机床电气控制与PLC(7).ppt

机床电气控制与PLC,第5讲高安邦教授主讲,主要授课内容,任务4了解机床电气制图与识图方法任务5熟识机床电气控制常用电路的基本环节1.机床电气控制的起动环节,3.1机床电气制图与识图基础,电气线路根据电流和电压的大小可分为主电路和控制电路。主电路是流过大电流或高电压的电路，如电动机所在的电路；控制电路是流过小电流或低电压的电路，如接触器和继电器的线圈所在电路以及耗能低的保护电路、联锁电路。电气控制系统图就是指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。电气控制系统图通常包括1电气原理图；2电器元件布置图；3电气安装接线图等。,3.1.1电气原理图,电气控制原理图表示电气控制线路的工作原理，即表示电流从电源到负载的传送情况和各电气元件的动作原理及相互关系，而不考虑各电器元件实际安装的位置和实际连线情况。电气控制原理图采用国家最新统一规定的图形符号和文字符号来表示1文字符号用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码。例如，FR表示热继电器,KM表示接触器等。见附录A。2图形符号用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。例如，“～”表示交流，R表示电阻等。国家电气图用符号标准GB/T4728规定了电气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准GB/T6988于1997年1月1日正式开始执行。见附录B,电气原理图绘制原则,（1）电器控制线路分主电路和控制电路。一般主电路用粗线条画在左侧或上方，控制电路用细线条画在右侧或下方。（2）所有电器元件，采用国家标准规定的图形符号和文字符号表示。需要测试和拆、接外部引线的端子，应用图形符号“空心圆”表示。电路的连接点用“实心圆”表示。（3）同一电路的不同部分如线圈、触点可分散在图中不同部位。按功能布置，分别放在它们完成逻辑作用的地方。为易于识别，同一电器的不同部位使用同一文字符号标明；若有多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字符号的下标，如KM1、KM2等。,（4所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。（5控制电路的分支电路，原则上按动作顺序和信号流自上而下或白左至有的原则绘制。（6电路图应按主电路、控制电路、照明电路、信号电路分开绘制。直流和单相电源电路用水平线画出，一般面在图样上方直流电源的正极和下方直流电源的负极；多相电源电路，集中水平画在图样上方，相序自上而下排列。中性线N和保护接地线（PE放在相线之下。主电路与电源电路垂直画出。控制电路与信号电路垂直画在两条水平电源线之间。耗电元件如电器的线圈，电磁铁，信号灯等直接与下方水平线连接。控制触点连接在上方水平线与耗电元件之间。（7当图形垂直放置时，电路中各元器件触点图形符号以“左开右闭”绘制，即垂线左侧的触点为动台触点，垂线右侧的触点为动断触点。当图形为水平放置时以“上闭下开”绘制，即在水平线上方的触点为动断触点，在下方的触点为动合触点。,电气图图区划分示意图,元件的相关触点位置的索引用图号、页次和区号组合表示,接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示。,三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。电源开关之后的分别按U、V、W顺序标记。分级三相交流电源主电路可采用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。各电动机分支电路各接点可采用三相文字代号后面加数字来表示如U11、U21等，数字中的十位数字表示电动机代号，个位数字表示该支路的接点代号。控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。,3.1.2电器元件布置图,表示各种电气设备在机床、机械设备和电气控制拒的实际安装位置。各电气元件的安装位置是由机床结构和工作要求决定的，如电动机要和被拖动的机械部件在一起；行程开关应放在要取得信号的地方；操作元件放在操作方便的地方；一般电器元件放在电气控制柜内。电器元件布置图详细绘制出电气设备、零件的安装位置。电气图中电气元件布置示意图如下图所示，图中各电器代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相同。,3.1.3安装接线图,表示电气设备各单元之间实际接线情况。绘制接线图时应把各电器的各个部分如触点与线圈画在一起，文字符号、元件连接顺序、线路号码编制必须与电气原理图一致。电气设备接线图和安装图用于安装接线、检查维修和施工。图3-4中表明了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是实际安装接线的依据。,电动机正反转控制的实际安装接线图,3.1.4电气识图方法与步骤,1．识图方法（1）结合电工基础知识识图在掌握电工基础知识的基础上，准确、迅速地识别电气图。如改变电动机电源相序，即可改变其的旋转方向的控制。（2）结合典型电路识图典型电路就是常见的基本电路，如电动机的起动、制动、顺序控制等。不管多复杂的电路，几乎都是由若干基本电路组成的。因此，熟悉各种典型电路，是看懂较复杂电气图的基础。（3）结合制图要求识图在绘制电气图时，为了加强图纸的规范性、通用性和示意性，必须遵循一些规则和要求，利用这些制图的知识能够准确地识图。,2.识图步骤（1）准备了解生产过程和工艺对电路提出的要求；了解各种用电设备和控制电器的位置及用途；了解图中的图形符号及文字符号的意义。（2）主电路首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路。然后从主电路入手，根据各元器件的组合判断电动机的工作状态。如电动机的起停、正反转等。（3）控制电路分析完主电路后，再分析控制电路，要按动作顺序对每条小回路逐一分析研究，然后再全面分析各条回路间的联系和制约关系，要特别注意与机械、液压部件的动作关系。（4）最后阅读保护、照明、信号指示、检测等部分。,C650型卧式车床电气控制电路原理图,3.2机床电气控制常用电路的基本环节,任何一个复杂的电气控制线路，总是由一些基本的控制环节、辅助环节和保护环节组成，根据生产工艺的要求，按照一定的规律组合起来的。如上图所示某机床用双向起动反接制动控制电路就是由双向起动、正反转运行、正反转停机反接制动、长动、自锁、联锁、互锁、过载和断路保护等一些基本控制环节组成。因此，掌握这些基本的控制环节是学习和设计复杂电气控制电路的基础。,1.机床电气控制的起动环节,三相笼型异步电动机具有结构简单、价格便宜、坚固耐用、维修方便等优点，因而获得了广泛应用。它的起动控制有直接全压起动和减压起动两种方式，,1机床的全电压起动控制电路,电动机起动是指电动机的转子由静止状态变为正常运转状态的过程。笼型交流异步电动机起动时的起动电流很大，约为额定值的4～7倍，过大的起动电流一方面会引起供电线路上很大的压降，影响线路上其他用电设备的正常运行；另一方面电动机频繁起动会严重发热，加速线圈老化，缩短电动机的寿命。由经验公式，当Ist/IN≤3/4PS/4PN时，中小型电动机可全电压直接起动。式中，Ist为电动机起动电流A；IN为电动机额定电流A；PS为电源容量kVA；PN为电动机额定功率kW。否则，应采用降压起动。,（a）为开关直接起动，适用于小型设备，如风机、电钻等。（b）、（c）为接触器直接起动，适用于中小型机床。,1点动控制线路无自保作用,合上刀开关QS后，因末按下点动按钮SB，接触器KM线圈不得电，其主触点断开，电动机M无电不起动。按下点动按钮SB后，控制电路中接触器KM线圈得电，其主回路中的动合触点闭合，电动机得电运行。松开按钮SB，按钮在复位弹簧作用下自动复位，控制电路KM线圈断电，主电路中KM触点恢复原来的断开状态，电动机停止转动。,2长动连续运转控制线路有自保,该线路工作原理为起动过程SB2→KM自＋→M＋起动停止过程SB1→KM自－→M－停止其中SB2表示先按下，后松开；KM自表示“自锁”。利用接触器自锁功能的控制线路，还有电动机失压和欠压保护的功能,3利用开关控制的点动和连续运转控制电路,点动过程SA断开SB2＋→KM自＋→M＋起动SB1－→KM－→M－停止长动过程SA闭合SB2→KM自＋→M＋起动SB1→KM－→M－停止,4利用复合按钮控制的连续运转和点动控制线路,点动过程SB3＋→KM＋→M＋起动SB3－→KM－→M－停止长动过程SB2→KM自＋→M＋起动SB1→KM－→M－停止,5.利用中间继电器控制的连续运转和点动控制线路,点动过程SB3＋→KM＋→M＋起动SB3－→KM－→M－停止长动过程SB2→KA自＋→KM＋→M＋起动SB1→KA－→KM－→M－停止,2．机床的减压起动控制电路,由于大容量笼型异步电动机起动电流很大，会引起电网电压降低，使电动机转矩减小，甚至起动困难，而且还会影响其他设备的正常工作。常采用减压起动控制电路以限制起动电流和对电网及设备的冲击。常用的方法有1自耦变压器降压启动控制线路;2Y/Δ启动控制线路;3定子回路串电阻降压启动控制线路;4延边Δ启动控制线路。,1自耦变压器降压启动控制线路,（2）时间继电器控制机床Y-Δ降压起动控制线路,,,3时间继电器控制的机床串电阻降压起动控制线路,,本讲作业,3-13-2,