第一章绪论
一、电气自动控制之在机床中的地位
现代机床由工作机构，传动机构，原动机和自动控制系统四个部分组成。
所谓自动控制是指在没有人直接参与的（或经由少数人参与）的情况下，利用自动控制系统是被控制及对象（生产过程）自动地按预定的规律去工作。如机床按照规定的程序自动的启动或停车；利用微型计算机控制数控车床，按照看计算机发出的程序指令，自动按预定的轨迹加工；利用可编程控制器，按照预先编制的程序，是机床实现各种自动循环控制，所以这些都是电气自动控制的应用。
实现自动控制的搜短有多种多样，可以用电器的方法来实现自动控制。也可以用机械的、液压的、启动的等方法来实现自动控制，由于现代化的金属切削机床均用交，直流电机作动力源，因而电气自动控制是现代机床的主要控制手段。即使采用其他控制方法，也离不开电气控制的配合，本书是以机床作为典型对象来研究电气自动控制技术的基本原理，方法和应用，这些基本控制方法自然也适用于其他机器设备及生产过程。
机床经过一百多年的发展，结构不断改进，性能不断提高，在很大程度上取决于电器的拖动与电气控制系统的更新。电气拖动在速度调节方面具有无可比拟的优越性和发展前途，采用直流或交流无级调速电动机驱动机床，是结构复杂的变速箱变得十分简单，简化了机床结构。提高了效率和刚度，也提高了精度，今年研究成功的电机—主轴部件，将交流电机转子安装在主轴上，使其振动和噪音均减小，他完全代替了主轴变速齿轮箱，对机床传动与结构将产生变革性的影响。
生产技术和生产力的高速发展，要求及其需要更高的精度，更高的效率，更多的品种，更高的自动化程序及可靠性。科学技术特别是微电子技术的高度发展为电气控制的进步创造了良好的条件，现代机床在电气控制方面综合应用了许多先进科技技术成果，如计算机技术、电子技术、传感技术、伺服驱动技术。特别是廉价可靠的在机床行业的广泛应用，是机床的自动化程序，加工效率，加工精度，可靠性不断提高，同时以扩大工艺范围，缩短新产品的试制周期，加速产品的更新换代，降低劳动成本和减轻劳动强度起到重要作用，近年来出现的各种机电一体化产品，数控机床，机器人，柔性制造单元及系统等军事电气控制自动化的说硕果。可见电气自动控制对现代机床的发展起到重要作用，机械制造专业的学生以及从事机械设计和制造的工程技术人员都
必须掌握机床电气自动控制的理论和方法。
二、机床电气自动控制的发展情况
1.电气拖动的发展
电气控制和电气拖动有着密切的关系。20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电器拖动随电动机的发展而发展。
（1）单电机的拖动一台电机拖动一台机床，较之乘组拖动简化了传动机构，缩短了传动路线，提高了传动效率，至今中小型通用机床人采用单电机拖动的。
（2）多电机拖动由于生产的发展，机床的运动增多，要求提高，创先了多台电机拖动一套机床的拖动方式。采用了多台电机拖动以后，不但简化了机械结构，提高了传动效率，而且易于实现个运动部件的自动化。多电机拖动是待机床最基本的拖动方式。
（3）交，直流无级调速电气无级调速具有可灵活选择最佳切削速度和极大简化机械传动的优点。由于直流电动机具有良好的启动，制动和调速性能，可以很方便的在宽范围内实行平滑预计调速，所以在20世纪30年代以后直流调速系统在重型和紧密机床上得到广泛的应用。20世纪60年代以后，由于大功率晶闸管的问世，大功率率整流技术和大功率晶体管的发展，晶闸管电动机无极调速系统取代了直流电动机—直流电动机，电磁放大机等直流调速系统，采用脉宽调速的直流调速系统也获得广泛的应用，20世纪80年代以后，由于半导体技术的发展，使得较快、流电动机调速系统有突破性的发展。交流调速有许多优点，单机容量和转速可大大高于直流电机，交流电机无电刷和换向器，易于维护，可靠性高，能用于带有腐蚀性、易爆性、含蛏气体等特殊环境中。与直流电机相比，交流电机还具有体积小、重量轻、制造简单、坚固耐用的优点。交流调速已突破关键性技术，从实用阶段进入扩大应用、系列化的新阶段。以鼠笼式交流伺服电器为对象的矢量控制技术，是近年来新型的控制技术，它能使直流调速具有优越调速性能。交流变频调速器、矢量控制伺服单元及交流伺服电机已日益广泛的应用于工业中。交流调速的发展必将对机床行业产生深远影响，必须引起充分重视。
2.电气控制系统的发展
电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制在20世纪20—30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、调速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单，廉价，控制方式直观，易掌握，工作可靠，易维护，因此在机床控制上得到长期，广泛的应用。它的缺点是体积大，功耗大，控制速度慢，改变控制程序困难，由于是有
触点控制，在空中复杂是可靠性降低。
为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器，它是继电器和半导体元件的综合应用的控制装置，具有程序改变容易，通用较强等优点，广泛用于组合机床和自动线上，随着计算机技术的发展，又出现一微型计算机为基础的具有编程，储存，逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLA。PLA的设计以工业控制为目标，因而具有公率级输出，接线简单，通用性强。编程容易，抗干扰能力强，工作可靠等一系列优点。它一问世即以强大的生命力，大面积的占领了传统的控制领域。PLC的一个发展方向是微型，简易，价廉，以图取代传统继电器的控制；而它的另一个发展方向是大容量，高速。高性能，对大规模复杂控制系统能进行综合控制。
数字控制是机床电气控制的另一方面，数控机床是数控技术用于机床的产物。它是20世纪50年代初，为适应中小屁机械加工自动化的需要，应用电子技术，计算机技术，现代控制理论，精密测量技术，伺服驱动技术等现代金额学技术的成果。数控机床极具有专用机床生产率高的优点，又兼有通用机床工艺范围广，使用灵活的特点，并且还会拥有能自动加工复杂成型表面，精度高的优点。数控机床集高效率，高精度，高柔性于一身，成为当今机床自动化的理想形式。
数控机床的控制系统，最初是由硬件逻辑电路组成的专用数控装置NC，它的灵活性差，可靠性不够。随着价格廉价可靠的微型计算机的发展，数控机床的控制系统无疑以为微机控制系统所取代，成为CNC或MNC系统。
加工中心机床是工序高度集中的数控机床，具有刀库和换刀机械手是他的显著特征，在加工中心机床上，工件可以通过一次装夹，完成全部加工。
从现代控制理论中的“最优控制理论”出发，研制了自动应数控机床（AC）。它能自动适应毛培数量变化，硬度不均匀，刀锯磨损等随机因素的变化，是道具具有最佳的切削用量，从而使中保证有高的生长率和加工质量。
为了发挥计算机运算速度快的能力，可有一台计算机控制多台数控机床，他成为计算机群控系统DNC,又称为“直接群控系统”。
20世纪90年代以后，“直接群控系统”在不断退减，而有柔性制造系统取而代之。随生产的发展，由单个机床的自动化发展为生产过程的综合自动化，柔性制造系统FMS是有一种计算机控制的机械加工自动线，是数控机床，工业机器人、自动搬运车、自动化检测、自动化仓库组成的高技术产物。加上计算机辅助系统CAD、计算机辅助系统CAM、计算机辅助质量检测CAQ及计算机信息管理系统将构成计算机集成制造系统CIMS。它是当前机械加工自动化发展的最高峰。
三、本课程的内容及要求
“机床电器自动控制”是机制专业的一门电类专业课，其任务是讲授以及床位主要对象的自动控制技术的基本原理和实现手段。
本课程的先修课是“电工学”、“微机原理及应用”、“机床”。
本课程的内容处理上应首先注意到我国机床电控的现状，以几点接触器为基本讲授内容；同时药充分重视电气控制的先进技术和发展趋势，从应用的角度出发讲授电气无级调速、可编程控制器、数控技术的基本技术的基本内容。
在学完本课程以后，学生应掌握电气自动控制的基本原理；学会分析一般机床的电气控制电路并具有一定的设计能力；了解电器无极调速的主要类型、工作原理及其应用；掌握数控技术的基本内容；对可编程控制器应具有基本的能力。
综上所述，通过学习本门课程以后，学生能够具有对机电一体化产品的综合分析设计能力。
第二章机床继电接触器基本控制
电路及逻辑表示
金属切削机床和机械设备一般均由电动机拖动，尤其以采用三相异步电动机拖动较为普遍。对电动机的控制有多种方式，而在普遍机床中大多采用几点接触器控制方式。继电接触器控制电路继电器、接触器、按钮、开关等元件组成这些电器元件均属于开关元件，它们一般只有两种工作状态，即触头的通和断，电磁线圈的得电与失电，这与逻辑代数中的“1”和“0”相对应，因而可以完全采用逻辑代数这一数学工具描述、分析和设计机床电气控制电路。逻辑代数在20世纪20年代就被用来研究电路设计，随着科学技术的发展，逻辑代数现已是数字技术和计算技术的一个强有力的工具。
对三相异步电动机的控制主要有启动、正反转、制动及变速控制等，这些控制电路是组成机床电气控制电路的基本环节。本章在对常用电器元件简述的基础上，介绍一些电气控制电路的基本环节，并用逻辑代数来描述这些电路。
2—1 常用低压电器
低压电器是指工作电压在1000V一下或1200V以下的各种电器，这种电器种类繁多，功能多样，应用十分广泛。下面介绍一些常用低压电器的功能、工作原理即在电路图中的图形符号和文字符号。
一、开关电器
开关电器是指低压电器中作为不频繁的手动接触和分段电路的开关，或作为机床电路中电源的引入开关。它包括刀开关，组合开关及自动开关等。刀开关结构简单，手动操作，在低压控制柜中作为电源的引入开关。在机床种组合开关和自动开关应用也很广泛。
1、组合开关
组合开关又称转换开关。它由动触头1、静触头2、方形转轴3、手柄4、定位机构及外壳等组成。动、静触头叠装在数层绝缘壳内，其结构示意如图2—1所示。
当手柄由位置1转到位置2时，方轴带动各层动触片一起转动，使相应的静触头插入动触头中，便接通电路。动触头有180°分布，也有90°分布的。若各层动静触头选用不同的形式与分布、在转动手柄时，电路就有不同的通、断状态。
组合开关有单极，双极及多级之分，图2—1所示为三相（三级）开关。组合开关在机床电气设备中主要作为电源引入开关，也可以来直接控制小容量异步电动机的非频繁地启动和停止。刀开关和组合开关在电路中的图形符号与文字符号如图2—2所示。
2、自动开关
自动开关又称自动空气开关。当电路发生严重过载、短路以及施压故障时，能自动切断故障电路，有效的保护串联在它后面的电气设备。在正常情况下，自动开关也可以不频繁的接通和断开电路及控制电动机直接起动，因此，自动开关是低压电路常用的具有保护环节的断合电器。
图2—3时自动开关的工作原理图，图中手动合闸操作机构未画出，自动开关处于合闸位置。当过电流（短路）时，衔铁11吸合；欠电压时，衔铁7释放；过载时双金属片10向上弯曲；三者都通过杠杆5使搭钩3脱开。由主触头1切断电路。由于主
触头系统要断开电路的短路电流，因此主触头由耐弧合金制成并带有栅片灭弧装置。自动开关的图形符号及文字符号如图2—4所示。
二．熔断器
熔断器是一种最简单有效的而价廉的保护电器。使用时，它串联在所保护的电器中，作为电路及用电设备的短路及严重过载的保护元件，主要用作短路保护。
熔断器主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）两部分组成。熔体是由易熔的金属铅，锡、铜、银以及其合金制成，通常制成丝状或片状，熔管是装溶体的外壳，由陶瓷，绝缘钢纸或玻璃纤维制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。
熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过1、2倍额定电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时，溶体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到溶体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而达到保护目的。电流通过熔体时产生的热量与电流的平方及电流通过时间成正比，即电流过大，熔体熔断时间越短，这一特性称为熔断器的保护特性（熔断器的安秒特性），如图2—5所示。
熔断器的图形符号及文字符号见图2—6所示。
三、主令电器
主令电器是自动控制系统中用于发送控制指令的非自动切换电器。主要有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、十字开关、主合控制器及其他控制器。下面介绍应用较多的按钮开关和行程开关。
1、按钮
按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。在低压控制电路中，用于手动发出控制信号。
按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头、和外壳组成，通常做成复合式，即具有常闭（动断）触头和常开（动合）触头，其结构示意图如图2—7所示。
按钮的图形符号及文字符号见图2—8。
2、行程开关
行程开关又称限位开关，是一种利用生产机械的某运动部件对开关操作系统的碰撞而使触头动作发出控制信号的主令电器。主要用来控制生产机械的运动方向、行程及位置保护。
行程开关按其结构可分为直动式（如LX1系列等）、滚轮式（如LX2系列等）和微动式（如LWX-11等）三种。直动式行程开关的结构与按钮相似，缺点是触头的分合速度取决于挡板的移动速度，当仿版移动速度低于0.4m/min时，因触头断开太慢，易受电弧烧坏，这时应选用有顺势机构的滚轮式或微动行程开关。图2—9～1—11所示是行程开关原理图及图形符号。
四、交流接触器
接触器是利用电磁吸力的作用来使触头闭合或断开大电流电路（主电路及大容量控制电路）的自动切换电器。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他电力负载如电热器、电照明、电烙铁及电容器组等。它具有低电压（欠电压或失压）释放保护功能，并能实现远距离控制。接触器按其主触头通过的电流种类，分为直流接触器和交流接触器。
交流接触器多用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，频繁起动和控制交流电流电动机，它主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等部分组成，图2—12为常用的CJ10系列交流接触器结构原理图，它有3对主触头，2对动合辅助触头，2对东段辅助触头。
1.电磁结构
电磁结构是接触器的动力元件，由铁心、衔铁（动铁心）、电磁线圈和释放弹簧组成。当电磁线圈接上交流电时，产生吸引力，是衔铁带动触头系统动作。为渐少涡流及磁滞损耗，铁心与衔铁皆采用薄硅钢片叠制而成，再铁心柱端面上装上短路环，以减少衔铁交流震动噪声，其电磁线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。
3、触头系统与灭弧装置
触头系统是接触器的执行元件，起分段与闭合电路作用。
因此，要求出头接触电阻小，导电性能好，工作可靠。触头分主触头与辅助触头，主触头与辅助触头，主触头用以通断主电路，辅助触头用以通断控制电路。触头结构采用双断点桥式触头（如图2—12所示），触头用纯银或者银基粉末冶金材料制成，在
触头系统中设有缓冲弹簧，以减轻触头磨损，为增加触头初压力，还设有触头弹簧。接触主触头在断开电路时，触头间会产生弧光放电现象，电弧的高温会将触头烧损，并使电路的切断时间延长，严重时还会引起火灾和其他事故，为使电弧迅速熄灭，交流接触装置触头间常设置灭弧装置。
接触器的图形和文字符号见图2—13所示。
五．继电器
继电器是一种根据电量（电压、电流）或非电量的（如转速、时间、温度等）变化开闭控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。继电器按输入信号的性质可分为：电压继电器、电流继电器、速度继电器、时间继电器、压力继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、电动式继电器与电子继电器等。按用途可分为：控制用和保护用继电器等。
1．电磁式继电器
低压控制系统中采用的控制继电器大部分为电磁式，如电压继电器、电流继电器、中间继电器及一部分时间继电器等，其构造和工作原理与接触器相似，由电磁机构的触头系统组成，由于用于控制电路，电路电流小，故不设灭弧装置。
中间继电器实质上是电压继电器，但它的触头对数多，触头容量较大（额点电流5~10A），动作灵敏。当其他用电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它的触头数或触头容量，起到中间转换作用。
中间继电器图形及文字符号见图2—14.
2．热继电器
热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。它在电路中用作三相导步电动机的过载保护。电动机在实际运动中常会遇到过载情况，但只要过在不太严重，时间较短，绕组不超过允许温升，这种过载是允许的，但如果在时间太长，绕组温升超过允许值，会加速电机绝缘的老化，甚至烧坏绕组。因此，长期运行的电动机应设有过载保护。
热继电器主要由发热元件、双金属片和触头三部分组成。双金属片是热继电器的感测元件，由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成。当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的金属一面弯曲。
热继电器的工作原理如图2—15所示。发热元件串联于定子绕组电路中。电机正常运转时，热元件仅能是双金属片弯曲，还不足使触头动作。当电机过载时，即流过热元件的电流超过完整电流时，热元件发热量增加使双金属片弯曲的位移增大，经过一段时间后，双金属片推动导板使热继电器动断触头断开，切断电动机的控制电路，使电
机停车。
热继电器的整定电流是指热继电器长久不动作的最大电流，超过此值即动作。热继电器的整定电流旋钮进行调整。
热继电器的图形及文字符号见图2—16.
3时间继电器
凡是继电器感测元件得到动作信号后，其执行元件（触头）触头要延迟一段时间才动作的继电器称为时间继电器。时间继电器按延时性质分，由线圈通电延时型和线圈断电延时型两种。按原理分电磁阻尼式、空气阻尼式、电动机式和晶体管式等几种。下面就常用的空气阻尼式和晶体管是时间继电器作简单介绍。
1）空气阻尼式时间继电器
空气阻尼式时间继电器是利用空气阻尼作用用来获得延时的，它由电磁系统、延时机构和触头三部分组成。触头系统采用LX5型微动开关，延时机构采用采用气囊式阻尼器。这种时间继电器可以做成时间延时型。其动作原理如图2—17所示。现已通电延时型为例说明其工作原理。
当线圈一通电后，衔铁3被铁心2吸合，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下，带动活塞12及橡皮膜10向上移动。但由于橡皮膜下方气室的空气稀薄，形成负压，因此活塞杆6只能缓慢的向上移动，其移动的速度视气孔的大小而定，可通过调节螺杆13进行调整。经过一定延时时间后，活塞杆才能移动到最上端，这时通过杠杆7将微动开关15压动，使其动触头断开，动合触头闭合，起到同点延迟的作用。
当线圈一断电时，电磁吸力消失，衔铁3在反力弹簧4的作用下释放，并通过活塞杆6将活塞12推向下端，这时橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜、弱弹簧9和活塞12的肩部所形成的单向阀，迅速地从橡皮膜上方的气室缝隙中排掉。因此杠杆7和微动开关45能迅速的复位。
在线圈1通电和断电时，微动开关16在推板5的作用下都能瞬时动作，即为时间继电器的瞬时触头。
空间阻尼式时间继电器延时范围大（0.4—180s），结构简单，价格低廉，寿命长，但延时误差大（±10%--±20%），难以精准的整定延时值。
2）晶体管式时间继电器
晶体管式时间继电器也称为半导体式时间继电器，它具有延时范围广，精度高，体积小，耐冲击，耐振动、调节方便及其寿命长的特点，所以发展很快，使用也日益广泛。晶体管式时间继电器一般是利用RC电路电容充电时，电容器上的电压逐渐上升的原理作为延时基础的。改变充电电路的时间常数（改变电阻值），即可整定其延时时间。
继电器的输出形式由两种：有触电式和无触电式，前者是用晶体管驱动小型电磁式继电器，后者是采用晶体管或晶闸管输出。
时间继电器的图形及文字符号见图2—18所示，
4速度继电器
速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制，亦称反接制动继电器，它主要由转子，定和触头三部分组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由沙钢片叠成，并装有笼型绕组。
图2—19为速度继电器的原理示意图。其转子的轴与被控电动机的轴项相连接，而定子空套在转子上。当电动机转动时，速度继电器的转自随之转动，定子内的短路导体便切割磁场而感应电势并产生电流，此电流与旋转的转子磁场作用产生转矩，于是定子开始转动，当转到一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动簧片（或触头）动作，使常闭触头分段，常开出头闭合，当电动机猪速低于某一值时，定子产生的转矩减小，出头在黄片作用下复位。一般速度继电器的动作转速为120r/min，触头复位转速在100r/min以下。
速度继电器的图形及文字符号如图2—20所示。
2—2 机床电器原理图的画法准则
机床电器控制系统是由许多电器元件按照一定的要求连接而成，从而实现对机床电的电气自动控制。为了方便对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修，需要对电气控制系统中各电器元件及其相互连接用国家规定的统一符号。文字图形表示出来。这种图形就是电气控制系统图，它有三种形式：电器原理图、电气布置图、电器安装接线图。
下面着重介绍电气原理图的绘制。
电器原理图是为了便于阅读和分析控制电路的各种功能，用各种符号、电气连接联系起来描绘全部或分电气设备的工作原理的路线图。绘制电气原理图应按《GB4728—84》、《GB7159—87》、《GB6988—86》等规定标准绘图。考虑到新老标准更换需要时间，本书附录提供了电气图常用用图形符号和文字符号新旧对照表，以供参考。
根据简单清晰的原则，原理图采用电器元件展开的形式描绘。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来描绘，也不反应电器元件的大小。
一、绘制原理图的原则和要求
1、原理图一般分为主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。
主电路（动力电路）指从电流到电动机大电流通过的电路，其中电源电路用水平线绘制，受电动力设备（电动机）极其保护电路，应垂直于电源电路画出。
控电电路、照明电路、信号电路及保护电路等，应垂直绘地绘于两水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁、信号灯等的一端应直接连接在接地的水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间）。
2、图中所有电器触头、都按没有通电和没有外力作用时开闭状态画出。对于继电器、
接触器的触头，按吸引线圈不通电状态画，按钮、行程开关触头按不受外力作用时的状态画。
3、无论主电路还是辅助电路，各元件一般应按动作顺序从上到下、从左到右依次排
列。
4、原理图中，各电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。
同一电气元件的各个部件可以不画在一起。
5、原理图中有直接电联系的交叉导线连接点，用实心原点表示；可插接或测试点用
实心原点表示；无直接电联系的交叉点则不画圆点。
6、对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作
方式及工作状态。由同一机构操作的所有触头，应用机械连杆符号表示其联动关系。各个触头的运动位置协调一致。
7、对于电气控制有关的机、液、气装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。
图2—21是CY6140机床电气原理图。
二、图面区域的划分
为了便于检索电气路线，方便阅读电气原理图，应将图划分为若干区域。图区的编号一般写在图的下方，图的上方设有用途栏，用文字表明该栏对应的下面电路或元件的功能，以利用原理图理解各部分的功能及全电路的工作原理。
三、符号位置的索引
由于接触器、继电器的线圈和触头在电气原理图中不是画在一起，其触头也分布在图中所需的各个图区，为便于阅读，在继电器、接触器线圈的下方画出其触头的索引表。对于接触器，索引表中各栏的含义如下：
对于继电器，索引表中各栏的含义如下：
例如在2—21中，接触器KM1及KM2下的索引表分别为：
KM1索引表表明：KM1有三对主触头均在3图区，两对辅助动合触头分别在8图区及13图区，一对辅助触头在14图区。
KM1索引表明：KM2有三对主触头均在4图区，“×”表示没有使用的辅助触头，有时也可采用省去“×”的表示法。
2—3 基础电路的逻辑表示
一、机床电器的逻辑表示
为便于逻辑代数描述电路，对电器元件状态的逻辑表示如下规定：
1.用KA、KM、SQ、SB……分别表示继电器、接触器、行程开关的动合（常开）触头；
、、、表示其相应的动断常闭触头。
2.电路开关元件的受激状态（如继电器线圈得电，行程开关受压）为“1”状态；开关元件的原始状态（如继电器线圈失电，行程开关未受压）为“0”状态。触头的闭合状态为“1”的状态，触头的断开状态为“2”的状态。
这样，下列各式有明确意义：
KA=1 继电器线圈处于得电状态
KA=0 继电器线圈处于失电状态
KA=1 继电器常开触头闭合
KA=0 继电器常开触头断开
=1 继电器常闭触头闭合
=0 继电器常闭触头断开
从上述规定看出：开关元件本身状态的“1”（得电线圈）、“0”取值和它的动合触头的“1”、“0”取值一致，而和其动断触头的取值相反。
二、逻辑代数的基本逻辑关系及串、并联电路的逻辑表示
在逻辑代数中，常用大写字母A、B、C……表示逻辑变量。
基本逻辑有三种：逻辑或、逻辑与、逻辑非。
1、逻辑或
其公式为：f=A+B，与并联电路相对应，如图2-22所示。
2、逻辑与
其公式为：f=A*B，与串联电路相对应，如图2-23所示。
3、逻辑非
在逻辑表达式的两个取值中，=1，=0，若令A=1，则=0，反之，A=0，则=1.如A 表示电器的动合触头，那么表示它的动断触头。
三、机床电路的逻辑表示
有了上述规定和基本逻辑关系，我们就可以应用逻辑代数这一工具对电路进行描述和分析。具体步骤是：以某一控制电器的线圈为对象，写出与此对象有关的电路中各控制元件、信号元件、执行元件。保护元件等，它们触头间相互连接关系的逻辑函数表达式（均以未受激的状态来表示）。有了各个电器元件（以线圈为对象）的逻辑表达式后，当发出主令控制信号时（如按一下按钮或某开关动作），我们可分析判断哪些逻辑表达式输出为“1”（表示那个电器线圈得电），哪些表达式由“1”变“0”。从而可进一步分析哪些电动机或电磁阀等运动状态改变，使机床各部件的运行发生何种变化等。
图2-21电动机M1控制电路中，接触器线圈KM1的逻辑表达式为
f（KM1）=（SB2+KM1）
也可用下述方法表示，即KM1=（SB2+KM1）
上式表示接触器KM1线圈得电与失电由停止按钮，启动按钮SB2、热继电器和自锁触头KM1控制。
四、逻辑代数的基本性质及应用举例
根据以上“与”、“或”、“非”三种基本逻辑关系，可得到逻辑代数的一些基本性质的关系式，如表2-1所示
表2-1 逻辑代数的基本性质
A+=1
A*=1
=A
A*(+B)=A
A+B=A+B
AB+C+BC=AB+AC
=*
=+
利用逻辑代数的基本关系和基本性质可帮助我们分析电路、设计电路（见第六章电路的逻辑设计法），在设计电路中用来简化电路。下面是一个简化电路的例子。有一电路图如图2-24a）所示，用逻辑表达式化简该电路。
a)图逻辑表达式
f=A(BC++A(C+C)
化简
f=ABC+A+AB+A C=AB(C+)+A（C+）=AB+A=A
化简后的电路如b）图所示。
2—4 异步电动机起动、正反转、制动电路
一、异步电动机的起动电路
异步电动机有直接起动和降压起动两种方式。在供电变压器容量足够大时，异步电动机直接起动，否则采用降压起动方式。
1、直接起动控制电路
（1）对小站台钻、冷却泵、砂轮机等，可用直接开关起动（图2-25）。
（2）对中小型普通车床的主电动机采用接触器直接起动（图2-26）。
图2-26中，SB1为停止按钮，SB2为起动按钮。热继电器FR1过载保护，熔断器FU1、FU2作短路保护。按下SB2按钮，接触器线圈KM得电，其主触头（图区3）闭合，使电动机直接起动。其辅助常开触头（图区6）闭合，保持KM线圈一直处于得电状态，此控制电路称为自锁电路，触头的自锁作用在电路中叫做“记忆功能”。
按下SB1按钮时，KM线圈断电，切断电动机电源，并消除自锁电路，电动机停止。
2、降压起动控制电路
降压气动时，就是起动时降低压在电动机定子绕组上的电压，当电动机起动到接近额定转速时，再将电压恢复到额定值。对容量较大的异步电动机，一般采用降压加压的方式起动。机床中最常见的降压起动有星——三角形降压起动和定子串电阻降压起动两种。
（1）星——三角（Y——△）降压起动控制电路
电动机正常运行时，其定子绕组接成△形，此时每相所承受的电压为电源的线电压（380V）；起动时接接成Y型，每相绕组所承受的电压为电源电压的相电压（220V），启动完毕时再自动接成△形运行。
凡是正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，均可采用星形——三角形的降压起动方法来限定额定电流。我过新设计的Y系列异步电动机，4KW以上均为三角形接法。
图2—27是利用时间继电器在电动机起动过程中自动完成星—三角形切换的起动控制电路。
控制电路的逻辑表达式为
KM1=
**(SB2+KM1) KT=
**(SB2+KM1)* KM3=
**（SB2+KM1）** KM2=**（SB2+KM2）**(KT+KM2)
由式（2—1）及图2—27可看出，按下SB2后，KM1线圈得电并自锁，同时KT 、KM3
线圈也得电，KM1、KM3主触头同时闭合，电动机绕组接成星形，电动机降压起动。
经KT 延时，其延时动断触头断开，KM3线圈断电，延时动断触头闭合，KM2线圈得
电，这时，KM1,、KM2动触头处于闭合状态，电动机绕组换为三角形连接，全压运行。
在控制电路中，、两个常闭触头分别串接在KM3、KM2线圈的控制电路中，
使KM2、KM3线圈的控制电路中，使KM2、KM3线圈不能同时得电，以防止主电路
可能造成的短路故障。这种利用两个接触器的常闭辅助触头互相控制的方法成为互锁。
（2） 定子串电压降压气动控制电路
图2—28是定子串电阻降压起动控制电路。电动机为起动时在三相定子电路中串联电
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。这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型生
产机械中较广。机床也常用这种串电阻降压方式限制点动及制动时的电流。
图2—28a ）中，控制电路的逻辑表达式为
?????+=====)
12(*1**)12(*1*2)
21(*1*1KM SB SB FR KT KT
KM SB SB FR KM KM SB SB FR KM
图2—28b ）中，控制电路逻辑表达式 ?????++=====]
2*)12[(**2*)12(**2*)21(**1KM KT KM SB KT KM KM SB KM KM SB KM 图2—28b ）的工作原理：
合上电源开关，按下电动按钮SB2，KM1得电吸合并自锁，电动机M 串电阻起动，同
时时间继电器KT 得电，经延时，KM2主触头闭合，将主电路电阻R 短路，电动机全
压运行。该电路中，在电动机正常运行期间，接触器KM1、时间继电器KT 一直处于
有电状态，这时不必要的。为减少电器不必要的通电时间，此电路可改为图2—28b ）
形式。
上述降压起动控制电路，都采用了时间继电器延时动作来完成降压起动到全压运行的自动切换，这种控制方式称为按时间原则的自动控制，它在机床自动控制中得到广泛
的应用。KT延时时间长短可根据起动过程所需时间整定。
二、异步电动机正反转控制电路
机床的工作部件常需要作两个相反方向的运动，大都靠电动机正反转来实现。实现电动机正反转的原理很简单，只有将电动机的三相电源的任意两相对调，就可使电动机的反向运转。下面介绍用按钮控制和行程开关控制的两种异步电动机正反转控制电路。
1、电动机的正反转的按钮控制
图2—29为电动机正反转按钮控制的典型线路。在主电路中。两个接触器KM1、KM2触头接法不同，故可改变电动机电源的相序，从而改变电动机转向。在控制电路a）中，SB2、SB3分别为正、反控制按钮，SB1为停止按钮。、为互锁触头，为避免SB2、SB3同时按下可能造成的短路事故。这种电路，电机的换向需要先按停止按钮SB1，频繁换向时，操作不方便。
采用b）图形式，用复合按钮代替单触头按钮，即可不使用停止按钮过渡而直接控制正反转。但须注意这种直接正反转控制电路仅用于小容量电动机，且拖动的机械装置转动惯量又较小的场合。
2、电动机正反转的行程开关控制
图2—30为行程开关的正反转电路。它与按钮控制正反转电路相似，只是增加了行程开关的复合触头SQ1、SQ2。这种电路适用于铣床、龙门刨床、组合机床工作台的正反行程控制。这种利用运动部件的行程来实现的控制称为按行程原则的自动控制。
在控制电路中，行程开关SQ3、SQ4用做极限位置保护，以防止SQ1、SQ2可能失效引起的事故。
三、异步电动机制动电路
异步电动机从切除电源到停转要有一个过程，需要一段时间。对于要求停车的时间时精简定位或尽可能减少辅助时间的机床，如万能铣床、卧式镗床、组合机床等，必须采取制动措施。机床上制动停车的方式有两大类—机械制动和电气制动。机械制动是用电磁铁电磁铁操作机械进行制动，如电磁抱闸制动器、电磁离合制动器等。电器制动使电动机产生一个与转子原来转动方向相反的力矩来实现制动。机床常用的电气制动方式有能耗制动和反制制动。
1、能耗制动
能耗制动是指异步电动机刚切除三相电源之际，立即在定子绕组中接入直流电源。由于转子切割固定磁场产生制动力矩，使电机的动能转变为电能并消耗在转子的制动上，故称能耗制动。当转子转速为零时，切除直流电源。
图2—31a）、b）分别用符合手动按钮控制及用时间继电器自动控制的能耗制动电路。
图2—31a）中，按下停止按钮SB1时，KM1接触器断电，同时KM2接触器的得电，使电机切除交流电源，接入直流电源，电动机能耗制动。当转速为零时，手松开SB1按钮，KM2断电，电机脱离直流电源，制动过程结束。
图2—31b）为使用时间继电器自动完成制动结束时的直流电切除，使操作简便的电路图。在控制电路中，当按下SB1时，KM1自动断电，KM2得电自锁，KT得电。电动机能耗制动。制动后，KT延时时间到，其延时出头断开，KM2断电，解除自锁，KT得电，电动机脱离直流电源，制动过程结束。
能耗制动作用的强弱与通入直流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下，电流越大制动作用越强，一般取直流电流为电动机空载电流的3~4倍左右，电流过大将使定子绕组过热。
能耗制动比较缓和、平稳、准确、功耗小，但在低速时制动不十分迅速。适用于电动机容量不太大，要求制动平稳和起制动频繁的场合。但必须配置一套整流设备。2、反接制动控制电路
反接制动时利用改变异步电动机定子绕组上三相电源的相序，使定子产生反相旋转磁场作用于转子上而产生的强力制动。
显然，反接制动时，转子与旋转磁场的相对转速接近转子转速的两倍，因此，制动力大，对设备冲击大，通常适用于10KW以下的小容量电动机。为减小制动电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻，如图2—32中的R，这个电阻称为反接制动电阻。另外，当反接制动到转子转速接近于零时，必须及时切除电源，以防止反向再起动。
图2—32为使用速度继电器BV实现这种控制的典型电路。
速度继电器与电动机转子同轴连接，当电动机转速达到120r/min以上时，其动合触头BV闭合，当转速小于100r/min时，BV触头断开，恢复原位。
图2—32中，当电动机正常运转时，BV触头是闭合的，但由于SB1、KM2两触头是断开的，所以KM2线圈未得电。当按下停止按钮SB1时，其常闭触头SB1断开使KM1断电，其常开触头SB1闭合使KM2得电自锁，电动机串接电阻反接制动。当制动到电动机转子转速小于100r/min时，BV触头断开，KM2断电，使电动机脱离电源，制动过程结束。由于反接制动冲击大，及速度继电器动作不可靠时，可能引起的反向再起动，因此，这种制动方法主要用于不频繁起、制动并对停车无准确要求而且传动机构能承受较大冲击的设备中，如铣床、镗床、中型车床等机床。
2—5 其他基本控制电路
一、连续工作（长动）与点动控制
机床在加工时需要连续运转，即所谓长动。但在试车调整及快速移动时，需要点动。长动可用自锁电路实现，取消自锁触头或使用自锁触头不起作用就是点动。如图2—33所示。
图2—33中，a）图为用按钮实现长动和电动的控制电路；b）图为用开关SA实现长动和点动转换的控制电路；c）图为用中间继电器实现长动和点动的控制电路。
二、多地点控制
在较大型的的机床和设备上，为操作方便，常要求能在机床的多个地点进行控制。实现的方法是将分散在各操作站上的起动按钮并联起来，停止按钮引线作串联连接。图2—34即为三地点控制，图中，SB1为急停按钮，用于紧急情况下停车操作。
三、联锁控制
联锁控制室机床控制中十分重要的环节。例如有两台电动机不准同时接通，如图2—35所示，若用KM1接触器分别控制两台电动机，为保证两点动机不能同时起动，将、常闭触头分别串接在KM2、KM1线圈控制电路中。、触头称为联锁或互锁触头、在电动机的正反控制中也常用联锁，以防电源短路。
四、顺序起动控制
在机床控制电路中，经常要求电动机有顺序的起动。如某些机床主轴必须在油泵工作后才能起动；龙门刨床工作台移动时，导轨内必须有充足的润滑油；铣床主轴旋转后，工作台方可移动时，都要求电动机有顺序的起动工作。图2—36即为两台电动机顺序起动的控制电路。
五、双速异步电动机的调速控制
多速电动机常用来改善机的调速性能和简化机械变速装置。根据电动机转速公式
p f
s
n
s
n o
60 )
1(
)
1(-
=
-
=
式中，s为转差率，f为电源频率，p为定子极对数。
可看出，若能改变定子磁极的绕组对数p，就可以改变电动机的转速。在多速电动机中，就是通过改变绕组的连接方法来改变磁极对数的。
双速电动机是最简单的多速电机，常见的接线方式有△/YY和Y/YY两种。
1、△/YY接法
习题1-2 数控机床控制系统 一. 判断下列说法的对错，并将错的地方改正。 1. （ ）主轴（spindle ）转速控制，刀具（tool ）自动交换控制属于数控系统的辅助功能。 2. （ ）数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。 3. （ ）轮廓控制数控系统控制的轨迹一般为与某一坐标轴(axis)相平行的直线。 4. （ ）直线控制数控系统可控制任意斜率的直线轨迹。 5. （ ）开环控制数控系统无反馈（feedback ）回路。 6. （ ）配置SINUMERIK 802S 数控系统的数控机床采用步进电动机作为驱动元件。 7. （ ）闭环控制数控系统的控制精度(accuracy)高于开环控制数控系统的控制精度。 8. （ ）全闭环控制数控系统不仅具有稳定的控制特性，而且控制精度高。 9. （ ）半闭环控制数控机床安装有直线位移检测装置。 10. （ ）机床工作台（table ）的移动是由数控装置发出位置控制命令和速度控制命令而实现的。 11. （ ）刀具（tool ）按程序正确移动是按照数控装置发出的开关命令实现的。 12. （ ）机床主轴（spindle ）的起动与停止是根据CNC 发出的开关命令，由PLC 完成 的。 13. （ ）CNC 中位置调节器是用模拟调节器。 14. （ ）在双环进给轴控制器中，转速调节器的输入是位置调节器的输出。 15. （ ）穿孔纸带（tape ）是控制介质的一种。 16. （ ）软盘属于输出装置。 17. （ ）M 功能指令被传送至PLC-CPU ，用PLC 程序来实现M 功能。 图1-2-1 数控机床控制方式
18.（）数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其他一些开关信号的处理是用PLC 控制程序来实现的，一般用C语言编写。 19. （）HAAS立式加工中心的自动换刀动作是这样完成的：换刀指令经CNC-CPU译码后，由轴控制器(axis controller)控制完成。 20. （）HAAS立式加工中心(vertical machining center)共有三个坐标轴，其控制主要由PLC完成。 21. （）CNC machines generally read and execute the program directly from punched tapes. 22. （）CNC对加工程序解释时，将其区分成几何的、工艺的数据和开关功能。刀具（tool）的选择和交换即属于开关功能。 23. （）位置调节器的命令值就是插补器发出的运动序列信号。 24. （）目前的闭环伺服系统都能达到0.001μm的分辨率。 25. （）经济型数控机床一般采用半闭环系统。 26. （）数控机床一般采用PLC作为辅助控制装置。 27. （）半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于位置传感器安装的位置不同，半闭环的位置传感器安装在工作台上，全闭环的位置传感器安装在电机的轴上。 28.（）只有半闭环系统需要进行螺距误差补偿，而全闭环系统则不需要。 29.（）数控机床的数控系统主要由计算机数控装置和伺服系统等部分组成。 二. 填充，以完成下列各表述。 1.只有在位置偏差（跟随误差）为时，工作台才停止在要求的位置上。 2.半闭环控制中，CNC精确控制电动机的旋转角度，然后通过传动 机构，将角度转换成工作台的直线位移。 3.开环伺服系统主要特征是系统内没有装置，通常使用为伺服执行机构。 4.辅助控制装置的主要作用是接受数控装置输出的指令信号，主要控制装置是。 5.数控机床控制系统包括了、、、、、。 6. 进给伺服系统是以为控制量的自动控制系统，它根据数控装置插补运算生成的，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。 7. 闭环和半闭环控制是基于原理工作的。 8. 数控机床的基本组成包括、、、、、以及机床本体。 图1-2-2 HAAS立式加工中心
机床电气自动控制考试试卷A 注意事项 1.请首先按照要求在试卷的标封处填写您的姓名、学号和班级的名称 2.请仔细阅读名称题目的回答要求，在规格的位置填写您的答案。 3.不要在试卷上乱画，不要在标封区填写无关内容。 4.答卷时限为10 0 min 一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每空1分，共34分） 1 .热继电器是利用 _________________________ 原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作 三相异步电动机的_________________ 。 2.___________________________________________________________ 接触器按其主触头通过电流的种类，可分为_______________________________________________________ 和 3.继电接触器控制电路是由各种_____________ 、 ____________ 、__________ 、 __________ 、 __________ 等元件组成，实现对电力拖动系统的起动、调速、制动、反向等的控制和保护，以满 足对生产工艺对电力拖动控制的要求。 4.速度继电器主要用作_____________________________________________ 控制。 5.机床电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求联接而成，实现对机床的电气自动控 制。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维护，需要将电气元件及其相 互联接，用国家规定的_________ 、 ______ 和图形表示岀来。这种图就是电气控制系统图。电气控 制系统图一般有三种：_____________ 、 _______________ 、___________________ 。 6.机床中最常见的降压起动方法有___________ 、 _________________ 和自耦变压器（补偿器） 降压启动三种。 7.可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为 ___________________ 环境下应用而设计。它用可编程的存储器，用来在内部存储执 行_________________ 、 ____________________ 、_______________________ 、和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输岀，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其 有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计。 8.机床上常用的电气制动控制线路有两种即 ___________________________ 和____________________________ 。 9.PLC程序执行可分为三个阶段，分别 10、FP1-40E是FP1系列PLC的______________________ 。（基本单元，扩展单元）
1、设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。? 2、设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。(B) 自锁互锁 3、设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路，并具有短路、 过载保护。(B)
4、设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路，并具有短路、过载 保护。(B) 5、某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动， 第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B)
6、某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才 能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B) 7、一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再 过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(A)
8、设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和 停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。? 9、一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终 点后自动停止。2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(A)
10、设计三相异步电动机交流接触器控制的全压起动主辅控制电路，具有短路保护，热保护功能。（C） 七、分析题（每题10分） 1、根据下图，分析它的工作原理
目录 第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19
设计总结·20谢辞·21 参考文献·22
第1章引言 本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自 诊 断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成 可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”
沈阳城市学院 《数控机床电气控制与PLC技术》 课程设计 说明书 学院：机电工程学院 班级：机自二班 姓名：xxxxx 学号： 4 指导教师：xxxxxxx 2013年12月10日
课程设计任务书 学院机电学院班级机自二班姓名xx 设计起止日期2013年12月16日-2013年12月27日设计题目：数控机床润滑系统的PLC控制 设计任务： 应用S7-200SPLC完成数控机床润滑系统的PLC控制 要求完成以下工作： 1.课题相关任务及PLC的描述； 的型号选择 3.完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4.设计PLC 的I/O接线图 5.完成梯形图的设计 6.编写、整理设计说明书。
指导教师评分： 项目分值 出勤情况10 一次缺席扣2分，两次缺席扣4 分，三次缺席扣10分，出勤情 况连带影响学习态度和质疑答 辩成绩。 学习态度10 学习态度认真，遵守纪律 质 疑答辩 第一次 10 PLC硬件选型 第二次 10 主电路（5分）和I/O接线图（5 分）设计 第三次10 梯形图设计 答辩30 1、程序仿真： 正确打开仿真软件（5分），成功 导入程序（5分），正确操作并仿 真（10分） 2、回答问题： 老师根据设计内容提问2-3个问 题，答对一个5分 说明书质量20 内容完整（5分），结构设计合理 （5分），撰写规范工整（5分）， 排版准确（5分） 总分 教师签字：
年月日 摘要 机床润滑系统的设计、调试和维修保养，对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。但是在润滑系统的电气控制方面，仍存在以下问题：一是润滑系统工作状态的监控。数控机床控制系统中一般仅设油箱油面监控，以防供油不足，而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象，不能及时做出反应。二是设置的润滑循环和给油时间单一，容易造成浪费。数控机床在不同的工作状态下，需要的润滑剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。针对上述情况，在数控机床电气控制系统中，对润滑控制部分进行了改进设计，时刻监控润滑系统的工作状况，以保证机床机械部件得到良好润滑，并且还可以根据机床的工作状态，自动调整供油、循环时间，以节约润滑油。关键字：数控机床，润滑系统，PLC，故障分析 引言 众所周知，要使运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，即维持磨擦副表面之间恒量供油以形成油膜。这通常是连续供油的最佳特性（恒流量），然而，有些小型轴承需油量仅为每小时1-2滴，一般润滑设备按此要求连续供油是非常困难的。此外，很多事实表明，过量供油与供油不足是同样有害的。例如：对一些轴承在过量供油时会产生附加热量、污染和浪费。大量实验证明，周期定量供油，既可使油膜不被损坏又不会产生污染和浪费，是一种非常好的润滑方式。因此当连续供油成为不合适时可采用经济的周期供油系统来实现。该系统使定量的润滑油按预定的周期时间对各润滑点供油，使运动副均适合采用周期润滑系统来润滑 机床润滑系统在机床整机中占有十分重要的位置，其设计、调试和维修保养，对于提高机床
数控机床控制技术与系统（期末复习） 1、 名词解释 数控：即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。 数控系统：能按照零件加工程序的数值信息指令进行控制，使机床完成工作运动并加工零件的一种控制系统。 2、数控加工程序按两类控制量分别输出：连续控制量（送往伺服系统）、离散的开关控制量（送往机床强电控制系统） 3、MDI 工作方式的三种功能：编程、PLC 参数修改、CNC 参数修改。 4、CNC 在机床工作时的作用：译码、插补、位置检测 PLC 的 作用：剩下的都是PLC 的，例如：工件夹紧、工作台转动等 编码器 1、 根据位置检测装置的安装形式和测量方式分为：直接测量和间接测量、 2、 按编码方式分为：绝对式测量和增量式测量，绝对式无需返参，直接测量。增量式开 机之后需要返参。 3、 位置测量装置分为：直线式、旋转式 4、 绝对式编码器按内部结构和测量方式分为接触式、光电式、电磁式 5、 码盘的分辨角：n 2 360?=α，分辨率=n 21。n —码盘的码道圈数。n 越大。分辨角越小，测量精度越高。 6、 编码器各部分的名称：P18 7、 光栅工作原理：是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。当指示光栅与主光栅发生相对 位移，会形成莫尔条纹。其方向与光栅线纹方向大致垂直。两条莫尔条纹之间的距离为纹距W ， 若栅距为ω，则有θ ω=w ，当工作台移动一个栅距，莫尔条纹就向上或向下移动一个纹距，莫尔条纹由光敏元件接受，从而产生电信号电信号经读数头中的电子线路板处理后。输出脉冲信号。 8、 光栅莫尔条纹纹距θ ω=W ,ω—栅距，θ—两条线纹之间的倾斜夹角。 9、 PLC 的接线图 10、 PMC 指令（考试可能会用到）：应用数据检索功能指令（DSCH ）、符合功能检查指令 （COIN ）、后传输指令（MOVE ）、译码指令（DEC ） 11、 给出电路图，表述工作原理 12、 直流电动机 ⑴ 正反馈（自己找） ⑵ 晶闸管小结：晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，最基本的用途就是可控整流，晶闸管导通的条件：1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后，控制极便失去作用。 依靠正反馈，晶闸管仍可维持导通状态。 晶闸管关断的条件：1.将阳极电压（电流）减小或断开,直到正反馈效应不能维持。 2.在晶闸管的阳极和阴极间加反相电压。 ⑶ 感阻性（自己找） ⑷ 降压斩波电路 升压斩波电路
《机床电气控制线路安装与调试》课程标准 课程编号： 适用专业：电气自动化设备安装与维修 所属系室：电气自动化设备安装与维修教研室 课程类别：专业能力课程 修课方式：必修 教学时数： 总学分数： 1.课程定位 1.1课程性质与作用 机床电气控制线路安装与调试是电气自动化设备安装与维修专业的专业课，在工业部门具有广泛的应用，比如是在普通车床、普通铣床、普通摇臂钻床中的应用，是实现生产加工 的一种重要的技术手段。 通过学习机床电气控制线路安装与调试，学生能够进行简单的机电控制系统设计、安装、调试、维护，机床电气控制线路安装与调试在电子产品设计制作课的教学基础之上开展，同时也是机电设备数字化改造的前导课程。 1.2前导、后续课程 前导课程：《机械与电气识图》、《电气控制线路安装与调试》、《钳加工技术》、。 后续课程：《现代自动控制技术应用》，同时对学生进行后续顶岗实习进行必要的知识、能力储备。 1.3课程基本理念 本课程坚决贯彻国家教育方针，遵循职业教育教学规律，主动适应经济社会对工业自动化设备的安装、调试与维护专业人才培养的要求，全面推进素质教育，创造一种学与教互动的职业交往情境，采用行动导向教学模式，项目教学的方法，每个工作任务都是以学生为主体、教师为主导，通过共同实施一个完整的工作项目而进行的教学活动，在完成一个项目的全过程中，让学生掌握知识、提升技能。本课程坚持工学结合的课程开发理念，创新高技能人才培养模式，以学生综合职业能力培养为主线，把工学结合作为人才培养模式改革的重要切入点，
探索产教结合、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于提升学生职业能力的教学模式。本课程的开发从任务到教学组织、评价形式等完全是遵循一体化教学模式。 1.4 设计思路 本课程标准的总体设计思路：将“示与讲解”、“实践与理论”、“技能与知识”、“单元与综合”、“训练与考核”有机地融于一体；变三段式课程体系为任务引领型课程体系，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，创设企业工作情景，采用项目训练的模式，按“看”、“练”、“思”、“考”的顺序，依据工作任务的难易程度组织教学，结合职业技能证书考证，培养学生的实践动手能力和理论基础。 本课程标准以电气自动化设备安装与维修专业学生的就业为导向，根据行业专家对电气运行与控制专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以机床电气控制线路安装与调试为主线，以本专业学生必须具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合《维修电工》（四级/中级）国家职业资格鉴定中单项考证要求，确定本课程的工作任务模块、课程容和教学要求。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，要将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型电气元件和设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在完成各个项目训练的过程中逐渐展开对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 2.课程目标 2.1技能目标 1、能进行电动机及其常用电气元件的接线及其选型。 2、能熟练分析常用低压控制电器及普通机床的机械、电气、液压传动等控制系统的原理。 3、能绘制机床电气控制电路的原理图和接线图。 4、能识读机床电气原理图、电器元件布置图 5、能正确选用相关低压电器元件的型号。 6、能进行继电器-接触器控制线路的安装 7、能按照工艺要求正确通电调试 8、能遵守安全操作规程 2.2知识目标 1、了解机床型号、结构、基本功能及用途。
1．数控机床控制系统由哪几部分组成? 答：数控机床控制系统的基本组成包括输入/输出装置、数控装置、伺服驱动装置、机床电气逻辑控制装置、位置检测装置。 2. 进给伺服系统的作用是什么? 答：伺服驱动装置是数控机床的执行机构，是数控系统和机床本体之间的电气联系环节。伺服系统的作用就是将进给位移量等信息转换成机床的进给运动，数控系统要求伺服系统正确、快速地跟随进给控制信息，执行机械运动，驱动工作台向指定的位置运动。 3. 数控机床按被控对象运动轨迹分为哪几类? 答：1）点位控制的数控机床 点位控制数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。 2）直线控制的数控机床 直线控制数控机床一般要在两点间移动的同时进行加工，所以不仅要求有准确的定位功能，还要求从一点到另一点之间按直线规律运动，而且对运动的速度也要进行控制。 3）轮廓控制的数控机床 轮廓控制又称连续控制，大多数数控机床具有轮廓控制功能。其特点是能同时控制两个以上的轴，具有插补功能。它不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 4. 试简述数控装置的组成。 答：目前的数控装置都是基于微型计算机的硬件和软件来实现其功能，所以称之为计算机数控（CNC）装置。它一方面具有一般微型计算机的基本结构，如中央处理单元（CPU）、总线、存储器、输入/输出接口等；另一方面又具有数控机床完成特有功能所需要的功能模块和接口单元，如手动数据输入（MDI）接口、PLC接口、纸带阅读机接口等。 CNC装置在上述硬件基础上必须编写相应的系统软件来指挥和协调硬件的 工作，两者缺一不可。CNC装置的软件由管理软件和控制软件两部分组成。 5. 数控装置硬件结构是如何分类的？
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机床电气自动控制考试试卷 A 注意事项 1.请首先按照要求在试卷的标封处填写您的姓名、学号和班级的名称。 2.请仔细阅读名称题目的回答要求，在规格的位置填写您的答案。 3.不要在试卷上乱画，不要在标封区填写无关内容。 4.答卷时限为１００min 一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每空1分，共３４分） 1．热继电器是利用_______________________原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作三相异步电动机的______________。 2. 接触器按其主触头通过电流的种类，可分为____________________和 __________________。 3. 继电接触器控制电路是由各种___________、___________、_________、 __________、__________等元件组成，实现对电力拖动系统的起动、调速、制动、反向等的控制和保护，以满足对生产工艺对电力拖动控制的要求。 4. 速度继电器主要用作________________________________________控制。
5. 机床电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求联接而成，实现对机床的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维护，需要将电气元件及其相互联接，用国家规定的_______、_______和图形表示出来。这种图就是电气控制系统图。电气控制系统图一般有三种：___________、______________、 _________________ 。 6. 机床中最常见的降压起动方法有、和自耦变压器（补偿器）降压启动三种。 7. 可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为环境下应用而设计。它用可编程的存储器，用来在内部存储执 行、、、和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计。 8. 机床上常用的电气制动控制线路有两种即 和。 9.ＰＬＣ程序执行可分为三个阶段，分别 是、、。 10、FP1-40E是FP1系列PLC的。（基本单元，扩展单元）。 11. 时间继电器是指_____________________________一种控制电器。 12．DF是指令，SET是指令，RST是指令，NOP是指令，CT是指令，SR是指令。
习题1-2 数控机床控制系统 一. 判断下列说法的对错，并将错的地方改正。 1. （ ）主轴（spindle ）转速控制，刀具（tool ）自动交换控制属于数控系统的辅助功能。 2. （ ）数控系统的主要功能是控制运动坐标的位移及速度。 3. （ ）轮廓控制数控系统控制的轨迹一般为与某一坐标轴(axis)相平行的直线。 4. （ ）直线控制数控系统可控制任意斜率的直线轨迹。 5. （ ）开环控制数控系统无反馈（feedback ）回路。 6. （ ）配置SINUMERIK 802S 数控系统的数控机床采用步进电动机作为驱动元件。 7. （ ）闭环控制数控系统的控制精度(accuracy)高于开环控制数控系统的控制精度。 8. （ ）全闭环控制数控系统不仅具有稳定的控制特性，而且控制精度高。 9. （ ）半闭环控制数控机床安装有直线位移检测装置。 10. （ ）机床工作台（table ）的移动是由数控装置发出位置控制命令和速度控制命令而实现的。 11. （ ）刀具（tool ）按程序正确移动是按照数控装置发出的开关命令实现的。 12. （ ）机床主轴（spindle ）的起动与停止是根据CNC 发出的开关命令，由PLC 完成 的。 13. （ ）CNC 中位置调节器是用模拟调节器。 14. （ ）在双环进给轴控制器中，转速调节器的输入是位置调节器的输出。 15. （ ）穿孔纸带（tape ）是控制介质的一种。 图1-2-1 数控机床控制方式
16.（）软盘属于输出装置。 17.（）M功能指令被传送至PLC-CPU，用PLC程序来实现M功能。 18.（）数控加工程序中有关机床电器的逻辑控制及其他一些开关信号的处理是用PLC 控制程序来实现的，一般用C语言编写。 19. （）HAAS立式加工中心的自动换刀动作是这样完成的：换刀指令经CNC-CPU译码后，由轴控制器(axis controller)控制完成。 20. （）HAAS立式加工中心(vertical machining center)共有三个坐标轴，其控制主要由PLC完成。 21. （）CNC machines generally read and execute the program directly from punched tapes. 22. （）CNC对加工程序解释时，将其区分成几何的、工艺的数据和开关功能。刀具（tool）的选择和交换即属于开关功能。 23. （）位置调节器的命令值就是插补器发出的运动序列信号。 24. （）目前的闭环伺服系统都能达到0.001μm的分辨率。 25. （）经济型数控机床一般采用半闭环系统。 26. （）数控机床一般采用PLC作为辅助控制装置。 27. （）半闭环和全闭环位置反馈系统的根本差别在于位置传感器安装的位置不同，半闭环的位置传感器安装在工作台上，全闭环的位置传感器安装在电机的轴上。 28.（）只有半闭环系统需要进行螺距误差补偿，而全闭环系统则不需要。 29.（）数控机床的数控系统主要由计算机数控装置和伺服系统等部分组成。 二. 填充，以完成下列各表述。 1.只有在位置偏差（跟随误差）为时，工作台才停止在要求的位置上。 2.半闭环控制中，CNC精确控制电动机的旋转角度，然后通过传动 机构，将角度转换成工作台的直线位移。 3.开环伺服系统主要特征是系统内没有装置，通常使用为伺服执行机构。 4.辅助控制装置的主要作用是接受数控装置输出的指令信号，主要控制装置是。 5.数控机床控制系统包括了、、、、、。 6. 进给伺服系统是以为控制量的自动控制系统，它根据数控装置插补运算生成的，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能。 7. 闭环和半闭环控制是基于原理工作的。 8. 数控机床的基本组成包括、、、、、以及机床本体。
《机床电气控制技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】：本课程《机床电气控制技术》（编号为09006）共有单选题,简答题,综合设计题,填空题3,阅读分析等多种试题类型，其中，本习题集中有[简答题]等试题类型未进入。 一、单选题 1.下列中哪一个不是电气控制系统中常设的保护环节（） A. 过电流保护 B. 短路保护 C. 过载保护 D. 过电压保护 2.自动空气开关的热脱扣器用作（） A. 过载保护 B. 断路保护 C. 短路保护 D. 失压保护 3.下列电器中，能够起过载保护作用的是（）。 A. 热继电器 B. 接触器 C. 熔断器 D. 组合开关 4.交流接触器铁心上安装短路环是为了（） A. 减少涡流、磁滞损耗 B. 消除振动和噪音 C. 防止短路 D. 过载保护 5.在机床电气控制中用做传递信号的电器是（） A. 交流接触器 B. 控制按钮 C. 继电器 D. 行程开关 6.机床上常用的电气制动方式中，不常用的是（） A. 能耗制动 B. 反馈制动 C. 反接制动 D. 直接制动 7.三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（） A. 电动机立即停转 B. 电动机转速降低、温度升高 C. 电动机出现振动及异声 D. 电动机转速升高、温度降低 8.把运行中的异步电动机三相定子绕组出线端的任意两相电源接线对调，电动机的运行状态变成（）
A. 反接制动 B. 先是反接制动随后是反转运行 C. 反转运行 D. 能耗制动 9.交流接触器线圈电压过低将导致（） A. 线圈电流显著增大 B. 线圈电流显著减小 C. 铁心涡流显著增大 D. 铁心涡流显著减小 10.集中控制台一般放在离机床较远的地方，可以在控制台也可以在机床现场进行操作，实现的控制是（） A. 联合控制 B. 分散控制 C. 多点控制 D. 点动控制 11.电源线电压为380V，三相鼠笼异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时，能否采用星形—三角形启动？（） A. 能 B. 不能 C. 不能确定 D. 特殊情况可以 12.桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会像自由落体一样的落下，主要是电机此时处于（） A. 反接制动状态 B. 能耗制动状态 C. 再生制动状态 D. 直接制动状态 13.通电延时时间继电器，它的动作情况是（） A. 线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作 B. 线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作 C. 线圈通电时触点不动作，断电时触点瞬时动作 D. 线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作 14.热继电器作电动机的保护时，适用于（） A. 重载起动间断工作时的过载保护 B. 频繁起动时的过载保护 C. 轻载起动连续工作时的过载保护 D. 任何负载、任何工作制的过载保护 15.某三相异步电动机的旋转磁场转速为750转/分,在额定负载下其转轴转速为712.5转/分,则此时的转差率是( ) A. 2.5% B. 3% C. 5% D. 44% 16.关于变频调速系统下列说法正确的是（） A. 交-直-交变频调速为直接变频调速 B. 交—交变频调速为间接变频调速 C. 改变定子供电电源的频率，从而改变同步转速，来实现的调速 D. 脉冲宽度调制型(PWM型)变频器也是一种交—直—交变频器 17.直流调速系统在保证一定静差度的基础上，扩大系统调速范围的方法是（） A. 减少电动机机械特性的硬度 B. 增大电动机额定负载下的最高转速 C. 减少电动机的转速降落 D. 提高电动机机械特性的硬度
第七章数控机床的控制系统概述 学习目的： 1．什么是数控技术、数控系统和数控机床，数控系统对机床的控制包括哪几方面？ 2．数控机床控制系统组成有哪些，他们的作用各是什么？ 3．数控机床的控制方式有几种，各有什么特点？ 4．数控机床的接口有几类，他们的接口规范是什么？ 第一节数控机床的控制系统 一、数字控制技术简介 1．数字控制技术 数字控制（Numerical Control）技术，简称数控技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行自动控制的一种方法。 数控技术不仅用于机床的控制，而且还用于其它设备的控制，产生了诸如数控绘图机、数控测量机等数控设备。 2．数控系统和数控机床 用数字控制技术实现自动控制的系统称为数控系统。数控系统中的控制信息是数字量，其硬件基础是数字逻辑电路。 最初数控系统是由数字逻辑电路构成的，所以也成为硬件数控系统。 现代数控系统采用存储程序的专用计算机或通用计算机来实现部分或全部基本数控功能，所以成为计算机数控系统（Comouter Numerical Control），简称CNC系统。计算机数控系统是在硬件和软件共同作用下完成数控任务的，具有真正的“柔性”。 数控系统对机床的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。 顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开关、工作台的极限位置等一类开关量的控制。 数字控制是指机床进给运动的控制，用于实现对工作台或刀架的位移、速度这一类数字量的控制。 数控系统与机床的有机结合称为数控机床，如数控车床、数控铣床、数控加工中心等。 数控机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电力拖动、自动控制、检测等技术为一体的自动化设备。 二、数控机床控制系统的组成
机床电气控制技术复习题 一、填空题： 1、电气控制系统中常设的保护环节有过载保护、短路保护、零 压保护、欠压保护、和弱磁保护。 2、PLC内部等效输入继电器有输入、输出、时间、计数和辅助继电器。 3、交流异步电动机常用调速方法有改变定子绕阻极对P 、改变转差率S 和改变电源频率f 。 4、电磁接触器主要由触头、线圈、铁芯和灭弧装置这几部分组成。 5、继电器种类很多，根据其反映信号的种类分为电流继电器、电压继电器、热继电器、压 力继电器和速度继电器等。 6、关于变频调速系统改变定子供电电源的频率，从而改变同步转速，来实现的调速。 7、关于单闭环无静差调速系统叙述单闭环无静差调速系统采用比例积分调节器。 8、生产机械对调速系统要求的静态技术指标主要有静差度、调速范围、调速的平滑性。 9、关于交流电动机调速方法正确的是变频调速。 10、交流接触器铁心上安装短路环是为了消除振动和噪音。 二、简答题： 1、说明转速负反馈系统出现“静差”的原因，并提出解决的方法？ 答：因为转速负反馈系统是根据给定量与反馈量之间的误差来改变整流输出电压，以 维持转速近似不变的，没有误差就不可能调节。解决的方法是采用比例积分调节器（PI）调 节器. 2、举例说明互锁（联锁）在继电器控制线路中的作用。 答：(1)两接触器的动断辅助触点互相串联在对方的控制回路中，以保证任何时候只 有一个控制回路接通的控制方式，称为互锁控制。(2)譬如在电动机正、反转控制线路中， 为避免正、反转接触器同时接通而导致短路，就应该采用互锁控制。 3、为什么说中间继电器有记忆功能？举例说明中间继电器在机床电气控制线路中的使用？ 答：中间继电器主要在电路中起信号传递和转换的作用。用它可以实现多路控制，并 可将小功率的控制信号转换为大容量的触点动作。如加中间继电器可实现在任意位置停车的 控制线路中应用。 4、什么是反接制动？试说明速度继电器在反接制动中应用？ 答：电动机运行中突然将电源反接，从而使电动机快速停转的制动方式称为反接制动。反接制动中使用速度继电器可以实现准确停止，避免出现电动机反转的情况。 5、在电动机正反转控制线路中，为什么使用互锁？怎样使用双重联锁？ （1）譬如在电动机正、反转控制线路中，为避免正、反转接触器同时接通而导致短路，就 应该采用互锁控制。 （2）两接触器的动断辅助触点与控制按钮动断触点互相串联在对方的控制回路中，以保证 任何时候只有一个控制回路接通的控制方式，称为双重互锁。 机床电气控制技术复习题 1、三相交流电动机起动方式有哪几种？
攀枝花学院 电工电子实验中心机床电气及PLC控制实验报告册 实验课程 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 年月日
实验报告须知 实验的最后一个环节是实验总结与报告，即对实验数据进行整理，绘制波形和图表，分析实验现象，撰写实验报告。每次实验，都要独立完成实验报告。撰写实验报告应持严肃认真、实事求是的科学态度。实验结果与理论有较大出入时，不得随意修改实验数据结果，不得用凑数据的方法来向理论靠拢，而要重新进行一次实验，找出引起较大误差的原因，同时用理论知识来解释这种现象。并作如下具体要求： 1. 认真完成实验报告，报告要用攀枝花学院标准实验报告册，作图要用坐标纸。 2. 报告中的电路图、表格必须用直尺画。绘制电路图要工整、选取合适比例，元件参数标 注要准确、完整。 3. 应在理解的基础上简单扼要的书写实验原理，不提倡大段抄书。 4. 计算要有计算步骤、解题过程，要代具体数据进行计算，不能只写得数。 5. 绘制的曲线图要和实验数据吻合，坐标系要标明单位，各种特性曲线等要经过实验教师 检查，曲线图必须经剪裁大小合适，粘附在实验报告相应位置上。 6. 应结合具体的实验现象和问题进行讨论，不提倡纯理论的讨论，更不要从其它参考资料 中大量抄录。 7. 思考题要有自己理解实验原理后较为详尽的语言表述，可以发挥，有的要画图说明， 不能过于简单，不能照抄。 8. 实验报告的分数与报告的篇幅无关。 9. 实验报告页眉上项目如实验时间、实验台号、指导教师、同组学生等不要漏填。
实验成绩单
实验原始记录 指导教师： 年月日
实验时间实验台号 指导教师同组学生 实验二启动控制 一、实验目的 1.掌握定时器程序的设计方法。 2.熟悉经验设计法。 二、实验仪器和设备 计算机（PC）一台；S7-200 PLC一台；PC/PPI编程电缆一根；模拟输入开关一套；启动控制实验模块一块；导线若干。 三、实验原理 绕线式异步电动机串电阻降压起动，通过三步运行。当铵S1键（通电），电动机通过3个连接成一个整体R1、R2、R3，接触器K2、K3和K4分别关断R1、R2、R3。每次关断延时5秒，当接触器全部短路R1、R2、R3，电动机处于正常运转。按动S0（断电）铵键时，控制停止。当热保护过载F2断开，同样通过程序将电机转动关闭。如图1.1所示。 图1.1降压启动控制图
数控机床电气控制作业（一） 1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？ 答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。 行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。 按钮开关的选用原则 ①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。 ②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。 ③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。 2．低压断路器在电路中的作用是什么？P12 3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？P15 4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？ 答：接近开关又称无触点行程开关。与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。 接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。 5．.中间继电器的作用是什么？P21它和交流接触器有何区别？ 答接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。而继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器，中间继电器实质上是电压继电器的一种。 6．电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。 电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 8 ．三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？
机床电气自动控制试题精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
机床电气自动控制考试试卷 A 注意事项 1.请首先按照要求在试卷的标封处填写您的姓名、学号和班级的名称。 2.请仔细阅读名称题目的回答要求，在规格的位置填写您的答案。 3.不要在试卷上乱画，不要在标封区填写无关内容。 4.答卷时限为１００min 一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每空1分，共３４分） 1．热继电器是利用_______________________原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作三相异步电动机的______________。 2. 接触器按其主触头通过电流的种类，可分为____________________和 __________________。 3. 继电接触器控制电路是由各种___________、___________、_________、 __________、__________等元件组成，实现对电力拖动系统的起动、调速、制动、反向等的控制和保护，以满足对生产工艺对电力拖动控制的要求。
4. 速度继电器主要用作________________________________________控制。 5. 机床电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求联接而成，实现对机床的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用和维护，需要将电气元件及其相互联接，用国家规定的_______、_______和图形表示出来。这种图就是电气控制系统图。电气控制系统图一般有三种：___________、______________、 _________________ 。 6. 机床中最常见的降压起动方法有、和自耦变压器（补偿器）降压启动三种。 7. 可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为环境下应用而设计。它用可编程的存储器，用来在内部存储执 行、、、和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计。 8. 机床上常用的电气制动控制线路有两种即 和。 9.ＰＬＣ程序执行可分为三个阶段，分别 是、、。 10、FP1-40E是FP1系列PLC的。（基本单元，扩展单元）。 11. 时间继电器是指_____________________________一种控制电器。