电气控制及PLC应用课件

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1、电气控制与PLC应用 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 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 电气控制与PLC应用 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

2、，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。 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。 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P

3、LC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 （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

4、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 （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，

5、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 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 （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（1718） 接触器KM1（200）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（202

6、1）闭合中间继 电器KA1（210）线圈得电1#泵 运行指示灯HL5（210）亮。KA1 的动断触点KA1（1415）和KA1 （1819）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（1820）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（1617） KM1（200）线圈失电1#泵停 止工作。 电气控制与PLC应用 2.自动控制电路 （1）未发生火灾时的控制。如图2-2所示，1SBNSB（45）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（63）。消火栓

7、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1SBNSB（45）平时由玻璃片压着，其动合触点闭合中间继电器 KA4（53）线圈得电KA4动断触点（17）断开通电延时时间继电器 KT3（70）不得电其延时动合触点KT3（19）未闭合KA5（80）不 得电其动合触点KA5（1422）、KA5（2634）未闭合KM1或KM2线 圈不得电，1#泵、2#泵均停止工作。由于KA1（210）、KA2（330）线 圈不得电，其动断触点（1415或2627）闭合停泵指

8、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 （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2-4 1#泵工作，2#泵备用的控制电路 电气控制与PLC应用 电气控制与PLC应用 （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（200）失电，引起各电器元件的动作 顺序如下。 电气控制与PLC应用 将万能转换开关SA旋转至“2#泵工作，1#泵备用”挡，其触 点12、34闭合。

9、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2-5 2#泵工作，1#泵备用的控制电路 电气控制与PLC应用 （4）在两台泵的控制电路中，与KA5（1422、2634）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（110） 按下复位按钮SB5（1113）KA6（130）线圈得电并自锁 KA6（1112）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，

10、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 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 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

11、，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 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

12、路分析 电气控制与PLC应用 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 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

13、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 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 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 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

14、 、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 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 电阻测电阻测 量法量法 用万用表的电阻挡检测前应 先断开电源，然后按下SB2 不放

15、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 电阻测量法注意点： 用电阻测量法检查故障时一定要断开电 源。 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。 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 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