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第一节第一节第一节第一节 电器控制线路的一般设计方法电器控制线路的一般设计方法电器控制线路的一般设计方法电器控制线路的一般设计方法第二节第二节第二节第二节 电器控制线路的逻辑设计方法电器控制线路的逻辑设计方法电器控制线路的逻辑设计方法电器控制线路的逻辑设计方法本章小结本章小结本章小结本章小结控制电路设计方法：v一般设计方法一般设计方法:根据生产工艺的要求，按照电动机的根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法，采用典型环节电路直接进行设计。控制方法，采用典型环节电路直接进行设计。v逻辑设计方法逻辑设计方法 :采用逻辑代数进行设计。采用逻辑代数进行设计。（1）尽量减少控制电源种类及控制电源的用量尽量减少控制电源种类及控制电源的用量电气设计中应注意的问题电气设计中应注意的问题：（2）尽可能减少电器元件的品种、规格、与数量，同一尽可能减少电器元件的品种、规格、与数量，同一用途器件尽可能选用相同品牌用途器件尽可能选用相同品牌、型号的产品。、型号的产品。（3）控制线路正常工作时，除必须通电的电器外，尽可控制线路正常工作时，除必须通电的电器外，尽可能减少通电电器的数量，以利于节能，延长电器元件寿命能减少通电电器的数量，以利于节能，延长电器元件寿命以及减少故障以及减少故障。第一节 电气控制线路的一般设计方法去掉不必要的去掉不必要的KM1，简化电路，简化电路，提电路可靠性提电路可靠性（4）合理使用电器触点合理使用电器触点合理的安排电器元件触点的位置合理的安排电器元件触点的位置（a）不合理，SQ的常开和常闭靠得很近，不是等电位，触点断开时易在两触点间形成飞弧，造成短路，不安全，接线复杂（b）合理尽可能减少触点的使用数量，使用触点的容量要满足控制要求尽可能减少触点的使用数量，使用触点的容量要满足控制要求 按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图b所示。（5）尽量缩短连接导线的数量和长度尽量缩短连接导线的数量和长度。（6）正确连接电器的线圈正确连接电器的线圈。电压线圈通常不能串联使用，电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。寄生电路：电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯有指示灯HLHL和热保护的正反向电路和热保护的正反向电路.正常工作时，正常工作时，能完成正反向起能完成正反向起动、停止和信号动、停止和信号指示。指示。当热继电器当热继电器FR动作时，动作时，电路就出现了寄生电路电路就出现了寄生电路，如图中虚线所示，使正向如图中虚线所示，使正向接触器接触器KM1不能有效释放，不能有效释放，起不了保护作用。起不了保护作用。寄生电路寄生电路（7）控制电路中应避免出现寄生电路控制电路中应避免出现寄生电路:（8）避免发生触点“竟争”与“冒险”现象 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。的控制电路。（9）电气连锁和机械连锁共用电气连锁和机械连锁共用 在频繁操作的可逆电路、自动切换线路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且还有机械联锁。（10）所设计的控制线路应具有完善的保护环节所设计的控制线路应具有完善的保护环节常用的保护有短路、过载、过电流、过电压、失电压等 保护环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。二、设计控制电路的一般步骤：v（1）首先根据生产工艺的要求,画出功能流程图 v（2）确定适当的基本环节。对于某些控制要求，尽量选用常用的且经过实际考验过的电路v（3）根据生产工艺要求逐步完善线路的控制功能，使控制满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作。此外，控制线路要考虑到操作、调整和检修方便，并适当配置连锁和保护等环节。电气控制线路设计电气控制线路设计电气控制线路设计电气控制线路设计举例：举例：切削加工刀架的自动循环控制切削加工刀架的自动循环控制要求：要求：（1）启动后，刀架由位置）启动后，刀架由位置1移动到位置移动到位置2；（2）然后再由位置）然后再由位置2退回到位置退回到位置1处，停车。处，停车。电气控制线路设计电气控制线路设计主电路主电路控制电路控制电路切削加工刀架的自动循环控制切削加工刀架的自动循环控制电气控制线路设计电气控制线路设计要求：要求：（1）按下启动按钮）按下启动按钮SB2，小车首先向右运行，小车首先向右运行（2）小车的撞块碰到）小车的撞块碰到S1时停车，并开始延时时停车，并开始延时5s（3）延时时间到，小车自动改变运行方向，改向左运行）延时时间到，小车自动改变运行方向，改向左运行（4）小车的撞块碰到）小车的撞块碰到S2时停车，并开始延时时停车，并开始延时5s（5）延时时间到，小车再次自动改变运行方向，改向右运行）延时时间到，小车再次自动改变运行方向，改向右运行（6）依此自动往复运行，直至按下停止按钮）依此自动往复运行，直至按下停止按钮SB1，小车停止，小车停止小车自动往返小车自动往返电气控制线路设计电气控制线路设计控制线路控制线路小车自动往返小车自动往返电气控制线路设计电气控制线路设计 龙门刨床上装有横梁机构，刀架在横梁上，在加工不同工件时，需调整刀架的位置，因此要求横梁可以沿立柱上下移动。而在加工过程中，要求横梁被紧固在立柱上，不允许有松动。要求：要求：（1）横梁上、下移动的操作为点动操作）横梁上、下移动的操作为点动操作（2）按下横梁上移）按下横梁上移/下移按钮后，首先夹紧机下移按钮后，首先夹紧机构自动放松构自动放松（3）行程开关）行程开关S动作，放松到位，夹紧电动动作，放松到位，夹紧电动机停止运转，横梁做上移机停止运转，横梁做上移/下移下移（4）移动到位后，松开按钮，横梁停止移动）移动到位后，松开按钮，横梁停止移动（5）夹紧电动机启动后，夹紧电动机停止运）夹紧电动机启动后，夹紧电动机停止运（6）夹紧到位后，夹紧电动机停止运转）夹紧到位后，夹紧电动机停止运转龙门刨床横梁夹紧机构龙门刨床横梁夹紧机构电气控制线路设计电气控制线路设计龙门刨床横梁夹紧机构龙门刨床横梁夹紧机构电气控制线路设计电气控制线路设计加热炉自动上料机构控制加热炉自动上料机构控制工作过程：工作过程：初始状态下，炉门初始状态下，炉门3关闭，行程开关关闭，行程开关SQ3处于压下状态；处于压下状态；推料杆推料杆1在原位，行程开关在原位，行程开关SQ1处于压下状态。按下启动按处于压下状态。按下启动按钮钮SB2，首先，电动机，首先，电动机M1正向启动，通过蜗轮蜗杆传动，正向启动，通过蜗轮蜗杆传动，使炉门开启，到行程开关使炉门开启，到行程开关SQ4被压下时，炉门开启到位，被压下时，炉门开启到位，M1停止，炉门开启结束；接着停止，炉门开启结束；接着M2正向启动，拖动推料杆正向启动，拖动推料杆1向前移动，直到向前移动，直到SQ2被压下，工件被压下，工件2被推进加热炉被推进加热炉4，上料结，上料结束；然后束；然后M2反向启动，拖动推料杆反向启动，拖动推料杆1后退，退回到原位，压后退，退回到原位，压下行程开关下行程开关SQ1，M2停转；最后停转；最后M1反向启动，带动炉门关反向启动，带动炉门关闭，至初始位置，闭，至初始位置，SQ3被压下，被压下，M1停转。周期结束。停转。周期结束。电气控制线路设计电气控制线路设计加热炉自动上料机构控制加热炉自动上料机构控制磨床的电气控制系统磨床的电气控制系统 磨床是以砂轮周边或端面对工件进行磨削加工的精密机床,它不但能加工一般金属材料,而且能加工一般金属刀具难以加工的硬材料(如淬火钢、硬质合金等)。利用磨削加工可以获得较高加工精度和光洁度,而且其加工裕量较其他加工方法小得多,所以磨床广泛地应用于零件的精加工。为了适应磨削各种加工表面、工件形状及生产批量的要求,磨床的种类很多,如平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、无心磨床以及一些专用磨床。这里以M7120平面磨床为例,介绍使用较广的平面磨床电气控制系统。M7120M7120平面磨床是卧轴矩形工作台,主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱(又称磨头)、滑座、立柱等部分组成,图3-4是其构造示意图。主要结构及运动形式主要结构及运动形式磨床的电气控制系统磨床的电气控制系统 工作台在床身的水平导轨上做往复运动砂轮箱可在立柱的导轨上做垂直运动，实现垂直进给立柱在床身的横向导轨上做直线运动，实现横向进给对电力拖动及控制的要求：对电力拖动及控制的要求：1）由于砂轮的旋转运动一般不要求调速,由一台三相交流异步电动机拖动即可;且砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转2）砂轮升降电动机要求能正、反转。3）冷却泵电动机应在砂轮电动机启动后才运转。4）保护环节应包括短路保护、电动机过载保护、零压保护电磁吸盘欠压保护。5）电磁吸盘应有去磁控制。6）应有必要的指示信号及照明灯。磨床的电气控制系统磨床的电气控制系统 M7120平面磨床的电气控制系统原理图平面磨床的电气控制系统原理图阅读电气原理图的步骤:一般先看主电路，再看控制电路，最后看显示及照明等辅助电路。先先看看主主电电路路有有几几台台电电动动机机，各各有有什什么么特特点点，例例如如是是否否有有正正反反转转，采采用用什什么么方方法法起起动动，有有无无调调速速和和制制动动等；等；看看控控制制电电路路时时，一一般般从从主主电电路路的的接接触触器器入入手手，按按动动作作的的先先后后次次序序一一个个一一个个分分析析，搞搞清清楚楚它它们们的的动动作作条条件和作用。件和作用。控控制制电电路路一一般般都都由由一一些些基基本本环环节节组组成成，阅阅读读时时可可把把它它们们分分解解出出来来，先先进进行行局局部部分分析析，再再完完成成整整体体分分析析。此外还要看电路中有哪些保护环节。此外还要看电路中有哪些保护环节。电气原理图的阅读 v作用：作用：用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。修刮端面等多种形式的加工。v分类：分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。摇臂钻床及专用钻床等。Z3040型摇臂钻床的电气控制2024/7/924Z3040型摇臂钻床的电气控制一、结构及运动形式一、结构及运动形式2024/7/925二、控制要求二、控制要求v运动部件较多，采用多电动机拖动。运动部件较多，采用多电动机拖动。v要求主轴及进给有较大的调速范围。要求主轴及进给有较大的调速范围。v主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给传动机构实现主轴旋转和进给。给传动机构实现主轴旋转和进给。v主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需单方向旋转。需单方向旋转。v对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。v具有必要的联锁与保护。具有必要的联锁与保护。Z3040型摇臂钻床的电气控制2024/7/926三、液压系统简介三、液压系统简介v操纵机构液压系统操纵机构液压系统:安装在主轴箱内，实现主安装在主轴箱内，实现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变速轴正反转、停车制动、空档、预选及变速。v夹紧机构液压系统夹紧机构液压系统:安装在摇臂背后的电器盒安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。Z3040型摇臂钻床的电气控制2024/7/927四、电气控制电路分析四、电气控制电路分析v主轴电动机的主轴电动机的控制过程控制过程v摇臂升降电动机的摇臂升降电动机的控制过程控制过程v主轴箱与立柱的松开、夹紧主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程控制过程Z3040型摇臂钻床的电气控制2024/7/928主轴电动机的主轴电动机的控制过程控制过程2024/7/929摇臂升降电动机的摇臂升降电动机的控制过程控制过程2024/7/930主轴箱与立柱的松开、夹紧主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程控制过程2024/7/931X25K型铣床电气控制一、结构与运动形式一、结构与运动形式2024/7/932二、电气控制原理二、电气控制原理v主轴电动机的主轴电动机的控制过程控制过程v工作台横向进给及升降工作台横向进给及升降控制过程控制过程v工作台纵向进给工作台纵向进给控制过程控制过程v工作台快速移动工作台快速移动控制过程控制过程X25K型铣床电气控制2024/7/933主轴电动机的控制过程主轴电动机的控制过程2024/7/934X25K型铣床电气控制工作台横向进给及升降工作台横向进给及升降控制过程控制过程2024/7/935工作台纵向进给工作台纵向进给控制过程控制过程2024/7/936工作台快速移动工作台快速移动控制过程控制过程2024/7/937三、连锁与保护三、连锁与保护v进给运动与主运动的顺序连锁进给运动与主运动的顺序连锁v工作台各方向的连锁工作台各方向的连锁v长工作台与圆工作台的连锁长工作台与圆工作台的连锁v保护环节保护环节2024/7/938T68型卧式镗床电气控制一、结构与运动形式一、结构与运动形式2024/7/939二、电力拖动特点二、电力拖动特点v双速笼型异步电动机作为主拖动电机。双速笼型异步电动机作为主拖动电机。v进给运动和主轴及花盘旋转用同一台电动机拖动，进给运动和主轴及花盘旋转用同一台电动机拖动，主轴电动机能正反向点动，并有准确的制动。主轴电动机能正反向点动，并有准确的制动。v主轴电动机低速时直接起动，高速时先低速启动，主轴电动机低速时直接起动，高速时先低速启动，延时后转为高速运转。延时后转为高速运转。v主轴变速和进给变速设低速冲动环节。主轴变速和进给变速设低速冲动环节。v各运动部件能实现快速移动。各运动部件能实现快速移动。v工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给设有联锁。动进给设有联锁。T68型卧式镗床电气控制2024/7/940三、电气控制线路分析三、电气控制线路分析v主电路分析主电路分析v控制电路分析控制电路分析主轴电动机的正、反向起动控制主轴电动机的正、反向起动控制 主轴电动机的点动控制主轴电动机的点动控制主轴电动机的停车与制动主轴电动机的停车与制动主轴变速和进给变速控制主轴变速和进给变速控制 镗头架、工作台快速移动的控制镗头架、工作台快速移动的控制 v连锁与保护连锁与保护T68型卧式镗床电气控制2024/7/941T68型卧式镗床电气控制2024/7/942“与”运算（逻辑乘）KMKA1KA2第二节第二节 电器控制线路的逻辑设计方法电器控制线路的逻辑设计方法（不讲）（不讲）v“或或”运算运算KMKA1+KA2触点接通为触点接通为“1”，断开为，断开为“0”，线圈通电为线圈通电为“1”，断电为，断电为“0”，v“非非”运算运算KMKA逻辑关系图逻辑关系图瞬时信号持续信号瞬时信号：瞬时信号：有效信号的持续时间少于一个工序步有效信号的持续时间少于一个工序步执行元件工件区间非控信号有效信号：有效信号：能够引起元件状态改变或能够使工步发生切换的检能够引起元件状态改变或能够使工步发生切换的检 测信号测信号非控信号：非控信号：不能引起元件状态改变，也不能使工步发生不能引起元件状态改变，也不能使工步发生 切换的检测信号切换的检测信号持续信号：持续信号：有效信号的持续时间不少于一个工序步有效信号的持续时间不少于一个工序步有效信号“失电优先型失电优先型”基本逻辑式描述的基本条件：基本逻辑式描述的基本条件：起始信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间起始信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间 之内，以及终止信号持续区间内之内，以及终止信号持续区间内终止信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间终止信号的同名信号只能出现在运算元件的工作区间之外之外SB1SB2KM举例：举例：下图表示的是液压控制系统工作原理及控制要求示意图，下图表示的是液压控制系统工作原理及控制要求示意图，图中图中YV1、YV2均为两位四通电磁阀，均为两位四通电磁阀，YA1、YA2分别为电分别为电磁阀的电磁铁，液压缸磁阀的电磁铁，液压缸A、B在电磁阀控制下完成四个工步的在电磁阀控制下完成四个工步的半自动循环，启动按钮半自动循环，启动按钮SB。电器控制线路的逻辑设计方法 YA1=KA1YA2=KA2逻辑图逻辑图逻辑式逻辑式控制线路图控制线路图S3SsS2SySsS1Se12345KAS2S1SeSySsSs2341KASs1234KA5SySeSsSeSy2341KASe用持续信号排除额外起始信号用持续信号排除额外起始信号用持续信号排除额外停止信号用持续信号排除额外停止信号KA=（SySs+kA）SeKA=（SySs+kA）SeKA=（Ss+kA）SySeKA=（Ss+kA）SySe本章小结v典型电气控制系统的分析典型电气控制系统的分析 Z3040摇臂钻床的电气控制系统分析摇臂钻床的电气控制系统分析X25K铣床的电气控制系统分析铣床的电气控制系统分析T68镗床的电气控制系统分析镗床的电气控制系统分析v电器控制线路的一般设计方法电器控制线路的一般设计方法 简单控制电路的设计能力简单控制电路的设计能力电器控制线路的分析方法电器控制线路的分析方法电器原理图的读图能力电器原理图的读图能力2024/7/949写在最后写在最后成功的基成功的基础在于好的学在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits50谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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