节间

24、的相互制约关系，添加互锁、联锁控制等第59页/共77页605.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例设计思路 (4)考虑线路的简单、经济、安全，可靠，修改电路 (5) 初步设计的方案可能有几个，应加以比较，要选用使用电器数量少、触头数量少、经济、安全、可靠的线路 (6)最后要进行动作校验，看是否满足工艺的要求和电力拖动对线路的要求第60页/共77页615.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例特别注意问题 (1) 对于要记忆元件状态的电路，要加自锁环节 (2)电器之间的相互制约关系 互锁：两者不能同时得电的，在线圈的上方串联另一个的常闭触点; 联锁：得电具有顺序关系的

25、顺序起动：在线圈的上方串联另一个的常开触点 顺序停止：在停止按钮旁并联另一个的常开触点 注意：最好不要通过主触头联锁，否则负荷太大第61页/共77页625.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例特别注意问题 (3)电器之间的逻辑关系 对于要求几个条件只要有一个条件具备时，线圈就有电的要求，可用几个常开触头并联; 对于要求几个条件都具备时，线圈才有电的要求，则用几个常开触头串联； 对于要求几个条件都具备时，继电器线圈才断电的程序，用几个常闭触头并联； 对于要求几个条件只要有一个具备时，线圈就断电的要求，用几个常闭触头串联第62页/共77页635.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.

26、5 设计举例特别注意问题 (4)检查电器触头类型及数量，如不满足要求时，可用中间继电器加以扩展 (5)初步设计后，要去掉多余的线路和触头，简化线路。要考虑各元件实际接线时尽可能少用连接线 (6)防止误操作情况下的事故发生，必须具有相应的保护环节第63页/共77页645.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例实例分析 某机械中，M1和M2都为三相交流异步电动机，且M1是主电动机，M2是冷却电动机。控制要求为M2 起动运行后M1才可起动运行，M1停机后M2才可停机。下图是按照此要求设计的主电路和控制电路图，请指出有无问题第64页/共77页655.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5

27、 设计举例实例分析第65页/共77页665.5电气控制系统电路图设计基础 下图为某机械主电动机的正反向运行控制电路，以及能在两个相距很远的地方起停车，请指出有无问题。 q5.5.5 设计举例实例分析设计举例实例分析第66页/共77页675.5电气控制系统电路图设计基础 5.5.5 设计举例（1 1） 设备条件及控制要求设备条件及控制要求1）主轴及进给机构由电动机）主轴及进给机构由电动机M1驱动，正反转及制动由机械部件实现；驱动，正反转及制动由机械部件实现； M1 电动机控制要求为：直接起动，多地点控制；电动机控制要求为：直接起动，多地点控制；2）冷却泵由电动机）冷却泵由电动机M2驱动驱动 M2 电动机控制要求为：直接起动，持续工作；电动机控制要求为：直接起动，持续工作；3）进给机构快速移动由电动机）进给机构快速移动由电动机M3驱动驱动 M3 电动机控制要求为：手控点动；电动机控制要求为：手控点动；还可添加其他控制要求：还可添加其他控制要求：M1起动后，起动后，M2方可起动；方可起动； M1与与