电气控制与PLC应用课件

1、电气控制与PLC应用模块二模块二 常见电气控制电路常见电气控制电路任务一任务一消防泵电气控制电路分析消防泵电气控制电路分析 X62WX62W铣床控制电路分析与故障排除铣床控制电路分析与故障排除 任务二任务二Z3040Z3040摇臂钻床控制电路分析与故障排除摇臂钻床控制电路分析与故障排除 任务三任务三电气控制与PLC应用 消火栓灭火系统是最消火栓灭火系统是最常见的一种灭火方式，它常见的一种灭火方式，它主要由消火栓、消防水泵、主要由消火栓、消防水泵、管网、消防指挥中心火灾管网、消防指挥中心火灾感应器、消防水池及电气感应器、消防水池及电气控制柜组成，如图所示。控制柜组成，如图所示。当发生火灾时，控制

2、柜接当发生火灾时，控制柜接到消火栓箱内的消防按钮到消火栓箱内的消防按钮或消防指挥中心发出的主或消防指挥中心发出的主令信号后，消防水泵启动，令信号后，消防水泵启动，向室内管网提供消防用水。向室内管网提供消防用水。 一、任务导入一、任务导入任务一任务一 消防泵电气控制电路分析消防泵电气控制电路分析 电气控制与PLC应用 消火栓灭火系统的控制要求如下。消火栓灭火系统的控制要求如下。（1）消火栓用消防水泵多数是两台一组，一备一用，互为备用。）消火栓用消防水泵多数是两台一组，一备一用，互为备用。（2）消火栓消防水泵由消火栓箱内消防专用控制按钮及消防指挥中心）消火栓消防水泵由消火栓箱内消防专用控制按钮及消

3、防指挥中心控制。控制。 消防按钮控制消防水泵的启停。在每个消火栓箱内设置消防按钮，当消防按钮控制消防水泵的启停。在每个消火栓箱内设置消防按钮，当火灾发生时，用小锤击碎按钮上的玻璃小窗，按钮不受压而复位，从而火灾发生时，用小锤击碎按钮上的玻璃小窗，按钮不受压而复位，从而通过电气控制柜启动消防水泵。通过电气控制柜启动消防水泵。 消防指挥中心控制消防水泵的启停。当发生火灾时，灾区探测器将所消防指挥中心控制消防水泵的启停。当发生火灾时，灾区探测器将所测信号送至消防中心的报警控制器，再由报警控制器发出启动消防水泵测信号送至消防中心的报警控制器，再由报警控制器发出启动消防水泵的联动信号。的联动信号。（3）

4、系统设有工作状态选择开关。消火栓消防水泵有手动、自动两种）系统设有工作状态选择开关。消火栓消防水泵有手动、自动两种操作方式。操作方式。（4）当水源无水时，水泵能自动停止运转，并设水泵故障指示灯。）当水源无水时，水泵能自动停止运转，并设水泵故障指示灯。（5）具备当工作泵出现故障时，备用泵自动延时投入的功能。）具备当工作泵出现故障时，备用泵自动延时投入的功能。 电气控制与PLC应用二、相关知识二、相关知识分析分析主电路主电路 分析控分析控制电路制电路分析辅分析辅助电路助电路分析联锁分析联锁保护环节保护环节 分析特殊分析特殊控制环节控制环节总体总体检查检查查线读图法是分析继电查线读图法是分析继电-

5、-接触控制电路的最基本方法。接触控制电路的最基本方法。 电气原理图分析方法与分析步骤电气原理图分析方法与分析步骤1.1.先机后电先机后电2.2.先主后辅先主后辅3.3.化整为零化整为零4.4.集零为整、统观全局集零为整、统观全局5.5.总结特点总结特点电气控制与PLC应用（1）分析主电路。）分析主电路。 根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析电动机起动、转向控制、调速和制动等基本控制电路。（2）分析控制电路。）分析控制电路。 根据主电路各个电动机和执行电器的控制要求，按功能不同将控制电路“化整为零进行分析。（3）分析辅助电路。）分析辅助电路。 辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参

6、数测定、照明和故障报警等部分。辅助电路中很多部分是由控制电路中的元器件来控制的，所以分析辅助电路时，还要回过头来对控制电路的这部分电路进行分析。电气控制与PLC应用（4）分析联锁与保护环节。）分析联锁与保护环节。 在控制电路中还设置了必要的电气联锁和一系列的电气保护。必须对电气联锁与电气保护环节在控制线路中的作用进行分析。（5）分析特殊控制环节。）分析特殊控制环节。 在某些控制电路中，还设置了相对独立的某些特殊环节，其读图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识进行逐一分析。（6）总体检查。）总体检查。 经过“化整为零”，还必须用“集零为整

7、”的方法，全面检查整个控制电路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，机电液的配合情况等。电气控制与PLC应用三、任务实施三、任务实施（一）主电路分析（一）主电路分析 主电路有两台电动机主电路有两台电动机M1和和M2，互为备用。两台电动机均采用直，互为备用。两台电动机均采用直接启动方式，分别由接触器接启动方式，分别由接触器KM1、KM2控制。断路器控制。断路器QF2、QF3分别作分别作M1、M2的短路保护，热继电器的短路保护，热继电器FR1、FR2分别作分别作M1、M2的过载保护。的过载保护。 电气控制与PLC应用（二）控制电路分析（二）控制电路分析1.1.手动

8、控制手动控制1#泵的手动控制过程如下。泵的手动控制过程如下。按下按下1#泵起动按钮泵起动按钮SB2（1718）接触器接触器KM1（200）线圈得电并）线圈得电并自锁自锁KM1主触点闭合主触点闭合电动机电动机M1起动，起动，1#泵运行。泵运行。KM1的辅助动合的辅助动合触点触点KM1（2021）闭合）闭合中间继中间继电器电器KA1（210）线圈得电）线圈得电1#泵泵运行指示灯运行指示灯HL5（210）亮。）亮。KA1的动断触点的动断触点KA1（1415）和）和KA1（1819）断开）断开1#泵停泵指示灯泵停泵指示灯HL3和故障指示灯和故障指示灯HL4熄灭。熄灭。当电动机过载时，热继电器当电动机过

9、载时，热继电器FR1的的动断触点动断触点FR1（1820）断开）断开KM1线圈失电线圈失电电动机电动机M1停转，停转，1#泵停止工作。泵停止工作。按下按下1#泵停止按钮泵停止按钮SB1（1617）KM1（200）线圈失电）线圈失电1#泵泵停止工作停止工作。 电气控制与PLC应用2.2.自动控制电路自动控制电路 （1）未发生火灾时的控制。如图）未发生火灾时的控制。如图2-2所示，所示，1SBNSB（45）为设在各楼）为设在各楼层消火栓箱内的消防水泵专用控制按钮，按钮上带有消防水泵运行指示灯层消火栓箱内的消防水泵专用控制按钮，按钮上带有消防水泵运行指示灯1HLNHL（63）。消火栓报警按钮常采取直

10、接接入电气控制柜的做法，）。消火栓报警按钮常采取直接接入电气控制柜的做法，因此需要利用变压器将电气控制柜内的交流因此需要利用变压器将电气控制柜内的交流220V电压变为安全电压方可引入电压变为安全电压方可引入消火栓报警按钮盒（避免高电压在灭火现场产生伤人事故）。消防水泵专用消火栓报警按钮盒（避免高电压在灭火现场产生伤人事故）。消防水泵专用控制按钮控制按钮1SBNSB（45）平时由玻璃片压着，其动合触点闭合）平时由玻璃片压着，其动合触点闭合中间继中间继电器电器KA4（53）线圈得电）线圈得电KA4动断触点（动断触点（17）断开）断开通电延时时间继通电延时时间继电器电器KT3（70）不得电）不得电其

11、延时动合触点其延时动合触点KT3（19）未闭合）未闭合KA5（80）不得电）不得电其动合触点其动合触点KA5（1422）、）、KA5（2634）未闭合）未闭合KM1或或KM2线圈不得电，线圈不得电，1#泵、泵、2#泵均停止工作。由于泵均停止工作。由于KA1（210）、）、KA2（330）线圈不得电，其动断触点（）线圈不得电，其动断触点（1415或或2627）闭合）闭合停泵指示灯停泵指示灯HL3、HL6亮。亮。 启动完毕，启动完毕，KTKT延时时间到延时时间到PAPA投入检测运行电流。投入检测运行电流。电气控制与PLC应用（2）发生火灾而）发生火灾而1#泵正常工作时的控制。当发生火灾时，打碎消火

12、泵正常工作时的控制。当发生火灾时，打碎消火栓箱内消防专用控制按钮的玻璃片，该按钮的动合触点复位断开栓箱内消防专用控制按钮的玻璃片，该按钮的动合触点复位断开KA4线圈（线圈（5-3）失电，引起各电器的动作顺序（见图）失电，引起各电器的动作顺序（见图2-4）如下。）如下。图2-4 1#泵工作，2#泵备用的控制电路电气控制与PLC应用电气控制与PLC应用（3）当发生火灾且1#泵出现故障时的控制。由于1#泵出现故障，接触器KM1（200）失电，引起各电器元件的动作顺序如下。 电气控制与PLC应用将万能转换开关SA旋转至“2#泵工作，1#泵备用”挡，其触点12、34闭合。控制电路如图2-5所示，其工作原

13、理的分析与上述分析相似 图2-5 2#泵工作，1#泵备用的控制电路 电气控制与PLC应用（4）在两台泵的控制电路中，与KA5（1422、2634）的动合触点并联的引出线，接在消防控制模块上，由消防中心集中控制消防水泵的启停。（5）报警电路。如图2-2所示的9区报警电路，其报警通路如下。 当水池水位过低（或两台电动机任一台过载）时，液位传感器SL的动合触头SL（110）按下复位按钮SB5（1113）KA6（130）线圈得电并自锁KA6（1112）的动断触点断开电铃HA停止报警鸣叫。（6）不管火灾是否消除，消防水泵控制系统一经启动不会自动停止，只能人工停止，即工作人员将消火栓箱内的消防控制按钮按下

14、复位。 电气控制与PLC应用四、知识拓展四、知识拓展（一）电气控制电路故障的一般分析方法（一）电气控制电路故障的一般分析方法1.1.电气控制电路故障的诊断步骤电气控制电路故障的诊断步骤故障调查故障调查 电路分析电路分析 断电检查断电检查 通电检查通电检查 方法方法电气控制与PLC应用问：问：询问机床操作人员，故障发生前后的情况如何，有利询问机床操作人员，故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。出故障的原因。看：看：观察熔断器内的熔体是否熔断；其它电器元件有烧毁、观察熔断器内的熔体是否熔断；其它

15、电器元件有烧毁、发热、断线、导线连接螺钉是否松动；触点是否氧化、积发热、断线、导线连接螺钉是否松动；触点是否氧化、积尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。部位，容易受潮的接插件等。故障调查故障调查 听：听：电动机、变压器、接触器等，正常运行的声音和电动机、变压器、接触器等，正常运行的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。以帮助寻找故障的范围、部位。摸：摸：电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度电动机、电磁线圈、变压器

16、等发生故障时，温度会显著上升，可切断电源后用手去触摸判断元件是否会显著上升，可切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。正常。注意：不论电路通电或是断电，要特别注意不能用手注意：不论电路通电或是断电，要特别注意不能用手直接去触摸金属触点！必需借助仪表来测量。直接去触摸金属触点！必需借助仪表来测量。电气控制与PLC应用 根据调查结果，参考该电气设备的电气根据调查结果，参考该电气设备的电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直至找到故障点并加然后逐步缩小故障范围，直至找到故障点并加以消除。以消除。 分析故障时应有针对性，如接地故障一

17、分析故障时应有针对性，如接地故障一般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑电气柜般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑电气柜内的电气元件。断路和短路故障，应先考虑动内的电气元件。断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑其余元件。作频繁的元件，后考虑其余元件。电路分析电路分析 电气控制与PLC应用 检查前先断开机床总电源，然后根据故障可检查前先断开机床总电源，然后根据故障可能产生的部位，逐步找出故障点。检查时应先检能产生的部位，逐步找出故障点。检查时应先检查电源线进线处有无碰伤而引起的电源接地、短查电源线进线处有无碰伤而引起的电源接地、短路等现象，螺旋式熔断器的熔断指示器是否跳出，路等现象，螺旋式熔

18、断器的熔断指示器是否跳出，热继电器是否动作。然后检查电气外部有无损坏，热继电器是否动作。然后检查电气外部有无损坏，连接导线有无断路、松动，绝缘有否过热或烧焦。连接导线有无断路、松动，绝缘有否过热或烧焦。断电检查断电检查 电气控制与PLC应用通电检查通电检查 作断电检查仍未找到故障时，可对电气设作断电检查仍未找到故障时，可对电气设备作通电检查。备作通电检查。 在通电检查时要尽量使电动机和其所传动在通电检查时要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开，将控制器和转换开关置于零位，的机械部分脱开，将控制器和转换开关置于零位，行程开关还原到正常位置。然后万用表检查电源行程开关还原到正常位置。然后万用表检查

19、电源电压是否正常，有否缺相或严重不平衡。再进行电压是否正常，有否缺相或严重不平衡。再进行通电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后通电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后检查主电路；先检查辅助系统，后检查主传动系检查主电路；先检查辅助系统，后检查主传动系统；先检查交流系统，后检查直流系统；合上开统；先检查交流系统，后检查直流系统；合上开关，观察各电器元件是否按要求动作，有否冒火、关，观察各电器元件是否按要求动作，有否冒火、冒烟、熔断器熔断的现象，直至查到发生故障的冒烟、熔断器熔断的现象，直至查到发生故障的部位。部位。电气控制与PLC应用2.2.电气控制电路故障的诊断方法电气控制电路故障的诊断

20、方法 电压测电压测量法量法指利用万用表测量机床电气线路上某两指利用万用表测量机床电气线路上某两点间的电压值来判断故障点的范围或故点间的电压值来判断故障点的范围或故障元件的方法。障元件的方法。 指利用万用表测量机床电气线路上某两指利用万用表测量机床电气线路上某两点间的电阻值来判断故障点的范围或故点间的电阻值来判断故障点的范围或故障元件的方法。障元件的方法。 电气控制与PLC应用电压分阶测量法电压分阶测量法按住起动按钮按住起动按钮SB2不放，不放，同时将黑色表棒接到点同时将黑色表棒接到点7上，红色表棒按上，红色表棒按6、5、4、3、2标号依次向前移动，标号依次向前移动，分别测量分别测量7-6、7-

21、5、7-4、7-3、7-2各阶之间的电压，各阶之间的电压，电路正常情况下，各阶的电路正常情况下，各阶的电压值均为电压值均为380V或或220V。如测到如测到7-6之间无电压，之间无电压，说明是断路故障说明是断路故障电压测电压测量法量法电气控制与PLC应用电压分段测量法电压分段测量法电压的分段测试法是将电压的分段测试法是将红、黑两根表棒逐段测红、黑两根表棒逐段测量相邻两标号点量相邻两标号点1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7间的电压。如电路正常，间的电压。如电路正常，按按SB2后，除后，除6-7两点间两点间的电压等于的电压等于380V或或220V之外，其他任何相之外，其他任何相邻两点间

22、的电压值均为邻两点间的电压值均为零。零。电压测电压测量法量法电气控制与PLC应用 用万用表的电阻挡检测前用万用表的电阻挡检测前应先断开电源，然后按下应先断开电源，然后按下SB2不放松，先测量不放松，先测量l-7两点两点间的电阻，如电阻值为无间的电阻，如电阻值为无穷大，说明穷大，说明l-7之间的电路之间的电路断路。然后分阶测量断路。然后分阶测量l-2、l-3、l-4、l-5、1-6各点间电各点间电阻值。若电路正常，则该阻值。若电路正常，则该两点间的电阻值为两点间的电阻值为“0”；当测量到某标号间的电阻当测量到某标号间的电阻值为无穷大，则说明表棒值为无穷大，则说明表棒刚跨过的触点或连接导线刚跨过的

23、触点或连接导线断路。断路。电气控制与PLC应用电阻测量法注意点：电阻测量法注意点：用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。如被测的电路与其他电路并联时，必须将该电路与其他电路断开，否则所测得的电阻值是不准确的。测量高电阻值的电器元件时，把万用表的选择开关旋转至适合的电阻挡。电气控制与PLC应用任务二任务二 X62W铣床控制电路分析与故障排除铣床控制电路分析与故障排除一、任务导入一、任务导入用途：用途：铣床主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等型面铣床主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等型面的机床，装上分度头后，可以加工齿轮或螺旋面，装上回的机床，装上分度头后，可以加工齿轮或螺旋面，装上回转圆工作台

24、则可以加工凸轮和弧形槽。转圆工作台则可以加工凸轮和弧形槽。 电气控制与PLC应用铣床的电力拖动形式及控制要求铣床的电力拖动形式及控制要求 1 1 主运动主运动 铣刀的旋转运动为铣床的主运动，由一台笼型异步电动机铣刀的旋转运动为铣床的主运动，由一台笼型异步电动机 M1 拖动。铣削拖动。铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，所以要求主轴电动机能正反转。但考虑到加工有顺铣和逆铣两种加工方式，所以要求主轴电动机能正反转。但考虑到正反转操作并不频繁（批量顺铣或逆铣），因此采用倒顺开关正反转操作并不频繁（批量顺铣或逆铣），因此采用倒顺开关SA5来改变电来改变电源相序实现主轴电动机的正反转。由于主轴传动系统中装

25、有避免振动的惯性源相序实现主轴电动机的正反转。由于主轴传动系统中装有避免振动的惯性轮，使主轴停车困难，主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。轮，使主轴停车困难，主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。 2 进给运动进给运动 工作台纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向的直线运动为进工作台纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向的直线运动为进给运动。由一台进给电动机给运动。由一台进给电动机 M2 拖动，进给电动机能正反转。拖动，进给电动机能正反转。3 辅助运动辅助运动 铣床的辅助运动为工作台纵向、横行和垂直三个方向上的快速移动。铣床的辅助运动为工作台纵向、横行和垂直三个方向上的快速移动。

26、它是通过采用快速电磁铁它是通过采用快速电磁铁 YA2 吸合来改变传动链的传动比从而实现吸合来改变传动链的传动比从而实现快速移动的。快速移动的。4 变速冲动变速冲动 为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时有为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时有电动机冲动（短时转动）控制。电动机冲动（短时转动）控制。电气控制与PLC应用5 5 联锁控制联锁控制 根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有联锁控制，根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有联锁控制，即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束时必须即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束时必须在铣刀停转前停止进给运

27、动；圆工作台的旋转运动与工作在铣刀停转前停止进给运动；圆工作台的旋转运动与工作台的纵向、横行和垂直三个方向的运动之间也有联锁控制，台的纵向、横行和垂直三个方向的运动之间也有联锁控制，即圆工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。即圆工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。 6 6 两地控制两地控制 为操作方便，应能在两处控制各部件的起动停止。为操作方便，应能在两处控制各部件的起动停止。7 7 冷却泵控制冷却泵控制 由一台电动机由一台电动机 M3 拖动，供给铣削时的冷却液。拖动，供给铣削时的冷却液。电气控制与PLC应用二、相关知识二、相关知识（一）铣床的主要结构（一）铣床的主要结构铣床由床身、主铣

28、床由床身、主轴、刀杆、横梁、轴、刀杆、横梁、工作台、回转盘、工作台、回转盘、横溜板和升降台横溜板和升降台等几部分组成等几部分组成 电气控制与PLC应用（二）铣床的运动形式（二）铣床的运动形式1.1.主运动：主运动：主轴带动铣刀的旋转运动。主轴带动铣刀的旋转运动。2.2.进给运动：进给运动：在进给电机的拖动下，工作台带动工件在在进给电机的拖动下，工作台带动工件在纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向上的直线运纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向上的直线运动。若安装上附件圆工作台也可完成旋转进给运动。动。若安装上附件圆工作台也可完成旋转进给运动。3.3.辅助运动：辅助运动：工作台带动工件在纵向、

29、横向和垂直六个工作台带动工件在纵向、横向和垂直六个方向上的快速移动。方向上的快速移动。电气控制与PLC应用三、任务实施三、任务实施电气控制与PLC应用（一）主电路分析（一）主电路分析主轴电机主轴电机 进给电机进给电机 冷却泵电机冷却泵电机1、主轴电动机主轴电动机M1由由 KM3控制，由倒控制，由倒顺开关顺开关 SA5 预选转向，预选转向，KM2的主触点的主触点串联两相电阻与速度继电器串联两相电阻与速度继电器KS配合实配合实现停车反接制动。通过机械结构和接现停车反接制动。通过机械结构和接触器触器KM2进行变速冲动控制。进行变速冲动控制。 2、进给电动机进给电动机M2由接触器由接触器KM4、KM5

30、的主触点控制，并由接触器的主触点控制，并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁主触点控制快速电磁铁YA，决定工作，决定工作台移动速度，台移动速度，KM6接通为快速，断开接通为快速，断开为慢速。为慢速。 3、冷却泵电动机冷却泵电动机M3由接由接 触器触器KM1控制，单方向旋转。控制，单方向旋转。电气控制与PLC应用（二）控制电路分析（二）控制电路分析1.1.主轴电动机控制电路分析主轴电动机控制电路分析（1 1）主轴电动机的起动控制）主轴电动机的起动控制按下按下SB1（或（或SB2）KM3线圈通电并自锁线圈通电并自锁KM3的主触点闭合，的主触点闭合，主电动机主电动机M1起动运行。起动运行。 停止时，按

31、下停止时，按下SB3（89、1112）或）或SB4（89、811）KM3线圈随即断电，但此线圈随即断电，但此时速度继电器时速度继电器KS的正向触点（的正向触点（97）或反向）或反向触点（触点（97）总有一个闭合着）总有一个闭合着制动接触器制动接触器KM2线圈立即通电线圈立即通电KM2的的3对主触点闭合对主触点闭合电源接反相序电源接反相序主电动机主电动机M1串入电阻串入电阻R进行进行反反接制动。接制动。 主轴在加工前，由主轴在加工前，由选择开关选择开关SA5选择主轴电动选择主轴电动机机M1的转动方向的转动方向（顺、逆铣）。（顺、逆铣）。电气控制与PLC应用（2 2）主轴电动机的变速冲动控制）主轴

32、电动机的变速冲动控制SQ7SQ7是主是主轴变速轴变速冲动开冲动开关关SQ7的动合触点接通，的动合触点接通，KM2线圈得电动作，线圈得电动作，M1被反接制动。被反接制动。 电气控制与PLC应用2.2.进给电动机控制电路分析进给电动机控制电路分析纵向（一字）操作手柄纵向（一字）操作手柄十字操作手柄十字操作手柄运动方向（三维空间）：运动方向（三维空间）： 纵向（左右）、横向（前后）、升降（上、下）。 操作方法：操作方法： 纵向操作手柄纵向操作手柄，左、停、右（3工位）位置。 十字操作手柄十字操作手柄（两个机械联动），前、上、停、下、后（5工位）位置。电气控制与PLC应用 位位 置置触触 点点接通圆工

33、作台接通圆工作台接通长工作台接通长工作台SA1-1+SA1-2 +SA1-3+工作状态选择开关工作状态选择开关SA1触点通断情况触点通断情况 工作台选择工作台选择 选择开关选择开关SA1为长工作台和圆工作台操作状态选择开关，为长工作台和圆工作台操作状态选择开关，其工其工作状态见下表作状态见下表。电气控制与PLC应用（1 1）工作台纵向（左右）进给控制）工作台纵向（左右）进给控制 工作台移动到终点，终点档铁撞击工作台移动到终点，终点档铁撞击手柄的凸起部分可使其返回中间位手柄的凸起部分可使其返回中间位置，实现终点停车。置，实现终点停车。纵向操作手柄向右，压下位置开关纵向操作手柄向右，压下位置开关S

34、Q1；操作手柄向左，压下位置开关操作手柄向左，压下位置开关SQ2；操作；操作手柄在中间手柄在中间0位为停止状态。位为停止状态。向右向右向左向左电气控制与PLC应用纵向手柄的操作纵向手柄的操作电气控制与PLC应用（2 2）工作台前后和上下进给控制）工作台前后和上下进给控制安放在床身上的限位档铁，能使十字手柄自安放在床身上的限位档铁，能使十字手柄自动返回动返回0位。实现横向、垂直的终点停车。位。实现横向、垂直的终点停车。互锁：长工作台的垂直和横向运动中，互锁：长工作台的垂直和横向运动中，SA1、SQ1-2、SQ2-2常闭触点的闭合条件常闭触点的闭合条件要求纵向手柄在要求纵向手柄在0位及位及SA1选

35、择长工作台，否则选择长工作台，否则横向和垂直运动无法进行。横向和垂直运动无法进行。向前、下向前、下向后、上向后、上电气控制与PLC应用十字手柄的操作十字手柄的操作电气控制与PLC应用（3 3）工作台快速移动控制）工作台快速移动控制 按下按下SB5（或（或SB6）KM6得电得电KM6的主触点闭合的主触点闭合电磁铁电磁铁YA通电，接上快速离通电，接上快速离合器合器工作台工作台快速快速向操作手向操作手柄预选的方向柄预选的方向移动移动松开松开SB5或或SB6YA线圈断电，线圈断电，工作台改为工进。工作台改为工进。电气控制与PLC应用工作台快速移动控制工作台快速移动控制电气控制与PLC应用（4 4）工作

36、台进给变速冲动控制）工作台进给变速冲动控制 进给变速手柄外拉对准需要速度，将手柄拉出到极限压动限位开关SQ6KM4得电进给电动机M2正转，便于齿轮啮合。 电气控制与PLC应用（5 5）圆工作台进给控制）圆工作台进给控制 长工作台各个操作手柄在长工作台各个操作手柄在0位，且位，且将工作台选择开关将工作台选择开关SA1置于圆工作置于圆工作台接通位置。台接通位置。互锁分析：互锁分析：SQ1SQ4常闭触点闭常闭触点闭合的条件是纵向和十字手柄均在合的条件是纵向和十字手柄均在0位。位。电气控制与PLC应用（6 6）铣床各运动方向的联锁及保护）铣床各运动方向的联锁及保护 v主运动与进给运动的顺序联锁（主运动

37、与进给运动的顺序联锁（KM3的常开触点的常开触点（1213） 为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋转后才允许有进给运动为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。和进给方向的快速移动。v工作台工作台6个方向的联锁（由纵向和十字操作手柄实现）个方向的联锁（由纵向和十字操作手柄实现） 6个方向的进给运动中同时只能有一种运动产生，该铣床采用了机械个方向的进给运动中同时只能有一种运动产生，该铣床采用了机械操纵手柄和位置开关相配合的方式来实现操纵手柄和位置开关相配合的方式来实现6个方向的联锁。个方向的联锁。v长工作台与圆工作台的联锁（长工作台与圆工作台的联锁（SA1

38、实现）实现）v保护环节保护环节 当主轴电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以当主轴电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。免损坏刀具和铣床。电气控制与PLC应用冷却泵、照明控制、保护环节冷却泵、照明控制、保护环节冷却泵开关冷却泵开关照明开关照明开关过载保护过载保护主电路短路保护主电路短路保护控制电路短路保护控制电路短路保护照明电路的保护照明电路的保护电气控制与PLC应用铣床电气控制线路的特点铣床电气控制线路的特点 电气控制与PLC应用任务三任务三 Z3040Z3040摇臂钻床控制电路分析与故障排除摇臂钻床控制电路分析与故障排除一、任务导入一、任务导入

39、用途：用途：钻床可以进行钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及改螺纹等钻床可以进行钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及改螺纹等。 分类：分类：立式钻床、台式钻床、立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。钻床等。电气控制与PLC应用摇臂钻床电力拖动及其控制要求摇臂钻床电力拖动及其控制要求 1.摇臂钻床由四台电动机进行拖动摇臂钻床由四台电动机进行拖动：主轴电动机主轴电动机带动钻刀旋转；带动钻刀旋转；摇臂升降电动机摇臂升降电动机带动摇臂进行升降；带动摇臂进行升降；液压泵电动机液压泵电动机拖动液压泵供出压力油，使液压拖动液压泵供出压力油，使液压系统的夹紧机构实现夹紧与放松；系统的夹紧机构

40、实现夹紧与放松；冷却泵电动机冷却泵电动机驱动冷却泵供给机床冷却液。驱动冷却泵供给机床冷却液。2.主轴的旋转运动和纵向进给运动及其变速机主轴的旋转运动和纵向进给运动及其变速机构均在主轴箱内，由一台主轴电动机拖动。构均在主轴箱内，由一台主轴电动机拖动。 主轴由机械摩擦片式离合器实现正转、反转主轴由机械摩擦片式离合器实现正转、反转及调速的控制。及调速的控制。电气控制与PLC应用3.3.内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与放松是由一台内外立柱、主轴箱与摇臂的夹紧与放松是由一台电动机电动机通过正反转拖动液压泵送出不同流向的压力通过正反转拖动液压泵送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现，因此要求油

41、，推动活塞、带动菱形块动作来实现，因此要求液压泵电动机能正反向旋转，采用点动控制。液压泵电动机能正反向旋转，采用点动控制。4.4.摇臂的升降由一台交流异步电动机拖动，摇臂的升降由一台交流异步电动机拖动，装于主装于主轴顶部，通过正反转来实现摇臂的上升和下降。轴顶部，通过正反转来实现摇臂的上升和下降。摇臂升降过程：摇臂放松摇臂升降过程：摇臂放松升升/ /降降摇臂夹紧摇臂夹紧5.5.工作状态指示工作状态指示 HL1HL1、HL2HL2用于主轴箱和立柱的夹紧、放松工作用于主轴箱和立柱的夹紧、放松工作状态指示，状态指示，HL3HL3用于主轴电动机运转工作状态指示。用于主轴电动机运转工作状态指示。电气控制

42、与PLC应用二、相关知识二、相关知识（一）钻床的主要结构（一）钻床的主要结构Z3040Z3040型摇臂钻床主要由底座、型摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部分组成箱和工作台等部分组成 电气控制与PLC应用（二）钻床的运动形式（二）钻床的运动形式（1 1）主运动：主运动：主轴带着钻头的旋转运动。主轴带着钻头的旋转运动。（2 2）进给运动：进给运动：主轴带着钻头的上下进给运动。主轴带着钻头的上下进给运动。（3 3）辅助运动：辅助运动： 外立柱和摇臂绕内立柱作回转运动（手动）。外立柱和摇臂绕内立柱作回转运动（手动）。 摇臂沿外立柱作升降运动（升降电动

43、机摇臂沿外立柱作升降运动（升降电动机M2驱动）。驱动）。 主轴箱沿摇臂水平移动（手动）。主轴箱沿摇臂水平移动（手动）。 夹紧与放松运动：外立柱与内立柱、摇臂与外立柱、夹紧与放松运动：外立柱与内立柱、摇臂与外立柱、主轴箱与摇臂间的（液压驱动，电动机主轴箱与摇臂间的（液压驱动，电动机M3拖动）。拖动）。 电气控制与PLC应用三、任务实施三、任务实施（一）主电路分析（一）主电路分析主轴电动机主轴电动机M1： KM1单向起停控制。单向起停控制。摇臂升降电动机摇臂升降电动机M2KM2（上升）、（上升）、KM3（下降），正反转（下降），正反转控制。控制。液压泵电动机液压泵电动机M3： KM4（松）、（松）

44、、KM5（紧），正反转（紧），正反转（夹（夹/松）控制。松）控制。冷却泵电动机冷却泵电动机M4：组合开关组合开关SA1单向手动单向手动 控制。控制。电气控制与PLC应用电气控制与PLC应用（二）控制电路分析（二）控制电路分析1.主轴电动机主轴电动机M1的的控制控制SB1、SB2、KM1构成主轴电动机的起停控制电路，构成主轴电动机的起停控制电路，HL3用作运行用作运行指示。指示。电气控制与PLC应用SB1、SB2、KM1构成主轴电动机的起停控制电路，构成主轴电动机的起停控制电路，HL3用作运行指用作运行指示。示。电气控制与PLC应用2.2.摇臂的升降控制摇臂的升降控制摇臂摇臂松开松开 摇臂摇臂移

45、动移动摇臂摇臂夹紧夹紧摇摇臂臂上上升升流流程程摇臂升降电机摇臂升降电机M2和液压泵电机和液压泵电机M3配合实现配合实现位置开关位置开关SQ1 、SQ5用用于升降限位保护。于升降限位保护。电气控制与PLC应用上升上升下降下降放松放松夹紧夹紧上升上升下降下降放松时压放松时压SQ2SQ1上上升限位升限位夹紧时压夹紧时压SQ3摇臂上升摇臂上升注意：注意：YA得电得电电气控制与PLC应用摇臂上升过程分析（夹紧时压下摇臂上升过程分析（夹紧时压下SQ3 ,SQ3 ,放松时压下放松时压下SQ2SQ2）电气控制与PLC应用摇臂下降摇臂下降上升上升下降下降放松放松夹紧夹紧下降下降放松时压放松时压SQ2SQ5下降下降限位限位夹紧时压夹紧时压SQ3注意：注意：YA得电得电电气控制与PLC应用3.主轴箱和立柱的放松和夹紧控制（夹紧主轴箱和立柱的放松和夹紧控制（夹紧KM5，放松，放松KM4）放松放松夹紧夹紧主轴箱、立柱松开指示主轴箱、立柱松开指示主轴箱、立柱松开指示主轴箱、立柱松开指示主轴箱、立柱夹紧指示主轴箱、立柱夹紧指示注意：