電氣自動化教案

1、第一周第一次課緒論一、課程的性質和任務（第一學時）1、性質： “工廠電氣控制技術”是一門實踐性較強的專業(yè)課。該技術在生產過程、科學研究及其他各領域應用十分廣泛。2、主要內容：以電動機或其他執(zhí)行電器為控制對象，介紹電氣控制的基本原理、線路、程序及控制裝置的設計方法。3、基本任務：1）熟悉常用控制電器的結構原理、用途及型號，達到能正確使用和選用的目的。2）熟練掌握電氣控制的基本線路，具有對一般電氣控制線路的獨立分析能力。3）熟悉典型生產設備電氣控制系統(tǒng)，具有從事電氣設備的安裝調試、運行和維護等技術工作能力。4）具有設計和改進一般生產設備電氣控制線路的基本能力。5）掌握可編程序控制器的基本原理及應用

2、發(fā)展情況，做到能根據(jù)工藝過程和控制要求正確選用PC、設計控制系統(tǒng)、編制用戶程序，經調試應用于生產過程控制。二、電力拖動的組成三、電氣控制技術的發(fā)展概況1、在控制方法上主要是從手動控制到自動控制；2、在控制功能上是從簡單到復雜（智能化）；3、在操作方式上由笨重到輕巧（信息化處理）；4、從控制原理上，由單一的有觸點硬接線繼電器控制系統(tǒng)轉向以微處理器或計算機為中心的網絡化控制系統(tǒng)。目前，電氣控制技術已發(fā)展為集微電子技術、電力電子技術、自動控制技術、計算機技術、網絡通信技術、測試技術和可靠性技術為一體的綜合技術四、控制技術的發(fā)展過程繼電接觸器控制 順序控制器 電機放大機和磁放大器 晶閘管控制系統(tǒng) 可編

3、程序控制器（PC ）五、電器產品的發(fā)展有觸頭電器 電子化電器 集成化電器 智能化電器第一章 常用低壓控制電器§1.1 電器的基本知識（第二學時）一、電器的定義及分類1.定義：電器是一種能根據(jù)外界信號，手動或自動地接通或斷開電路，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節(jié)用的電氣器件。2.電器的分類1）按工作電壓等級分類：1500V，1200V以上為高壓，以下為低壓。2）按用途分類二、電磁式電器的工作原理與結構特點(一) 電磁機構1常用的磁路結構：如右圖所示2吸引線圈 (二) 電磁吸力與吸力特性1、電磁鐵的吸力2、吸力特性（三）反力特性和返回系數(shù)（四）交流電磁機構上短路

4、環(huán)的作用1、交流電磁機構實際吸力曲線2、交流電磁機構上短路環(huán)的作用 三、電器的觸頭系統(tǒng)和電弧(一)電器的觸頭系統(tǒng)(二)電弧的產生及滅弧方法第一周第二次課§1.2 開關電器（第一學時）一、開關電器的作用、類型、典型結構、常用的產品、型號含義和圖形文字符號等二、轉換開關的作用、基本結構和圖形文字符號等三、自動開關1、低壓斷路器的類型、結構和作用、圖形文字符號2、四連桿機構及其工作原理3、低壓斷路器的三段保護特性4、電子式、智能化的低壓斷路器簡介5、漏電斷路器的結構、工作原理和作用6、常用典型低壓斷路器型號和主要技術參數(shù)7、選用原則§1.3 熔斷器1、熔斷器的結構和工作原理、圖形

5、文字符號2、使用類別和分類3、常用型號和主要技術參數(shù)4、選用原則§1.4 主令電器（第二學時）1、控制按鈕、行程開關、接近開關、轉換開關、主令控制器與凸輪控制器、指示燈的結構原理、分類、常用型號和圖形文字符號2、主令電器的一般選用原則§1.5 接觸器1、接觸器的結構及工作原理、圖形文字符號2、使用類別及其代號和作用3、常用典型低壓接觸器型號介紹（1）空氣電磁式（2）機械聯(lián)瑣式（3）切換電容（4）真空交流式（5）直流接觸器（6）智能化接觸器的組成、結構特點及其應用4、接觸器的主要特性和參數(shù)5、選用原則6、常見故障分析第二周第一次課§1.6 繼電器（第一學時）一、 熱

6、繼電器1、熱繼電器的作用、工作原理、圖形文字符號2、帶斷相保護熱繼電器的結構原理及差動機構的動作原理3、常用型號和主要技術參數(shù)5、選用原則二、電磁式繼電器1、電磁式繼電器的結構原理、圖形文字符號2、常用典型繼電器型號和主要技術參數(shù)三、時間繼電器1、空氣阻尼式的結構特點、工作原理等2、電子式繼電器的結構特點、工作原理等3、電動式繼電器的結構特點、工作原理等4、固態(tài)式繼電器的結構特點、工作原理等5、時間繼電器的選用原則和圖形文字符號四、速度繼電器簡介（第二學時）1、速度繼電器的組成與工作原理2、速度繼電器的使用場所§1.6 其他電器1、電磁鐵、電磁閥的結構原理、圖形文字符號、類型及其作用

7、2、幾種液壓元件及其符號及功能參觀實驗室低壓電器第三周第一次課第二章 基本電氣控制線路（第一學時）§2.1 電氣控制系統(tǒng)圖的類型及有關規(guī)定一、圖形文字符號的類型及有關規(guī)定：P3340，見表2-1二、電氣原理圖的類型及有關規(guī)定1、繪制電氣原理圖時應遵循的原則2、圖面區(qū)域的劃分3、符號位置的索引4、電氣原理圖中技術數(shù)據(jù)的標注三、電器布置圖四、電氣安裝接線圖§2.2 三相異步電動機的起動控制線路（第二學時）一、單向全壓起動控制線路1、單向全壓起動控制線路2、點動的控制電路3、既能長期工作又能點動的控制電路4、電機的順序控制：電機的順序起動與順序停止5、兩地控制線路二、電動機的正反

8、轉控制線路1 電動機“正一停一反”控制線路如下圖a)2 電動機“正一反一停”控制線路如下圖b)1）電器元件在線路中的作用；2）線路動作過程分析；3）互鎖的概念與應用 3倒順開關正反轉控制線路分析（如下左圖）1）倒順開關的應用場所2）線路動作過程分析三、自動往復行程控制線路（如上右圖）1）SQ1、SQ2的作應用2）線路動作過程分析第三周第二次課§2.3 三相鼠籠式異步電動機減壓起動線路（第一學時）一、定子串電阻(或電抗)減壓起動控制線路1、線路設計思想：起動時，起動電流在電阻或電抗上產生電壓降使加在電機定子繞組上的電壓低于電源電壓，使起動電流減小，待電動機轉速接近額定轉速時，再將電阻或

9、電抗短接，使電動機在額定電壓下運行。2、典型線路介紹：如下左圖所示二、Y-減壓起動控制線路1、線路設計思想：起動時，定子繞組首先接成星形，待轉速上升到接近額定轉速時，將定子繞組的接線由星形接成三角形，電動機便進入全電壓正常運行狀態(tài)。2、Y-降壓啟動適應范圍1、 典型線路介紹：如上右圖所示三、自耦變壓器減壓起動控制線路（第二學時）1、線路設計思想：電機起動電流的限制依靠自耦變壓器的降壓作用來實現(xiàn)。2、典型線路介紹2、 一般工廠常用的自耦變壓器起動方法：如下左圖所示四、-(又稱延邊三角形) 減壓起動控制線路1、線路設計思想：通過改變定子繞組的大小來改變電動機的外加電壓。2、典型線路介紹：如上右圖所

10、示五、幾種減壓起動方法的比較及其適應范圍第四周第一次課§2.4 三相繞線式轉子異步電動機起動控制線路（第一學時）一、轉子回路串接電阻起動控制線路1、線路設計思想：利用轉子回路可以通過滑環(huán)外串電阻來達到減小起動電流，提高轉子電路功率因數(shù)和起動轉矩的目的。2典型線路介紹1) 按時間原則組成的繞線式異步電動機啟動控制線路2) 按電流原則組成的繞線式異步電動機啟動控制線路3) 轉子回路串頻敏變阻器起動控制線路§2.5 三相異步電動機的調速控制線路（第二學時）1、變級數(shù)調速原理2、變級數(shù)調速方法（1）改變定子繞阻的接法，或者變更定子繞阻每相電流方向（2）在定子上設置具有不同極對數(shù)的兩

11、套互相獨立的繞阻3、雙速電動機控制線路如上右圖所示（1）雙速異步電動機定子繞組接線示意圖如上左圖所示（2）KM1 KM3在電路中的作用（3）高、低速轉向一致時雙速電動機的接線方式第五周第二次課（第五周第一次課是五一長假）2.6 三相交流電動機的制動控制線路（第一學時）一、電磁機械制動控制線路電磁抱閘制動線路：(1) 斷電電磁抱閘制動(2) 通電電磁抱閘制動二、反接制動控制線路1、反接制動的概念2、反接制動電阻值的確定方法3、反接制動控制的特點及適應場所4、電動機可逆運行反接制動控制線路三、能耗制動控制線路：如下左圖所示（第二學時）1、能耗制動控制的概念2、能耗制動控制的特點及適應場所3、電動機

12、可逆運行能耗制動控制線路速度原則控制或時間原則控制4、無變壓器單管能耗制動控制線路：如上右圖所示（1）無變壓器單管能耗制動的指導思想（2）無變壓器單管能耗制動的特點及適應場所5、反接制動控制與能耗制動的比較第六周第一次課§2.7 直流電動機的控制線路（第一學時）一、概述 1、直流電動機分類2、直流電動機電源的分類3、工廠常用的直流電動機起動、正反轉、調速及制動的特點1）直流電動機轉速調節(jié)主要有以下四種方法2）制動控制特點二、他勵(包括并勵)直流電動機的控制線路（第一學時）1 電樞回路串電阻的起動與調速控制線路（1）電器元件在線路中的作用（2）線路特點（3）動作過程分析2 直流電動機改

13、變勵磁電流進行調速的控制線路（1）電器元件在線路中的作用（2）線路特點（3）動作過程分析3 直流電動機改變勵磁電壓極性的正反轉控制線路（第二學時）（1）電器元件在線路中的作用（2）線路特點（3）動作過程分析4 帶有能耗制動的正反轉控制線路（1）電器元件在線路中的作用（2）線路特點（3）動作過程分析§2.8 電氣控制線路的保護環(huán)節(jié)（自修）1、短路保護2、過電流保護3、過載保護4、斷相保護5、失壓保護6、欠電壓保護7、過電壓保護8、位置控制與保護9、溫度、壓力、流量、轉速等物理量的控制與保護第七周第一次課第三章 典型生產機械電氣控制線路分析§3.1電氣控制線路分析基礎（第一學時

14、）一、電氣控制分斬的內容與要求1、設備說明書2、電氣控制原理圖3、電氣設備的總裝接線圖4、電器元件布置圖與接線圖二、電氣原理圖的閱讀分析方法1、電氣原理圖的分析方法與步驟(1) 分析主電路 (2) 分析控制電路 運用“化整為零”、“順藤模瓜”的原則，將控制電路按功能劃分為若干個局部控制線路，從電源和主令信號開始，經過邏輯判斷，寫出控制流程，以簡便明了的方式表達出電路的自動工作過程。(3) 分析輔助電路(4) 分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié) (5) 分析特殊控制環(huán)節(jié) (6) 總體檢查 經過“化整為零”，逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關系之后，還必須用“集零為整”的方法檢查整個控制線路，

15、看是否有遺漏。3、 C650普通臥式車床電氣原理圖的分析過程（第二學時）一、主要結構及運動特點運動形式：1）主運動(切削運動)：即軸卡盤帶動工件的旋轉運動2）進給運動：溜板刀架或尾架頂針帶動刀具的直線運動3）輔助運動：刀架的快速移動二、拖動方式與控制要求 三、電氣控制線路分析第七周第二次課§3.2 T68型臥式鏜床電氣控制線路分析（第一學時）一、主要結構和運動形式1、主要結構：T68型臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜頭架、工作臺、后立柱和尾架等部分組成。2、運動形式主運動（1）鏜軸與花盤的旋轉運動。（2）進給運動 鏜軸的軸向進給、花盤上刀具的徑向進給、鏜頭的垂直進給、工作臺的橫向和縱向

16、進給。（3）輔助運動 工作臺的旋轉、后立柱的水平移動、尾架的垂直移動及各部分的快速移動。二、電力拖動方式和控制要求：P75頁三、電氣控制線路分析：T68型臥式鏜床電氣控制線路如圖3-4所示1、主電路分析2、控制電路分析：控制線路如下圖所示（第二學時）（1）線路中SQ1 SQ6的作用 SQ1與“高低速”變速操作手柄連動的行程開關（置“高速”時受壓，常開觸點閉合，常閉觸點斷開；置“低速”時復位，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。）SQ2與“主軸變速”和“進給變速”操作手柄連動的行程開關（當主軸或進給變速手柄拉出時SQ2受壓，當主軸或進給轉速選擇好以后，推回調速手柄SQ2復位。）SQ3、 SQ4與主軸箱、

17、工作臺和主軸機動進給操作手柄連動的行程開關（當工作臺及主軸箱進給操作手柄扳到“進給”位置時，SQ4受壓；當主軸及花盤進給操作手柄扳到“進給”位置時，SQ3受壓。）SQ5、SQ6與快速移動操作手柄連動的正反轉控制行程開關。（2）主軸點動控制（3）主拖動電動機起動控制（4）主軸的停車和制動（5）主軸變速和進給變速控制（6）快速移動電動機M2的控制3、輔助電路分析4、聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié)分析（1）主軸箱和工作臺與主軸機動進給聯(lián)鎖(SQ3、SQ4的作用)（2）其他聯(lián)鎖環(huán)節(jié)（3）保護環(huán)節(jié)四、T68型臥式鏜床電氣控制線路的特點第八周第一次課§3.3 萬能銑床電氣控制系統(tǒng)一、主要結構及運動特點（第一學時）

18、1）主運動：主軸帶動銑刀的旋轉運動；2）進給運動：長工作臺帶動工件的上下、左右、前后移動或圓工作臺的旋轉運動；3）輔助運動：工作臺帶動工件在三個方向的快速移動。二、拖動方式與控制要求 三、電氣控制線路分析：X62W臥式萬能銑床電氣控制原理圖如圖3-6所示。該機床控制線路的顯著特點是控制由機械操作和電氣操作密切配合進行。*工作臺縱向(左右)進給行程開關SQl、SQ2的工作狀態(tài)*工作臺橫向(前后)，升降(上下由十字開關控制)進給行程開關SQ3、SQ4的工作狀態(tài)*圓工作臺轉換開關SA1的工作狀態(tài)1、主電路分析：如下左圖所示（1）SA的作用（2）SA的作用2、控制電路分析：如上右圖所示（1）電路元件作

19、用介紹（2）主軸電機控制電路分析a、主軸電動機的起?？刂芺、主軸變速沖動控制X62W臥式萬能銑床主軸的變速采用孔盤機構，集中操縱。從控制電路的設計結構來看，既可以在停車時變速，也可以在M1運轉時進行變速。右圖為主軸變速機構簡圖。（4）進給電機控制電路分析（第二學時）a、X62W臥式萬能銑床電氣控制特點b、升降臺升降、縱向、橫向行程開關工作狀態(tài)介紹c、工作臺移動控制1)工作臺左右(縱向)移動2)工作臺前后(橫向)和上下(升降)進給控制d、工作臺各運動方向的聯(lián)鎖e、工作臺進給變速沖動控制f、圓工作臺控制3）冷卻泵電動機陽的控制4）輔助電路及保護環(huán)節(jié)分析g、冷卻泵電動機的控制四、X62W臥式萬能銑床

20、電氣控制線路的特點第九周第一次課§3.4 B2012A系列龍門刨床電氣控制線路分析一、 龍門刨床的主要結構及運動形式（第一學時）1.龍門刨床的主要結構2.龍門刨床的運動形式(1)主運動 是指加工過程中工作臺連續(xù)的往復運動。每一個工作循環(huán)包含工作行程和返回行程，在工作行程內對工件進行切削，返回行程為空載退回。工作臺循環(huán)速度曲線如下圖所示(2)進給運動 指對應工作臺的每一個運動循環(huán)，刀架的垂直或水平方向的進給移動。該運動發(fā)身在工作臺后退越位行程之中，并要求在前進切削前結束。(3)輔助運動 包括工作臺的步進、步退、刀架各方向的快速移動和抬刀、橫梁的夾緊、放松和升降等。輔助運動用于檢修和調整

21、機床或工件的對刀調整。二、拖動方式與控制要求1、電力拖動分布如圖所示2、對電氣控制提出的主要要求1)工作臺應能在一定范圍內進行無級調速2)工作臺在加工過程中，每一個往復循環(huán)應能根據(jù)圖3-9速度曲線要求自動地進行變速3)各刀架既能自動進給又能快速移動4)系統(tǒng)應具備完善的聯(lián)鎖與保護5)切削速度、主拖動電動機電流等主要參數(shù)有顯示三、電氣控制系統(tǒng)的組成與幾種反饋控制的應用（第二學時）根據(jù)機床的拖動方式和控制要求，B2010A龍門刨床電氣控制線路可分為兩大部分。1.直流拖動與控制(1)工作臺往復運動控制*采用了以電機擴大機為放大器件的AR-G-M自動調速系統(tǒng)。*控制上引入電流正反饋和電壓負反饋。*控制線

22、路還采用了橋式穩(wěn)定環(huán)節(jié)和電流截止負反饋(2)抬刀控制 各加工刀架在工作臺一個加工循環(huán)動作兩次。后退轉前進，刀架放下；前進轉后退，刀架抬起。第九周第二次課2交流拖動與控制（第一學時）(1)M1機組運行控制 由于M1容量大，要求采用Y-A減壓起動控制。(2)刀架控制 各刀架有兩種不同的運動，一是加工中的自動進給，另一個是點動和快速移動。由各自的電動機M5、M6、M7拖動，相對獨立。自動進給運動控制要求是：在工作臺前進換向期間，進刀機構復位，為下一次進刀作好準備。在后退換向期間進刀，在切削及返回程中不允許刀架動作。快速運動只允許在非加工狀態(tài)手動操作，由此可見，兩種運動都與工作臺有嚴格的聯(lián)鎖關系。各刀

23、架通過各自的操作手柄選擇自動進給或快速移動。(3)橫梁控制 高低不同的工件可以通過升降橫粱來調整刀具與工件的相對位置。其控制程序與要求是(4)工作臺導軌潤滑油泵控制 運行中要求導軌保持良好的潤滑，由潤滑液壓泵通包M4驅動，單方向連續(xù)運行。其工作狀態(tài)可通過一個主令開關來選擇。四、交流拖動控制線路分析1.發(fā)電機組起動控制（第二學時）其主要特點是：1)增加斷電延時時間繼電器KT2作換接必要條件之一，保證只有在勵磁電壓建立以后(75UN以上)，主拖動電動機才能轉入三角形接法正常運行，因此KT2線圈應并接在勵磁發(fā)電機輸出端。2)由于KM4控制電機擴大機原動機M2只有在電機擴大機AR正常運行后主拖動電動機

24、才能正常運行。3)FRl、FR2、FR3串聯(lián)后再與KA3、KA9、KA5串聯(lián)支路相并聯(lián)作為過載保護條件。起動控制工作過程第十周第一次課2.刀架控制（第一學時）刀架運動有兩種方式，一是在臺面自動循環(huán)加工過程中的正常進給，另一種是調整對刀時的點動快速移動。兩者都要求與自動循環(huán)有一定的聯(lián)鎖與配合關系。刀架運動有工作狀態(tài)（快速移動或自動進給）和水平、垂直進刀兩個選擇手柄。刀架控制電路如右圖所示3.橫梁控制（第二學時）橫梁控制包括橫梁升降、夾緊與放松，均屬點動控制(輔助運動)，其控制線路如下圖第十一周第一次課4.工作臺控制電路（第一學時）（1）工作臺運動規(guī)律（2）工作臺控制電路分析工作臺交流邏輯控制電路

25、見下圖1）工作臺直流拖動控制電路見下圖2圖1圖21）工作臺點動控制 以點動前進(步進)為例，其工作過程是：此時電機擴大機給定勵磁電流的通路與流向是：如右圖所示，給定電壓Ug取自板形電阻R1上以207為正、210為負二點之間的直流壓降，控制繞組WIII的電流為2）工作臺自動循環(huán)中的速度自動控制控制工作臺運動的6個行程開關的動作情況如圖3-16所示工作臺在一個往復循環(huán)中，它的動作順序與各行程開關的控制作用是：在一個往復循環(huán)中，按速度變化要求，控制過程又可分為以下幾個階段：*工作臺自動往復循環(huán)前的準備*工作臺自動往復循環(huán)的控制a、前進起動控制 b、前進減速控制c、前進換向控制d、后退減速控制e、后退

26、換向控制3）工作臺控制電路中的聯(lián)鎖與保護5.刨臺的停車制動控制（第二學時）龍門刨床停車時要求臺面能迅速而平穩(wěn)地停止移動，不允許有爬行與后沖。為此，線路設計成二級制動控制，如圖3-20所示制動電路工作原理分析如下：KA7KA2+KA4KA5+SBl0±6.低速切削與磨削控制7.抬刀控制第十一周第二次課§3.5 組合機床的電氣控制線路分析一、概述（第一學時）1、組合機床的組成：由大量的通用部件和少量的專用部件組成。2、組合機床的功能：鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、車削、銑削、磨削及精加工等工序。3、組合機床的特點：一般采用多軸、多刀、多工序、多面同時加工。4、組合機床的優(yōu)點：

27、高效、優(yōu)質、便于產品更新并適用于大批量產品的生產。5、組合機床控制系統(tǒng)的特點：大多采用機、液（氣）、電相結合的控制方式，其中，電氣控制又往往起著中樞聯(lián)接作用。6、組合機床電氣控制線路的特點：由通用部件的典型控制線路和一些基本控制線路，根據(jù)加工、操作要求以及自動循環(huán)的不同，在無需或只需少量修改后組合而成。二、組合機床通用部件的控制線路1、通用部件的類型：* 動力部件：如動力頭、動力滑臺；* 支承部件：如滑座、床身、立柱和中間底座；* 傳送部件：如回轉分度工作臺、回轉鼓輪、自動線工作回轉臺及零件輸送裝置；* 控制部件：如液壓元件、控制板、按鈕臺及電氣擋鐵；* 其它部件、如機械扳手、氣動扳手、排屑裝

28、置和潤滑裝置。2、機械動力滑臺控制線路機械動力滑臺由滑臺、機械滑座及雙電動機(快速電動機和進給電動機)傳動裝置等三部分組成，滑臺的進給運動的自動循環(huán)是靠傳動裝置將動力傳遞給絲杠的。典型工作循環(huán)如表3-6(1)具有一次工作進給的控制線路(2)具有正反向工作進給的控制線路一個加工循環(huán)電路的控制過程分析：3、液壓動力滑臺控制線路（第二學時）1）液壓系統(tǒng)工作原理介紹2）電路分析第十二周第一次課4、液壓回轉工作臺的控制線路（第一學時）* 特點：多個加工工位的夾具就安放在工作臺臺面上，一次轉位就完成一個工位的加工工序，被加工零件在回轉臺上回轉一周，就完成了在該機床上的全部加工工序。并且回轉工作臺的轉位動作

29、是自動進行的。* 分類：回轉工作臺可分為液壓回轉工作臺和機械回轉工作臺。* 組成：由臺體和回轉裝置兩部分組成。（近年來回轉裝置中多采用多齒盤定位分度機構，這種分度機構具有定位精度高，重復定位精度高，磨損小和壽命長等優(yōu)點）。多齒盤定位液壓回轉臺的電氣控制線路工作自動循環(huán)過程如下：(1)花盤抬起(2)花盤回轉(3)花盤夾緊(4)液壓缸復位圖中5YA和6YA是控制工件夾緊和放松的電磁塊，分別由SB2、SB3控制。三、組合機床單機自動化的電氣控制線路分析（第二學時）四工位回轉臺組合機床單機自動化控制線路的工作原理分析1.主電路：由KM1、KM2、KM3分別控制M1、M2、M32.主控電路：由SB作為主

30、控電路的停止按鈕，SB1作為M1、M2的同時起動或單獨調整按鈕，SB2作為M3的手動操作按鈕；SA2為冷卻泵自動與手動控制轉換開關，SA5為冷卻泵起停開關；SA3、SA4分別為M1、M2的工作位與調整位控制轉換開關；FR1、FR2、FR3分別為M1、M2、M3的熱繼電器）3.自動工作循環(huán)控制線路：由多齒盤分度液壓回轉臺的控制線路(見圖3-28)和具有延時停留的液壓滑臺一工進控制線路(見圖3-27)組合而成。4.輔助電路（由VC、R、FU4、FU5等組成）第十三周第一次課§3.6 起重機械電氣控制線路分析一、概述（第一學時）1.用途和類型2.橋式起重機的結構及運動情況 橋式起重機由橋架

31、，裝有提升機構的小車、大車運行機構及操縱室等幾部分組成，其結構如圖3-30所示。運動形式：（1）由大車拖動電動機驅動的前后運動（2）由小車拖動電動機驅動的左右運動（3）由提升電動機驅動的重物升降運動每種運動都要求有極限位置保護。3.橋式起重機對電力拖動和電氣控制的要求:P1144、起重機電動機工作狀態(tài)的分析（一）提升重物時電動機的工作狀態(tài)由右圖可知當滿足上式時，重物被提升(二)下降重物時電動機的工作狀態(tài)1、反轉電動狀態(tài)：如下圖a)所示2、再生發(fā)電制動狀態(tài)：如下圖b)所示3、倒拉反接制動狀態(tài)：如下圖c)所示4.單相制動狀態(tài)下圖a為電動機單相制動時接線圖，圖b中曲線1、2分別為正向、反向旋轉磁場產

32、生的機械特性曲線，曲線3為合成機械特性。從曲線3可知，當n=0時，電磁轉矩T=0，故電動機單相運行時電動機不能起動旋轉，但若在外力作用下使電動機起動，可使電動機工作。如果加大串接在電動機轉子回路的電阻阻值，可使正向與反向機械特性變軟，其合成機械特性為一條通過座標原點，在二、四象限的直線，如上圖c所示。這時若電動機在重力轉矩作用下，電動機處于第四象限的倒拉制動狀態(tài)，稱為單相倒拉制動,特別適用于輕載低速下降。與倒拉反接制動下放重物相比，不會出現(xiàn)輕載時不但不下降反而提升的現(xiàn)象。但不適用于重載下放，不然將出現(xiàn)高速下放。二、凸輪控制器控制線路分析（第二學時）1、凸輪控制器直接控制起重機的線路原理圖2.線

33、路特點1) 采用了可逆對稱控制方式2) 被控制的繞線式異步電動機轉子三相串接不對稱電阻，以減少轉子電阻的段數(shù)及控制觸頭的數(shù)目。3) 在提升與下放重物時，可根據(jù)載荷情況（輕載、中載或重載）和電動機機械特性，選擇相應的操作方案和合適的工作速度檔位，以期獲得經濟、合理、安全的操作。3.操作特點1）提升重物時，控制器的第一檔為預備級，用于張緊鋼絲繩，在二、三、四、五檔時提升速度逐漸提高。2）下放重物時，電動機工作在發(fā)電制動狀態(tài)，為此操作重物下降時應將控制器手柄從零位迅速扳至第五檔，中間不允許停留。往回操作時也應從下降第五檔快速扳至零位，以免引起重物的高速下落面造成事故。凸輪控制器控制的電動機機械特性如

34、右圖所示該控制線路不能獲得重載或輕載的低速下降。4.線路分析凸輪控制器左右各有5個工作位置，共有9對常開主觸頭、3對常閉觸頭，采用對稱接法。其中4對常開主觸頭接于電動機定子電路實現(xiàn)換相控制，實現(xiàn)電動機正反轉；另5對主觸頭接于電動機轉子電路，實現(xiàn)轉子電阻的接人和切除。第十三周第二次課三、主令控制器控制線路分析（第一學時）主令控制器控制線路的主要特點是由主令控制器控制各接觸器，再由接觸器控制電動機的工作狀態(tài)。（一）電路中各元器件的作用：（二）分析提升和下降的控制過程1、正轉提升控制2、下降操作3控制電路的保護措施四、起重機電氣控制中的保護設備（第二學時）常用的保護配電柜有GQX6100系列和XQB

35、l系列等，主要根據(jù)被控電動機的數(shù)量及電動機的容量來選擇。其電路原理如下圖所示：五、205t橋式起重機整機控制線路分析第十四周第一次課第七章 電氣控制裝置設計基礎7.1 電氣控制裝置設計的一般原則、基本內容和設計程序（第一學時）一、電氣控制設計的一般原則二、電氣控制設計的基本任務與內容(一)原理設計內容(二)工藝設計內容三、電氣控制設計的一般程序1.擬訂設計任務書2.選擇拖動方案與控制方式3.選擇電動機4.選擇控制方式5.設計電氣控制原理線路圖并合理選用元器件，編制元器件目錄清單。6.設計電氣設備制造、安裝、調試所必需的各種施工圖紙并以此為根據(jù)編制各種材料額定額清單。7.編寫說明書。7.2 電氣

36、控制原理線路設計的方法與步驟一、電氣原理圖設計的基本步驟1)根據(jù)選定的拖動方案及控制方式設計系統(tǒng)的原理框圖，擬訂出各部分的主要技術要求和主要技術參數(shù)。2)根據(jù)各部的要求，設計出原理框圖中各個部分的具體電路。對于每一部分的設計總是按主電路 控制電路 輔助電路 聯(lián)鎖與保護 總體檢查反復修改與完善的步驟進行。3)繪制總原理圖。按系統(tǒng)框圖結構將各部分聯(lián)成一個整體。4)正確選用原理線路中每一個電器元件，并制訂元器件目錄清單。二、電氣原理圖的設計方法及設計實現(xiàn)(一) 分析設計法1.定義：所謂分析設計法是根據(jù)生產工藝的要求去選擇適當?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)(單元電路)或經過考驗的成熟電路，按各部分的聯(lián)鎖條件組合起來并

37、加以補充和修改，綜合成滿足控制要求的完整線路。2.特點：無固定的設計程序，設計方法簡單，容易為初學者所掌握，對于具有一定工作經驗的電氣人員來說，也能較快地完成設計任務； 其缺點是設計方案不一定是最佳方案，當經驗不足或考慮不周時會影響線路工作的可靠性。3.設計實例C534J1立式車床橫梁升降電氣控制原理線路（1）電力拖動方式及其控制要求（2）設計過程1)根據(jù)拖動要求設計主電路。2)設計控制電路草圖 3)完善設計草圖 4)檢查并改進設計草圖 5)總體檢查設計線路(二) 邏輯設計法（第二學時）1.定義：邏輯設計法是根據(jù)生產工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、化簡、設計線路的方法。2.功能：能夠確定實現(xiàn)一

38、個開關量自動控制線路的邏輯功能所必須的、最少的中間記憶元件(中間繼電器)的數(shù)目，然后有選擇地設置中間記憶元件，以達到使邏輯電路最簡的目的3.特點：能指出電路相應變化的內在規(guī)律，在設計復雜控制線路時，更能顯示出它的優(yōu)點。4.繼電器接觸器控制線路的邏輯函數(shù)1）電動機起、停、自鎖電路的邏輯函數(shù)式2）具有聯(lián)鎖條件的電動機起、停、自鎖電路的邏輯函數(shù)式3)設置必要的中間記憶元件(中間繼電器)，找出重復特征碼，區(qū)分所有狀態(tài)。4)根據(jù)已區(qū)分的各種狀態(tài)的特征碼，寫出各執(zhí)行元件與中間繼電器，主令元件及檢測元件間的邏輯關系式。5)化簡邏輯關系式，并繪出相應的控制線路。6)檢查并完善設計線路。三、原理圖設計中應注意的

39、問題(1)選擇控制電源 盡量減少控制線路中電源的種類，控制電源用量，控制電壓等級應符合標準等級。(2)選擇電器元件 盡量減少電器元件的品種、規(guī)格與數(shù)量。(3)減少通電電器的數(shù)量 正常工作過程中，盡可能減少通電電器的數(shù)量，以利節(jié)能，延長電器元 件壽命以及減少故障。(4)合理使用電器觸點 在復雜的繼電接觸控制線路中，各類接觸器、繼電器數(shù)量較多，使用的觸點也多，線路設計應注意以下問題。主副觸點的使用量不能超過限定對數(shù)。合并同類觸點。利用轉換觸點。利用半導體二極管的單向導電性來有效地減少觸頭數(shù)。檢查觸點容量是否滿足控制要求(5)正確連線 具體應注意以下幾個方面： 正確連接電器線圈合理安排電器元件及觸點

40、位置注意避免出現(xiàn)寄生回路(6)盡可能提高電路工作的可靠性、安全性。其中應考慮以下幾點： 電器元件動作時間配合不良引起的競爭。誤操作可能帶來的危害應考慮到故障狀態(tài)下，設備的自動保護作用。(7)線路設計要考慮操作、使用、調試與維修的方便。(8)原理圖繪制應符合國家有關標準規(guī)定第十五周第一次課7.3 電氣保護類型及實現(xiàn)方法（第一學時）一、電流型保護二、電壓型保護三、位置保護四、溫度、壓力、流量、轉速等保護7.4 電氣控制線路設計中的主要參數(shù)計算及常用電器元件選擇（第二學時）一、異步電動機有關起動、制動電阻計算(一)三相繞線轉子異步電動機起動電阻計算 1、電阻級數(shù)確定2、電阻值確定(二)籠型異步電動機

41、反接制動電阻的計算二、籠型異步電動機能耗制動參數(shù)計算(一)能耗制動直流電流與電壓的計算(二)整流變壓器參數(shù)計算對單相橋式整流電路：1)變壓器二次交流電壓為：2)變壓器容量計算。由于變壓器僅在能耗制動時工作，故容量允許比長期工作小。根據(jù)制動頻繁程度，取計算容量的(1/214)四、常用電器元件的選擇(一)按鈕、刀開關、組合開關、限位開關及自動開關的選擇1.按鈕 選用依據(jù)主要是根據(jù)需要的觸點對數(shù)、動作要求、是否需要帶指示燈，使用場合以及顏色等要求。2.刀開關 主要是根據(jù)電源種類、電壓等級、斷流容量及需要極數(shù)。3.組合開關 選用依據(jù)是電源種類、電壓等級、觸頭數(shù)量以及斷流容量。4.限位開關 主要根據(jù)機械

42、位置對開關型式的要求和控制線路對觸頭數(shù)量的要求，以及電流、電壓等級來確定其型號。5.斷路器 主要根據(jù)保護特性要求(幾段保護)、分斷能力、電網電壓類型、電壓等級、長期工作負載的平均電流、操作頻繁程度等幾方面去確定它的型號。(二)接觸器的選擇1)主觸頭額定電流IN的選擇。主觸頭的額定電流應大于、等于負載電流，對于電動機負載可按下面經驗公式計算主觸頭電流IN：2)主觸頭額定電壓UN應大于控制線的額定電壓。3)接觸器觸點數(shù)量、種類應滿足控制需要，當輔助觸點的對數(shù)不能滿足要求時，可用增設中間繼電器方法來解決。4)接觸器控制線圈的電壓種類與電壓等級應根據(jù)控制線路要求選用。(三)繼電器的選擇1.電磁式繼電器

43、選用的依據(jù)主要是：被控制或被保護對象的特性、觸頭的種類、數(shù)量、控制電路的電壓、電流、負載性質等因素。線圈電壓、電流應滿足控制線路的要求。 2.時間繼電器的選用選用時應考慮延時方式(通電延時或斷電延時)、延時范圍、延時精度要求、外形尺寸、安裝方式、價格等因素。3.熱繼電器的選用對于三角形接法的電動機或電源對稱性不夠的情況則應選用三相結構或帶斷相保護的三相結構熱繼電器。而在重要場合或容量較大的電動機，可選用半導體溫度繼電器來進行過載保護。 熱繼電器發(fā)熱元件額定電流，原則上按被控制電動機的額定電流選取，并依此去選捐 熱元件編號和一定的調節(jié)范圍。(四)熔斷器選擇熔體額定電流可按下式計算值選取1.單臺電

44、動機長期工作2.多臺電動機長期共用一個熔斷器保護§7.5電氣控制裝置工藝設計（自修）第十五周第二次課第4章 可編程控制器(PLC)4.1 可編程序控制器概述（第一學時）一、可編程控制器的發(fā)展二、可編程控制器的主要功能和特點1、主要功能(1) 用于邏輯控制(2) 用于模擬量的控制(3) 用于工業(yè)機器人的控制(4) PLC配合數(shù)字控制(5) 用于組成多級控制系統(tǒng)2、PLC的主要特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強。(2) 編程簡單，易于掌握。(3) 組合靈活使用方便。(4) 功能強，通用性好，具有在線修改能力。(5) 縮短設計、施工、投產的周期，維護容量。(6) 體積小，易于實現(xiàn)機電一體化

45、。4.2 可編程控制器的結構和工作原理一、可編程控制器的結構及各部分的作用1、主機主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器CPU是PLC的核心，一切邏輯運算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。(1) 運行用戶程序。(2) 監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。(3) 作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理內部存儲器有兩類：一類是系統(tǒng)程序存儲器，另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果。2

46、. 輸入/輸出(I/O)接口輸入接口用于接收輸入設備（如：按鈕、行程開關、傳感器等）的控制信號。輸出接口用于將經主機處理過的結果通過輸出電路去驅動輸出設備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。3. 電源電源指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配備的直流開關穩(wěn)壓電源。4. 編程器編程器是PLC很重要的外部設備，它主要由鍵盤、顯示器組成。其作用是編制用戶程序并送入PLC程序存儲器。利用編程器可檢查、修改、調試用戶程序和在線監(jiān)視PLC工作狀況。5. 輸入輸出擴展接口I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)擴展單元與基本單元（即主機）聯(lián)接在一起。6. 外部設備接口此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設備與主機相連。PC的硬件結構簡化框圖：P131二、可編程控制器的工作原理 （第二學時）PLC采用“順序掃描、不