第04章電氣設計與CAD課件.ppt
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1、PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD第一節(jié)第一節(jié) 電氣控制電路設計基礎電氣控制電路設計基礎u電氣控制系統(tǒng)設計的基本內容電氣控制系統(tǒng)設計的基本內容:擬定電氣設計任務書擬定電氣設計任務書確定電氣傳動控制方案,選擇電動機確定電氣傳動控制方案,選擇電動機設計電氣控制原理圖設計電氣控制原理圖選擇電氣元件,制定明細表選擇電氣元件,制定明細表設計操作臺、電氣柜及非標準電氣元件設計操作臺、電氣柜及非標準電氣元件設計電氣設備布置總圖、電氣安裝圖以及電氣接線圖設計電氣設備布置總圖、電氣安裝圖以及電氣接線圖編寫電氣說明書和使用操作說明書編寫電氣說明書和使用操作說明書u 電氣控制系統(tǒng)
2、設計的原則:電氣控制系統(tǒng)設計的原則:1.電力拖動方案確定的原則:電力拖動方案確定的原則:無電氣調速要求電力拖動方案確定無電氣調速要求電力拖動方案確定:籠型異步電動機:籠型異步電動機:起動不頻繁的場合起動不頻繁的場合 繞線轉子異步電動機:繞線轉子異步電動機:負載靜轉矩大的拖動裝置負載靜轉矩大的拖動裝置 籠型異步電動機:籠型異步電動機:起動不頻繁的場合起動不頻繁的場合PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD要求電氣調速電力拖動方案確定要求電氣調速電力拖動方案確定:調速范圍調速范圍D23、調速級數(shù)調速級數(shù)24:改變極對數(shù)的雙速或多速籠型異步電動機改變極對數(shù)的雙速或多速籠
3、型異步電動機調速范圍調速范圍D3,且不要求平滑調速且不要求平滑調速:繞線轉子異步電動機繞線轉子異步電動機,短時或重復短時負載短時或重復短時負載調運范圍調運范圍D310,且要求平滑調速且要求平滑調速:容容量量不不大大時時可可采采用用帶帶滑滑差差離離合合器器的的異異步步電電動動機機。長長期期運運轉轉在在低低速速時時,也可考慮采用晶閘管直流拖動系統(tǒng)。也可考慮采用晶閘管直流拖動系統(tǒng)。調速范圍調速范圍D10100:直流拖動系統(tǒng)或交流調速系統(tǒng)直流拖動系統(tǒng)或交流調速系統(tǒng)三相異步電動機三相異步電動機:變更定子繞組的極數(shù)和改變轉子電路的電阻變更定子繞組的極數(shù)和改變轉子電路的電阻電動機調速性質的確定電動機調速性質
4、的確定:與生產機械的負載特性相適應與生產機械的負載特性相適應雙雙速速籠籠型型異異步步電電動動機機,當當定定子子繞繞組組由由三三角角形形聯(lián)聯(lián)結結改改為為雙雙星星形形聯(lián)聯(lián)結結時時,轉轉速速由由低低速速升升為為高高速速,功功率率卻卻變變化化不不大大,適適用用于于恒恒功功率率傳傳動動。由由星星形形聯(lián)聯(lián)結改為雙星形聯(lián)結時,電動機輸出轉矩不變,適用于恒轉矩傳動。結改為雙星形聯(lián)結時,電動機輸出轉矩不變,適用于恒轉矩傳動。直直流流他他勵勵電電動動機機,改改變變電電樞樞電電壓壓調調速速為為恒恒轉轉矩矩調調速速;而而改改變變勵勵磁磁調調速速為恒功率調速。為恒功率調速。恒恒轉轉矩矩負負載載采采用用恒恒功功率率調調速
5、速或或恒恒功功率率負負載載采采用用恒恒轉轉矩矩調調速速,將將使使電電動動機額定功率增大機額定功率增大D倍(倍(D為調速范圍),部分轉矩未得到充分利用。為調速范圍),部分轉矩未得到充分利用。PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD2.控制方案確定控制方案確定:控控制制方方式式與與拖拖動動需需要要相相適適應應:以以經經濟濟效效益益為為標標準準??乜刂浦七夁壿嬢嫼喓唵螁巍⒓蛹庸すこ坛绦蛐蚧颈竟坦潭ǘ?,采采用用繼繼電電器器接接點點控控制制方方式式較較為為合合理理;經經常常改改變變加加工工程序或控制邏輯復雜,采用可編程序控制器較為合理。程序或控制邏輯復雜,采用可編程序控
6、制器較為合理??乜刂浦品椒绞绞脚c與通通用用化化程程度度相相適適應應:加加工工一一種種或或幾幾種種零零件件的的專專用用設設備備,通通用用化化程程度度低低,可可以以有有較較高高的的自自動動化化程程度度,宜宜采采用用固固定定的的控控制制電電路路;單單件件、小小批批量量且且可可加加工工形形狀狀復復雜雜零零件件的的通通用用設設備備,采采用用數(shù)數(shù)字字程程序序控控制制或或可可編編程程序序控控制制器器控控制制,可可以以根根據據不不同同加加工工對對象象設設定定不不同同的的加加工工程程序序,有較好的通用性和靈活性。有較好的通用性和靈活性??乜刂浦品椒绞绞綉獞钭畲蟠笙尴薅榷葷M滿足足工工藝藝要要求求:自自動動循循環(huán)
7、環(huán)、半半自自動動循循環(huán)環(huán)、手手動動調調整、緊急快退、保護性聯(lián)鎖、信號指示和故障診斷等功能。整、緊急快退、保護性聯(lián)鎖、信號指示和故障診斷等功能??乜刂浦齐婋娐仿返牡碾婋娫丛磻獞煽煽靠浚汉喓唵螁慰乜刂浦齐婋娐仿房煽芍敝苯咏佑糜秒婋娋W網電電源源;電電路路較較復復雜雜的的控控制制裝裝置置,可可將將電電網網電電壓壓隔隔離離降降壓壓,以以降降低低故故障障率率;自自動動化化程程度度較較高高的的生生產產設設備備,可可采采用用直直流流電電源源,有有助助于于節(jié)節(jié)省省安安裝裝空空間間,便便于于同同無無觸點元件連接,元件動作平穩(wěn),操作維修也較安全。觸點元件連接,元件動作平穩(wěn),操作維修也較安全。PLC電氣控制技術電氣
8、控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CADu電氣控制電路設計方法:電氣控制電路設計方法:設設先設計主電路,再設計控制電路、信號電路及局部照明電路等先設計主電路,再設計控制電路、信號電路及局部照明電路等控制電路設計要求:控制電路設計要求:滿足生產機械的工藝要求,滿足生產機械的工藝要求,能按照工藝的順序準確而可靠地工作。能按照工藝的順序準確而可靠地工作。電路結構力求簡單,電路結構力求簡單,盡量選用常用的且經過實際考驗過的電路。盡量選用常用的且經過實際考驗過的電路。操作、調整和檢修方便。操作、調整和檢修方便。具有各種必要的保護裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。具有各種必要的保護裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)??刂齐娐吩O計方法:
9、控制電路設計方法:經經驗驗設設計計法法:根根據據生生產產工工藝藝的的要要求求,按按照照電電動動機機的的控控制制方方法法,采采用用典型環(huán)節(jié)電路直接進行設計典型環(huán)節(jié)電路直接進行設計。邏輯設計法:邏輯設計法:采用邏輯代數(shù)進行設計。采用邏輯代數(shù)進行設計。通過下面的例子來說明如何用經驗設計法來設計控制電路:通過下面的例子來說明如何用經驗設計法來設計控制電路:例題:例題:某機床有左、右兩個動力頭,用以銑削加工,它們各由一臺交流電動機拖某機床有左、右兩個動力頭,用以銑削加工,它們各由一臺交流電動機拖動;另外有一個安裝工件的滑臺,由另一臺交流電動機拖動。加工工藝是在開始動;另外有一個安裝工件的滑臺,由另一臺交
10、流電動機拖動。加工工藝是在開始工作時,要求滑臺先快速移動到加工位置,然后自動變?yōu)橛浰龠M給,進給到指定工作時,要求滑臺先快速移動到加工位置,然后自動變?yōu)橛浰龠M給,進給到指定位置自動停止,再由操作者發(fā)出指令使滑臺快速返回,回到原位后自動停車。要位置自動停止,再由操作者發(fā)出指令使滑臺快速返回,回到原位后自動停車。要求兩動力頭電動機在滑臺電動機正向起動后起動,而在滑臺電動機正向停車時也求兩動力頭電動機在滑臺電動機正向起動后起動,而在滑臺電動機正向停車時也停車。停車。PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD主電路主電路主電路設計:主電路設計:動力頭拖動電動機只要求單方動力頭
11、拖動電動機只要求單方向旋轉,為使兩臺電動機同步向旋轉,為使兩臺電動機同步起動,可用一只接觸器起動,可用一只接觸器KM3控控制?;_拖功電動機需要正轉、制?;_拖功電動機需要正轉、反轉,可用兩只接觸器反轉,可用兩只接觸器KM1、KM2接制?;_的快速移動由接制?;_的快速移動由電電磁鐵磁鐵YA改變機械傳動鏈來實改變機械傳動鏈來實現(xiàn),由接觸器現(xiàn),由接觸器KM4來控制。來控制。PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD控制電路設計控制電路設計滑滑臺臺電電動動機機的的正正轉轉、反反轉轉分分別別用用兩兩個個按按鈕鈕SBl與與SB2控控制制,停停車車則則分分別別用用SB3與與S
12、B4控控制制。由由于于動動力力頭頭電電動動機機在在滑滑臺臺電電動動機機正正轉轉后后起起動動,停停車車時時也也停停車,故可用接觸器車,故可用接觸器KM1的常開輔助觸點控制的常開輔助觸點控制KM3的線圈,如圖的線圈,如圖a所示。所示?;_臺的的快快速速移移動動可可采采用用電電磁磁鐵鐵YA通通電電時時,改改變變凸凸輪輪的的變變速速比比來來實實現(xiàn)現(xiàn)?;_臺的的快快速速前前進進與與返返回回分分別別用用KM1與與KM2的的輔輔助助觸觸點點控控制制KM4,再再由由KM4觸觸點點去去通通斷斷電電磁磁鐵鐵YA。滑滑臺臺快快速速前前進進到到加加工工位位置置時時,要要求求慢慢速速進進給給,因因而而在在KM1觸觸
13、點點控控制制KM4的的支支路路上上串串聯(lián)聯(lián)限限位位開開關關SQ3的的常常閉閉觸觸點點。此此部部分分的的輔輔助助電路如圖電路如圖b所示。所示??刂齐娐凡輬D控制電路草圖PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)設計:聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)設計:用限位開關用限位開關SQ1的常閉觸點控制滑臺慢速進給到位時的停車;用限位開關的常閉觸點控制滑臺慢速進給到位時的停車;用限位開關SQ2的常閉觸點控制滑臺快速返回至原位時的自動停車。接觸器的常閉觸點控制滑臺快速返回至原位時的自動停車。接觸器KMl與與KM2之間應互相聯(lián)鎖,三臺電動機均應用熱繼電器作過載保護。之間應互相聯(lián)鎖,三臺電
14、動機均應用熱繼電器作過載保護??刂齐娐房刂齐娐稰LC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD電路的完善:電路的完善:電電路路初初步步設設計計完完后后,可可能能還還有有不不夠夠合合理理的的地地方方,因因此此需需仔仔細細校校核核。一一共共用用了了三三個個KMl的的常常開開輔輔助助觸觸點點,而而一一般般的的接接觸觸器器只只有有兩兩個個常常開開輔輔助助觸觸點點。因因此此,必必須須進進行行修修改改。從從電電路路的的工工作作情情況況可可以以看看出出,KM3的的常常開開輔輔助助觸觸點點完完全全可可以以代替代替KM1的常開輔助觸點去控制電磁鐵的常開輔助觸點去控制電磁鐵YA,修改后的輔助
15、電路如圖所示。修改后的輔助電路如圖所示。修改后的控制電路修改后的控制電路PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CADu控制電路設計時應注意的問題控制電路設計時應注意的問題:盡量減少連接導線盡量減少連接導線 。設計控制電路時,應考慮電器元件的實際位設計控制電路時,應考慮電器元件的實際位 置,盡可能地減少配線時的連接導線,如圖置,盡可能地減少配線時的連接導線,如圖a是不合理的。是不合理的。按鈕一般是裝在操作臺上,而接觸器則是裝在電器柜內,這樣接線就按鈕一般是裝在操作臺上,而接觸器則是裝在電器柜內,這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺上,所以一般都將起動按鈕和停需要
16、由電器柜二次引出連接線到操作臺上,所以一般都將起動按鈕和停止按鈕直接連接,就可以減少一次引出線,如圖止按鈕直接連接,就可以減少一次引出線,如圖b所示。所示。電器連接圖電器連接圖PLC電氣控制技術電氣控制技術第四章第四章 電氣設計與電氣設計與CAD正確連接電器的線圈正確連接電器的線圈 。a)電壓線圈通常不能串聯(lián)使用,電壓線圈通常不能串聯(lián)使用,如圖如圖a所示。由于它們的阻抗不盡相同,會所示。由于它們的阻抗不盡相同,會造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號線圈電壓的額造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號線圈電壓的額定電壓之和,也不允許。因為電器動作總有先后,當有一個接觸器先
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