机床电气控制技术课程设计教程.docVIP

1. 机床电气控制系统设计的基本原则与基本内容 常用的生产机械广泛应用继电接触式控制。随着计算科学和通信科学的发展，诞生了工 业控制计算机的一种典型产品 可编程控制器（简称：PLC），随之应用在对生产机械的自动控制中，构成了新型的生产机械可编程控制器控制系统。在学习了继电接触式典型控制环节、PLC的硬、软件基本知识和一些典型的机床电气设备的控制系统之后，应该能对一般生产机械电力装备控制线路进行分析。更为重要的是，应能举一反三，对一些生产机械的电气控制系统进行设计并提供一套完整的技术资料。 1.1 机床电气控制系统设计的基本原则 设计工作的首要问题是必须树立正确的设计思想和群众观点，树立工程实践的观点。要 虚心地向有经验的工人、工程技术人员请教。由于近代机床的生产效率高，结构型式与机床 电气化程度有密切的关系。因此，机床电气控制系统的设计应与机械部分的设计同时进行并 密切配合，共同拟定机床电气控制方案，协同解决在设计中出现的问题。 设计的继电接触式控制系统和PLC控制系统，应同时遵循以下基本原则： 1．最大限度地满足被控制对象和用户的控制要求，包括功能要求、性能要求； 2．在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单、经济、使用时节约能源； 3．力求控制系统安全、可靠、使用与维修方便。 但是，PLC控制系统又具有自身的特点，内部具有程序存储器，故其还应遵循今后的发 展和工艺流程的改进，在配置硬件设备时应留有一定的裕量，使其具有可扩展性。 1.2 机床电气控制系统设计的基本内容 1.2.1 继电接触式控制系统设计的基本内容 继电接触式控制系统设计的基本内容包括： 1. 确定继电接触式控制系统设计的技术条件和任务书； 电气设计的技术条件是整个电气设计的依据，通常以设计技术任务书的形式表示，由有 关设计人员根据设备的总体技术方案讨论决定。在任务书中，除了简要说明所设计的机电设 备的名称、型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以及现场工作条件外，还 必须说明以下几点： 用户供电电网的种类、电压、频率及容量。 有关电力拖动的基本特性，如运动部件的数量和用途、负载特性、调速范围和平滑性， 电动机的起动、反向和制动的要求等。 有关电气控制的特性，如电气控制的基本方式。自动工作循环的组成，自动控制的动 作程序，电气保护及联锁条件等。 有关操作方面的要求，如操作台的布置，操作按钮的设置和作用，测量仪器的种类以 及显示、报警和照明要求等。 5）机电设备主要电器元件（如电动机、执行电器和行程开关等）的布置草图。 2. 选择电力拖动与控制方案； 3. 设计电气控制原理图； 4. 选择电动机及其其它电器元件，制定电器元件明细表； 5. 绘制机电设备的电气装配图和接线图； 1）绘制电气控制装置的电器布置图 ① 电器元件在控制板 ( 或柜 ) 上的布置原则 a. 体积大和较重的电器应安装在控制板的下面。 b. 发热元件应安装在控制板的上面, 并注意使感温元件与发热元件隔开。 c. 弱电部分应加屏蔽和隔离, 防止强电部分以及外界干扰。 d. 需要经常维护检修操作调整用的电器( 例如, 插件部分、可调电阻、熔断器等)，安 装位置不宜过高或过低。 e. 应尽量把外形及结构尺寸相同的电器元件安装在一排, 以利于安装和补充加工，而且 宜于布置整齐美观。 f. 考虑电气维修, 电器元件的布置和安装不宜过密, 应留有一定的空间位置，以利于操作。 g. 电器布置应适当考虑对称, 可从整个板考虑对称, 也可从某一部分布置考虑对称，具 体应根据机床结构特点而定。 ②　电器元件的相互位置 各电器元件在控制板上的大体安装位置确定之后, 就可着手具体确定各电器之间的距离，它们之间的距离应从如下几方面去考虑。 a. 电器之间的距离应便于操作和检修。 b. 应保证各电器的电气距离, 包括漏电距离和电气间隙。这些数据可从 JB862—66、 JB616—65 、JB617—65等部颁标准中查阅。 c. 应考虑有些电器的飞弧距离, 例如自动开关、接触器等在断开负载时形成电弧将使空气电离。所以在这些地方其电气距离应增加。具体的电器飞弧距离由制造厂家提供, 若由于 结构限制不能满足时, 则相应的接地或导电部分要用耐弧绝缘材料加以保护。 机床电气控制柜、操纵台、悬挂操纵箱有标准的结构设计, 可根据要求进行选择, 但要 进行补充加工。如果标准设计不能满足要求, 可另行设计。这时可将所有电器元件按上述原 则排在一块板上, 移动各个电器元件求出一个最佳排列方案, 然后确定控制柜的尺寸。这种 实物排列比用电器元件外形尺寸来考虑排列图更为方便与迅速。 2) 绘制电气控制装置的接线图 根据电气原理图和各电气控制装置的电器布置图, 绘制电气控制装置的接线图。绘制机 床电气接线图的要求