數(shù)控機(jī)床電氣模塊

數(shù)控機(jī)床電氣模塊第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六任務(wù)布置：1、接觸器是怎樣工作的？2、如何看懂電氣控制線路？3、PLC的內(nèi)部繼電器和一般繼電器有何不同？4、西門子PLC基本邏輯指令有哪些？5、西門子PLC用什么方法進(jìn)行編程？第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六西門子S7-200PLC的主要特點(diǎn)與基本功能:

特點(diǎn)：S7-200PLC屬于S7-200/300/400家族中的功能最精簡、I/O點(diǎn)數(shù)最少、擴(kuò)展性能最低的PLC產(chǎn)品，可以稱為微型PLC系列產(chǎn)品?；竟δ埽孩龠壿嬤\(yùn)算與編程功能②高速計(jì)數(shù)與脈沖輸出功能③通信功能④其他功能第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六（一）接觸器第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六一、接觸器的用途和分類用途：用來頻繁接通和斷開電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路。是機(jī)床電動(dòng)機(jī)主電路中最重要的控制電器。分類：接觸器分為交流接觸器

直流接觸器

第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六二、接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng)觸點(diǎn)系統(tǒng)滅弧裝置第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六

電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)由鐵心銜鐵勵(lì)磁線圈等幾部分組成

常用的磁路結(jié)構(gòu)1-銜鐵2-鐵心3-線圈第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有橋式指式點(diǎn)接觸式:用于電流不大的場合面接觸式:用于電流較大的場合:適合于觸頭分合次數(shù)多、電流大的場合觸頭分為主觸頭:用于通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用于通斷電流較小的控制電路。觸頭分為主觸頭:用于通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用于通斷電流較小的控制電路。第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六滅弧裝置作用：用來迅速熄滅主觸點(diǎn)在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)所產(chǎn)生的電弧，保護(hù)觸點(diǎn)不受電弧灼傷，并使分?jǐn)鄷r(shí)間縮短。滅弧措施：（1）機(jī)械滅?。?）磁吹滅?。?）窄縫滅弧（4)柵片滅弧

柵片滅弧1-熄弧柵片2-觸點(diǎn)3-電弧第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六三、接觸器的工作原理當(dāng)接觸器的勵(lì)磁線圈通電后，在銜鐵氣隙處產(chǎn)生電磁吸力，使銜鐵吸合。由于主觸點(diǎn)支持件與銜鐵固定在一起，銜鐵吸合帶動(dòng)主觸點(diǎn)也閉合，接通主電路。與此同時(shí)，銜鐵還帶動(dòng)輔助觸電動(dòng)作，使動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。當(dāng)線圈斷電或電壓顯著降低時(shí)，電磁吸力消失或變小，銜鐵在復(fù)位彈簧的作用下打開，使主、輔觸電恢復(fù)到原來的狀態(tài)，把電路切斷。第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六接觸器第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六四、交流接觸器交流接觸器用于遠(yuǎn)距離控制電壓至380V，電流至600A的交流電路，以及頻繁起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)的控制電器。常用的交流接觸器產(chǎn)品，國內(nèi)有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)的有B系列、3TB、3TD、LC—D等系列。CJ20系列交流接觸器的主觸點(diǎn)均做成三極，輔助觸點(diǎn)則為兩動(dòng)合兩動(dòng)斷形式。此系列交流接觸器常用于控制籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)構(gòu)示意圖第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六1-動(dòng)觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-緩沖彈簧5-電磁線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力簧片

結(jié)構(gòu)示意圖：第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六（一）交流接觸器的應(yīng)用1用途

交流接觸器是一種適用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐芳敖涣麟妱?dòng)機(jī)的電器。主要用作控制交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)、調(diào)速，并可與熱繼電器或其它適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置組合，保護(hù)電動(dòng)機(jī)可能發(fā)生的過載或斷相，也可用于控制其它電力負(fù)載如：電熱器、電照明、電焊機(jī)、電容器組等。第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六

2分類

接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。這里主要介紹常用的交流接觸器,因?yàn)橹绷鞴ぷ髟砼c交流相識(shí)。交流接觸器又可分為電磁式和真空式兩種。第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六3

電磁式交流接觸器的結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)：

接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及其它部分組成。

觸點(diǎn)系統(tǒng)電磁系統(tǒng)滅弧系統(tǒng)第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六4工作原理

當(dāng)線圈通電后銜鐵被吸動(dòng)，電磁系統(tǒng)的吸力克服反作用彈簧及觸頭彈簧的反作用力，動(dòng)觸頭和靜觸頭接通，主電路接通。當(dāng)線圈斷電時(shí)，銜鐵和動(dòng)觸頭在反作用力作用下運(yùn)動(dòng)，觸頭斷開并產(chǎn)生電弧，電弧在觸頭回路電動(dòng)力及氣動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，在滅弧室中受到強(qiáng)烈冷卻去游離而熄滅，主電路最后切斷。

返回第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六真空接觸器第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六五、直流接觸器直流接觸器與交流接觸器的工作原理相同。結(jié)構(gòu)也基本相同，不同之處是，鐵心線圈通以直流電，不會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。為方便加工，鐵心由整塊軟鋼制成。為使線圈散熱良好，通常將線圈繞制成長而薄的圓筒型，與鐵心直接接觸，易于散熱。常用的直流接觸器有：CZ0、CZ18等系列。

第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六六、接觸器的圖形和文字符號(hào)：KMKMKM線圈常開（動(dòng)合）觸頭常閉（動(dòng)斷）觸頭

KM第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六七、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1、額定電壓2、主觸頭額定電流3、輔助觸頭額定電流4、主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)數(shù)目5、吸引線圈額定電壓6、接通和分?jǐn)嗄芰Φ?1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六八、接觸器的選用選用接觸器的原則：1）控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。2）接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致。3）主觸點(diǎn)額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓。4）主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電流。5）吸引線圈電流種類和額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85%及以上時(shí)應(yīng)能可靠吸合。6）接觸器的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)滿足控制系統(tǒng)的要求。

使用類別

繼電器第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六交流接觸器按使用類別分為12種，使用類別代號(hào)和相應(yīng)典型用途舉例如下：

使用類別代號(hào)典型用途舉例AC-1無感或微感負(fù)載、電阻爐AC-2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、分?jǐn)郃C-3籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)中分?jǐn)郃C-4籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)AC-5a控制放電燈的通斷AC-5b控制白熾燈的通斷AC-6a變壓器的通斷第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六(二)如何看懂電氣控制線路定義：由各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等低壓控制電器組成的控制線路。作用：實(shí)現(xiàn)對電力拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、制動(dòng)、正反向運(yùn)動(dòng)和調(diào)速等運(yùn)行性能的控制；實(shí)現(xiàn)對拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)；滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工自動(dòng)化第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六1、電氣控制線路---繼電(器)接觸(器)控制

主電路：由交流接觸器主觸頭，電動(dòng)機(jī)的定子等組成的通過大電流的電路輔助電路：包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等。輔助電路中通過的電流較小?？刂齐娐罚河山佑|器和繼電器的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器和其他控制電器的觸頭以及自動(dòng)裝置的其他部件組成。第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六2、電氣控制線路的繪制應(yīng)根據(jù)簡明易懂的原則，用規(guī)定的方法和符號(hào)進(jìn)行繪制。這樣才能清楚地表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖，也便于電器元件的安裝、調(diào)試、使用和維護(hù)。1)電氣控制線路的繪制形式①．安裝圖---按電器的實(shí)際位置和實(shí)際接線，用規(guī)定的符號(hào)畫出。特點(diǎn)：是屬于同一電器的不同的部件(如交流接觸器的主觸頭，輔助觸頭，線圈)全部按實(shí)際位置畫在一起。作用：表示各電氣設(shè)備之間實(shí)際接線情況，安裝、調(diào)試與檢修②．原理圖----根據(jù)工作原理繪制第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六點(diǎn)動(dòng)與自鎖混合控制線路安裝接線圖第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六特點(diǎn)：是屬于同一電器的不同的部件，依據(jù)原理分別畫在相應(yīng)的電路中(如交流接觸器的主觸頭畫在主電路上，輔助觸頭及線圈畫在控制電路上)。作用：能夠清楚地表明電路的功能，便于分析工作原理。在電氣控制線路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)、檢修中都要用到原理圖。第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六2)原理圖的若干繪制原則

①表示導(dǎo)線、信號(hào)通路、連接線等的圖線可水平或垂直地布置，也可以用斜的交叉線，但應(yīng)是交叉和折彎最少的線段。②電路或元件應(yīng)按功能布置，并盡可能地按工作順序排列，對于次序清楚的簡圖，尤其是電路圖和邏輯圖，其布局順序應(yīng)該是從左到右、從上到下。③為了突出或區(qū)分某些電路、功能等，導(dǎo)線符號(hào)、信號(hào)通路、連接線等可采用粗細(xì)不同的線條來表示。第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六④元件、器件和設(shè)備的可動(dòng)部分通常應(yīng)表示在非激勵(lì)或不工作的狀態(tài)或位置。⑤所用圖形符號(hào)應(yīng)符合GB4728—84、85《電氣圖用圖形符號(hào)》的規(guī)定。當(dāng)采用非國標(biāo)規(guī)定的圖形符號(hào)時(shí)，必須加以說明。⑥同一電器元件的不同部分的線圈和觸點(diǎn)均采用同一文字符號(hào)標(biāo)明。電工設(shè)備文字符號(hào)應(yīng)符合GB7159—87《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)規(guī)定通則》的規(guī)定。第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六另外：1、在表達(dá)清楚的前提下，盡量減少線條，盡量避免交叉線的出現(xiàn)。兩線交叉連接時(shí)需用黑色實(shí)心圓點(diǎn)表示，兩線交叉不連接時(shí)需用空心圓圈表示。2、原理圖上應(yīng)標(biāo)注出各個(gè)電氣電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)；某些元器件的特性；常用電氣的操作方式和功能。第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六3)電氣控制線路的分析方法一、基本控制規(guī)律(環(huán)節(jié))(一)根據(jù)邏輯關(guān)系實(shí)際的電氣控制線路雖然復(fù)雜，但很大一部分都是常開與常閉觸頭的組合。掌握了這些觸頭的組合規(guī)律，就可以給分析電路提供一定的方便，這些觸頭的組合規(guī)律實(shí)際上反映繼電器或接觸器線圈與這些觸頭之間的某種邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這種關(guān)系的控制環(huán)節(jié)就是一種基本控制環(huán)節(jié)。第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六1．邏輯“與”關(guān)系當(dāng)幾個(gè)條件都必須具備，接觸器線圈才得電時(shí)，可采用常開按鈕(或觸頭)串聯(lián)接法來組成控制線路（如順序控制等）(a)控制線路實(shí)例圖（a）顯示出了繼電控制線路中“與”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的串聯(lián)。若規(guī)定觸點(diǎn)接通為“1”，斷開為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫出KM＝KA1×KA2，只有觸點(diǎn)KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六2．邏輯“或”關(guān)系當(dāng)幾個(gè)條件中有一個(gè)條件滿足控制要求，接觸器線圈就可得電時(shí)，可以采用幾個(gè)常開按鈕(或觸頭)并聯(lián)接法來組成控制線路（如自鎖、多點(diǎn)啟動(dòng)環(huán)節(jié)等）（b）控制線路實(shí)例（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的并聯(lián)，可寫成KM＝KA1+KA2，當(dāng)觸點(diǎn)KA1或KA2接通，或者KA1和KA2都接通時(shí)，接觸器線圈都可通電第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六３．邏輯“非”關(guān)系若當(dāng)某個(gè)條件滿足時(shí)，接觸器線圈不得電(失電)，則可采用常閉按鈕(或觸頭)串聯(lián)接入該線圈電路中的接法來組成控制線路（如互鎖、制約控制等）（c）控制線路實(shí)例c）示出了繼電控制線路中“非”運(yùn)算的實(shí)例，通常稱KA為原變量，為反變量，它們是一個(gè)變量的兩種形式，如同一個(gè)繼電器的一對常開、常閉觸點(diǎn)，在向各自相補(bǔ)的狀態(tài)切換時(shí)同步動(dòng)作。圖（b）中，觸點(diǎn)KA的取值與線圈KM的取值相同，而KM1與繼電器的常閉觸點(diǎn)的取值相同，所以，故實(shí)現(xiàn)了非運(yùn)算。第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六(二)根據(jù)控制原則根據(jù)變化參量進(jìn)行控制——“根據(jù)控制原則”就形成了一些典型的基本控制環(huán)節(jié)１．行程原則２．時(shí)間原則３．速度原則４．電流原則二、電氣控制線路的分析步驟首先要對生產(chǎn)機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)型式、工藝要求及操作過程等進(jìn)行全面的了解然后由此出發(fā)，明確對其控制線路的要求，在此基礎(chǔ)上去分析控制線路。第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六控制線路的分析，應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行①主電路分析：看生產(chǎn)機(jī)械由幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，各拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)作何用，負(fù)責(zé)何種運(yùn)動(dòng)，它們的拖動(dòng)特點(diǎn)是什么，有何要求，各電動(dòng)機(jī)的保護(hù)情況如何，等等。②根據(jù)對主電路的分析，按“化整為零看電路”的方法找出各“典型的基本控制環(huán)節(jié)”，然后再進(jìn)行逐一分析。因?yàn)槿魏螐?fù)雜的電氣控制線路，基本上都是由若干個(gè)“典型的基本控制環(huán)節(jié)”組成的。第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六③分析清楚各“基本控制環(huán)節(jié)”后，再根據(jù)機(jī)械、液壓、電氣三者的配合及運(yùn)動(dòng)順序的要求，分析其各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)鎖關(guān)系，即：機(jī)械手柄與電器元件的關(guān)系；液壓系統(tǒng)與電氣控制的關(guān)系；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與電器元件的關(guān)系等。④根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的必要保護(hù)功能，分析其相應(yīng)的保護(hù)電路，如，短路保護(hù)，過載保護(hù)，過流保護(hù)，失壓過壓保護(hù)，極限保護(hù)，誤操作保護(hù)等。⑤按照“積零為整看全部”的方法縱觀全電路，進(jìn)行整體分析。抓住電氣控制的特點(diǎn)，深刻理解并分析各電器元件的作用，以期完全掌握分析的基本方法，養(yǎng)成分析的習(xí)慣。第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六（三）PLC的內(nèi)部繼電器和一般繼電器有何不同？第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六電磁式繼電器第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期六