電氣控制與PLC應(yīng)用（FX5U） 課件 第3章 繼電器電路分析與設(shè)計(jì)

《電氣控制與PLC應(yīng)用（FX5U)》

繼電器控制技術(shù)篇123目錄CONTENTS第3章

繼電器電路分析與設(shè)計(jì)45繼電器電路的分析方法銑床電氣控制電路鏜床電氣控制電路繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指示燈控制電路設(shè)計(jì)678目錄CONTENTS小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)第3章

繼電器電路分析與設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練43.1繼電器電路的分析方法一、電氣控制電路分析的主要內(nèi)容1.設(shè)備說(shuō)明書；通過(guò)設(shè)備說(shuō)明書了解電器設(shè)備的用途，操作與使用方法，電源、容量及設(shè)備要求等。2.電氣原理圖；電氣原理圖是分析電路工作原理的重要圖紙，由主電路、控制電路、輔助電路、保護(hù)和連鎖電路等構(gòu)成；電氣原理圖是電路分析的主要內(nèi)容。3.電氣設(shè)備布置圖和接線圖；電氣設(shè)備布置圖用于表示控制系統(tǒng)元器件的尺寸和安裝位置；接線圖表示各單元內(nèi)部元件之間、各單元之間的連接方式，還可了解各類導(dǎo)線規(guī)格和敷設(shè)方式等。4.元器件明細(xì)表；元器件明細(xì)表列明了系統(tǒng)中各低壓電器元件的規(guī)格、型號(hào)、電氣參數(shù)、生產(chǎn)廠商等信息，為系統(tǒng)維護(hù)維修提供信息。53.1繼電器電路的分析方法二、電路分析的方法與步驟按照自上而下、從左到右、先主后輔的方式進(jìn)行電氣原理圖的識(shí)讀。1.主電路的識(shí)讀識(shí)讀主電路時(shí)，應(yīng)先明確電路中有幾臺(tái)用電設(shè)備（通常為電動(dòng)機(jī)）；然后從電源端開始，查看經(jīng)過(guò)那些控制元件，將電源接入到用電設(shè)備的。2.控制電路的識(shí)讀控制回路是用于控制主電路工作狀態(tài)的電路，是為主電路服務(wù)的；需要根據(jù)主電路中各用電設(shè)備的控制要求，在控制電路中找出對(duì)應(yīng)的控制環(huán)節(jié)，結(jié)合具體的控制功能來(lái)進(jìn)行分析。3.其他輔助電路的識(shí)讀其他輔助電路是除去控制電路外的其他電路，如照明電路、指示電路、故障及檢測(cè)電路等。63.2銑床電氣控制電路一、銑床的結(jié)構(gòu)及電氣控制要求X62W型臥式萬(wàn)能銑床實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)方式：一是主運(yùn)動(dòng)，由主軸帶動(dòng)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；二是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工中工作臺(tái)帶動(dòng)工件的移動(dòng)（包括升降臺(tái)的上下移動(dòng)、下溜板的橫向移動(dòng)和上溜板工作臺(tái)的縱向移動(dòng)）或圓工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；三是輔助運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件在三個(gè)方向的快速移動(dòng)及懸梁、刀桿支架的移動(dòng)。73.2銑床電氣控制電路二、銑床電氣控制電路分析1.主電路83.2銑床電氣控制電路二、銑床電氣控制電路分析2.控制電路93.2銑床電氣控制電路三、銑床電路故障診斷及排除1.故障診斷與排除方法103.2銑床電氣控制電路三、銑床電路故障診斷及排除2.常見故障分析示例（1）故障現(xiàn)象-主軸停車時(shí)無(wú)法制動(dòng)；（2）故障現(xiàn)象-工作臺(tái)不能進(jìn)給；（3）故障現(xiàn)象-工作臺(tái)不能快速移動(dòng)。（1）（2）113.3鏜床電氣控制電路一、鏜床的結(jié)構(gòu)及電氣控制要求T68型臥式鏜床實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)動(dòng)方式：一是主運(yùn)動(dòng)，包括鏜軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與花盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；二是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，包括鏜軸的軸向進(jìn)給，花盤刀具溜板的徑向進(jìn)給，鏜頭架的垂直進(jìn)給，工作臺(tái)的橫向進(jìn)給，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；三是輔助運(yùn)動(dòng)，包括工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，后立柱的水平移動(dòng)及尾架的垂直移動(dòng)。123.3鏜床電氣控制電路二、鏜床主電路133.3鏜床電氣控制電路三、鏜床控制電路143.3鏜床電氣控制電路四、鏜床電路故障診斷及排除1.故障現(xiàn)象-主軸電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)；2.故障現(xiàn)象-主軸轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速不符；3.故障現(xiàn)象-主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)均不能自鎖；4.故障現(xiàn)象-主軸電動(dòng)機(jī)可正常運(yùn)行，但不能制動(dòng)；5.故障現(xiàn)象-不能快速移動(dòng)；153.4繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容1．?dāng)M定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書；電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和被控設(shè)備性質(zhì)，提出控制方式和實(shí)施方案的具體要求，以及項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求；電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書是整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)，也是設(shè)備竣工驗(yàn)收的依據(jù)。2．確定電力拖動(dòng)方案；根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)和負(fù)載性質(zhì)等條件，確定拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型、數(shù)量、傳動(dòng)方式以及電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制要求。3．選擇合適的控制方式；控制方式主要用于實(shí)現(xiàn)拖動(dòng)方案的具體控制要求。隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)的控制方式從傳統(tǒng)的繼電接觸器控制向PLC控制、CNC控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制等方面發(fā)展，控制方式越來(lái)越多?？刂品绞降倪x擇應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，最大限度地滿足工藝的要求。4.設(shè)計(jì)電氣控制原理圖；根據(jù)確定的拖動(dòng)方案和控制方式，設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)原理圖；電氣原理圖由主電路、控制電路、輔助電路等構(gòu)成。5．合理選用元器件，編制元器件明細(xì)表。6．設(shè)計(jì)并繪制元器件布置圖和接線圖。7．編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。163.4繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則1．應(yīng)最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械或設(shè)備對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，這也是電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)。2．在滿足控制要求和保障安全的前提下，設(shè)計(jì)方案不宜盲目的追求自動(dòng)化和過(guò)高的性能指標(biāo)，應(yīng)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。3．妥善處理機(jī)械和電氣的關(guān)系，既要考慮控制系統(tǒng)的先進(jìn)性，也要考慮制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、易于維護(hù)維修等方面；綜合平衡確定控制方案。4.要有完善的保護(hù)措施，防止發(fā)生人身傷亡和設(shè)備損壞事故；保證設(shè)備使用安全可靠。5.控制設(shè)備和元器件的安裝、接線需要符合電氣施工要求，做到布線線路合理、結(jié)構(gòu)美觀、便于操作、易于維護(hù)。173.4繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題1.電路的設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮設(shè)備的工藝要求，在此基礎(chǔ)上考慮采用何種控制方式，如起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速方式等；并根據(jù)相互間的控制要求，設(shè)置合適的電氣連鎖及保護(hù)環(huán)節(jié)。2.控制電路電源種類和電壓等級(jí)的選擇；一般情況下，對(duì)于控制元件較少的簡(jiǎn)單控制電路，控制電路電源可選擇交流380V或220V，這個(gè)電源可直接從線路中獲得，電路更為簡(jiǎn)單可靠；但對(duì)于較復(fù)雜的電路控制，從安全、維修、操作、節(jié)能等角度考慮，常選擇電源變壓器，將控制電路電壓降低到127V、110V或更低的電壓等級(jí)。3．線路設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)潔實(shí)用，路徑合理；減少導(dǎo)線連接時(shí)的根數(shù)與長(zhǎng)度。4.控制電路工作時(shí)，應(yīng)該盡量減少通電電器的數(shù)量，不用的電器應(yīng)從電路中切除，以延長(zhǎng)電器的工作壽命、降低故障率并節(jié)約電能。183.4繼電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、繼電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題5.防止出現(xiàn)“競(jìng)爭(zhēng)”與“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象；繼電器電路動(dòng)作時(shí)，通過(guò)電器元件之間的信號(hào)傳遞，電路將從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)；在電路分析時(shí)，需要注意，低壓電器從感測(cè)機(jī)構(gòu)感測(cè)到外部觸發(fā)信號(hào)，到執(zhí)行機(jī)構(gòu)反應(yīng)并以觸點(diǎn)通斷方式動(dòng)作，是需要一段動(dòng)作時(shí)間的；一般動(dòng)作時(shí)間為幾毫秒到幾百毫秒之間，有時(shí)會(huì)更長(zhǎng)。6.線路連接應(yīng)簡(jiǎn)單合理，減少觸點(diǎn)的使用；當(dāng)設(shè)計(jì)復(fù)雜繼電器電路時(shí)，為表達(dá)連鎖和其他邏輯關(guān)系，會(huì)使用較多的繼電器、接觸器觸點(diǎn)。7.避免出現(xiàn)“寄生電路”；寄生電路是指電路在非誤操作情況下，產(chǎn)生的意外接通的情況，導(dǎo)致電路誤動(dòng)作。

193.5指示燈控制電路設(shè)計(jì)一、工作狀態(tài)指示燈控制電路的設(shè)計(jì)1.電動(dòng)機(jī)連動(dòng)控制指示電路203.5指示燈控制電路設(shè)計(jì)一、工作狀態(tài)指示燈控制電路的設(shè)計(jì)2.星形-三角形降壓起動(dòng)控制指示燈電路213.5指示燈控制電路設(shè)計(jì)二、流水燈控制電路的設(shè)計(jì)1.連續(xù)點(diǎn)亮流水燈控制電路223.5指示燈控制電路設(shè)計(jì)二、流水燈控制電路的設(shè)計(jì)2.依次點(diǎn)亮流水燈控制電路233.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)一、小車三位置延時(shí)往返控制電路（行程開關(guān)）1.控制要求243.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)一、小車三位置延時(shí)往返控制電路（行程開關(guān)）2.實(shí)現(xiàn)電路SB1為停止按鈕；SB2為起動(dòng)按鈕；SB3為召喚按鈕。253.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)二、小車三位置延時(shí)往返控制電路（接近開關(guān)）1.控制要求263.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)二、小車三位置延時(shí)往返控制電路（接近開關(guān)）2.實(shí)現(xiàn)電路SB1為停止按鈕；SB2為起動(dòng)按鈕；SB3為召喚按鈕。273.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)二、小車三位置延時(shí)往返控制電路（接近開關(guān)）3.接近開關(guān)位置檢測(cè)電路本項(xiàng)目為小車三位置延時(shí)往返控制電路，使用三個(gè)接近開關(guān)檢測(cè)小車位置；選用常用的三線式接近開關(guān)進(jìn)行位置檢測(cè)。接近開關(guān)使用直流電源驅(qū)動(dòng)，接線規(guī)則為，NPN型：棕正藍(lán)負(fù)，棕黑接負(fù)載；PNP型：棕正藍(lán)負(fù)，黑藍(lán)接負(fù)載。我們以NPN型三線式接近開關(guān)為例設(shè)計(jì)三位置接近開關(guān)檢測(cè)電路；設(shè)計(jì)電路如圖所示。283.6小車多位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)二、小車三位置延時(shí)往返控制電路（接近開關(guān)）4.電路替換293.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)一、控制要求有一臺(tái)機(jī)電設(shè)備，由兩臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；其中主軸電機(jī)功率為5.5kW，潤(rùn)滑油泵電機(jī)為0.15kW，根據(jù)工藝需求，要求采用繼電器接觸器控制方式，設(shè)計(jì)主電路及控制電路，實(shí)現(xiàn)以下功能：1.主軸電機(jī)M１必須在油泵電機(jī)Ｍ２起動(dòng)后，才能起動(dòng)；2.主軸電機(jī)M１正常工作時(shí)為正向連續(xù)運(yùn)行；但為調(diào)試方便，要求能夠?qū)崿F(xiàn)正、反向點(diǎn)動(dòng)操作；3.主軸電機(jī)M１停止后，才允許油泵電機(jī)Ｍ２停止；4.電路應(yīng)具有短路、過(guò)載、欠壓失壓保護(hù)。303.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)二、電路設(shè)計(jì)313.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)二、電路設(shè)計(jì)323.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)二、電路設(shè)計(jì)333.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)三、元器件明細(xì)表343.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)四、元器件布置圖設(shè)計(jì)353.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)五、接線圖設(shè)計(jì)控制柜底板接線圖363.7機(jī)電設(shè)備電氣控制電路設(shè)計(jì)五、接線圖設(shè)計(jì)操作面板接線圖373.8技能訓(xùn)練-小車三位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)[任務(wù)描述］采用繼電器接觸器控制方式，設(shè)計(jì)一個(gè)小車三位置延時(shí)往返控制電路。小車由三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，位置檢測(cè)采用接近開關(guān)；小車示意圖及運(yùn)行軌跡如圖3-32所示。具體要求為：（1）小車停在A點(diǎn)，按下起動(dòng)按鈕，小車右行；（2）經(jīng)過(guò)B點(diǎn)不停車，到達(dá)C點(diǎn)后停止；

（3）在C點(diǎn)延時(shí)30s后（T1），小車左行；（4）左行至B點(diǎn)停止，延時(shí)40s后（T2），小車左行；（5）到達(dá)A點(diǎn)后停止；等待下次起動(dòng)。（6）如小車初始位置不在A點(diǎn)，可在起動(dòng)前將小車召喚回A點(diǎn)。（7）電路具有短路、過(guò)載、欠壓失壓保護(hù)。383.8技能訓(xùn)練-小車三位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)393.8技能訓(xùn)練-小車三位置延時(shí)往返控制電路設(shè)計(jì)[任務(wù)實(shí)施］進(jìn)行小車動(dòng)作流程分析；設(shè)計(jì)主電路、控制電路；采用CADe_SIMU仿真軟件，仿真運(yùn)行設(shè)計(jì)電路；準(zhǔn)備所需器件，在網(wǎng)孔板完成