第5章 典型设备电气控制系统分析.ppt

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1、第第5 5章章 典型设备电气控典型设备电气控制系统分析制系统分析第第1 1节节 设备电气控制系统分析概述设备电气控制系统分析概述第第2 2节节 普通车床电气控制系统分析普通车床电气控制系统分析第第3 3节节 卧式铣床电气控制系统分析卧式铣床电气控制系统分析第第5 5节节 电气控制系统电路图设计基础电气控制系统电路图设计基础第第4 4节节 组合机床电气控制系统分析组合机床电气控制系统分析 通过典型实例分析，了解电气控制电路系统的组成，通过典型实例分析，了解电气控制电路系统的组成，了解基本控制环节在电气控制系统中的应用。了解基本控制环节在电气控制系统中的应用。学习与掌握分析电气控制系统的方法，增强

2、阅读电路学习与掌握分析电气控制系统的方法，增强阅读电路图的能力。图的能力。分析了解设备基本相关条件。分析了解设备基本相关条件。设备控制系统电路分析，将设备控制系统电路分解设备控制系统电路分析，将设备控制系统电路分解为基本控制环节，逐步分析电路组成，工作原理和控制功为基本控制环节，逐步分析电路组成，工作原理和控制功能；能；第第1 1节节 设备电气控制系统分析概述设备电气控制系统分析概述1.学习目的学习目的2.电气控制系统的分析步骤及内容电气控制系统的分析步骤及内容*机械设备概况分析机械设备概况分析;*电气设备及元件选用状况分析电气设备及元件选用状况分析;*机械设备、电气设备和电气元件机械设备、电

3、气设备和电气元件 的连接关系分析的连接关系分析;*设备运动分析设备运动分析;*驱动分析驱动分析 主电路分析、液压系统分析；主电路分析、液压系统分析；*控制电路分析控制电路分析 划分电路、逐步分析；划分电路、逐步分析；基本相关条件分析基本相关条件分析控制系统电路分析：控制系统电路分析：电气控制系统的分析步骤及内容电气控制系统的分析步骤及内容第第2 2节节 普通车床电气普通车床电气控制系统分析控制系统分析1.1.设备特点及工作要求分析设备特点及工作要求分析设备特点：设备特点：主轴及进给机构工作由一台主电主轴及进给机构工作由一台主电动机驱动；动机驱动；进给机构的快速移动、冷却及润进给机构的快速移动、

4、冷却及润滑分别由单独电动机驱动；滑分别由单独电动机驱动；工作及控制要求：工作及控制要求：主轴起动及正反转控制；主轴起动及正反转控制；制动控制制动控制；点动与长动控制；点动与长动控制；多地点控制等；多地点控制等；例例 C650卧式车床运动分析卧式车床运动分析工件最大回转直径工件最大回转直径 1020mm；工件最大长度工件最大长度 3000mm；主轴及进给驱动主轴及进给驱动 主电机主电机 M1；冷却泵驱动电机冷却泵驱动电机M2；进给快速移动驱动电机进给快速移动驱动电机 M3；M1 直接起动、正反转、反接制动、点动；直接起动、正反转、反接制动、点动；M2 直接起动，连续工作；直接起动，连续工作；M3

5、 手动控制快速移动；手动控制快速移动；设备特点及工作要求分析设备特点及工作要求分析工作及控制要求：工作及控制要求：设备特点：设备特点：2.2.电气控制系统分析步骤与内容电气控制系统分析步骤与内容（1）分析电气元件明细表）分析电气元件明细表 确定设备使用的电气元件编号与功能确定设备使用的电气元件编号与功能（2）主电路分析）主电路分析 确定控制电路控制的目标确定控制电路控制的目标（3）控制电路分析）控制电路分析 控制电路组成与控制功能的实现控制电路组成与控制功能的实现普通车床电气控制系普通车床电气控制系统分析统分析 3.主电路分析主电路分析 确定控制电路的控制目标确定控制电路的控制目标例例 C65

6、0卧式车床电气控制系统分析卧式车床电气控制系统分析普通车床电气控制系普通车床电气控制系统分析统分析主轴电动机控制主轴电动机控制 正反转控制正反转控制 KM1、KM2 电流表保护电流表保护 KT 串电阻降压起动控制串电阻降压起动控制 KM3 快进电动机控制快进电动机控制 KM4冷却泵电动机控制冷却泵电动机控制 KM5普通车床电气控制系普通车床电气控制系统分析统分析 4.控制电路分析控制电路分析 控制系统电路组成以及控制功能的实现控制系统电路组成以及控制功能的实现电路划分电路划分 控制电路分析控制电路分析主电机主电机M1M1控制电路分析控制电路分析起动及正反转控制、点动控制起动及正反转控制、点动控

7、制反接制动控制反接制动控制主轴主轴带动铣刀正反转铣削；带动铣刀正反转铣削；进给机构进给机构 水平工作台，完成纵、水平工作台，完成纵、横、垂直方向运动横、垂直方向运动 圆工作台，完成回转圆工作台，完成回转 运动运动第第3 3节节 卧式铣床电气卧式铣床电气控制系统分析控制系统分析设备特点设备特点1.设备特点及工作控制要求分析设备特点及工作控制要求分析设备驱动特点：设备驱动特点：工作及控制要求：工作及控制要求：主轴由一台主电机（主轴由一台主电机（M1M1）驱动驱动 进给机构工作由进给电动机（进给机构工作由进给电动机（M2M2）驱动驱动 冷却及润滑分别由单独电动机驱动冷却及润滑分别由单独电动机驱动起动

8、及正反转控制；起动及正反转控制；点动与长动控制；点动与长动控制；联锁控制等联锁控制等主轴电动机（主轴电动机（M1M1）控制要求：）控制要求：起动及正反转控制；起动及正反转控制；制动控制；制动控制；点动与长动等控制；点动与长动等控制；进给电动机（进给电动机（M2M2）控制要求：）控制要求：卧式铣床电气控制系统分卧式铣床电气控制系统分析析 例例 万能铣床控制运动分析万能铣床控制运动分析设备特点：设备特点：*铣刀为主运动，顺铣正转，逆铣反转铣刀为主运动，顺铣正转，逆铣反转；*工件夹持在工作台上，完成进给运动工件夹持在工作台上，完成进给运动；*水平工作台具有六个移动方向，旋转工作台转动，水平工作台具有

9、六个移动方向，旋转工作台转动，所有运动具有联锁保护控制；所有运动具有联锁保护控制；*主轴电机主轴电机 M1及进给驱动电机及进给驱动电机M2；*冷却泵驱动电机冷却泵驱动电机 M3；工作及控制要求：工作及控制要求：M1 直接起动、正反转、制动、点动；直接起动、正反转、制动、点动；M2 直接起动，正反转、联锁、点动；直接起动，正反转、联锁、点动；M3 直接起动，持续工作；直接起动，持续工作；设备特点及工作要求分析设备特点及工作要求分析2.2.电气控制系统分析步骤与内容电气控制系统分析步骤与内容（1）分析电气元件明细表）分析电气元件明细表 确定设备使用的电气元件编号与功能确定设备使用的电气元件编号与功

10、能（2）主电路分析）主电路分析 确定控制电路控制的目标确定控制电路控制的目标（3）控制电路分析）控制电路分析 控制电路组成与控制功能的实现控制电路组成与控制功能的实现卧式铣床电气控制系统分析卧式铣床电气控制系统分析卧式铣床电气控制系统分析卧式铣床电气控制系统分析3.主电路分析主电路分析（1 1）主轴电动机）主轴电动机 M1 M1 控制控制（2 2）进给电动机）进给电动机 M2 M2 控制控制（3 3）冷却泵驱动电动机）冷却泵驱动电动机M3M3控制控制 正反转由选择开关正反转由选择开关 SA5 SA5 控制；控制；电动机起动由电动机起动由KM1KM1控制；控制；选择开关选择开关SA3SA3直接控

11、制；直接控制；KM2KM2和和KM3KM3控制正反转；控制正反转；4.控制电路分析控制电路分析 控制系统电路组成以及控制功能的实现控制系统电路组成以及控制功能的实现卧式铣床电气控制系统分析卧式铣床电气控制系统分析控制电路分析控制电路分析*交流部分交流部分-对对M1M1的的控制、对控制、对M2M2的控制的控制*直流部分直流部分-制动控制、进给传动链与快速传动链切换制动控制、进给传动链与快速传动链切换控制部分电路划分：控制部分电路划分：使使用用选选择择开开关关SASA组组合合不不同同控控制制电电路路(1)控制控制 M1 的电路分析的电路分析 M1 M1 起动控制：起动控制：M1 M1 制动控制以及

12、换刀制动控制：制动控制以及换刀制动控制：M1 M1 变速时的瞬时点动控制：变速时的瞬时点动控制：组合开关组合开关 SA5 SA5 选择转动方向；选择转动方向；组合开关组合开关 SA2 SA2 选择正常工作或上刀制动；选择正常工作或上刀制动；两地点控制两地点控制停车制动停车制动 SB1SB1、SB2 SB2 换刀制动换刀制动 SA2 SA2 SQ7SQ7控制电路分析控制电路分析(2)(2)控制控制 M2 M2 的电路分析的电路分析*水平工作台六方向工作联锁水平工作台六方向工作联锁*水平工作台与圆工作台工作联锁水平工作台与圆工作台工作联锁*水平工作台六方向快速移动水平工作台六方向快速移动*水平工作

13、台变速点动水平工作台变速点动控制电路分析控制电路分析SA1-1SA1-2SA1-3水平工作水平工作台工作台工作+-+圆圆工作台工作台工作工作-+-控制控制 M2 M2 的电路分析的电路分析1)水平工作台运动控制水平工作台运动控制水平工水平工作台工作台工作作圆工作圆工作台工作台工作SA1-1+-SA1-2-+SA1-3+-2)圆工作台圆工作台 运动控制运动控制控制控制 M2 M2 的电路分析的电路分析第第4 4节节 组合机床电气组合机床电气控制系统分析控制系统分析1.1.设备特点及工作控制要求设备特点及工作控制要求设备构成：设备构成：由通用部件由通用部件+专用部件组成专用部件组成设备工作要求：设

14、备工作要求：多机多刀同时工作；多机多刀同时工作；自动循环工作；自动循环工作；采用电动机或液压系统驱动。采用电动机或液压系统驱动。针对特定工件、特定加工而设计的自动化高效率专用机床针对特定工件、特定加工而设计的自动化高效率专用机床2.组合机床设备配置形式组合机床设备配置形式电气控制对象：电气控制对象：动力头、动力滑台、回转工作台、刀具电动机，油泵电动机等动力头、动力滑台、回转工作台、刀具电动机，油泵电动机等组合机床电气控制系组合机床电气控制系统分析统分析例例 双面粗铣组合机床运动分析双面粗铣组合机床运动分析设备特点：设备特点：*左右两动力滑台移动进行左右两动力滑台移动进行 铣削加工；铣削加工；*

15、工件夹持在铣削工作台上；工件夹持在铣削工作台上；*液压系统驱动滑台移动，液压系统驱动滑台移动，*电机电机M1M1驱动液压泵驱动液压泵；*刀具电机刀具电机M2M2及及 M3 M3；运动分析：运动分析：工作循环图工作循环图3.3.电气控制系统分析步骤与内容电气控制系统分析步骤与内容（1）分析电气元件明细表）分析电气元件明细表 确定设备使用的电气元件编号与功能确定设备使用的电气元件编号与功能（2）主电路分析、液压系统分析主电路分析、液压系统分析 确定控制电路控制的目标确定控制电路控制的目标（3）控制电路分析）控制电路分析基本部件的控制电路基本部件的控制电路+联结部分控制电路组成联结部分控制电路组成

16、满足控制要求满足控制要求组合机床电气控制系统分析组合机床电气控制系统分析4.4.控制系统分析控制系统分析*油泵电动机油泵电动机 M1 控制控制电动机由电动机由KM1控制直接起动；控制直接起动；*刀具电机刀具电机 M2、M3 控制控制 由由KM2和和KM3分别控制；分别控制；例例 双面粗铣组合机床电路分析双面粗铣组合机床电路分析组合机床电气控制系统分析组合机床电气控制系统分析（1）主电路分析）主电路分析 例例 双面粗铣组合机控制要求分析双面粗铣组合机控制要求分析信号配置信号配置控制流程图控制流程图电器工作状态表电器工作状态表例例 双面粗铣组合机床控制要求分析双面粗铣组合机床控制要求分析组合机床电

17、气控制系统分析组合机床电气控制系统分析电动机运行M2M3+刀具电动机工步左、右滑台快进 铣削工作台快进铣削工作台工进左、右滑台快退铣削工作台快退停止备注电磁换向阀线圈通电状态YV1-1YV1-2YV2-1YV3-1YV3-2YV4-1YV4-2+铣削工作台左机滑台右机滑台转换主令SB6SQ5、SQ7SQ2SQ3SQ4、SQ6SQ1工步控制KA1、KA2KA8、KA9KA3KA4、KA5KA6、KA10KA7KA11例例 双面粗铣组合机床电路分析双面粗铣组合机床电路分析（2）控制电路分析）控制电路分析（交流部分、直流部分）（交流部分、直流部分）*交流部分交流部分 对对M1、M2、M3实现控制；实

18、现控制；1）KM1控制控制 M1 直接起动（油泵直接起动（油泵）2）KM23控制控制M2、M3 直接起动：直接起动：M2、M3同时起动；同时起动；SA1、SA2 选择工作电动机；选择工作电动机；KA1、KA8 快进工步接通电动机；快进工步接通电动机；SB4 手动起动刀具电动机；手动起动刀具电动机；3）KM1 控制控制M1与与 M2/3顺序起动顺序起动控制电路分析控制电路分析*直流部分直流部分 对电磁阀对电磁阀YV实现工作循环控制；实现工作循环控制；*使用使用SA选择控制方式选择控制方式 全自动循环、半自动循环、手动调整；全自动循环、半自动循环、手动调整；例例 双面粗铣组合机床电路分析双面粗铣组

19、合机床电路分析1.控制电路设计的一般要求控制电路设计的一般要求（1 1）电路系统满足工作控制功能要求；）电路系统满足工作控制功能要求；（2 2）电路系统工作安全、可靠、能在非正常状态时停止工作；）电路系统工作安全、可靠、能在非正常状态时停止工作；（3 3）线路简单、经济，同时便于操作与维修。）线路简单、经济，同时便于操作与维修。2.控制电路设计的规律控制电路设计的规律触点的组合应用：动合触点串联、并联的控制作用触点的组合应用：动合触点串联、并联的控制作用 动断触点串联、并联的控制作用动断触点串联、并联的控制作用电源选用原则：利用主电路电源、注意控制变压器使用；电源选用原则：利用主电路电源、注意

20、控制变压器使用；3.控制电路设计中的注意事项控制电路设计中的注意事项第第5 5节节 电气控制系统电气控制系统电路图设计基础电路图设计基础(2)避免线圈串联避免线圈串联控制电路设计中的注意事项控制电路设计中的注意事项（1）避免多电器依次接通）避免多电器依次接通控制电路设计中的注意事项控制电路设计中的注意事项（3）避免触点后置避免触点后置（4）优化接线）优化接线(5)优优化化电电路路控制电路设计中的注意事项控制电路设计中的注意事项4.4.设计举例设计举例（某车床控制电路设计）（某车床控制电路设计）（1 1）设备条件及控制要求设备条件及控制要求1）主轴及进给机构由电动机）主轴及进给机构由电动机M1驱

21、动，正反转及制动由机械部件实现；驱动，正反转及制动由机械部件实现；M1 电动机控制要求为：直接起动，多地点控制；电动机控制要求为：直接起动，多地点控制；2）冷却泵由电动机）冷却泵由电动机M2驱动驱动 M2 电动机控制要求为：直接起动，持续工作；电动机控制要求为：直接起动，持续工作；3）进给机构快速移动由电动机）进给机构快速移动由电动机M3驱动驱动 M3 电动机控制要求为：手控点动；电动机控制要求为：手控点动；还可添加其他控制要求：还可添加其他控制要求：M1起动后，起动后，M2方可起动；方可起动；M1与与M3只允许一个处于工作状态；只允许一个处于工作状态；电气控制系统电路图设电气控制系统电路图设计基础计基础（2）主电路设计主电路设计设计举例（某车床控制电路设计）设计举例（某车床控制电路设计）（3 3）控制电路设计控制电路设计1）局部基本功能电路设计）局部基本功能电路设计M1控制电路控制电路M2控制电路控制电路M3控制电路控制电路辅助电路辅助电路设计举例（某车床控制电路设计）设计举例（某车床控制电路设计）控制电路设计控制电路设计2）组合局部电路）组合局部电路