电气控制与PLC.ppt

1、电气控制与可编程控制器，浙江水利水电学院孙平教授，第三章典型设备电气控制系统。目的：通过分析车床、径向钻床、万能铣床、卧式镗床、平面磨床、组合机床、桥式起重机等设备的电气控制系统，为设备的安装、调试和维护打下一定的基础。本章是前两章知识的综合应用。要求：学习分析电气设备中各种电机的启动和制动过程以及各种辅助电路的工作原理，掌握常用电气设备中电气原理图的原理和结构。第三章，典型设备电气控制系统，电气控制系统分析的一般方法和步骤：1 .了解机械设备的机械动作和工作步骤。分析了传动系统的驱动方式，包括电动、液压和气动驱动原理。2.了解电气部件的安装位置和功能。3.分析机械部件与电气部件之间的关系，包

2、括操作手柄、行程控制止动铁、碰撞块、离合器和电磁铁的状态和安装位置。4.分析电气控制的原理。第3章内容，3.1 C650卧式车床控制电路分析，3.2径向钻床控制电路分析，3.3万能铣床控制电路分析，3.4卧式镗床控制电路分析，3.5磨床电气控制电路分析，3.6组合机床控制电路分析，3.7桥式起重机控制电路分析，3.1 C650卧式车床电气控制电路分析，重点：掌握正反向双向旋转反向制动控制电路的结构和原理。3.1.1车床结构介绍及控制要求C650车床：最大车削直径为1020毫米，最大工件长度为3000毫米。主轴电机：用于主轴的进退运动和刀具的步进进给运动。主轴和进给的转速通过操作带手柄的机械变速

3、箱来改变。要求：由于转动惯量过大，主轴采用电动驻车制动。快速移动电机可以实现刀架和刀架的快速移动，从而减少辅助工作时间。驱动电机电气控制要求：主轴电机(30KW):正反转电动反转制动和正点动。快速移动电机(2.2KW):点动控制。冷却泵电机(0.125KW):启停控制。(提供冷却液)。3 . 1 . 2 M1 C650车床主电路分析(主电机):KM1和KM2实现正反转；KT和电流表PA用于检测运行电流；KM3用于串联电阻R，在点动和反向制动时限制电流；正向和反向电动操作期间的旁路。速度继电器KS用于检测反向制动过程中转速的过零点。M2(冷却泵电机):KM4用于启停控制。M3(快速移动电机):K

4、M5用于启停(点动)控制。1。主电机控制：M1，点动(前进方向)按点动按钮SB2KM1，线圈通电(无自锁)，M1串R带全压前进，电流表PA不投入运行。松开点动按钮SB2KM1，线圈断电，点动停止。和反向控制(SB3，SB4)。按下前进SB3 KT线圈通电延时，KM3线圈通电主回路R，旁路KA线圈通电KM1线圈，锁定M1开始前进。启动后，KT将延迟时间，直到功率放大器投入运行，以检测运行电流。反向制动(正向旋转时n0触点闭合)按下停止按钮SB1KM1、KT、KM3和KA切断电源，松开SB1KM2线圈并接通电源。当M1弦R反向连接到100转/分钟时，KM2线圈被切断，M1停止旋转。请自己分析反向旋

5、转和反向连接制动。2.其他控制回路原理：M2(冷却泵):SB5、SB6、KM4构成启停控制回路；M3(快速运动):刀架操作手柄控制刀架支架的步进运动和快速运动。按下操作手柄的点动按钮，并按下位置开关SQKM5，使电机M3通电进行点动。3.2径向钻床的电气控制系统，钻床的用途：钻孔、铰孔、镗孔、铰孔、加工等。径向钻床的用途：主要用于加工大型和中型工件(由主电机M1驱动)进给运动：主轴上下进给运动(由主电机M1驱动)辅助运动：外柱和摇臂绕内柱旋转(手动)，摇臂沿外柱上下运动(由升降电机M2驱动)，主轴箱沿摇臂水平运动(手动)，夹紧和松开运动，外柱和内柱之间，摇臂和外柱之间，主轴箱和摇臂之间(液压驱

6、动，电机，3.2.1径向钻机液压原理，液压泵采用双向定排量泵。接触器KM4和KM5控制液压泵马达M3的正向和反向旋转。电磁换向阀YV的电磁铁YA用于选择夹紧和松开物体。当电磁铁YA的线圈不通电时，电磁换向阀YV在左工位工作，同时实现主轴箱和立柱的夹紧和松开。当电磁铁YA的线圈通电时，电磁换向阀YV在右工位工作，实现摇臂的夹紧和松开。3.2径向钻机电气控制系统，控制要求：1。主轴控制主轴由机械摩擦片离合器控制，实现正转、反转和调速。2.摇臂的升降过程：松开升降夹具。摇臂按下释放位置开关SQ2处于完全放松的状态；做上升/下降练习；c .在提升和夹紧之间增加13S的时间延迟，以克服惯性；d、提升后，

7、进行夹紧运动，夹紧完全，压下夹紧位置开关SQ3，摇臂提升过程结束。位置开关SQ1和SQ6用于提升限位保护。3.工作状态指示器HL1和HL2用于夹紧和松开主轴箱和立柱，工作状态指示器HL3用于指示主轴电机的运行工作状态。3.2.2径向钻机电气控制主电路，主电机单向启停控制M1: KM1。摇臂升降M2: KM2，KM3，正反转控制。液压泵M3: KM4，KM5，正反转(夹紧/释放)控制。冷却泵M4:单向手动控制组合开关SA1。3.2.3径向钻机电气控制电路，主电机控制SB1、SB2、KM1构成主轴电机的启停控制电路，HL3作为操作指令。摇臂上升过程分析(夹紧时按下SQ3):按下SB3KT给电磁阀Y

8、A线圈通电，KM4线圈给液压泵电机M3通电使其正转，压力油进入摇臂夹紧缸右腔松开摇臂，按下Q2KM4线圈给M3断电停止放松(此时SQ3回到正常状态，YA线圈仍通电)。当压下的Q2 KM2线圈通电，摇臂升降电机M2将摇臂向前转动并上升至所需高度时，当SB3或摇臂下限开关SQ1松开时，KT线圈断电延迟，KM2线圈停止上升。KT线圈断电延时为13SKM5线圈通电，液压泵电机M3反转摇臂夹紧并按下SQ3KM5，YA线圈断电M3停止。夹紧后，摇臂提升的整个过程结束。3.2.2径向钻机电气控制回路、主轴箱和立柱、内外立柱之间的夹紧和松开(同时进行):松开：按SB5KM4线圈通电，液压泵电机M3向前转动，但

9、电磁铁YA线圈不通电，泵送的压力油进入主轴箱和右腔主轴箱和立柱液压缸，同时松开，直到位置开关SQ4复位HL1，指示松开状态，然后松开按钮SB5，松开过程结束。夹紧：按下SB6KM5线圈，打开液压泵电机M3，关闭YA线圈。泵送的压力油进入立柱液压缸的主轴箱和左腔主轴箱，同时夹紧立柱，直到按下位置开关SQ4HL2指示夹紧状态。此时，松开按钮SB6，夹紧过程结束。3.3万能铣床电气控制系统，用途：铣削平面、斜面和加工凹槽。分类：立式铣床、卧式铣床、龙门铣床、仿形铣床和专用铣床。常用卧式万能铣床型号：X62W，改进型XA6132。XA6132基于X62W万能铣床，增加了电磁升降工作台的进给运动(由进给

10、电机驱动):工作台承载工件进行快进和工作运动。升降平台由两层组成：矩形(直线运动)和圆形(圆周运动)。矩形工作台的六个运动方向和圆形工作台的旋转运动需要互锁，任何时候只允许一种运动形式的一个方向运动。为了避免切割(安全)，需要控制主轴旋转和工件进给的顺序。3.3.2万能铣床控制电路分析，XA6132卧式万能铣床控制电路可分为主电路、控制电路、DC电路、照明电路等部分。1.主电路中间继电器KA3控制冷却泵电机M1。KM1和KM2控制主轴电机M2的正向和反向旋转。KM3和KM4控制进给电机M3的正向和反向旋转。其他包括短路和过载保护装置。2。主轴和冷却泵的电机控制。主轴：在加工主轴之前，主轴电机M

11、2的旋转方向(正向和反向铣削)由选择开关SA4选择。启动和停止：SB1、SB2、SB3、SB4和KA1在两个地方实现主轴电机M2的启动和停止控制。铣床的正面和侧面操作面板上分别安装有两组启动和停止控制按钮。停止时，SB1和SB2的常开触点闭合，主轴制动电磁离合器的电磁线圈YB通电，同时电磁线圈YC2通电，与工作台的快速进给传动链连通。此时，进给电机M2断电，工作台快速停止(按顺序控制要求)，从而实现主轴电机的快速停止和制动。闸刀制动：转换开关SA2的常开触点闭合，电磁离合器的电磁YB线圈通电，实现闸刀制动。主轴变速脉冲：当主轴电机(M2)在旋转过程中拉出主轴变速手柄时，位置开关SQ5被激活，K

12、M1或KM2线圈断电，主轴电机(M2)停止旋转。主轴变速手柄复位后，按下SQ5、KM1或KM2线圈通电，M2产生瞬时正向或反向变速脉冲。反复推拉变速手柄，直到手柄回到原来的位置，齿轮啮合。冷却泵：转动旋转开关SA1，中间继电器KA3线圈，打开冷却泵电机M1。3。工作台进给控制、传动方式和控制特点工作台直线运动和圆弧运动的机械传动链如上图所示。(1)矩形工作台直线运动：运动方向(三维空间):纵向(左右)、横向(长背)、升降(上下)。操作方法：纵向操作手柄，左、0、右(3站)位置。交叉操作手柄(两个机械联动装置)，前、上、0、下和后(5个工位)。(2)圆形工作台的圆弧旋转运动：当矩形工作台的纵向操

13、作手柄和横向操作手柄都处于0位置时，通过操作转换开关SA3来控制圆形工作台的圆弧旋转运动。矩形工作台在六个方向上的直线运动和圆形工作台的圆弧运动应互锁。每一时刻只允许一个运动方向。(3)主轴和进给的顺序控制及KA2常开触点与KA1常开触点并联进行顺序控制，KA2用于工作台的快进控制。(4)工作台选择开关SA3通常为矩形工作台，动态为圆形工作台。矩形工作台纵向进给：(SA3处于正常状态)纵向操作手柄向右转动，纵向机械传动链接通，位置开关SQ1沮丧；向左操作手柄，接通纵向机械传动链，按下位置开关SQ2；操纵杆在中间0位置处于停止状态。控制电路分析：手柄向右按压SQ1，电流通过SQ6、SQ4、SQ3

14、、SA3的常闭触点和SQ1的常开常闭触点，使KM3线圈通电，工作台进给电机M3向前转动，拖动工作台向左进给。手柄回到0位置，SQ1常开触点断开前后位置与横向机械传动链相通。上下位置与垂直机械传动链相连通。电气控制：十字手柄向下向右(后)按压位置开关SQ3，向上向左(前)按压位置开关SQ4。当SQ3被压下时，控制电流通过SA3、SQ1和SQ2的常闭触点和SQ3的常开触点给KM3线圈通电，进给电机M3向前转动，通过相应的机械传动链驱动矩形工作台向下或向右移动。当SQ4被按下时，KM4线圈被通过SA3、SQ1和SQ2的常闭触点和SQ4的常开触点的控制电流激励，进给电机M3向前旋转，矩形工作台向上或向

15、左移动。联锁：在矩形工作台的垂直和水平运动中，常闭触点SA3、SQ1和SQ2的闭合条件要求纵向手柄在位置0，矩形工作台在SA3中选择，否则不能进行水平和垂直运动。床身上的限位挡铁可以使十字手柄自动回到0位置。实现水平和垂直终点挡板。在进给运动状态下(KM3或KM4常开触点闭合)，按SB5或SB6(两地之间的快进控制)，给快速移动电磁铁YC2线圈的KA2线圈通电，与快速移动机械传动链通信，实现矩形工作台的快速移动。松开SB5或SB6YC1线圈通电，松开YC2线圈断电，工作台改进工作。圆形工作台的旋转运动矩形工作台的每个操作手柄都在0位置，电机与圆形工作台的旋转机械传动链相连通。SA3给KM3线圈

16、通电，通过动电流时SQ6、SQ4、SQ3、SQ1、SQ2的常闭触点和SA3的动触点，供给电机M3向前旋转，圆形工作台步进旋转。联锁分析：SQ1SQ4常闭触点的闭合条件是纵向和横向手柄均处于0位置。在复位工作台变速脉冲变速手轮的过程中，位置开关SQ6瞬间被按下，瞬间给KM3线圈通电(其电流通过SA3和SQ1SQ4的常闭触点，使变速过程中所有手柄都处于零位，SA3选择圆形工作台)，电机M3产生变速脉冲(爬行)。3.4 T68卧式镗床，用途：镗孔(加工精密孔)分类：卧式镗床，坐标镗床，专用镗床3.4.1 T68卧式镗床简介1。组成：床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱和尾座。T68卧式镗床轮廓2。运动形式主要运动：镗杆和面板的旋转运动。进给运动：*镗杆(主轴)的进出运动，运动速度(工作和快进)。*圆盘刀具滑板的径向运动(工作步骤)。*工作台的水平位移(前后、左右)和移动速度(向前和快进)。*其他：镗头架和尾座的上下运动(工作，快进)。联锁要求：主轴(镗杆)进给运动和工作台水平运动之间的联锁(只能选择一个)。3.控制要求：(1)主电机：采用