机床电气控制与PLC技术综合应用课件

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1、机床电气控制与PLC技术,综合复习,一、填空题,一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电

2、磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。,一、填空题,9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁铁的原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。,一、填空

3、题,16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧和栅片灭弧四种。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。,一、填空题,23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的

4、严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。,一、填空题,31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位

5、、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。,一、填空题,35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。 38、继电器按用途分为控制用和保护用继电器。 39、时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通和断开的自动控制电器。 40、时间继电器按延时方式分为通电延时型和断电延时型两类。,一、填空题,41、热继电器是利用电流的热效应原理实现电动机的过载保护，

6、具有反时限保护特性。 42、速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，主要由转子、定子和触头三部分组成。 43、电气系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。 44、国家标准局颁布的GB4728-84表示“电器图用图形符号”、GB6988-87表示“电气制图”和GB7159-87表示“电气技术中的文字符号制订通则”。,一、填空题,45、绘制电气原理图时一般按主电路和辅助电路两部分进行绘制。 46、三相笼型异步电动机一般有全压起动和减压起动两种方式。 47、常用的减压起动有定子串电阻、星形-三角形换接、自耦变压器及延边三角形起动。 48、三相笼型异步电动机制动方法有机械制动

7、和电气制动两大类。 49、三相笼型异步电动机电气制动方法有反接制动和能耗制动两大类。 50、反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。,一、填空题,51、所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相电源之后，定子绕组上加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。 52、电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、零电压及欠电压保护及弱磁保护等。 53、常用的断路保护元件有熔断器和断路器等。 54、组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的高效率自动化或半自动化的专用机床。,一、填空题,55、组合机床中使用的通用部件

8、，按其功能分为动力部件、支承部件、传动部件和控制部件等。 56、PLC按结构形式分为整体式和模块式PC。 57、PLC按I/O点数和存储容量分为小型、中型和大型PC。 58、PLC按功能分为低档机、中档机和高档机。 59、PLC的主机是由CPU、存储器、I/O单元和电源单元组成。 60、PLC的存储器分系统程序存储器和应用软件存储器两类。,一、填空题,61、PLC控制系统主要由I/O扩展模块和扩展单元、I/O特殊功能模块、编程器及外围设备等组成。 62、输入接口电路的输入方式有直流输入、交流输入和交直流输入三种。 63、PC的编程器主要由键盘、显示屏、工作方式选择开关和外存储器接口等部件组成。

9、 64、FX2系列PC的输入继电器X的作用是专用于接收和存储外部开关量信号，它能提供无数对常开、常闭触点用于内部编程。 65、FX2系列PC的输出继电器Y有两个作用，其一是提供无数对常开、常闭触点用于内部编程，其二是能提供一副常开触点驱动外部负载。,一、填空题,66、FX2系列PC的定时器T都是通电延时型，可以用程序方式获得断电延时功能。 67、任何一种继电器控制系统都是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。 68、通常PLC一个扫描周期分三个阶段进行，即输入采样、用户程序执行阶段和输出刷新，三个阶段周期重复循环进行。 69、PLC的编程语言有梯形图、指令表、顺序功能图、级式、逻辑图和高级编程语

10、言。 70、SET和RST指令分别表示置位和复位的含义。,一、填空题,71常用的灭弧方法有 _灭弧、 灭弧、 灭弧和 灭弧。 72.主令电器按钮是由： 、 、 和 等组成。 73.电流继电器可分为： 电流继电器和 电流继电器两类。 74所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相电源之后， 绕组上加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。 75.PLC的全称为 ，其工作方式为循环扫描，其开关量输出方式有 、 和 输出三种形式。 76. PLC内部辅助继电器可分为： 、 和 辅助继电器。,一、填空题,77、所谓电器控制电路，就是把 、 和 等，用导线连接起来，形成从电源一端到另一段

11、的闭合回路。 78、三相异步电动机降压启动方式有 、 、 和 等。 79、主令电器是用来发出 指令的电器。它的 指令将通过继电器、接触器和其他自动电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其他生产机械的远距离控制。 80、时间继电器的通电延时型线圈的图形符号为 、断电延时型线圈的图形符号为 ； 81、 “ ”中40、M、R的含义分别为 、 、 。 82、MPS指令的功能为 ， MRD指令的功能为 ， STL指令的功能为 ，RET指令的功能为 。,二、控制线路及其控制功能,按下按钮接触器就抖动，点动，起动后无法关断，线圈不能被接通，按下按钮电源短路。,三、时间继电器（KT）应用,是用来定

12、时的电器件,是一种按照时间原则进行控制的电器。,三、时间继电器应用报警电路,三、时间继电器应用-Y-降压起动,三、时间继电器应用-机床能耗制动,四、问答,（1）既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？ （2）三相异步电动机进行为何要进行制动控制？常用的制动控制方式有哪些？ （3）简述PLC控制系统与继电控制系统的区别。 （4）热继电器的作用及工作原理是什么？ （5）PLC是如何实现内外部电路的电气隔离的？,既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？,熔断器和热继电器的作用各不相同，在电动机为负载的电路中，熔断器是一种广泛应用的最简单有效的短路保护电器，它串联在电路

13、中，当通过的电流大于规定值时，使熔体熔化而自动分断电路，它分断的电流大，要求它作用的时间短，以保护负载。而热继电器是一种利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的过载保护电器，在电动机为负载的电路中，热继电器用来对连续运行的电动机进行过载保护，以防止电动机过热而造成绝缘破坏或烧毁电动机。据此，使熔断器作用的电流很大，过载电流不足以使其作用，所以它不能代替热继电器实施过载保护。而由于热惯性，虽然短路电流很大，但也不能使热继电器瞬间动作，因此它不能代替熔断器用作短路保护。在电动机主电路中既要装熔断器，实现短路保护，也要装热继电器，实现过载保护。,1. 电器控制系统的组成 通过第一章的学习可知

14、，任何一个电器控制系统，都是由输入部分、输出部分和控制部分组成 其中输入部分是由各种输入设备，如按钮、位置开关及传感器等组成；控制部分是按照控制要求设计的，由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路；输出部分是由各种输出设备，如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号，由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序，然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成，所以接线复杂且故障点多，同时不易灵活改变。 2. PLC控制系统的组成 由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成

15、，PLC控制系统的输入、输出部分和电器控制系统的输入、输出部分基本相同，但控制部分是采用“可编程”的PLC，而不是实际的继电器线路。因此，PLC控制系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，PLC控制系统不仅能实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。,主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护

16、，而只能用作过载保护 热继电器的工作原理是，利用电阻丝缠绕在双金属片上，将电阻丝串联在电路中，通过电流时双金属片会受热弯曲，弯到一定程度就能将一对辅助接点断开，通过控制回路将主电路断开。 动作过后，只要按一下热继电器的复位按钮，辅助接点就能重新闭合。但需要过十几分钟才能复归，因为双金属片要冷却下来才能变直。,PLC控制三相异步电动机正反转切换时应注意的问题,使用PLC在三相异步电动机正反转切换过程中，为了控制电动机正转的继电器KM1和反转的继电器KM2不会同时接通，通常会在PLC的编程过程中采用互锁的功能，但是由于继电器的触点的接触与断开都是在一瞬间完成，所以在正反转切换时可能存在电源的瞬时短路这一安全隐患，在这里最好是按下反转控制按钮时立即使KM1触电复位，同时经过很短一段时间在使KM2触点闭合，这样可避免KM1 ,KM2同时闭合造成的电源瞬时短路，提高系统的可靠性。,五、编程题,有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M