壓鑄機電器培訓(xùn)

1、壓鑄機電氣原理壓鑄機電氣原理 目錄第一節(jié)第一節(jié) 電氣符號電氣符號第二節(jié)第二節(jié) 壓鑄機強電控制電路壓鑄機強電控制電路第三節(jié)第三節(jié) 可編程序控制器的原理及應(yīng)用可編程序控制器的原理及應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 八路開關(guān)放大板原理八路開關(guān)放大板原理第五節(jié)第五節(jié) 比例壓力流量放大板原理比例壓力流量放大板原理第一節(jié) 電氣符號電動機 整流器變壓器 電阻器傳感器 電位器常閉觸點 常開觸點延時閉合觸點 限位開關(guān)常閉觸點限位開關(guān)常開觸點 延時斷開觸點旋轉(zhuǎn)開關(guān) 熱敏開關(guān)按鈕開關(guān) 熔斷器熱繼電器觸點 接觸器主觸點熔斷器式開關(guān) 接觸器主觸點 熱繼電器驅(qū)動器件 指示燈 線圈 蜂鳴器熱電偶第二節(jié)第二節(jié) 壓鑄機強電控制電路壓鑄機強電控

2、制電路 教學(xué)目的：教學(xué)目的：掌握液壓泵電機的星三角形降壓起動的工作原理及交流和直流電源供應(yīng)。教學(xué)重點：教學(xué)重點： 掌握液壓泵電機的星三角形降壓起動的工作原理。 一、液壓泵電機主回路及控制電路一、液壓泵電機主回路及控制電路1、液壓泵電機類型、液壓泵電機類型：液壓泵電機一般用三相鼠籠式異步電動機。2、液壓泵電機的起動方式、液壓泵電機的起動方式： 2-1：直接起動（也稱全壓起動）。：直接起動（也稱全壓起動）。當電機繞組直接加上額定電壓即全部電源電壓而起動稱為直接起動（或全壓起動）。 2-2：降壓起動。：降壓起動。降壓起動有：定子串電阻降壓起動、定子串電抗降壓起動、星-三角形降壓起動、自耦變壓器降壓起

3、動。 在壓鑄成型機中液壓泵電機起動都是空載起動，負載輕，所以一般都采用星-三角形降壓起動。3、液壓泵電機直接起動、液壓泵電機直接起動 3-1：液壓泵電機直接起動的電氣圖。：液壓泵電機直接起動的電氣圖。如圖如圖1-1所示。所示。 1L11L21L3總 電 源 開 關(guān)供 電 電 源油 泵 電 機IL1IL3N50HzPEAC380V3NPEL2I50AQF0PELR14P15kWPE3M1380VW1V1U1W2V2U230-40AKM1NLR1N1KM1操作箱起動L301B0-2KM1L232B15-2L21操作箱停止KA2QF1310A操作箱急停ST6-1L20控 制 電 源 開 關(guān)由PLC輸

4、出FU1-FU363AU1 V1 W1主 電 路控 制 電 路圖1-1 液壓泵電機直接起動 3-2：液壓泵電機直接起動工作原理：液壓泵電機直接起動工作原理 分析過程說明： 起動電機前先將總電源開關(guān)QF0和控制電源QF13合上。電路圖 3-3：液壓泵電機的停止：液壓泵電機的停止 按下ST6-1急停開關(guān)或按下2B15-2電機停止按鈕均能使KM1線圈斷電，從而使液壓泵電機停止運轉(zhuǎn)。4、液壓泵電機星、液壓泵電機星-三角形降壓起動三角形降壓起動 考濾到大功率的電機以及用戶電網(wǎng)變壓器的容量的原因，電機起動時的起動電流很大（起動電流約為額定電流的4至7倍），所以對功率較大的液壓泵電機采取星-三角形降壓起動。

5、 4-1：采用降壓起動的條件：采用降壓起動的條件： NSNstPPII443式中：Ist- 電動機起動電流（A）； IN-電動機的額定電流（A）； Ps-電源容量（kVA）； PN-電動機的額定功率（kW）。 4-2：采用星：采用星-三角形降壓起動的特點三角形降壓起動的特點 4-2-1：電動機起動電壓= （UN-電動機額定電壓） 4-2-2：電動機起動電流= （IS-電動機直接起動電流） 4-2-3：電動機起動轉(zhuǎn)矩= （TS-電動機直接起動轉(zhuǎn)矩）NU31ST31SI31 4-2-4：星-三角形降壓起動一般適用于低壓電動機，起動電流、起動轉(zhuǎn)矩小，設(shè)備簡單，價廉。但電動機有6個接線頭。 4-3、液

6、壓泵電機星、液壓泵電機星-三角形降壓起動三角形降壓起動v電氣原理圖。如圖電氣原理圖。如圖1-2所示。所示。圖1-2 液壓泵電機星-三角形起動主電路控制電路KT1 KT1油泵電機供電電源總電源開關(guān)YY急停開關(guān)油泵電機起動NL20LR1KM1N1L32 L34W3 U3V3PEKM3KM2KM1M1PE W2U2V23KM1KM337kW4P380VU1V1W1L31 L3350HzU2V2W2L3050AKM3LR1L23KA2操作箱起動電箱起動KM21B11B-11B11A-1KM21B12B-1電箱停止U1V1W1L22L21ST6-1操作箱停止FU1-FU3125APEN1B12A-11L

7、23NPE1L3AC380VL3IIL2IL11L110AQF1380AQF0KA2O32+24V0V+24V0V1B0手動1B11B-21B11A-2電機起動1B12A-21B12B-2電機停止KM3電機起動控制操作箱急停ST6-2急停電機起動確認返回 4-4：液壓泵電機星：液壓泵電機星-三角形降三角形降壓起動的工作原理壓起動的工作原理 分析過程說明： 起動電機前先將總電源開關(guān)QF0和控制電源QF13合上按起動按鈕1B11A或1B11B中間繼電器KA2（由PLC輸出控制）急停ST6停止按鈕1B12A停止按鈕1B12B中繼KA2觸點熱繼LR1時間制KT1常閉觸點KM3常閉觸點交流接觸器線圈KM

8、1交流接觸器線圈KM2KM2常開主觸點KM1常開主觸點KM2輔助常開觸點時間制KT1開始延時KM1輔助常閉觸點并自鎖液壓泵電機M1作星形起動防止KM3線圈得電而引起短路(與KM3聯(lián)鎖)。時間制KT1設(shè)定時間到時間制KT1常閉觸點時間制KT1常開觸點交流接觸器線圈KM1交流接觸器線圈KM3KM1輔助常閉觸點防止KM1線圈得電而引起短路(與KM2聯(lián)鎖)。KM2常開主觸點KM3輔助常閉觸點KM3常開主觸點液壓泵電機M1作三角形運行液壓泵電機M1完成星-三角形降壓起動過程電路圖 4-5：液壓泵電機起動完成的作用：液壓泵電機起動完成的作用 液壓泵電機起動完成后通過KM3輔助觸點將信號輸入至PLC輸入端，

9、PLC輸出端才能控制相應(yīng)動作的油閥線圈工作。 4-6：液壓泵電機星：液壓泵電機星-三角形降壓起動轉(zhuǎn)換三角形降壓起動轉(zhuǎn)換過程中主要參數(shù)的變化過程中主要參數(shù)的變化 當KM1、KM2線圈得電時，液壓泵電機的定子線圈繞組接成星形。如圖1-3所示。 使電機每一相定子線圈繞組承受的電壓為電源額定電壓的 倍。待電機起動一定時間后再轉(zhuǎn)換成三角形運行。如圖1-4所示。使電機在電源額定電壓下運行。這樣在起動過程中就會減少電流對電網(wǎng)電壓的沖擊。W2e23eUV22eUIe1U2I 4-6-1：星形連接時電機的電壓： 4-6-2：星形連接時電機的電流： 4-6-3：星形連接時電機的轉(zhuǎn)矩： 4-6-4：三角形連接時電機

10、的電壓 ：222131eeYkUkUMZUZUIIeeYY212131eeUU2131eeUU23 4-6-5：三角形連接時電機的電流： 4-6-6：三角形連接時電機的轉(zhuǎn)矩：ZUZUIIeeee23213332223eekUkUM二、交直流電源部分二、交直流電源部分 1、交流電源部分、交流電源部分 交流電源主要是按照國標（GB 5226.1-2002）要求采用三相五線制動力電源，電壓AC380V、頻率是50Hz的交流電源。用“L1、L2、L3”表示三相相線；用“N”表示零線；用“PE”表示保護接地線。 2、控制電路電源部分、控制電路電源部分 壓鑄成型機的控制電路電源主要采用單相AC220V和D

11、C24V。 2-1：單相AC220V控制電路電源。單相AC220V控制電路電源的獲得有兩種方法： 方法一是由隔離變壓器提供。將AC380V的電壓降為AC220V的電壓或AC220V通過隔離變壓器仍輸出AC220V電壓，增加隔離變壓器的作用是提高控制電路的抗干擾能力。 方法二是取任一條相線的相電壓（相線與零線之間的電壓）作為控制電路的電壓。采用此方法在設(shè)計、裝配和維護都比較簡便，但抗干擾能力較差。 2-2：直流電源系統(tǒng)。直流電源一般采用開關(guān)電源提供，主要是將單相交流220V輸入電壓變?yōu)橹绷?4V恒定電壓，提供給PLC的各工作模塊以及液壓各油閥工作。 2-3：接地保護。接地保護是整機安全保障的重要

12、措施之一，壓鑄成型機對電壓大于50的人體易接觸到的金屬部件均有接地保護裝置，以保證整機任何部位的操作都絕對的安全。第三節(jié)第三節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器的原理及應(yīng)用 教學(xué)目的：教學(xué)目的：了解可編程序控制器的概況、結(jié)構(gòu)、工 作原理、工作方式以及編程語言。 教學(xué)重點：教學(xué)重點：1、掌握可編程序控制器的結(jié)構(gòu)及工作原 理； 2、掌握可編程序控制器的工作方式； 3、了解可編程序控制器的編程語言。 一、可編程序控制器的概述一、可編程序控制器的概述 可編程序控制器全英文稱為(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通信

13、技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，更是得到用戶的好評。成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一（PLC、機器人、和CAD/CAM）。PLC在壓鑄成型機上的應(yīng)用也日益廣泛，使壓鑄成型機電氣控制系統(tǒng)線路簡便，工作可靠，維修方便，使壓鑄成型機自動化控制程度達到更高的階段。 二、可編程序控制器的特點和應(yīng)用二、可編程序控制器的特點和應(yīng)用 1、PLC的主要特點的主要特點 1-1：可靠性高，抗干擾能力強。：可靠性高，抗干擾能力強。 可靠性和抗干擾能力是用戶關(guān)心的首要問題。為了滿足PLC專為工

14、業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計的要求，PLC采用了硬件和軟件的措施。 1-1-1：光電耦合隔離和R-C濾波器，有效的防止了干擾信號的進入。 1-1-2：內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。 1-1-3：采用良好的開關(guān)電源，防止電源線引入的干擾。 1-1-4：具有良好的自診斷功能?？梢詫PU等內(nèi)部電路進行檢測，一旦出錯，立即報警。 1-1-5：采用后備電池對RAM區(qū)的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行保護，一旦斷電或運行停止，有關(guān)狀態(tài)及信息不會丟失。 1-2：通用性強，使用方便：通用性強，使用方便。 現(xiàn)在的PLC產(chǎn)品都已系列化和模塊化，PLC配備了各種各樣的I/O模塊、特殊功能模塊和配套部件供用戶使用，可以很方便配置且能滿足不

15、同控制要求的控制系統(tǒng)。用戶不再需要自已設(shè)計和制作硬件裝置。在確定了PLC的硬件配置和I/O外部接線后，用戶所做的工作只是程序設(shè)計。 1-3：程序設(shè)計簡單，易學(xué)易懂：程序設(shè)計簡單，易學(xué)易懂。 PLC是一種新型的工業(yè)自動化控制裝置，其主要的使用的對象是廣大的電氣技術(shù)人員。PLC生產(chǎn)廠家一般不采用微機所用的編程語言，而是用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖語言，編程時十分簡便。這是PLC能迅速普及和推廣的原因之一。 1-4：采用先進的模塊化結(jié)構(gòu)，系：采用先進的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便。統(tǒng)組合靈活方便。 PLC采用模塊化設(shè)計，如：電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、模擬量模塊、高速計數(shù)模塊、通訊模塊

16、等，通過機架和電纜將各模塊連接起來。用戶根據(jù)設(shè)計功能的需要進行組合。 1-5：系統(tǒng)設(shè)計周期短：系統(tǒng)設(shè)計周期短 由于系統(tǒng)硬件的設(shè)計任務(wù)僅僅是依據(jù)對象的要求配置適當?shù)哪K，如同點菜一樣方便，大大縮短了整個設(shè)計所花費的時間，加快了整個工程的進度。 1-6：安裝簡便，調(diào)試方便，維護工作量小。：安裝簡便，調(diào)試方便，維護工作量小。 PLC安裝在普遍的機柜內(nèi)就可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連，系統(tǒng)便可以投入運行，安裝接線工作量比繼電器控制系統(tǒng)少得多。PLC軟件的設(shè)計和調(diào)試工作可以在實驗室進行，用模擬實驗開關(guān)代替輸入信號，其輸出狀態(tài)可以觀察PLC上相應(yīng)的發(fā)光二

17、極管，也可以接輸出模擬實驗板。調(diào)試好后，再到控制現(xiàn)場進行連機調(diào)試，既節(jié)省時間又方便。 由于PLC可靠性高，又有完善的自診斷能力和顯示功能，一旦發(fā)生故障時，可以通過PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的報警信息，很快就能查故障原因。 1-7：對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強，：對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強，可進行柔性生產(chǎn)?？蛇M行柔性生產(chǎn)。 PLC是一種工業(yè)控制計算機，其控制操作的功能是通過軟件編程來確定的。當生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。 2：PLC的應(yīng)用的應(yīng)用 根據(jù)PLC的特點，可以將其應(yīng)用形式歸納為如下幾種類型。 2-1：開關(guān)邏輯控制：開關(guān)邏輯控制。 開關(guān)邏輯控制是PLC的

18、最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC具有強大的邏輯運算功能，可以實現(xiàn)各種簡單和復(fù)雜的邏輯控制。 2-2：模擬量控制：模擬量控制。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如：溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。而PLC中所處理的是數(shù)字量，所以PLC中專門配置有A/D（模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量）和D/A（數(shù)字量轉(zhuǎn)模擬量）轉(zhuǎn)換模塊，將現(xiàn)場的溫度、壓力等這些模擬量經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)微處理器進行處理，微處理器進行處理的數(shù)字量又經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變成模擬量去控制被控對象，實現(xiàn)PLC對模擬量的控制。 2-3：閉環(huán)過程控制：閉環(huán)過程控制。 PLC不僅可以對模擬量進行開環(huán)控制，而且還可以進行閉環(huán)控制，大中型的PLC

19、一般都配有專門的PID（比例、積分、微分調(diào)節(jié)器節(jié)）控制模塊。當控制過程中某一個變量出現(xiàn)偏差時，PLC按PID算法計算出正確的輸出去控制生產(chǎn)過程，把變量保持在整定值上。PLC的PID控制現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于壓鑄成型機的射料控制系統(tǒng)上。 2-4：定時控制：定時控制。 PLC具有定時控制的功能，可以為用戶提出來供計時器，其計時的時間可以由用戶在編寫用戶程序時設(shè)定，也可以由操作者在工業(yè)現(xiàn)場通過編程器進行設(shè)定，實現(xiàn)定時或延時的控制。 2-5：計數(shù)控制：計數(shù)控制。 計數(shù)控制也是控制系統(tǒng)不可缺少的，設(shè)定的方式與定時控制一樣。如果用戶需要對較高頻率的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)模塊。 2-6：順序控制：順序控制

20、。 在工業(yè)控制中，采用PLC實現(xiàn)順序控制?？梢杂梦灰萍拇嫫骱筒竭M指令編者按寫程序，使得PLC實現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序，控制相應(yīng)的輸出。 2-7：數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理。 PLC都具有數(shù)據(jù)處理的能力。能進行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)打印和數(shù)據(jù)通信等。還可以進行浮點運算、函數(shù)運算等。 2-8：通訊和分布式控制：通訊和分布式控制。 PLC的控制已從單機控制發(fā)展到多機控制，實現(xiàn)了工廠自動化。這就需要PLC有強大的通訊功能，它既可以對遠程I/O進行控制，又可以實現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計算機之間進行通信?？梢苑奖憧煽康募泄芾恚稚⒖刂频姆植际娇刂葡到y(tǒng)。三、可編程序控制器的

21、基本組成三、可編程序控制器的基本組成和工作原理和工作原理 目前，可編程序控制器的產(chǎn)品很多，不同廠家、不同型號的PLC結(jié)構(gòu)各不相同，但PLC的基本組成和工作原理卻是相同的。 1：可編程序控制器的基本組成：可編程序控制器的基本組成 PLC控制是按照一定的運算法時行輸入/輸出變換，其結(jié)構(gòu)主要由中央處理器單元（CPU）、存儲器（RAM和ROM）、輸入/輸出接口電路、總線單元和電源單元等組成。如圖4-1所示。 圖4-1 PLC基本組成圖 OMRON公司CQM1H系列PLC外觀組圖。如圖4-2 1-1、中央處理器單元（、中央處理器單元（CPU） 中央處理器單元是PLC的控制中樞。如圖4-3所示。它是由控制

22、器和運算器組成。不同的PLC有不同的CPU芯片。CPU采用循環(huán)掃描的方式工作，從第一條用戶程序開始，到用戶程序結(jié)束，每掃描1次，用戶程序就執(zhí)行1次。圖4-3 PLC邏輯結(jié)構(gòu)圖 1-2、存儲器、存儲器 存儲器是具有記憶功能的器件，主要用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。分為只讀存儲器（ROM）和隨機存儲器（RAM）。 只讀存儲器（只讀存儲器（ROM）：）：ROM用來存放固定的程序，它只能讀出，不能隨意寫入，在PLC內(nèi)部備份電池失效后，ROM內(nèi)的程序也不會丟失。 隨機存儲器（隨機存儲器（RAM）：）：RAM用來存放數(shù)據(jù)，各種用戶程序，可根據(jù)需要自由地進行讀寫，始終存放最新寫入的信息。如果PL

23、C后備電池失效后，在規(guī)定的時間內(nèi)沒有及時更換電池，RAM內(nèi)的程序就會自動丟失。 1-3、輸入、輸入/輸出接口電路輸出接口電路 輸入/輸出接口電路是用于PLC與被控制設(shè)備的聯(lián)接而采用的。有開關(guān)量輸入/輸出接口電路、模擬量輸入/輸出接口電路、高速計數(shù)輸入接口電路等。開關(guān)量的輸入/輸出接口電路采用光電耦合器，其作用是提高PLC的抗干擾能力。模擬量輸入/輸出接口電路有電壓型和電流型兩種。 1-4、電源單元、電源單元 電源單元是將交流電源轉(zhuǎn)換成PLC工作所需要的直流電源，使PLC正常工作。2、可編程序控制器的工作原理、可編程序控制器的工作原理 2-1、循環(huán)掃描工作方式、循環(huán)掃描工作方式 PLC的工作方式是采用循環(huán)掃描的工作方式，即PLC對用戶程序進行反復(fù)的循環(huán)掃描，逐步地解釋用戶程序并加以執(zhí)行。例如：一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點不會象電氣繼電器控制中的那樣立即動作，而是必須等掃描到該觸點時，才會動作。由于PLC掃描用戶程序的時間一般只有幾十毫秒，因此可以滿足工業(yè)控制的需要，且響應(yīng)速度遠遠高于繼電器控制（動作時間100ms以上）。如圖4-4所示。 圖4-4 PLC循環(huán)掃描工作方式計算機循環(huán)時間直到最小循環(huán)時間結(jié)束等待,是最