电器系统与液压泵的控制关系
液压控制元件
第4章液压控制元件在液压系统中，除需要液压泵供油和液压执行元件来驱动工作装置外，还要配备一定数量的液压控制元件，液压控制阀就是用来对液流的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制，以满足负载的工作要求的控制元件。
因此，液压控制阀是直接影响液压系统工作过程和工作特性的重要元件。
在液压系统中，液压控制阀（简称液压阀）是用来控制系统中油液的流动方向、调节系统压力和流量的控制元件。
借助于不同的液压阀，经过适当的组合，可以达到控制液压系统的执行元件（液压缸与液压马达）的输出力或力矩、速度与运动方向等的目的。
4.1 液压控制阀概述4.1.1液压阀的分类液压阀的分类方法很多，根据不同的用途和结构，液压阀主要分为以下几类：（1）按用途可以分为：压力控制阀（如溢流阀、顺序阀、减压阀等）、流量控制阀（如节流阀、调速阀等）、方向控制阀（如单向阀、换向阀等）三大类。
（2）按控制方式可以分为：定值或开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀。
（3）按操纵方式可以分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀、电液动阀等。
（4）按安装形式可以分为：管式连接、板式连接、集成连接等。
为了减少液压系统中元件的数目和缩短管道长度尺寸，有时常将两个或两个以上的阀类元件安装在一个阀体内，制成结构紧凑的独立单元，这样的阀称为组合阀，如单向顺序阀、单向节流阀等。
4.1.2 对液压阀的基本要求1. 液压阀的共同点各类液压阀虽然形式不同，控制的功能各异，但各类液压阀之间总还是保持着一些基本的共同点：（1）在结构上，所有的阀都是由阀芯、阀体和驱动阀芯动作的元部件组成；（2）在工作原理上，所有的阀都是通过改变阀芯与阀体的相对位置来控制和调节液流的压力、流量及流动方向的；（3）所有阀中，通过阀口的流量与阀口通流面积的大小、阀口前后的压差有关，它们之间的关系都符合流体力学中的孔口流量公式（)q∆=），只是各种阀控制的参数各pKa(m不相同而已。
可以说，各类阀在本质上是相同的，仅仅是由于某一特点得到了特殊的发展，才演变出了各种不同类型的阀来。
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
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（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。
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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。
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3.成绩评分标准（见表5-1） 表5-1 成绩评分标准
序号 1 2
液压升降平台工作前检查要点
液压升降平台工作前检查要点液压升降平台因其行程长、承载能力大、升降平稳等特点，在工业生产、物流仓储和车辆维修等领域广泛应用。
但是，每一次使用前都要进行必要的检查，以确保平台的安全可靠。
下面就是液压升降平台工作前需要检查的要点：1. 检查液压油液压升降平台使用液压油作为工作介质，因此，液压油的状况直接关系到平台的工作稳定性和寿命。
在使用前，需要检查液压油的颜色、浊度、温度、黏度等参数，确保符合要求。
特别需要注意的是，在高温环境下使用时，应特别注意液压油的温度，防止过热。
2. 检查液压系统除了液压油，液压系统的各个部位也需要进行检查，包括油管、接头、液压泵、液压缸等等。
检查时需要注意油管是否损坏、接头是否松动，液压泵是否正常工作，液压缸是否漏油等等。
需要特别注意的是，液压系统的漏油现象不仅会影响升降平台的稳定性，还会污染工作环境，对工作人员的健康造成威胁。
3. 检查电气系统液压升降平台的控制系统通常是由电气系统和液压系统联合组成，因此，在工作前也需要对电气系统进行检查。
检查要点包括电气控制柜内部的电源开关、断路器、继电器等设备是否正常工作，线路是否短路，电机是否正常启动等等。
必要时，还需要对电气设备进行清洁，以确保正常工作。
4. 检查机械部分液压升降平台的机械部分包括升降平台架、支撑杆、缓冲设备等，这些部分也需要在工作前进行检查。
要特别关注的是升降平台架和支撑杆的稳定性，以及缓冲设备是否完好。
不良的机械部分状态可能会导致平台升降不稳，造成安全事故。
5. 检查平台周围环境液压升降平台在工作前，需要对其周围的环境进行检查。
工作区域是否平整、无障碍物；平台上是否有杂物、过重物品等不应放置的物品；刹车是否牢固；安全栏杆是否完好等等。
只有当周围环境清洁、平整、整齐，并且符合使用标准时，才能进行液压升降平台的工作。
总之，以上这些要点都非常重要，必须在每一次液压升降平台的使用前进行检查，以确保平台的安全可靠。
同时，我们也需要定期对液压升降平台进行维护和保养，如更换液压油、清洁机械部分、检查电气系统等等，以确保平台的长期可靠使用。
油缸液压回路PLC控制实验
二、 组接电路：
实验步骤及内容
本实验的电气控制回路比较复杂，而且涉及强电、弱电的混合连接，实验设备也比较精密， 这就要求我们接线时一定要仔细检查，切不可在未检查确认无误之前通电。
（1）主电路连接：按照电气控制回路原理图连接电路，输入的三相电源在多功能电源板 上，自带保险和空气开关，交流接触器和热继电器在可编程控制器输入板上（内部已接 好）。
CH
20EDR1
NC 00 01 02 04 05 07
NC COMCOMCOM 03 COM 06COM 01 03
NC COM COM COM 03 COM 06
1YA 三位四通(换)
2YA 三位四通(直) 3YA 二位二通 4YA 二位二通
1----SB1 泵站启动 2----SB2 单周期触发 3----SB3 急停 4----SB4 循环触发 5----SB5 手动快退复位
节流阀串联速度换接回路电气接线图
机械工程实验教学中心
实验器材和设备
机电液综合实验台
一台
液压泵站（含油箱、液压泵、电动机等） 一套
五通接头
若干
油管（含快换接头） 若干
油缸、三位四通换向阀，溢流阀 各一个
两位两通换向阀，节流阀 各二个
电源板（含空气开关、保险、计时器ZN48-FX、AC360V、AC220V
机械工程实验教学中心
实验预备知识
1、PLC概述 PLC的工作方式为周期扫描各端口，再逐条执行，从而实现周期自动控
制。其每个周期包括输入采样、程序执行、输出采样三个阶段。下图为 PLC周期工作方式。
第一步为输入采样阶段，控制器首先以扫描的方式顺序读入所有的输入 端的信号状态（1或0），并逐一存入输入状态寄存器，其位数与输入端 子的数目相对应，而且即使程序执行期间，输入状态发生变化，输入状 态寄存器的状态也不会发生变化。
液压传动-东南大学-习题解答1-7章
第一章 思考题和习题解注：2-6 结果与答案不同， 6-1，2结果与答案不同1.1 液压千斤顶如图1-7所示。
小活塞直径15 mm ，行程 10 mm ，大活塞直径60 mm ，重物产生的力F 2= 48 000 N ，手压杠杆比L ：l = 750：25，试求：（1）此时密封容积中的液体压力p 是多少？（2）杠杆端施加力F 1为多少时，才能举起重物？（3）在不计泄漏的情况下，杠杆上下动作一次，重物的上升高度2S 是多少？解：（1）324800017(6010)4F p A π-===⨯MPa （2）63211710(1510)4F pA π-==⨯⨯⨯⨯ N125100750l F FF L ==⨯= N （3）212121510()0.62560A S S A ===mm 答：密封容积中的液体压力p = 17MPa ，杠杆端施加力F 1 =100 N ，重物的上升高度2S =0.625 mm 。
如果小活塞摩擦力175N ，大活塞摩擦力2000N ，并且杠杆上下一次密封容积中液体外泄0.2cm 3，重复上述计算。
解：（1）3248000200017.69(6010)4F p A π-+===⨯ MPa （2）63211710(1510)4F pA π-==⨯⨯⨯⨯ N125(175)110750l F F F L =+=⨯= N （3）11220.21000.554S A S A -⨯== mm1-2 如下图所示，两液压缸的结构和尺寸均相同，无杆腔和有杆腔的面积各为1A 和2A ，122A A =，两缸承受负载1F 和2F ，且122F F =，液压泵流量为q,求并联和串联时，活塞移动速度和压力。
并联时：两缸顺序动作，缸2先动。
速度相同，qv A=。
压力由负载决定。
串联时：速度由泵的流量决定：前缸1qv A =，后缸112q v A ⨯=压力由负载决定：后缸221F p A =，前缸21111112 2.5F A F A F p A A ⨯+==1-3 液压传动系统有液压泵，液压阀、液压缸、油箱、管路等元件和辅件，还要有电动机，而电气驱动系统只要一台电动机就行了，为什么说液压传动系统的体积质量小呐？解答：在同等功率条件下，液压传动相对于机械传动，体积和质量小。
电液控制-液压动力元件
忽略了库仑摩擦力等非线性负载。 以上三个方程中的变量均是在平衡工作点的增量，去掉了增量 符号“△”。
三个基本方程完全描述了阀控液压缸的动态特性。取它们的拉 式变换，可得
可据此绘制出阀控液压缸系统的方框图。以阀芯位移XV 为指令信号，外负载力FL为干扰信号。图a、 b 分别以负载流量 QL和负载压力pL为中间变量。 通过对方程消去中间变量或由方框图化简，可得阀芯输 入位移和外负载力同时作用时液压缸活塞总输出位移为：
（3）K=0，mt=0，Bp=0时，传递函数为
液压伺服系统常常是整个控制回路的一个部件，如水轮 机调节系统等，此时其传函常可简化为这三种形式。
（三）阀控液压缸系统的频率响应分析
1、无弹性负载时的情形 （1）对输入指令Xv的频响分析 其传递函数为：
可绘制出其伯德图如下图所示，它由比例、积分和二阶振 荡环节组成。系统的主要性能参数为：速度放大系数（速度增益） Kq/Ap，液压固有频率ωh和液压阻尼比ξh。 A、速度放大系数（速度增益）Kq/Ap 表示阀对液压缸活塞 输出速度控制的灵敏度，它直接影响系统的稳定性、响应速度和 控制精度。 Kq/Ap增大时可提高系统的响应速度和精度，但使系 统的稳定性变坏。 在工作零点处Kq0最大，而Kc0最小，系统的稳定性最差，故在计 算系统稳定性时取零位处。 Kq会随负载压力pL的增大而降低， 为保证系统的工作速度和良好的控制性能，常需限制 pL 2Ps / 3
阻尼比表示系统的相对稳定性，一般液压伺服系统的液 压阻尼比较小，需要提高阻尼比值以改善系统性能。所用方法 有： （a）设置旁路泄漏通道，即在液压缸两个工作腔之间设置旁 路通道增加泄漏系数Ctp，但增大了功率损失，降低了系统的 总压力增益和系统刚度，增大了外负载力引起的误差。 （b）采用正开口阀。正开口阀的Kc0值较大，可增加阻尼比， 但会降低系统刚度，零位泄漏量引起的功率损失大，还会带来 非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。 （c）增加负载的粘性阻尼，但需另外设置阻尼器，增加了结 构的复杂性。
[0935]《机床电气控制》
![[0935]《机床电气控制》](https://img.taocdn.com/s3/m/a1eb1efddd88d0d233d46a6c.png)
西南大学网络与继续教育学院课程代码： 0935 学年学季：20192单项选择题1、刀开关可用于不经常地对容量小于7.5kW的异步电动机进行直接起制动，这要求刀开关的额定电流不要. 1.2. 1.7. 2. 3多项选择题2、关于负载在三相交流电路中的连接，以下说法错误的是（）. 220V民用负载通常应连接在两股相线之间，且对称分布.电动机等对称负载单独按星形连接方式接入三相四线制线路中时，零线断路不会发生严故障.零线的主要作用在于使星形连接的不对称负载的一端接地.按照三角形连接各负载，不论负载是否对称，相电压总对称3、以下机床主电动机较常使用反接制动的有：（）.铣床.磨床.镗床.中型车床4、关于自动空气开关的选用原则，以下说法正确的是：（）.空开的额定工作电压大于线路可能产生的最大电压.热脱扣器的整定电流大于所控制负载的峰值电流.欠电压脱扣器的额定电压等于线路额定电压.电磁脱扣器的瞬时脱扣电流大于负载电路正常工作时的峰值电流5、以下哪些场合下，直流电动机较为适用：（）.要求起动转矩较大、调速性能较好的场合.起重机.龙门刨床.数控机床主电机6、由三相交流发电机产生的三相交流电通常具有如下哪些特点（）.三相电动势幅值相等.三相电动势频率相同.是对称电动势.相序不变7、与直流拖动相比，交流拖动的优点包括：（）.交流电动机成本相对低廉.交流电动机不存在换向器的转动速度限制.交流电动机无换向器之类经常需要保养维护的部分.在节能方面有明显优势8、控制变压器选型可以遵循的依据有：（）.依据控制线路最大工作负载所需的功率计算.依据控制线路可能出现的最低功率因数计算.依据变压器的容量应满足已吸合的电器在又起动吸合另一些电器时仍能吸合，然后结合大工作负载所需功率计算.依据控制线路所在电源端的额定电压和电流计算9、以下哪些符号代表断电延时时间继电器的延时闭合常闭触点：（）....10、YT4543型组合机床的动力滑台是一个液压传动与控制系统，该系统应该具有下述哪些组成部分？（.液压泵和电动机.执行器.控制调节装置.辅助装置11、通常，对机床主运动的控制要求包括（）.起动.停止.换向.变速12、关于视在功率、有功功率和无功功率的关系，以下正确的是：（）.变压器容量的标称值是指其视在功率.有功功率与无功功率的和即为视在功率.无功功率为视在功率乘以功率因素.有功功率为视在功率乘以功率因素13、直流电机的励磁方式是指直流电机的定子所产生的磁场的获得方式。
电气控制与PLC原理及应用(第二版)_课后习题答案 (2)
第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。
文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用，是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。
图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。
文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。
1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。
表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。
电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。
电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。
电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。
电气互连图一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。
1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。
应立即切断电源。
1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。
当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。
1.5 电动机启动时的启动电流很大，启动时热继电器不会动作。
因为电动机启动时间短，热继电器来不及动作。
1.6 JS7－A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，那么这种时间继电器就具有四种类型的触点：延时闭合动合触点；延时断开动断触点；延时断开动合触点；延时闭合动断触点。
1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。
电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮，则反转接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路。
1.10 正转和反转。
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电器系统与液压泵的控制关系
一、没有电器控制的液压泵
对于挖掘机来说，无论是负控液压系统（以卡特为代表）、正控液压系统还是LS液压系统，在泵控制上都必须要以操作手愿望和发动机功率为依据。
操作手通过搬运手柄对液压系统发出指令（手柄行程与液压泵排量控制之间的信息沟通会在以后的文章中专门讨论），当手柄行程增大时要求泵排量也随之增大，但是泵的功率不能超过发动机对应转速的最大功率。
对于没有电控的液压泵来说，要求几个不同的常用转速区间（通常是几个不同的发动机工作档位），泵功率在出厂设定上都不能超过发动机。
由于泵功率随转速成比例变化，发动机功率随转速按功率曲线变化，两者有相同的变化趋势但不同步，这就使得发动机在多数情况下，功率并不能完全被液压泵吸收利用，不能“最有效地利用发动机的功率”，反之，当发动机功率不足时，多数人会用“降功率”的方法来处理，对此，液压泵在控制上引入电器系统进行补充和完善。
二、半电控的液压泵
对于半电控的液压泵来说，引入电控后有两个阶段：
第一个阶段是完全保留原来的控制，增加以发动机负载为依据的控制：此控制中，控制器通过转速传感器检测发动机转速，以发动机实际转速与目标转速的差值为依据，当两者差值大于设定值时，说明发动机超载，控制器通过电磁比例阀降低液压泵排量，以保证系统的正常运转。
这种方式实际上大多数人并不是看的太重，当电控系统异常时，通过调整泵的功率进行处理，在使用上也没有太大的影响。
第二阶段是将二次先导压力通过传感器转换成电信号，控制器对所用的二次先导压力信号和发动机的适时转速进行综合分析，之后通过电磁比例减压阀来控制液压泵的排量。
此控制方式当控制器出现异常时系统大多是不能工作的，启用备用设置后，液压泵总是处在恒功率状态，工作装置的速度完全通过改变液压油路的通道开度来实现控制，这就使得泵的一部分输出因不能用于作功而造成浪费，特别是在轻负载和空载时。
三、全电控的液压泵
全电控的液压泵是当今人们比较推崇的控制方式：它将发动机档位、二次先导压力、主压力、发动负载状况，以及水温、液压温等参数全部用传感器变成电信号送入控制器，由控制器进行综合分析后向液压泵发指令。
在液压泵上，变量机构是由比例电磁阀（也有用通断电磁阀）通过控制变量活塞实现，泵的伺服机构除控制器外不接收任何信号。
所以，当电器控制系统出现故障后，挖掘机完全不能工作（一般情况下挖掘机没有冗余或者跛行设计），而挖掘机的故障大多又是有施工现场才会出现，
对于需要离开现场的故障挖掘机来说，只有将其变成一个不超过发动机功率的
定量泵。
这里有两个建议供参考：
一是当比例电磁阀还没有坏时，对其加一个不变的电压（一般是从电瓶直接引出），此时由于电流不变，排量也不会变化。
二是用机械的方法对变量活塞进行限位。
出师表
两汉：诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
然侍
卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。
诚宜开
张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者，宜付有
司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。
将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。
先
帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军，此
悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。
臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙，
猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。
后值
倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。
受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤
先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。
今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至
于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。
若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追
先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离，临表涕零，不知所言。