1项目一 任务1 车床刀架控制电路安装及调试

机床电气控制与PLC项目一

车床电气控制系统安装及调试

车床是一种应用广泛的金属切削机床，主要用于加工各种回转表面和回转体的端面。如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面，车削端面及各种常用的螺纹，配有工艺装备还可加工各种特形面,还能做钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。1.车床的结构及型号以CA6140为例，CA6140型普通车床结构如图所示。1—主轴箱;2—棕溜板;3—横溜板;4—转盘;5—方刀架;6—小溜板;7—尾架;8—床身;9—右床身;10—光杠;11—丝杠;12—操纵手柄;13—溜板箱;14—左床箱;15—进给箱;16—挂轮箱图1-1CA6140型普通车床结构机床电气控制与PLC项目一

车床电气控制系统安装及调试

2.车床的运动形式

车床的运动形式有切削运动和辅助运动，切削运动包括工件的旋转运动（主运动）和刀具的直线进给运动（进给运动），除此之外的其它运动皆为辅助运动。

(1)主运动：是指主轴通过卡盘带动工件旋转，主轴的旋转是由主轴电机经传动机构拖动。

(2)进给运动：是指刀架带动刀具纵向或横向直线运动。刀架的进给运动也是由主轴电机拖动的，其运动方式有手动和自动两种。

(3)辅助运动：指刀架的快速移动、尾座的移动以及工件的夹紧与放松等。车床型号意义如下:机床电气控制与PLC项目一

车床电气控制系统安装及调试

3.电力拖动的特点及控制要求

(1)主轴电机一般选用三相笼型异步电动机。为满足螺丝加工要求，主运动和进给运动采用同一台电机拖动，为满足调速要求，只用机械调速，不进行电气调速。

(2)主轴要能够正反转，以满足螺丝加工要求。

(3)主轴电机的启动、停止采用按钮操作。

(4)溜板箱的快速移动，应由单独的快速移动电动机来拖动并采用点动控制。

(5)为防止切削过程中刀具和工件温度过高，需要用切削液进行冷却，因此要配有冷却泵。

(6)电路必须有过载、短路、欠压、失压保护。机床电气控制与PLC项目一

车床电气控制系统安装及调试任务一

车床刀架控制电路安装及调试

机床电气控制与PLC（1）能正确识别、选用、安装刀开关、接触器、热继电器等低压电器。（2）能独立完成三相异步电动机点动正转控制线路的安装、调试。（3）能正确使用电工工具和电工仪表。能力目标（1）熟悉低压电器的定义及分类。（2）学会各种低压电器的作用、结构、工作原理及符号。（3）学会三相异步电动机点动控制线路的原理及保护环节。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间电话,要求完成安装0101号CA6140型车床刀架控制电路任务。机床电气控制与PLC工作任务安装0101号CA6140型车床刀架控制电路派工日期年

月

日完成人员电工一组任务负责人小李完工日期年

月

日验收人验收日期年

月

日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0101号CA6140型车床刀架控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

年

月

日任务描述机床电气控制与PLC操作人员需要快速移动车床刀架时，只要按下按钮，刀架就可以快速移动。按下按钮启动快速移动030102松开按钮，刀架立即停止移动。松开按钮立即停止移动采用点动控制电路，由按钮和接触器构成最简单的正转控制电路，通过重复‘按下—运行、松开—停止’这一动作循环，实现对刀架位移的精确、即时控制。点动控制电路实现循环操作任务分析1.点动控制线路工作原理机床电气控制与PLC熔断器FU2、启动按钮SB和接触器KM线圈组成控制电路。控制电路三相交流电源L1、L2、L3与电源开关组成电源电路。熔断器FU1、接触器KM主触点和三相异步电动机M构成主电路。主电路电源电路图1-2点动控制电路1.点动控制线路工作原理机床电气控制与PLC

闭合QF

启动:按下SB→KM线圈得电→KM主触点闭合→M接通电源启动运转。

停止:松开SB→KM线圈失电→KM主触点断开→M脱离电源停止运转。

2.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC元件名称元件代号元件型号数量备注三相异步电动机MY112M-41

组合开关QSHZ10-25/31

熔断器FU1RL1-60/253

FU2RL1-60/252

交流接触器KMCJ10-201

按钮SB1~SB3LA10-3H1

端子排XTJX2-10151

控制板

500mm×400mm1

木螺钉

Φ5×6

塑铜线

BVR1.5mm2

接地塑铜线

BVR1.5mm2

黄绿双色

3.绘制元件布置图机床电气控制与PLC

KMXTSBFU1FU2QF4.绘制元件接线图，并标注线号机床电气控制与PLC

低压电器：

机床电气控制与PLC知识超市根据工作电压,电器可分为高压电器和低压电器。低压电器通常是指在交流额定电压1200V及以下、直流额定电压1500V及以下的电路中使用的电器,起到通断、保护、控制或调节作用的电器低压电器。机床电气控制与PLC1.常见的低压电器图1-3低压电器机床电气控制与PLC2.低压开关

低压开关主要用于隔离、转换、接通和分断电路,多数用作机床电路的电源开关和局部照明电路的控制开关,有时也可用于直接控制小容量电动机的启动、停止、正转、反转。

低压开关主要有负荷开关、组合开关和自动空气开关三种。

(1)负荷开关

负荷开关是手动电器中结构简单的一种,被广泛应用于各种配电设备和供电电路,一般用来作为电源的引入开关或隔离开关,也可用于小容量三相异步电动机不频繁启动或停止。负荷开关分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种。机床电气控制与PLC(a)结构

(b)符号

图1-4开启式负荷开关①开启式负荷开关机床电气控制与PLC开启式负荷开关的型号及含义如下:开启式负荷开关的选用:·用于照明和电热负载时,选用额定电压为220V或250V,额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两极开关。·用于控制电动机的直接启动和停止时,电动机额定功率小于5.5kW,选用额定电压为380V或500V,额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。开启式负荷开关的安装与使用:·开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上,且合闸状态时手柄应朝上,不允许倒装或平装,以防发生误合闸事故。机床电气控制与PLC②封闭式负荷开关封闭式负荷开关又称为铁壳开关,它在开启式负荷开关基础上设计而成,它的分断能力、灭弧性能、使用寿命都要优于开启式负荷开关。它由闸刀、熔断器、速断弹簧和操纵杆等部分组成。图1-5封闭式负荷开关机床电气控制与PLC封闭式负荷开关使用时需要注意以下事项:·不允许随意放在地面上使用。·外壳必须可靠接地。·操作时,不要面对,要在手柄一侧,防止铁壳开关爆炸伤人。封闭式负荷开关适用于建筑施工配电电路,用作电源开关、隔离开关和应急开关,并做电路保护之用。但一般不用于直接接通和断开电动机。封闭式负荷开关的型号及含义如下:机床电气控制与PLC(2)组合开关组合开关又称为转换开关。它体积小,触点对数多,接线方式灵活,操作方便。组合开关分为无限位转换开关和有限位转换开关。①无限位转换开关无限位转换开关一般用作机床的电源引入开关,可以在360°范围内任意旋转,没有固定方向和位置。(b)符号(a)外形（c）结构图1-6无限位转换开关机床电气控制与PLC

无限位转换开关的型号及含义如下:

无限位转换开关的绝缘垫板可以一层层组合起来,最多可达六层。按不同方式配置动触点和静触点,可得到不同类型的组合开关,以满足不同的控制要求。其中,HZl0系列无限位转换开关,具有性能可靠、结构简单、组合性强、寿命长等优点,目前在生产中得到广泛应用。机床电气控制与PLC②有限位转换开关

有限位转换开关,也称为倒顺开关,常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的电气电路中,供手动不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载,以及控制5kW以下小容量异步电动机的启动、停止和正/反转。其手柄只能在90°范围内旋转,有三个位置。(a)外形(b)原理图1-7有限位转换开关有限位转换开关的安装与使用:·有限位转换开关应安装在控制箱或壳体内,其手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开状态时,应使手柄在水平旋转位置。·若需要在箱内操作,开关最好装在箱内右上方,并且在它的上方不安装其他电器,否则应采取隔离或绝缘措施。·有限位转换开关的通断能力较低,不能用来分断故障电流。·当操作频率过高或负载功率因数较小时,应降低开关的容量使用,以延长其使用寿命。·有限位转换开关接线时,应将开关两侧进出线中的一相互换,并看清开关接线端标记,切忌接错,以免产生电源两相短路故障。机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC(3)自动空气开关

自动空气开关又称为低压断路器或自动空气断路器,简称断路器。它是低压配电电路和工厂电气控制设备中常用的配电电器,集控制和多种保护功能于一体,常用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机的运行。当电路中发生严重过载、短路及失压等故障时,能自动切断故障电路,有效地保护电气设备。自动空气开关具有操作安全、安装使用方便、工作可靠、动作值可调、分断能力较强、兼顾多种保护、动作后不需要更换组件等优点,因此得到了广泛应用。机床电气控制与PLC图1-8低压断路器1—分闸弹簧;2—主触点;3—传动杆;4—锁扣;5—轴;6—过电流脱扣器;7—热脱扣器;8—欠压失压脱扣器;9—分断按钮;10—杠杆;11—拉力弹簧低压断路器机床电气控制与PLC

低压断路器的工作原理:主触点是依靠操作机构手动或电动合闸的,并由自动脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。如果电路发生故障,自动脱扣机构在有关脱扣器的推动下动作,使挂钩脱开,主触点在弹簧的作用下迅速分段。通过过电流脱扣器的线圈和过载脱扣器的线圈与主电路串联,失压脱扣器的线圈与主电路并联,当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁被吸合,使自动脱扣机构动作;当电路过载时,过载脱扣器的热元件产生的热量增加,使双金属片向上弯曲,推动自动脱扣器动作;当电路失压时,失压脱扣器的衔铁释放,也使自动脱扣机构动作。机床电气控制与PLC低压断路器的选择:①低压断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和计算负载电流。②热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的工作电流。③电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。用于控制电动机的断路器,其瞬时脱扣整定电流可计算为Iz≥KIst式中,K为安全系数,可取5~1.7;Ist为电动机的启动电流。④欠压脱扣器的额定电压应等于电路的额定电压。⑤低压断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。机床电气控制与PLC3.熔断器

低压熔断器的作用是在电路中作短路保护,通常简称为熔断器。使用时,熔断器应串联在被保护的电路中。正常情况下,熔断器的熔体相当于一段导线;当电路发生短路故障时,熔体能迅速熔断分断电路,从而起到保护电路和电气设备的作用。RL1系列螺旋式熔断器的分断能力较强,结构紧凑,体积小,安装面积小,更换熔体方便,工作安全可靠,并且熔丝熔断后有明显指示,因此广泛应用于控制箱、配电屏、机床设备及振动较大的场合,在交流额定电压500V、额定电流200V及以下的电路中,常作为短路保护器件。1—瓷帽;2—熔断管;3—瓷套;4—上接线座;5—下接线座(a)外形(b)结构(c)符号图1-9RL1系列螺旋式熔断器机床电气控制与PLC

RL1系列螺旋式熔断器主要由瓷帽、熔断管、瓷套、上接线座、下接线座及瓷座等部分组成。该系列熔断器的熔断管内,在熔丝的周围填充着石英砂以增强灭弧性能。熔丝焊在瓷管两端的金属盖上,其中一端有一个标有不同颜色的熔断指示器,当熔丝熔断时,熔断指示器自动脱落,此时只需更换同规格的熔断管即可。(1)熔断器型号及含义熔断器型号及含义如下:机床电气控制与PLC(3)熔断器技术参数①额定电压:能保证熔断器长期正常工作的电压。②额定电流:能保证熔断器长期正常工作的电流,是由熔断器各部分长期工作时的允许温升所决定的。③分断能力:在规定的使用和性能条件下,熔断器在规定电压下能分断的预期分断电流值,常用极限分断电流表示。④时间-电流特性:在规定工作条件下,表征流过熔体的电流与熔体熔断时间关系的曲线,也称为保护特性或熔断特性,它是一种反时限特性曲线。如图1-10所示,熔断时间随着电流的增大而缩短。图1-10熔断器的时间-电流特性曲线机床电气控制与PLC熔断器的时间-电流特性曲线中有一股熔断电流与不熔断电流的分界线,与此相对应的电流称为最小熔化电流Imin。(4)熔断器的选择①熔断器类型的选用:根据使用环境、负载性质和短路电流的大小选用。②熔断器额定电压和额定电流的选用:熔断器额定电压必须大于或等于电路的额定电压;熔断器额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流;分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。图1-10熔断器的时间-电流特性曲线机床电气控制与PLC(5)熔体额定电流的选用①对照明和电热等电流较平稳、无冲击电流的负载的短路保护,熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。②对一台不经常启动且启动时间不长的电动机的短路保护:IRN≥(1.5∽2.5)IN。③对一台启动频繁且连续运行的电动机的短路保护:IRN≥(3∽3.5)IN。④对多台电动机的短路保护,熔体的额定电流应大于或等于其中最大容量电动机的额定电流INmax

的1.5∽2.5倍,加上其余电动机额定电流的总和∑IN:IRN≥(1.5∽2.5)INmax+∑IN。机床电气控制与PLC4.按钮按钮是一种短时接通或断开小电流电路的手动电器,常用于控制电路中发出启动或停止等指令,以控制接触器、继电器等电器的线圈电流的接通或断开,再由它们去接通或断开主电路。常见按钮如图1-11所示。按钮按静态(不受外力作用)时触点的分合状态,可分为常开按钮(启动按钮)、常闭按钮(停止按钮)和复合按钮(常开、常闭组合为一体的按钮)。图1-11常见按钮其中,结构形式代号:K—开启式,嵌装在操作面板上;H—保护式,带保护外壳,可防止内部零件受机械损伤或人偶然触及带电部分;S—防水式,具有密封外壳,可防止雨水侵入;F-防腐式,能防止腐蚀性气体进入;J—紧急式,带有红色大蘑菇钮头(突出在外),用于紧急切断电源;X—旋钮式,用旋钮旋转进行操作,有通和断两个位置;Y—钥匙操作式,用钥匙插入进行操作,可防止误操作或供专人操作;D—光标按钮,按钮内装有信号灯,兼用于信号指示。机床电气控制与PLC(1)按钮的型号机床电气控制与PLC(2)按钮的结构及原理按钮未按压状态

按钮压合后状态图1-12按钮的结构及原理机床电气控制与PLC常开按钮:未按下时,触点断开;按下时,触点闭合;当松开后,按钮自动复位。常闭按钮:与常开按钮相反,未按下时,触点闭合;按下时,触点断开;当松开后,按钮自动复位。复合按钮:将常开和常闭按钮组合为一体。按下时,常闭触点先断开,常开触点再闭合;松开时,常开触点先断开,常闭触点再闭合。机床电气控制与PLC(3)按钮的符号名称

外形符号常开按扭常闭按钮机床电气控制与PLC名称外形符号复合按钮急停按钮钥匙按钮机床电气控制与PLC(4)按钮的颜色颜色含义说明操作者的动作应用示例红紧急危险情况立即动作去处理危险情况（如操作急停)压力/温度

超

过

安

全

极

限

电

压降落击穿行程超越停止位置黄异常异常情况紧急临界情况监视和(或)干预(如重建需要的功能)压力/温度

超

过

正

常

限

值

保

护器件脱扣绿正常正常情况任选压力/温度在正常范围内蓝强制性指示操作者需要动作

强强制性动作指示输入预选值白无确定性质其他情况,可用于红、黄、绿、蓝色的应用有疑问时监视一般信息(5)按钮的选用①根据使用场合和具体用途选择按钮的种类。例如,嵌装在操作面板上的按钮可选用开启式;需要显示工作状态的选用光标式;需要要防止无关人员误操作的重要场合宜用钥匙操作式;在有腐蚀性气体处要用防腐式。②根据工作状态指示和工作情况要求,选择按钮或指示灯的颜色。例如,启动按钮可选用白、灰或黑色,优先选用白色,也可选用绿色;急停按钮应选用红色;停止按钮可选用黑、灰或白色,优先选用黑色,也可选用红色。③根据控制回路的需要要选择按钮的数量,如单联钮、双联钮和三联钮等。机床电气控制与PLC④同一机床运动部件有几种不同的工作状态时(如上、下,前、后,松、紧等),应使每一对相反状态的按钮安装在一组。⑤安装按钮的金属板或金属按钮盒必须可靠接地。5.接触器接触器是一种自动的电磁式开关,适用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是电动机,也可用于控制其他负载,如电热设备,电焊机及电容器组等。它不仅能实现远距离自动操作和欠电压释放保护功能,而且具有控制容量大、工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点,因而在电力拖动系统中得到了广泛应用。机床电气控制与PLC

接触器的主要控制对象是电动机,也可以用于控制电热设备、电焊机及电容器组等其他负载,在电力拖动和自动控制系统中得到了广泛应用。接触器按主触点通过电流的种类,可分为交流接触器和直流接触器两类。下面主要介绍交流接触器。机床电气控制与PLC图1-13接触器机床电气控制与PLC(1)交流接触器的型号及结构

交流接触器的种类很多,目前常用的有我国自行设计生产的CJ0、CJ10和CJ20等系列,以及引进国外先进技术生产的B系列、3TB系列等。另外,各种新型接触器,如真空接触器、固体接触器等在电力拖动系统中也逐步得到推广和应用。交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和辅助部件等组成。图1-14交流接触器的结构机床电气控制与PLC①电磁系统

交流接触器的电磁系统主要由线圈、铁芯(静铁芯)和衔铁(动铁芯)三部分组成。其作用是利用电磁线圈的通电或断电,使衔铁和铁芯吸合或释放,从而带动动触点与静触点闭合或分断,实现接通或断开电路的目的。图1-15电磁机构机床电气控制与PLC

为了减少工作过程中交变磁场在铁芯中产生的涡流及磁滞损耗,避免铁芯过热,交流接触器的铁芯和衔铁一般用E形硅钢片叠压铆成。铁芯如图1-16所示。

交流接触器在运行过程中,线圈中通入的交流电在铁芯中产生交变的磁通,因而铁芯与衔铁间的吸力也是变化的。这会使衔铁产生振动,发出噪声。为消除这一现象,在交流接触器铁芯和衔铁的两个不同端部各开一个槽,槽内嵌装一个用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环,又称减振环或分磁环。图1-16铁芯机床电气控制与PLC②触点系统交流接触器的触点按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。图1-17触点的接触形式机床电气控制与PLC触点系统中的主触点为常开触点,用于控制主电路的通断;辅助触点包括常开、常闭两种,用于控制电路,起电气联锁等作用,如图1-18所示,具体见表1-10。其他部件还包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构和外壳等。图1-18交流接触器的触点机床电气控制与PLC名称外形符号说明主触点由动触点和静触点组成,通常接在主电路中,通过的是大电流,一般由三对常开触点组成辅助常开触点由动触点和静触点组成,通常接在控制电路中,通过

的

是

小

电

流,常

用“NO”表示。电磁系统未通电

动

作

前

触

点

是

断

开状态;通

电动

作

后

触

点闭合机床电气控制与PLC名称外形符号说明辅助常闭触点由动触点和静触点组成,通常接在控制电路中,通过

的

是

小

电

流,常

用“NC”表示。电磁系统未通电

动

作

前

触

点

是

闭

合状态,通

电

动

作

后

触

点断开线圈接通

电

源,产

生

电

磁

力,使衔铁移动,带动接触器动触

点

动

作。常

用

线

圈电

压

有380V、220V、110V、36V等机床电气控制与PLC③灭弧装置电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象。交流接触器在断开大电流或大电压电路时,会在动、静触点之间产生很强的电弧。电弧是触点间气体在强电场作用下产生的放电现象,它一方面会灼伤触点,缩短触点的使用寿命,另一方面会使电路切断时间延长,甚至造成弧光短路或引起火灾事故。因此,触点间的电弧应尽快熄灭。灭弧装置的作用是熄灭触点分断时产生的电弧,以减轻对触点的灼伤,保证可靠的分断电路。交流接触器常采用的灭弧装置有双断口结构的电动力灭弧装置、纵缝机床电气控制与PLC灭弧装置和栅片灭弧装置,对于容量较小的交流接触器,一般采用双断口结构的电动力灭弧装置;对于容量较大的交流接触器,多采用栅片来灭弧。(a)双断口结构电动力灭弧装置

(b)纵缝灭弧装置(c)栅片灭弧装置④辅助部件交流接触器的辅助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及底座、接线柱等。图1-19常用的灭弧装置机床电气控制与PLC(2)接触器的动作原理接通线圈电源,铁芯被磁化产生电磁吸力,吸引衔铁带动主触点中的动触点移动,使之与静触点闭合,接通电路,电动机得电运行;断开线圈电源,电磁吸力消失,衔铁在反作用弹簧的作用下释放,使动触点复位,切断电动机电源,电动机停转。接触器的辅助触点常用于在控制电路中构成自锁、联锁等功能。图1-20接触器控制的动作原理(3)接触器的选择①选择接触器的类型

根据接触器所控制的负载性质选择接触器的类型。通常交流负载选用交流接触器,直流负载选用直流接触器。如果控制系统中主要是交流负载,而直流负载容量较小,也可用交流接触器控制直流负载,但触点的额定电流应适当选大一些。交流接触器按负荷种类一般分为一类、二类、三类和四类,分别记为AC1、AC2、AC3和AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负荷,如白炽灯,电阻炉等;二类交流接触器用于绕线转子异步电动机的启动和停止;三类交流接触器的典型用途是笼型异步电动机的运转和运行中分断;四类交流接触器用于笼型异步电动机的启动、反接制动、反转和点动。机床电气控制与PLC

机床电气控制与PLC②选择接触器主触点的额定电压接触器主触点的额定电压应大于或等于所控制电路的额定电压。③选择接触器主触点的额定电流接触器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。控制电动机时,可按下列经验公式计算(仅适用于CJ10系列)式中K—经验系数,一般取10∽1.4;PN—被控制电动机的额定功率,kW;UN—被控制电动机的额定电压,V;IC—接触器主触点电流,A。接触器若使用在频繁启动、制动及正/反转的场合,应将接触器主触点的额定电流降低一个等级使用。④选择接触器吸引线圈的额定电压当控制电路简单、使用电器较少时,可直接选用380V或220V的电压。若电路较复杂、使用电器超过5个,可选用36V或110V电压的线圈,以保证安全。常用的CJ10等系列交流接触器在85%~105%的额定电压下,能保证可靠吸合。电压过大,磁路趋于饱和,线圈电流会显著增大;电压过小,电磁吸力不足,衔铁吸合不上,线圈电流会达到额定电流的十几倍。因此,电压过大或过小都会造成线圈过热而烧毁。⑤选择接触器触点的数量和种类接触器的触点数量和种类应满足控制电路的要求。

机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC

(4)接触器常见故障及处理方法接触器常见故障及处理方法见表1-11表1-11接触器常见故障及处理方法故障现象可能原因处理方法吸不上或吸不

足(触

点已闭合而铁芯尚未完全吸合)(1)电源电压太小或波动过大(2)操作回路

电

源

容

量

不

足

或

发

生

断

线、配线错误及触点接触不良(3)线圈技术参数与使用条件不符(4)产品本身受损(5)触点弹簧压力过大(1)调大电源电压(2)增大电源容量,更换电路,修理控制触点(3)更换线圈(4)更换新品(5)按要求调整触点参数不释放或释放缓慢(1)触点弹簧压力过小(2)触点熔焊(3)机械可动部分被卡住,转轴生锈或歪斜(4)反力弹簧损坏(5)铁芯极面有油垢或尘埃黏着(6)铁芯磨损过大(1)调整触点参数(2)排除熔焊故障,更换触点(3)排除卡住现象,修理受损零件(4)更换反力弹簧(5)清理铁芯极面(6)更换铁芯机床电气控制与PLC故障现象可能原因处理方法电

磁

铁(交流)噪声大(1)电源的电压过小(2)触点弹簧压力过大(3)短路环断裂(4)铁芯极面有污垢(5)磁系统歪

斜

或

机

械

上

卡

住,使

铁

芯

不

能吸平(6)铁芯极面过度磨损而不平(1)调大操作回路电压(2)调整触点弹簧压力(3)更换短路环(4)清除铁芯极面(5)排除机械卡住的故障(6)更换铁芯线圈过热或烧坏(1)电源电压过大或过小(2)线圈技术参数与实际使用条件不符(3)操作频率过高(4)线圈匝间短路(1)调整电源电压(2)调换线圈或接触器(3)选择其他合适的接触器(4)排除短路故障,更换线圈触点灼伤或熔焊(1)触点压力过小(2)触点表面有金属颗粒异物(3)操作频率过高,或工作电流过大,断开容量不够(4)长期过载使用(5)负载侧短路(1)调大触点弹簧压力(2)清理触点表面(3)调换容量较大的接触器(4)调换合适的接触器(5)排除短路故障,更换触点机床电气控制与PLC6.接线端子排

接线端子排是电气工程中的组合接线固定装置。凡屏内设备与屏外设备相连接时,都要通过一些专门的接线端子,这些接线端子组合起来,称为接线端子排。图1-21接线端子排机床电气控制与PLC(1)接线端子排的作用端子排的作用是将屏内设备和屏外设备的电路相连接,起到信号(电流电压)传输的作用。有了端子排,接线美观,维护方便,在远距离线之间连接时牢靠,施工和维护方便。(2)接线端子排的分类接线端子排的单位是位或节,一个接线位就是1位或1节,端子号就是接线端子的位(节)号。接线端子排按端子数量,可分为2位、3位、4位、6位、12位等;按端子容量,可分为10A、20A、40A等。(3)接线端子排的型号接线端子排常用字母加数字的方式来标明接线端子允许通过的工作电流,以及接线端子排的端子数量。其文字符号为XT。(4)接线端子排的安装要求①端子排无损坏,固定牢固,绝缘良好。②端子应有序号,端子排应便于更换且接线方便。③强、弱电端子宜分开布置,应有明显标志并设空端子隔开或设加强绝缘的隔板;主、控接线端子应集中分类排布。④正、负电源之间及经常带电的正电源与合闸或跳闸回路之间,宜以一个空端子隔开。⑤潮湿环境宜采用防潮端子。⑥接线端子应与导线截面匹配,不应使用小端子配大截面导线。⑦每个接线端子上的接线数量应不超过2根。⑧屏内设备与屏外设备(如按钮、电动机、电源等)相连接时,需经端子排连接。机床电气控制与PLC7.识读电路图(1)原理图原理图是根据生产机械运动形式对电气控制系统要求,采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号,按照电气设备和电器的工作顺序,详细表示电路、设备或成套装置的基本组成和连接关系,而不考虑其实际位置的一种简图。原理图一般分电源电路、主电路、辅助电路三部分。①原理图的绘制电源电路画成水平线,三相交流电源L1、L2、L3由上而下依次排列画出,中性线N和保护地线PE画在相线之下。直流电源则正端在上,负端在下画出。电源开关要水平画出。

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主电路是指受电的动力装置及保护电路,它通过的是电动机的工作电流,电流较大。主电路要求垂直电源电路画在原理图的左侧。

辅助电路包括控制电路、信号电路、照明电路。控制电路是指控制主电路工作状态的电路。信号电路是指显示主电路工作状态的电路。照明电路是指实现机床设备局部照明的电路。这些电路通过的电流都较小,画原理图时,控制电路、信号电路、照明电路要跨接两相电源之间,依次画在主电路的右侧,且电路中的耗能元件要画在电路的下方,而电器的触点要画在耗能元件的上方。

各电器的触点位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时,应从触点的常态出发。

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各电气元件不画外形图,而采用国家规定的统一国标符号画出。

同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其在电路中所起作用分画在不同电路中,但它们的动作却是相互关联的,必须标以相同的文字符号。例如,接触器的主触点、辅助触点和线圈分别画在三个位置,但是必须用同一个文字符号“KM”表示。图中相同的电器较多时,需要在电器文字符号后面加上数字以示区别。

对有直接电联系的交叉导线接点,用小黑圆点表示;无直接电联系的交叉导线连接点不画小黑圆点。

利用原理图可以清楚地了解电流路径、控制电器和用电器的相互关系及控制原理,而不考虑电气设备和电气元件的实际结构和安装情况。原理图为测试和查找故障提供信息,并为绘制电气安装接线图提供依据。机床电气控制与PLC图1-22原理图机床电气控制与PLC②原理图的编号

主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上至下、从左至右的顺序,每经过一个电气元件后,编号要递增,如U12、V12、W12,U13、V13、W13等。单台三相交流电动机或设备的三根引出线,按相序依次编号为U、V、W。对于多台电动机引出线的编号,为了不致引起误解和混淆,可在字母前用不同的数字加以区别,如1U、1V、1W;2U、2V、2W等。

辅助电路编号按“等电位”原则,按从上至下、从左至右的顺序,用数字依次编号,每经过一个电气元件后,编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须是1,其他辅助电路编号的起始数字依次递增100,如照明电路编号从101开始;指示电路编号从201开始等。机床电气控制与PLC③读原理图的方法与步骤·先读主电路,后读辅助电路,然后研究辅助电路如何控制主电路。读主电路原则:从下到上。首先看清楚有几台用电器,它们的类别、用途、接线方式等;然后看清楚这些用电器分别用什么电气元件控制;最后注意电源的种类和电压等级。·读辅助电路,首先看清楚辅助电路的电源种类和电压等级;然后看清辅助电路中每个电气元件的作用,它们与主电路的用电器的控制关系;最后研究这些电气元件之间的关系:有的是控制与被控制关系,有的是相互关系,有的是联动关系。(2)接线图是根据电气设备和电气元件的实际位置和安装情况进行绘制的,以表示电气设备各个单元之间的接线关系,主要用于安装接线和电路检查维修。①接线图的绘制·接线图中各个电气元件的图形符号及文字符号必须与原理图完全一致,并且符合国家标准。同一个电气元件的所有部件应画在一起,并用粗实线框起来。·接线图的线号和实际安装的线号应与电气原理图编写的线号一致。·各个电气元件上凡是需要接线的部位及接线柱都应绘出,且一定要标注端子编号,各端子编号必须与电气原理图上相应的编号一致。·安装板内、外的电气元件之间的连线,都应通过接线端子排进行连接,如电动机与主电路的连线、控制电路与按钮的连线。·接线图中的导线可用连续线和中断线来表示,也可用束线来表示。机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC图1-23接线图机床电气控制与PLC②读接线图的方法与步骤·弄清楚原理图和接线图中电气元件的对应关系。·看清楚各部位使用导线的根数和规格。·根据接线图中的线号,研究主电路的电路走向。可以从用电器开始往上读到电源,找出沿途碰到的电气元件。·分析辅助电路走向的方法是从电源线的一端经过某一条支路走到电源线的另一端,找出沿途碰到的电气元件。

机床电气控制与PLC(3)布置图

采用简化的电气元件图形符号(如正方形、矩形、圆形等),用来表示电气元件在控制板上实际安装位置的一种简图,如图1-24所示。它不表示各电气元件的具体结构、作用、接线情况及工作原理,主要用于电气元件的布置和安装。图1-24元件布置图

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色1.任务目标（1）能够掌握电动机基本控制线路的一般安装步骤和工艺要求。（2）能正确能识别、选用、安装刀开关、空气开关、熔断器、接触器、热继电器等低压电器。（3）能正确安装点动控制线路，培养学生熟练正确调试、维修的能力等。机床电气控制与PLC2.任务准备(1)工具:测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等电工常用工具。(2)仪器:5050型兆欧表,T301-A型钳形电流表、MF50型万用表。(3)器材:网孔板一块(500mm×400mm×20mm);导线若干,其颜色在初级阶段训练时,除接地线外,可不必强求,但应使主电路和控制电路有明显区别。任务实施3.任务步骤(1)识读控制电路,明确电路所用电气元件及作用,熟悉电路的工作原理。(2)配齐所用电气元件,并进行检验。①电气元件的技术数据(如型号、规格、额定电压、额定电流等)应完整并符合要求,外观无损伤,备件、附件齐全完好。

②检查电气元件的电磁机构动作是否灵活,有无衔铁卡阻等不正常现象,用万用表检查电磁线圈的通断情况及各触点的分合情况。③检查接触器线圈额定电压是否与电源电压保持一致。④对电动机的质量进行常规检查(每相绕组的通断、相间绝缘、相对地绝缘等)。(3)在控制板上按布线图安装电气元件,并贴上醒目的文字符号机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC电气元件安装工艺要求如下:①断路器、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧,并确保熔断器的受电端为底座的中心端。②各电气元件的安装位置应整齐、匀称,间距合理,便于更换。③紧固各电气元件时要用力均匀,紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎裂元件时,应用手按住它,一边轻轻摇动,一边用旋具轮换旋紧对角线上的螺钉,直到手摇不动后再适当旋紧后即可。

图1-25安装电气元件机床电气控制与PLC(4)按电气接线图的走线方法进行板前明线布线和套编码套管。

板前明线布线的工艺如下:布线通道尽可能少,同路并行导线按主、控电路分类集中,单层密排,紧贴安装面布线。同一平面的导线应高低一致或前后一致,不能交叉。非交叉不可时,该根导线应在接线端子引出时,就水平架空跨越,但必须走线合理。布线应横平竖直,分布均匀。变换走向时应垂直。布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。布线顺序一般以接触器为中心,由里向外,由低到高,先控制电路后主电路的顺序进行,以不妨碍后续布线为原则。导线与接线端子或接线桩连接时,不得压绝缘层,不反圈,不漏铜过长。同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致。一个元器件接线端子上的连接导线不得多于两根,每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。

机床电气控制与PLC(5)根据电路图检查控制板布线的正确性。(6)安装电动机。(7)连接电源、电动机等控制板外部的导线。(8)自检。①按电路原理图或电气接线图从电源端开始,逐段核对接线及接线端子处是否正确,有漏接、错接之处。检查导线接点是否符合要求,压接是否牢固。接触应良好,以免带负载运行时产生闪弧现象。序号自查内容是否存在的问题1是否能正确解读电气原理图

2是否能正确分析电气原理图中各部分功能

3是否正确绘制各种低压电器元件图形表示符号

4是否能合理进行元件布局

5是否规范绘制设计图与接线图

6是否规范标注线号

元件安装、端子接线是否符合要求

8布线是否符合规范

9对点动控制线路盘进行通电测试，是否能正常工作

①用万用表测量“0、1”号线电阻值，读数应为“∞”。

②按下按钮SB