常见电气控制电路 模块二(二版)

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制模块二常见电气控制电路任务一消防泵电气控制电路分析

X62W铣床控制电路分析与故障排除

任务二Z3040摇臂钻床控制电路分析与故障排除

任务三《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制

消火栓灭火系统是最常见的一种灭火方式，它主要由消火栓、消防水泵、管网、消防指挥中心火灾感应器、消防水池及电气控制柜组成，如图所示。当发生火灾时，控制柜接到消火栓箱内的消防按钮或消防指挥中心发出的主令信号后，消防水泵启动，向室内管网提供消防用水。

一、任务导入任务一消防泵电气控制电路分析

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消火栓灭火系统的控制要求如下。（1）消火栓用消防水泵多数是两台一组，一备一用，互为备用。（2）消火栓消防水泵由消火栓箱内消防专用控制按钮及消防指挥中心控制。①消防按钮控制消防水泵的启停。在每个消火栓箱内设置消防按钮，当火灾发生时，用小锤击碎按钮上的玻璃小窗，按钮不受压而复位，从而通过电气控制柜启动消防水泵。②消防指挥中心控制消防水泵的启停。当发生火灾时，灾区探测器将所测信号送至消防中心的报警控制器，再由报警控制器发出启动消防水泵的联动信号。（3）系统设有工作状态选择开关。消火栓消防水泵有手动、自动两种操作方式。（4）当水源无水时，水泵能自动停止运转，并设水泵故障指示灯。（5）具备当工作泵出现故障时，备用泵自动延时投入的功能。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制二、相关知识分析主电路

分析控制电路分析辅助电路分析联锁保护环节

分析特殊控制环节总体检查查线读图法是分析继电-接触控制电路的最基本方法。

电气原理图分析方法与分析步骤1.先机后电2.先主后辅3.化整为零4.集零为整、统观全局5.总结特点《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（1）分析主电路。根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析电动机起动、转向控制、调速和制动等基本控制电路。（2）分析控制电路。根据主电路各个电动机和执行电器的控制要求，按功能不同将控制电路“化整为零进行分析。（3）分析辅助电路。辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等部分。辅助电路中很多部分是由控制电路中的元器件来控制的，所以分析辅助电路时，还要回过头来对控制电路的这部分电路进行分析。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（4）分析联锁与保护环节。在控制电路中还设置了必要的电气联锁和一系列的电气保护。必须对电气联锁与电气保护环节在控制线路中的作用进行分析。（5）分析特殊控制环节。在某些控制电路中，还设置了相对独立的某些特殊环节，其读图分析的方法可参照上述分析过程，并灵活运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识进行逐一分析。（6）总体检查。经过“化整为零”，还必须用“集零为整”的方法，全面检查整个控制电路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，机电液的配合情况等。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制三、任务实施（一）主电路分析主电路有两台电动机M1和M2，互为备用。两台电动机均采用直接启动方式，分别由接触器KM1、KM2控制。断路器QF2、QF3分别作M1、M2的短路保护，热继电器FR1、FR2分别作M1、M2的过载保护。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（二）控制电路分析1.手动控制1#泵的手动控制过程如下。按下1#泵起动按钮SB2（17—18）→接触器KM1（20—0）线圈得电并自锁→KM1主触点闭合→电动机M1起动，1#泵运行。KM1的辅助动合触点KM1（20—21）闭合→中间继电器KA1（21—0）线圈得电→1#泵运行指示灯HL5（21—0）亮。KA1的动断触点KA1（14—15）和KA1（18—19）断开→1#泵停泵指示灯HL3和故障指示灯HL4熄灭。当电动机过载时，热继电器FR1的动断触点FR1（18—20）断开→KM1线圈失电→电动机M1停转，1#泵停止工作。按下1#泵停止按钮SB1（16—17）→KM1（20—0）线圈失电→1#泵停止工作。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制2.自动控制电路

（1）未发生火灾时的控制。如图2-2所示，1SB～NSB（4—5）为设在各楼层消火栓箱内的消防水泵专用控制按钮，按钮上带有消防水泵运行指示灯1HL～NHL（6—3）。消火栓报警按钮常采取直接接入电气控制柜的做法，因此需要利用变压器将电气控制柜内的交流220V电压变为安全电压方可引入消火栓报警按钮盒（避免高电压在灭火现场产生伤人事故）。消防水泵专用控制按钮1SB～NSB（4—5）平时由玻璃片压着，其动合触点闭合→中间继电器KA4（5—3）线圈得电→KA4动断触点（1—7）断开→通电延时时间继电器KT3（7—0）不得电→其延时动合触点KT3（1—9）未闭合→KA5（8—0）不得电→其动合触点KA5（14—22）、KA5（26—34）未闭合→KM1或KM2线圈不得电，1#泵、2#泵均停止工作。由于KA1（21—0）、KA2（33—0）线圈不得电，其动断触点（14—15或26—27）闭合→停泵指示灯HL3、HL6亮。

启动完毕，KT延时时间到→PA投入检测运行电流。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（2）发生火灾而1#泵正常工作时的控制。当发生火灾时，打碎消火栓箱内消防专用控制按钮的玻璃片，该按钮的动合触点复位断开→KA4线圈（5-3）失电，引起各电器的动作顺序（见图2-4）如下。图2-41#泵工作，2#泵备用的控制电路《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（3）当发生火灾且1#泵出现故障时的控制。由于1#泵出现故障，接触器KM1（20—0）失电，引起各电器元件的动作顺序如下。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制将万能转换开关SA旋转至“2#泵工作，1#泵备用”挡，其触点1—2、3—4闭合。控制电路如图2-5所示，其工作原理的分析与上述分析相似图2-52#泵工作，1#泵备用的控制电路

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（4）在两台泵的控制电路中，与KA5（14—22、26—34）的动合触点并联的引出线，接在消防控制模块上，由消防中心集中控制消防水泵的启停。（5）报警电路。如图2-2所示的9区报警电路，其报警通路如下。

当水池水位过低（或两台电动机任一台过载）时，液位传感器SL的动合触头SL（1—10）按下复位按钮SB5（11—13）→KA6（13—0）线圈得电并自锁→KA6（11—12）的动断触点断开→电铃HA停止报警鸣叫。（6）不管火灾是否消除，消防水泵控制系统一经启动不会自动停止，只能人工停止，即工作人员将消火栓箱内的消防控制按钮按下复位。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制四、知识拓展（一）电气控制电路故障的一般分析方法1.电气控制电路故障的诊断步骤故障调查

电路分析

断电检查

通电检查

方法问看听摸《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制问：询问机床操作人员，故障发生前后的情况如何，有利于根据电气设备的工作原理来判断发生故障的部位，分析出故障的原因。看：观察熔断器内的熔体是否熔断；其它电器元件有烧毁、发热、断线、导线连接螺钉是否松动；触点是否氧化、积尘等。要特别注意高电压、大电流的地方，活动机会多的部位，容易受潮的接插件等。故障调查

听：电动机、变压器、接触器等，正常运行的声音和发生故障时的声音是有区别的，听声音是否正常，可以帮助寻找故障的范围、部位。摸：电动机、电磁线圈、变压器等发生故障时，温度会显著上升，可切断电源后用手去触摸判断元件是否正常。注意：不论电路通电或是断电，要特别注意不能用手直接去触摸金属触点！必需借助仪表来测量。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制根据调查结果，参考该电气设备的电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直至找到故障点并加以消除。分析故障时应有针对性，如接地故障一般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑电气柜内的电气元件。断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑其余元件。电路分析

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制检查前先断开机床总电源，然后根据故障可能产生的部位，逐步找出故障点。检查时应先检查电源线进线处有无碰伤而引起的电源接地、短路等现象，螺旋式熔断器的熔断指示器是否跳出，热继电器是否动作。然后检查电气外部有无损坏，连接导线有无断路、松动，绝缘有否过热或烧焦。断电检查

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制通电检查

作断电检查仍未找到故障时，可对电气设备作通电检查。在通电检查时要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开，将控制器和转换开关置于零位，行程开关还原到正常位置。然后万用表检查电源电压是否正常，有否缺相或严重不平衡。再进行通电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后检查主电路；先检查辅助系统，后检查主传动系统；先检查交流系统，后检查直流系统；合上开关，观察各电器元件是否按要求动作，有否冒火、冒烟、熔断器熔断的现象，直至查到发生故障的部位。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制2.电气控制电路故障的诊断方法电压测量法

电压测量法指利用万用表测量机床电气线路上某两点间的电压值来判断故障点的范围或故障元件的方法。

电阻测量法

指利用万用表测量机床电气线路上某两点间的电阻值来判断故障点的范围或故障元件的方法。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制①电压分阶测量法按住起动按钮SB2不放，同时将黑色表棒接到点7上，红色表棒按6、5、4、3、2标号依次向前移动，分别测量7-6、7-5、7-4、7-3、7-2各阶之间的电压，电路正常情况下，各阶的电压值均为380V或220V。如测到7-6之间无电压，说明是断路故障电压测量法《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制②电压分段测量法电压的分段测试法是将红、黑两根表棒逐段测量相邻两标号点1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7间的电压。如电路正常，按SB2后，除6-7两点间的电压等于380V或220V之外，其他任何相邻两点间的电压值均为零。电压测量法《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制电阻测量法

用万用表的电阻挡检测前应先断开电源，然后按下SB2不放松，先测量l-7两点间的电阻，如电阻值为无穷大，说明l-7之间的电路断路。然后分阶测量l-2、l-3、l-4、l-5、1-6各点间电阻值。若电路正常，则该两点间的电阻值为“0”；当测量到某标号间的电阻值为无穷大，则说明表棒刚跨过的触点或连接导线断路。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制电阻测量法注意点：①用电阻测量法检查故障时一定要断开电源。②如被测的电路与其他电路并联时，必须将该电路与其他电路断开，否则所测得的电阻值是不准确的。③测量高电阻值的电器元件时，把万用表的选择开关旋转至适合的电阻挡。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制任务二X62W铣床控制电路分析与故障排除一、任务导入用途：铣床主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等型面的机床，装上分度头后，可以加工齿轮或螺旋面，装上回转圆工作台则可以加工凸轮和弧形槽。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制铣床的电力拖动形式及控制要求

1．主运动

铣刀的旋转运动为铣床的主运动，由一台笼型异步电动机M1拖动。铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，所以要求主轴电动机能正反转。但考虑到正反转操作并不频繁（批量顺铣或逆铣），因此采用倒顺开关SA5来改变电源相序实现主轴电动机的正反转。由于主轴传动系统中装有避免振动的惯性轮，使主轴停车困难，主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。

2．进给运动

工作台纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向的直线运动为进给运动。由一台进给电动机M2拖动，进给电动机能正反转。

3．辅助运动

铣床的辅助运动为工作台纵向、横行和垂直三个方向上的快速移动。它是通过采用快速电磁铁YA2吸合来改变传动链的传动比从而实现快速移动的。

4．变速冲动

为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，要求变速时有电动机冲动（短时转动）控制。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制5．联锁控制

根据工艺要求，主轴旋转与工作台进给应有联锁控制，即进给运动要在铣刀旋转之后才能进行，加工结束时必须在铣刀停转前停止进给运动；圆工作台的旋转运动与工作台的纵向、横行和垂直三个方向的运动之间也有联锁控制，即圆工作台旋转时，工作台不能向其他方向移动。

6．两地控制

为操作方便，应能在两处控制各部件的起动停止。

7．冷却泵控制

由一台电动机M3拖动，供给铣削时的冷却液。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制二、相关知识（一）铣床的主要结构铣床由床身、主轴、刀杆、横梁、工作台、回转盘、横溜板和升降台等几部分组成

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（二）铣床的运动形式1.主运动：主轴带动铣刀的旋转运动。2.进给运动：在进给电机的拖动下，工作台带动工件在纵向、横行和垂直三种运动形式、六个方向上的直线运动。若安装上附件圆工作台也可完成旋转进给运动。3.辅助运动：工作台带动工件在纵向、横向和垂直六个方向上的快速移动。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制三、任务实施《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（一）主电路分析主轴电机进给电机冷却泵电机1、主轴电动机M1由KM3控制，由倒顺开关SA5预选转向，KM2的主触点串联两相电阻与速度继电器KS配合实现停车反接制动。通过机械结构和接触器KM2进行变速冲动控制。2、进给电动机M2由接触器KM4、KM5的主触点控制，并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁YA，决定工作台移动速度，KM6接通为快速，断开为慢速。

3、冷却泵电动机M3由接触器KM1控制，单方向旋转。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（二）控制电路分析1.主轴电动机控制电路分析（1）主轴电动机的起动控制按下SB1（或SB2）→KM3线圈通电并自锁→KM3的主触点闭合，主电动机M1起动运行。

停止时，按下SB3（8—9、11—12）或SB4（8—9、8—11）→KM3线圈随即断电，但此时速度继电器KS的正向触点（9—7）或反向触点（9—7）总有一个闭合着→制动接触器KM2线圈立即通电→KM2的3对主触点闭合→电源接反相序→主电动机M1串入电阻R进行反接制动。

主轴在加工前，由选择开关SA5选择主轴电动机M1的转动方向（顺、逆铣）。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（2）主轴电动机的变速冲动控制SQ7是主轴变速冲动开关SQ7的动合触点接通，KM2线圈得电动作，M1被反接制动。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制2.进给电动机控制电路分析纵向（一字）操作手柄十字操作手柄运动方向（三维空间）：纵向（左右）、横向（前后）、升降（上、下）。

操作方法：

纵向操作手柄，左、停、右（3工位）位置。

十字操作手柄（两个机械联动），前、上、停、下、后（5工位）位置。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制工作状态选择开关SA1触点通断情况

工作台选择

选择开关SA1为长工作台和圆工作台操作状态选择开关，其工作状态见下表。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（1）工作台纵向（左右）进给控制

工作台移动到终点，终点档铁撞击手柄的凸起部分可使其返回中间位置，实现终点停车。纵向操作手柄向右，压下位置开关SQ1；操作手柄向左，压下位置开关SQ2；操作手柄在中间0位为停止状态。向右向左《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制纵向手柄的操作《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（2）工作台前后和上下进给控制安放在床身上的限位档铁，能使十字手柄自动返回0位。实现横向、垂直的终点停车。互锁：长工作台的垂直和横向运动中，SA1、SQ1-2、SQ2-2常闭触点的闭合条件要求纵向手柄在0位及SA1选择长工作台，否则横向和垂直运动无法进行。向前、下向后、上《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制十字手柄的操作《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（3）工作台快速移动控制

按下SB5（或SB6）→KM6得电→KM6的主触点闭合→电磁铁YA通电，接上快速离合器→工作台快速向操作手柄预选的方向移动松开SB5或SB6→YA线圈断电，工作台改为工进。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制工作台快速移动控制《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（4）工作台进给变速冲动控制

进给变速手柄外拉→对准需要速度，将手柄拉出到极限→压动限位开关SQ6→KM4得电→进给电动机M2正转，便于齿轮啮合。

《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（5）圆工作台进给控制长工作台各个操作手柄在0位，且将工作台选择开关SA1置于圆工作台接通位置。互锁分析：SQ1～SQ4常闭触点闭合的条件是纵向和十字手柄均在0位。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制（6）铣床各运动方向的联锁及保护

主运动与进给运动的顺序联锁（KM3的常开触点（12～13）为防止刀具和铣床的损坏，要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。工作台6个方向的联锁（由纵向和十字操作手柄实现）

6个方向的进给运动中同时只能有一种运动产生，该铣床采用了机械操纵手柄和位置开关相配合的方式来实现6个方向的联锁。长工作台与圆工作台的联锁（SA1实现）保护环节当主轴电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和铣床。《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制冷却泵、照明控制、保护环节冷却泵开关照明开关过载保护主电路短路保护控制电路短路保护照明电路的保护《电气控制与PLC应用》漯河职业技术学院郭艳萍哪里有逻辑，那里就有自动化控制铣床电气控制线路的特点

1、采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。2、主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。3、进给电动机的控制采用机械挂挡-电气开关联动的手柄操作，而且操作手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。4、工作台上下左右前后