1、压铸机电气原理压铸机电气原理 目录第一节第一节 电气符号电气符号第二节第二节 压铸机强电控制电路压铸机强电控制电路第三节第三节 可编程序控制器的原理及应用可编程序控制器的原理及应用第四节第四节 八路开关放大板原理八路开关放大板原理第五节第五节 比例压力流量放大板原理比例压力流量放大板原理第一节 电气符号电动机 整流器变压器 电阻器传感器 电位器常闭触点 常开触点延时闭合触点 限位开关常闭触点限位开关常开触点 延时断开触点旋转开关 热敏开关按钮开关 熔断器热继电器触点 接触器主触点熔断器式开关 接触器主触点 热继电器驱动器件 指示灯 线圈 蜂鸣器热电偶第二节第二节 压铸机强电控制电路压铸机强电控
2、制电路 教学目的：教学目的：掌握液压泵电机的星三角形降压起动的工作原理及交流和直流电源供应。教学重点：教学重点：掌握液压泵电机的星三角形降压起动的工作原理。一、液压泵电机主回路及控制电路一、液压泵电机主回路及控制电路1、液压泵电机类型、液压泵电机类型：液压泵电机一般用三相鼠笼式异步电动机。2、液压泵电机的起动方式、液压泵电机的起动方式：2-1：直接起动（也称全压起动）。：直接起动（也称全压起动）。当电机绕组直接加上额定电压即全部电源电压而起动称为直接起动（或全压起动）。2-2：降压起动。：降压起动。降压起动有：定子串电阻降压起动、定子串电抗降压起动、星-三角形降压起动、自耦变压器降压起动。在压
3、铸成型机中液压泵电机起动都是空载起动，负载轻，所以一般都采用星-三角形降压起动。3、液压泵电机直接起动、液压泵电机直接起动 3-1：液压泵电机直接起动的电气图。：液压泵电机直接起动的电气图。如图如图1-1所示。所示。1L11L21L3总 电 源 开 关供 电 电 源油 泵 电 机IL1IL3N50HzPEAC380V3NPEL2I50AQF0PELR14P15kWPE3M1380VW1V1U1W2V2U230-40AKM1NLR1N1KM1操作箱起动L301B0-2KM1L232B15-2L21操作箱停止KA2QF1310A操作箱急停ST6-1L20控 制 电 源 开 关由PLC输出FU1-F
4、U363AU1 V1 W1主 电 路控 制 电 路图1-1 液压泵电机直接起动 3-2：液压泵电机直接起动工作原理：液压泵电机直接起动工作原理 分析过程说明：起动电机前先将总电源开关QF0和控制电源QF13合上。电路图 3-3：液压泵电机的停止：液压泵电机的停止 按下ST6-1急停开关或按下2B15-2电机停止按钮均能使KM1线圈断电，从而使液压泵电机停止运转。4、液压泵电机星、液压泵电机星-三角形降压起动三角形降压起动 考滤到大功率的电机以及用户电网变压器的容量的原因，电机起动时的起动电流很大（起动电流约为额定电流的4至7倍），所以对功率较大的液压泵电机采取星-三角形降压起动。4-1：采用降
5、压起动的条件：采用降压起动的条件：NSNstPPII443式中：Ist-电动机起动电流（A）；IN-电动机的额定电流（A）；Ps-电源容量（kVA）；PN-电动机的额定功率（kW）。4-2：采用星：采用星-三角形降压起动的特点三角形降压起动的特点 4-2-1：电动机起动电压=（UN-电动机额定电压）4-2-2：电动机起动电流=（IS-电动机直接起动电流）4-2-3：电动机起动转矩=（TS-电动机直接起动转矩）NU31ST31SI31 4-2-4：星-三角形降压起动一般适用于低压电动机，起动电流、起动转矩小，设备简单，价廉。但电动机有6个接线头。4-3、液压泵电机星、液压泵电机星-三角形降压起动
6、三角形降压起动v电气原理图。如图电气原理图。如图1-2所示。所示。图1-2 液压泵电机星-三角形起动主电路控制电路KT1 KT1油泵电机供电电源总电源开关YY急停开关油泵电机起动NL20LR1KM1N1L32 L34W3 U3V3PEKM3KM2KM1M1PE W2U2V23KM1KM337kW4P380VU1V1W1L31 L3350HzU2V2W2L3050AKM3LR1L23KA2操作箱起动电箱起动KM21B11B-11B11A-1KM21B12B-1电箱停止U1V1W1L22L21ST6-1操作箱停止FU1-FU3125APEN1B12A-11L23NPE1L3AC380VL3IIL2
7、IL11L110AQF1380AQF0KA2O32+24V0V+24V0V1B0手动1B11B-21B11A-2电机起动1B12A-21B12B-2电机停止KM3电机起动控制操作箱急停ST6-2急停电机起动确认返回 4-4：液压泵电机星：液压泵电机星-三角形降三角形降压起动的工作原理压起动的工作原理 分析过程说明：起动电机前先将总电源开关QF0和控制电源QF13合上按 起 动 按 钮 1B11A或 1B11B中 间 继 电 器 KA2（由 PLC输 出 控 制）急 停 ST6停 止 按 钮 1B12A停 止 按 钮 1B12B中 继 KA2触 点热 继 LR1时 间 制 KT1常 闭 触 点K
8、M3常 闭 触 点交 流 接 触 器 线 圈 KM1交 流 接 触 器 线 圈 KM2KM2常 开 主 触 点KM1常 开 主 触 点KM2辅 助 常 开 触 点时 间 制 KT1开 始 延 时KM1辅 助 常 闭 触 点并 自 锁液 压 泵 电 机 M1作 星 形 起 动防 止 KM3线 圈 得 电 而 引 起 短 路(与 KM3联 锁)。时 间 制 KT1设 定 时 间 到时 间 制 KT1常 闭 触 点时 间 制 KT1常 开 触 点交 流 接 触 器 线 圈 KM1交 流 接 触 器 线 圈 KM3KM1辅 助 常 闭 触 点防 止 KM1线 圈 得 电 而 引 起 短 路(与 KM2
9、联 锁)。KM2常 开 主 触 点KM3辅 助 常 闭 触 点KM3常 开 主 触 点液 压 泵 电 机 M1作 三 角 形 运 行液 压 泵 电 机 M1完 成 星-三 角 形 降 压 起 动 过 程电路图 4-5：液压泵电机起动完成的作用：液压泵电机起动完成的作用 液压泵电机起动完成后通过KM3辅助触点将信号输入至PLC输入端，PLC输出端才能控制相应动作的油阀线圈工作。4-6：液压泵电机星：液压泵电机星-三角形降压起动转换三角形降压起动转换过程中主要参数的变化过程中主要参数的变化 当KM1、KM2线圈得电时，液压泵电机的定子线圈绕组接成星形。如图1-3所示。使电机每一相定子线圈绕组承受的
10、电压为电源额定电压的 倍。待电机起动一定时间后再转换成三角形运行。如图1-4所示。使电机在电源额定电压下运行。这样在起动过程中就会减少电流对电网电压的冲击。W2e23eUV22eUIe1U2I 4-6-1：星形连接时电机的电压：4-6-2：星形连接时电机的电流：4-6-3：星形连接时电机的转矩：4-6-4：三角形连接时电机的电压：222131eeYkUkUMZUZUIIeeYY212131eeUU2131eeUU23 4-6-5：三角形连接时电机的电流：4-6-6：三角形连接时电机的转矩：ZUZUIIeeee23213332223eekUkUM二、交直流电源部分二、交直流电源部分 1、交流电源
11、部分、交流电源部分 交流电源主要是按照国标（GB 5226.1-2002）要求采用三相五线制动力电源，电压AC380V、频率是50Hz的交流电源。用“L1、L2、L3”表示三相相线；用“N”表示零线；用“PE”表示保护接地线。2、控制电路电源部分、控制电路电源部分 压铸成型机的控制电路电源主要采用单相AC220V和DC24V。2-1：单相AC220V控制电路电源。单相AC220V控制电路电源的获得有两种方法：方法一是由隔离变压器提供。将AC380V的电压降为AC220V的电压或AC220V通过隔离变压器仍输出AC220V电压，增加隔离变压器的作用是提高控制电路的抗干扰能力。方法二是取任一条相线
12、的相电压（相线与零线之间的电压）作为控制电路的电压。采用此方法在设计、装配和维护都比较简便，但抗干扰能力较差。2-2：直流电源系统。直流电源一般采用开关电源提供，主要是将单相交流220V输入电压变为直流24V恒定电压，提供给PLC的各工作模块以及液压各油阀工作。2-3：接地保护。接地保护是整机安全保障的重要措施之一，压铸成型机对电压大于50的人体易接触到的金属部件均有接地保护装置，以保证整机任何部位的操作都绝对的安全。第三节第三节 可编程序控制器可编程序控制器的原理及应用 教学目的：教学目的：了解可编程序控制器的概况、结构、工 作原理、工作方式以及编程语言。教学重点：教学重点：1、掌握可编程序
13、控制器的结构及工作原 理；2、掌握可编程序控制器的工作方式；3、了解可编程序控制器的编程语言。一、可编程序控制器的概述一、可编程序控制器的概述 可编程序控制器全英文称为(Programmable Logic Controller)，简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小，功能强，程序设计简单，灵活通用，维护方便等一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，更是得到用户的好评。成为现代工业控制的三大支柱之一（PLC、机器人、和CAD/CAM）。PLC在压铸成型机上的应用也日益广泛，使压铸成型机
14、电气控制系统线路简便，工作可靠，维修方便，使压铸成型机自动化控制程度达到更高的阶段。二、可编程序控制器的特点和应用二、可编程序控制器的特点和应用 1、PLC的主要特点的主要特点 1-1：可靠性高，抗干扰能力强。：可靠性高，抗干扰能力强。可靠性和抗干扰能力是用户关心的首要问题。为了满足PLC专为工业环境下应用设计的要求，PLC采用了硬件和软件的措施。1-1-1：光电耦合隔离和R-C滤波器，有效的防止了干扰信号的进入。1-1-2：内部采用电磁屏蔽，防止辐射干扰。1-1-3：采用良好的开关电源，防止电源线引入的干扰。1-1-4：具有良好的自诊断功能。可以对CPU等内部电路进行检测，一旦出错，立即报警
15、。1-1-5：采用后备电池对RAM区的程序和有关数据进行保护，一旦断电或运行停止，有关状态及信息不会丢失。1-2：通用性强，使用方便：通用性强，使用方便。现在的PLC产品都已系列化和模块化，PLC配备了各种各样的I/O模块、特殊功能模块和配套部件供用户使用，可以很方便配置且能满足不同控制要求的控制系统。用户不再需要自已设计和制作硬件装置。在确定了PLC的硬件配置和I/O外部接线后，用户所做的工作只是程序设计。1-3：程序设计简单，易学易懂：程序设计简单，易学易懂。PLC是一种新型的工业自动化控制装置，其主要的使用的对象是广大的电气技术人员。PLC生产厂家一般不采用微机所用的编程语言，而是用与继
16、电器控制原理图非常相似的梯形图语言，编程时十分简便。这是PLC能迅速普及和推广的原因之一。1-4：采用先进的模块化结构，系：采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便。统组合灵活方便。PLC采用模块化设计，如：电源模块、CPU模块、I/O模块、模拟量模块、高速计数模块、通讯模块等，通过机架和电缆将各模块连接起来。用户根据设计功能的需要进行组合。1-5：系统设计周期短：系统设计周期短 由于系统硬件的设计任务仅仅是依据对象的要求配置适当的模块，如同点菜一样方便，大大缩短了整个设计所花费的时间，加快了整个工程的进度。1-6：安装简便，调试方便，维护工作量小。：安装简便，调试方便，维护工作量小。PLC安装
17、在普遍的机柜内就可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连，系统便可以投入运行，安装接线工作量比继电器控制系统少得多。PLC软件的设计和调试工作可以在实验室进行，用模拟实验开关代替输入信号，其输出状态可以观察PLC上相应的发光二极管，也可以接输出模拟实验板。调试好后，再到控制现场进行连机调试，既节省时间又方便。由于PLC可靠性高，又有完善的自诊断能力和显示功能，一旦发生故障时，可以通过PLC上的发光二极管或编程器提供的报警信息，很快就能查故障原因。1-7：对生产工艺改变适应性强，：对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产。可进行柔性生产。PLC是一种工业控
18、制计算机，其控制操作的功能是通过软件编程来确定的。当生产工艺发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序。2：PLC的应用的应用 根据PLC的特点，可以将其应用形式归纳为如下几种类型。2-1：开关逻辑控制：开关逻辑控制。开关逻辑控制是PLC的最基本最广泛的应用领域。PLC具有强大的逻辑运算功能，可以实现各种简单和复杂的逻辑控制。2-2：模拟量控制：模拟量控制。在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如：温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。而PLC中所处理的是数字量，所以PLC中专门配置有A/D（模拟量转数字量）和D/A（数字量转模拟量）转换模块，将现场的温度、压力等这些模拟量
19、经过A/D转换变为数字量，经微处理器进行处理，微处理器进行处理的数字量又经D/A转换后变成模拟量去控制被控对象，实现PLC对模拟量的控制。2-3：闭环过程控制：闭环过程控制。PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制，大中型的PLC一般都配有专门的PID（比例、积分、微分调节器节）控制模块。当控制过程中某一个变量出现偏差时，PLC按PID算法计算出正确的输出去控制生产过程，把变量保持在整定值上。PLC的PID控制现已广泛应用于压铸成型机的射料控制系统上。2-4：定时控制：定时控制。PLC具有定时控制的功能，可以为用户提出来供计时器，其计时的时间可以由用户在编写用户程序时设定，也
20、可以由操作者在工业现场通过编程器进行设定，实现定时或延时的控制。2-5：计数控制：计数控制。计数控制也是控制系统不可缺少的，设定的方式与定时控制一样。如果用户需要对较高频率的信号进行计数，则可以选择高速计数模块。2-6：顺序控制：顺序控制。在工业控制中，采用PLC实现顺序控制。可以用位移寄存器和步进指令编者按写程序，使得PLC实现按照事件或输入状态的顺序，控制相应的输出。2-7：数据处理：数据处理。PLC都具有数据处理的能力。能进行算术运算、数据传送、数据比较、数据转换、数据显示、数据打印和数据通信等。还可以进行浮点运算、函数运算等。2-8：通讯和分布式控制：通讯和分布式控制。PLC的控制已从
21、单机控制发展到多机控制，实现了工厂自动化。这就需要PLC有强大的通讯功能，它既可以对远程I/O进行控制，又可以实现PLC与PLC、PLC与计算机之间进行通信。可以方便可靠的集中管理，分散控制的分布式控制系统。三、可编程序控制器的基本组成三、可编程序控制器的基本组成和工作原理和工作原理 目前，可编程序控制器的产品很多，不同厂家、不同型号的PLC结构各不相同，但PLC的基本组成和工作原理却是相同的。1：可编程序控制器的基本组成：可编程序控制器的基本组成 PLC控制是按照一定的运算法时行输入/输出变换，其结构主要由中央处理器单元（CPU）、存储器（RAM和ROM）、输入/输出接口电路、总线单元和电源
22、单元等组成。如图4-1所示。图4-1 PLC基本组成图 OMRON公司CQM1H系列PLC外观组图。如图4-2 1-1、中央处理器单元（、中央处理器单元（CPU）中央处理器单元是PLC的控制中枢。如图4-3所示。它是由控制器和运算器组成。不同的PLC有不同的CPU芯片。CPU采用循环扫描的方式工作，从第一条用户程序开始，到用户程序结束，每扫描1次，用户程序就执行1次。图4-3 PLC逻辑结构图 1-2、存储器、存储器 存储器是具有记忆功能的器件，主要用来存放系统程序、用户程序和工作状态数据。分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）。只读存储器（只读存储器（ROM）：）：ROM用来存放固定
23、的程序，它只能读出，不能随意写入，在PLC内部备份电池失效后，ROM内的程序也不会丢失。随机存储器（随机存储器（RAM）：）：RAM用来存放数据，各种用户程序，可根据需要自由地进行读写，始终存放最新写入的信息。如果PLC后备电池失效后，在规定的时间内没有及时更换电池，RAM内的程序就会自动丢失。1-3、输入、输入/输出接口电路输出接口电路 输入/输出接口电路是用于PLC与被控制设备的联接而采用的。有开关量输入/输出接口电路、模拟量输入/输出接口电路、高速计数输入接口电路等。开关量的输入/输出接口电路采用光电耦合器，其作用是提高PLC的抗干扰能力。模拟量输入/输出接口电路有电压型和电流型两种。1
24、-4、电源单元、电源单元 电源单元是将交流电源转换成PLC工作所需要的直流电源，使PLC正常工作。2、可编程序控制器的工作原理、可编程序控制器的工作原理 2-1、循环扫描工作方式、循环扫描工作方式 PLC的工作方式是采用循环扫描的工作方式，即PLC对用户程序进行反复的循环扫描，逐步地解释用户程序并加以执行。例如：一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点不会象电气继电器控制中的那样立即动作，而是必须等扫描到该触点时，才会动作。由于PLC扫描用户程序的时间一般只有几十毫秒，因此可以满足工业控制的需要，且响应速度远远高于继电器控制（动作时间100ms以上）。如图4-4所示。图4-4 PL
25、C循环扫描工作方式计算机循环时间直到最小循环时间结束等待,是最小循环时间是检查循环时间设定否结束程序执行用户程序预置循环时间,监测时间(闪烁)报警报警错误或起动指示器设定错误标志和否是检查检查硬件程序内存间时环循I/O刷新理处时间环循程序行执过程视监否(亮)错误使用外设端口使用R-232C端口刷新输入/输出位 2-2、可编程序控制器的工作原、可编程序控制器的工作原理理 2-2-1、PLC的等效电路图的等效电路图 PLC等效电路图可分为三个部分：输入部分、可编程控制部分和输出部分。如图4-5所示。图4-5 PLC等效电路图 2-2-2、输入部分收集被控制设备的信号、映象至CPU数据库。2-2-3
26、、可编程控制部分是PLC在扫描用户程序时对输入映象按照用户要求进行处理和判断，将共运算的结果映象至CPU输出数据映象区。2-2-4：输出部分是CPU将用户程序的结果至输出接口电路驱动负载。三、三、PLC编程语言编程语言 PLC的编程语言有梯形图、助记符、逻辑功能图等。最常用的语言是梯形图和助记符。梯形图直观易懂，便于初学者编程。后面的实例主要用梯形图来编程。1、梯形图简介、梯形图简介 1-1、梯形图最左边是起始母线，最右边是终止母线和分支线组合。1-2、梯形图的最右侧必须设置执行指令。1-3、梯形图中的条件指令可以任意串联、并联，而执行指令只可并联，不可串联。条件指令有常开条件指令和常闭条件指令。1-4、PLC工作时，对梯形图按先后顺序从左至右，从上至下逐一扫描。1-5、梯形图如图6-1所示。v图6-1 梯形图 2、助记符、助记符 助记符能提供与梯形图完全一样的信息，是PLC的命令语句表达式。助记符语言与梯形图语言是可以相互转换的。如下表1所示。表1：助记符语言第四节第四节 八路开关放大板原理八路开关放大板原理八路开关放大板第五节第五节 比例压力流量放大板原理比例压力流量放大板原理比例放大板谢谢大家谢谢大家!
