模块二(新)PLC讲解

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1、电气控制与PLC应用 模块二 常见机床控制电路 任务一 C650车床控制电路分析与故障排除 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 用途：车床是应用最广 泛的金属切削机床，普 通车床可以用来切削工 件的外圆、内圆、端面 和螺纹等，并可以装上 钻头或铰刀等进行钻孔 和铰孔的加工。 一、任务导入 任务一 C650车床控制电路分析与故障排除 电气控制与PLC应用 右图为卧式车床结构示意图。 它主要由床身、主轴变速箱、尾座 进给箱、丝杠、光杠、刀架和溜板 箱等组成。 主运动：卡盘或顶尖带动工件的 旋转运动； 进给运动：溜板带动

2、刀架的纵向 或横向直线运动； 辅助运动：刀架的快速进给与快 速退回。 车床的调速采用变速箱。 床身 主轴箱 进给箱 丝杆 光杆 刀架 卡盘 溜 板 箱 电气控制与PLC应用 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 车床的电力拖动形式及控制要求 1 主轴的旋转运动 C650 型车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为 30kW 。主电

3、机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采 用反接制动。 2 刀架的进给运动 溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。刀架的进给运动由主轴电 动机带动，并使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。 3 刀架的快速移动 为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动 机拖动，其功率为 2.2kW ，并采用点动控制。 4 冷却系统 车床内装有一台不调速、单向旋转的三相异步电动机拖动冷却泵，供 给刀具切削时使用的冷却液。 电气控制与PLC应用 三、任务实施 （一）主电路分析 主轴电动机冷却泵电动机快速移动电动机 反接制动 限制反接制动电流 监视主轴电动机电流 KT的 作用 ？ 主轴

4、电动机正反转控制 M1（主电动机）： KM1、KM2实现正反转； KT与电流表PA用于检测运 行电流； KM3用于点动和反接制动 时串入电阻R限流；正反 转电动运行时R短路。 速度继电器KS用于反接制 动。 M2（冷却泵电机）： KM4用 于起停控制。 M3（快移电动机）：KM5用 于起停（点动）控制。 电气控制与PLC应用 （二）控制电路分析 1.主轴电动机的点动控制 按下点动按钮 SB2 不松手 接触器 KM1 线圈通电 KM1 主触点闭合主轴电动 机把限流电阻 R 串入电路中 进行降压起动和低速运转。 电气控制与PLC应用 2.主轴电动机的正反转控制 正转起动 反转起动 按下正转SB3

5、KM3线圈通电 、 KT线圈通电延时主回路 R被短路KA线圈通电 KM1 线圈通电自锁M1正向起动 。 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 3.主轴电动机的反接制动控制 正转或反转时，当n120r/min时， KS的其中一个触点闭合。 按下停车按钮SB1KM1、KT、KM3、KA线圈 失电，松开SB1KM2线圈通电M1串R反接 制动n100r/min时KM2线圈断电，切除 反接电源，M1停止转动。 电气控制与PLC应用 5.刀架快速移动控制 限位开关SQ（317）闭合接触器KM5线圈通 电快速移动电动机M3起动运转。 6.冷却泵控制 按SB6（1415）按钮

6、接触器KM4线圈得 电并自锁KM4主触点闭合冷却泵电动机 M2起动运转；按下SB5（314）接触器 KM4线圈失电M2停转。 电气控制与PLC应用 4.主轴电动机负载检测及保护环节 防止起动电流的冲击 。 当按下停止按钮SB1时 , KT线圈相继失电释放 , 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。 电气控制与PLC应用 （三）辅助电路分析 电气控制与PLC应用 车床电气控制电路的特点 1 . 主轴的正反转是通过电气方式，而 不是通过机械方式实现的。 2 . 主电动机的制动采用了电气反接制 动形式，并用速度继电器进行控制。 3 . 控制回路由于电器元件很多，故通 过控制

7、变压器 TC 与三相电网进行电隔 离，提高了操作和维修时的安全性。 4 . 采用时间继电器 KT 对电流表 PA 进行保护。 5 . 中间继电器 KA 起着扩展接触器 KM3 触点的作用。 电气控制与PLC应用 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 问问看看听听摸摸 电气控制与PLC应用 2.电气控制电路故障的诊断方法 电压测电压测 量法量法 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。 电阻测电阻测 量法量法 指利用万用表测量机床电气线路上某两

8、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 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 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

9、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 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

10、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 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 （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

11、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 三、任务实施 （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

12、向旋转。 电气控制与PLC应用 （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（89、1112）或SB4（8 9、811）KM3线圈随即断电，但此时速 度继电器KS的正向触点（97）或反向触点（ 97）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 （2）主轴电动机的变速冲动控制 SQ7是主 轴

13、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 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 位 置 触 点 接通圆工作台接通长工作台 SA1-1+ SA1-2 + SA1-3+ 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P

14、LC应用 （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。 电气控制与PLC应用 纵向手柄的操作 电气控制与PLC应用 （2）工作台前后和上下进给控制 十字手柄向下和向前压下位置开关SQ3 ，向上和向后压下位置开关SQ4。 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

15、作台，否则 横向和垂直运动无法进行。 电气控制与PLC应用 十字手柄的操作 电气控制与PLC应用 （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SB6YA线圈断电， 工作台改为工进。 电气控制与PLC应用 工作台快速移动控制 电气控制与PLC应用 （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 SQ6KM4得电进给电 动机M2正转，便于齿轮啮 合。 电气控制与PLC应用 （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

16、选择开关SA1置于圆工作 台接通位置。 互锁分析：SQ1SQ4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 （6）铣床各运动方向的联锁及保护 v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。 v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。 v长工作台与圆工作台的联锁（SA1实现） v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 冷却泵开关 冷却泵、照明控制、保护环节 照明开关 过载保护 主电路短路保护 控