电气控制与PLC 阮友德 第3章电气控制系统的分析、设计与检修

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1、第3章电气控制系统的分析、设计与检修电气控制系统是机械设备的重要组成部分，其正常工作是保证机械设备准确协调运行、生产工艺得以满足、工作安全可靠及操作自动化的主要前提。电气控制系统的分析方法3.1电气控制系统分析3.2电气控制系统设计3.3电气控制系统检修3.43.1电气控制系统的分析方法电气控制系统的分析是在掌握了机械设备及电气控制系统的构成、运行方式、相互关系以及各电动机和执行电器的用途和控制等基本条件之后，才可对电气控制线路进行具体分析。分析的一般原则是：化整为零、顺藤摸瓜、先主后辅、集零为整、安全保护和全面检查。常用分析电气线路图的方法有两种：查线

2、读图法和逻辑代数法。3.1.1查线读图法查线读图法（又称为直接读图法或跟踪追击法）是按照电气控制线路图，根据生产过程的工作步骤依次读图，一般按照以下步骤进行。1．了解生产工艺与执行电器的关系2．分析主电路3．分析控制电路如果比较复杂，一般可以按控制线路将其分成几部分来分析，采取“化整为零”的方法，分成一些基本的熟悉的单元电路，然后将各单元电路进行综合分析，最后得出其动作情况。4．分析辅助电路5．分析联锁和保护环节6．总体检查经过“化整为零”的局部分析，逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制

3、线路，看是否有遗漏，特别要从整体角度去进一步分析和理解各控制环节之间的联系，以理解电路中每个电气元件的名称及其作用。3.1.2逻辑代数法逻辑代数法（又称为间接读图法）是通过对电路的逻辑表达式的运算来分析电路的，其关键是正确写出电路的逻辑表达式。1．电器元件的逻辑表示电气控制系统由开关量构成控制时，电路状态与逻辑函数式之间存在对应关系。为将电路状态用逻辑函数式的方式描述出来，通常对电器作出如下规定。①用KM、KA、SQ…等分别表示动合（常开）触头，用、、…等表示动断（常闭）触头。②触头闭合时，逻辑状态为“1”；触头断开时，逻辑状态为“0”；线圈通电时为“1

4、”状态；线圈断电时为“0”状态。常用的表达方式如下。●线圈状态。KM=1接触器线圈处于通电状态。KM=0接触器线圈处于断电状态。●触头处于非激励或非工作的状态。KM=0接触器常开触头状态。=1接触器常闭触头状态。SB=0常开按钮触头状态。=1常闭按钮触头状态。2．电路状态的逻辑表示电路中触头的串联关系可用逻辑“与”即逻辑乘（·）的关系表达；触头的并联关系可用逻辑“或”即逻辑加（+）的关系表达。图3-1所示为启保停控制电路，其接触器KM线圈的逻辑函数式可写成：f（KM）=·（SB2+KM）。图3-1启保停控制电路逻辑代数法读图的优点是：各电气元器件之间的联

5、系和制约关系在逻辑表达式中一目了然，通过对逻辑函数的运算，一般不会遗漏或看错电路的控制功能，而且为电气线路的计算机辅助分析提供了方便。逻辑代数法读图的主要缺点是：对于复杂的线路，其逻辑表达式很烦琐。3.2节电气控制系统分析分析机械设备的电气控制系统，应掌握以下几点。①能阅读设备说明书。②能结合典型线路进行分析。③能结合基础理论进行分析。④掌握一般的分析步骤。第一，看电路的说明和备注，有助于了解该电路的具体作用。第二，分清电气控制线路中的主电路、控制电路、辅助电路、交流电路和直流电路。第三，从主电路入手，根据每台电动机和执行器件的控制要求去分析控制功能。第

6、四，将电气原理图、接线图和布置安装图结合起来，进一步研究电路的整体控制功能。3.2.1车床电气控制系统车床可分成普通车床、立式车床、六角车床和仿形车床等。车床主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、圆锥面、成型回转面等）和回转体的端面。下面以CA6140普通车床为例进行车床电气控制系统的分析。1．车床的主要结构及控制要求普通车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、光杠、丝杠和尾座等部件组成，如图3-2所示。图3-2普通车床结构示意图控制要求如下。①主电动机M1完成主轴主运动和刀具的纵横向进给运动的驱动，电动机为不调速的笼型异步电动机，采用直接启动方式

7、，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向机构。②冷却泵电动机M2加工时提供冷却液，防止刀具和工件的温升过高，采用直接启动方式和连续工作状态。③电动机M3为刀架快速移动电动机，可根据使用需要随时手动控制启停。2．电气控制线路分析CA6140型普通车床的电气控制线路如图3-3所示，其工作原理分析如下。图3-3CA6140型车床电气控制线路（1）主电路分析（2）控制电路分析①主轴电动机M1的控制。②冷却泵电动机M2的控制。③刀架快速移动电动机M3的控制。3．保护环节分析4．辅助电路分析3.2.2钻床电气控制系统钻床是一种用途广泛的机床，可进行钻孔、扩孔、铰孔、攻

8、螺纹及修刮端面等多种形式的加工。按钻床的结构形式可分为：立式钻床、卧式钻床、台式