電氣控制論文

1、 電氣控制技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用 The application of English electrical control technology in the production practice 班級：機(jī)械2102 姓名：俞彬彬 學(xué)號：3102101231 指導(dǎo)教師：周力摘要 電氣控制技術(shù)主要靠繼電器以及PLC等來實現(xiàn)其在各種工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，本文主要介紹了時間繼電器在控制回路中的應(yīng)用，PLC在扶梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 Electrical control technologydepends mainly onthe relayandPLC, etc.toachieve their goa

2、ls ina variety ofindustrialapplications,this paperintroduces thetime relayin the control loopapplications, PLCcontrol systeminthe application ofthe escalator.關(guān)鍵詞：繼電器 PLC 控制系統(tǒng)引言 電氣控制技術(shù)包含了低壓電器和繼電器控制系統(tǒng)；可編程序控制器及其應(yīng)用；直流電動機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)；交流電動機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)。學(xué)習(xí)這些知識讓我知道了工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)床的生產(chǎn)運(yùn)動需要在各種條件下實現(xiàn)，而這些條件就是各種控制系統(tǒng)的工作條件。通過各種控制系統(tǒng)實現(xiàn)機(jī)

3、床的的安全生產(chǎn)。這些控制系統(tǒng)都是在工業(yè)機(jī)床上廣泛運(yùn)用的，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的根本，通過這些控制實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化、準(zhǔn)確化。 電氣控制技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的技術(shù),是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要技術(shù)手段.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,以及新型控制策略的出現(xiàn),使電氣控制系統(tǒng)從控制結(jié)構(gòu)到控制理念均發(fā)生了根本的變化。一、繼電接觸器控制系統(tǒng)1、常用低壓控制器1）、接觸器接觸器是一種可頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐返目刂齐娖鳌妮斎胼敵瞿芰筷P(guān)系觀看，它是一種功率放大器件。最常用的接觸器就是電磁接觸器，當(dāng)吸引線圈通電后，電磁系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，所產(chǎn)生的電磁力克服釋放彈簧和觸頭彈簧的反力使鐵心吸合

4、，并帶動觸頭支架使動、靜觸頭接觸閉合。當(dāng)吸引線圈斷電或者電壓顯著下降時，由于電磁吸力消失或過小，銜鐵在彈簧反力作用下返回原位，同時帶動動觸頭脫離靜觸頭，將電路切斷。2）、繼電器 繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動電器。輸入信號可以是電壓、電流等電量，也可以是溫度、速度、壓力等非電量。其工作方式是當(dāng)輸入變量變化到某一定值時繼電器的觸頭即動作，接通或斷開控制電路。它一般由感測機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個基本部分組成。感測機(jī)構(gòu)把感測到的電氣量或非電氣量傳遞給中間機(jī)構(gòu)，將它與設(shè)定的整定值進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到整定值（過量或欠量）時，中間機(jī)構(gòu)便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，從而接通或斷開被控電路。繼電器的分類有

5、很多種，如熱繼電器，時間繼電器，中間繼電器等，繼電器的應(yīng)用非常廣泛，幾種常用繼電器1.1 熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，具有反時限保護(hù)特性。熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)和斷相保護(hù)1.1.1 熱繼電器結(jié)構(gòu)及工作原理熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機(jī)不能承受的過載時切斷電動機(jī)電路，為電動機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。熱繼電器一般用于三相異步電動機(jī)的長期過載保護(hù)圖 熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖圖中：1電流調(diào)節(jié)凸輪，2片簧（2a，2b），3手動復(fù)位按鈕，4弓簧片，5主金屬片，6外導(dǎo)板，7內(nèi)導(dǎo)板，8常閉靜觸點，9動觸點，10杠桿，11常開靜觸點（復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘），12補(bǔ)償雙金屬

6、片，13推桿，14連桿，15壓簧使用熱繼電器對電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時，將熱元件與電動機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動機(jī)正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機(jī)的額定電流，熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機(jī)正常運(yùn)行。若電動機(jī)出現(xiàn)過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使

7、接觸器釋放、切斷電動機(jī)的電源，電動機(jī)停車而得到保護(hù)。1.1.2 熱繼電器符號、型號及典型產(chǎn)品熱繼電器的文字符號為FR，圖形符號如下圖所示 1.2 中間繼電器1.2.1中間繼電器的原理及用途中間繼電器和電壓、電流繼電器都屬于電磁式繼電器。它的工作原理和交流接觸器一樣，都是由固定鐵芯、動鐵芯、彈簧、動觸點、靜觸點、線圈、接線端子和外殼組成。線圈通電，動鐵芯在電磁力作用下動作吸合，帶動動觸點動作，使常閉觸點分開，常開觸點閉合；線圈斷電，動鐵芯在彈簧的作用下帶動動觸點復(fù)位。中間繼電器在控制電路中主要用來傳遞信號、擴(kuò)大信號功率以及將一個輸入信號變換成多個輸出信號等。因此，對工作電流小于5A的電氣控制線路

8、，可用中間繼電器代替接觸器實施控制。由于繼電器用于控制電路，流過觸頭的電流小，故不需要滅弧裝置。 中間繼電器實質(zhì)上是電壓繼電器的一種，它的觸點數(shù)多， 觸點電流容量大，動作靈敏。中間繼電器的主要用途是當(dāng)其它繼電器的觸點數(shù)或觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來擴(kuò)大它們的觸點數(shù)或觸點容量，從而起到中間轉(zhuǎn)換的作用。 1.2.2中間繼電器的圖形符號及型號意義中間繼電器的文字符號為KM或K，圖形符號如下圖： KM KM KM （a）線圈 （b）常開觸點 （c）常閉觸點中間繼電器型號含義1.3時間繼電器時間繼電器是一種用來實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的控制電器，主要作為輔助電器元件用于各種電氣保護(hù)及自動裝置中，使被

9、控元件達(dá)到所需要的延時。按其動作原理與結(jié)構(gòu)不同，可分為空氣阻尼式、電動式、 電子式等多種類型。 時間繼電器的符號時間繼電器的文字符號是KT,圖形符號如下圖所示： 時間繼電器的圖形和文字符號(a) 線圈； (b) 延時閉合的動合觸頭；(c) 延時斷開的動斷觸頭； (d) 延時閉合的動斷觸頭； (e) 延時斷開的動合觸頭 3）熔斷器熔斷器是當(dāng)通過它的電流超過規(guī)定值達(dá)一定時間后，以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而分?jǐn)嚯娐返碾娖鳌?）斷路器 斷路器又稱自動開關(guān)，是能接通、承載以及分?jǐn)嗾ｋ娐窏l件下的電流，也能在規(guī)定的非正常電路條件下接通、承載一定時間并分?jǐn)嚯娏鞯拈_關(guān)電器。5）主令電器 主令開關(guān)主要用于

10、閉合、斷開控制電路，以發(fā)布命令或信號，達(dá)到對電力拖動系統(tǒng)的控制或?qū)崿F(xiàn)程序控制。包含按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)和光電開關(guān)。、2機(jī)床的自動控制電氣控制在機(jī)床上應(yīng)用 2、CA6140型臥式車床的電氣控制電路（如圖3）3、CA6140電氣控制電路分析3.1、主電路分析主電路中共有三臺電動機(jī)，圖中M1為主軸電動機(jī)，用以實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動；M2為冷卻泵電動機(jī)；M3為溜板快速移動電動機(jī)。M1、M2、M3均為三相異步電動機(jī)，容量均小于10kW，全部采用全壓直接起動皆有交流接觸器控制單向旋轉(zhuǎn)。M1電動機(jī)由起動按鈕SB1，停止按鈕SB2和接觸器KM1構(gòu)成電動機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路。主軸的正反轉(zhuǎn)由摩擦離合器改變傳

11、動來實現(xiàn)。M2電動機(jī)是在主軸電動機(jī)起動之后，扳動冷卻泵控制開關(guān)SA1來控制接觸器KM2的通斷，實現(xiàn)冷卻泵電動機(jī)的起動與停止。由于SA1開關(guān)具有定位功能，故不需自鎖。M3電動機(jī)由裝在溜板箱上的快慢速進(jìn)給手柄內(nèi)的快速移動按鈕SB3來控制KM3接觸器，從而實現(xiàn)M3的點動。操作時，先將快速進(jìn)給手柄扳到所需移動方向，再按下SB3按鈕，即實現(xiàn)該方向的快速移動。三相相電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1引入，F(xiàn)U1和FU2作短路保護(hù)。主軸電動機(jī)M1由接觸器KM1控制啟動，熱繼電器FR1為主軸電動機(jī) 。M1的過載保護(hù)。冷卻泵電動機(jī)M2由接觸器KM2控制啟動，熱繼電器FR2為它的過載保護(hù)。溜板快速移動電機(jī)M3由接觸器KM3控

12、制啟動。3.2、控制電路分析  控制回路的電源由變壓器TC副邊輸出110V電壓提供，采用FU3作短路保護(hù)。主軸電動機(jī)的控制：按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈獲電動作，其主觸頭閉合，主軸電動機(jī)M1啟動運(yùn)行。同時KM1的自觸頭和另一副常開觸頭閉合。按下停止按鈕SB1，主軸電動機(jī)M1停車。冷卻泵電動機(jī)控制：如果車削加工過程中，工藝需要使用卻液時，合上開關(guān)QS2，在主軸電動機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，接觸器KM1線圈獲電吸合，其主觸頭閉合，冷卻泵電動機(jī)獲電運(yùn)行。由電氣原理圖可知，只有當(dāng)主軸電動機(jī)M1啟動后，冷卻泵電動機(jī)M2才有可能啟動，當(dāng)M1停止運(yùn)行時，M2也就自動停止。溜板快速移動的控制：溜板

13、快速移動電動機(jī)M3的啟動是由安裝在進(jìn)給操縱手柄頂端的按鈕SB3來控制，它與中間繼電器KM3組成點動控制環(huán)節(jié)。將操縱手柄扳到所需要的方向，壓下按鈕SB3，繼電器KM3獲電吸合，M3啟動，溜板就向指定方向快速移動。3常見控制電路圖3.1單向直接起動控制電路圖3.2正反轉(zhuǎn)電路圖3.3星三角變換電路圖3.4自動循環(huán)電路圖3.5雙速發(fā)電機(jī)電路圖二、可編程序控制器及其應(yīng)1、PLC的介紹可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在

14、其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計?！睆慕Y(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1）PLC的特點:1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 配套齊全，功能完善;2）適用性強(qiáng)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎;3）體積小，

15、重量輕，能耗低;4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造.2）PLC的應(yīng)用領(lǐng)域:目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:1)開關(guān)量的邏輯控制;2)模擬量控制;3)運(yùn)動控制;4)過程控制;5)數(shù)據(jù)處理;6)通信及聯(lián)網(wǎng).PLC在現(xiàn)在的工業(yè)中有很重要的地位，初始的PLC作為輔助設(shè)備安裝在機(jī)械設(shè)備中，隨著科技的發(fā)展，可編程控制器進(jìn)入實用化發(fā)展階段，計算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性

16、價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。此時的PLC為微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，PLC已經(jīng)進(jìn)入了成熟的發(fā)展階段。在不遠(yuǎn)的未來PLC還將有更大的發(fā)展，不論從各方面看PLC的發(fā)展將不斷地完善，伴隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。2、PLC的應(yīng)用1 三菱PLC的型號意義以及組成1.1 型號及意義1.2 PLC硬件系統(tǒng)組成 1、 PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式： 數(shù)控機(jī)床中所用的PLC可分為兩類：一類是專為實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序控制而設(shè)計制造的內(nèi)裝型PLC(built-in Type)，另一類是那些輸入輸出

17、技術(shù)規(guī)范，輸入輸出點數(shù)、程序存儲容量以及運(yùn)算和控制功能等均能滿足數(shù)控機(jī)床控制要求的獨立型PLC(Stand-alone Type)。 “內(nèi)裝型”PLC（或稱“內(nèi)含型”PLC、“集成式”PLC）從屬于CNC裝置，PLC與NC間的信號傳送在CNC裝置內(nèi)部即可實現(xiàn)。PLC與MT間則通過CNC輸入輸出接口電路實現(xiàn)信號傳送 “獨立型”PLC又稱“通用型”PLC。獨立型PLC是獨立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件功能，能夠獨立完成規(guī)定控制任務(wù)的裝置。采用獨立型PLC的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)框圖如圖 在數(shù)控機(jī)床中，PLC是數(shù)控機(jī)床的大腦，何時進(jìn)刀，何時退刀，刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由PLC發(fā)出

18、指令，機(jī)床的限位開關(guān)等機(jī)械控制部分以及液壓控制部分也會應(yīng)用到PLC。通過計算機(jī)與PLC的組合，實現(xiàn)對刀架換刀的準(zhǔn)確控制。2、PLC在數(shù)控機(jī)床中的工作流程 PLC在數(shù)控機(jī)床中的工作流程，和通常的PLC工作流程基本上是一致的，分為以下幾個步驟：（1）、輸入采樣：輸入采樣，就是PLC以順序掃描的方式讀入所有輸入端口的信號狀態(tài)，并將此狀態(tài)，讀入到輸入映象寄存器中。當(dāng)然，在程序運(yùn)行周期中這些信號狀態(tài)是不會變化的，除非一個新的掃描周期的到來，并且原來端口信號狀態(tài)已經(jīng)改變，讀到輸入映象寄存器的信號狀態(tài)才會發(fā)生變化。（2）、程序執(zhí)行：程序執(zhí)行階段系統(tǒng)會對程序進(jìn)行特定順序的掃描，并且同時讀入輸入映像寄存區(qū)、輸出

19、映像寄存區(qū)的讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果存入輸出映像寄存區(qū)供輸出和下次運(yùn)行使用。（3）、出刷新階段：在所指令執(zhí)行完成后，輸出映像寄存區(qū)的所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過特定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。 結(jié)論時代在進(jìn)步，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動控制發(fā)展到自動控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從笨重發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、