【正文】 ～。（1）相同點(diǎn)中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，都是通過控制線圈來控制觸點(diǎn)的斷開和閉合，它們都有常開、常閉點(diǎn)。直接啟動(dòng)是一種簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)方法，在小型(容量一般在10kW以下)電動(dòng)機(jī)中廣泛使用。當(dāng)KM1線圈通電時(shí)，KM2線圈不能通電。3－3 試畫出某機(jī)床主電動(dòng)機(jī)控制電路圖。SB2為就地正轉(zhuǎn)，SB13為遠(yuǎn)程正轉(zhuǎn)，SB12為點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)。（3）M1先啟動(dòng)，經(jīng)10s后M2自行啟動(dòng)。要想啟動(dòng)M2電機(jī)，必須先啟動(dòng)M1電機(jī)。SQSQ4起終端保護(hù)作用。明確電動(dòng)機(jī)的用途、型號(hào)規(guī)格以及控制要求，了解各種電器的工作原理、控制作用及功能。分析各種控制功能實(shí)現(xiàn)的方法及其電路工作原理和特點(diǎn)。4－3 試述C650車床主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過程。反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)過程與上述過程類似，只是在此過程中起作用的為速度繼電器的BS1動(dòng)合觸點(diǎn)。與主軸變速類似，水平工作臺(tái)變速同樣由機(jī)械系統(tǒng)完成。4－6 X62W萬能銑床是如何實(shí)現(xiàn)水平工作臺(tái)各方向進(jìn)給聯(lián)鎖控制的？【參考答案】X62W萬能銑床是如何實(shí)現(xiàn)水平工作臺(tái)的操作手柄如圖43所示。其聯(lián)鎖控制原理與向下或向前移動(dòng)控制類似。4－8組合機(jī)床常用在什么場合？通常由哪些部件組成？其控制線路有什么特點(diǎn)？【參考答案】組合機(jī)床的應(yīng)用場合組合機(jī)床是根據(jù)給定工件的加工工藝而設(shè)計(jì)制造的一種高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備。4－11 說明凸輪控制器控制的起重電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制與調(diào)速控制過程。提升時(shí)電路工作情況當(dāng)主令控制器SA1手柄扳到“上升1”擋時(shí)，SA1SA1SA1SA17觸點(diǎn)閉合，使得接觸器KMKMKM4線圈得電。下降時(shí)電路工作情況由圖4 5可知，主鉤下降也分為6擋，根據(jù)重物重量和控制要求，可使電動(dòng)機(jī)工作在不同狀態(tài)。在“下降C”擋，SA1SA18觸點(diǎn)也閉合，使接觸器KMKM5通電吸合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路電阻短接情況與“上升2”擋時(shí)相同，因此機(jī)械特性應(yīng)為“上升2”機(jī)械特性向第四象限的延伸，如圖46中的7段。這時(shí)必須迅速將控制器手柄推到下一擋。觸點(diǎn)SA1SA18的閉合，使接觸器KMKM5線圈通電，觸點(diǎn)吸合，轉(zhuǎn)子電阻RR2被短接，轉(zhuǎn)子電路電阻接入情況與“上升2”擋時(shí)相同。由上述分析可知：主令控制器SA1置于下降前三擋（C、2）時(shí)，電動(dòng)機(jī)相序接法與上升時(shí)相同，其中C擋實(shí)現(xiàn)重物安全停留空中或作平移運(yùn)動(dòng)；當(dāng)重載下降時(shí)，主令控制器SA1手柄應(yīng)置于下降 “1”、“2”擋， 其中下“2”擋下降速度比下“1”擋速度高；當(dāng)負(fù)載較重，若SA1手柄置于下降“3”、“4”、“5”擋時(shí)，可獲得超過電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的高速下降，且下“3”擋速度最快，下“4”擋次之，下“5”擋最小。圖48 數(shù)控系統(tǒng)軟件組成CNC裝置的工作過程在進(jìn)行零件加工時(shí)，CNC裝置首先接收數(shù)字化的零件圖樣和工藝要求等信息，再進(jìn)行譯碼和預(yù)處理，然后按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，用運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)地對(duì)機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)進(jìn)行速度和位置控制。（3）數(shù)據(jù)處理。在位置控制中，通常還應(yīng)完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償，以提高數(shù)控機(jī)床的定位精度。診斷不僅可防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大，而一旦出現(xiàn)故障，又可幫用戶迅速查明故障的類型與部位，減少故障停機(jī)時(shí)間。閉環(huán)伺服系統(tǒng)閉環(huán)伺服系統(tǒng)的反饋信號(hào)取自機(jī)床工作臺(tái)(或刀架)的實(shí)際位置，所以系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的誤差、環(huán)內(nèi)各元件的誤差以及運(yùn)動(dòng)中造成的誤差都可以得到補(bǔ)償，使得跟隨精度和定位精度大大提高。主要包括以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：① 制定電氣設(shè)計(jì)技術(shù)條件，即任務(wù)書；② 選擇電氣傳動(dòng)方案與控制方式；③ 確定或核對(duì)電動(dòng)機(jī)的類型及技術(shù)參數(shù)；④ 繪制電氣控制系統(tǒng)原理圖，確定各部分之間的關(guān)系，計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)；⑤ 選擇電氣元件，制定元器件目錄清單；⑥ 編寫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書。 ④ 為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇控制設(shè)備時(shí)，設(shè)備能力留有適當(dāng)裕量。采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法由于是靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，靈活性很大，設(shè)計(jì)出來的電路可能不是最簡潔的，所用的電器及觸點(diǎn)不一定最少，所得出的方案也不一定是最佳方案。同時(shí)，交流接觸器KM的常開輔助觸頭短接了啟動(dòng)按鈕SB2的動(dòng)合接點(diǎn)，保持交流接觸器線圈始終處于帶電狀態(tài)，這就是所謂的自鎖（自保）。（2）熔斷器的選型異步電機(jī)的起動(dòng)電流Ist約為額定電流IN的 (5~7）倍。表52 設(shè)備選型表電氣元件型號(hào)參數(shù)廠家接觸器LC1D32 11M7C額定電流32A，一個(gè)常開、一個(gè)常閉輔助觸點(diǎn)，線圈電壓220V 50Hz施耐德熱繼電器LR2 D13 21C 整定電流范圍12~18施耐德空開C65N 3P D25A3P，脫扣電流，即起跳電流25A施耐德熔斷器RL130A 交流50 Hz，額定電壓380V，額定電流30A按鈕XB2BA31C 彈簧復(fù)位按鈕，平頭，綠色，一常開施耐德按鈕X B2BA42C彈簧復(fù)位按鈕，平頭，紅色，一常閉施耐德5－6試設(shè)計(jì)游泳池自動(dòng)進(jìn)水控制電路，要求池內(nèi)水位低于最低水位時(shí)能自動(dòng)進(jìn)水，池內(nèi)的水位高于最高水位時(shí)能自動(dòng)停止進(jìn)水。在每個(gè)工作循環(huán)中要對(duì)PLC進(jìn)行自我診斷，若無故障繼續(xù)進(jìn)行工作，否則保持現(xiàn)場狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出通道后停止運(yùn)行，等待處理，避免故障擴(kuò)散造成大的事故?！闶峭ㄟ^光電隔離和濾波把PLC和外部電路隔開，以提高PLC的抗干擾能力。用于向PLC的用戶存儲(chǔ)器寫入或讀出用戶程序，也可以對(duì)用戶程序進(jìn)行修改或編輯。在掃描工作過程中，輸入映像寄存器和輸出映像寄存器各起什么作用？【參考答案】PLC的掃描工作原理在運(yùn)行狀態(tài)下，PLC的工作流程主要包括內(nèi)部處理、通信處理、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新5個(gè)階段，其掃描過程如圖61所示。CPU將順序讀取的全部輸入信號(hào)寫入到輸入映像寄存器中。輸入映像寄存器和輸出映像繼電器的作用在輸入采樣階段，CPU將順序讀取的全部輸入信號(hào)寫入到輸入映像寄存器中。n是待傳送數(shù)據(jù)的字?jǐn)?shù)，n＝1～32(16位操作)或l～16(32位操作)。在惡劣工作環(huán)境中能夠保持高可靠性是PLC主要的特點(diǎn)，因?yàn)樵谲浖陀布煞矫娑歼M(jìn)行了完善的可靠性設(shè)計(jì)。（4）體積小，質(zhì)量小，功耗低。試畫出梯形圖，并寫出指令表。【參考答案】控制程序的梯形圖如下：6－14 試設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)10s后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)，運(yùn)行5s后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止并同時(shí)使第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)，再運(yùn)行15s后，電動(dòng)機(jī)全部停止。梯形圖程序如下：第7章 電氣調(diào)速系統(tǒng)與變頻器習(xí)題與思考題7－2變頻調(diào)速的基本原理是什么？【參考答案】電機(jī)轉(zhuǎn)速的公式：中： n1 為電機(jī)的同步速從以上公式看，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的最佳方法是調(diào)節(jié)供電電源的頻率。事實(shí)上，電壓不變，升高頻率的調(diào)速方式是近似恒功率調(diào)速方式。電源電壓在690V以下稱為低壓變頻器，1000V以上稱為中壓或高壓變頻器。在變頻器上電時(shí)，整流橋通過該電阻向整流橋充電，充電結(jié)束后，用接觸器將該電阻旁路掉。所以制動(dòng)電阻的作用是能耗制動(dòng)。這種模式用外接啟動(dòng)開關(guān)和頻率設(shè)定電位器來控制變頻器的運(yùn)行。這種模式的功能與參數(shù)設(shè)定通過Pr 79＝4來實(shí)現(xiàn)。頻率信號(hào)由PU操作設(shè)定。電流互感器檢測變頻器電流，起顯示及保護(hù)作用。當(dāng)變頻器處于過載的過程中，瞬間會(huì)把直流母線電壓拉低；處于發(fā)電（制動(dòng)）過程中，瞬間會(huì)升高直流母線電壓，若太高變頻器則停止輸出。例如電網(wǎng)電壓為400V，則這時(shí)直流母線電壓為540V左右。后來又提出了無速度傳感器矢量控制。7－3基頻以下調(diào)速與基頻以上調(diào)速有什么不同？【參考答案】在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，常須考慮的一個(gè)重要因素是：希望保持電機(jī)中每極磁通量為額定值不變。梯形圖程序如下：6－16 試設(shè)計(jì)一梯形圖程序，用來改變計(jì)數(shù)器的設(shè)定值?！緟⒖即鸢浮侩姎庠韴D兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的主回路原理圖如圖65所示。6－9設(shè)計(jì)一個(gè)PLC實(shí)現(xiàn)的三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖，要求有過載保護(hù)，并寫出指令表。PLC不僅具有基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和順序控制功能，還有網(wǎng)絡(luò)通信、故障診斷與自檢、數(shù)值處理、A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換等能力。M8028為OFF時(shí)，在FROM和TO指令執(zhí)行過程中則允許中斷?！緟⒖即鸢浮縁ROM和TO指令格式讀/寫特殊功能模塊指令格式如圖62。并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器及其他寄存器中獲得所需的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，再將程序執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)的元件寄存器中保存。（2）通信處理階段。通信接口通信接口電路是專門用于數(shù)據(jù)通信的一種智能模板。輸出接口電路用于CPU與現(xiàn)場輸出部件之間的連接和信號(hào)轉(zhuǎn)換。用戶程序是使用者根據(jù)PLC應(yīng)用系統(tǒng)的控制要求編寫的符合PLC語法規(guī)則的一組控制程序。內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸?？紤]電機(jī)的啟動(dòng)電流，可以選用大一級(jí)的接觸器，同時(shí)考慮輔助觸點(diǎn)的匹配，本系統(tǒng)選擇具備一個(gè)常開主觸點(diǎn)、一個(gè)常閉主觸點(diǎn)的接觸器。接觸器、熱繼電器和熔斷器的選型要滿足啟動(dòng)要求。啟動(dòng)電流是額定電流的6倍，現(xiàn)用按鈕進(jìn)行啟動(dòng)和停止控制，試設(shè)計(jì)控制電路，要求有短路保護(hù)和過載保護(hù)。5－2電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有哪些，各有什么特點(diǎn)?【參考答案】電氣控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)方法有2種，即經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法(又稱—般設(shè)計(jì)法)和邏輯設(shè)計(jì)法。應(yīng)遵循的基本原則是：① 最大限度地滿足生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和加工工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求。而半閉環(huán)伺服系統(tǒng)由于坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一都分在位置閉環(huán)以外，因此環(huán)外的傳動(dòng)誤差得不到系統(tǒng)的補(bǔ)償，這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)。圖48 閉環(huán)伺服系統(tǒng)框圖工作原理閉環(huán)伺服系統(tǒng)是在機(jī)床工作臺(tái)(或刀架)上安裝一個(gè)位置檢測裝置，該裝置可檢測出機(jī)床工作臺(tái)(或刀架)實(shí)際位移量或者實(shí)際所處位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與CNC裝置發(fā)出的指令位移信號(hào)進(jìn)行比較，求得偏差。（7）顯示。插補(bǔ)是數(shù)控系統(tǒng)中最重要的計(jì)算工作之一，是在已知起點(diǎn)、終點(diǎn)、曲線類型和走向的運(yùn)動(dòng)軌跡上實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)點(diǎn)密化”，即計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡所要經(jīng)過的中間點(diǎn)坐標(biāo)。（2）譯碼處理。（1）CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖47為CNC裝置硬件的基本組成框圖，主要包括一般微型計(jì)算機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)，如微處理器(CPU)、總線、存儲(chǔ)器、I／O接口等；以及完成數(shù)控機(jī)床特有功能所需的功能模塊和接口單元，如手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(MDI)接口、PLC接口等。此時(shí)應(yīng)立即將手柄推向“下降4”擋。這時(shí)應(yīng)立即將手柄推到“下降3”擋。SA17觸點(diǎn)閉合使接觸器KM4線圈通電，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中電阻R1被短接，轉(zhuǎn)子電阻串入情況與“上升1”擋時(shí)相同。此時(shí)吊鉤上重物力矩與電磁抱閘制動(dòng)力矩及提升轉(zhuǎn)矩相平衡，使重物能安全停留在空中。當(dāng)SA1手柄扳到“上升3” 擋時(shí)，除上述兩擋已閉合的部分外，SA19閉合，接觸器KM6線圈通電，觸點(diǎn)吸合，轉(zhuǎn)子電路切除電阻R3，此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖46特性曲線3上。圖46 主鉤升降電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表41 主鉤升降主令控制器SA1觸點(diǎn)狀態(tài)表觸點(diǎn)下降零位上升強(qiáng)力制動(dòng)54321C0123456SA11+SA12+++SA13+++++++++SA14+++++++++++SA15+++SA16+++++++++SA17+++++++++++SA18+++++++++SA19++++++SA110++++SA111+++SA112++電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備當(dāng)電源隔離開關(guān)QSQS3合上后，將主令控制器SA1手柄置于“0”位，此時(shí)SA11接通，零電壓繼電器BV線圈得電并自鎖，控制電路便處于準(zhǔn)備工作狀態(tài)。組合機(jī)床控制線路的特點(diǎn)各標(biāo)準(zhǔn)通用動(dòng)力部件的控制電路是獨(dú)立完整的，當(dāng)一臺(tái)組合機(jī)床由多個(gè)動(dòng)力部件組合構(gòu)成時(shí)，該機(jī)床的控制電路即由各動(dòng)力部件各自的控制電路通過一定的聯(lián)接電路組合而成。而操作手柄在工作時(shí)，只存在一種運(yùn)動(dòng)選擇，因此銑床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)鎖由兩操作手柄之間的聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)壓動(dòng)行程開關(guān)SQ3，使SQ3動(dòng)合觸點(diǎn)SQ3－1閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)SQ3－2斷開，于是接通進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈電路，其主觸點(diǎn)閉合，M3正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向下或向前移動(dòng)進(jìn)給。變速手柄復(fù)位后，行程開關(guān)SQ7被釋放，因此電動(dòng)機(jī)M1斷電。通過對(duì)主電動(dòng)機(jī)控制電路的分析，我們看到中間繼電器KA在電路中起著擴(kuò)展接觸器KM3觸點(diǎn)的作用。當(dāng)按下總停止按鈕SB1后，原來通電的KMKMKT和KA線圈全部斷電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放而復(fù)位?！緟⒖即鸢浮浚?）車床主軸正反轉(zhuǎn)控制車床主軸的正反轉(zhuǎn)是通過主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的，即通過控制正轉(zhuǎn)接觸器KM反轉(zhuǎn)接觸器KM2實(shí)現(xiàn)。分析生產(chǎn)工藝要求的各種運(yùn)動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)有液壓驅(qū)動(dòng)的設(shè)備要進(jìn)行液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)分析?！緟⒖即鸢浮侩姎饪刂葡到y(tǒng)分析的方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，首先需要對(duì)設(shè)備整體有所了解，在此基礎(chǔ)上，才能有效地針對(duì)設(shè)備的控制要求，分析電氣控制系統(tǒng)的組成與功能。3－6設(shè)計(jì)工作臺(tái)前進(jìn)