学习情境三-X62W铣床控制系统课件.ppt

1、学习情境三学习情境三 X62W 铣床控制线路铣床控制线路学习情境学习情境 三三 X62W 铣床控制系统铣床控制系统u子情境一子情境一 三相异步电机制动控制线路及三相异步电机制动控制线路及 PLC PLC改造改造u子情境二子情境二 三相异步电动机的多地点起停三相异步电动机的多地点起停 控制控制u子情境三子情境三 X62WX62W铣床控制系统及其铣床控制系统及其PLCPLC改造改造子情境一子情境一 三相异步电机制动控制线路三相异步电机制动控制线路 及及PLCPLC改造改造u任务一任务一 反接制动反接制动u任务二任务二 单向反接控制线路的单向反接控制线路的PLCPLC改造改造u任务三任务三 能耗制动

2、能耗制动u任务四任务四 按时间原则控制的能耗制动控制按时间原则控制的能耗制动控制 线路的线路的PLCPLC改造改造任务一任务一 反接制动反接制动（一）速度继电器（一）速度继电器速度继电器也称反接制动继电器，常用于反接制动电路中。速度继电器的图形符号和文字符号如图3-1所示。（二）（二）反接制动反接制动 三相异步电动机的反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子惯性旋转方向相反，因而产生制动作用的一种制动方法。图3-2 单向旋转的反接制动控制线路1）电路及工作原理电路如图3-2所示，其工作过程如下：合上刀开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电且自锁，电动机起动。

3、当电动机转速升高以后(通常大于120rmin)速度继电器KS触点闭合，为制动接触器KM2通电作准备。停车时，按下停车按钮SB1，KM1释放，KM2吸合且自锁，改变了电动机定子绕组中电源相序，电动机反接制动。电动机转速迅速下降，当转速低于100rmin时，与电动机同轴转动的速度继电器的常开触点KS复位，KM2线圈断电释放，制动过程结束。2）元件选择和检查 从电气控制台上选出如图3-2所示的电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：刀开关（1个）、交流接触器（2个）、热继电器（1个）、熔断器（2个）、起动按钮（1个）、停止（复合）按钮（1个）、速度继电器（1个）、电动机（1台）。3）电路装接按

4、图3-2所示电路图接线。4）电路检查（1）主电路的检查检查方法与前面的相似。（2）控制电路的检查未按任何按钮时，读数应为无穷大；分别按SB2和KM1，读数应为KM1线圈的电阻值；将KS的常开触点短接，分别按SB1和KM2，读数应为KM2和KT线圈的并联电阻值。5）通电试车经上述检查正确后，可在老师监护下通电试车。（1）合上QS，即接通电路电源；（2）按下起动按钮SB2，则电动机运转；（3）按下停止按钮SB1，则电动机立即停止，同时KM2吸合，转速降到100r/min时KM2断电释放；（4）断开QS，即断开电路电源。如有故障，用万用表检测故障并排除。（一）（一）I/OI/O分配分配任务二任务二

5、单向反接控制线路的单向反接控制线路的PLCPLC改造改造输 入输 出元件名称、符号输入点元件名称、符号输出点停止按钮SB1I0.0电机起动接触器KM1Q0.0起动按钮SB2I0.1电机制动接触器KM2Q0.1速度继电器常开触点KSI0.2热继电器FRI0.3表3-1输入/输出点分配表（二）（二）PLCPLC接线图接线图图3-3（三）程序设计（三）程序设计（四）（四）I/O接线接线按照图3-3接线。（五）调试（五）调试将图3-4所示的梯形图输入个人计算机，下载到S7-200并调试。图3-4任务三任务三 能耗制动能耗制动 三相鼠笼式异步电动机能耗制动，是把转子存储的机械能转化为电能，消耗在转子回路

6、上的一种制动方法。（一）按时间原则控制的能耗制动控制线路（一）按时间原则控制的能耗制动控制线路1.电路及工作原理图3-5 电动机的能耗制动控制线路 起动时合上刀开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁。主触点闭合使电动机接通电源运转。电动机停转和制动时，按下停止按钮SB1，使KM1线圈断电并使时间继电器KT线圈、接触器KM2线圈通电，KM2常开触点闭合，给电动机两相定子绕组中送入直流电流，进行能耗制动。经过一定时间后，时间继电器的通电延时断开触点KT断开，KM2线圈失电，切断直流电源，同时使KT线圈断电，电路恢复到原始状态，并做好再次起动的准备。其工作过程：2.元件选择和检查

7、从电气控制台上选出如图3-5所示的电气元件，并对电气元件进行检查，元件清单如下：刀开关(1个)，交流接触器(2个)，热继电器(1个)，二极管(1个)，熔断器(2个)，起动按钮(1个)，停止(复合)按钮(1个)，晶体管时间继电器(1个)，电动机(1台)。3.电路检查 1）主回路的检查 （1）KM1的检查与前面的相似；（2）KM2的检查，将表笔放在图3-7的2和3处，按KM2，则读数应为变压器原边绕组的电阻值，将表笔放在图3-6的5和6处，按KM2，则读数应为电动机2个绕组并联后再与另一绕组串联的电阻值。2）控制回路的检查 （1）未按任何按钮时，读数应为无穷大；（2）分别按SB2和KM1，读数应为

8、KM1线圈的电阻值；（3）分别按SB1和KM2，读数应为KM2和KT线圈的并联电阻值：（4）同时按SB2(或KM1)和KM2(或SB1)，读数应为KM2和KT线圈并联的电阻值。4.通电试车 经过上述检查正确后，可在老师监护下通电试车。（1）合上QS，即接通电路电源：（2）按起动按钮SB2，则电动机运转；（3）按停止按钮SB1，则电动机立即停止，（4）断开QS，即断开电路电源。如有故障，用万用表检测故障并排除。2.按速度原则控制的可逆运行能耗制动控制线路 图3-6为按速度原则控制的能耗制动线路。图3-6 按速度原则控制的能耗制动线路制动方法适用范围 特 点能耗制动要求平稳准确制动场合制动准确度高

9、，需直流电源，设备投入费用高反接制动制动要求迅速，系统惯性大，制动不频繁的场合设备简单，制动迅速，准确性差，制动冲击力强表3-3 能耗制动与反接制动的比较任务四任务四 按时间原则控制的能耗制动控制按时间原则控制的能耗制动控制 线路的线路的PLCPLC改造改造（一）（一）I/O分配分配输 入输 出元件名称、符号输入点元件名称、符号输出点停止按钮SB1I0.0电机起动接触器KM1Q0.0起动按钮SB2I0.1电机制动接触器KM2Q0.1热继电器FRI0.2表3-2输入/输出点分配表（二）（二）PLC接线图接线图图3-7 PLC接线图（三）程序设计（三）程序设计图3-8 梯形图（四）（四）I/O接线

10、接线按照图3-7接线。（五）调试（五）调试将图3-8所示的梯形图输入个人计算机，下载到S7-200并调试。子情境二子情境二 三相异步电动机的多地点起三相异步电动机的多地点起 停控制停控制u任务一任务一 电动机多地点起停控制线路电动机多地点起停控制线路u任务二任务二 多地点起停控制线路的多地点起停控制线路的PLCPLC改造改造任务一任务一 电动机多地点起停控制线路电动机多地点起停控制线路（一）电路的组成及工作原理（一）电路的组成及工作原理图3-9 电动机的两地控制线路 （二）元件选择和检查（二）元件选择和检查 从电气控制台上选出图3-9中所需的电气元件，并分别检查其好坏。元件清单如下：低 压断路

11、器(1个)，交流接触器(1个)，热继电器(1 个)，熔断器(2个)，停止按钮(2个)，起动按钮(2个)，电动机(1台)。（三）电路装接（三）电路装接按图3-9所示电路图连接电路。（四）电路检查四）电路检查 1主电路的检查 检查方法与前面学习情境一的相同。2控制回路的检查 1)未按任何按钮时，万用表的读数应为无穷大：2)分别按下SB3、SB4、KM，读数均应为KM线圈的电阻值：再同时按SB1(或SB2)，此时读数应为图3-11 电动机的两地控制线路无穷大：3)若不为上述值，则分别检查SB1、SB2、SB3(或SB4或KM常开触点)、KM线圈、FR是否有误。（五）通电试车（五）通电试车 经上述检查

12、正确后，在老师的监护下通电试车。1.合上QS，即接通电路电源；2.按SB3，电动机M运转：3.按SB1，电动机M停止：4.按SB4，电动机M运转：5.按SB2，电动机M停止；6.断开QS，即断开电路电源。如有故障，用万用表检测故障并排除。任务二任务二 多地点起停控制线路的多地点起停控制线路的PLCPLC改造改造（一）（一）I/O分配分配表3-4输入/输出点分配表输 入输 出元件名称、符号输入点元件名称、符号输出点停止按钮SB1、SB2I0.0电机控制接触器KMQ0.0起动按钮SB3、SB4I0.1热继电器FRI0.2（二）（二）PLC接线图接线图图3-10 PLC接线图（三）程序设计（三）程序

13、设计图3-11 梯形图（四）（四）I/O接线接线按照图3-10接线。（五）调试（五）调试将图3-11所示的梯形图输入个人计算机，下载到S7-200并调试。子情境三子情境三 X62W 铣床控制线路及铣床控制线路及PLC改造改造 u任务一任务一 万能转换开关万能转换开关u任务二任务二 X62WX62W铣床控制线路铣床控制线路u任务三任务三 X62WX62W铣床控制线路的故障分析与检修铣床控制线路的故障分析与检修u任务四任务四 X62WX62W铣床控制线路的铣床控制线路的PLCPLC改造改造铣床图片铣床图片1铣床图片铣床图片2模拟铣床图片模拟铣床图片任务一任务一 万能转换开关万能转换开关万能转换开关

14、是一种多档式、控制多回路的主令电器。图3-12 LW5系列万能转换开关图3-13 万能转换开关的图形符号和文字符号X62WX62W铣床铣床 铣床:用于加工工件的平面、斜面、沟槽。(装上回转圆工作台，可加工弧形槽)X：铣床，6：卧式(主轴是水平的)，2：2号机床，工作台宽320mm，W：万（可进行多种洗削加工）。（一）（一）X62WX62W铣床的结构铣床的结构 如图片1和2所示，是X62W铣床的外观结构。它主要由底座、床身、悬梁、主轴、刀杆支架、回转台、升降工作台等主要部件组成。一、铣床的结构、运动形式、拖动要求一、铣床的结构、运动形式、拖动要求 任务二任务二 铣床的控制线路铣床的控制线路（二）

15、（二）X62W铣床运动特点铣床运动特点1、主运动：主轴带动铣刀的旋转运动。2、进给运动：加工中工作台的上下、左右、前后运动及圆工作台的运动。3、辅助运动：工作台在各个方向的快速移动。二、二、铣床控制线路的工作原理铣床控制线路的工作原理 X62W铣床的电气原理图如图3-14所示。（一）、操作试运行 合三相闸刀开关QS，此时电源指示灯亮，说明电源已接通。操作SA5开与关，EL（照明灯）灯亮与灭。（二）、主轴电机M1控制（注意SA4中位为停止位）1、正转控制 将SA4置右位，按SB3（或SB4）KM1吸合电机M1正转运行 当按SB1（或SB2）电机M1失电，同时线圈KM2得电接通反接制动回路图图3-

16、14 X62W铣床电气控制线路原理图铣床电气控制线路原理图2、反转控制 将SA4置左位，按SB3（或SB4）KM1吸合电机M1反转运行 当按SB1（或SB2）电机M1失电，同时线圈KM2得电接通正接制动回路3、M1电机变速冲动控制 按下SQ7线圈KM2得电（但不自锁）电机M1点动运行(反转可有SA4控制)松开SQ7电机M1停止运行 注：实际机床的变速是通过改变齿轮的传动比实现的。变速时，将变速手柄拉出，转动变速盘，调节所需的转速，然后将变速手柄复位。手柄复位时，瞬间压动行程开关SQ7，手柄复位后，SQ7也随之复位。在SQ7动作瞬间，SQ7的常开触点先断开其他支路，然后再闭合，相当于点动控制KM

17、1，使电机产生微动，有利于变速齿轮的啮合。（三）、进给电机M2的手动控制 进给电机M2控制的前提是在主轴电机运行下进行并将SA2置1位（手动）。1、将SA1置1位（此时圆工作台不工作），即SA1-1、SA1-3合，SA1-2分断。按SQ1/SQ3，线圈KM3得电正向进给；按SQ2/SQ4，KM4吸合反向进给。进给电机变速冲动控制：进给电机变速冲动控制：按SQ6，11-15分断，15-19合，11-21-23-17-16-15-19-20-线圈KM3得电；松开SQ6，11-15合，15-19分断，线圈KM3断电；间断地接通M2（M2点动运行），实现进给变速冲动。2、将SA1置2位（此时圆工作台工

18、作），即SA1-2合，SA1-1、SA1-3分断。11-15-16-17-23-21-19-20-线圈KM3得电。3、工作台“快速”运动（通过“快速移动牵引电磁铁”YA得电来完成），按SB5（或SB6）线圈KM5得电快速移动牵引电磁铁工作（四）、进给电机M2（工作台纵向运动）的自动控制 将SA2置2位（自动）（18-25合），将SA1置1位（此时圆工作台不工作），即SA1-1、SA1-3合，SA1-2分断，此时线圈KM5得电为快移做准备。按SQ1/SQ2，线圈KM3/KM4得电正向/反向进给；按SQ5，松开按SQ1/SQ2，（因KM3/KM4自锁）线圈KM3/KM4仍得电。（五）冷却电机（五）

19、冷却电机M3控制控制首先主轴电机M1启动运行，操纵SA3M3通电运行。任务二任务二 X62WX62W铣床控制线路的故障分析与检修铣床控制线路的故障分析与检修 一、一、X62铣床故障分析铣床故障分析 序序号号故障现象故障现象故障分析故障分析可能的故障部位可能的故障部位一、一、控控制制电电路路故故障障分分析析1控制电路无任何反映控制电路无任何反映查控制电路电源线：查控制电路电源线：FU3至至FR1之间（之间（12）有断路。）有断路。2主轴电机不能起动主轴电机不能起动1）若主轴能作冲动操作（按）若主轴能作冲动操作（按压压SQ7）：）：KM1线圈所在支路（线圈所在支路（2、3、7、9、10、0）有断路

20、。有断路。2）主轴不能作冲动操作：）主轴不能作冲动操作：FU3至至FR1所在支路（所在支路（12）。）。3主轴不能冲动主轴不能冲动若其它各种运动正常若其它各种运动正常按下按下SQ7（25）不通。）不通。若同时有主轴不能起动故障若同时有主轴不能起动故障参照故障参照故障2、2）。）。4主轴不能制动（即只能主轴不能制动（即只能自由停车）自由停车）1）若主轴能作冲动操作（按）若主轴能作冲动操作（按压压SQ7）：）：SQ7到速度继电器所在支路（到速度继电器所在支路（2、3、4、5）。）。2）主轴不能作冲动操作：）主轴不能作冲动操作：2）KM2线圈所在支路（线圈所在支路（5、6、0）。）。5主轴起动后，进

21、给电机主轴起动后，进给电机不能开动不能开动1）冷却泵不能开动（）冷却泵不能开动（KM6不不能吸合）：能吸合）：回路（回路（81312）之间有断路）之间有断路2）冷却泵能开动（）冷却泵能开动（KM6能吸能吸合）：合）：FR2（1211）触点不通或两端连线有断）触点不通或两端连线有断路。路。3）工作台不能快速移动）工作台不能快速移动（KM5不能吸合）：不能吸合）：KM3、KM4、KM5的公共端的公共端“0”线与电源线与电源“0”线有断路。线有断路。4）工作台能快速移动（）工作台能快速移动（KM5能吸合）：能吸合）：SA11（1718）不通；或）不通；或KM3、KM4的的公共端公共端“0”线与电源线

22、与电源“0”线不通。线不通。6进给电机只有单向（仅进给电机只有单向（仅KM3能吸合）运转能吸合）运转KM4线圈不能吸合：线圈不能吸合：回路（回路（1827280）之间有断路。）之间有断路。7进给电机只有单向（仅进给电机只有单向（仅KM4能吸合）运转能吸合）运转KM3线圈不能吸合：线圈不能吸合：回路（回路（1819200）中间有断路。）中间有断路。序序号号故障现象故障现象故障分析故障分析可能的故障部位可能的故障部位一、一、控控制制电电路路故故障障分分析析8进给电机不能实现纵向进给（进给电机不能实现纵向进给（SQ1、SQ2没作用，仅没作用，仅SQ3、SQ4有作用）有作用）判断该故障时，为判断该故障

23、时，为便于测试电路通断，便于测试电路通断，应暂时把应暂时把SA1开关置开关置中间位：中间位：回路（回路（11151617）中间有断）中间有断路。路。9进给电机不能实现横向（或上下）进进给电机不能实现横向（或上下）进给（给（SQ3、SQ4没作用，仅没作用，仅SQ1、SQ2有作用）有作用）判断该故障时，为判断该故障时，为便于测试电路通断，便于测试电路通断，同样需要把同样需要把SA1开关开关置中间位：置中间位：回路（回路（11212317）中间有断）中间有断路。路。10工作台不能实现快速移动（工作台不能实现快速移动（YA不能吸不能吸合）合）关键是看关键是看KM5有否有否吸合。吸合。回路（回路（222

24、40）之间有断路。）之间有断路。11冷却泵不能开动冷却泵不能开动看看KM6有否吸合。有否吸合。回路（回路（12140）之间有断路。）之间有断路。12圆工作台不能开动圆工作台不能开动若其它进给正常：若其它进给正常：查查SA12触点或两端联接线（触点或两端联接线（2119）是否有断路。）是否有断路。若其它进给不正常：若其它进给不正常：先解决其它进给故障问题。参见故先解决其它进给故障问题。参见故障障8、9。13无进给变速冲动无进给变速冲动假设其它运行状态假设其它运行状态正常。正常。SQ6（1519）之间有断路。）之间有断路。14工作台纵向进给（操作工作台纵向进给（操作SQ1、SQ2）时）时不能实现自

25、动控制不能实现自动控制1）SA21闭合时，闭合时，KM5不吸合：不吸合：SA21（1825），），SQ52（2524）两对触点及它们之间的连线有）两对触点及它们之间的连线有不通或断路。不通或断路。2）操作）操作SQ1、SQ2时不通实现电气自时不通实现电气自锁：锁：KM3（1926）或）或KM4（2627）这两对触点不通或各自的连线有断这两对触点不通或各自的连线有断路。路。序号序号故障现象故障现象故障分析故障分析可能的故障部位可能的故障部位二、二、主电主电路路故障故障分析分析15主轴电机不能起动运行主轴电机不能起动运行1）若）若KM1吸合：吸合：a)测主电路：从测主电路：从FU1下桩头下桩头U1

26、2V12W12至至KM1上桩头，有否断路；上桩头，有否断路；b)测测KM1下桩头之间的直流电阻，是下桩头之间的直流电阻，是否对称；否对称；2）若）若KM1不能吸合：不能吸合：查控制电路，参见故障查控制电路，参见故障1、2。16主轴电机不能制动（即只主轴电机不能制动（即只能自由停车）能自由停车）1）若）若KM2吸合：吸合：a)测主电路：从测主电路：从FU1下桩头下桩头U12V12W12至至KM2上桩头，有否断路；上桩头，有否断路；b)测测KM2下桩头至下桩头至FR1上桩头之间，是上桩头之间，是否相通。注意限流电阻否相通。注意限流电阻R的阻值是否正的阻值是否正常。常。2）若）若KM2不能吸合：不能

27、吸合：见控制电路故障见控制电路故障4。17进给电机不能起动运行进给电机不能起动运行1）若）若KM3和和KM4都都能吸合能吸合a)测主电路：从测主电路：从FU1下桩头下桩头U12V12W12至至KM3或或KM4上桩头，有上桩头，有否断路；否断路；b)测测KM3或或KM4下桩头之间下桩头之间的直流电阻，是否对称；的直流电阻，是否对称；2）若）若KM3和和KM4都都不能吸合不能吸合参见控制电路故障参见控制电路故障6、7。18冷却泵电机不能起动运行冷却泵电机不能起动运行1）KM6能吸合：能吸合：a)测主电路：从测主电路：从FU2下桩头下桩头U16V16W16至至KM6上桩头，有否断路；上桩头，有否断路

28、；b)测测KM6下桩头之间的直流电阻，是下桩头之间的直流电阻，是否对称；否对称；2）KM6不能吸合：不能吸合：见控制电路故障见控制电路故障11。M2无冲动（无冲动（SQ6无作用）；无作用）；手动且手动且SA11；SQ3、SQ4无作用无作用SA1-3：11-21断开断开二、X62W铣床的故障检修在X62W铣床智能实训考核台上进行设置故障，要求学生根据故障现象用万用表检测出故障点，然后输入故障编号并排除。检测方法有两种：（1）万用表电阻检测法（2）万用表电压检测法任务三任务三 X62W铣床控制线路的铣床控制线路的PLC改造改造一、一、I/O分配分配输入输出电器名称符号输入点电器名称符号输出点M1起

29、动按钮SB1、SB2I0.0主轴电机M1运行接触器KM1Q0.0M1反接制动按钮SB3、SB4I0.1主轴电机M1反接制动接触器KM2Q0.1工作台快速运动的按钮SB5、SB6I0.2进给电机M2正转接触器KM3Q0.2工作台正向进给行程开关SQ1、SQ3I0.3进给电机M2反转接触器KM4Q0.3工作台反向进给行程开关SQ2、SQ4I0.4工作台快速移动接触器KM5Q0.4工作台纵向进给的行程开关SQ5I0.5冷却电机M3接触器KM6Q0.5进给电机M2变速冲动行程开关SQ6I0.6主轴电机M1变速冲动行程开关SQ7I0.7M1正向工作反向反接制动速度继电器KS1I1.0M1反向工作正向反接制动速度继电器KS2I1.1工作台选用的手动开关SA1I1.2控制工作台纵向运动的手动开关SA2I1.3控制冷却电机M3运行的手动开关SA3I1.4控制主轴电机M1正反转的手动开关SA4I1.5二、二、PLC接线图接线图图3-15 PLC接线图三、程序设计三、程序设计图3-16 梯形图四、四、I/O接线接线按照图3-15接线。五、调试五、调试将图3-16所示的梯形图输入个人计算机，下载到S7-200并调试。