【文章內(nèi)容簡介】 （ 3）線路圖 1）主電路 2）控制電路 主電路 控制電路 星形－三角形降壓起動控制 （ 1）控制要求： 電動機(jī) M起動時(shí)為星形連接，以實(shí)現(xiàn)降壓起動，電動機(jī)起動后改為三角形連接，以恢復(fù)額定電壓進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 2）實(shí)現(xiàn)方法： 1）接觸器 KM1－控制電機(jī) M通電 接觸器 KM2－控制電機(jī) M三角形連接 接觸器 KM3－控制電機(jī) M星形連接 2）時(shí)間繼電器 KT通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器整定值時(shí)使 KM3斷電、 KM2通電，電動機(jī)三角形連接正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 3）線路圖 1）主電路 2）控制電路 主電路 控制電路 三相鼠籠電動機(jī)的制動控制 反接制動控制 （ 1）實(shí)現(xiàn)方法： 1） KM1為電動機(jī) M單向旋轉(zhuǎn)接觸器 2） KM2為反接制動接觸器， KV為速度繼電器， R為反接制動電阻。 （ 2）線路圖 1）主電路 2）控制電路 主電路 控制電路 能耗制動系統(tǒng) （ 1）控制要求： 當(dāng)需要電動機(jī)快速停止時(shí)，若在斷開交流電源后，立即在定子繞組接入一直流電源，直流電流就會在電動機(jī)定子繞組中產(chǎn)生一個靜止的磁場，而轉(zhuǎn)子由于慣性作用在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并切割這個磁場，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的相互作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，達(dá)到迅速而準(zhǔn)確地制動地目的。 能耗制動的效果與通入直流電流的大小和三相繞組接法有關(guān)（可以有幾種接法），但直流電流不能大于交流的起動電流，電動機(jī)停止時(shí)要立即斷開直流電源。 （ 2）實(shí)現(xiàn)方法 1） KM1為電動機(jī) M單向旋轉(zhuǎn)接觸器 2） KM2為能耗制動接觸器 3）時(shí)間繼電器 KT通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器的整定值時(shí)（電動機(jī) M已停轉(zhuǎn)） ，使 KM2斷電，直流電源被切除，制動結(jié)束。 主電路 控制電路 （ 3）線路圖 1）主電路 2）控制電路 繼電接觸式控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 電氣控制設(shè)計(jì)的一般原則 （ 1） 最大限度的滿足機(jī)械或設(shè)備對電氣控制系統(tǒng)提出的要求 。機(jī)械或設(shè)備對電氣控制系統(tǒng)的要求 ， 是電氣設(shè)計(jì)的依據(jù) ， 這些要求常常以工作循環(huán)圖 。 執(zhí)行元件動作節(jié)拍表 、 檢測元件狀態(tài)表等形式提供 ， 有調(diào)速要求的設(shè)備還應(yīng)給出調(diào)速技術(shù)指標(biāo) 。 其他如起動 、 轉(zhuǎn)向 、 制動等控制要求應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮 。 （ 2） 在滿足控制要求的前提下 ， 設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡單 、 經(jīng)濟(jì) 。在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) ， 為了滿足同一控制要求 ， 往往要設(shè)計(jì)幾個方案 ， 應(yīng)選擇簡單 。 經(jīng)濟(jì)可靠和通用件強(qiáng)的方案 ， 不要盲目追求自動化程度和高指標(biāo) 。 （ 4） 要有完善的保護(hù)措施 ， 防止發(fā)生人身事故與設(shè)備損壞事故 。 要預(yù)防可能出現(xiàn)的故障 ， 采 用必要的保護(hù)措施 。 例如短路 、 過載 、 失壓或誤操作等電氣方面的保護(hù)功能和使設(shè)備正常運(yùn)行所需要的其他方面的保護(hù)功能 。 電氣控制設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 （ 1） 確定電力傳動方案和選擇電動機(jī)的容量 、 結(jié)構(gòu)型式和型號 。 （ 2） 設(shè)計(jì)電氣控制電路及相關(guān)的保護(hù) 。 （ 3） 選擇控制電器 ， 制定電器設(shè)備一覽表 。 （ 4） 確定電氣操作臺和控制柜 ， 繪制電器布置圖和接線圖 。 （ 5） 編寫電氣控制說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算說明 。 （ 6）安裝、接線和調(diào)試及最終確定設(shè)計(jì)方案。 （ 3）妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系。機(jī)械或設(shè)備與電力拖動已經(jīng)緊密結(jié)合融為一體，傳動系統(tǒng)為了獲得較大的調(diào)速比，可以采用機(jī)電結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，但要從制造成本、技術(shù)要求和使用方便等具體條件去協(xié)調(diào)平衡。 車床的結(jié)構(gòu) 普通車床的結(jié)構(gòu)示意圖 1— 進(jìn)給箱 2— 掛輪箱 3— 主軸變速箱 4— 溜板與刀架 5— 溜板箱 6— 尾架 7— 絲杠 8— 光杠 9— 床身 第 3章 常用機(jī)床的電氣控制 車床的運(yùn)動形式 （ 1）切削運(yùn)動 1）主運(yùn)動 工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由主軸通過卡盤或頂尖去帶動工件旋轉(zhuǎn)，它承受車削加工時(shí)的主要切削功率。 2）進(jìn)給運(yùn)動 車床的進(jìn)給運(yùn)動是刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動，其運(yùn)動形式有手動和機(jī)動兩種。 （ 2）輔助運(yùn)動 刀架的快速移動和工件的夾緊與放松 車床的控制特點(diǎn) 1）主軸能在較大的范圍內(nèi)調(diào)速。 2）調(diào)速的方法可通過控制主軸變速箱外的變速手柄來實(shí)現(xiàn)。 3）加工螺紋時(shí)，要求反轉(zhuǎn)退刀，這就要求主軸能夠正、反轉(zhuǎn)。主軸的正、反轉(zhuǎn)可通過采用機(jī)械方法如操作手柄獲得。 C620－ 1型普通車床的電氣控制 車床的典型環(huán)節(jié) （ 1）主軸的正反轉(zhuǎn)控制 （ 2）主軸的點(diǎn)動控制 （ 3）主軸電動機(jī)反接制 動停車控制 （ 4）刀架快速移動控制 （ 5）冷卻泵電動機(jī)控制 （ 6）主軸電動機(jī)負(fù)載檢 測及保護(hù)環(huán)節(jié) 搖臂鉆床的結(jié)構(gòu) 搖臂鉆床電氣控制 搖臂鉆床的運(yùn)動形式 （ 1）主運(yùn)動 主軸旋轉(zhuǎn)（產(chǎn)生的切削）運(yùn)動 （ 2）進(jìn)給運(yùn)動 主軸的縱向進(jìn)給 （ 3）輔助運(yùn)動 ? 搖臂在外立柱上的垂直運(yùn)動（搖臂的升降） ? 搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 ? 主軸箱沿?fù)u臂長度方向的運(yùn)動。 搖臂鉆床的控制特點(diǎn) （ 1）主軸電動機(jī)，為單方向旋轉(zhuǎn)，主軸的正反轉(zhuǎn)則由機(jī)床液壓系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)配 合正反轉(zhuǎn)摩擦離合器實(shí)現(xiàn)。 （ 2）搖臂升降電動機(jī) ,可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，短時(shí)工作，不用設(shè)長期過載保護(hù)。 （ 3）液壓泵電動機(jī)，可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 。 （ 4）電液聯(lián)合控制 Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理圖 3~ M1 搖臂鉆床的典型環(huán)節(jié) （ 1）主軸電動機(jī)的液壓控制 ? 正反轉(zhuǎn) ? 調(diào)速 ? 變速沖動 （ 2）搖臂的升降控制 ? 搖臂的放松（液壓控制） ? 搖臂的升降（點(diǎn)動控制） ? 搖臂的夾緊（液壓控制） 銑床的結(jié)構(gòu) X62W萬能臥式銑床結(jié)構(gòu)示意圖 1— 底座 2— 進(jìn)給電動機(jī) 3— 升降臺 4— 進(jìn)給變速手柄及變速盤 5— 溜板 6— 轉(zhuǎn)動部分 7— 工作臺 8— 刀架支桿 9— 懸梁 10— 主軸 11— 主軸變速盤 12— 主軸變速手柄 13— 床身 14— 主軸電動機(jī) 銑床電氣控制 銑床的運(yùn)動形式 （ 1)主運(yùn)動 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 （ 2）進(jìn)給運(yùn)動 工作臺在三個相互垂直方向上的直線運(yùn)動（手動或機(jī)動） （ 3）輔助運(yùn)動 工作臺在三個相互垂直方向上的快速直線移動 銑床的控制電路 銑床的典型環(huán)節(jié) （ 1）主軸電動機(jī)控制電路 ? 兩地操作 ? 主軸電動機(jī) M1反接制動 ? 主軸變速 ? 主軸變速的沖動 （ 2）進(jìn)給電動機(jī)控制電路 ? 工作臺縱向前后運(yùn)動的方向聯(lián)鎖 ? 工作臺垂直上下運(yùn)動和橫向左右運(yùn)動的方向聯(lián)鎖 ? 圓工作臺和長工作臺之間的聯(lián)鎖 ? 進(jìn)給變速時(shí)的沖動 ? 工作臺的快速移動 第 4章 可編程控制器概述 PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置。 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 PLC 的 產(chǎn)生與發(fā)展 第一代：從第一臺 PLC誕生到上個世紀(jì) 70年代初。 第二代： 70年代初至 70年代末。 ● CPU使用中小規(guī)模集成電路，采用磁芯存儲器。 ● CPU使用微處理器，采用半導(dǎo)體存儲器 EPROM。 ● 可靠性較差，略強(qiáng)于繼電器控制。 ● 機(jī)種單一，沒形成系列。 ● 有了計(jì)算機(jī)接口和模擬量控制功能。 ● 可靠性提高。 ● 整機(jī)功能向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，并由專用向通用方向過渡。 ● 功能簡單（只有計(jì)數(shù) /定時(shí)功能）。 ● 功能增強(qiáng)（增加邏輯 /數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、自診斷等功能）。 第三代： 70年代末到 80年代中期。 ● CPU使用 8或 16位微處理器甚至多微處理器，采用半導(dǎo)體存儲器 EPROM、 CMOSRAM等。 ● 增加浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，平方、三角函數(shù)等運(yùn)算。 ● 增加查表、列表功能。 ● 自診斷及容錯技術(shù)提高。 ● 梯形圖語言及語句表成熟。 ● 小型 PLC體積減小、可靠性提高、成本下降。 ● 大型 PLC向模塊化、多功能方向發(fā)展。 第四代： 80年代中期到 90年代中期。 第五代： 90年代中期之后。 ● 增加高速計(jì)數(shù)、中斷、 A/D、 D/A、 PID等功能。 ● 處理速度進(jìn)一步提高（ 1?s/步 ）。 ● 連網(wǎng)功能增強(qiáng)。 ● 編程語言進(jìn)一步完善，開發(fā)了編程軟件。 ● CPU使用 16位或 32位微處理器。 ● PLC的 I/O點(diǎn)增加，最多可達(dá) 32K個 I/O點(diǎn)。 ● 處理速度進(jìn)一步提高（ 1ns/步 ）。 ● PLC都可以與計(jì)算機(jī)通信。 ● 具有強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、大批量數(shù)據(jù)處理的功能。 ● 開發(fā)了大量的特殊功能模塊。 ● 編程軟件功能更強(qiáng)大。 ● 不斷開發(fā)出功能強(qiáng)大可編程終端。 PLC及其控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 PLC的性能 對小型 PLC 對大中型 PLC 向著更大容量、更高速度、更多的功能、更高的可靠性、易于連絡(luò)通信的方向發(fā)展。使之更利于對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)的控制。 向著體積更小、速度更高、功能增強(qiáng)、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。使之更利于取代繼電器控制。 ★ I/O模塊將直接安裝在現(xiàn)場， CPU與現(xiàn)場 I/O通過數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)控制，使系統(tǒng)控制更有效、可靠性更高； ★ 進(jìn)一步應(yīng)用計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使系統(tǒng)的產(chǎn)生控制功能與信息管理功能一體化。 PLC控制系統(tǒng)的性能 ★ 隨著硬件冗余技術(shù)的應(yīng)用，各種單元、甚至整個系統(tǒng)都可應(yīng)用冗余技術(shù)，使系統(tǒng)具有更高的可靠性； 1. 通用性和靈活性強(qiáng)； 2. 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高； 3. 編程語言簡單易學(xué)； 4. 與外部設(shè)備的連線簡單、使用方便； 5. 功能強(qiáng)、功能的擴(kuò)展能力強(qiáng)； 6. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試周期短； 7. 體積小、重量輕、易于機(jī)電一體化； 8. PLC控制系統(tǒng)的故障少、維修方便。 PLC的主要特點(diǎn) 整體式 組合式 PLC的基本分類 小型機(jī)常采用整體式 中、大型機(jī)常采用組合式 PLC的 PLC的基本組成 輸出設(shè)備 輸入設(shè)備 I/O擴(kuò)展 單元 特殊功 能單元 主機(jī) 輸出單元 輸入單元 電 源 外設(shè)接口 I/O 擴(kuò) 展 口 存 儲 器 系統(tǒng)程序 存儲器 C P U 用戶程序 存儲器 盒式磁帶機(jī) 打印機(jī) EPROM寫入器 上位計(jì)算機(jī) PLC 編程器 可編程終端 PT … 整體式 PLC的基本組成框圖 ★ 輸入并存儲用戶程序、顯示輸入內(nèi)容和地址； CPU指揮 PLC完成各種預(yù)定的功能 ★ 檢查、校驗(yàn)用戶程序，發(fā)現(xiàn)錯誤即報(bào)警； ★ 執(zhí)行用戶程序、驅(qū)動外部輸出設(shè)備動作； ★ 診斷故障、記憶故障信息并報(bào)警。 1. CPU單元 系統(tǒng)程序存儲器 —— 存儲系統(tǒng)系統(tǒng)程序 用戶程序存儲器 —— 存儲系統(tǒng)用戶程序 工作數(shù)據(jù)存儲器 —— 存儲工作數(shù)據(jù) 2. 存儲器 PLC與外部設(shè)備聯(lián)系的橋梁 開關(guān)量輸入單元 開關(guān)量輸出單元 直流輸入單元 交流輸入單元 晶體管輸出單元 晶閘管輸出單元 繼電器輸出單元 3. 輸入 /輸出單元 直流輸入電路 COM +5V LED S R3 R1 A R2 C → → T 內(nèi) 部 電 路 濾波 光電耦合 外部開關(guān) 輸入點(diǎn)的狀態(tài)顯示 輸入點(diǎn) 公共端 交流輸入電路 LED +5V A → → R2 T ～ COM S