机床电气控制与PLCPPT课件
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电子课件 《机床电气控制与PLC》第二版 PPT-第6章 数控系统
克拉玛依职业技术学院
全国高职高专教育 ‘‘十一五”规划教材
机床电气控制与PLC
（第二版）
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高等教育出版社
克拉玛依理工学院
机床电气控制与PLC （第二版）
第6章 数控系统
❖ 6.1 CNC系统的结构 ❖ 6.2 数控CNC系统的硬件 ❖ 6.3 数控装置的软件结构 ❖ 6.4 数控装置的信息处理 ❖ 6.5 数控装置的通信
第6章 数控系统
第6章 数控系统
高等教育出版社
克拉玛依理工学院
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 3. 位置控制器
❖ 位置控制器的主要作用是控制数控机床各进给 坐标轴的位移量，随时接收经插补运算得到的每一 个坐标轴在单位时间间隔内位移量，根据接收到的 实际位置反馈信号，修正位置指令，并向坐标伺服 驱动控制单元发出位置进给指令，使伺服控制单元 驱动伺服电动机运转，实现机床运动的准确控制。
第6章 数控系统
图6-10 程序输入过程
高等教育出版社
克拉玛依理工学院
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 2. 数据处理
❖ 零件加工程序输入后，插补程序是不能直接应用 的，必须对加工的零件程序进行预计算处理，得到 插补程序所需要的数据信息和控制信息。数据处理, 通常包括译码、刀具长度补偿、刀具半径补偿、反 向间隙补偿、丝杠螺距补偿、进给速度换算和机床 辅助功能处理等。
第6章 数控系统
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克拉玛依理工学院
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ CNC系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、 EPROM 、 RAM 接口外，还具有数控位置控制器、 手动数据输入(MDA)接口、视频显示(CRT或LCD) 接口和PLC接口等。所以CNC装置是一种专用计 算机。
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机床电气控制与PLC
（第二版）
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机床电气控制与PLC （第二版）
第6章 数控系统
❖ 6.1 CNC系统的结构 ❖ 6.2 数控CNC系统的硬件 ❖ 6.3 数控装置的软件结构 ❖ 6.4 数控装置的信息处理 ❖ 6.5 数控装置的通信
第6章 数控系统
第6章 数控系统
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机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 3. 位置控制器
❖ 位置控制器的主要作用是控制数控机床各进给 坐标轴的位移量，随时接收经插补运算得到的每一 个坐标轴在单位时间间隔内位移量，根据接收到的 实际位置反馈信号，修正位置指令，并向坐标伺服 驱动控制单元发出位置进给指令，使伺服控制单元 驱动伺服电动机运转，实现机床运动的准确控制。
第6章 数控系统
图6-10 程序输入过程
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机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 2. 数据处理
❖ 零件加工程序输入后，插补程序是不能直接应用 的，必须对加工的零件程序进行预计算处理，得到 插补程序所需要的数据信息和控制信息。数据处理, 通常包括译码、刀具长度补偿、刀具半径补偿、反 向间隙补偿、丝杠螺距补偿、进给速度换算和机床 辅助功能处理等。
第6章 数控系统
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机床电气控制与PLC （第二版）
❖ CNC系统的硬件除了一般计算机具有的CPU、 EPROM 、 RAM 接口外，还具有数控位置控制器、 手动数据输入(MDA)接口、视频显示(CRT或LCD) 接口和PLC接口等。所以CNC装置是一种专用计 算机。
机床电气控制与PLC.ppt
(3)电流和电压继电器
电流继电器的作用是反映电
路中电流的变化，需将其线
圈串在被测电路中，为不影
响电路正常工作，要求线圈
的匝数少、导线粗、阻抗
小。电压继电器的作用是反
l-底座；2-反力弹簧； 映电路中电压的变化，和电
3、4-调节螺钉；5-非 流继电器相比其线圈要并联
磁性垫片；6-衔铁； 在被测电路，故要求线圈的
9.静触头；10.杠杆；11.
12-补偿双金属
片；13-推杆；14-连杆；15-压簧；16-热元件
带有缺相保护热继电器
如果是Y接法，当线路发生一相断路(例如熔丝熔断)时，那么另外 两相发生过载，而这两相的线电流仍与相电流相等，此时两相或 三相热继电器仍能起保护作用。
当电动机是Δ接法时，线电流是相电流的1．73倍，在电源一相断 路时，流过三相绕组的电流是不平衡的。其中两相作串联接法绕 组的电流是另一相的1／2，这时线电流仅是较大一相绕组电流的 1．5倍，当电流处于较小过载时(1．73倍以下)，热继电器发热 元件产生的热量不足以使触点动作，时间一长，电动机必然烧毁。 可见，电动机Δ接法时，一般的热继电器无法实现断相后电动机 较小过载的保护，而必须采用带有断相保护的热继电器。
→ V7 → R8正反两个方向的触发脉冲，使VT2导通，则输出端B、C两点导通， 接通负载电路。若输入信号消失，V4导通，VTl关断，但VT2仍保持导通状态，直 到负载电流随电源电压的减小下降至双向晶闸管维持电流以下而关断，从而切断 负载电路。(四端接口器件:两个输入端+、-；两个输出端B、C）
固体继电器无触点，可直接与弱电控制电路(如计算机接口电路)连接而控制强电电1-熔断器；2-静触点；3-动触点；4-电动机； 5-动铁心；6-线圈；7-静铁心；8-按钮
机床电气控制与PLC1PPT125页课件
连续
×××电机厂
（1）型号 （2）电压及接法
（1）表示电动机的类型、用途和技术特征的代 号。如Y132M-4
（2）UN额定电压:电动机额定运行时，定子绕组 上应加的额定电源线电压值。
（3）电流 （4）功率、功率因数、效率
IN额定电流：定子绕组的额定线电流值 PN额定功率:在额定运行状态下，其轴上
① 接触器的触点IC= PN / KUN ② 接触器的线圈 ③ 额定操作频率
表CJX1（3TB）系列接触器的主要技术数据
型号
CJX1- CJX1- CJX1- CJX1-
09
12
16
22
（主触点）额定工作电 流/A
9
12
16
22
220V
2.2
3
4
5.5
三相鼠笼电
机容量/kW 380 V
4
5.5
2）能准确地分析电动机的点动、启动、正反 转及制动等电路。
3）能根据电路图，对电动机的点动、启动、 正反转及制动等电路进行接线、调试及故障排 除等。
4）能根据要求，设计简单的电动机控制线路。
问题导入
如何选择三相异步电动机？ 怎样控制才能使其完成工作任务？ 要用到哪些相关的电器元件？
电动葫芦
（4）求启动电流Ist Ist＝7.0 IN＝7.0×59.6≈417.2 A
思考题：
（1）说明电动机型号Y160L-4的意义。 （2）说明某三相异步电动机铭牌的意义：
2.8kW、Y/Δ、220/380V、10.9/6.3A、
1470r/min、50Hz、cos＝0.9。
1.2 三相异步电动机的全电压启动控制 （边学边做）
② 短时工作方式S2：在额定情况下，持续运行 时间不允许超过规定的时限。分为10，30，60， 90（分钟）等四种。
《机床电气控制》课件
元件故障
1
2
3
某数控车床在运行过程中突然停机，检查发现电源故障导致系统断电。经维修后恢复正常。
实例一
某加工中心在加工过程中出现定位不准的现象，检查发现伺服电机存在故障。更换伺服电机后恢复正常。
实例二
某铣床在运行过程中出现异常声响，检查发现传动装置存在机械故障。修复传动装置后恢复正常。
实例三
感谢观看
主要用于控制机床电机的停止，使电机在切断电源后能够迅速地停止运转。
制动控制电路的作用
制动控制电路的组成
制动控制电路的工作原理
制动控制电路的注意事项
主要由电源开关、制动器、减速器等组成，通过这些元件的协同作用，实现对电机制动的控制。
当按下停止按钮时，制动器动作，电机迅速停止运转。
在制动控制电路中，应定期检查制动器的性能和可靠性，确保在需要制动时能够迅速有效地发挥作用。
主要用于调节和控制电机的转速，以满足机床加工过程中对不同转速的需求。
调速控制电路的作用
在调速控制电路中，应确保调速器的参数设置正确，同时应定期对调速器进行检查和维护，确保其性能稳定可靠。
调速控制电路的注意事项
主要由调速器、测速发电机等组成，通过这些元件的配合使用，实现对电机转速的控制。
调速控制电路的组成
实现方法、技巧
总结词
机床电气控制系统的实现可以采用不同的方法，如继电器控制、PLC控制、运动控制卡等。在实现过程中，需要注意抗干扰、稳定运行、安全保护等问题，并掌握一些实用的技巧，如优化电路设计、合理配置资源等。
详细描述
总结词：实例分析
详细描述：通过对实际案例的分析，深入了解机床电气控制系统的设计过程和实现方法。例如，某型数控机床的电气控制系统设计，包括主轴电机控制、进给电机控制、传感器检测等部分，采用PLC编程实现，具有高精度、高效率的特点。通过对该案例的深入分析，可以更好地掌握机床电气控制系统的设计与实现。
1
2
3
某数控车床在运行过程中突然停机，检查发现电源故障导致系统断电。经维修后恢复正常。
实例一
某加工中心在加工过程中出现定位不准的现象，检查发现伺服电机存在故障。更换伺服电机后恢复正常。
实例二
某铣床在运行过程中出现异常声响，检查发现传动装置存在机械故障。修复传动装置后恢复正常。
实例三
感谢观看
主要用于控制机床电机的停止，使电机在切断电源后能够迅速地停止运转。
制动控制电路的作用
制动控制电路的组成
制动控制电路的工作原理
制动控制电路的注意事项
主要由电源开关、制动器、减速器等组成，通过这些元件的协同作用，实现对电机制动的控制。
当按下停止按钮时，制动器动作，电机迅速停止运转。
在制动控制电路中，应定期检查制动器的性能和可靠性，确保在需要制动时能够迅速有效地发挥作用。
主要用于调节和控制电机的转速，以满足机床加工过程中对不同转速的需求。
调速控制电路的作用
在调速控制电路中，应确保调速器的参数设置正确，同时应定期对调速器进行检查和维护，确保其性能稳定可靠。
调速控制电路的注意事项
主要由调速器、测速发电机等组成，通过这些元件的配合使用，实现对电机转速的控制。
调速控制电路的组成
实现方法、技巧
总结词
机床电气控制系统的实现可以采用不同的方法，如继电器控制、PLC控制、运动控制卡等。在实现过程中，需要注意抗干扰、稳定运行、安全保护等问题，并掌握一些实用的技巧，如优化电路设计、合理配置资源等。
详细描述
总结词：实例分析
详细描述：通过对实际案例的分析，深入了解机床电气控制系统的设计过程和实现方法。例如，某型数控机床的电气控制系统设计，包括主轴电机控制、进给电机控制、传感器检测等部分，采用PLC编程实现，具有高精度、高效率的特点。通过对该案例的深入分析，可以更好地掌握机床电气控制系统的设计与实现。
机床电气控制与PLC培训课件
机床电气控制与PLC培训课件1. 课程简介本课程旨在介绍机床电气控制和PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用。
通过学习本课程，学员将了解机床电气控制的基本概念、电气元件的选择和布置，以及PLC编程和应用。
2. 机床电气控制基础2.1 机床电气控制的定义机床电气控制是通过电气元件和电气信号来控制机床运动和加工过程的一种技术。
它包括电气控制的基本原理、电气元件的选择和布置等内容。
2.2 机床电气控制系统的组成机床电气控制系统由电气元件、电气控制设备、电气控制回路和电气信号组成。
其中，电气元件包括电机、开关、传感器等；电气控制设备包括控制柜、开关箱等；电气控制回路包括电路连接、控制逻辑等；电气信号包括传感器信号、控制信号等。
2.3 机床电气控制流程机床电气控制流程包括信号采集、信号处理、控制执行和系统监测等步骤。
信号采集是通过传感器获取机床的状态信号；信号处理是对采集到的信号进行处理和转换；控制执行是根据处理后的信号进行相应的动作或控制；系统监测是对机床的运行状态进行监测和反馈。
3. 电气元件的选择和布置3.1 电机的选择电机是机床电气控制系统的核心组件之一。
在选择电机时，需要考虑机床的工作负载、速度要求和动力需求等因素。
常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机。
3.2 开关的选择与布置开关是电气控制系统中常用的元件，用于控制电路的开关或切换。
在选择开关时，需要考虑电流和电压的要求，以及安装环境和使用寿命等因素。
开关的布置需要合理安排在控制回路中的位置，保证控制信号的顺畅传输。
3.3 传感器的选择与应用传感器用于采集机床的状态信号，如温度、压力、位移等。
在选择传感器时，需要考虑测量范围、精度和响应时间等因素。
传感器的应用可以实现对机床运行状态的监测和控制。
4.1 PLC概述PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，它能够对输入信号进行处理和逻辑运算，输出控制信号，实现对机床电气控制系统的自动化控制。
《机床电气控制与PLC》第二版 PPT 第7章 PLC与数控机床
高等教育出版社
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 4. PLC至CNC侧 ❖ PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器
完成，PLC发给CNC的信息主要功能代码是M、S、 T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信 息等。是经PLC克拉处玛依理理工后学院 的逻辑信息。
高等教育出版社
机床电气控制与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱLC （第二版）
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 3. CNC侧至PLC ❖ CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的
寄存器中，CNC侧发给PLC的信息主要功能代码是 M、S、T的功能信息，手动/自动方式信息及其他的 状态信息。PLC克通拉玛过依理信工学院息交换，接收CNC的命令信 息，实现辅助功能的控制；并把逻辑控制的结果信 息，再送回CNC装置。PLC的信号及PLC的地址均 由制造商确定，用户只能使用，不能改变和增删。
克拉玛依理工学院
的信息传送，PLC与CNC侧和MT侧三者之间的信 息交换，通常包括如下四个部分。
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机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 1. MT侧至PLC ❖ MT侧的开关量信号通过I/O单元接口向PLC发送
的信息，主要包括机床操作面板上各开关、按钮等 信号，以及各运动部件的限位信息。其中包括起动/ 停止，主轴正转克拉/玛反依理转工学/院停止、切削液的开/关、机械 变速选择、倍率选择、各坐标轴点动和刀架、卡盘 的夹紧/松开等信号，以及上述各部件的限位开关等 保护装置、主轴伺服状态监视信号和伺服系统运行 准备等信号。这些信号通过I/O单元接口输入至PLC 中。
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机床电气控制与PLC （第二版）
图7-2独立型PLC的CNC系统框图
机床电气控制与PLC （第二版）
❖ 4. PLC至CNC侧 ❖ PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器
完成，PLC发给CNC的信息主要功能代码是M、S、 T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信 息等。是经PLC克拉处玛依理理工后学院 的逻辑信息。
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❖ 3. CNC侧至PLC ❖ CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的
寄存器中，CNC侧发给PLC的信息主要功能代码是 M、S、T的功能信息，手动/自动方式信息及其他的 状态信息。PLC克通拉玛过依理信工学院息交换，接收CNC的命令信 息，实现辅助功能的控制；并把逻辑控制的结果信 息，再送回CNC装置。PLC的信号及PLC的地址均 由制造商确定，用户只能使用，不能改变和增删。
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的信息传送，PLC与CNC侧和MT侧三者之间的信 息交换，通常包括如下四个部分。
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❖ 1. MT侧至PLC ❖ MT侧的开关量信号通过I/O单元接口向PLC发送
的信息，主要包括机床操作面板上各开关、按钮等 信号，以及各运动部件的限位信息。其中包括起动/ 停止，主轴正转克拉/玛反依理转工学/院停止、切削液的开/关、机械 变速选择、倍率选择、各坐标轴点动和刀架、卡盘 的夹紧/松开等信号，以及上述各部件的限位开关等 保护装置、主轴伺服状态监视信号和伺服系统运行 准备等信号。这些信号通过I/O单元接口输入至PLC 中。
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机床电气控制与PLC （第二版）
图7-2独立型PLC的CNC系统框图
《机床电气控制与PLC》第二版 PPT 《机床电气控制与PLC》教学大纲
《机床电气控制与PLC》教学大纲课程名称：《机床电气控制与PLC》课程编码：适用专业：机电一体化、数控技术、电气技术学时：80或64学分：5或4编写者：刘祖其一、课程性质与任务课程性质：《机床电气控制与PLC》课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。
主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。
是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。
通过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的结构组成及工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。
培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚实基础。
二、教学目的与基本要求了解数控装置的软件、硬件组成；了解可编程控制器的的结构和工作原理；了解接口信号相互作用，典型数控装置特性、功能，选用方法、系统连接、调试方法。
了解电磁兼容概念，运用电磁兼容采取抗干扰措施。
掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。
重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。
为今后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下较好的基础。
三、教学主要内容、要点和课时安排目录绪论[学习目标与要求]了解数控机床的产生及发展，了解FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的概念，了解数控机床的组成及特点、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的组成、伺服系统的分类。
第1章常用低压控制电器1.1 概述继电器熔断器主令电器低压电器的产品型号[学习目标与要求]掌握接触器、热继电器等常用低压电器的工作原理与选用；了解电弧的形成与灭弧机理；了解低压电器的基本作用与功能和继电特性与返回系数。
机床电气控制原理PPT课件
8、在原理图上方将图分成若干图区，并标明该区电路 的用途与作用；在继电器、接触器线圈下方列有触点 表，以说明线圈和触点的从属关系。
接触器各栏的含义：
继电器各栏的含义：
左栏 中栏 右栏
左栏 右栏
主 触辅 助 点 的动 合 图 区触 点 号 的图
区号
辅助 动断 触点 的图 区号
动合 触点 的图 区号
动断 触点 的图 区号
机床电气
笼型异步电动机降压起动控制
1 定子串电阻降压起动 2 Y -△降压起动 3 自耦变压器降压起动控制
1 定子串电阻降压起动
机床电气
⑴应用：正常运行时定子绕组为星形联接的笼型异步 电动机，可采用定子电路串电阻或电抗降压起动。
⑵原理：在电动机起动时，在三相定子电路串接电阻， 使电动机定子绕组电压降低，起动结束后再将电阻 短接，电动机在额定电压下正常运行。
机床电气
2.2.3 符号位置的索引
机床电气
当某图号仅有一页图样时，只写图号和图区的 行、列号，在只有一个图号多页图样时，则图号 可省略，而元件的相关触头只出现在一张图样上 时，只标出图区号。
电气控制原理图
机床电气
1、电气元件布置图 电器元件布置图是用来详细表明电气原理图中
各电气设备、元器件的实际安装位置，图中各电器 代号应与有关电路和电器清单上所有元器件代号相 同，为电器控制设备的制造、安装、维修、提供必 要的资料。
例1：
机床电气
例1：
机床电气
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气
机床电气控制与PLC课件
3．刀开关的型号及电气符号
目前常用的刀开关有HD系列刀形隔离器、HS系列双 投刀开关、HK系列胶盖刀开关、HH系列负荷开关及HR 系列熔断器式刀开关。表1-1为HD17系列刀开关的主要技 术数据。
扬州职业大学机械工程学院
1.1 开关及主令电器
表1-1 HD17系列刀开关的主要技术数据
刀开关的型号及含义如图1-5所示。
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1.1 开关及主令电器
表1-2 DZ15系列断路器技术数据
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1.1 开关及主令电器
低压断路器的型号及含义如图1-9所示。
图1-9 低压断路器型号及含义
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1.1 开关及主令电器
低压断路器的图形符号和文字符号如图1-10所示。
图1-10 低压断路器的图形符号和文字符号
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1.1 开关及主令电器
图1-3 HK2系列瓷底开启式负荷开关
图1-4 封闭式负荷开关
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1.1 开关及主令电器
2．刀开关的主要技术参数
1）额定电压 在长期工作中能承受的最大电压称为额定电
压。目前生产的刀开关的额定电压，一般为交流500V以下， 直流440V以下。 2）额定电流 刀开关在合闸位臵允许长期通过的最大工作 电流称为额定电流。小电流刀开关的额定电流有10，15， 20，30，60A等五级。
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1.1 开关及主令电器
4．低压断路器的选用 （1）额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和 工作电流。 （2）各脱扣器的整定： 1）热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电
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第1章 常用低压电器
目前常用的刀开关有HD系列刀形隔离器、HS系列双 投刀开关、HK系列胶盖刀开关、HH系列负荷开关及HR 系列熔断器式刀开关。表1-1为HD17系列刀开关的主要技 术数据。
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1.1 开关及主令电器
表1-1 HD17系列刀开关的主要技术数据
刀开关的型号及含义如图1-5所示。
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1.1 开关及主令电器
表1-2 DZ15系列断路器技术数据
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1.1 开关及主令电器
低压断路器的型号及含义如图1-9所示。
图1-9 低压断路器型号及含义
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1.1 开关及主令电器
低压断路器的图形符号和文字符号如图1-10所示。
图1-10 低压断路器的图形符号和文字符号
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1.1 开关及主令电器
图1-3 HK2系列瓷底开启式负荷开关
图1-4 封闭式负荷开关
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1.1 开关及主令电器
2．刀开关的主要技术参数
1）额定电压 在长期工作中能承受的最大电压称为额定电
压。目前生产的刀开关的额定电压，一般为交流500V以下， 直流440V以下。 2）额定电流 刀开关在合闸位臵允许长期通过的最大工作 电流称为额定电流。小电流刀开关的额定电流有10，15， 20，30，60A等五级。
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1.1 开关及主令电器
4．低压断路器的选用 （1）额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和 工作电流。 （2）各脱扣器的整定： 1）热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电
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第1章 常用低压电器
机床电气控制与PLC培训课件(PPT125页)
问题导入
如何选择三相异步电动机？ 怎样控制才能使其完成工作任务？ 要用到哪些相关的电器元件？
步电动机 1.2三相异步电动机的全电压启动控制 1.3三相异步电动机的降压启动控制 1.4 三相异步电动机的正反转控制 1.5 三相异步电动机的制动控制 1.6 三相异步电动机的保护环节 1.7 三相异步电动机的变速
（4）要求转速恒定或功率因数较高时，宜选用 同步电动机。
机 床 电 气 控 制与PLC培 训 课件(PPT125页 )培 训 课件培 训讲义 培训ppt教 程 管理课 件教程 ppt
3．电压的选择
机 床 电 气 控 制与PLC培 训 课件(PPT125页 )培 训 课件培 训讲义 培训ppt教 程 管理课 件教程 ppt
IN额定电流：定子绕组的额定线电流值 PN额定功率:在额定运行状态下，其轴上
输出的机械功率。
电源输入的功率：P1N ＝UN IN cos cos功率因数：定子相电压与相电流相
位差的余弦 电动机的效率 η＝PN /P1N×100%
（ 5）频率 （6）转速 （7）绝缘等级
（ 5） f1 /fN额定频率：定子绕组外加的电源频率。 工频：50Hz。
（6） nN额定转速 ：电动机在额定电压、额定频 率及输出额定功率时的转速。
（7）绝缘等级： 根据电动机绕组所用的绝缘材 料、按使用时的最高允许温度而划分的不同等级
绝缘等级
AEB FHC
最高允许温 度（°C）
105
120
130
155
180 ＞180
（8）工作方式及防护等级
对电动机在铭牌规定的技术条件下持续运 行时间的限制，以保证电动机的温升不超 过允许值。
对短时运行的电动机，可根据过载系数λ 来选择功率。电动机的额定功率可以是生 产机械所要求功率的1／λ。
机床电气控制与PLC
机床电气与PLC PLC控制系统 第6章 机床电气与PLC控制系统
6.5机床的PLC控制系统设计 6.5机床的PLC控制系统设计 机床的PLC 6.5.2．机床PLC控制系统设计的基本内容 6.5.2．机床PLC控制系统设计的基本内容 PLC (1)选择机床输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传 感器等)、输出设备(继电器、接触器、信号灯等执行元 件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。 (2)PLC的选择。 (3)分配I／O点，绘制PLC的实际接线图。 (4)控制程序设计，包括控制系统流程图、状态转移图、 梯形图、语句表(即指令字程序清单)等设计。 （5)必要时还要设计机床控制台(柜)等。 (6)编制机床PLC控制系统的技术文件。
机床电Байду номын сангаас控制与PLC 机床电气控制与PLC
吴洪兵
机床电气部分
机床电气与PLC PLC控制系统 第6章 机床电气与PLC控制系统
6.1机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则 6.1 机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则 6.1.1机床电气控制系统设计的基本内容 机床电气控制系统设计的基本内容 拟定机床电气设计的技术条件(任务书)； 选择机床电气传动形式与控制方案； 确定机床传动电动机的容量和选型； 设计机床电气控制原理图； 选择机床电气元器件，制订电机和电气元器件表 画机床电机、电磁铁、控制部件及检测元件布置图； 设计机床电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电 器和专用安装零件 绘制机床电控设备装配图和接线图； 编写机床电控系统设计计算和安装使用说明书。
机床电气与PLC PLC控制系统 第6章 机床电气与PLC控制系统
6.5机床的PLC控制系统设计 6.5机床的PLC控制系统设计 机床的PLC 6.5.3．机床PLC PLC控制系统设计的一般步骤 6.5.3．机床PLC控制系统设计的一般步骤 (1)根据生产的工艺过程分析控制要求，了解需要完成的 动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等)、操 作方式(手动、自动；连续、单周期、单步等)； (2)确定PLC的I／O接点数； (3)选择PLC机型及容量； (4)定义输入、输出点名称，分配I／O点，设计PLC的实 际接线图； (5)根据PLC所要完成的任务及应具备的功能进行PLC程序 设计，同时施工。 (6)待控制台及现场完成后，进行联机调试。 (7)编制系统设计说明书和使用维修说明书等技术文件。 (8)经试生产后竣工验收,交付使用。
电气控制与PLC应用技术完整课件
1.2三相异步电动机直接启动控制电路
1.2.1三相异步电动机的启动问题
三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转动 时起，到达额定转速为止这一段过程。
三相异步电动机在启动时启动转矩并不大，但定子绕组中的电流增大 为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。
（1）启动电流过大造成电压损失过大，使电动机启动转矩下降。同时 可造成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。
电气控制与PLC应 用技术完整课件
绪论
1.电气控制技术的产生与发展
电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求，从手 动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统 到以计算机为中心的存储控制系统。
（1）电力拖动自动控制系统的组成 （2）电气控制技术的发展
2.使用交流接触器控制的正反转控制电路
双重联锁正反转控制电路
该电路可实现电动机的直接正反转切换，其控制过程如下： （1）正转控制（设开始启动） （2）反转控制（设由原来正转切换）
可让学生自行分析
1.2.7行程位置控制电路
行程开关是一种将机械信号转换为电信号，以控制运动 部件位置或行程的自动控制电器，它也属于主令电器。
多种断路器的外形
空气断路器的基本结构
在合闸后，搭钩将锁键钩住，使主触点闭合，电动机通电启 动运行。扳动手柄于“分”的位置(或按下“分”的按钮)，搭钩 脱开，主触点在复位弹簧的拉力作用下断开，切断电动机电源。 除手动分断之外。空气断路器还可以分别由三个脱扣器自动分断， 实现对应的保护功能。
1.2.4.用接触器直接控制电动机单向 运转的电路
1.使用倒顺开关控制的正反转控制电路
电路的工作原理是： 操作倒顺开关QS，把手柄板至“顺”的位置时，QS的触点往上接通
机床电气控制及plc
X0 X1 Y0 X0 & X1 X0 X1 X1 X0 Y0 X0 Y0 Y0 X0 >= Y0 Y0
案例1、三相异步电机的全压启动的PLC控制
施控元件
继电器控制 系统电路图
被控对 象
如果用PLC控制怎么实现呢？
PLC 控制系统电路图
SB2 SB1 FR KM
KM
PLC通过程序的执行来实现以上的起动，自锁，停止电 路，我们今后把这种典型电路叫做起保停电路。
第三讲 PLC的工作原理
本讲你将学习以下内容： 1、理解PLC系统和继电器系统的区别和联系。 2、重点掌握PLC的工作方式。
一、继电器控制系统和可编程控制器联系区别 1、编程语言:PLC的梯形图编程方式和传统的继 电器系统的编程方式非常接近，举例如下：
常开触点 常闭触点
线圈
2、用以上符号可完成基本逻辑控制
二、PLC的工作方式:循环扫描
1、 扫描的定义： 从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况 下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序， 直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而 复始地重复进行。
2. PLC的扫描工作过程
开机 内部处理 通讯服务 输入刷新 程序执行
检查CPU等内部硬件，对监视定 时器（WDT）复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、 计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进 行采样，并存入相应寄存器 对用户程序扫描执行 ，并将 结果存入相应的寄存器 将寄存器中与输出有关状态，转到 输出锁存器，输出驱动外部负载
输出刷新
信号传递过程(从输入到输出)
b.程序执行阶段 -- CPU从输入映像寄存器和元 c. 输入刷新阶段---CPU从输入电路的输出端读 a. 紧接着的输出刷新阶段---将输出映像寄存 件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据 器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路 出各路状态，并将其写入输入映像寄存器； 此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映 传递输出端子，从而控制外接器件动作。 像寄存器中；
案例1、三相异步电机的全压启动的PLC控制
施控元件
继电器控制 系统电路图
被控对 象
如果用PLC控制怎么实现呢？
PLC 控制系统电路图
SB2 SB1 FR KM
KM
PLC通过程序的执行来实现以上的起动，自锁，停止电 路，我们今后把这种典型电路叫做起保停电路。
第三讲 PLC的工作原理
本讲你将学习以下内容： 1、理解PLC系统和继电器系统的区别和联系。 2、重点掌握PLC的工作方式。
一、继电器控制系统和可编程控制器联系区别 1、编程语言:PLC的梯形图编程方式和传统的继 电器系统的编程方式非常接近，举例如下：
常开触点 常闭触点
线圈
2、用以上符号可完成基本逻辑控制
二、PLC的工作方式:循环扫描
1、 扫描的定义： 从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况 下，按程序存储顺序的先后，逐条执行执行程序， 直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，并周而 复始地重复进行。
2. PLC的扫描工作过程
开机 内部处理 通讯服务 输入刷新 程序执行
检查CPU等内部硬件，对监视定 时器（WDT）复位以及其它工作 与其它智能装置（如编程器、 计算机等）实现通信 按顺序对所有输入端的状态进 行采样，并存入相应寄存器 对用户程序扫描执行 ，并将 结果存入相应的寄存器 将寄存器中与输出有关状态，转到 输出锁存器，输出驱动外部负载
输出刷新
信号传递过程(从输入到输出)
b.程序执行阶段 -- CPU从输入映像寄存器和元 c. 输入刷新阶段---CPU从输入电路的输出端读 a. 紧接着的输出刷新阶段---将输出映像寄存 件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据 器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路 出各路状态，并将其写入输入映像寄存器； 此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映 传递输出端子，从而控制外接器件动作。 像寄存器中；
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第1章 机床传动控制中的电动机
2.气隙：定子铁心与转子铁心之间的间隙。 3.转子:
笼型电动机结构 (a)笼型绕组;(b)转子外形
第1章 机床传动控制中的电动机
异步电动机的转子可分为两大类：一种笼型转子，一 种绕线转子。 笼型转子由转子铁心、转子绕组及转轴等组成。
➢转子铁心：转子铁心是电机磁路的一部分，用硅钢片 叠压而成。 ➢转轴：转轴是支持转子铁心和输出转矩的零件。 ➢转子绕组：转子绕组有鼠笼型和绕线转子两种。
绪论
2.机床电气控制系统的发展与分类 (2)连续控制系统 对物理量进行连续控制，又称模拟制造系统，具有负反 馈的闭环控制系统。 (3)混合控制系统。
第1章 机床传动控制中的电动机
电动机又可以分为: ✓ 直流电动机 ✓ 交流电动机 ✓ 步进电动机 ✓ 伺服电动机
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1 交流异步电动机的工作原理和运行特性 1.1.1.异步电动机的工作原理及其机械特性
1.1.3 异步电动机的铭牌 1.型号：如Y-112M-4 2.额定值： (1)额定功率 指电动机在额定运行时，电机轴上输出 的机械功率，单位为kW； (2)额定电压 指额定运行状态下加在电机定子绕组上 的线电压．单位为V； (3)额定电流 指电动机在定子绕组上施加额定电压、 电机轴上输出额定功率时的线电流，单位为A。
绪论
⑶电气自动控制方面。 ①电机工作原理、特性。 ②机床继电器-接触器控制系统。 ③机床电气控制电路设计。 ④可编程序控制器的基础知识。 ⑤可编程控制器的编程方法及应用
绪论
机床电气拖动与电气控制发展概况
1.机床电气拖动的发展与分类 从机电传动方面，经历了如下几个方面： ➢成组拖动 ➢单独拖动 ➢多电机拖动 ➢直（交）流电动机的无级调速
三相异步电动机的结构图 1—端盖 2—轴承 3—机座 4—定子绕组 5—转子 6—轴承 7—端盖 8—风扇 9—风罩 10—接线盒
第1章 机床传动控制中的电动机
1.定子: 异步电动机的定子是由基座、定子铁心和定子绕组三个 部分组成。 ➢定子铁心：定子铁心是电动机磁路的组成部分，采用 硅钢片叠压而成。 ➢定子绕组：定子绕组有成型硬绕组和散嵌软件绕组两 种。 ➢机座：支撑和固定的作用。
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.3 异步电动机的铭牌
(4)额定频率 我国规定工业用电的频率是50Hz，国外 有些国家采用60Hz。 (5)额定转速 指电动机定子加额定频率的额定电压、 轴端输出额定功率时电动机的转速，单位为r／min。 可以根据额定转速与额定频率计算出电动机的极数P和 额定转差率SN。 3.噪声值 指电动机在运行时的最大噪声。一般电动机 功率越大，磁极数越少，额定转速越高，噪声越大。 4.工作制式 指电动机允许工作的方式，共有S1～S10 十种工作制。其中，S1为连续工作制；S2为短时工作 制；其他为不同周期或者非周期工作制。
绪论
2.机床电气控制系统的发展与分类
⑴逻辑控制系统 按自动化程度的不同又可分为： ➢ 手动控制 ➢ 自动控制 ①继电器-接触器自动控制系统 ②程序控制器 ③数字控制器
绪论
2.机床电气控制系统的发展与分类
小型计算机控制系统→微型计算机数控系统MNC （Microcomputer Numerical Control）MNC。 AC（自适应） 工业机器人 柔性制造系统FMS（Flexible Manufacturing System） CAD/CAM 计算机集成生产系统（CIMS）
机床电气控制与PLC
吴洪兵
机床电气部分
绪论
概述
机床的电气控制系统已经成为现代机床不可缺少的重 要组成部分。在电气自动控制方面，现代化机床更是 综合应用了许多先进科学技术成果。现今出现的各种 机电一体化产品、数控机床、机器人、FMS等均是机床 电气设备实现现代化的硕果。
⑴机床的运动以及工作循环的控制与操作等都离不开电 器元件、电子元件与系统。机床的电气控制已成为现代 机床不可缺少的重要组成部分。 ⑵电气拖动方面。
电压：380V
电流：8.7A
转速：1440r/min
噪声值：74dB（A）
绝缘等级：B
防护等级：IP44
标准编号：ZBK22007-88 出厂日期： 年 月 日
中华人民共和国 X X X X电机厂制造
Hale Waihona Puke 第1章 机床传动控制中的电动机1.1.3 异步电动机的铭牌
Y系列三相感应电动机铭牌
第1章 机床传动控制中的电动机
第1章 机床传动控制中的电动机
n0 n<n0
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.2 异步电动机的工作原理
两极旋转磁场的形成
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.2 异步电动机的工作原理
三相异步电动机工作原理简图
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.2 异步电动机的工作原理
n0
60 f1 p
三相异步电动机工作原理简图
第1章 机床传动控制中的电动机
转差率
s n0 n n0
n(1s)n0
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.3 异步电动机的铭牌
商标：XXXX 型号：Y-112M-4 功率：4.0kW 频率：50HZ 工作制：S1 质量：49kg
三相异步电动机
出厂编号：XXXX
接线方式：Δ
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.3 异步电动机的铭牌
4.工作制式 指电动机允许工作的方式，共有S1～S10 十种工作制。其中，S1为连续工作制；S2为短时工作 制；其他为不同周期或者非周期工作制。 5.绝缘等级 绝缘等级与电动机内部的绝缘材料有关。 它与电动机允许工作的最高温度有关，共分A、E、D、 F、H五种等级。其中A级最低，H级最高。在环境温度 额定为40℃时, A级允许的最高温度为65℃，H级允许 的最高温度为130℃。
第1章 机床传动控制中的电动机
1.1.3 异步电动机的铭牌
6.连接方法 有Y/△两种方式。请注意有些电动机只能 固定一种接法，有些电动机可以两种切换工作。但是要 注意工作电压，防止错误接线烧坏电动机。高压大、中 型容量的异步电动机定子绕组常采用丫接线，只有三根 引出线。对中、小容量低压异步电动机，通常把定子三 相绕组的六根出线头都引出来。