CA6140車床電氣控制 (4)課件

PLC原理及應(yīng)用第2講

講解內(nèi)容：2電氣控制的基本線路2.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪制及分析2.2基本電氣控制線路

學(xué)習(xí)說明：本講是學(xué)習(xí)電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。重點(diǎn)掌握：1.電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪制及分析；2.電氣控制線路基本環(huán)節(jié)：(1)掌握電氣控制原則：時(shí)間原則、速度原則、電流原則、與行程原則。(2)掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)環(huán)節(jié)。(3)掌握三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制環(huán)節(jié)：起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)電氣控制電路。(4)掌握電氣控制電路的連鎖環(huán)節(jié)。

12電氣控制的基本線路任何復(fù)雜的電器控制線路都是按照一定的控制原則，由基本的控制線路組成的。基本控制線路是學(xué)習(xí)電器控制的基礎(chǔ)。電器控制線路的表示方法有：電氣原理圖、電氣接線圖、電器布置圖。電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。電器控制線路常用的圖形、文字符號(hào)必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。2

電器控制線路：根據(jù)電路通過的電流大小可分為主電路和控制電路。

主電路：包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖的左邊。

控制電路：是通過弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線條畫在原理圖的右邊。

采用電器元件展開圖的畫法：同一電器元件的各部件可以不畫在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。若有多個(gè)同類電器，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)，如KM1、KM2等。

注意：所有按鈕、觸點(diǎn)均按沒有外力作用和沒有通電時(shí)的原始狀態(tài)畫出。控制電路的分支線路，原則上按照動(dòng)作先后順序排列，兩線交叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出。31.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪制及分析

一、電氣控制線路的設(shè)計(jì)概述（一）設(shè)計(jì)的基本原則

滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，操作、維修方便的基本要求。通過優(yōu)選器件，提高可靠性，延長(zhǎng)壽命，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。（二）設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1.擬訂設(shè)計(jì)的任務(wù)書。2.選擇拖動(dòng)方案和控制方式。3.設(shè)計(jì)電氣原理圖及合理選擇元件（原理設(shè)計(jì)）。4.繪制電氣安裝接線圖（工藝設(shè)計(jì)）。5.匯總資料，編寫說明書。41.選用典型環(huán)節(jié)。2.合理設(shè)計(jì)電路：必要時(shí)，可以使用邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)電路，優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)。①設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)，還要考慮工程施工的要求。圖2-1控制電路例如（雙控）圖2-1b與圖2-1a相比，具有節(jié)省連接導(dǎo)線，可靠性高。（三）設(shè)計(jì)的一般規(guī)律5②減少控制觸點(diǎn)，提高可靠性（a） （b）圖2-2控制電路例如:圖2-2a電路中，繼電器線圈電流需要依次流過多個(gè)觸點(diǎn)。圖2-2b的控制電路每一個(gè)繼電器線圈電流僅流過一個(gè)觸點(diǎn)，可靠性得到提高。6③防止競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象圖2-3反身自停電路例如:圖2-3a為反身自停電路，存在電氣導(dǎo)通的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。圖2-3b為無競(jìng)爭(zhēng)的反身自停電路。結(jié)論：繼電、接觸器控制電路不得用自身觸點(diǎn)切斷線圈的導(dǎo)電電路。7（四）設(shè)計(jì)的基本方法

電氣控制原理設(shè)計(jì)方法有兩種，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

電氣控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。（1）電氣控制設(shè)計(jì)步驟①主電路→②控制電路→③輔助電路→④反復(fù)審核。（2）常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法①根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機(jī)的組合起來，并加以補(bǔ)充修改，綜合成所需的控制電路。②沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，采用邊分析邊畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點(diǎn)，以滿足給定的工作條件和要求。（3）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)①設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易于掌握，使用廣泛。②要求設(shè)計(jì)者有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要反復(fù)修改圖紙，設(shè)計(jì)速度較慢。③設(shè)計(jì)程序不固定，一般需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。④不宜獲得最佳設(shè)計(jì)方案。82.邏輯設(shè)計(jì)法

利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變量關(guān)系，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計(jì)方法和步驟，設(shè)計(jì)出符合要求的控制電路。

該方法設(shè)計(jì)出的電路較為合理、精練可靠，特別在復(fù)雜電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以顯示出邏輯設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。9注意：理論部分同學(xué)們自學(xué)，實(shí)際繪制與分析，邊設(shè)計(jì)分析邊講解！二、電氣控制線路的繪制與分析三、電氣控制原則注意：時(shí)間原則、速度原則、電流原則、與行程原則，在下節(jié)實(shí)例講解！四、電動(dòng)機(jī)保護(hù)環(huán)節(jié)注意：短路保護(hù)；過載保護(hù)；欠、失電壓保護(hù)；接地保護(hù)等。五、電氣控制電路的連鎖環(huán)節(jié)注意：電氣聯(lián)鎖、機(jī)械聯(lián)鎖。102.2基本電氣控制線路

一、直接起動(dòng)控制線路?直接起動(dòng)：在電源容量足夠大時(shí)，小容量籠型電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：是電氣設(shè)備少，線路簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：是起動(dòng)電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，干擾其它用電設(shè)備的正常工作。（一）點(diǎn)動(dòng)控制

注意：根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。

主電路：由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、交流接觸器的主觸點(diǎn)KM、熱繼電器FR、籠型電動(dòng)機(jī)M和接地保護(hù)PE組成；

控制電路：由起動(dòng)按鈕SB和交流接觸器線圈KM組成。11圖2-4實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路（一）點(diǎn)動(dòng)控制最簡(jiǎn)單的點(diǎn)動(dòng)控制：適合小功率電動(dòng)機(jī)控制起動(dòng)過程：先合上刀開關(guān)QS→按下起動(dòng)按鈕SB→接觸器線圈KM通電→接觸器主觸點(diǎn)KM閉合→電動(dòng)機(jī)M通電直接起動(dòng)。停機(jī)過程：松開起動(dòng)按鈕SB→接觸器線圈KM斷電→接觸器主觸點(diǎn)KM斷開→電動(dòng)機(jī)M停電停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，松開按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，這種控制就叫點(diǎn)動(dòng)控制，它能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)短時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，常用于機(jī)床的對(duì)刀調(diào)整和電動(dòng)葫蘆等。保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)FU；過載保護(hù)FR；欠、失電壓保護(hù)KM；接地保護(hù)PE。12（二）長(zhǎng)動(dòng)（連續(xù)）控制長(zhǎng)動(dòng)控制：在實(shí)際生產(chǎn)中往往要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即所謂長(zhǎng)動(dòng)控制。根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。主電路：由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器的主觸點(diǎn)KM、熱繼電器發(fā)熱元件FR、電動(dòng)機(jī)M和接地保護(hù)PE組成；控制電路：由停止按鈕SB2、起動(dòng)按鈕SB1、接觸器的常開輔助觸點(diǎn)和線圈KM、熱繼電器的常閉觸點(diǎn)FR組成。13起動(dòng)過程：合上刀開關(guān)QS→按下起動(dòng)按鈕SB2→接觸器線圈KM通電→接觸器主觸點(diǎn)KM閉合和常開輔助觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M接通電源運(yùn)轉(zhuǎn)；松開起動(dòng)按鈕SB2，利用接通的接觸器常開輔助觸點(diǎn)KM自鎖、電動(dòng)機(jī)M連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。自鎖概念：這種依靠接觸器自身輔助常開觸點(diǎn)的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱自鎖或自保。（二）長(zhǎng)動(dòng)（連續(xù)）控制長(zhǎng)動(dòng)控制：適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制停機(jī)過程：按下停止按鈕SB1→接觸器線圈KM斷電→接觸器主觸點(diǎn)KM和輔助常開觸點(diǎn)KM斷開→電動(dòng)機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)。保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)FU；過載保護(hù)FR；欠、失電壓保護(hù)KM；接地保護(hù)PE。圖2-5長(zhǎng)動(dòng)控制線路14工作原理（演示）本控制線路具有如下三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）防止電源電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)欠電壓運(yùn)行。2）防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)而造成設(shè)備和人身事故。3）避免多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。15（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制

在生產(chǎn)實(shí)踐中，機(jī)床調(diào)整完畢后，需要連續(xù)進(jìn)行切削加工，則要求電動(dòng)機(jī)既能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)。圖2-6點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)結(jié)合的控制線路16開關(guān)切換點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6a的線路比較簡(jiǎn)單，采用鈕子開關(guān)SA實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)控制。連續(xù)控制：SA閉合

17采用鈕子開關(guān)SA實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)控制18按鈕切換工作原理：連續(xù)控制：按下按鈕SB1點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕SB3FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制電路（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6b的線路采用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制。19采用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制20中間繼電器KA控制工作原理：連續(xù)控制：按下按鈕SB3點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕SB2（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6c的線路采用中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)控制。21以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行思考不能點(diǎn)動(dòng)！KMSB1KMSB2FRSB22概述：在實(shí)際應(yīng)用中，往往要求生產(chǎn)機(jī)械改變運(yùn)動(dòng)方向，如工作臺(tái)前進(jìn)、后退；電梯的上升、下降等，這就要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)：對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)來說，可通過兩個(gè)接觸器來改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序來實(shí)現(xiàn)。二、可逆旋轉(zhuǎn)（正反轉(zhuǎn)）控制線路電路形式:電動(dòng)機(jī)原理：改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向按鈕、接觸器控制位置控制23按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）主電路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕工作原理：基本控制電路缺點(diǎn)：24控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖(電氣互鎖)按鈕聯(lián)鎖(機(jī)械互鎖)控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接觸器聯(lián)鎖新名詞：電氣互鎖按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)：工作安全可靠缺點(diǎn)：操作不便25按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：按鈕聯(lián)鎖控制操作方便控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺點(diǎn)：易產(chǎn)生故障聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖(電氣互鎖)按鈕聯(lián)鎖(機(jī)械互鎖)新名詞：機(jī)械互鎖26按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制電路圖27正反轉(zhuǎn)（電氣機(jī)械互鎖控制)演示28a） b） c） 作業(yè)：分析下列a、b、c控制工作過程？解：圖a、b、c是電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

a)無互鎖控制電路b)具有電氣互鎖的控制電路c)具有復(fù)合互鎖的控制電路（完美）292.雙速電機(jī)控制（開關(guān)控制）30四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路原因：三相異步電動(dòng)機(jī)從切除電源到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于慣性的關(guān)系，總要經(jīng)過一段時(shí)間，這往往不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械工藝的要求。如萬能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位，要求電動(dòng)機(jī)能迅速停車，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。方法：制動(dòng)方法一般有兩大類1.機(jī)械制動(dòng)2.電氣制動(dòng)

①反接制動(dòng)

②能耗制動(dòng)31反接制動(dòng)控制線路32例1：如果圖10-17的控制電路接成如圖所示的那樣，會(huì)有什么后果？33解：圖（a）電路中，KM的輔助常開觸頭不僅鎖住了SB2，而且也鎖住了SB1。因此，在按下SB2使接觸器KM線圈通電，其常開觸頭KM實(shí)現(xiàn)自鎖作用后，再按下SB1時(shí)，線圈KM不會(huì)斷電，即起動(dòng)電動(dòng)機(jī)后就無法用按鈕SB1使它停轉(zhuǎn)，停止按鈕SB1失去了作用。圖（c）電路中，接觸器KM的常開觸頭與線圈并聯(lián)，按下SB2時(shí)接觸器線圈通電，其常開觸頭閉合，造成短路，會(huì)燒斷熔斷器中的熔體。圖（d）電路中，用一個(gè)按鈕SB1的常開和常閉兩個(gè)觸頭替代原電路中的起動(dòng)和停止兩個(gè)按鈕。當(dāng)按下按鈕SB1時(shí)，由于按鈕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常是常閉觸頭先斷開，常開觸頭后閉合，因此無法使接觸器線圈通電，電動(dòng)機(jī)也就無法起動(dòng)。34例2：如圖所示的電路中用了兩個(gè)起動(dòng)按鈕SB2和SB3，試分析說明這個(gè)電路的工作原理。35解：電路中兩個(gè)起動(dòng)按鈕是有區(qū)別的。SB3是常開常閉組合按鈕，它的常閉觸頭串聯(lián)在自鎖電路中，因此在按下SB3時(shí)，先切斷自鎖電路，使接觸器KM不能自鎖，