机床电气控制与PLC

机床电气控制与PLC任务3：掌握机床控制常用的低压电器高安邦教授主讲第2章机床电气控制常用低压电器和图形符号说明。2.1机床电气控制常用低压电器概述2.2信号及控制电器机床控制常用低压电器概述机床电控不仅需要电机或液压、气动装置来驱动，还需要一套电气控制装置来控制，包括各类低压电器，用以实现机床的各种工艺要求。所谓电器就是指能控制电的器具，即对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械称电器。所谓低压电器，指工作在交流电压1200V或直流电压1500V及以下的电路中起通断、检测、保护、控制或调节作用的电器产品。电梯控制屏上常用电器常见的部分低压电器如下图所示:（a）HZ10/3型组合开关；（b）HZ3型转换开关；（c）DZ5-20型自动开关；（d）RL螺旋式熔断器；（e）CJ10-10型交流接触器；（f）CJ10-20型交流接触器；（g）JDB型交流接触器；（h）JZ7型中间继电器；（I）JDS型中间继电器；（j）JR0型热继电器；（k）UA型热继电器；（l）JT4型过电流继电器；（m）JFZ0型速度继电器；（n）JY1型速度继电器；（o）JS7型空气阻尼式时间继电器；（p）JS11型电动式时间继电器；（q）TBR型电动式时间继电器；（r）JS14型晶体管式时间继电器；（s）LA19型按钮；（t）LA18型按钮；（u）LA10型按钮；（v）JLXK1-111型行程开关；（w）JLXK1-211型行程开关；（x）JLXK1-311型行程开关；（y）JLXK1-411型行程开关；（z）X2-N型行程开关。1.按控制作用分类（1）执行电器用来完成某种动作或传递功率。例如：接触器、电磁阀、电磁铁。（2）控制电器用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。（3）主令电器用来发出信号指令的电器。它的信号指令将通过继电器、接触器和其他自动电器的动作，接通和分断被控制电路，以实现对电动机和其它生产机械的远距离控制。例如：按钮、主令控制器、转换开关等。（4）保护电器用来保护电源、电路及用电设备的安全，使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电器、漏电断路器、过欠电流（压）继电器等。（5）配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器等。2.按动作方式分（1）自动切换电器按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。（2）非自动电器通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等。3．按动作原理分类（1）电磁式电器它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等。（2）非电磁式电器它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等。4．按在机床中的用途(1)信号及控制电器用于发送控制指令及实现机床控制电路中逻辑运算、延时等功能的电器。如：按钮开关、行程开关、刀开关、中间继电器、时间继电器、速度继电器等。(2)执行电器用于完成传动或实现机床某种动作的电器。如：接触器、电磁阀、电磁铁、电磁离合器等。(3)保护电器用于保护机床控制电路及其用电设备安全的电器。如：溶断器、热继电器、过欠电流（压）继电器等。2．2信号及控制电器1.按钮按钮是一种手动控制电器。它只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其他自动电器发出指令性的电信号，控制其他自动电器动作;不能直接用于控制主电路。为避免误操作，常将钮帽做成不同的颜色来区别，如以红色作为停止和急停，绿色作为起动和运行，黄色表示干预，黑色表示点动；蓝色表示复位；另外还有黄、白等颜色等，供不同场合使用。按钮与带灯按钮颜色代表的意义2.刀开关（QS）是一种结构最简单且应用最广泛的手控低压电器，主要用于接通和切断长期工作设备的电源。广泛用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控制电路中。刀开关的种类很多，根据通路的数量可分为单极、双极和三极。一般刀开关的额定电压不超过500V。额定电流有10A到上千安培多种等级，有的刀开关附有熔断器。图2-4胶盖瓷底刀开关的结构—出线盒2—熔丝3—动触头4—手柄5—静触头6—电源进线座7—瓷座8—胶盖9—接用电器（3）行程开关(限位开关)[ST(Q)]是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于反映机构的运动方向或所在位置，可实现行程控制及极限位置的保护。行程开关分为有触点式和无触点式两种。有触点行程开关动作原理与按钮类似，动作时碰撞行程开关的顶杆。按结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种；常见无触点式为高频振荡型接近开关。直动式行程开关结构图电子式接近开关由三极管Vl、振荡线圈L及电容器Cl、C2、C3组成电容二点式高频振荡器，其输出经由V2级放大，V7、V8整流成直流信号，加到三极管V3的基极，晶体管V4、V5构成施密待电路，V6级为接近开关的输出电路。当开关附近没有金属物体时，高频振荡器谐振，其输出经由V2放大并经V7、V8整流成直流，使V3导通，施密特电路截止，V4饱和导通，输出级V5截止，接近开关无输出。当金属物体接近振荡线图L时，振荡减弱，直至停止，这时V3截止，施密特电路翻转，V4截止，V5饱和导通，即有输出。其输出端可带继电器或其他负载。4.组合开关是一种特殊刀开关，只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直安装面的平面内向上或向下转动;而组合开关的操作手柄则是平行于安装面的平面内向左或向右转动而已。多用在机床电气控制线路中，作为电源的引入开关，也可以用作不频繁地接通和断开电路、换接电源和负载以及控制5KW以下的小容量电动机的正反转和星/三角起动等。a)b)图2-9组合开关的结构图a）外形图b）内部结构1-手柄2-转轴3-弹簧4-凸轮5-绝缘垫板6-动触点7-静触点8-绝缘方轴9-接线柱5.万能转换开关具有更多操作位置和触点、能够连接多个电路的一种手动控制电器。由于它的档位多、触点多，可控制多个电路，能适应复杂线路的要求。万能转换的图形符号6.低压断路器是一种集操作控制和多种保护功能于一身的电器。它除主要能完成接通和分断电路外，还能对电路或电气设备发生的短路、过载、失压等故障进行保护。常用作低压配电的总电源开关和电动机主电路的短路、过载、失压保护开关。图2-13自动开关的原理图1、9—弹簧2—触点3—锁键4—搭钩5—轴6—过电流脱扣器7—杠杆8、10—衔铁11—欠电压脱扣器12—双金属片13—电阻丝低压断路器的结构和工作原理图负荷开关左图:l-闸刀2-夹座3-熔断器4-手柄5-转轴6-速断弹簧本讲作业:1-11-21-8