電氣控制與PLC技術(shù)教案繼電接觸器控制系統(tǒng)分析

1、第三章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)分析授課章節(jié)§3-1 車床的電氣控制§3-2 m7130平面磨床的電氣控制周次第6周 總第11次課教學(xué)目的和要求1、了解車床、平面磨床基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝要求；2、了解控制對(duì)象，明確控制要求；3、掌握機(jī)床電氣控制原理圖的閱讀方法，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)難點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)床電氣控制原理圖與其它原理圖的區(qū)別，從而控制方法也不同，一臺(tái)機(jī)床設(shè)備是機(jī)械、液壓、電氣等學(xué)科的工程師共同設(shè)計(jì)的成果。教學(xué)手段多媒體課堂教學(xué)，利用多媒體動(dòng)畫，并結(jié)合實(shí)際問題講解教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容備注§3-1 車床的電氣控制車床是一種應(yīng)用最為廣泛的金屬切削

2、機(jī)床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、定型表面，并可以用鉆頭、鉸刀等進(jìn)行加工。 臥式車床主要由床身、主軸變速箱、尾座進(jìn)給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。c650-2型車床是一種中型車床，除有主軸電動(dòng)機(jī)m1和冷卻泵電動(dòng)機(jī)m2外，還設(shè)置了刀架快速電動(dòng)機(jī)m3。它的控制特點(diǎn)是：1）主軸電動(dòng)機(jī)m1采用電氣正反轉(zhuǎn)控制。2）m1容量為20kw，采用電氣反轉(zhuǎn)控制，實(shí)現(xiàn)快速停車。3）為便于對(duì)刀操作，主軸設(shè)有點(diǎn)動(dòng)控制。4）采用電流表來檢測(cè)電動(dòng)機(jī)負(fù)載情況。c650-2型車床電氣控制原理圖（動(dòng)畫演示:組態(tài)王6.53教學(xué)軟件系統(tǒng)）：一、主軸電動(dòng)機(jī)控制 1.主軸正反轉(zhuǎn)控制 由按鈕sb2、sb3和接觸器km1、km2組

3、成主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器km3主觸電短接反接制動(dòng)電阻r，實(shí)現(xiàn)全壓直接起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 2.主軸的點(diǎn)動(dòng)控制 由主軸點(diǎn)動(dòng)按鈕sb4與接觸器km1控制，并且在主軸電動(dòng)機(jī)m1主電路中串入電阻r減壓起動(dòng)和低速運(yùn)轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點(diǎn)動(dòng)，便于對(duì)刀操作。 3.主軸電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的停車控制 主軸停車時(shí)，由停止按鈕sb1與正反轉(zhuǎn)接觸器km1、km2及反接制動(dòng)接觸器km3、速度繼電器ks，構(gòu)成電動(dòng)機(jī)正反制動(dòng)控制電路，在ks控制下實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)停車。 4.主軸電動(dòng)機(jī)負(fù)載檢測(cè)及保護(hù)環(huán)節(jié) c650-2型車床采用電流表檢測(cè)主軸電動(dòng)機(jī)定子電流。為防止起動(dòng)電流的沖擊，采用時(shí)間繼電器kt的常閉通電延時(shí)斷開觸點(diǎn)接連在電流表

4、的兩端，為此kt延時(shí)應(yīng)稍長(zhǎng)于m1的起動(dòng)時(shí)間。而當(dāng)m1制動(dòng)停車時(shí)，當(dāng)按下停止按鈕sb1時(shí)，km3、ka、kt線圈相繼斷電釋放，kt觸點(diǎn)瞬時(shí)閉合，將電流表短接，不會(huì)受到反接制動(dòng)電流的沖擊。二、刀架快速移動(dòng)的控制 刀架的快速移動(dòng)由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)m3拖動(dòng)，由于架快速手柄操作。當(dāng)扳動(dòng)刀架快速移動(dòng)手柄時(shí)，壓下行程開關(guān)st，接觸器km5線圈通電吸合，使m3電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)。當(dāng)將快速移動(dòng)手柄扳回原位時(shí)，st不受壓，km5斷電釋放，m3斷電停止，刀架快速移動(dòng)結(jié)束。三、冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制 由按鈕sb5、sb6和接觸器km4構(gòu)成電動(dòng)機(jī)單方向起動(dòng)、停止電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻蚌電動(dòng)機(jī)m2的控制。§3

5、-2 m7130平面磨床的電氣控制磨床是用砂輪的周邊或端面進(jìn)行機(jī)械加工的精密機(jī)床。磨床的種類很多，按其工作性質(zhì)可分為外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、齒輪磨床、球面磨床、話鍵磨床、導(dǎo)軌磨床與無心磨床等。其中尤以平面磨床應(yīng)用最為普遍。平面磨床可分為下面幾種基本類型：立軸矩臺(tái)平面磨床，臥軸矩臺(tái)平面磨床，立軸圓臺(tái)平面磨床，臥軸圓臺(tái)平面磨床。m7130平面磨床結(jié)構(gòu)示意圖如下：（其中：m1為砂輪電動(dòng)機(jī)，m2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，m3為液壓泵電動(dòng)機(jī)）對(duì)機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝要求等應(yīng)有一定的了解，做到了解控制對(duì)象，明確控制要求。了解機(jī)械操作手柄與電器元件的關(guān)系；了解機(jī)

6、床液壓系統(tǒng)與電氣控制的關(guān)系等。將整個(gè)控制電路按動(dòng)能不同分成若干局部控制電路，逐一分析，分析時(shí)應(yīng)注意各局部電路之間的聯(lián)鎖與互鎖 關(guān)系，然后再統(tǒng)觀整個(gè)電路，形成一個(gè)整體觀念。抓住各機(jī)床電氣控制的特點(diǎn)，深刻理解電路中各電器元件、各接點(diǎn)的作用，學(xué)會(huì)分析的方法，養(yǎng)成分析的習(xí)慣。第三章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)分析授課章節(jié)§3-3 z3040搖臂鉆床的電氣控制§3-4 銑床的電氣控制周次第6周 總第12次課教學(xué)目的和要求1、了解搖臂鉆床、銑床基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝要求；2、了解控制對(duì)象，明確控制要求；3、掌握機(jī)床電氣控制原理圖的閱讀方法，實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)難點(diǎn)搖臂松開移動(dòng)搖

7、臂夾緊、立柱與主軸箱松開與夾緊是控制；銑床進(jìn)給拖動(dòng)及其控制、工作臺(tái)向前與向下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制。教學(xué)手段多媒體課堂教學(xué)，利用多媒體動(dòng)畫，并結(jié)合實(shí)際問題講解教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容備注§3-3 鉆床的電氣控制鉆床是一種孔加工機(jī)床，可用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋及修刮面等多種形式的加工。鉆床的結(jié)構(gòu)型式很多，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床及多軸鉆床等。搖臂鉆床是一種立式鉆床，它適用于單件或批量生產(chǎn)中帶有多孔大型零件的孔加工，是一般機(jī)械加工車間常用的機(jī)床。搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺(tái)等組成。內(nèi)立柱固定在底座上，在它的外面空套著外立柱，外立柱可繞著不動(dòng)的內(nèi)立柱回

8、轉(zhuǎn)一周。搖臂一端的套筒部分與外立柱滑動(dòng)配合，借助于絲桿，搖臂可沿外立柱上下移動(dòng)，但兩者不能作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，搖臂只與外立柱一起相對(duì)內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)。主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，它由主電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂水平導(dǎo)軌上，它可借助手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂作徑向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)行加工時(shí)，由特殊的夾緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上，外立柱緊固在內(nèi)立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時(shí)，鉆頭一面旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，同時(shí)進(jìn)行縱向進(jìn)給?？梢姄u臂鉆床的主運(yùn)動(dòng)為主軸帶著鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)有搖臂連同外立柱圍繞著內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖臂在外立柱上

9、的上升、下降運(yùn)動(dòng)，主軸箱在搖臂上的左右運(yùn)動(dòng)等；而主軸的前進(jìn)移動(dòng)是機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?？刂齐娐诽攸c(diǎn)1）控制電路設(shè)有總起動(dòng)按鈕sb1和總停止按鈕sb7，便于操縱和緊急剎車。 2）主電路由隔離開關(guān)qs1、qs2進(jìn)行保護(hù)。隔離開關(guān)中的電磁脫扣作為短路保護(hù)，從而取代了熔斷器。長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的主電動(dòng)機(jī)m1與液壓泵電動(dòng)機(jī)m3設(shè)有熱繼電器kr1、kr2作長(zhǎng)期過載保護(hù)。3）采用4臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，它們是主電動(dòng)機(jī)m1、搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2、液壓泵電動(dòng)機(jī)m3及冷卻泵電動(dòng)機(jī)m4。液壓泵電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)液壓泵供壓力油，經(jīng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)立柱與主軸箱的放松與夾緊及搖臂的放松與夾緊，并與電氣配合實(shí)現(xiàn)搖臂升降與夾緊放松的自動(dòng)控制。由于這4臺(tái)電動(dòng)機(jī)

10、容量比較小，故均采用直接起動(dòng)控制。 4）搖臂的移動(dòng)嚴(yán)格按照搖臂松開移動(dòng)搖臂夾緊的程序進(jìn)行。為此，要求夾緊放松作用的液壓泵電動(dòng)機(jī)m3與搖臂升降電動(dòng)機(jī)m2按一定順序起動(dòng)工作，由搖臂松開行程開關(guān)st2與夾緊行程開關(guān)st3發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)行控制。 5）機(jī)床具有信號(hào)指示裝置，對(duì)機(jī)床的每一主要?jiǎng)幼髯鞒鲲@示，這樣便于操作和維修。其中hl1為電源指示燈；hl2為立柱與主軸箱松開指示燈；hl3為立柱與主軸箱夾緊指示燈；hl4為主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)指示燈。6）搖臂的夾緊放松與搖臂升降按自動(dòng)控制進(jìn)行，而立柱和主軸箱的夾緊放松可以單獨(dú)操作，也可以同時(shí)進(jìn)行，由轉(zhuǎn)換開關(guān)sc和按鈕sb5或sb6控制。 z3040×16（

11、i）型搖臂鉆床電氣原理圖控制的原理及工作過程分析：§3-4 銑床的電氣控制銑床可用來加工平面、斜面、溝槽，裝上分度頭可以銑刀直齒齒輪和螺旋面，裝上圓工作臺(tái)還可銑切凸輪和弧形槽，所以銑床在機(jī)械行業(yè)的機(jī)床設(shè)備中占有相當(dāng)大的比重。銑床按結(jié)構(gòu)型式和加工性能不同，可分為臥式銑床、立式銑床、龍門銑床和各種專用銑床。銑床所用的切削刀具為各種形式的銑刀。銑削加工一般有順銑和逆銑兩種形式，分別使用刃口方向不同是順銑刀與逆銑刀。銑床運(yùn)動(dòng)形式有主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)及輔助運(yùn)動(dòng)。銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)；工件在垂直銑刀軸線方向的直線運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；而工件與銑刀相對(duì)位置的調(diào)整運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)皆為輔助運(yùn)動(dòng)。銑刀的

12、旋轉(zhuǎn)由主電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，為適應(yīng)順銑與逆銑的需要，主電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正向或反向工作，一旦銑刀選定后，銑削方向就確定了，所以工作過程不需要變換主電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。為此，常在主電動(dòng)機(jī)電路內(nèi)接入換相開關(guān)來預(yù)選正方向。又因銑削加工是多刀多刃不連續(xù)銑削，負(fù)載波動(dòng)，故為減輕負(fù)載波動(dòng)的影響，往往在主軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中加入飛輪，但隨之又將引起主軸停車慣性大，停車時(shí)間大。為實(shí)現(xiàn)快停車，往往主電動(dòng)機(jī)采用制動(dòng)停車方式。銑床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式示意圖：xa6132萬能升降臺(tái)銑床電氣原理圖控制的原理及工作過程分析：st1、st2為與縱向操作手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開關(guān)；st3、st4為與垂直和橫向十字操作手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開關(guān)。當(dāng)這兩個(gè)機(jī)械操作手

13、柄處在中間位置時(shí)，st1st4都處于未被壓下的原始狀態(tài)，當(dāng)扳動(dòng)操作手柄時(shí)，將壓在對(duì)應(yīng)行程開關(guān)。銑床的電氣控制閱圖練習(xí) 搖臂鉆床、銑床的各種運(yùn)動(dòng)控制中，機(jī)械、液壓、電氣聯(lián)動(dòng)較多，這給閱圖帶來很大不便，電氣原理圖可讀性差。第三章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)分析授課章節(jié)§3-5 t68鏜床的電氣控制§3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用周次第7周 總第13次課教學(xué)目的和要求1、了解t68鏜床基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、加工工藝要求；2、了解控制對(duì)象，明確控制要求；3、掌握繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用方法、實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的設(shè)計(jì)方案。重點(diǎn)難點(diǎn)熟讀t68鏜床電氣控制原理圖；熟讀水泵自動(dòng)控制電氣原理圖，掌握

14、實(shí)現(xiàn)控制工藝要求的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)手段多媒體課堂教學(xué)，利用多媒體動(dòng)畫，并結(jié)合實(shí)際問題講解教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容備注§3-5 鏜床的電氣控制鏜床是一種精密加工機(jī)床，主要用于加工精確度高的孔，以及各孔間距離要求較為精確的零件，例如一些箱體零件如機(jī)床變速箱、主軸箱等，往往需要加工數(shù)個(gè)尺寸不同的孔，這些孔尺寸大，精度要求高，且孔的軸心線之間有嚴(yán)格的同軸度、垂直度、平行度與距離的精確性等要求，這些都是鉆床難以勝任的。由于鏜床本身剛性好，其可動(dòng)部分在導(dǎo)軌上活動(dòng)間隙很小，且有附加支承，故能滿足上述要求。鏜床除鏜孔外，在萬能鏜床上還可以進(jìn)行鉆孔、鉸孔、擴(kuò)孔；用鏜軸或平旋盤銑削平面；加上車螺紋

15、附件后，還可以車削螺紋；裝上平旋盤刀架可加工大的孔徑、端面和外圓。因此，鏜床工藝范圍廣、調(diào)速范圍大、運(yùn)動(dòng)多。按用途不同，鏜床可分為臥式鏜床、立式鏜床、坐標(biāo)鏜床、金剛鏜床和專門化鏜床等。下面介紹常用的臥式鏜床。臥式鏜床的運(yùn)動(dòng)方式有：主運(yùn)動(dòng)：鏜軸與平旋盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：鏜軸的軸向進(jìn)給，平旋盤刀具溜板的徑向進(jìn)給，鏜頭架的垂直進(jìn)給，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給與橫向進(jìn)給。輔助運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)，后立柱的軸向移動(dòng)及尾座的垂直移動(dòng)。電氣控制上看有如下特點(diǎn)：1）臥式鏜床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。主軸拖動(dòng)要求恒功率調(diào)速，且要求正、反轉(zhuǎn)，一般采用單速或多速籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。為擴(kuò)大調(diào)速范圍，簡(jiǎn)化機(jī)械變速機(jī)構(gòu)

16、，可采用晶閘管控制的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。2）為滿足加工過程調(diào)整工作的需要，主軸電動(dòng)機(jī)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)的控制。3）要求主軸制動(dòng)迅速、準(zhǔn)確，為此設(shè)有電氣制動(dòng)環(huán)節(jié)。4）主軸及進(jìn)給變速可在開車前預(yù)選，也可在工作過程中進(jìn)行，便于變速時(shí)齒輪的順利。5）為縮短輔助時(shí)間，機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)能實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，并由單獨(dú)快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。6）、鏜床運(yùn)動(dòng)部件較多，應(yīng)設(shè)置必要的聯(lián)鎖及保護(hù)環(huán)節(jié)，且采用機(jī)械手柄與電氣開關(guān)聯(lián)動(dòng)的控制方式。t68鏜床電氣原理圖：st為高低速選擇，st1、st2主軸變速聯(lián)動(dòng)開關(guān)(兩動(dòng)作相反)；st3為st4為給進(jìn)變速的聯(lián)動(dòng)手柄(兩動(dòng)作相反)；st5是工作臺(tái)和鏜頭架自動(dòng)給進(jìn)聯(lián)動(dòng)手柄，st6是主軸

17、和平旋刀架給進(jìn)聯(lián)動(dòng)手柄，st5和st6是保正主軸給進(jìn)和工作臺(tái)給進(jìn)不能同時(shí)進(jìn)行。sb4、sb5正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)；sb2、sb3連續(xù)運(yùn)行。機(jī)床的聯(lián)鎖保護(hù)：由于t68型鏜床運(yùn)動(dòng)部件較多，為防止機(jī)床或刀具損壞，保證主軸進(jìn)給和工作臺(tái)進(jìn)給不能同時(shí)進(jìn)行，為此設(shè)置了兩個(gè)鎖保護(hù)行程開關(guān)st5與st6。其中st5是與工作臺(tái)和鏜頭架自動(dòng)進(jìn)給手柄聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)，st6是與主軸和平旋盤刀架自動(dòng)進(jìn)給手柄聯(lián)動(dòng)的行程開關(guān)。將行程開關(guān)st5、st6的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后串接在控制電路中，當(dāng)兩種進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同時(shí)選擇時(shí)，st5、st6都被壓下，其常閉觸點(diǎn)斷開，將控制電路切斷，于是兩種進(jìn)給都不能進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。t68型臥式鏜床的電氣控制閱圖練習(xí)

18、 §3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用一、水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)在化工、冶金、選礦等領(lǐng)域的工廠中，水泵、砂泵的使用十分廣泛。本節(jié)以某選礦廠的一臺(tái)水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)為例，分析繼電接觸器控制在本應(yīng)用中順序控制、邏輯控制功能的具體實(shí)現(xiàn)方法。水泵自動(dòng)控制示意圖、電氣原理圖：（動(dòng)畫演示:flash多媒體教學(xué)資源庫）t68鏜床電氣原理圖可讀性強(qiáng)，精讀。由水泵自動(dòng)控制示意圖（flash多媒體教學(xué)資源庫）引入控制工藝和要求，此后讀圖、點(diǎn)評(píng)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。第三章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)分析授課章節(jié)§3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用二、原礦自動(dòng)除鐵裝置電氣控制分析；三、低壓雙回路備用電源自動(dòng)切換控制

19、周次第7周 總第14次課教學(xué)目的和要求1、原礦自動(dòng)除鐵裝置電氣控制、低壓雙回路備用電源自動(dòng)切換控制均為不可多得的典型范例，需精講精讀；2、體驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧，掌握設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)難點(diǎn)精讀原礦自動(dòng)除鐵裝置電氣控制、低壓雙回路備用電源自動(dòng)切換控制電氣原理圖。教學(xué)手段多媒體課堂教學(xué)，利用多媒體動(dòng)畫，并結(jié)合實(shí)際問題講解教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容備注§3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用二、原礦自動(dòng)除鐵裝置電氣控制分析原礦自動(dòng)除鐵裝置是選礦系統(tǒng)較為常見的典型電氣設(shè)備，其自動(dòng)化程度高，是繼電接觸器控制與電子技術(shù)的綜合應(yīng)用，具有很強(qiáng)的代表性，在多個(gè)方面表現(xiàn)了設(shè)計(jì)的精妙之筆，是不可多得的典型范例。1、系

20、統(tǒng)簡(jiǎn)介與控制要求（動(dòng)畫演示:flash多媒體教學(xué)資源庫）某碎礦系統(tǒng)，由皮帶運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)運(yùn)送礦料，碎礦圓錐磨將礦料磨細(xì)后送下道工序加工，圓錐磨齒為合金材料制成。圓錐磨工作中，礦料內(nèi)不得有鐵塊混入，否則將使圓錐磨損壞。為確保圓錐磨正常工作，同時(shí)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，需與皮帶運(yùn)輸機(jī)配套安裝自動(dòng)除鐵裝置，將礦料中含混的鐵塊自動(dòng)清除。控制要求如下：1tt繼電器發(fā)出控制指令后，自動(dòng)除鐵小車在4s內(nèi)起動(dòng)前進(jìn)，并使小車上的電磁吸盤帶電，若小車在4s內(nèi)不能起動(dòng)前進(jìn)則系統(tǒng)停機(jī)；當(dāng)小車行至皮帶機(jī)正上方時(shí)，小車自動(dòng)停止等待鐵塊；從小車起動(dòng)前進(jìn)并吸附鐵塊返回設(shè)置時(shí)間為10s，到整定時(shí)限10s后，小車自動(dòng)返回，返回到終端小車停、電

21、磁吸盤yb斷電，鐵塊落入收集箱中。若小車吸附鐵塊并返回的途中，金屬礦物探測(cè)器又探出鐵塊（1tt再次發(fā)出控制指令），則小車自動(dòng)停止返回，改為前進(jìn)再次等待吸收鐵塊?？扇绱酥貜?fù)，但最多能執(zhí)行9次（90s），9次即90s到時(shí)限后系統(tǒng)停止工作。金屬礦物探測(cè)器和小車自動(dòng)除鐵兩套裝置在系統(tǒng)起動(dòng)運(yùn)行時(shí)需同時(shí)投運(yùn)。此外，為檢修及調(diào)試方便，要求小車自動(dòng)除鐵裝置及金屬礦物探測(cè)器除上述聯(lián)動(dòng)控制外，還能單獨(dú)起動(dòng)停止控制，并設(shè)置必要的電氣聯(lián)鎖等保護(hù)環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)要求自動(dòng)化程度高、控制準(zhǔn)確、反應(yīng)靈敏，電磁吸力強(qiáng)，能在700mm的高度吸取5kg以下的鐵塊。2、原礦自動(dòng)除鐵裝置電氣原理圖分析1）、主電路分析m為驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)行的交流

22、異步電動(dòng)機(jī)，由km3、km4控制其正反轉(zhuǎn)（前進(jìn)、后退）。由于小車的工作屬短期工作制，故電機(jī)不需設(shè)置過載熱保護(hù)。在電磁吸盤的電源控制環(huán)節(jié)中，設(shè)置了rc阻容吸收保護(hù)環(huán)節(jié)。其中，三角形接法的阻容吸收保護(hù)環(huán)節(jié)用于吸收電源的過電壓，與各二極管和晶閘管并聯(lián)的阻容吸收保護(hù)環(huán)節(jié)用于吸收整流換相時(shí)的尖峰過電壓。晶閘管kgz在本電路中起開關(guān)作用。與晶閘管控制極相聯(lián)的電阻和電容rc，構(gòu)成了觸發(fā)晶閘管的阻容移相觸發(fā)電路。當(dāng)中間繼電器3ka觸點(diǎn)閉合后，晶閘管的陽極陰極、控制極陰極之間均承受正向電壓，滿足導(dǎo)通條件被觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)整流二極管方可對(duì)電磁吸盤整流供電。二極管1、2為整流二極管，3為續(xù)流二極管。如圖4-5所示，t

23、1t2區(qū)間，1相電位高于2、3相，則1相電源經(jīng)“二極管kgz電磁吸盤”回到3相；t2t3區(qū)間，2相電位高于1、3相，則2相電源經(jīng)“二極管kgz電磁吸盤”回到3相；t3t4區(qū)間，3相電位高于1、2相，則3相二極管與電磁吸盤形成回路，放電續(xù)流，返復(fù)循環(huán)。電磁吸盤通過電流后，并經(jīng)電流互感器變換供電流繼電器dlj對(duì)控制電路實(shí)施控制，以確保小車“行動(dòng)”時(shí)電磁吸盤已具備吸附鐵塊能力的可靠性。此外，控制柜上的電流表指示需經(jīng)分流器接入。點(diǎn)評(píng)：電磁吸盤的直流電源及其控制由二極管1、2、3和晶閘管kgz等組成。通過整流、續(xù)流、開關(guān)等不同功能的組合應(yīng)用，使電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電壓高、電流大，可控性強(qiáng)。利用線電壓的

24、電位變化作相似于“三相半波整流”這一設(shè)計(jì)十分巧妙，可控性的整流技術(shù)應(yīng)用較為靈活。2、控制電路分析本系統(tǒng)控制電路分為兩個(gè)環(huán)節(jié)。一是金屬礦物探測(cè)器和小車自動(dòng)除鐵兩套裝置的電源供給控制；二是小車自動(dòng)除鐵的自動(dòng)控制部分。（1）兩套裝置的電源供給控制金屬礦物探測(cè)器和小車自動(dòng)除鐵兩套裝置的電源供給采用兩地控制。按sb1或sb2后，通過km1和km2自保持觸點(diǎn)的互換使用，都能同時(shí)接通km1和km2接觸器線圈，使兩套裝置的控制電源同時(shí)上電工作。電路中時(shí)間繼電器延時(shí)斷開常閉觸點(diǎn)1kt、3kt為小車自動(dòng)除鐵中的保護(hù)停車觸點(diǎn)；光電開關(guān)3gk、4gk為小車前進(jìn)、后退的終端保護(hù)開關(guān)；sb8為終端保護(hù)動(dòng)作后的復(fù)位按鈕。點(diǎn)

25、評(píng)：本設(shè)計(jì)兩套裝置的兩地控制很特別，兩套裝置形成了“捆綁式”控制，簡(jiǎn)化了控制電路結(jié)構(gòu)。此時(shí)的1kt、3kt、3gk、4gk各保護(hù)環(huán)節(jié)，串聯(lián)于km2線圈支路的功能與串聯(lián)于km1線圈支路或總線上的保護(hù)功能相同。（2）金屬礦物探測(cè)器探有鐵塊后的自動(dòng)除鐵控制點(diǎn)評(píng)：1tt瞬動(dòng)后進(jìn)行了一系列的順序邏輯控制，其中還包含了一些邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)。全套動(dòng)作連慣性好，邏輯性和可靠性強(qiáng)。利用2ka“35-37”常開觸點(diǎn)控制小車前進(jìn)并使電磁吸盤通電工作、利用2kt觸點(diǎn)“43-45”閉合使小車自動(dòng)返回，兩個(gè)觸點(diǎn)的巧妙搭配使用是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的又一亮點(diǎn)。（3）小車吸鐵塊返回途中又探有鐵塊后的自動(dòng)控制小車吸附鐵塊返回途中，靠2kt觸

26、點(diǎn)“43-45”閉合使km4通電返回；靠2ka“35-37”閉合使3ka通電吸附鐵塊；km4的聯(lián)鎖保護(hù)使km3接觸器不能通電。返回途中再次檢有鐵塊時(shí)，繼電器1tt動(dòng)作，“21-23”已由2ka自保，1tt常開動(dòng)作不起作用；1tt常閉動(dòng)作 2kt斷電再次計(jì)時(shí) 觸點(diǎn)“43-45”復(fù)位 km4斷電小車停 聯(lián)鎖保護(hù)觸點(diǎn)“39-41”復(fù)位 km3通電小車前進(jìn) 到皮帶機(jī)上方1gk斷開，小車停等待再次吸鐵。當(dāng)2kt到整定時(shí)限后 “43-45”閉合 km4通電 小車返回 到終2gk動(dòng)作km4斷電小車停；同時(shí)4ka通電 2ka斷電 “35-37”斷開 3ka斷電丟鐵塊 自保復(fù)位 2kt斷電 4ka斷電結(jié)束。第二

27、次吸鐵返回途中若又探有鐵塊后，再次重復(fù)上述動(dòng)作。但從第一次動(dòng)作后3kt通電計(jì)時(shí)作系統(tǒng)保護(hù)，整定時(shí)限為90s，即90s到時(shí)限后系統(tǒng)停止工作，最多能重復(fù)執(zhí)行9次。點(diǎn)評(píng)：小車吸附鐵塊返回途中又探有鐵塊后，靠1tt常閉觸點(diǎn)的瞬間動(dòng)作切斷2kt線圈使其觸點(diǎn)“43-45”復(fù)位實(shí)現(xiàn)小車停止返回并改為前進(jìn)，1tt常閉觸點(diǎn)與2kt線圈的配合使用是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的又一精妙之處。三、低壓雙回路備用電源自動(dòng)切換控制備用電源的雙回路供電多用于610kv以上的高壓供配電系統(tǒng)，而要求低壓380/220v三相四線具有備用電源的場(chǎng)合仍然很多（如：醫(yī)院、學(xué)校食堂、重要娛樂場(chǎng)所和重要商場(chǎng)等），只是由于低壓380/220v電源的供電半徑

28、所限，故低壓雙回路備用電源供電相對(duì)來說應(yīng)用較少。但是，如果需要備用電源的重點(diǎn)負(fù)荷區(qū)距離另一線路的配電變壓器不太遠(yuǎn)，仍有條件對(duì)低壓重點(diǎn)負(fù)荷進(jìn)行雙回路備用電源供電。本節(jié)介紹了應(yīng)用繼電接觸器實(shí)施雙回路備用電源自動(dòng)切換的供電典型應(yīng)用。1、功能要求低壓雙回路備用電源自動(dòng)切換控制電氣原理圖如圖4-23所示。本系統(tǒng)是對(duì)醫(yī)院和學(xué)校食堂實(shí)施低壓380/220v雙回路備用電源自動(dòng)切換的成功應(yīng)用，兩組電源的聯(lián)接十分大膽，應(yīng)用繼電接觸器控制技術(shù)實(shí)施自動(dòng)控制，控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)。具有以下控制功能：1）主電源和備用電源的主干線上長(zhǎng)期通電，重點(diǎn)負(fù)荷區(qū)的用電以主電源為首先電源；2）當(dāng)主電源停電時(shí)，自動(dòng)切換并投入備用電

29、源供電；3）備用電源運(yùn)行過程中，若主電源停電后又突然送電，備用電源自動(dòng)斷開并投入主電源供電。4）備用電源配電室有電度計(jì)量，有必要的短路、過電流等電氣保護(hù)，安全可靠；5）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工程量小，易施工易維護(hù)，成本低、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。2、控制分析備用電源從單位配電室引出后，經(jīng)戶外架空線引自單位重點(diǎn)負(fù)荷區(qū)的電源輸入端，電氣原理圖如下圖所示。單位的主電源和單位的備用電源同進(jìn)入一控制箱，利用自動(dòng)空氣開關(guān)qf1、qf3分別作為兩電源的隔離開關(guān)，并有所需要的短路、過電流等電氣保護(hù)功能。通過兩個(gè)線圈電壓為220v的交流接觸器km1和km2主觸點(diǎn)向重點(diǎn)負(fù)荷區(qū)的用電設(shè)備供電，并能帶負(fù)荷控制兩組電源的接通或斷開。本控

30、制電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)。兩條控制支路分別接入主電源和備用電源，利用km1和km2常閉輔助觸點(diǎn)作聯(lián)鎖保護(hù)，確保兩電源“不打架”，保障了控制的安全性和可靠性；利用一支中間繼電器ka實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換控制。由自動(dòng)除鐵裝置系統(tǒng)示意圖（flash多媒體教學(xué)資源庫）引入控制工藝和要求分析主電路中各元件作用、電磁吸盤整流供電的電路原理思考：“小車等待式”控制系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)？第三章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)分析授課章節(jié)§3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用四、濃縮機(jī)自動(dòng)提升裝置電氣控制；五、kglf系列同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置電氣控制分析周次第8周 總第15次課教學(xué)目的和要求1、濃縮機(jī)自動(dòng)提升裝置電氣控制、kglf系列

31、同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁裝置電氣控制均為典型應(yīng)用，可讀性強(qiáng)；2、體驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧，掌握設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)難點(diǎn)同步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)投入勵(lì)磁的工作過程和控制過程是弱電控制強(qiáng)電的典型范例，知識(shí)應(yīng)用的綜合性強(qiáng)。教學(xué)手段多媒體課堂教學(xué)，利用多媒體動(dòng)畫，并結(jié)合實(shí)際問題講解教學(xué)時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容備注§3-6 繼電-接觸器控制的典型應(yīng)用四、濃縮機(jī)自動(dòng)提升裝置電氣控制濃縮機(jī)（又名：濃密機(jī)）自動(dòng)提升裝置是選礦、化工常用的典型設(shè)備。在選礦行業(yè)中用于將低濃度的礦料進(jìn)行濃縮，分離出高密度的礦料供下一生產(chǎn)工序加工，同時(shí)進(jìn)行清水回收再利用，有效降低生產(chǎn)成本。1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介與控制要求（動(dòng)畫演示:flash多媒體教學(xué)資源庫）濃縮機(jī)結(jié)

32、構(gòu)示意圖如圖4-24所示。濃縮機(jī)池的直徑有十多米至數(shù)十米，由主傳動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)耙子在池底作低速轉(zhuǎn)動(dòng)，把沉淀的高濃度礦料經(jīng)耙子括向池底，濃度較高的礦料經(jīng)高密礦出口處供下一生產(chǎn)工序加工，清水從回水出口處回收。耙子可由耙子升降電機(jī)拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)提升和下放。耙子在低速旋轉(zhuǎn)中若沉淀的高濃度礦料太多，受到的阻力過大時(shí)，則拖動(dòng)耙子轉(zhuǎn)動(dòng)的主傳動(dòng)電機(jī)過載，在主傳動(dòng)繼續(xù)工作的同時(shí)，通過過流繼電器動(dòng)作使耙子邊作低速轉(zhuǎn)動(dòng)邊緩慢提升；耙子緩慢提升后阻力減小，電機(jī)過流減小，直至過電流狀態(tài)消除后，耙子又邊作低速轉(zhuǎn)動(dòng)邊緩慢下放。耙子提升和下放均有限位開關(guān)進(jìn)行限位控制。2、電氣控制1）、主電路：兩電機(jī)使用自動(dòng)空氣開關(guān)qf1、qf2作為隔

33、離開關(guān)，并有短路等保護(hù)功能。主傳動(dòng)電機(jī)單向運(yùn)行，由交流接觸器km1進(jìn)行通斷控制。電機(jī)容量較大，但起動(dòng)時(shí)屬重負(fù)載起動(dòng)，一般不使用降壓起動(dòng)，且通過電流互感器1lh、2lh的二次側(cè)接入過流檢測(cè)控制、過載保護(hù)、及控制盤上的電流指示。耙子升降電機(jī)由km2、km3進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，且屬短期工作制，不設(shè)熱繼電器過負(fù)載保護(hù)。2）、控制電路過電流繼電器glj：它是線圈電流高于整定值動(dòng)作的繼電器。是反映輸入量為電流的繼電器，使用時(shí)線圈串聯(lián)在被測(cè)電路中，以反映電路中電流的變化而動(dòng)作。用于按電流原則控制的場(chǎng)合。正常工作時(shí)，線圈電流為額定電流，此時(shí)銜鐵為釋放狀態(tài)；當(dāng)電路中電流大于負(fù)載正常工作電流時(shí)，銜鐵才產(chǎn)生吸合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，控制相應(yīng)的電路動(dòng)作。本裝置的電氣控制原理圖中，使用了兩個(gè)過電流繼電器分別串入電流互感器1lh、2lh的二次側(cè)回路，它進(jìn)行相同的檢測(cè)及控制功能，故其文字符號(hào)同名?？刂瓢粹o：在端子號(hào)“1-3”、“3-5”、“5-7”、“1-27”、“27-29”、“33-35”、“41-45”等串聯(lián)或并聯(lián)了常開或常閉按鈕，同行都知道這是起動(dòng)及停止且為兩地控制，故其文字符號(hào)在工程圖中也省略了。上述這種不規(guī)范的特征在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用中會(huì)時(shí)常見到，通過本例