常用设备电气控制系统分析
电气控制系统
电气控制系统：从开关到自动化控制随着各种工业设备的广泛应用，在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
（Electric Control System，ECS）是一种通过电气信号控制工程设备和各类工业运动部件的系统。
一般包括设备控制电路、电子元件、控制设备、电机及其驱动、系统自动化控制等方面。
相较于传统的人工控制，具有自动化、快速、精确、可靠等优点，可以有效提高工业生产的效率和品质。
本文将从开关到自动化控制，介绍的相关知识。
1. 开关与继电器在电路中，开关是一个最简单的控制元件。
通过开关的打开和关闭来控制电路中的电流的通断，从而控制其他设备。
开关一般具有开关量、电气特性、线路分配、连接方式等特点。
常用的开关有单刀双掷开关、脚踏开关、旋钮开关等，根据使用的场景不同，开关类型和规格也会有所区别。
继电器是一种电气工控制器件，是指通过一个电路的控制来控制另一个电路的工作，常见的继电器有电磁继电器、固态继电器、时间继电器等。
继电器是一种通用性很强的控制元件，主要用于中小型控制装置，特别是对于需要将信号从一个电路转移到另一个电路，并需要对电路或设备进行隔离的情况。
继电器可以通过电磁铁来实现可靠地控制，同时还具有接触部分不生锈、不氧化、不磨损等优点。
2. 电机及其驱动电机是中最基本的驱动元件，根据其工作原理和结构不同，可以分为直流电动机、异步电动机、同步电动机等，其中异步电动机应用最为广泛。
电机的工作需要配合驱动器，驱动器是电控系统中最重要的一个环节，它主要的作用是将电控系统中的信号，转换成电机能够接受的信号，从而让电机转动。
根据驱动器的输出类型不同，可以将其分为数字驱动器和模拟驱动器两种类型。
数字驱动器是将输入信号（例如：脉冲、方波）进行数字转换处理之后，通过PWM或其他方式输出信号驱动电机；而模拟驱动器则是将输入信号进行电路放大之后，输出到电机驱动电路。
在实际的驱动进程中，直接使用数字或模拟驱动器的方式已经不能满足需求。
电气控制系统
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
• 图1-1
延时再动作的继电器。符号:KT • 电磁式 • 阻尼式 • 电子式(晶体管、数字式)
阻尼式时间继电器 (光盘)
技术参数
• 表2。3。1
JS20系列晶体管式型号
• P47
• 2。3。3
图形符号
热继电器
• 具有过载保护特性的过电流继电器。 • 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行
均会引起过电流。
• 可逆行程
• 3。6。1
自动往返循环控制
• 3。6。2
正反转控制
• 控制要求：
• 图2-12
三、电路图
• P211 图6。3
• P212 图6。4
• P212 图6。5
第三章 PLC基础
• 掌握PLC工作原理、结构特点。 • 熟悉基本逻辑指令、顺序控制指令及常用
的功能指令。 • 具备PLC应用系统设计初步能力。
• 2-1
• 中央处理单元（CPU）
• 存储器
• 输入输出单元
（I/O单元）
• 电源单元
• 编程器
外形的样子
• PLC • 编程器
• 7-1
• 中央处理单元 • 存储器：包括
（CPU ）
系统存储器和
• 通用微处理器； 用户存储器。
• FX2系列采用可 • 系统存储器存
编程控制器使 用的微处理器
电气控制设备常用控制方法
电气控制设备常用控制方法1．过程控制系统过程控制系统指以表征生产过程的参量为被控制量，使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统，等同于前面分类中的恒值控制系统。
这里的“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。
表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。
通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高、能耗减少。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。
2．可编程控制器可编程控制器（PLC）一直保持了其简单至上的原则。
过去，PLC 适用于离散过程控制，如开关、顺序动作执行等场所，但随着PLC 的功能越来越强大，PLC也开始进入过程自动化领域。
PLC的产品系列对于用户来说是一个非常节约成本的控制系统。
PLC与继电控制相比具有以下优势。
（1）功能强、性能价格比高、可靠性高、抗干扰能力强、体积小、能耗低。
（2）系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作量少，维修方便。
（3）具有网络通信功能。
（4）PLC可以代替复杂的继电器逻辑回路的控制功能，小型的、低成本的PLC可以代替4～10个继电器。
（5）对未来设备升级很方便。
高密度的I/O系统、改进设计的输入/输出模块和端子结构，使端子更加集成，以低成本提供了节省空间的接口。
（6）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。
基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力，典型的接口如PID、网络、CAN总线、现场总线、ASCII通信、定位、主机通信模块和语言模块（如BASIC、PASCALC）等。
（7）编程方法简单。
梯形图逻辑中可以实现高级的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能。
外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为PLC的标准功能。
（8）诊断和错误检测功能。
从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断。
3．集散控制系统集散控制系统是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
常用机械设备的电气控制
常用机械设备的电气控制1. 概述在现代工业生产中，机械设备的电气控制是关键的一环。
通过电气控制，可以实现机械设备的自动化、智能化操作，提高生产效率和质量。
本文将介绍一些常用机械设备的电气控制方式和原理。
2. 电机控制电机是机械设备中最常见的组件之一，在控制机械设备中起着关键作用。
常见的电机控制方式有以下几种：2.1 单相电机控制单相电机是一种常用的电机类型，它的控制相对简单。
一种常见的控制方式是使用单相电机运行电容器，实现正转、反转和调速功能。
正转控制：1. 将单相电机的相线接入电源。
2. 将电容器接入单相电机的起始端和运行端，使电容器与电机成为并联电路。
3. 断开电机的起动电路，使电机通过电容器启动。
反转控制：1. 将单相电机的相线接入电源。
2. 将电容器接入单相电机的起始端和运行端，使电容器与电机成为并联电路。
3. 使用一个继电器或触发器将电容器的两个接线进行切换，实现反转控制。
调速控制：单相电机的调速可以通过改变电容器的容值来实现。
容值增大可以提高转速，容值减小可以降低转速。
2.2 三相电机控制三相电机是工业生产中最常用的电机类型，它的控制相对复杂一些。
常见的三相电机控制方式有以下几种：定向启动控制：1. 使用一个直流磁铁将电机的转子定位在特定的角度。
2. 施加三相电源，电机开始运行。
变频调速控制：1. 使用变频器将输入的交流电源转化为可调频率和电压的交流电源。
2. 控制变频器的输出频率和电压来实现电机的调速。
星-三角启动控制：1. 使用一个提前连接的瞬时反向器将电流引入电机三个绕组。
2. 启动时，电机的三个绕组先接入星形，然后在运行时切换到三角形。
3. 传感器控制机械设备的控制不仅仅依赖于电机，还需要借助各种传感器来实现对设备状态的监测和控制。
常见的传感器有以下几种：温度传感器：温度传感器通常用于监测设备或环境的温度，通过将温度转化为电信号，可以实现对温度的控制和保护。
压力传感器：压力传感器用于监测液体或气体的压力变化，通过将压力转化为电信号，可以实现对压力的控制和调节。
数控机床电气控制系统
浅析数控机床电气控制系统摘要：数控机床电气控制系统非常复杂，对于初学者而言很有必要理清这一系统的每个部分的组成和每一部分的关键点；电源部分要搞清楚每一支路设备、电压要求和信号流；主轴驱动控制系统要搞清楚控制设备和对主轴做要求的项目的处理方式；进给驱动控制系统要搞清楚控制设备（方式）、指令的处理和检测方式；交流控制线路的各个分支的控制内容；pmc控制电路和控制过程。
关键词：电源系统模拟主轴主轴方向信号抑制电磁干扰 pmc 数控机床电气控制系统是比较复杂的控制过程，理清和深入剖析这一系统的每一个组成单元对我们认识、应用和维修数控机床都有深远意义。
一、数控机床电源系统（主电路）1.数控系统的工作电源电压要求：dc 24v或ac 24v。
方法：系统变压器+开关电源。
电压信号变化为ac380v—ac220v—dc24v—cnc装置。
作用：将数控系统和电网之间的直接的电联系切断（电气隔离），以避免电网电压波动及线路故障对数控系统产生干扰和影响。
开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（emi）、整流滤波电路、功率变换电路、pwm控制器电路、输出整流滤波电路组成。
信号变化为ac220v—整流dc300v—高频信号—开关管导通与关断—cnc装置。
2.主轴驱动装置的电源供给（1）模拟主轴方案：空气开关+变频器+交流电机。
（2）数字主轴方案：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
3.进给驱动装置的电源供给开环控制：380/85v的变压器+空气开关+步进驱动器+步进电机。
半闭环控制：伺服变压器（或开关电源）+交流伺服驱动器+交流伺服电机。
4.数控系统pmc的i/o电源：采用开关电源（dc24v）数控机床pmc的输入、输出回路需要24v的直流电源，可以采用一个开关电源提供，但是这个开关电源一定要和为数控系统供电的开关电源共地；如果为数控系统供电的开关电源容量足够，那么也可以同时作为pmc的i/o电源。
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧
电气控制系统故障分析诊断及维修技巧电气控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，它负责控制与监测设备的运行和工艺过程的实时控制，然而由于各种原因，电气控制系统可能会出现故障。
本文将介绍电气控制系统的故障分析、诊断及维修技巧。
一、故障现象的分析当电气控制系统出现故障时，首先需要进行故障现象的分析。
故障现象包括设备不能开启、设备不能停止、设备运行不正常等问题。
通过对故障现象的观察和记录，可以初步判断故障的类型和可能出现的原因。
设备不能开启可能是由于电源故障、控制模块故障或信号传输故障等造成的。
二、故障原因的排查根据故障现象的分析结果，可以进行相关原因的排查。
首先要检查设备的电源供电情况，确认电源是否正常工作。
然后可以检查控制模块和信号传输线路，包括检查控制模块是否存在短路、开路或损坏的情况，检查信号传输线路是否存在接触不良或损坏等。
三、仪器设备的运用在进行故障排查时，可以运用一些仪器设备来辅助分析。
可以使用万用表来测量电路中的电压、电流和电阻等数值，以判断电路是否正常。
还可以使用示波器来观察信号的波形，以判断信号传输的稳定性和波形是否正常。
还可以使用红外线热像仪来检测电气设备的温度分布，以判断是否存在过热现象。
四、故障诊断的方法针对不同的故障现象和排查结果，可以采用不同的故障诊断方法。
一种常用的方法是逐步排除法，即从最基本的电源供电开始排查，然后逐个排除故障可能存在的部件，直到找到故障原因。
另外还可以使用分离法，即将电路分成几个部分，逐个测试每个部分的工作情况，以确定存在故障的部分。
五、故障维修的技巧在进行故障维修时，需要注意以下几点技巧。
首先要对设备的维修手册和技术资料进行充分的研究和了解，以便在维修过程中参考。
其次要做好维修记录，包括故障现象、排查过程和维修措施等内容，以备日后参考。
维修人员要具备良好的电气基础知识和丰富的实践操作经验，以便能够准确判断和处理故障情况。
电气控制系统故障的分析、诊断及维修是一项复杂而关键的工作，需要进行故障现象的分析、故障原因的排查、仪器设备的运用、故障诊断的方法和故障维修的技巧。
工程机械的电气系统与控制系统
工程机械的电气系统与控制系统工程机械的电气系统与控制系统对于机械行业的发展起着至关重要的作用。
它们的优化和创新不仅可以提高机械设备的性能和效率，还可以保证工程项目的安全和稳定运行。
本文将就工程机械的电气系统与控制系统展开讨论。
一、工程机械的电气系统电气系统是工程机械的重要组成部分，它包括电源系统、配电系统和控制系统。
电源系统为工程机械提供动力，常见的电源方式有燃油发电机组、蓄电池以及外部电源等。
配电系统负责将电源供应给机械设备的各个部件，确保其正常运行。
控制系统则是对电气设备的控制和监测，包括信号传输、逻辑判断和故障诊断等功能。
在工程机械的电气系统中，使用了大量的电气元件，如继电器、开关、感应器、电机等。
这些元件的质量和性能直接影响到机械设备的运行效果。
随着科技的不断进步，越来越多的电气元件被应用于工程机械中，使其具备更高的智能化和自动化水平。
二、工程机械的控制系统控制系统是工程机械中的智能核心，它通过对电气元件的控制和协调，实现机械设备的灵活操控和精确定位。
常见的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
手动控制方式适用于操作员直接操控设备的场景，自动控制方式适用于需要按照预设参数进行工作的场景，而远程控制方式则可以实现对机械设备的远程监控和操作。
工程机械的控制系统中，常用的控制器有PLC（可编程逻辑控制器）、CNC（计算机数控）、人机界面等。
PLC是一种通用的数字运算器件，可以编程实现各种逻辑和控制功能，广泛应用于工程机械中。
CNC是一种集数字化控制、计算机控制、信号处理和通讯控制于一体的高级控制系统，对于需要进行复杂加工的机械设备非常重要。
人机界面则是机械设备与操作员之间的交互界面，使得操作更加方便快捷。
三、工程机械电气系统与控制系统的优化为了提高工程机械的性能和效率，不断优化和创新电气系统与控制系统是非常必要的。
首先，应该选择高质量的电气元件，确保其工作稳定和可靠性。
其次，合理设计电气系统的结构和布局，减少电缆的长度和数量，降低电气故障和电磁干扰的可能性。
车床电气期末总结
车床电气期末总结一、概述车床电气是指车床的电气系统，它负责控制车床各部件的运动和完成加工任务。
在车床的运行过程中，电气系统起到了至关重要的作用。
本文将对车床电气进行总结，包括车床电气系统的组成、工作原理、常见故障及维修方法等方面进行分析和总结。
二、车床电气系统的组成车床电气系统主要由电源系统、机床电气元件、控制系统和操作系统组成。
1. 电源系统：电源系统由交流电源和直流电源组成。
交流电源主要负责提供机床的线电源，直流电源则负责提供机床的直流电动机、液压传动装置等部分的电源。
2. 机床电气元件：机床电气元件包括电动机、开关、按钮等，它们通过电源系统的供电实现机床各部件的运动。
3. 控制系统：控制系统是车床电气系统的核心，它采用各种传感器获取机床运行的各种信号，并根据控制算法对机床进行控制。
4. 操作系统：操作系统负责接收操作工人的指令，然后通过控制系统对机床进行控制。
同时，操作系统还负责对机床的状态进行监测和报警。
三、车床电气系统的工作原理车床电气系统的工作原理可以概括为：电源系统为机床提供电源，机床电气元件将电源的能量转化为机床各部件的运动，控制系统根据操作系统的指令对机床进行控制。
具体来说，工作原理分为以下几个步骤：1. 电源系统供电：电源系统将外部电源的电能转化为适合机床使用的电能，并通过电缆传送给机床的电气元件。
2. 机床电气元件工作：电气元件将电源提供的能量转化为机床各部件的运动，例如电动机驱动工作台、进给机构等。
3. 传感器采集信号：控制系统通过各种传感器采集机床运行的各种信号，例如运动状态、工件尺寸、温度等。
4. 控制系统处理信号：控制系统对传感器采集到的信号进行处理，包括信号的放大、滤波、编码等。
然后根据一定的控制算法对机床进行控制。
5. 操作系统控制机床：操作系统接收操作工人的指令，并通过控制系统对机床进行控制。
同时，操作系统还监测机床的状态，如发现故障则进行报警。
四、常见故障及维修方法在车床电气系统的运行过程中，可能会遇到一些故障，例如电动机不能启动、运动不稳定等。
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C650卧式车床：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。
1.2.2电力拖动和控制要求分析
1. 主轴电动机M1控制要求
三相笼型异步电动机，完成主轴运动和进给运动的拖动。
直接起动，能够正、反两个方向旋转，并可对正、反两个旋转方向进行电气停车
制动，为加工、调整方便，还要具有点动功能。
设备的传动系统类型及驱动方式、主要技术性能和规格、运动要求等。 2.电气设备及电气元件选用 明确电动机作用、型号规格以及控制要求，了解各种电器的工作原理、控制
作用及功能。 1.设备和电气元件的连接关系分析 了解了被控设备和采用的电气设备、电气元件的基本状况，还应确定两者之
间的联接关系，即信息采集传递和运动输出的形式和方法。信息采集传递过程是 通过设备上的各种操作手柄、撞块、挡铁以及各种现场信息检测机构作用到主令 信号发出元件上，并将信号采集传递到电气控制系统中；运动输出关系是明确电 气控制系统中的执行元件将驱动力送到机械设备上的相应点，并实现设备要求的 3 各种动作。
4
常用设备电气控制系统分析
金属切削机床是进行机械加工的主要设备，它用切削的方法将金属毛坯加工 成有一定形状、尺寸和表面质量的机械零件。常见的金属切削机床有车床、铣床 、磨床、钻床、组合机床等。
金属切削机床的机械运动可分为三类：对金属工件进行切削的运动称为主运 动（一般为机床主轴的旋转运动）；持续地把金属工件的被切削层投入切削的运 动称为进给运动（即加工工具与加工工件之间的相对运动）；而其他的运动（如骤：
1）设备运动分析 包括液压传动分析。
2）主电路分析 确定电路中用电设备的数目、 接线状况、控制要求
3）控制电路分析 分析各种控制功能的实现
化整为零
经过“化整为零”，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，统观整个电路的 保护环节以及电气原理图中其他辅助电路（如检测、信号指示、照明等电 路）。检查整个控制线路，看是否有遗漏，特别要从整体角度去进一步检 查和理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元件所起的作用。
总体上看，由于卧式车床运动形式简单，采用机械调速的方法，因
此相应的控制电路也不算复杂。
5
常用设备电气控制系统分析
1.2.1车床的主要结构及工作要求分析
卧式车床结构图
6
常用设备电气控制系统分析
车削加工的主运动是主轴通过卡盘带动工件的旋转运动，运动速度较高，消耗的功 率较大；进给运动是由溜板箱带动溜板和刀架作纵、横两个方向的运动。速度较低，所 消耗的功率也较少。由于在车削螺纹时，要求主轴的旋转速度与刀具的进给速度保持严 格的比例，因此，卧式车床的进给运动也由主轴电动机来拖动。由于加工的工件尺寸较 大，加工时其转动惯量也比较大，为提高工作效率，须采用停车制动。在加工时，需要 配备冷却泵及冷却泵电动机。为减轻工人的劳动强度以及减少辅助工时，要求溜板箱能 够快速移动。
M2（冷却泵电动机）： KM4用于起停控制（长动）。
M3（快移电动机）： KM5用于起停（点动）控制。
分别由熔断器FU1、FU2、FU3对电动机M1、M2、
M3实现短路保护，由热继电器FR1、FR2对M1
和M2进行过载保护，快速移动电动机M3由于
是短时工作制，所以不需要过载保护。
9
常用设备电气控制系统分析
KM 2
KM 1
KM 1
KT KM 3
KM 2
KA
KM 1
KM 3
KM 2
KA 10
常用设备电气控制系统分析
冷却泵电动机M2的控制： SB7、SB6及KM4构
成起、停控制电路： 刀架的快速移动电机M3的
控制： 刀架操纵手柄控
制刀架拖板的工步移动 和快速移动。
按动操作手柄点 动按钮，压下位置开关 SQ→KM5线圈通电→电 动机M3点动。 照明电路：
电气控制与PLC
常用设备电气控制系统分析
本章通过对典型生产机械电气控制系统的实例分析 （车床、铣床、组合机床等）
1、进一步学习、掌握电气控制电路的组成以及各种基本控制电 路在具体电气控制系统的应用。
2、掌握分析电气控制系统的方法，培养阅读电气控制图的能力 3、加深对机械设备中机械、液压与电气控制紧密配合的理解，
机床部件的位置调整运动）统称为辅助运动。
1.2 卧式车床电气控制系统分析
卧式车床是机械加工中应用最广泛的一种机床，能完成多种多样的
加工工序：（1）加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如车
削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转面；（2）车削端面及各种常用
螺纹；（3）配合钻头、铰刀等还可进行孔的加工。
2. 冷却泵电动机M2控制要求
采用直接起动，并且为连续工作状态。
1. 快移电动机M3控制要求
7
可根据需要随时手动控制起停。
常用设备电气控制系统分析
1.2.3卧式车床电气控制系统分析
8
常用设备电气控制系统分析
1.C650车床主电路分析
M1（主轴电路）： ①KM1、KM2实现正反转； ②KM3用于点动和反接制动时 串入电 阻R限流； ③KT与电流表PA用于检测运行电流； ④速度继电器SR用于反接制动时转速 的过零检测。
11
常用设备电气控制系统分析
1.3 铣床电气控制系统分析
在机械加工工艺中，铣削是一种高效率的加工方式。铣床的种类很多， 有立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣以及各种专用铣床等，现以应用广泛的卧 式万能升降台铣床为例分析中小型铣床的控制电路。
2.控制电路分析
①点动（正向）
SB 1
SB 2 FR 1
SB 3 SB 4
SB 4 KA
KM 1
KM 2
KA
KA
KM 2
KM 1
主轴电动机M1的控制
②正反转控制
SB 1
③反接制动（限流）
SB 2 FR 1
KM 3
SB 3 SB 4
SB 4
KM 3
KA
KA
KM 1
KM 2
KA
n SR-1
n SR-2
KA
为实际工作中对设备电气控制系统进行分析打下基础。
2
常用设备电气控制系统分析
1.1 设备控制系统分析概述
对设备电气控制系统进行分析时，首先需要对设备整体系统有所了解，在此基 础上，才能有效地针对设备系统控制要求，分析电气控制系统的组成与功能。设 备整体系统分析有如下三个方面：
1.设备概况调查 通过阅读生产机械设备的有关技术资料，了解设备的基本结构及工作原理、