数控机床电气模块

数控机床进给模块之电气控制任务布置：1、接触器是怎样工作的？2、如何看懂电气控制线路？3、PLC的内部继电器和一般继电器有何不同？4、西门子PLC基本逻辑指令有哪些？5、西门子PLC用什么方法进行编程？西门子S7-200PLC的主要特点与基本功能:

特点：S7-200PLC属于S7-200/300/400家族中的功能最精简、I/O点数最少、扩展性能最低的PLC产品，可以称为微型PLC系列产品。基本功能：①逻辑运算与编程功能②高速计数与脉冲输出功能③通信功能④其他功能（一）接触器一、接触器的用途和分类用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负载主电路。是机床电动机主电路中最重要的控制电器。分类：接触器分为交流接触器

直流接触器

二、接触器的结构接触器结构电磁系统触点系统灭弧装置

电磁系统电磁系统由铁心衔铁励磁线圈等几部分组成

常用的磁路结构1-衔铁2-铁心3-线圈触头系统结构有桥式指式点接触式:用于电流不大的场合面接触式:用于电流较大的场合:适合于触头分合次数多、电流大的场合触头分为主触头:用于通断电流较大的主电路。辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。触头分为主触头:用于通断电流较大的主电路。辅助触头:用于通断电流较小的控制电路。灭弧装置作用：用来迅速熄灭主触点在分断电路时所产生的电弧，保护触点不受电弧灼伤，并使分断时间缩短。灭弧措施：（1）机械灭弧（2）磁吹灭弧（3）窄缝灭弧（4)栅片灭弧

栅片灭弧1-熄弧栅片2-触点3-电弧三、接触器的工作原理当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触点支持件与衔铁固定在一起，衔铁吸合带动主触点也闭合，接通主电路。与此同时，衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭合，动断触点断开。当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打开，使主、辅触电恢复到原来的状态，把电路切断。接触器四、交流流接触器器交流接触触器用于于远距离离控制电电压至380V，电流流至600A的的交流电电路，以以及频繁繁起动和和控制交交流电动动机的控控制电器器。常用的交交流接触触器产品品，国内内有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、、CJX1、CJX2等系列列；引进进国外技技术生产产的有B系列、、3TB、3TD、LC—D等系列。。CJ20系列交交流接触触器的主主触点均均做成三三极，辅辅助触点点则为两两动合两两动断形形式。此此系列交交流接触触器常用用于控制制笼型电电动机的的起动和和运转。。结构示意意图1-动触触头2-静触触头3-衔衔铁4-缓缓冲弹簧簧5-电磁磁线圈6-铁心心7-垫毡8-触触头弹簧簧9-灭弧罩罩10-触头头压力簧簧片结构示意意图：（一）交交流接触触器的应应用1用途途交流接触触器是一一种适用用于远距距离接通通和分断断电路及及交流电电动机的的电器。。主要用用作控制制交流电电动机的的起动、、停止、、反转、、调速，，并可与与热继电电器或其其它适当当的保护护装置组组合，保保护电动动机可能能发生的的过载或或断相，，也可用用于控制制其它电电力负载载如：电电热器、、电照明明、电焊焊机、电电容器组组等。2分分类接触器按按被控电电流的种种类可分分为交流流接触器器和直流接接触器。。这里主主要介绍绍常用的的交流接接触器,因为为直流工工作原理理与交流流相识。。交流接接触器又又可分为为电磁式式和真空空式两种种。3电磁式交交流接触触器的结结构(1)结结构：接接触器器主要由由电磁系系统、触触点系统统、灭弧弧系统及及其它部部分组成成。触点系统统电磁系统统灭弧系统统4工作作原理当线圈通通电后衔衔铁被吸吸动，电电磁系统统的吸力力克服反反作用弹弹簧及触触头弹簧簧的反作作用力，，动触头头和静触触头接通通，主电电路接通通。当线线圈断电电时，衔衔铁和动动触头在在反作用用力作用用下运动动，触头头断开并并产生电电弧，电电弧在触触头回路路电动力力及气动动力的驱驱动下，，在灭弧弧室中受受到强烈烈冷却去去游离而而熄灭，，主电路路最后切切断。返回真空接触触器五、直流流接触器器直流接触触器与交交流接触触器的工工作原理理相同。。结构也也基本相相同，不不同之处处是，铁铁心线圈圈通以直直流电，，不会产产生涡流流和磁滞滞损耗，，所以不不发热。。为方便便加工，，铁心由由整块软软钢制成成。为使使线圈散散热良好好，通常常将线圈圈绕制成成长而薄薄的圆筒筒型，与与铁心直直接接触触，易于于散热。。常用的直直流接触触器有：：CZ0、CZ18等等系列。。六、接触触器的图图形和文文字符号号：KMKMKM线圈常开（动动合）触触头常常闭（（动断））触头KM七、接触触器的主主要技术术参数1、额定定电压2、主触触头额定定电流3、辅助助触头额额定电流流4、主触触点和辅辅助触点点数目5、吸引引线圈额额定电压压6、接通通和分断断能力八、接触触器的选选用选用接触触器的原原则：1）控制制交流负负载应选选用交流流接触器器，控制制直流负负载则选选用直流流接触器器。2）接触触器的使使用类别别应与负负载性质质相一致致。3）主触触点额定定电压应应大于或或等于负负载回路路的额定定电压。。4）主触触点的额额定电流流应大于于或等于于负载的的额定电电流。5）吸引引线圈电电流种类类和额定定电压应应与控制制回路电电压相一一致，接接触器在在线圈额额定电压压85%及以上上时应能能可靠吸吸合。6）接触触器的主主触点和和辅助触触点的数数量应满满足控制制系统的的要求。。使用类别别继电器交流接触触器按使使用类别别分为12种，，使用类类别代号号和相应应典型用用途举例例如下：使用类别代号典型用途举例AC-1无感或微感负载、电阻炉AC-2绕线转子异步电动机的起动、分断AC-3笼型电动机的起动、运转中分断AC-4笼型电动机的起动、反接制动AC-5a控制放电灯的通断AC-5b控制白炽灯的通断AC-6a变压器的通断(二二)如如何何看看懂懂电电气气控控制制线线路路定义义：：由各各种种有有触触点点的的接接触触器器、、继继电电器器、、按按钮钮、、行行程程开开关关等等低低压压控控制制电电器器组组成成的的控控制制线线路路。。作用用：：实现现对对电电力力拖拖动动系系统统的的启启动动、、制制动动、、正正反反向向运运动动和和调调速速等等运运行行性性能能的的控控制制；；实实现现对对拖拖动动系系统统的的保保护护；；满满足足生生产产工工艺艺要要求求，，实实现现生生产产加加工工自自动动化化1、、电电气气控控制制线线路路---继电电(器器)接接触触(器器)控控制制主电电路路：：由交交流流接接触触器器主主触触头头，，电电动动机机的的定定子子等等组组成成的的通通过过大大电电流流的的电电路路辅助助电电路路：包包括括控控制制电电路路、、照照明明电电路路、、信信号号电电路路及及保保护护电电路路等等。。辅辅助助电电路路中中通通过过的的电电流流较较小小。。控制制电电路路：：由接接触触器器和和继继电电器器的的线线圈圈、、接接触触器器的的辅辅助助触触头头、、继继电电器器和和其其他他控控制制电电器器的的触触头头以以及及自自动动装装置置的的其其他他部部件件组组成成。。2、、电电气气控控制制线线路路的的绘绘制制应根根据据简明明易易懂懂的原原则则，，用用规定定的的方方法法和和符符号号进行行绘绘制制。。这这样样才才能能清清楚楚地地表表达达生生产产机机械械电电气气控控制制系系统统的的结结构构、、原原理理等等设设计计意意图图，，也也便便于于电电器器元元件件的的安安装装、、调调试试、、使使用用和和维维护护。。1)电电气气控控制制线线路路的的绘绘制制形形式式①．．安装装图图---按按电电器器的的实实际际位位置置和和实实际际接接线线，，用用规规定定的的符符号号画画出出。。特点点：：是属属于于同同一一电电器器的的不不同同的的部部件件(如如交交流流接接触触器器的的主主触触头头，，辅辅助助触触头头，，线线圈圈)全全部部按按实实际际位位置置画画在在一一起起。。作用用：：表示示各各电电气气设设备备之之间间实实际际接接线线情情况况，，安安装装、、调调试试与与检检修修②．．原理理图图----根根据据工工作作原原理理绘绘制制点动动与与自自锁锁混混合合控控制制线线路路安安装装接接线线图图特点点：是是属属于于同同一一电电器器的的不不同同的的部部件件，，依依据据原原理理分分别别画画在在相相应应的的电电路路中中(如如交交流流接接触触器器的的主主触触头头画画在在主主电电路路上上，，辅辅助助触触头头及及线线圈圈画画在在控控制制电电路路上上)。。作用用：：能够够清清楚楚地地表表明明电电路路的的功功能能，，便便于于分分析析工工作作原原理理。。在在电电气气控控制制线线路路的的设设计计、、安安装装、、调调试试、、维维护护、、检检修修中中都都要要用用到到原原理理图图。。2)原理理图图的的若若干干绘绘制制原原则则①表表示示导导线线、、信信号号通通路路、、连连接接线线等等的的图图线线可可水水平平或或垂垂直直地地布布置置，，也也可可以以用用斜斜的的交交叉叉线线，，但但应应是是交交叉叉和和折折弯弯最最少少的的线线段段。。②电电路路或或元元件件应应按按功功能能布布置置，，并并尽尽可可能能地地按按工工作作顺顺序序排排列列，，对对于于次次序序清清楚楚的的简简图图，，尤尤其其是是电电路路图图和和逻逻辑辑图图，，其其布布局局顺顺序序应应该该是是从从左左到到右右、、从从上上到到下下。。③为为了了突突出出或或区区分分某某些些电电路路、、功功能能等等，，导导线线符符号号、、信信号号通通路路、、连连接接线线等等可可采采用用粗粗细细不不同同的的线线条条来来表表示示。。④元元件件、、器器件件和和设设备备的的可可动动部部分分通通常常应应表表示示在在非非激激励励或或不不工工作作的的状状态态或或位位置置。。⑤所所用用图图形形符符号号应应符符合合GB4728——84、、85《《电电气气图图用用图图形形符符号号》》的的规规定定。。当当采采用用非非国国标标规规定定的的图图形形符符号号时时，，必必须须加加以以说说明明。。⑥同同一一电电器器元元件件的的不不同同部部分分的的线线圈圈和和触触点点均均采采用用同同一一文文字字符符号号标标明明。。电电工工设设备备文文字字符符号号应应符符合合GB7159——87《《电电气气技技术术中中的的文文字字符符号号规规定定通通则则》》的的规规定定。。另外外：：1、、在在表表达达清清楚楚的的前前提提下下，，尽尽量量减减少少线线条条，，尽尽量量避避免免交交叉叉线线的的出出现现。。两两线线交交叉叉连连接接时时需需用用黑黑色色实实心心圆圆点点表表示示，，两两线线交交叉叉不不连连接接时时需需用用空空心心圆圆圈圈表表示示。。2、、原原理理图图上上应应标标注注出出各各个个电电气气电电路路的的电电压压值值、、极极性性或或频频率率及及相相数数；；某某些些元元器器件件的的特特性性；；常常用用电电气气的的操操作作方方式式和和功功能能。。3)电电气控控制线线路的的分析析方法法一、基基本控控制规规律(环节节)(一)根据据逻辑辑关系系实际的的电气气控制制线路路虽然然复杂杂，但但很大大一部部分都都是常常开与与常闭闭触头头的组组合。。掌握握了这这些触触头的的组合合规律律，就就可以以给分分析电电路提提供一一定的的方便便，这这些触触头的的组合合规律律实际际上反反映继继电器器或接接触器器线圈圈与这这些触触头之之间的的某种种逻辑辑关系系，实实现这这种关关系的的控制制环节节就是是一种种基本本控制制环节节。1．逻逻辑““与””关系系当几个个条件件都必必须具具备，，接触触器线线圈才才得电电时，，可采采用常常开按按钮(或触触头)串联联接法法来组组成控控制线线路（（如顺顺序控控制等等））(a)控制制线路路实例例图（a）显显示出出了继继电控控制线线路中中“与与”运运算的的实例例，它它表示示触点点的串联。。若规规定触触点接接通为为“1”，，断开开为““0””，线线圈通通电为为“1”，，断电电为“0”，，则可可以写写出KM＝＝KA1××KA2，，只有有触点点KA1、、KA2均均接通通，接触器器线圈圈KM能通通电。。2．逻逻辑““或””关系系当几个个条件件中有有一个个条件件满足足控制制要求求，接接触器器线圈圈就可可得电电时，，可以以采用用几个个常开开按钮钮(或或触头头)并并联接接法来来组成成控制制线路路（如如自锁锁、多多点启启动环环节等等））（b））控制制线路路实例例（b））显示示出了了继电电控制制线路路中““或””运算算的实实例，，它表示示触点点的并并联，，可写写成KM＝＝KA1+KA2，，当触点点KA1或或KA2接接通，，或者者KA1和和KA2都都接通通时，，接触器器线圈圈都可可通电电３．逻逻辑““非””关系系若当某某个条条件满满足时时，接接触器器线圈圈不得得电(失电电)，，则可可采用用常闭闭按钮钮(或或触头头)串串联接接入该该线圈圈电路路中的的接法法来组组成控控制线线路（（如互互锁、、制约约控制制等等）（c））控制制线路路实例例c）示示出了了继电电控制制线路路中““非””运算算的实实例，，通常常称KA为为原变量，，为反反变量量，它它们是是一个个变量量的两两种形形式，，如同同一个个继电器的的一对对常开开、常常闭触触点，，在向向各自自相补补的状状态切切换时时同步动作作。图图（b）中中，触触点KA的的取值值与线线圈KM的的取值值相同同，而KM1与与继电电器的的常闭闭触点点的取取值相相同，，所以以，故故实现现了非非运算算。(二)根据据控制制原则则根据变变化参参量进进行控控制———““根据据控制制原则则”就就形成成了一一些典典型的的基本本控制制环节节１．行行程原原则２．时时间原原则３．速速度原原则４．电电流原原则二、电电气控控制线线路的的分析析步骤骤首先要要对生生产机机械的的基本本结构构、运运动型型式、、工艺艺要求求及操操作过过程等等进行行全面面的了了解然然后由由此出发，，明确确对其其控制制线路路的要要求，，在此此基础础上去去分析析控制制线路路。控制线线路的的分析析，应应从以以下几几方面面进行行①主电电路分分析：：看生生产机机械由由几台台电动动机拖拖动，，各拖拖动电电动机机作何何用，，负责责何种种运动动，它它们的的拖动动特点点是什什么，，有何何要求求，各各电动动机的的保护护情况况如何何，等等等。。②根据据对主主电路路的分分析，，按““化整整为零零看电电路””的方方法找找出各各“典典型的的基本本控制制环节节”，，然后后再进进行逐逐一分分析。。因为为任何何复杂杂的电电气控控制线线路，，基本本上都都是由由若干干个““典型型的基基本控控制环环节””组成成的。。③分析析清楚楚各““基本本控制制环节节”后后，再再根据据机械械、液液压、、电气气三者者的配配合及及运动动顺序序的要要求，，分析析其各各环节节之间间的联联锁关关系，，即：：机械械手柄柄与电电器元元件的的关系系；液液压系系统与与电气气控制制的关关系；；运动动机构构与电电器元元件的的关系系等。。④根据据生产产机械械的必必要保保护功功能，，分析析其相相应的的保护护电路路，如如，短短路保保护，，过载载保护护，过过流保保护，，失压压过压压保护护，极极限保保护