典型机械设备电气控制系统分析
工程机械电气控制系统的基础构造分析
工程机械电气控制系统的基础构造分析摘要：工程机械电气控制系统的基础构造十分复杂。
为保障机械设备能够长期处于安全、稳定的运行状态，并及时对发生故障的机械设备进行保护，将电气控制系统广泛应用于工程机械设备必不可缺。
在这一系统的帮助下，工程机械设备的运行必将更加安全可靠。
本文主要分析工程机械电气控制系统的基础构造。
关键词：机械工程；自动化；创新实践引言电气控制系统，又称“电气设备二次控制回路”，是指利用多个电气元件组合实现设备控制的系统，其能够对机械设备的电气线路运行状况进行监测、控制和保护。
很多机械设备的控制回路都不相同，针对不同的高低压电气设备，人们可采用电气控制系统来确保其电气回路运行安全、可靠，以免因电流负荷不稳定而影响设机械设备的正常生产。
1、电气控制设计的特点近年来，随着自动化技术的发展和革新，控制与通信技术的融合使控制效率和控制水平得到了极大提高，但是随着时代的变化，人们对其实用性和稳定性的需求也越来越大。
机械是当前工业发展的重要驱动力，已被大量采用，采用电气技术实现电力系统的自动化控制，不需要人工操作即可实现自动化。
例如：大型工厂内部的自动化生产线，不但能够实现自动化、智能化的电气控制，而且能够在远距离上发出网络控制命令，对机械的操作参数和状态进行调整。
总之，加强机电设备的安全、时效性和可用性，使设备的设备性能和技术水平得到最大化的发挥。
目前，我国的工业设备品种繁多，各方面的电气控制设备也存在很大差异，但从整体上来说，其电气控制系统的结构并无明显差异。
其主要内容有：（1）电气控制应考虑到机器的实际要求和技术方法，使控制体系达到最大的效益，最大程度提高其生产力。
（2）在保证生产要求的情况下，应以简单、可靠、经济、方便为主，以实用与可操作性为主。
（3）在电力系统中，保护子系统是不可或缺的组成部分，针对过载、短路、过流、报警等问题进行详细分析，既能有效地保护机器，又能减少事故的发生。
从以往的电气控制系统的设计实践中，将其分为理论与工艺两大部分，在此基础上，对电气、电子器件等进行全面的选型，以保证后续的设计工作能够顺利进行。
机械电气控制装置PLC技术分析
机械电气控制装置PLC技术分析摘要：在机械电气控制装置中引进先进的PLC技术，能够充分发挥该技术的多元优势来提升机械设备控制的时效性、智能性和自动化程度。
PLC控制系统可以很好地将自动化技术和计算机技术进行整合应用，从而对整个以计算机电气设备的基础的各种关联性及生产线的稳定性进行准确控制，从而保障生产效率和质量。
所以，为了更好地保障机械电气行业的健康发展，需要给予PLC技术足够的重视，切实强化机械设备综合管控水平，保证各项生产任务能够高质量落地。
关键词：机械电气控制装置；PLC技术引言在机械电气控制装置中，PLC技术凭借着诸多优势逐渐在机械控制方面得到广泛应用，这种新型的控制方式正在取代传统控制模式。
通过合理应用该技术，可以提高机械控制的可靠性、灵活性、稳定性，保证工程生产安全顺利地推进。
1 PLC技术特点与优势1.1具有良好兼容性PLC技术可与其他多类技术有机融合,拥有良好的兼容性。
优化升级机械电气系统的关键就是充分利用了PLC技术的兼容性,以减少系统导线连接为目的，直接把系统自身机械电气设备视为辅助继电器，以此来提升控制系统运行、反应效率。
此外，在诸多环节(如生产控制、信息预算和数据处理等方面）都能发挥积极促进作用，同时还能通过对外模块进一步拓展而实现其他功能，表现出良好的可塑性和灵活性，所以被广泛应用于工业生产领域中。
1.2可有效提升运行效率作为融合了计算机优势和自动化特征的一种新型技术，PLC自然兼具了两者的优点，可从流程上实现机械电气系统安装，提升安装操作的快捷性和便利性。
机械电气设备自引入PLC技术后，相关命令的执行都直接通过软件编程完成，最大程度地降低了工作强度，一方面解放了操作工人，另一方面让机械电气设备运转效果更佳。
1.3具有抗干扰性相比之下,传统机械电气控制系统具有较为突出的设计缺陷,如易被外界因素干扰。
人们在具体实践应用中会选择把PLC技术融合于集成技术,完成隔离模块设计。
电机与电气控制案例第5章 典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析
5.２ 案例２：平面磨床的电气控制
【案例说明】
磨床是用磨具和磨料（如砂轮、砂带、油石、研磨剂等）对工 件的表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平 面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。通过磨削加工，使工件的 形状及表面的精度、粗糙度达到预期的要求；同时，它还可以进 行切断加工。根据用途和采用的工艺方法不同，磨床可以分为平 面磨床、外圆磨床、内圆磨床、工具磨床和各种专用磨床（如螺 纹磨床、齿轮磨床、球面磨床、导轨磨床等），其中以平面磨床 使用最多。平面磨床又分为卧轴和立轴、矩台和圆台四种类型
6
（2）电动机M2拖动冷却泵。车削加工时，刀具与工件的温度较 高，需设一冷却泵电动机，实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动 机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要 的联锁保护。 （3）快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工 作时间，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使 用需要，随时手动控制起停。 （4）采用电流表检测和监视电动机的负载情况。
12
刀架的快速移动： 转动刀架快速移动手柄→压动限位开关SQ→接触器KM5通电， KM5主触点闭合，M3接通电源起动。
冷却泵控制： M2为冷却泵电动机，它是通过按钮SB6和SB5来实现起停控制。 （3）其他辅助环节分析 监视主回路负载的电流表通过电流互感器接入。为防止电动机起 动、点动和制动电流对电流表的冲击，电流表与时间继电器的延 时动断触点并联。如起动时，KT线圈通电，KT的延时动断触点未 动作，电流表被短接。起动后，KT延时断开的动断触点断开，此 时电流表接入互感器的二次回路对主回路的主电流进行监视。
19
3.成绩评分标准（见表5-1） 表5-1 成绩评分标准
序号 1 2
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。
除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。
工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。
对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。
关键词：工业生产；机器人；电气控制1 工业机器人的起源《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。
二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。
早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。
约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。
到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。
Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。
Unimation 公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。
到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。
此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。
纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。
与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。
2 工业机器人电气控制系统的功能2.1搬运工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。
例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。
机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。
一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。
为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。
想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。
电气控制系统的分析方法
电气控制系统的分析方法[摘要]生产中使用的机械设备种类繁多，其控制线路和拖动控制方式各不相同，本文通过分析典型机械设备的电气控制系统，探讨电气控制线路的组成以及基本控制电路在机床中的应用，掌握分析电气控制线路的方法与步骤。
[关键词]电气；控制系统；分析方法随着现代社会的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，一个高效、节能、安全的电气控制系统，可以说是我们赖以工作、学习和生活的中不可缺少的一部分，这其中既要体现安全性，同时也要注重它的实用性和节能性。
因此，合理、安全、节能的电气控制系统已经是一个现代社会生产建设中必须的—部分，为了让电气控制系统更好地为人们服务，本文主要对电气控制系统进行分析与探讨，目的使得电气自动化控制能够满足人们实际学习、工作、生活、生产的需要。
一、电气控制系统的概述分析机械设备的电气控制系统，应掌握以下几点：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。
分析主电路时，可采用从下往上看，即从用电设备开始，经控制元件，顺次往电源看；再采用从上而下，从左往右的原则分析控制电路，依据前面的基本控制电路，将线路化整为零，分析局部功能；最后分析辅助控制电路、连锁保护环节等。
第四，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。
二、车床电气控制系统车床在机械加工中被广泛使用，根据其结构和用途不同，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.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，主轴采用机械变速，正反转采用机械换向机构。
典型电气控制系统
3.1 概述
结合有关图样说明，了解电路的具体情况，抓往看图的重点 ，达到顺利识图的目的。
结合绘制电气图必须遵循一些规则、标准和要求，这些规则 和要求是为了加强图样的规范性、通用性和示意性所提出的 。利用这些绘图的知识能够准确地识图。
2.识图步骤 了解机械设备的主要结构、运动方式、加工工艺、技术性能
上一页 下一页 返回
3.1 概述
了解设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置 的布置以及在控制线路中的作用等;了解各种电器与机械、液 压部分的关系及在各种控制中的作用。
2.电气控制原理图 分析电气控制原理图是分析控制线路的主要内容。电气原理
图由主电路、控制电路、辅助电路、保护与联锁环节以及特 殊控制电路等组成。在分析电气原理图时，注意与阅读其他 技术资料相结合，注意分析控制线路的主要参数和技术指标 ，以便在调试或检修中合理地使用仪表。
第3章 典型电气控制系统
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
概述 CA 6140车床的电气控制线路 铣床的电气控制线路 摇臂钻床的电气控制线路 机床电气维修方法
3.1 概述
本章概述 电气控制系统在机械设备中起着中枢神经的作用，由于生产
机械设备的工作方式、工艺要求各不相同，因此电气控制系 统也显现出不同的特点。 教学目标 1.掌握CA 6140车床的电气控制线路 2.熟悉铣床的电气控制线路。 3.了解摇臂钻床的电气控制线路。 4.掌握机床电气维修方法。
主轴旋转运动是由一台7. 5 kw笼型异步电动机进行拖动， 电动机的动力通过V形带的传动，由主轴箱传到主轴。变换 主轴箱外的手柄位置，可进行主轴的调速。主轴一般只要求 单向旋转，只有在加工螺纹时才需要用反转来退刀。
第三章典型设备电气控制电路分析
第三章典型设备电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析第三节T68型卧式镗床电气控制电路分析第四节X62W型卧式铣床电气控制电路分析第五节交流桥式起重机电气控制电路分析第一节电气控制电路分析基础一、电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。
二、电气控制分析的内容设备说明书电气控制原理图电气设备的总装接线图电器元件布置图与接线图三、电气原理图的阅读分析方法先机后电先主后辅化整为零集零为整、统观全局总结特点四、分析举例C650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm ，长度可达3000mm 。
其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成。
（一）卧式车床的主要结构和运动情况以C650普通卧式车床为例图3-1 普通车床的结构示意图1-进给箱2-挂轮箱3-主轴变速箱4-溜板与刀架5-溜板箱6-尾架7-光杆8-丝杆9-床身（二）C650车床对电气控制的要求1．主轴电动机M12．冷却泵电动机M23．快速移动电动机M34．电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。
从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：（三）C650车床的电气控制电路分析1．主电路分析2．控制电路分析1）主电动机的点动调整控制2）主电动机的正反转控制3）主电动机的反接制动控制4）刀架的快速移动和冷却泵控制5)辅助电路6）完善的联锁与保护3．电路特点1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。
2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。
3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。
4）具有完善的保护与联锁。
第二节Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析一、机床结构与运动形式摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。
典型设备电气控制系统
典型设备电气控制系统1. 简介设备电气控制系统是指用于控制设备运行的一种系统，通过电气信号来实现设备的启动、停止、调速、定位等功能。
电气控制系统广泛应用于工业生产中的各种设备，包括机械设备、输送设备、制造设备等。
2. 组成部分典型的设备电气控制系统由以下几个组成部分构成：2.1 电源系统电源系统为设备电气控制系统提供必要的电力供应。
一般来说，工业设备电气控制系统采用交流电源，通过变压器将供电电压调整为适合设备控制系统的电压。
同时，电源系统还应包括过载保护装置、断路器等设备，以确保系统的安全运行。
2.2 控制器控制器是设备电气控制系统的核心部分，负责接收输入信号、处理逻辑运算，并输出控制信号控制设备的运行。
控制器通常采用可编程逻辑控制器（PLC）或者单片机等嵌入式控制器。
2.3 传感器传感器用于感知设备或生产环境的状态，并将其转化为电信号输入到控制器中。
不同类型的设备电气控制系统可能需要不同的传感器，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、位移传感器等。
2.4 执行器执行器用于执行控制器输出的控制信号，实现设备的运动或工作。
根据不同的设备控制需求，执行器可以是电动机、液压马达、气动执行元件等。
2.5 人机界面人机界面是设备电气控制系统与操作人员进行交互的界面，通过人机界面，操作人员可以监视设备运行状态、参数设定、故障诊断等。
常见的人机界面设备有触摸屏、操作面板等。
3. 工作原理典型的设备电气控制系统工作原理如下：1.控制器接收传感器输入的信号，对信号进行处理和分析。
2.控制器根据处理结果，生成相应的控制信号。
3.控制信号通过输出端口发送给执行器。
4.执行器按照控制信号的指令，对设备进行启动、停止、调速、定位等控制操作。
5.控制器和人机界面进行通信，将设备的运行状态、报警信息等反馈给操作人员。
4. 应用领域设备电气控制系统广泛应用于各个行业的设备控制领域，例如：•制造业：用于控制生产线上的各项设备，实现自动化生产。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9
5—溜板箱；6—尾架；7—丝杆；8—光杆；9—床身
图3-1 普通车床结构
典型机械设备电气控制系统分析
2.电力拖动和控制要求 从车床加工工艺出发，对中小型车床的拖动及控制有如下要求： (1) 为保证经济、可靠，主拖动电动机一般选用笼型异步电动机。为
满足调速范围的要求，一般采用机械变速。 (2) 主轴电动机的起动、停止应能实现自动控制。一般中小型车床均
（1）主电路分析 图3-4所示的主电路中有三台电动机的驱动电路，隔离开关QS将三
相电源引入，电动机M1电路接线分为三部分，第一部分由正转控制交流 接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触头构成电动机的正反 转接线；第二部分为一电流表PA经电流互感器TA接在主电动机M1的动 力回路上，以监视电动机绕组工作时的电流变化，为防止电流表被起动 电流冲击损坏，利用一时间继电器的动断触头，在起动的短时间内将电 流表暂时短接掉；第三部分为一串联电阻限流控制部分，交流接触器 KM3的主触头控制限流电阻R的接入和切除，在进行点动调整时，为防 止连续的起动电流造成电动机过载，串人限流电阻R，保证电路设备正 常工作。速度继电器KS的速度检测部分与电动机的主轴同轴相连，在停 车制动过程中，当主电动机转速为零时，其常开触头可将控制电路中反 接制动相应电路切断，完成停车制动。电动机M2由交流接触器KM4的主 触点控制其动力电路的接通与断开；电动机M3由交流接触器KM5控制。
第三章 典型机械设备电气控制系统分析
典型机械设备电气控制系统分析
3.1 车床电气控制
3.1.1 C620—1型普通车床的电气控制 1．主要结构与运动形式
普通车床主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜 板与刀架、尾架、光杆和丝杆等部分组成，如图3-1所示。
3
2
4
5
6
1
7
8
9
\
1—进给箱；2—挂轮箱；3—主轴变速箱；4—溜板与刀架；
名称及用途 主电动机正向点动按钮 主电动机正转按钮 主电动机反转按钮 冷却泵电动机停转按钮 冷却泵电动机起动按钮 照明灯 电流互感器 隔离开关
典型机械设备电气控制系统分析
电源 380V L1 L2 L3
QS KM1
KM3
主电动机
FU1
K M2 TA
PA KT R
冷却泵电动机 快移电动机 照明灯控制
刀具进给运动的驱动，电动机采用直接起动和方式起动，可 正反两个方向旋转，并可进行正反两个旋转方向的电气停车 制动。为加工调整方便，还具有点动功能。
（2） 电动机M2拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用 直接起动停止方式，并且为连I续工作状态。
（3） 快速移动电动机M3，电动机可根据使用需要，随时 手动控制起停。
典型机械设备电气控制系统分析
3．C650卧式车床电气控制系统分析 C650型普通机床的电气控制系统电路如图3-4所示，使用的电器元件
符号与功能说明如表3-1所示。 表3-1 电路元件符号及功能说明表
符号 M1 M2 M3 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KA
名称及用途 主电动机 冷却泵电动机 快速移动电动机 主电动机正转接触器 主电动机反转接触器 短接限流电阻接触器 冷却泵电动机起动接触器 快速电动机起动接触器 中间继电器
FR1
PE
KS
KM1 KT KM3
KM2 KA KM4 KM5
M1
3～
2 7 13 × 3 2 14 ×
3 13 7 7 11 4 16 × 5 × ×
2
2
3
94
5
2
2
3
5
6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
图3-4 C650车床控制电路
典型机械设备电气控制系统分析
1．结构及工作要求 C650卧式车床属于中型车床，可加工的最大工件回转直径为
1020mm，最大工件长度为3000mm，机床的结构形式如图3-3所示。
2
3
5
1 4
图3-3 C650卧式车床结构简图
1-床身；2-主轴；3-刀架；4-溜板箱；5-尾架
典型机械设备电气控制系统分析
2．电力拖动及控制要求 （1） 主电动机Ml（功率为30kW），完成主轴主运动和
采用直接起动，当电动机容量较大时，常用YY—△降压起动，为实现快 速停车，一般采用机械或电气制动。
(3) 为车削螺纹，要求主轴能正反转。对小型车床主轴正反转由主拖 动电动机正反转来实现，当主拖动电动机容量较大时，主轴正反转常用 电磁摩擦离合器来实现。
(4) 为冷却车削加工时的刀具与工件，应设有一台冷却泵。冷却泵只 需单向旋转，且与主轴电动机有着连锁关系。
(5) 控制电路应设有必要的安全保护及安全可靠的局部照明。
典型机械设备电气控制系统分析
3.电气控制系统分析 （1）C620车床的工作原理 图3-2为C620-1型普通车床的电气控制电路图。图3-2中, M1为主轴
电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动。M2为冷 却泵电动机，拖动冷却泵供出冷却液。
电源 主电动机 冷却泵电动机 照明灯控制 主电动机控制
SQ L1 L2 L3
KM
FU2 FU1
FR2
FR1
SQ2
FR2
F
U3
SB1
SQ3
T
SB2
KM
FR1
SQ1
KM
M1 3～
PE
1
2
M2 3～
3
4
22 6 × 2 ××
5
6
图3-2 C620-1型普通车床电气控制电路图
典型机械设备电气控制系统分析
（2）常见故障及处理 ①主轴电动机不能起动。这类故障应重点检查M主电路熔
断器及控制电路熔断器FU2是否完好，其次检查热继电器 FR1和FR2是否动作。
②主轴电动机缺相运行。这是因为电源缺相或接触器主触 点接触不良等原因造成的。
③局部照明灯EL不亮。重点检查变压器T二次侧有无36V 电压以及开关和线路，或者照明灯坏。
典型机械设备电气控制系统分析
3.1.2 C650卧式车床的电气控制
主电动机控制 点动 正转 正向、反向制动
FU4 KM4
FU2 TC
36V FU5 F
U6
110V
SB1
F U3
FR1
KM5 SA
SB2 SB3
KA
KM1
KA SB4
FR2
M2
M3
3～
3～
KA
KM2 EL
n
KS-1
n
KS-2
冷却泵控 快移电动
反转
制 机控制
SQ SB5
KM3 SB6
KM2
KM4
KA
FR2 KM1
KT 通电延时时间继电器
符号 TC FU1～6 FR1 FR2 R SQ SA KS PA
SB1
名称及用途 控制变压器 熔断器 主电动机过载保护热继电器 冷却泵电动机保护热继电器 冷却泵电动机保护热继电器 快移电动机点行程开关 开关 速度继电器 电流表
总停按键
符号 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 EL TA QS