《电气控制与PLC S7-200 教学课件 ppt 作者 张君霞 第三章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC S7-200 教学课件 ppt 作者 张君霞 第三章（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 典型机械设备电气控制系统分析,3.1 车床电气控制电路 3.2 铣床电气控制电路 3.3 桥式起重机电气控制电路,3.1 车床电气控制线路,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。,3.1.1 主要结构与运动形式 卧式车床主要由床身、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。,3.1 车床电气控制线路,3.1 车床电气控制线路,3.1
2、.2电力拖动与控制要求,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。,3.1.3 电气控制电路分析 （一）主电路分
3、析,主轴电动机,冷却泵电动机,快速移动电动机,反接制动,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。,（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。,2.主轴电动机的正反转控制,按下正转SB3 KM3线圈通电、 KT线圈通电延时主回路R被
4、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。,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。,郑铁职院机电工程系,4.主轴电动机负载检测及保护环节,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）按钮接触器KM4线圈得电并自锁KM4主触点闭合冷却泵电动机
5、M2起动运转；按下SB5（314）接触器KM4线圈失电M2停转。,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。,3.2 铣床电气控制线路,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
6、加工凸轮和弧形槽。,3.2.1 主要结构和运动形式,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。 1 主运动 铣刀的旋转运动为铣床的主运动， 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。 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及工作台的回转。,3.2.2 电力拖动与控制要求 电力拖动特点： XA6132万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动
7、由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。 （1）主轴拖动对电气控制的要求 1）主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能实现正、反转，由于旋转方向不需经常改变，所以在加工前预先选择主轴转动方向而在加工过程中不须变换。 2）铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动大。为减轻负载波动的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，以加大转动惯量，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。,3）为使主轴变速时，齿轮的顺利啮合，减少齿轮端面的冲击，主轴电动机在主轴变速时应有主轴变速冲动环节。 4）
8、为便于操作者在铣床正面与侧面皆可操作，主轴电动机的起动、停止等控制为两地操作。 （2）进给拖动对电气控制的要求 1） XA6132万能卧式铣床工作台运行方式有手动、进给运动和快速移动三种方式。进给运动和快速移动由进给电动机拖动并经工作进给电磁离合器与快速移动电磁离合器来控制完成。 2）为减少控制按钮数量，避免误操作，对进给电动机的控制采用机械手柄挂档，同时压合相应行程开关的控制方式。 3）工作台的垂直、横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动
9、，故应有联锁保护。,4）进给运动的控制也为两地操作方式。 5）使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下、左右、前后六个方向的运动之间有联锁控制。 6）进给变速时，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时进给电动机有进给变速冲动环节。 7）根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行。加工结束时，主轴电动机与进给电动机同时停止，或先停进给电动机后停主轴电动机。 8）工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保护。,2019/5/22,2019/5/22,3.2.3 电气控制电路分析 1.主电路 2.控制电路 1）主
10、轴电动机的起动控制 2）主轴电动机的制动控制 3）主轴上刀换刀时的制动控制 4）主轴变速冲动控制,2019/5/22,2进给拖动控制电路分析 1）工作台纵向进给运动的控制 2）工作台向前与向下进给运动的控制 3）工作台向后与向上进给的控制 4）进给变速冲动控制 5）进给方向快速移动的控制 3圆工作台的控制 冷却泵和机床照明的控制,控制电路的联锁与保护 1）主运动与进给运动的顺序联锁 2）工作台6个运动方向的联锁 3）长工作台与圆工作的联锁 4）工作台进给运动与快速运动的联锁 5）具有完善的保护,（三）XA6132卧式万能铣床控制特点及常见故障分析 1电气控制特点 1）采用电磁磨擦离合器的传动装
11、置，实现主轴电动机的停车制动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。 2）主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。 3）进给电动机的控制采用机械挂挡-电气开关联动的手柄操作，而且操作手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。 4）工作台上下左右前后6个方向的运动具有联锁保护。 2常见故障分析 1）主轴停车制动效果不明显，或无制动。 2）主轴变速与进给变速时无变速冲动。 3）工作台控制电路的故障。,3.3 桥式起重机电气控制电路,3.3.1 概述 起重机分类：桥式、门式、塔式、旋转式。 桥式起重机又称行车、天车，尤以吊钩桥式起重机多用。 3.3.2 桥式起重机的结构：
12、 1.桥架 2.大车移行机构 3.小车 4.提升机构 5.驾驶室 桥式起重机的运动形式： 起重机由大车电动机驱动沿车间 两边轨道作纵向（前后）运动。 小车及提升机构由小车电动机驱 动沿桥架主梁上的轨道作横向（左右） 运动。 提升电动机驱动重物作升降运动。,3.3 桥式起重机电气控制系统,3.3.3 桥式起重机的主要技术参数 1.起重量 单钩：5t、10t 双钩：15/3t、20/5t、30/5t、50/10t、75/20t、100/20t、 125/30t、150/30t、200/30t、250/30t，分子为主钩起重量，分母为 副钩起重量。 2.跨度 10.5m， 13.5m ， 16.5m
13、31.5m 3.提升高度 12m，16m，12/14m 4.运行速度 5.提升速度 提升速度30m/min 空钩速度：高达提升速度两倍 着陆低速46m/min 6.负载持续率 工作时间与工作周期时间之比，用JC%表示。标准负载持续率：15%、25%、40%、60%。 7.工作类型 有轻级、中级、重级和特重级四种。,3.3.4 提升机构对电力拖动的主要要求 1.电力拖动系统的构成 小车电动机一台、大车电动机一至二台、提升电动机一至二台。 2.对起重电动机的要求 起重机负载图如右 提升机构四个工作阶段： 升降重物及空钩。 大、小车二个工作阶段： 平移重物及空钩。 停歇二个阶段：装卸货 一个工作周期
14、10min。 三台电动机均为断续周期工作方式，电动机启制动频繁，为缩短启 制动时间，减少启动、制动损耗，起重机转子制成细长形，使飞轮惯 量GD2减少。,(1)起重机宜选用起重型断续周期工作制电动机，该机应启动电流小， 启动转矩大。 (2)能电气调速 选用绕线型异步电动机转子串电阻调速。 (3)能适应较恶劣的工作环境和机械冲击。 3.对电气控制系统的要求 (1)具有合适的升降速度，空钩能快速升降。 (2)调速范围 3：1，高者510：1。 (3)有适当的低速区 (4)提升第一档为预备级，用于消除传动系统齿轮间隙，张紧钢丝绳。 (5)起重机负载为位能性恒转矩负载，要有电动下放（强力下放）、倒 拉反
15、接制动下放及发电反馈制动下放三种下放负载方式。 (6)电气与机械双重制动。 (7)要有完备的电气保护与联锁环节。,3.3.5 10t桥式起重机典型电路分析,1.电路特点 1）可逆对称电路 凸轮控制器左右各档其触点通断情况对称，故电动机正反转工作情况完全相同。 2）绕线型异步电动机转子在每一档均串接三相不对称电阻。 在凸轮控制器手柄不同位置，电动机转子各相接入的电阻均不相同，可得不同的转速。,3）用于控制提升机构时 (1)提升负载第一档为预备级，消除齿轮间隙，二至五档转速逐渐升高，电动机工作于正向电动状态。 (2)下放负载，电动机工作于反向发电反馈制动状态，只能在下放第五档工作。 (3)轻载下放Tw Tf 时，电动机工作于反向电动状态强力下放，可在下放第一至五档工作。 注意：下放重载时，凸轮控制器手柄应由零位直接扳至下放第五档，中间不得停留。 为使下放负载时准确定位，将手柄在下放第一档与零位间来回操作，由电磁抱闸配合便可获得下放低速。,2. 保护电路分析 1.欠电压保护 2.失电压保护与零位保护 3.过电流保护与短路保护 4.行程终端限位保护 5.安全保护,
