第三章继电-接触器控制系统分析.(DOC)

1、红河学院电气控制与 PLC 技术教案教学手段 多媒体课堂教学，利用多媒体动画，并结合实际问题讲解教学时数2学时教学过程和教学内容备注3-1车床的电气控制车床是一种应用最为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、定 型表面，并可以用钻头、铰刀等进行加工。卧式车床主要由床身、 主轴变速箱、尾座进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板箱等组成。C650-2型车床是一种中型车床，除有主轴电动机M1和冷却泵电动机M2夕卜，还设置了刀架快速电动机M3。它的控制特点是：1）主轴电动机M1采用电气正反转控制。2）M1容量为20kW，采用电气反转控制，实现快速停车。3）为便于对刀操作，主轴设有点动控制。4）采

2、用电流表来检测电动机负载情况。对 机 床 的 基本结构、运 动情况、加 工工艺要求 等应有一定 的了解，做 到了解控制 对象，明确 控制要求。了解机械 操作手柄与 电器元件的 关系；了解 机床液压系 统与电气控制的关系等。将 整 个 控 制电 路 按 动 能不 同 分 成 若干 局 部 控 制电路，逐一 分析，分析 时应注意各第三章继电-接触器控制系统分析教学目的和1、了解车床、平面磨床基本结构、运动情况、加工工艺要求;要求确控制要求；3、掌握机床电气控制原理图的阅读方法，实现控制任务的设计方案。重点难点强调机床电气控制原理图与其它原理图的区别，从而控制方法也不同，一台机床设备 是机械、液压、

3、电气等学科的工程师共同设计的成果。授课章节3-1车床的电气控制3-2M7130平面磨床的电气控制周次第6周总第11次课2、了解控制对象，明红河学院电气控制与 PLC 技术教案2红河学院电气控制与 PLC 技术教案3由主轴点动按钮SB4与接触器KM1控制，并且在主轴电动机M1主电路中串入电阻R减压起动和低速运转，获得单方向的低速点动，便于对刀操作。3主轴电动机反接制动的停车控制主轴停车时，由停止按钮SB1与正反转接触器KM1、KM2及反接制动接触器KM3、速度继电器KS，构成电动机正反制动控制电路， 在KS控制下实现反接制动停车。4主轴电动机负载检测及保护环节C650-2型车床采用电流表检测主轴

4、电动机定子电流。为防止起动电流的冲击，采用时间继电器KT的常闭通电延时断开触点接连在电流表的两端，为此KT延时应稍长于M1的起动时间。而当M1制动停车时，当按下停止按 钮SB1时，KM3、KA、KT线圈相继断电释放，KT触点瞬时闭合，将电流表短接，不 会受到反接制动电流的冲击。二、 刀架快速移动的控制刀架的快速移动由快速移动电动机M3拖动，由于架快速手柄操作。当扳动刀架快速移动手柄时，压下行程开关ST,接触器KM5线圈通电吸合，使M3电动机直接起动，拖动刀架快速移动。当将快速移动手柄扳回原位时，ST不受压，KM5断电释放，M3断电停止，刀架快速移动结束。三、 冷却泵电动机的控制由按钮SB5、S

5、B6和接触器KM4构成电动机单方向起动、停止电路，实现对冷却蚌 电动机M2的控制。C650-2型车床电气控制原理图（动画演示：组态王6.53教学软件系统）:C650J 型车床电气控制原理图局部电路之间的联锁与互锁关 系，然后再 统观整个电 路，形成一 个整体观念。、王轴电动机控制i主轴正反转控制由按钮SB2、SB3和接触器KM1、KM2组成主轴电动机正反转控制电路，并由接触器KM3主触电短接反接制动电阻R,实现全压直接起动运转。抓住各机床电气控制的特点，深刻 理解电路中 各电器元 件、各接点 的作用，学 会分析的方 法，养成分析的习惯。2主轴的点动控制红河学院电气控制与 PLC 技术教案4-2

6、M7130平面磨床的电气控制磨床是用砂轮的周边或端面进行机械加工的精密机床。磨床的种类很多，按其工作 性质可分为外圆磨床、内圆 磨床、平面磨床、工具磨床 以及一些专用磨床，如螺纹 磨床、齿轮磨床、球面磨床、 话键磨床、导轨磨床与无心 磨床等。其中尤以平面磨床 应用最为普遍。平面磨床可 分为下面几种基本类型：立 轴矩台平面磨床，卧轴矩台 平面磨床，立轴圆台平面磨 床，卧轴圆台平面磨床。M7130平面磨床结构示意图 如下：（其中：M1为砂轮电 动机，M2为冷却泵电动机，M3为液压泵电动机）滑座fsisBR1L1L32-tpI9IDI卑my红河学院电气控制与 PLC 技术教案5第三章继电-接触器控制

7、系统分析教学过程和教学内容3-3钻床的电气控制钻床是一种孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹及修刮面等多种形式的 加工。钻床的结构型式很多，有立式钻床、卧式钻床、深孔钻床及多轴钻床等。摇臂钻 床是一种立式钻床，它适用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机 械加工车间常用的机床。摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。内立柱固 定在底座上，在它的外面空套着外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回转一周。摇臂一 端的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杆，摇臂可沿外立柱上下移动，但两者不能 作相对转动，因此，摇臂只与外立柱一起相对内立柱回转。主轴箱是一个复合部件

8、，它 由主电动机、主轴和主轴传动机构、进给和进给变速机构以及机床的操作机构等部分组 成。主轴箱安装在摇臂水平导轨上，它可 借助手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂作 径向运动。当进行加工时，由特殊的夹紧 装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，外立柱 紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上， 然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一 面旋转进行切削，同时进行纵向进给。可 见摇臂钻床的主运动为主轴带着钻头的旋 转运动； 辅助运动有摇臂连同外立柱围绕 着内立柱的回转运动， 摇臂在外立柱上的 上升、下降运动，主轴箱在摇臂上的左右 运动等；而主轴的前进移动是机床的进给 运动。控制电路特点1）控制电路设有总起动按钮SB1和总停

9、止按钮SB7，便于操纵和紧急刹车。2） 主电路由隔离开关QS1、QS2进行保护。隔离开关中的电磁脱扣作为短路保护，从 而 取 代 了 熔 断 器 。 长 期 运 转 的 主 电 动 机M1与液压泵电动机M3设有热继电器KR1、KR2作长期过载保护。授课章节教学目的和要求重点难点教学手段3-3Z3040摇臂钻床的电气控制3-4铳床的电气控制周次第6周总第12次课1、了解摇臂钻床、铳床基本结构、运动情况、加工工艺要求；2、了解控制对象，明确控制要求；3、掌握机床电气控制原理图的阅读方法，实现控制任务的设计方案。摇臂松开f移动f摇臂夹紧、立柱与主轴箱松开与夹紧是控制；铳床进给拖动及其控 制、工作台向

10、前与向下进给运动的控制。多媒体课堂教学,利用多媒体动画，并结合实际问题讲解教学时数2学时备注摇臂钻床、 铳床的各种 运动控制 中，机械、液压、电气 联动较多， 这给阅图带 来很大不 便，电气原理图可读性 差。红河学院电气控制与 PLC 技术教案63)采用4台电动机拖动，它们是主电动机M1、摇臂升降电动机M2、液压泵电动机M3及冷却泵电动机M4。液压泵电动机拖动液压泵供压力油，经液压传动系统实现立柱 与主轴箱的放松与夹紧及摇臂的放松与夹紧，并与电气配合实现摇臂升降与夹紧放松的自动控制。由于这4台电动机容量比较小，故均采用直接起动控制。4)摇臂的移动严格按照摇臂松开T移动T摇臂夹紧的程序进行。为此

11、，要求夹紧放松作用的液压泵电动机M3与摇臂升降电动机M2按一定顺序起动工作，由摇臂松开行程 开关ST2与夹紧行程开关ST3发出控制信号进行控制。5)机床具有信号指示装置， 对机床的每一主要动作作出显示， 这样便于操作和维修。 其中HL1为电源指示灯；HL2为立柱与主轴箱松开指示灯；HL3为立柱与主轴箱夹紧指 示灯；HL4为主轴电动机旋转指示灯。6)摇臂的夹紧放松与摇臂升降按自动控制进行，而立柱和主轴箱的夹紧放松可以单 独操作，也可以同时进行，由转换开关SC和按钮SB5或SB6控制。摇臂升降控制摇臂升降控制按泗漏电KT1闭合|1卫4|通电、皿正转，活罐移动摇臂松开 阴卫斷开|皿14|斷电松容gj

12、笙口闭會血诃通电皿正转搖臂上升捲臂夹第肓驚奔一眉田斷电停完成了揺臂先松开、后移动*再夹紧的整套动作立柱与主轴箱松幵与夹紧：能为松开按钮塔珈为夹紧MFCT2是断电延时型，FCT3是通电延时型.sett中崗T SC(29-31)、SC243丄)闭合,( (4-通电.KT2闭合、电磁铁YA1* YA2吸舎一为主釉箱与立柱松开柞准备口口|斷电邑口停，摇臂哼止上升I：T1|断电延时 f 样苗矗7阴呵通电.-(4-24)IIC9-10?Z3040 X 16(I)型摇臂钻床电气原理图红河学院电气控制与 PLC 技术教案7II电、KT-lja时闭合通电.山正转、分配阀便立柱和主轴箱松开 t14复位闭合，可手动

13、先立柱或主轴铝作锤向移动按呂Rh夹紧*红河学院电气控制与 PLC 技术教案8-4铳床的电气控制铳床可用来加工平面、斜面、沟槽，装上分度头可以铳刀直齿齿轮和螺旋面，装上 圆工作台还可铳切凸轮和弧形槽，所以铳床在机械行业的机床设备中占有相当大的比重。铳床按结构型式和加工性能不同，可分为卧式铳床、立式铳床、龙门铳床和各种专用铳 床。铳床所用的切削刀具为各种形式的铳刀。铳削加工一般有顺铳和逆铳两种形式，分 别使用刃口方向不同是顺铳刀与逆铳刀。铳床运动形式有主运动、进给运动及辅助运动。 铳刀的旋转运动为主运动；工件在垂直铳刀轴线方向的直线运动是进给运动；而工件与 铳刀相对位置的调整运动及工作台的回转运动

14、 皆为辅助运动。铳刀的旋转由主电动机拖动，为适应顺铳 与逆铳的需要，主电动机应能正向或反向工作， 一旦铳刀选定后，铳削方向就确定了， 所以工 作过程不需要变换主电动机旋转方向。为此， 常在主电动机电路内接入换相开关来预选正方 向。又因铳削加工是多刀多刃不连续铳削，负 载波动，故为减轻负载波动的影响，往往在主 轴转动系统中加入飞轮，但随之又将引起主轴停车惯性大，停车时间大。为实现快停车，往 往主电动机采用制动停车方式。铳床结构、运动形式示意图：红河学院电气控制与 PLC 技术教案9XA6132万能升降台铣床电气原理图控制的原理及工作过程分析:ST1、ST2为与纵向操作手柄有机械联系的行程开关；

15、字操作手柄有机械联系的行程开关。当这两个机械操作手柄处在中间位置时, 都处于未被压下的原始状态，当扳动操作手柄时，将压在对应行程开关。主WI床身底座工甌万能铳床結构示意圏主轴变速爭柄工柞亡A 回转盘h 滑座5Q2 5Q2 5B3SB1鞍刀!悬案瞰 T 理祐魅味主运动和进拾运动示覧图K升降台 *P进纶变遼手柄与变速盘 进给摄作手柄QS2耳匕兀站如耳匕兀站如呦呦3阴阴2冷却冷却亭电亭电功功帆帆f电曦网电曦网 品能品能电电谓谓蹴堰玻境锻曲血一进给运动銚齿轮f 铁嫌纹*=*主运勖融 R 可晋YC1ELSA2SB43J6圈汩10万能铳床结构、运动形式、元器件图=i心忤乞:问磁畔&喘.ST3、ST

16、4为与垂直和横向十ST1ST4YCIFillKUI| KRl KH3 |1血m - it严0 W直KK：ST?-IKH3，呼-：%卄占球讥戯Ll U LtY AKSi C-O-*SAI-a-6*JL.! STa-aTO红河学院电气控制与 PLC 技术教案10气4匸矗打.主不世黑”ffwpknii j,罠.u也曲U隹SfcHtOl去碗主AM1H钿阿”丽开却曲事IttS，I YG凶主轴 L人主悅Mljfi罪K齿雜处血台X4JJS赵傩关HI5. STS-丄,諭蛊-JiSwO廊s, B工惟合崇；喘阪工惟阳悽血殆*BHI-變显s.u-1 fan?）曲合.SAI-1r-B）閘畑口仃杠小GE开拔uJLO丄i

17、.2d I. h I ii dLr ii丹. =1扣詁 i - r itijqrai/rTTi授课章电MilLftn加“KL Uli #1心棉乐I讣1址觀沙，舁I:農* 11诞也邀也喊仃.追粽屉麻68镗床的电气控制少 闭令.甘工炸山确询导准客.外胡削註点GAl-l 工tl：的-追他璃”和住目的和要求器控制的皿時也识榆阿馆网算匸忡轄怖rmfi悍in结基本重铣难的电气熟读设计方习总第13次课窘、运动情况、加工工艺要求:阳曲雀、了解控制对象, 器控制的典型应用方法、实现控制任务的设计方案。明确控制熟读水泵自动控制电气原理图，掌握实现控制工艺要2学时备注LEfan.|UrM3 iS*|-2教学过程和教

18、学AVV- * zr：第二早继电-接触器控制系统分析红河学院电气控制与 PLC 技术教案11-5镗床的电气控制镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确度高的孔，以及各孔间距离要求较为 精确的零件，例如一些箱体零件如机床变速箱、主轴箱等，往往需要加工数个尺寸不同 的孔，这些孔尺寸大，精度要求高，且孔的轴心线之间有严格的同轴度、垂直度、平行 度与距离的精确性等要求，这些都是钻床难以胜任的。由于镗床本身刚性好，其可动部 分在导轨上活动间隙很小，且有附加支承，故能满足上述要求。镗床除镗孔外，在万能镗床上还可以进行钻孔、铰孔、扩孔；用镗轴或平旋盘铳削平面；加上车螺纹附件后，还可以车削 螺纹；装上平旋盘刀

19、架可加工大的孔 径、端面和外圆。因此，镗床工艺范围 广、调速范围大、运动多。按用途不同，镗床可分为卧式镗 床、立式镗床、坐标镗床、金刚镗床和 专门化镗床等。下面介绍常用的卧式镗 床。卧式镗床的运动方式有：主运动：镗轴与平旋盘的旋转运 动。进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给 与横向进给。辅助运动：工作台的回转，后 立柱的轴向移动及尾座的垂直移 动。电气控制上看有如下特点：i）卧式镗床的主运动与进给 运动由一台电动机拖动。主轴拖动 要求恒功率调速，且要求正、反转， 一般采用单速或多速笼型感应电 动机拖动。为扩大调速范围，简化机械变速机构，可采用晶

20、闸管控制的直流电动机调速 系统。2） 为满足加工过程调整工作的需要，主轴电动机应能实现正、反转点动的控制。3） 要求主轴制动迅速、准确，为此设有电气制动环节。4）主轴及进给变速可在开车前预选，也可在工作过程中进行，便于变速时齿轮的顺 利。5）为缩短辅助时间，机床各运动部件应能实现快速移动，并由单独快速移动电动机 拖动。刀再罔板- 上遛帳后立柱、后立柱、_工作台工作台下淞扳红河学院电气控制与 PLC 技术教案126）、镗床运动部件较多，应设置必要的联锁及保护环节，且采用机械手柄与电气开 关联动的控制方式。T68镗床电气原理图：ST为高低速选择，ST1、ST2主轴变速联动开关（两动作相反）；ST3

21、为ST4为给进变 速的联动手柄（两动作相反）；ST5是工作台和镗头架自动给进联动手柄，ST6是主轴和平 旋刀架给进联动手柄，ST5和ST6是保正主轴给进和工作台给进不能同时进行。SB4、SB5正反转点动；SB2、SB3连续运行。机床的联锁保护：由于T68型镗床运动部件较多，为防止机床或刀具损坏，保证主轴进给和工作台进 给不能同时进行，为此设置了两个锁保护行程开关ST5与ST6。其中ST5是与工作台和镗头架自动进给手柄联动的行程开关，ST6是与主轴和平旋盘刀架自动进给手柄联动的行程开关。将行程开关ST5、ST6的常闭触点并联后串接在控制电路中，当两种进给运动同时选择时，ST5、ST6都被压下，其

22、常闭触点断开，将控制电路切断，于是两种进给都 不能进行，实现联锁保护。T68型卧式镗床的电气控制阅图练习3-6继电-接触器控制的典型应用一、水泵自动控制系统在化工、冶金、选矿等领域的工厂中，水泵、砂泵的使用十分广泛。本节以某选矿 厂的一台水泵自动控制系统为例，分析继电一接触器控制在本应用中顺序控制、逻辑控制功能的具体实现方法。TC反转sfiKT1L440i上血T68镗床电 气原理图可 读性强，精 读。| j|faim旷”接动II.協枣卧式協枣卧式 H 床电床电殆捕殆捕5.S5libO2SSQk*牛、正转KS-1.匚I吨;a反制制速K红河学院电气控制与 PLC 技术教案13水泵自动控制 示意图、

23、 电气原理 图： （动画 演示：Flash多媒体教FP浮标城点学资源库）由水泵自动控制示 意图（Flash多媒体教学资源库）引入控制工艺 和要求，此 后读图、点 评本系统设 计方法。3-3WDVQF1 1KH3KW3，-.YBliSE2361八、 卜YB21ni才!74KEKM4mL5-,. -.- -1u-JTin 1” KM1丁1333J_& L-LF訝9Q|1KM2少 _-KM3縞卩疔E 43Km M KMECM2ITI|KM3艇水痔!ffTfliS 吕红河学院电气控制与 PLC 技术教案14主常祷动JA4HI 示主權忡黑5*牴連FU；Qi FU L3-6f电-接触器控制周次第t

24、得的典、低压C图。重点难点制、教口IB的典型应用气控制分析气控制2、体验设计IS 24 isn od、原矿自动除 备用电源自卡1、原矿自;动除禾U教学目的和要求一冷装置电 卩切换控制 铁装置电 型范例，需精讲精越;_u控ij*媒EL：低压双回FR,精J2 I 13 I n MS体动画,教学过程 和教学学tFill法。用电源自时数总第14次课2学时备注AVV- *第二早继电-接触器控制系统分析红河学院电气控制与 PLC 技术教案153-6继电-接触器控制的典型应用、原矿自动除铁装置电气控制分析原矿自动除铁装置是选矿系统较为常见的典型电气设备，其自动化程度高，是继电 接触器控制与电子技术的综合应用

25、，具有很强的代表性，在多个方面表现了设计的精 妙之笔，是不可多得的典型范例。自动停止等待铁块；从小车起动前进并吸附铁块返回设置时间为10s,到整定时限10s后,小车自动返回，返回到终端小车停、电磁吸盘YB断电，铁块落入收集箱中。若小车吸附铁块并返回的途中，金属矿物探测器又探出铁块（1TT再次发出控制指令），则小车自动停止返回，改为前进再次等待吸收铁块。可如此重复，但最多能执行 次（90s），9次即90s到时限后系统停止工作。金属矿物探测器和小车自动除铁两套装置在系统起动运行时需同时投运。此外，为检修及调试方便，要求小车自动除铁装置及金属矿物探测器除上述联动控 制外，还能单独起动停止控制，并设置必要的电气联锁等保护环节。该系统要求自动化程度高、控制