电气控制与PLC应用（FX5U） 课件 第3章 继电器电路分析与设计

《电气控制与PLC应用（FX5U)》

继电器控制技术篇123目录CONTENTS第3章

继电器电路分析与设计45继电器电路的分析方法铣床电气控制电路镗床电气控制电路继电器控制系统的设计指示灯控制电路设计678目录CONTENTS小车多位置延时往返控制电路设计机电设备电气控制电路设计第3章

继电器电路分析与设计技能训练43.1继电器电路的分析方法一、电气控制电路分析的主要内容1.设备说明书；通过设备说明书了解电器设备的用途，操作与使用方法，电源、容量及设备要求等。2.电气原理图；电气原理图是分析电路工作原理的重要图纸，由主电路、控制电路、辅助电路、保护和连锁电路等构成；电气原理图是电路分析的主要内容。3.电气设备布置图和接线图；电气设备布置图用于表示控制系统元器件的尺寸和安装位置；接线图表示各单元内部元件之间、各单元之间的连接方式，还可了解各类导线规格和敷设方式等。4.元器件明细表；元器件明细表列明了系统中各低压电器元件的规格、型号、电气参数、生产厂商等信息，为系统维护维修提供信息。53.1继电器电路的分析方法二、电路分析的方法与步骤按照自上而下、从左到右、先主后辅的方式进行电气原理图的识读。1.主电路的识读识读主电路时，应先明确电路中有几台用电设备（通常为电动机）；然后从电源端开始，查看经过那些控制元件，将电源接入到用电设备的。2.控制电路的识读控制回路是用于控制主电路工作状态的电路，是为主电路服务的；需要根据主电路中各用电设备的控制要求，在控制电路中找出对应的控制环节，结合具体的控制功能来进行分析。3.其他辅助电路的识读其他辅助电路是除去控制电路外的其他电路，如照明电路、指示电路、故障及检测电路等。63.2铣床电气控制电路一、铣床的结构及电气控制要求X62W型卧式万能铣床实现三种运动方式：一是主运动，由主轴带动铣刀的旋转运动；二是进给运动，加工中工作台带动工件的移动（包括升降台的上下移动、下溜板的横向移动和上溜板工作台的纵向移动）或圆工作台的旋转运动；三是辅助运动，工作台带动工件在三个方向的快速移动及悬梁、刀杆支架的移动。73.2铣床电气控制电路二、铣床电气控制电路分析1.主电路83.2铣床电气控制电路二、铣床电气控制电路分析2.控制电路93.2铣床电气控制电路三、铣床电路故障诊断及排除1.故障诊断与排除方法103.2铣床电气控制电路三、铣床电路故障诊断及排除2.常见故障分析示例（1）故障现象-主轴停车时无法制动；（2）故障现象-工作台不能进给；（3）故障现象-工作台不能快速移动。（1）（2）113.3镗床电气控制电路一、镗床的结构及电气控制要求T68型卧式镗床实现三种运动方式：一是主运动，包括镗轴的旋转运动与花盘的旋转运动；二是进给运动，包括镗轴的轴向进给，花盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的横向进给，工作台的纵向进给运动；三是辅助运动，包括工作台的旋转，后立柱的水平移动及尾架的垂直移动。123.3镗床电气控制电路二、镗床主电路133.3镗床电气控制电路三、镗床控制电路143.3镗床电气控制电路四、镗床电路故障诊断及排除1.故障现象-主轴电动机不能起动；2.故障现象-主轴转速与实际转速不符；3.故障现象-主轴电动机正反转均不能自锁；4.故障现象-主轴电动机可正常运行，但不能制动；5.故障现象-不能快速移动；153.4继电器控制系统的设计一、继电器控制系统的设计内容1．拟定电气设计任务书；电气设计任务书是根据生产工艺要求和被控设备性质，提出控制方式和实施方案的具体要求，以及项目的技术指标和经济指标要求；电气设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，也是设备竣工验收的依据。2．确定电力拖动方案；根据生产机械的结构和负载性质等条件，确定拖动电动机的类型、数量、传动方式以及电动机起动、运行、调速、转向、制动等控制要求。3．选择合适的控制方式；控制方式主要用于实现拖动方案的具体控制要求。随着现代电气技术的迅速发展，生产机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控制向PLC控制、CNC控制、计算机网络控制等方面发展，控制方式越来越多。控制方式的选择应在经济、安全的前提下，最大限度地满足工艺的要求。4.设计电气控制原理图；根据确定的拖动方案和控制方式，设计电气控制系统原理图；电气原理图由主电路、控制电路、辅助电路等构成。5．合理选用元器件，编制元器件明细表。6．设计并绘制元器件布置图和接线图。7．编写设计说明书和使用说明书。163.4继电器控制系统的设计二、继电器控制系统设计的原则1．应最大限度地满足生产机械或设备对电气控制系统的要求，这也是电气设计的依据。2．在满足控制要求和保障安全的前提下，设计方案不宜盲目的追求自动化和过高的性能指标，应力求简单、经济。3．妥善处理机械和电气的关系，既要考虑控制系统的先进性，也要考虑制造成本、结构复杂性、易于维护维修等方面；综合平衡确定控制方案。4.要有完善的保护措施，防止发生人身伤亡和设备损坏事故；保证设备使用安全可靠。5.控制设备和元器件的安装、接线需要符合电气施工要求，做到布线线路合理、结构美观、便于操作、易于维护。173.4继电器控制系统的设计三、继电器控制系统设计应注意的问题1.电路的设计，应充分考虑设备的工艺要求，在此基础上考虑采用何种控制方式，如起动、制动、正反转、调速方式等；并根据相互间的控制要求，设置合适的电气连锁及保护环节。2.控制电路电源种类和电压等级的选择；一般情况下，对于控制元件较少的简单控制电路，控制电路电源可选择交流380V或220V，这个电源可直接从线路中获得，电路更为简单可靠；但对于较复杂的电路控制，从安全、维修、操作、节能等角度考虑，常选择电源变压器，将控制电路电压降低到127V、110V或更低的电压等级。3．线路设计应简洁实用，路径合理；减少导线连接时的根数与长度。4.控制电路工作时，应该尽量减少通电电器的数量，不用的电器应从电路中切除，以延长电器的工作寿命、降低故障率并节约电能。183.4继电器控制系统的设计三、继电器控制系统设计应注意的问题5.防止出现“竞争”与“冒险”现象；继电器电路动作时，通过电器元件之间的信号传递，电路将从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态；在电路分析时，需要注意，低压电器从感测机构感测到外部触发信号，到执行机构反应并以触点通断方式动作，是需要一段动作时间的；一般动作时间为几毫秒到几百毫秒之间，有时会更长。6.线路连接应简单合理，减少触点的使用；当设计复杂继电器电路时，为表达连锁和其他逻辑关系，会使用较多的继电器、接触器触点。7.避免出现“寄生电路”；寄生电路是指电路在非误操作情况下，产生的意外接通的情况，导致电路误动作。

193.5指示灯控制电路设计一、工作状态指示灯控制电路的设计1.电动机连动控制指示电路203.5指示灯控制电路设计一、工作状态指示灯控制电路的设计2.星形-三角形降压起动控制指示灯电路213.5指示灯控制电路设计二、流水灯控制电路的设计1.连续点亮流水灯控制电路223.5指示灯控制电路设计二、流水灯控制电路的设计2.依次点亮流水灯控制电路233.6小车多位置延时往返控制电路设计一、小车三位置延时往返控制电路（行程开关）1.控制要求243.6小车多位置延时往返控制电路设计一、小车三位置延时往返控制电路（行程开关）2.实现电路SB1为停止按钮；SB2为起动按钮；SB3为召唤按钮。253.6小车多位置延时往返控制电路设计二、小车三位置延时往返控制电路（接近开关）1.控制要求263.6小车多位置延时往返控制电路设计二、小车三位置延时往返控制电路（接近开关）2.实现电路SB1为停止按钮；SB2为起动按钮；SB3为召唤按钮。273.6小车多位置延时往返控制电路设计二、小车三位置延时往返控制电路（接近开关）3.接近开关位置检测电路本项目为小车三位置延时往返控制电路，使用三个接近开关检测小车位置；选用常用的三线式接近开关进行位置检测。接近开关使用直流电源驱动，接线规则为，NPN型：棕正蓝负，棕黑接负载；PNP型：棕正蓝负，黑蓝接负载。我们以NPN型三线式接近开关为例设计三位置接近开关检测电路；设计电路如图所示。283.6小车多位置延时往返控制电路设计二、小车三位置延时往返控制电路（接近开关）4.电路替换293.7机电设备电气控制电路设计一、控制要求有一台机电设备，由两台三相异步电动机拖动；其中主轴电机功率为5.5kW，润滑油泵电机为0.15kW，根据工艺需求，要求采用继电器接触器控制方式，设计主电路及控制电路，实现以下功能：1.主轴电机M１必须在油泵电机Ｍ２起动后，才能起动；2.主轴电机M１正常工作时为正向连续运行；但为调试方便，要求能够实现正、反向点动操作；3.主轴电机M１停止后，才允许油泵电机Ｍ２停止；4.电路应具有短路、过载、欠压失压保护。303.7机电设备电气控制电路设计二、电路设计313.7机电设备电气控制电路设计二、电路设计323.7机电设备电气控制电路设计二、电路设计333.7机电设备电气控制电路设计三、元器件明细表343.7机电设备电气控制电路设计四、元器件布置图设计353.7机电设备电气控制电路设计五、接线图设计控制柜底板接线图363.7机电设备电气控制电路设计五、接线图设计操作面板接线图373.8技能训练-小车三位置延时往返控制电路设计[任务描述］采用继电器接触器控制方式，设计一个小车三位置延时往返控制电路。小车由三相异步电动机拖动，位置检测采用接近开关；小车示意图及运行轨迹如图3-32所示。具体要求为：（1）小车停在A点，按下起动按钮，小车右行；（2）经过B点不停车，到达C点后停止；

（3）在C点延时30s后（T1），小车左行；（4）左行至B点停止，延时40s后（T2），小车左行；（5）到达A点后停止；等待下次起动。（6）如小车初始位置不在A点，可在起动前将小车召唤回A点。（7）电路具有短路、过载、欠压失压保护。383.8技能训练-小车三位置延时往返控制电路设计393.8技能训练-小车三位置延时往返控制电路设计[任务实施］进行小车动作流程分析；设计主电路、控制电路；采用CADe_SIMU仿真软件，仿真运行设计电路；准备所需器件，在网孔板完成