數(shù)控機(jī)床課件

數(shù)控機(jī)床電氣控制概述

1．1數(shù)控設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)

數(shù)控設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)通常由機(jī)床主體、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三部分組成。在結(jié)構(gòu)上已普遍將其數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)（執(zhí)行電機(jī)除外）進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)因此機(jī)床有主體和數(shù)控系統(tǒng)兩大部分組成。

1．2數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1．高剛度2．高柔性3．高靈敏度4．熱變形小5．高抗振性6．高精度保持性7．高可靠性1．3數(shù)控設(shè)備的工作原理

1．4數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)

法蘭克1．5數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的分類

1．

運(yùn)動(dòng)控制軌跡分類（1）點(diǎn)位控制系統(tǒng)（2）直線控制系統(tǒng)（3）輪廓控制系統(tǒng)2．按伺服系統(tǒng)分類開環(huán)控制系統(tǒng)

半閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)

1．6數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)

數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度坐標(biāo)行程刀庫容量和換刀時(shí)間分辨率和脈沖當(dāng)量定位精度重復(fù)定位精度

1．7數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

1．高速、高效

高速主軸單元(電主軸，轉(zhuǎn)速15000－100000r/min)、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(快移速度60～120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min)、車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000～8000m/min以上；主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá)10萬r/min)以上；工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)：在分辨率為1微米時(shí)，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1微米時(shí)，在24m/min以上；自動(dòng)換刀速度在1秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12m/min。

2．高精度當(dāng)前，在機(jī)械加工高精度的要求下，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10μm提高到±5μm；精密級加工中心的加工精度則從±3～5μm，提高到±1～1.5μm3．高可靠性當(dāng)前國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上。4．復(fù)合化復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序，自動(dòng)進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部車、銑、鉆、鏜、磨、攻絲、鉸孔和擴(kuò)孔等多種加工工序。

5．多軸化6．智能化智能加工是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動(dòng)，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預(yù)才能解決的問題。7.網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化，主要指機(jī)床通過所配裝的數(shù)控系統(tǒng)與外部的其它控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。8．柔性化9．綠色化要實(shí)現(xiàn)切削加工工藝的綠色化。

數(shù)控機(jī)床常用低壓電器

電器定義：所有電工器械的簡稱，即凡是根據(jù)外界特定的信號(hào)和要求自動(dòng)或手動(dòng)接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、和調(diào)節(jié)的電工器械統(tǒng)稱為電器。低壓電器：用于交流1200V、直流1500V級以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。高壓電器：交流1200V以上、直流1500V以上。2．1低壓電器的基本知識(shí)

1．低壓電器的分類

（1）按照用途來分類按用途來分類一般把低壓電器分為低壓配電電器、低壓控制電器及低壓執(zhí)行電器（2）按照動(dòng)作方式來分類按照動(dòng)作方式來分類一般把低壓電器分為自動(dòng)切換電器和非自動(dòng)切換電器（3）按照執(zhí)行功能來分類按照執(zhí)行功能來分類一般把低壓電器分為有觸點(diǎn)電器和無觸點(diǎn)電器。

2．低壓電器的結(jié)構(gòu)

電器一般都具有兩個(gè)基本組成部分電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)。（1）電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過杠桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)觸頭的閉合和分開。電磁機(jī)構(gòu)一般由線圈、鐵心和銜鐵三部分組成。其結(jié)構(gòu)形式按照動(dòng)作方式有直動(dòng)式和轉(zhuǎn)動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)有直流和交流兩種。

（2）觸頭系統(tǒng)

觸頭是有觸點(diǎn)電器的執(zhí)行部件用來接通和斷開電路。按照結(jié)構(gòu)型式可分為橋式觸頭和指式觸頭。根據(jù)用途的不同，觸頭可以分為動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸頭。電器元件在沒有通電或不受外力作用的常態(tài)下處于斷開狀態(tài)的觸頭稱為動(dòng)合觸點(diǎn)，反之則稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)。

（3）滅弧裝置

當(dāng)觸頭分?jǐn)啻箅娏麟娐窌r(shí)，會(huì)在動(dòng)、靜觸頭間產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧。電弧會(huì)燒傷觸頭，并使電路的切斷時(shí)間延長，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹩|電或其他事故。必須采用滅弧裝置來迅速熄滅觸點(diǎn)在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)所產(chǎn)生的電弧。

滅弧措施：

電動(dòng)力滅弧

窄縫滅弧

柵片滅弧

磁吹滅弧

2．2電力開關(guān)電器

電力開關(guān)是數(shù)控機(jī)床的電源控制部件，通過電力開關(guān)保證設(shè)備、人身安全。

1．刀開關(guān)刀開關(guān)是一種手動(dòng)電器又叫閘刀開關(guān)，廣泛應(yīng)用于配電設(shè)備作隔離電源用，有時(shí)也用于小容量不頻繁起動(dòng)停止的電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制。

刀開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。在安裝時(shí)，手柄向上不得倒裝或平裝。如果倒裝拉閘后手柄可能因自重下落引起誤合閘而造成人身設(shè)備安全事故。接線時(shí)必須將電源線接在上端，負(fù)載線接在下端來保證安全。

2．組合開關(guān)

組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)它實(shí)質(zhì)也是一種刀開關(guān)，只不過一般刀開關(guān)的操作手柄是垂直于安裝平面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)，而組合開關(guān)的操作手柄是平行于安裝平面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)。它具有多觸頭、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等特點(diǎn)。它常用在機(jī)床的控制電路中，作為電源的引入開關(guān)，也可控制小容量電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和停止的控制開關(guān)等。

3．低壓斷路器

它相當(dāng)于閘刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、欠電壓繼電器等的組合，是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用又能進(jìn)行欠壓、失壓、過載和短路保護(hù)的電器。正常工作時(shí)，可以人工操作接通或切斷電源與負(fù)載的聯(lián)系，當(dāng)出現(xiàn)短路、過載、欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷故障電路。

低壓斷路器按照極數(shù)分有單極、雙極、三極、四極斷路器四種；按保護(hù)形式分有過電流脫扣器、熱脫扣器、復(fù)式脫扣器、分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器、無脫扣器六種；按結(jié)構(gòu)形式分為塑殼式和框架式（框架式容量大工作電流在600A以上）。它可用于電源電路、照明電路、電動(dòng)機(jī)主電路的分合及保護(hù)。（1）低壓斷路器的結(jié)構(gòu)

低壓斷路器主要由主觸頭、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器和滅弧裝置等組成。

①主觸頭主觸頭用來接通和分?jǐn)嘀麟娐贰?/p>

②操作機(jī)構(gòu)操作機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)低壓斷路器閉合及斷開的機(jī)構(gòu)。分為機(jī)械式和電動(dòng)式。③脫扣器當(dāng)電路出現(xiàn)故障，脫扣器會(huì)感測到故障信號(hào)而動(dòng)作，經(jīng)自由脫扣器將主觸頭斷開。④滅弧裝置主觸頭上裝有滅弧裝置，目的是為了提高分?jǐn)嗄芰Α?/p>

（2）工作原理

圖2．14

低壓斷路器工作原理圖1分閘彈簧2主觸頭3傳動(dòng)桿4鎖扣5軸

6過電流脫扣器7熱脫扣器8欠壓失壓脫扣器9分勵(lì)脫扣器開關(guān)電器圖形符號(hào)QS4．熔斷器

熔斷器又叫保險(xiǎn)絲，是一種用于過載與短路保護(hù)的電器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、工作可靠、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)在強(qiáng)電、弱電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用

熔斷器主要由熔體、放置熔體的絕緣管、觸頭及絕緣底板（底座）等部分組成。熔斷器的主要部件就是熔體。熔體的材料分為低熔點(diǎn)和高熔點(diǎn)材料。低熔點(diǎn)材料主要有鉛錫合金、鋅等，高熔點(diǎn)材料主要有銅、銀、鋁等。它通常制成的絲狀或片狀。熔斷管是由瓷質(zhì)絕緣材料或硬質(zhì)纖維制成的半封閉式管狀外殼，熔體裝在熔斷管中，在熔體熔斷時(shí)起滅弧作用。熔斷器按結(jié)構(gòu)形式主要分為半封閉插入式、無填料密封管式、有填料密封管式和自復(fù)式四種。常見的是瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、RT0系列有填料封閉管式熔斷器、快速熔斷器、自復(fù)式熔斷器

瓷插式熔斷器：結(jié)構(gòu)簡單、更換方便、價(jià)格低螺旋式熔斷器：主要由瓷帽、熔斷體、瓷套、上接線柱、下接線柱及底座組成。分?jǐn)嗄芰?qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝面積小、更換方便、安全可靠，熔絲熔斷后有明顯信號(hào)指示。它廣泛用于控制箱、配電屏、機(jī)床設(shè)備及震動(dòng)較大的場所。RM10系列無填料封閉管式熔斷器多用于低壓電力網(wǎng)和成套配電裝置中

2．3低壓控制電器

1．接觸器接觸器廣泛應(yīng)用于頻繁地接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路或大容量的控制電路，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制。

接觸器根據(jù)操作原理的不同可分為：電磁式、氣動(dòng)式和液壓式，絕大多數(shù)的接觸器為電磁式接觸器；根據(jù)接觸器觸頭控制負(fù)載的不同可分為：直流接觸器（用作接通和分?jǐn)嘀绷麟娐返慕佑|器）和交流接觸器（用作接通和分?jǐn)嘟涣麟娐返慕佑|器）兩種，此外接觸器還可按它的冷卻情況分為：自然空氣冷卻、油冷和水冷三種，絕大多數(shù)的接觸器是空氣冷卻式。按結(jié)構(gòu)布置形式有正裝和倒裝。

交流接觸器的構(gòu)造和工作原理交流接觸器主要由以下四部分組成：電磁系統(tǒng)：包括線圈、銜鐵、鐵芯觸頭系統(tǒng)：包括主觸頭、輔助觸頭。輔助常開和常閉觸頭是聯(lián)動(dòng)的，即常閉觸頭打開時(shí)常開觸頭閉合。接觸器的主觸頭的作用是接通和斷開主電路，輔助觸頭一般接在控制電路中，完成電路的各種控制要求。滅弧室：觸頭開關(guān)時(shí)產(chǎn)生很大電弧會(huì)燒壞主觸頭，為了迅速切斷觸頭開關(guān)時(shí)的電弧，一般容量稍大些的交流接觸器都有滅弧室。其他部分：包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧片、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。KM2．電磁繼電器

電磁繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的一種元件。實(shí)際上它是用較小電流控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)

電磁繼電器的基本結(jié)構(gòu)電磁繼電器一般由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。電磁系統(tǒng)包括銜鐵、鐵心、軛鐵、線圈等，是反應(yīng)繼電器輸入量的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

觸頭系統(tǒng)包括動(dòng)、靜觸頭及其附件。觸頭一般為橋式觸頭，有常開和常閉兩種形式，沒有滅弧裝置。觸頭系統(tǒng)是反應(yīng)輸出量的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)系統(tǒng)繼電器中設(shè)有反作用彈簧，在繼電器斷電釋放時(shí)使得觸頭復(fù)位。一般設(shè)有改變反作用彈簧松緊程度的調(diào)節(jié)裝置和改變銜鐵釋放時(shí)初始狀態(tài)磁路氣隙大小的調(diào)節(jié)裝置，如調(diào)節(jié)螺母和非磁性墊片等。（2）電磁繼電器的分類：

按其用途不同可分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器和速度繼電器等。3．時(shí)間繼電器

感受部分在感受外界信號(hào)后，經(jīng)過一段時(shí)間才能使執(zhí)行部分動(dòng)作的繼電器，叫做時(shí)間繼電器。對于電磁式時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈在接受信號(hào)以后（通電或失電），其對應(yīng)的觸頭使某一控制電路延時(shí)斷開或閉合。時(shí)間繼電器主要有空氣阻尼式、電動(dòng)式、晶體管式及直流電磁式等幾大類。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種

（1）空氣阻尼式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器是根據(jù)空氣阻尼的原理制成的。它主要由電磁系統(tǒng)、工作觸頭（微動(dòng)開關(guān)）、延時(shí)機(jī)構(gòu)等組成。

KT(e)

線圈4．電流繼電器

電流繼電器根據(jù)輸入(線圈)電流大小而動(dòng)作的繼電器。電流繼電器的線圈串接在被測電路中，以反應(yīng)電流的變化。其觸點(diǎn)接在控制電路中，用于控制接觸器的線圈或信號(hào)指示燈的通斷。為了不影響電路正常工作電流繼電器的線圈阻抗小、導(dǎo)線粗、匝數(shù)少。

電流繼電器有過電流繼電器和欠電流繼電器兩種。

5．電壓繼電器電壓繼電器根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作的繼電器。電壓繼電器線圈與被測電路并聯(lián)。為減少分流電壓繼電器的線圈導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、阻抗高。電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器

過電流繼電器線圈欠電流繼電器線圈過電壓繼電器線圈欠電壓繼電器線圈常開觸頭常閉觸頭6．中間繼電器中間繼電器是將一個(gè)輸入信號(hào)變成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的繼電器。中間繼電器的特點(diǎn)是觸頭數(shù)目多（6對以上）觸點(diǎn)電流較大（5A）但與接觸器不同的是觸頭無主輔之分，當(dāng)電機(jī)功率較小時(shí)，可代替接觸器的觸點(diǎn)。

7．速度繼電器速度繼電器是利用轉(zhuǎn)軸的一定轉(zhuǎn)速來切換電路的自動(dòng)電器。它常用于電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)的控制電路中，當(dāng)反接制動(dòng)的轉(zhuǎn)速下降到接近零時(shí)，它能自動(dòng)地及時(shí)切斷電流。它由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成。速度繼電器與電動(dòng)機(jī)同軸，觸頭串接在控制電路中。

2．4熱繼電器

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量來使檢測元件受熱彎曲，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種保護(hù)電器。主要用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載免于過載以及作為三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)等。熱繼電器主要由感溫元件（或稱熱元件）、觸頭系統(tǒng)、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、復(fù)位按鈕、電流調(diào)節(jié)裝置、溫度補(bǔ)償元件等組成。

1主雙金屬片2電阻絲3導(dǎo)板4補(bǔ)償雙金屬片5螺釘6推桿7靜觸頭8動(dòng)觸頭9復(fù)位按鈕10調(diào)節(jié)凸輪11彈簧2．5低壓主令電器

低壓主令電器是用于發(fā)送控制指令的電器。它屬于非自動(dòng)切換電器用于控制電路電源的控制，在控制系統(tǒng)中用來發(fā)布命令，如按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)、主令控制器

1．控制按鈕控制按鈕具有常開和常閉觸頭的復(fù)式按鈕。其觸頭對數(shù)有1常開1常閉，2常開2常閉，以至6常開6常閉。對復(fù)式按鈕來說，按下按鈕時(shí)，它的常閉觸頭先斷開，經(jīng)過一個(gè)很短時(shí)間后，它的常開觸頭再閉合。

控制按鈕一般由按鈕、復(fù)位彈簧、觸頭和外殼等部分組成

“停止”和“急?！卑粹o必須是紅色。當(dāng)按下紅色按鈕時(shí)，必須使設(shè)備停止工作或斷電?！捌饎?dòng)”按鈕的顏色是綠色“起動(dòng)”與“停止”交替動(dòng)作的按鈕必須是黑色、白色或灰色，不得用紅色和綠色?！包c(diǎn)動(dòng)”按鈕必須是黑色?！皬?fù)位”(如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕)必須是藍(lán)色。當(dāng)復(fù)位按鈕還有停止的作用時(shí)，必須是紅色。2．萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)采用疊裝式元件組成，能對電路進(jìn)行多種轉(zhuǎn)換的控制，它是一種低壓控制電器，同時(shí)也是一種低壓主令電器。和組合開關(guān)相比是具有更多操作位置和觸點(diǎn)、能夠換接多條電路的手動(dòng)控制電器。由于它能控制多條回路，適應(yīng)控制復(fù)雜線路故而叫做萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。廣泛用于自動(dòng)開關(guān)、高壓油斷路器等操作機(jī)構(gòu)的合閘控制、電磁控制站中線路的換接以及電流、電壓換相測量等處，還可以用于不頻繁起動(dòng)停止的小容量電動(dòng)機(jī)的控制。

3．行程開關(guān)依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令，以控制其運(yùn)動(dòng)方向和行程長短的主令電器稱為行程開關(guān)。若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程的終點(diǎn)處，用以限制其行程，則稱為限位開關(guān)。

行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)分為機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸點(diǎn)行程開關(guān)和電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)。機(jī)械接觸式行程開關(guān)分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式和微動(dòng)式三種。接近開關(guān)按照原理分為高頻振蕩型、感應(yīng)型、電容型、光電型、永磁及磁敏元件型、超聲波型等。接近開關(guān)工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、操作頻率高、體積小因此在數(shù)控機(jī)床上廣泛使用。接近開關(guān)工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、操作頻率高、體積小因此在數(shù)控機(jī)床上廣泛使用。（a）直動(dòng)式行程開關(guān)（b）滾輪式行程開關(guān)（c）微動(dòng)開關(guān)1頂桿2復(fù)位彈簧3靜觸頭4動(dòng)觸頭5觸頭彈簧1滾輪2上轉(zhuǎn)臂3盤形彈簧4推桿5小滾輪6擒縱件7、8壓板9彈簧10彈11動(dòng)觸頭12靜觸頭1常開靜觸頭2動(dòng)觸頭3常閉靜觸頭4殼體5推桿6弓簧片2．6低壓執(zhí)行電器

低壓執(zhí)行電器用于完成某種動(dòng)作或傳送功能的電器。1．電磁閥電磁閥是用電磁鐵推動(dòng)滑閥移動(dòng)來控制介質(zhì)（氣體、液體）的方向、流量、速度等參數(shù)的工業(yè)裝置。2．電磁離合器

電磁離合器又稱電磁聯(lián)軸節(jié)。它是利用表面磨擦和電磁感應(yīng)原理，在兩個(gè)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體間傳遞轉(zhuǎn)矩的執(zhí)行電器。由于它便于遠(yuǎn)距離控制，控制能量小，動(dòng)作迅速、可靠、結(jié)構(gòu)簡單，廣泛應(yīng)用于機(jī)床的電氣控制。摩擦片式電磁離合器應(yīng)用較為普遍。圖2．43多片式摩擦電磁離合器結(jié)構(gòu)簡圖1主動(dòng)軸2從動(dòng)齒輪3套筒4銜鐵5從動(dòng)磨擦片6主動(dòng)磨擦片7電刷與滑環(huán)8線圈9鐵心

典型機(jī)床電氣控制基本環(huán)節(jié)

3．1異步電機(jī)的啟動(dòng)啟動(dòng)的方法有兩種：直接啟動(dòng)降壓啟動(dòng)起動(dòng)時(shí)接在電機(jī)繞組上的電壓就是電機(jī)的額定電壓利用起動(dòng)設(shè)備將電壓適當(dāng)降低后加到電機(jī)繞組的上進(jìn)行啟動(dòng)，待電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)速接近額定數(shù)值再將電壓恢復(fù)為額定電壓

判定一臺(tái)電機(jī)能否直接啟動(dòng)可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定：電源1．手動(dòng)控制電路電源還可用哪種電器？使用空氣開關(guān)后對電機(jī)具有哪些保護(hù)功能？應(yīng)用：

對小型臺(tái)鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵、風(fēng)扇等，可用鐵殼開關(guān)、膠蓋開關(guān)或用組合開關(guān)和熔斷器、空氣開關(guān)來直接控制三相異步電機(jī)啟動(dòng)和停止。特點(diǎn)：

這種手動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路用的電器數(shù)量少，線路結(jié)構(gòu)簡單，但在啟動(dòng)、停止控制頻繁的場所這種手動(dòng)控制方法既不方便，也不安全，操作強(qiáng)度大不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

2.接觸器直接啟動(dòng)控制接入按鈕此時(shí)電路有什么特點(diǎn)？這就是點(diǎn)動(dòng)控制

點(diǎn)動(dòng)控制的應(yīng)用：

主要實(shí)現(xiàn)位置的調(diào)整如：機(jī)床刀架、橫梁、立柱等的快速移動(dòng)、對刀調(diào)整等缺點(diǎn)：

要使電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)按鈕就不能斷開，這不符合實(shí)際生產(chǎn)要求。附加電路按鈕熱繼電器接觸器KM自鎖增加停止按鈕長動(dòng)控制線路

上述控制電路的中可以實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓和失壓保護(hù)等。

（1）短路保護(hù)電動(dòng)機(jī)、電器以及導(dǎo)線的絕緣損壞或線路發(fā)生故障時(shí)，都可能造成短路事故。很大的短路電流和電動(dòng)力可能使電器設(shè)備損壞。因此要求一旦發(fā)生短路故障時(shí)，控制電路應(yīng)能迅速、可靠地切斷電路進(jìn)行保護(hù)，并且保護(hù)裝置不應(yīng)受啟動(dòng)電流的影響而誤動(dòng)作。

常用的短路保護(hù)元件

熔斷器價(jià)格便宜，斷弧能力強(qiáng)。但是熔體的品質(zhì)、老化及環(huán)境溫度等因素對其動(dòng)作值影響較大，用其保護(hù)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可能會(huì)因一相熔體熔斷而造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。因此熔斷器適用于對動(dòng)作準(zhǔn)確度和自動(dòng)化程度較差的系統(tǒng)中，如小容量的籠型電動(dòng)機(jī)、普通交流電源等。自動(dòng)開關(guān)又稱自動(dòng)空氣熔斷器，它有短路、過載和欠壓保護(hù)。這種開關(guān)能在線路發(fā)生短路故障時(shí)，其電流線圈動(dòng)作，就會(huì)自動(dòng)跳閘，將三相電源同時(shí)切斷。自動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，不宜頻繁操作，廣泛應(yīng)用于要求較高的場合。

（2）過載保護(hù)

過載保護(hù)是指電機(jī)出現(xiàn)過載時(shí)能切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的一種保護(hù)措施。電動(dòng)機(jī)不正確地啟動(dòng)、運(yùn)行中負(fù)載轉(zhuǎn)矩劇烈增加、長期負(fù)載過大或啟動(dòng)操作頻繁、電機(jī)缺相運(yùn)行會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過電流運(yùn)行，超過額定數(shù)值。在這種情況下這種過電流比短路電流小，但比電動(dòng)機(jī)額定電流卻大得多，此時(shí)熔斷器往往不會(huì)熔斷。但會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的繞組過熱使溫度升高，若溫度超過允許溫升會(huì)使絕緣損壞，縮短電機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電機(jī)繞組。因此對電機(jī)實(shí)施過載保護(hù)措施。

（3）零電壓保護(hù)

在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，如果電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)將可能使生產(chǎn)設(shè)備損壞，也可能造成人身事故。對供電系統(tǒng)的電網(wǎng)來說，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備自行啟動(dòng)也會(huì)引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時(shí)電動(dòng)機(jī)自行啟動(dòng)的保護(hù)叫做零電壓保護(hù)。（4）欠電壓保護(hù)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制電路工作不正常，甚至產(chǎn)生事故。電網(wǎng)電壓過低，如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載不變，由于三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電壓的二次方成正比，則會(huì)因電磁轉(zhuǎn)矩的降低而帶不動(dòng)負(fù)載，造成電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)停車，電動(dòng)機(jī)電流增大使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，在電源電壓降到允許值以下時(shí)，需要采用保護(hù)措施，及時(shí)切斷電源，這就是欠電壓保護(hù)。

常用元件在控制電路的主電路和控制電路由同一個(gè)電源供電時(shí)，具有電氣自鎖的接觸器兼有欠電壓和零電壓保護(hù)作用。若因故障電網(wǎng)電壓下降到允許值以下時(shí)，接觸器線圈也釋放，從而切斷電動(dòng)機(jī)電源；當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)時(shí)，由于自鎖已解除，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)再自行啟動(dòng)。欠電壓繼電器的線圈直接跨接在定子的兩相電源線上，其常開觸點(diǎn)串接在控制電動(dòng)機(jī)的接觸器線圈控制電路中。自動(dòng)開關(guān)的欠壓脫扣亦可作為欠壓保護(hù)。主令控制器的零位操作是零電壓保護(hù)的環(huán)節(jié)。

3．點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制在生產(chǎn)實(shí)踐中，某些生產(chǎn)機(jī)械常會(huì)要求既能正常啟動(dòng)，以能實(shí)現(xiàn)位置調(diào)整的點(diǎn)動(dòng)工作。所謂點(diǎn)動(dòng)，即按按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，松開按鈕后，電動(dòng)機(jī)即停止工作。點(diǎn)動(dòng)控制主要用于機(jī)床刀架、橫梁、立柱等的快速移動(dòng)、對刀調(diào)整等。3．2電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

在實(shí)際工作中，生產(chǎn)機(jī)械常常需要運(yùn)動(dòng)部件可以相反方向的運(yùn)動(dòng)，這就要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行。如：機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)和后退；銑床主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電機(jī)原理可知，三相交流電動(dòng)機(jī)可改變定子繞組相序來改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此，借助于接觸器來實(shí)現(xiàn)三相電源相序的改變，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行。

3．3多地控制

在大型生產(chǎn)設(shè)備上，為使操作人員在不同方位均能進(jìn)行控制操作，常常要求組成多地控制電路。從圖中可以看出，多地控制電路只需多用幾個(gè)啟動(dòng)按鈕和停止按鈕，無需增加其他電器元件。啟動(dòng)按鈕應(yīng)并聯(lián)，停止按鈕應(yīng)串聯(lián)，分別裝在幾個(gè)地方。3．4順序控制環(huán)節(jié)

要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止按照一定的順序利用時(shí)間繼電器控制的順序啟動(dòng)電路

3．5自動(dòng)往復(fù)控制

利用行程開關(guān)來檢測往復(fù)運(yùn)動(dòng)的相對位置，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。利用行程開關(guān)按照機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件的行程位置進(jìn)行的控制，稱為行程控制原則3．6三相鼠籠異步電機(jī)的降壓啟動(dòng)

電動(dòng)機(jī)減壓啟動(dòng)可以減少啟動(dòng)電流，減小線路電壓降，但電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是與定子端電壓平方成正比，所以減壓啟動(dòng)使得電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩相應(yīng)減小，故減壓啟動(dòng)適用于空載或輕載下啟動(dòng)。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)的方法有：定子繞組電路串電阻；Ｙ－△聯(lián)接降壓啟動(dòng)；延邊三角形和使用自耦變壓器啟動(dòng)等。

1．定子串電阻降壓啟動(dòng)

2．星形－三角形聯(lián)接降壓啟動(dòng)控制電路

啟動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再將定子繞組的接線換接成三角形，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行狀態(tài)。由電工基礎(chǔ)知識(shí)可知：啟動(dòng)時(shí)加在定子繞組上的啟動(dòng)電壓只有三角形接法的

啟動(dòng)電流為三角形接法的1/3，相應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是三角形聯(lián)接時(shí)的1/3。

3．自耦變壓器降壓啟動(dòng)控制

電動(dòng)機(jī)自耦變壓器減壓啟動(dòng)是將自耦變壓器一次側(cè)接在電網(wǎng)上，啟動(dòng)時(shí)定子繞組接在自耦變壓器二次側(cè)上。啟動(dòng)時(shí)定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，切斷自耦變壓器電路，把額定電壓直接加在電動(dòng)機(jī)的定子繞組上，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓正常運(yùn)行。

3．7三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

在生產(chǎn)中對要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、且能平滑調(diào)速的場合經(jīng)常使用三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是可以通過滑環(huán)在轉(zhuǎn)子繞組中串接外加電阻來改變電機(jī)的機(jī)械特性，從而減小啟動(dòng)電流和提高轉(zhuǎn)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

3．8三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制

電動(dòng)機(jī)采取有效的制動(dòng)措施目的是能迅速停車和準(zhǔn)確定位。制動(dòng)控制的方法有兩大類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)是采用機(jī)械裝置產(chǎn)生機(jī)械力來強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車電氣制動(dòng)是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動(dòng)作用。電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生制動(dòng)、以及派生的電容制動(dòng)等.

1．反接制動(dòng)控制電路

反接制動(dòng)實(shí)質(zhì)上是改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序，使定子繞組產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種制動(dòng)方法。

（1）電動(dòng)機(jī)單向反接制動(dòng)控制（2）電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制

2．能耗制動(dòng)控制電路

能耗制動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后，向定子繞組內(nèi)通入直流電流，建立靜止磁場，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用產(chǎn)生制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩，達(dá)到制動(dòng)目的。（1）電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制

(2)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制

3．無變壓器單管能耗制動(dòng)控制電路

3．9三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制

在生產(chǎn)實(shí)踐中，許多生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行速度需要根據(jù)工藝要求來人為的調(diào)節(jié)速度，這種負(fù)載不變?nèi)藶檎{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過程叫調(diào)速。通過改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比的調(diào)速方法叫機(jī)械調(diào)速，通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法叫電氣調(diào)速。生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率、節(jié)約能源。

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與定子繞組的極對數(shù)、轉(zhuǎn)差率及電源頻率有關(guān)。因此，三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有變極對數(shù)、變轉(zhuǎn)差率和變頻調(diào)速三種。變極調(diào)速一般僅適用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；變轉(zhuǎn)差率調(diào)速可通過調(diào)節(jié)定子電壓、改變轉(zhuǎn)子電路中的電阻以及采用串級調(diào)速來實(shí)現(xiàn)；變頻調(diào)速是現(xiàn)代電力傳動(dòng)的一個(gè)主要發(fā)展方向，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制中。

1．三相籠型電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制

3．三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制

額定頻率以下的調(diào)速在調(diào)節(jié)電源頻率的同時(shí)，必須同時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的定子電壓，且始終保持常數(shù)，原因是根據(jù)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢電壓平衡方程，當(dāng)頻率下降時(shí)，若電壓不便則必須增加磁通，而在電機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)，磁路設(shè)計(jì)已接近飽和，上升必然使磁路飽和，勵(lì)磁電流巨增，使電機(jī)無法正常工作。為此在調(diào)節(jié)中應(yīng)使恒定不變，則必須保持常數(shù)。因此額定頻率以下的調(diào)速為恒磁通調(diào)速，由于Фm不變，調(diào)速過程中電磁轉(zhuǎn)不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。相當(dāng)于直流電極的調(diào)壓調(diào)速。

②

額定頻率以上的調(diào)速當(dāng)電源頻率在額定頻率以上調(diào)節(jié)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子相電壓是不允許在額定相電壓以上調(diào)節(jié)的，否則會(huì)超過電機(jī)絕緣耐壓限度危及電動(dòng)機(jī)的絕緣。所以，電源頻率上調(diào)時(shí)，只能維持電動(dòng)機(jī)定子額定相電壓不變。于是，隨著升高Фm將下降，但n上升，故屬于恒功率調(diào)速。相當(dāng)于直流電極的調(diào)壓調(diào)速的弱磁調(diào)速。（2）變頻器分類

變頻器按變頻的原理分為交—交變頻器和交—直—交變頻器，使用最多的變頻器均為交—直—交變頻器。根據(jù)直流環(huán)切的儲(chǔ)能方式不同，交—直—交變頻器又分為電壓型和電流型兩種。電壓型變頻器是指變頻器整流后是由電容來濾波，現(xiàn)在使用的交—直—交變頻器大部分是電壓型變頻器。電流型變頻器是指變頻器整流后是由電感元件來濾波的目前少見。根據(jù)調(diào)壓方式不同，交—直—交變頻器又分為脈幅調(diào)制型和脈寬調(diào)制型。脈幅調(diào)制是指變頻器輸出電壓大小是通過改變直流電壓大小來實(shí)現(xiàn)的。常用PAM表示，這種調(diào)壓方式已很少使用。脈寬調(diào)制是指變頻器輸出電壓大小是通過改變輸出脈沖的占空比來實(shí)現(xiàn)的，常用PWM表示。目前使用最多的占空比按正弦規(guī)律變化的正弦脈寬調(diào)制，即SPWM方式。3．10直流電動(dòng)機(jī)的電氣控制

直流電動(dòng)機(jī)具有良好的啟動(dòng)、制動(dòng)與調(diào)速性能，容易實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)控制。因此在工業(yè)生產(chǎn)中直流拖動(dòng)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，直流電動(dòng)機(jī)的控制已成為電力拖動(dòng)自動(dòng)控制的重要組成部分。

1．直流電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制

直流電動(dòng)機(jī)在額定電壓下直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流可高達(dá)額定電流的10～20倍，產(chǎn)生很大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)換向器和電樞繞組的損壞，必須采用加大電樞電阻或減低電樞電壓的方法來限制啟動(dòng)電流。同時(shí)，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在弱磁或零磁時(shí)會(huì)產(chǎn)生“飛車”現(xiàn)象，因此在接入電樞電壓前，應(yīng)先接入額定勵(lì)磁電壓，并且在勵(lì)磁回路中設(shè)有弱磁保護(hù)環(huán)節(jié)。

典型機(jī)床的控制系統(tǒng)分析4．1電氣制圖基礎(chǔ)

機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式對電氣控制系統(tǒng)的要求，采用國家統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)，按照電氣設(shè)備和電器的工作順序，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的全部基本組成和連接關(guān)系的圖形叫電氣控制系統(tǒng)圖。它清晰的表達(dá)了設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)意圖，系統(tǒng)工作原理及安裝、調(diào)試和檢修控制系統(tǒng)等技術(shù)要求。

電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：電氣原理圖電器元件布置圖電氣安裝接線圖

1.電氣原理圖目的是便于閱讀和分析控制線路，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、層次分明清晰的原則，采用電器元件展開形式繪制。它包括所有電器元件的導(dǎo)電部件和接線端子，但并不按照電器元件的實(shí)際布置位置來繪制，也不反映電器元件的實(shí)際大小。繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循的原則電氣原理圖分主電路和輔助電路兩部分。主電路是電氣控制線路中大電流通過的部分。輔助電路是控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小和輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路和保護(hù)電路。電氣原理圖中所有電器元件都應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。電氣原理圖中電器元件的布局電氣原理圖中電器元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀原則安排。主電路安排在圖面左側(cè)輔助電路安排在圖面右側(cè)。無論主電路還是輔助電路，均按功能布置，盡可能按動(dòng)作順序從左到右排列。電氣原理圖中，當(dāng)同一電器元件的不同部件（如線圈、觸點(diǎn)）分散在不同位置時(shí)，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號(hào)。對于同類器件，要在其文字符號(hào)后加數(shù)字序號(hào)來區(qū)別。如兩個(gè)接觸器，可用KMI、KMZ文字符號(hào)區(qū)別。電氣原理圖中，所有電器的可動(dòng)部分均按沒有通電或沒有外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出。對于繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按其線圈不通電時(shí)的狀態(tài)畫出，控制器按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關(guān)等觸點(diǎn)按未受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫出。電氣原理圖中，應(yīng)盡量減少線條和避免線條交叉。各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時(shí)，在導(dǎo)線交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置需要，可以將圖形符號(hào)旋轉(zhuǎn)繪制，一般逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度，但文字符號(hào)不可倒置。圖面區(qū)域的劃分圖紙上方的1、2、3…等數(shù)字是圖區(qū)的編號(hào)，它是為了便于檢索電氣線路，方便閱讀分析從而避免遺漏設(shè)置的。圖區(qū)編號(hào)也可設(shè)置在圖的下方。圖區(qū)編號(hào)下方的的文字表明它對應(yīng)的下方元件或電路的功能，使讀者能清楚地知道某個(gè)元件或某部分電路的功能，以利于理解全部電路的工作原理。符號(hào)位置的索引符號(hào)位置的索引用圖號(hào)、頁次和圖區(qū)編號(hào)的組合索引法，索引代號(hào)的組成如下：圖號(hào)是指當(dāng)某設(shè)備的電氣原理圖按功能多冊裝訂時(shí)，每冊的編號(hào)，一般用數(shù)字表示。當(dāng)某一元件相關(guān)的各符號(hào)元素出現(xiàn)在不同圖號(hào)的圖紙上，而當(dāng)每個(gè)圖號(hào)僅有一頁圖紙時(shí)，索引代號(hào)中可省略“頁號(hào)”及分隔符“·”。當(dāng)某一元件相關(guān)的各符號(hào)元素出現(xiàn)在同一圖號(hào)的圖紙上，而該圖號(hào)有幾張圖紙時(shí)，可省略“圖號(hào)”和分隔符“／”主電路的標(biāo)記（1）三相交流電源引入線采用L1、L2、L3、N、PE自上而下標(biāo)記依次畫出。直流電源“+”端在上“—”端在下；（2）電源開關(guān)之后的三相交流電源主電路分別按U11、V11、W11順序標(biāo)記。（3）電動(dòng)機(jī)繞組首端分別用U1、V1、W1標(biāo)記，尾端分別用U2、V2、W2標(biāo)記。雙繞組的中點(diǎn)則用U3、V3、W3標(biāo)記。對與多臺(tái)惦記其三相繞組接線端標(biāo)記以1U、1V、1W；2U、2V、2W…來區(qū)分。各電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)標(biāo)記采用三相文字代號(hào)后面加數(shù)字來表示，從上到下按數(shù)值大小順序標(biāo)記。（5）控制電路采用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，一般由三位或三位以下的數(shù)字組成，標(biāo)注方法按“等電位”原則進(jìn)行。在垂直繪制的電路中，標(biāo)號(hào)順序一般由上而下編號(hào)，凡是被線圈、繞組、觸點(diǎn)或電阻、電容等元件所間隔的線段，都應(yīng)標(biāo)以不同的電路標(biāo)號(hào)。2.電器位置圖

電器位置圖是用來詳細(xì)表明電氣原理圖中各電氣設(shè)備、元器件的實(shí)際安裝位置，為電器控制設(shè)備的制造、安裝、維修、提供必要的資料。

3.安裝接線圖

安裝接線圖用來表明電氣設(shè)備或裝置之間的接線關(guān)系，清楚的表明電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，是實(shí)際安裝布線的依據(jù)。安裝接線圖主要用于電器的安裝接線、線路檢查、線路維修和故障處理，通常接線圖與電氣原理圖和元件布置圖一起使用。

4．2車床電氣控制分析

1．普通車床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)行形式

2．電力拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求

①主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用一般三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，主軸采用機(jī)械調(diào)速其正反轉(zhuǎn)采用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)。②主拖電動(dòng)機(jī)容量較小采用直接起動(dòng)方式③車削加工時(shí)，需要冷卻液冷卻，因此需要一臺(tái)冷卻泵電機(jī)，其單方向旋轉(zhuǎn)與主拖電動(dòng)機(jī)有聯(lián)鎖關(guān)系。④主拖電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)部分應(yīng)具有短路和過載保護(hù)。⑤應(yīng)具有局部安全照明裝置

CW6132普通車床電氣控制線路分析安裝接線圖

CW6132普通車床電氣控制線路的故障與處理

電源正常，接觸器不吸合，主軸電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)

電源正常，接觸器能吸合，但主軸電動(dòng)機(jī)不起動(dòng)

接觸器能吸合，但不能自鎖

主軸電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行（主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢，并發(fā)出“嗡嗡”聲

主軸電動(dòng)機(jī)不能停轉(zhuǎn){按SB1電動(dòng)機(jī)不停轉(zhuǎn)

2．電力拖動(dòng)特點(diǎn)和控制要求（1）銑床在銑削加工時(shí)，進(jìn)到量小時(shí)用高速，反之用低速銑削。（2）為了能進(jìn)行順銑和逆銑加工，要求主軸能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)（3）主軸變速時(shí)，為使變速箱內(nèi)齒輪易于咬和，要求主軸電動(dòng)機(jī)變速時(shí)有變速?zèng)_動(dòng)。（4）銑床工作臺(tái)有前后、左右、上下6個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，并通過操作手柄和機(jī)械離合器配合來實(shí)現(xiàn)。（5）為防止刀具、床體的損壞要求只有主軸起動(dòng)后才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方向的快速移（6）要求有冷卻系統(tǒng)、36V或24V照明安全電壓；交流控制回路采用變壓器127V供電控制。

可編程序控制器

5．1PLC概述

1．

可編程序控制器的產(chǎn)生可編程序控制器是在繼電器順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置。以繼電器為核心元件的自動(dòng)順序控制系統(tǒng)有許多固有的缺陷：⑴系統(tǒng)利用布線邏輯來實(shí)現(xiàn)各種控制，需要使用大量的機(jī)械觸點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性差；

⑵當(dāng)生產(chǎn)的工藝流程改變時(shí)要改變大量的硬件接線，為此要耗費(fèi)許多人力、物力和時(shí)間；

⑶功能局限性大；

⑷體積大、功耗多。1968年，美國通用汽車制造公司（GM）為適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器.（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序（2）維護(hù)方便，最好是插件式（3）可靠性高于繼電器控制柜（4）體積小于繼電器控制柜（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)（6）在成本上可與繼電器控制柜競爭（7）輸入可以是交流115V（8）輸出可以是交流115V，2A以上，直接驅(qū)動(dòng)電磁閥（9）在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更（10）用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)

1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）首先研制成功第一臺(tái)可編程序控制器2．可編程序控制器的定義

可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。3．可編程序控制器的特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便（3）功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣（4）編程簡單，容易掌握（5）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量（6）體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便4．可編程序控制器的應(yīng)用

（1）開關(guān)量的邏輯控制（2）運(yùn)動(dòng)控制（3）閉環(huán)過程控制（4）數(shù)據(jù)處理（5）通訊連網(wǎng)5．可編程序控制器的分類

按I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類；按功能強(qiáng)弱又可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)三類；按結(jié)構(gòu)分又分為整體式和模塊式兩類。

6．可編程序控制器的發(fā)展

（1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展（2）PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛，現(xiàn)代的可遍程序控制器提供專用于模擬量閉環(huán)控制的PID指令和智能PID模塊，一些PLC還具有了模糊控制、自適應(yīng)控制和參數(shù)自整定功能，使調(diào)整時(shí)間減少，控制精度提高。（3）不斷加強(qiáng)通訊聯(lián)網(wǎng)功能。（4）新器件和模塊不斷推出（5）編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化（6）追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。5．2PLC的結(jié)構(gòu)

1．PLC的基本結(jié)構(gòu)

（1）整體式PLC的結(jié)構(gòu)：主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口、電源、通信接口等幾大部分組成。此外根據(jù)用戶需要而配備的各種外部設(shè)備如：編程器、圖形顯示器、微型計(jì)算機(jī)等都可以通過通信接口與主機(jī)相連。

（2）模塊式PLC的結(jié)構(gòu)大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。①機(jī)架②CPU模塊③電源模塊④輸入模塊⑤輸出模塊⑥功能模塊2．中央處理器

（1）收、存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)，并通過顯示器顯示出程序的內(nèi)容和存儲(chǔ)地址。（2）檢查、校驗(yàn)用戶程序。對正在輸入的用戶程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)語法錯(cuò)誤立即報(bào)警，并停止輸入；在程序運(yùn)行過程中若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則立即報(bào)警或停止程序的執(zhí)行。（3）接收、調(diào)用現(xiàn)場信息。將接收到現(xiàn)場輸入的數(shù)據(jù)保存起來，在需要改數(shù)據(jù)的時(shí)候?qū)⑵湔{(diào)出、并送到需要該數(shù)據(jù)的地方。（4）

執(zhí)行用戶程序。（5）

故障診斷。診斷電源、可編程控制器內(nèi)部電路的故障，根據(jù)故障或錯(cuò)誤的類型，通過顯示器顯示出相應(yīng)的信息，以提示用戶及時(shí)排除故障或糾正錯(cuò)誤。3．存儲(chǔ)器

PLC的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器兩種。（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來存放制造商為用戶提供的監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其他各種管理程序。程序固化在ROM中，用戶無法改變。（2）用戶程序存儲(chǔ)器專門提供給用戶存放程序和數(shù)據(jù)(3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)。在工作數(shù)據(jù)區(qū)中開辟有元件映像寄存器和數(shù)據(jù)表

4．電源模塊其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提工作電源。5．底板或機(jī)架其作用是實(shí)現(xiàn)各模塊間的電氣聯(lián)系6．輸入接口電路輸入接口電路用于采集輸入信號(hào)。輸入信號(hào)有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種。7．輸出接口電路輸出接口電路用于信號(hào)輸出，輸出信號(hào)控制執(zhí)行部件完成各種動(dòng)作。

8．模擬量輸入輸出模塊輸入量是連續(xù)變化的模擬量變?yōu)閿?shù)字量9．高速計(jì)數(shù)模塊10．運(yùn)動(dòng)控制模塊用來控制運(yùn)動(dòng)物體的位置、速度加速度11．通信模塊通信模塊用來完成與別的PLC、其他智能控制設(shè)備或主計(jì)算機(jī)之間的通信。遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。

12．人機(jī)接口（1）顯示模塊（2）圖形操作終端（人機(jī)界面）圖形操作終端（人機(jī)界面），在液晶畫面中可以顯示各種信息、圖形，還可以自由顯示指示燈、PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)、棒圖、時(shí)鐘等內(nèi)容。同時(shí)，可以配備設(shè)備的狀態(tài)，使設(shè)備的運(yùn)行狀況一目了然。圖形操作終端（人機(jī)界面），配置有觸摸屏，可以在畫面中設(shè)置開關(guān)鍵盤，只需觸按屏幕即可完成操作。畫面的內(nèi)容可以通過專用的畫面制作軟件，非常簡便地創(chuàng)建。制作過程是從庫中調(diào)用、配置所需部件的設(shè)計(jì)過程。

13．編程器編程器用來對PLC進(jìn)行編程、發(fā)出命令和監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)等。它通過通信端口與PLC的CPU連接，完成人機(jī)對話連接。

編程器的工作方式有下列三種：（1）編程方式編程器在這種方式下可以把用戶程序送入PLC的內(nèi)存，也可對原有的程序進(jìn)行顯示、修改、插入、刪除等編輯操作。（2）命令方式此方式可對PLC發(fā)出各種命令，如向PLC發(fā)出運(yùn)行、暫停、出錯(cuò)復(fù)位等命令。監(jiān)視方式此方式可對PLC進(jìn)行檢索，觀察各個(gè)輸入、輸出點(diǎn)的通、斷狀態(tài)和內(nèi)部線圈、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、寄存器的工作狀態(tài)及當(dāng)前值，也可跟蹤程序的運(yùn)行過程，對故障進(jìn)行監(jiān)測等。目前常用的編程器有手持式簡易編程器、便攜式圖形編程器和微型計(jì)算機(jī)等。

5.3常用外圍器件

1．輸入設(shè)備（1）按鈕與各類開關(guān)、限位開關(guān)（2）接近開關(guān)（無觸點(diǎn)行程開關(guān)）（3）傳感器2．輸出裝置（執(zhí)行裝置）(1)接觸器或繼電器是實(shí)現(xiàn)電氣控制中強(qiáng)電與弱電的接口(2)執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥（又稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）兩部分組成。

5．4PLC輸入輸出接口

輸入輸出接口是可編程控制器和工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號(hào)連接的部分。輸入口用來接受生產(chǎn)過程的各種參數(shù)。輸出口用來送出可編程控制器運(yùn)算后得出的控制信息，并通過機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場各類控制。

1．開關(guān)量I/O接口

（1）開關(guān)量輸入模塊的基本電路及工作原理

（2）開關(guān)量輸出模塊的基本電路及工作原理

種類：按負(fù)載使用的電源直流輸出模塊交流輸出模塊交直流輸出模塊按輸出的開關(guān)器件種類場效應(yīng)晶體管輸出方式——直流輸出模塊，響應(yīng)速度最快（可帶高速小功率直流負(fù)載）可控硅輸出方式——交流輸出模塊（可帶高速大功率交流負(fù)載）繼電器輸出方式——交直流輸出模塊，響應(yīng)速度較慢，但工作最可靠（可帶較低速大功率交、直流負(fù)載）2．模擬量I/O接口模塊

（1）模擬量輸入接口模擬量輸入接口的作用是把現(xiàn)場連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合可編程序控制器內(nèi)部處理的由若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)。

模擬量輸入接口的內(nèi)部電路框圖（2）模擬量輸出接口

模擬量輸出接口的作用是將可編程控制器運(yùn)算處理后的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出，以滿足生產(chǎn)過程現(xiàn)場連續(xù)控制信號(hào)的需求

模擬量輸出電路框圖

5．5PLC的工作原理

1．PLC的工作過程（1）初始操作（上電處理）

PLC未進(jìn)入正式運(yùn)行前，首先應(yīng)確定自身的完好性。這就是接通電源后的初始操作。通電后，消除各元件的隨機(jī)狀態(tài)，進(jìn)行清零或復(fù)位處理，檢查I/O單元的連接是否正確（I/O總線）。再做一道題，使它涉及各種指令和內(nèi)存單元，若解題時(shí)間在to以內(nèi)，則自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉，解題結(jié)束，將監(jiān)控定時(shí)器to復(fù)位，才開始正式運(yùn)行。（2）運(yùn)行

PLC的工作方式——（順序）周期循環(huán)掃描掃描——按分時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，順序進(jìn)行，這種分時(shí)操作的過程稱“CPU對程序的掃描”它的工作特點(diǎn)是集中輸入，集中輸出（小型PLC）

2．PLC運(yùn)行過程

四大類操作：公共操作——故障診斷及處理（自檢），一般故障，只報(bào)警，不停機(jī)I/O操作——聯(lián)系現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入及控制信號(hào)的輸出執(zhí)行用戶程序——順序循環(huán)掃描

服務(wù)外設(shè)

（2）I/O處理過程

I/O處理過程包括以下三個(gè)階段：輸入采樣三個(gè)階段執(zhí)行用戶程序輸出刷新M10元件映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入端子輸入映像寄存器X1M10M10Y10輸入采樣階段執(zhí)行用戶程序輸出刷新階段掃描周期I/O處理過程流程

5．6PLC的編程語言

(1)梯形圖（LadderDiagram）梯形圖是一種以圖形符號(hào)及圖形符號(hào)在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，它是從繼電器控制電路圖演變過來的。(2)指令表（InstructionList）梯形圖編程語言優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡便，但要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào)。(3)順序功能圖（SequentialChart）順序功能圖常用來編制順序控制類程序。它包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。

(4)功能塊圖（FunctionBlockDiagram）功能圖編程語言實(shí)際上是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來表達(dá)命令的圖形語言，與數(shù)字電路中邏輯圖一樣，它極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。(5)結(jié)構(gòu)文本（StructureText）隨著可編程控制器的飛速發(fā)展，如果許多高級功能還是用梯形圖來表示，會(huì)很不方便。為了增強(qiáng)可編程控制器的數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報(bào)表打印等功能，方便用戶的使用，許多大中型可編程控制器都配備了PASCAL、BASIC、C等高級編程語言。這種編程方式叫做結(jié)構(gòu)文本。

5．7PLC的性能指標(biāo)

(1)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)(2)掃描速度(3)存儲(chǔ)器容量(4)編程語言(5)指令功能5．8PLC與微機(jī)系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)的區(qū)別

1．PLC與微機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別

(1)應(yīng)用范圍(2)使用環(huán)境(3)輸入/輸出(4)程序設(shè)計(jì)(5)系統(tǒng)功能(6)運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量(7)價(jià)格

2．PLC與繼電器接觸器系統(tǒng)的區(qū)別(1)控制邏輯(2)工作方式(3)控制速度(4)限時(shí)控制。(5)計(jì)數(shù)限制。(6)設(shè)計(jì)和施工。(7)可靠性和可維護(hù)性。(8)價(jià)格。3．PLC串行工作方式帶來的特殊性

（1）輸入/輸出滯后現(xiàn)象

Y1XY1Y1Y2Y0不允許雙重輸出

X1Y0Y0Y1X2Y05．9數(shù)控機(jī)床的PLC

1．?dāng)?shù)控機(jī)床PLC的控制對象數(shù)控機(jī)床的控制可分為兩個(gè)部分:一是坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的位置控制,另一部分是數(shù)控機(jī)床加工過程的順序控制。

PLC處于CNC和MT之間，對CNC側(cè)和MT側(cè)的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理。

PLC可控制主軸的正、反轉(zhuǎn)和停止。主軸齒輪箱的換擋變速，主軸準(zhǔn)停，切削液的開關(guān)，卡盤的夾緊、松開，機(jī)械手的取刀、歸刀、機(jī)床操作面板上各開關(guān)、按鈕2．?dāng)?shù)控機(jī)床PLC的形式

數(shù)控機(jī)床用PLC分為兩大類：一類是專為數(shù)控機(jī)床應(yīng)用面設(shè)計(jì)制造的內(nèi)裝型PLC；另一類是輸入/輸出接口技術(shù)規(guī)范、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量以及運(yùn)算和控制功能等均滿足數(shù)控機(jī)床控制要求的獨(dú)立型PLCNCPLC輸入/輸出電路CRT/MDI面板機(jī)床操作面板強(qiáng)電、氣、液動(dòng)控制刀庫伺服單元主軸伺服單元進(jìn)給伺服單元位置檢測機(jī)床電氣柜PLC裝置NCPLC輸入/輸出電路CRT/MDI面板機(jī)床操作面板強(qiáng)電、氣、液動(dòng)控制刀庫伺服單元主軸伺服單元進(jìn)給伺服單元位置檢測機(jī)床電氣柜輸入/輸出電路輸入/輸出電路

三菱FX系列PLC6．1FX系列PLC簡介

FX系列PLC的特點(diǎn)⑴體積?、仆庑兔烙^⑶多個(gè)子系列⑷系統(tǒng)配置靈活⑸功能強(qiáng)，使用方便

FX系列PLC型號(hào)名稱的含義如下：FX□□-□□□□-□

⑴⑵⑶⑷⑸⑴子系列名稱，如：1S，1N，2N等。⑵I/O的總點(diǎn)數(shù)。如：16、32、48、128等。⑶單元類型：M為基本單元，E為輸入輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展模塊，EY為輸出專用擴(kuò)展模塊。⑷輸出形式：R為繼電器輸出、T為晶體管輸出、S為雙相晶閘管輸出。⑸電源和輸入輸出類型等特征。D和DS為DC24V電源；DSS為DC24V電源6．2FX2N系列硬件簡介

1．

三菱FX2N-64MR的結(jié)構(gòu)2．

輸入、輸出信號(hào)接線示例6．3三菱PLC梯形圖的編程元件

1．輸入繼電器（X）輸入繼電器是PLC接受外部輸入信號(hào)的窗口。PLC通過光電耦合器，將外部信號(hào)的狀態(tài)讀入并存儲(chǔ)在輸入鏡象寄存器中。輸入端可以外接常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，也可以接多個(gè)觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路或電子傳感器（如接近開關(guān)）。在梯形圖中，可以多次使用輸入繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。輸入繼電器的元件號(hào)為8進(jìn)制。輸入繼電器的線圈在程序中不允許出現(xiàn)

FX2N-64MRX0----X372．輸出繼電器（Y）輸出繼電器是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)的窗口。輸出繼電器用來將PLC的輸出信號(hào)通過輸出電路硬件驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。輸出繼電器的線圈在程序設(shè)計(jì)時(shí)只能使用一次，不可重復(fù)使用。但觸點(diǎn)可以多次使用。輸出繼電器的線圈“通電”后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件輸出繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載工作。硬件輸出繼電器只有一個(gè)常開觸點(diǎn)，接在PLC的輸出端子上。輸出繼電器的元件號(hào)為8進(jìn)制

FX2N-64MRY0----Y373．輔助繼電器（M）

PLC內(nèi)有很多輔助繼電器。它們是用軟件實(shí)現(xiàn)的，它與PLC外部無任何聯(lián)系輔助繼電器的線圈，可以由PLC內(nèi)部各軟繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，它們不能象輸入繼電器那樣接收外部的輸入信號(hào)，也不能象輸出繼電器那樣直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而是一種內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志，起到相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器的作用。（1）通用輔助繼電器（M0到M499）（2）斷電保持輔助繼電器（M500到M3071）斷電保持輔助繼電器并非斷電后真正能在自身電源也切斷的條件下保存原工作狀態(tài)，而是靠PLC內(nèi)部的備用電池供電而已。

（3）特殊輔助繼電器

PLC內(nèi)有256個(gè)特殊輔助繼電器，地址編號(hào)為M8000到M8255。這些特殊輔助繼電器各自具有特定的功能?？梢苑譃閮纱箢悾褐荒芾糜|點(diǎn)型、線圈驅(qū)動(dòng)型。只能利用觸點(diǎn)型這類特殊輔助繼電器的線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)，用戶只能利用其觸點(diǎn)。例如：M8000—運(yùn)行監(jiān)控（PLC運(yùn)行時(shí)自動(dòng)接通，停止時(shí)斷開）。M8002—初始脈沖（僅在PLC運(yùn)行開始時(shí)接通一個(gè)掃描周期）。M8005—PLC后備鋰電池電壓過低時(shí)接通。M8011—10ms時(shí)鐘脈沖。M8012—100ms時(shí)鐘脈沖。M8013—1s時(shí)鐘脈沖。M8014—1min時(shí)鐘脈沖。線圈驅(qū)動(dòng)型這類特殊輔助繼電器的線圈可由用戶驅(qū)動(dòng)，而線圈被驅(qū)動(dòng)后，PLC將作特定動(dòng)作。M8030—線圈被驅(qū)動(dòng)后使后備鋰電池欠電壓指示燈熄滅。M8033—線圈被驅(qū)動(dòng)后PLC由RUN進(jìn)入STOP狀態(tài)后，映像寄存器與數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容不變。M8034—線圈被驅(qū)動(dòng)后禁止所有的輸出。M8039—線圈被驅(qū)動(dòng)后PLC以D8039中指定的掃描時(shí)間工作。應(yīng)注意，沒有定義的特殊輔助繼電器不可在用戶程序中出現(xiàn)。

（4）狀態(tài)繼電器（S）狀態(tài)繼電器S在步進(jìn)順控程序的編程中是的軟元件，它與后述的步進(jìn)順控指令STL組合使用。狀態(tài)繼電器有以下五種類型：（1）初始狀態(tài)S0~S9共10點(diǎn)。（2）回零S10~S19共10點(diǎn)。（3）通用S20~S499共480點(diǎn)。（4）失電保持S500~S899共400點(diǎn)。（5）報(bào)警器S900~S999共100點(diǎn)。通用狀態(tài)繼電器沒有失電保持功能。在使用IST（初始化狀態(tài)功能）指令時(shí)，S0~S9供初始狀態(tài)使用。失電保持狀態(tài)繼電器S500~S899在斷電時(shí)依靠后備鋰電池供電保持。在使用應(yīng)用指令A(yù)NS（信號(hào)報(bào)警器置位）和ANR（信號(hào)報(bào)警器復(fù)位）時(shí)，報(bào)警器S900~S999可用作外部故障診斷輸出。報(bào)警器為失電保持型。（5）定時(shí)器（T）

PLC內(nèi)有幾百個(gè)定時(shí)器，其功能相當(dāng)于繼電控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積計(jì)時(shí)的。時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms三種，當(dāng)所計(jì)時(shí)間到達(dá)設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字長）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（一個(gè)字長）和一個(gè)用來存儲(chǔ)其輸出觸點(diǎn)狀態(tài)的映像寄存器（占二進(jìn)制的一位），這三個(gè)單元使用同一個(gè)元件號(hào)。

FX系列PLC的定時(shí)器分為非積算定時(shí)器和積算定時(shí)器。①非積算定時(shí)器FX2N型PLC內(nèi)有100ms非積算定時(shí)器200點(diǎn)（T0～T199），時(shí)間設(shè)定值為0.1～3276.7s。其中T192～T199為子程序中斷服務(wù)程序?qū)Ｓ玫亩〞r(shí)器。10ms非積算定時(shí)器46點(diǎn)（T200～T245），時(shí)間設(shè)定值為0.01～327.67s。非積算定時(shí)器沒有失電記憶功能。②積算定時(shí)器

FX2N型PLC內(nèi)有1ms積算定時(shí)器4點(diǎn)（T246～T249），時(shí)間設(shè)定值為0.001～32.767s；100ms積算定時(shí)器6點(diǎn)（T250～T255），時(shí)間設(shè)定值為0.1～3276.7s。積算定時(shí)器具有失電記憶功能。

（6）計(jì)數(shù)器（C）①內(nèi)部計(jì)數(shù)器內(nèi)部計(jì)數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時(shí)對內(nèi)部元件（如X、Y、M、S、T、C）的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。因此，其接通和斷開時(shí)間應(yīng)長于PLC的掃描周期。16位增計(jì)數(shù)器

FX系列PLC有兩種類型的16位增計(jì)數(shù)型計(jì)數(shù)器，一種為通用型，一種為失電保持型。C0～C99為通用型16位增計(jì)數(shù)器，共100點(diǎn)，

C100～C199為失電保持型16位增計(jì)數(shù)器，共100點(diǎn)

增計(jì)數(shù)器的動(dòng)作時(shí)序32位雙向計(jì)數(shù)器雙向計(jì)數(shù)器就是既可以設(shè)置為增計(jì)數(shù)又可以設(shè)置為減計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。32位雙相計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值設(shè)定范圍為-2147483648～+2147483647。FX系列PLC有兩種32位雙相計(jì)數(shù)器，一種為通用型，一種為失電保持型共35個(gè)。C200～C219為通用型32位雙向計(jì)數(shù)器，共20點(diǎn)。作增計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)方向）由特殊輔助繼電器M8200～M8219設(shè)定C220～C234為失電保持型32位雙向計(jì)數(shù)器，共15點(diǎn)。作增計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)方向）由特殊輔助繼電器M8220～M8234設(shè)定。

32位雙向計(jì)數(shù)器的動(dòng)作時(shí)序②高速計(jì)數(shù)器

FX系列PLC中共有21點(diǎn)高速計(jì)數(shù)器，元件編號(hào)為C235～C255。這些計(jì)數(shù)器在PLC中共享8個(gè)高速計(jì)數(shù)器輸入端X0～X7。當(dāng)一個(gè)輸入端被某個(gè)高速計(jì)數(shù)器占用時(shí)，這個(gè)輸入端就不能再用于另一個(gè)高速計(jì)數(shù)器，也不能用作其他的輸入。即，由于只有6個(gè)高速計(jì)數(shù)的輸入，因此，最多只能同時(shí)用6個(gè)高速計(jì)數(shù)器。高速計(jì)數(shù)器是按中斷方式運(yùn)行的，與掃描周期無關(guān)。

6．4PLC的基本指令及其編程

FX2NPLC共有基本指令27條，基本指令一般由助記符和操作元件組成，助記符是每一條基本指令的符號(hào)，它表明操作功能；操作元件是被操作的對象。有些基本指令只有助記符，沒有操作元件。1．［LD］、［LDI］、［OUT］指令OUT指令使用說明：①OUT指令不能用于驅(qū)動(dòng)輸入繼電器，因?yàn)檩斎肜^電器的狀態(tài)由輸入信號(hào)決定；②OUT指令可以連續(xù)使用，相當(dāng)于線圈的并聯(lián)，切不受使用次數(shù)的限制。③定時(shí)器（T）及計(jì)數(shù)器（C）使用OUT指令后，必須有常數(shù)設(shè)定值語句。

圖6．17

步序助記符操作數(shù)

0LDX01OUTY12OUTT0K205LDIT06OUTY22．［AND］、［ANI］指令

0LDX01ANDX12ANIX23OUTY0AND、ANI指令使用說明：①用AND、ANI指令可進(jìn)行1個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不受限制，該指令可以多次使用。②OUT指令后，通過觸點(diǎn)對其他線圈使用OUT指令，稱之為縱接輸出。如圖6．22所示，X1的常開觸點(diǎn)與Y1線圈串聯(lián)后，又與Y0線圈并聯(lián)，就是縱接輸出。這時(shí)

X1的常開觸點(diǎn)仍可以用AND指令。如果順序不錯(cuò)可多次重復(fù)

3．［OR］、［ORI］指令

0

LDX01

ORX32

ORIX43

ANDX14

ANIX25OUTY0圖6．27圖6．284．［LDP］、［LDF］、［ANDP］、［ANDF］、［ORP］、［ORF］指令

⑴LDP、ANDP、ORP指令

LDP、ANDP、ORP指令是進(jìn)行上升沿檢測的觸點(diǎn)指令，僅在指定位軟元件上升沿時(shí)（由OFF→ON變化時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。表示方法為觸點(diǎn)的中間有一個(gè)向上的箭頭。⑵LDF、ANDF、ORF指令LDF、ANDF、ORF指令是進(jìn)行下降沿檢測的觸點(diǎn)指令，僅在指定位軟元件下降沿時(shí)（由OFF→ON變化時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。表示方法為觸點(diǎn)的中間有一個(gè)向下的箭頭。a）b）0LDPX00LDFX01ORPX11ORFX12OUTM02OUTM03LDM80003LDM80004ANDPX24ANDFX25OUTM15OUTM15．［ANB］、［ORB］指令

電路塊的含義：所謂電路塊就是由幾個(gè)觸點(diǎn)按一定方式連接成的梯形圖。由兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)而成的電路塊就是串聯(lián)電路塊；由兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)而成的電路塊就是并聯(lián)電路塊。觸點(diǎn)的混聯(lián)就形成了混聯(lián)電路塊。

6．［MPS］、［MRD］、［MPP］指令

MPS、MPP必須成對使用7．［MC］、［MCR］指令

8、［INV］指令

該指令執(zhí)行之前的運(yùn)算結(jié)果取反。

LDX1ANDX2INVOUTY0X1和X2同時(shí)ON，Y0為OFF，X1和X2只要有一個(gè)為OFF，Y0就為ON。

9、［PLS］、［PLF］指令

PLS指令稱為“上升沿脈沖微分指令”。功能：在脈沖信號(hào)的上升沿時(shí)，其操作元件的線圈得電一個(gè)掃描周期，產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖輸出。PLF指令稱為“下降沿脈沖微分指令”。功能：在脈沖信號(hào)的下降沿時(shí)，其操作元件的線圈得電一個(gè)掃描周期，產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的脈沖輸出。操作元件：Y、MLDX1PLSM10LDX1PLFM2010、［SET］、［RST］指令在PLC控制系統(tǒng)中，許多情況需要自鎖，利用SET和RST指令便可以方便地進(jìn)行自鎖和解鎖控制。⑴SET指令SET指令稱為“置位指令”。功能：驅(qū)動(dòng)線圈，使其保持接通狀態(tài)。操作元件：Y、M、S。

⑵RST指令RST指令稱為“復(fù)位指令”。功能：清除線圈保持接通狀態(tài)，使其復(fù)位。操作元件：Y、M、S、T、C、D、V、Z。

對同一元件，SET、RST指令可以多次使用，順序也可以隨意，但最后執(zhí)行的指令為有效；可以使用RST指令對數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器V、Z的內(nèi)容進(jìn)行清零；可以使用RST指令對積算定時(shí)器T246~T255的當(dāng)前值及觸點(diǎn)進(jìn)行復(fù)位。

11、［NOP］、［END］指令

NOP指令稱為“空操作指令”END指令稱為“結(jié)束指令”

6．5常用的基本控制程序

1．起動(dòng)停止控制程序

2．產(chǎn)生單脈沖的程序

3．產(chǎn)生固定脈寬連續(xù)脈沖的程序4．產(chǎn)生可調(diào)脈寬連續(xù)脈沖的程序

5．利用特殊輔助繼電器產(chǎn)生的閃爍電路程序

6．時(shí)間控制程序

圖6．67接通延時(shí)控制程序圖6．68斷開延時(shí)控制程序7．定時(shí)器串級使用控制程序

8．采用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)的控制程序

6．6編程注意事項(xiàng)

1．梯形圖的每一邏輯行必須從左母線出發(fā)，一般以觸點(diǎn)開始，以線圈結(jié)束。右邊母線可以省略。

2．點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，垂直分支線上不畫觸點(diǎn)。

3．對同一個(gè)輸出線圈，串聯(lián)多的支路盡量放在上部，并聯(lián)多的支路盡量靠近左母線

1324512544231

可編程序控制器的應(yīng)用

7．1三相交流電機(jī)的直接啟動(dòng)

（1）硬件電氣連接實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行所需的器件有：起點(diǎn)按鈕SB1，停止按鈕SB2，交流接觸器KM，熱繼電器JR及刀開關(guān)QS等。

（2）梯形圖的設(shè)計(jì)

7．2

三相

交流

電機(jī)

的降

壓啟

動(dòng)

1．I/O分配

7．3三相交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

7．4交通信號(hào)燈控制

7．5順序功能圖

順序控制，就是按照生產(chǎn)預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有序地行操作。使用順序控制設(shè)計(jì)法時(shí)首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。這種編程方法就是順序功能圖法也叫步進(jìn)梯形圖法。順序功能圖既是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計(jì)PLC的順序控制程序的有力工具。順序功能圖主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作（或指令）組成。1．步順序控制設(shè)計(jì)法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃分為若干個(gè)順序相連的階段，這些階段稱為步（Step）可以用編程元件（例如內(nèi)部輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）來代表各步。步是根據(jù)輸出量的狀態(tài)變化來劃分的在任何一步之內(nèi)各輸出量的ON/OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的，步的這種劃分方法使代表各步的編程元件的狀態(tài)與各輸出量的狀態(tài)之間有著極為簡單的邏輯關(guān)系。

2．有向連線與轉(zhuǎn)換條件（1）有向連線在順序功能圖中，隨著時(shí)間的推移和轉(zhuǎn)換條件的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)發(fā)生步的活動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)展，這種進(jìn)展按有向連線規(guī)定的路線和方向進(jìn)行。（2）轉(zhuǎn)換條件前步進(jìn)入下一步的信號(hào)為轉(zhuǎn)換條件，轉(zhuǎn)換條件可以是外部的輸入信號(hào)，如按扭、指令開關(guān)、限位開關(guān)的接通和斷開等，也可以是PLC內(nèi)部產(chǎn)生的信號(hào)，如定時(shí)器、記數(shù)器常開觸點(diǎn)的接通等，轉(zhuǎn)換條件還可能是若干個(gè)信號(hào)的與、或、非邏輯組合3．順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)

（1）單序列選擇序列并行序列

（2）a）跳步

b）重復(fù)

c）循環(huán)

4．順序控制梯形圖的編程方法

（1）步進(jìn)梯形指令許多PLC都有專門用于