機床電氣控制技術(shù)

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十二五”機電類規(guī)劃教材：機床電氣控制技術(shù)（第2版）》從機床電氣自動控制的原理和應(yīng)用出發(fā)，把握典型機床的電氣自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用特點，講解了相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)的原理?！镀胀ǜ叩冉逃笆濉睓C電類規(guī)劃教材：機床電氣控制技術(shù)（第2版）》系統(tǒng)地介紹了常用低壓電器、常用電動機的應(yīng)用基礎(chǔ)、電氣控制的基本控制電路、CNC、各種電動機驅(qū)動器、可編程控制器以及典型機床的電氣與PLC控制等內(nèi)容?！　　镀胀ǜ叩冉逃笆濉睓C電類規(guī)劃教材：機床電氣控制技術(shù)（第2版）》特點：首先，基礎(chǔ)知識講解透徹，介紹了機床電氣控制的基礎(chǔ)知識、基本控制電路及控制系統(tǒng)等；其次，本書以機電控制為主線，系統(tǒng)全面地介紹機床電氣控制的相關(guān)知識，對于學(xué)習(xí)機床電氣控制及其具體應(yīng)用有很大幫助。同時為教學(xué)需要，第11章進行典型的實驗指導(dǎo)，便于教師教學(xué)與學(xué)生實踐。　　本書既可作為各類高等學(xué)校工業(yè)自動化、電氣工程及自動化、機電一體化的專業(yè)教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考使用，也是廣大電工和技術(shù)人員的自學(xué)用書。

書籍目錄

第1章 緒論 1.1 機床電氣自動控制系統(tǒng)的作用及發(fā)展趨勢 1.1.1 機床電氣自動控制系統(tǒng)的作用 1.1.2 機床電氣自動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 1.2 機床電氣自動控制系統(tǒng) 1.2.1 電氣控制系統(tǒng)的組成 1.2.2 機床電力拖動自動控制系統(tǒng) 1.3 課程內(nèi)容要求 1.4 思考與練習(xí) 第2章 機床常用低壓電器 2.1 低壓電器的基本知識 2.1.1 低壓電器的分類 2.1.2 常用低壓電器 2.1.3 常用低壓電器的發(fā)展 2.2 低壓電器的基本結(jié)構(gòu) 2.2.1 電磁機構(gòu) 2.2.2 觸點系統(tǒng) 2.2.3 滅弧系統(tǒng) 2.3 熔斷器 2.3.1 熔斷器的結(jié)構(gòu)和分類 2.3.2 熔斷器的主要參數(shù) 2.3.3 熔斷器的類型選擇 2.3.4 快速熔斷器 2.4 低壓隔離器 2.4.1 低壓刀開關(guān) 2.4.2 熔斷式刀開關(guān) 2.4.3 組合開關(guān) 2.5 主令電器 2.5.1 控制按鈕 2.5.2 行程開關(guān) 2.5.3 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 2.5.4 主令控制器 2.6 接觸器 2.6.1 接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.6.2 接觸器的主要技術(shù)參數(shù) 2.6.3 常用接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 2.6.4 接觸器選用原則 2.7 繼電器 2.7.1 電磁式繼電器 2.7.2 時間繼電器 2.7.3 熱繼電器 2.7.4 速度繼電器 2.8 低壓斷路器 2.8.1 低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.8.2 低壓斷路器的常用類別 2.8.3 低壓斷路器的主要參數(shù)和技術(shù)數(shù)據(jù) 2.8.4 低壓斷路器的控制特性 2.8.5 低壓斷路器的選擇及使用注意事項 2.9 主要電氣元件故障診斷與維修 2.9.1 電磁式電器共性故障診斷與維護 2.9.2 常見電器故障診斷與維修 2.10 本章小結(jié) 2.11 思考與練習(xí) 第3章 常用電動機應(yīng)用基礎(chǔ) 3.1 直流電動機應(yīng)用基礎(chǔ) 3.1.1 直流電動機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 3.1.2 直流電動機的基本方程 3.1.3 直流電動機的機械特性 3.1.4 直流電動機的電氣控制原理 3.2 異步電動機應(yīng)用基礎(chǔ) 3.2.1 異步電動機的結(jié)構(gòu)、類型及工作原理 3.2.2 三相異步電動機的機械特性 3.2.3 異步電動機的啟動、調(diào)速及制動控制 3.3 步進電動機 3.3.1 步進電動機的工作原理 3.3.2 步進電動機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語 3.3.3 步進電動機的應(yīng)用 3.4 伺服電動機 3.4.1 直流伺服電動機 3.4.2 交流伺服電動機 3.5 本章小結(jié) 3.6 思考與練習(xí) 第4章 基本電氣控制電路 4.1 控制電路的圖形、文字符號及繪圖原則 4.1.1 常用電器的圖形符號和文字符號 4.1.2 電氣控制線路原理圖的繪圖規(guī)則 4.1.3 電氣控制圖的分類 4.1.4 電氣圖閱讀的基本方法 4.2 典型基本控制電路 4.2.1 點動與連續(xù)控制電路 4.2.2 正／反轉(zhuǎn)控制電路 4.2.3 位置控制 4.2.4 其他控制電路 4.3 直流電動機的基本控制電路 4.3.1 直流電動機的勵磁方式 4.3.2 他勵直流電動機的啟動控制 4.3.3 直流電動機的調(diào)速控制 4.3.4 他勵直流電動機正／反轉(zhuǎn)控制電路 4.3.5 直流電動機的制動控制 4.3.6 直流電動機的保護 4.4.三相交流異步電動機基本控制電路 4.4.1 三相鼠籠式電動機的啟動控制 4.4.2 三相繞線式異步電動機降壓啟動控制 4.4.3 三相異步電動機的正／反轉(zhuǎn)控制 4.4.4 三相異步電動機的制動控制 4.4.5 交流電動機多地及順序控制 4.5 本章小結(jié) 4.6 思考與練習(xí) 第5章 計算機數(shù)控（cnc）系統(tǒng) 5.1 概述 5.1.1 數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 5.1.2 cnc系統(tǒng)的基本功能 5.2 數(shù)控系統(tǒng)的硬件 5.2.1 cnc系統(tǒng)的硬件組成 5.2.2 cnc系統(tǒng)各組成部分工作原理 5.3 數(shù)控系統(tǒng)的軟件 5.3.1 cnc系統(tǒng)的軟件功能 5.3.2 cnc系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn) 5.3.3 cnc系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 5.4 本章小結(jié) 5.5 思考與練習(xí) 第6章 數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng) 6.1 概述 6.1.1 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)概述 6.1.2 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類 6.2 步進電動機的驅(qū)動控制 6.3 直流伺服電動機的驅(qū)動控制 6.4 交流伺服電動機的驅(qū)動控制 6.4.1 交流伺服系統(tǒng)簡介 6.4.2 spwm變頻控制器 6.4.3 交流伺服驅(qū)動器的信號連接 6.5 數(shù)控機床檢測裝置 6.5.1 光柵傳感器 6.5.2 脈沖編碼器 6.5.3 感應(yīng)同步器 6.6 本章小結(jié) 6.7 思考與練習(xí) 第7章 數(shù)控機床主軸驅(qū)動及控制 7.1 概述 7.1.1 數(shù)控機床對主軸系統(tǒng)的要求 7.1.2 主軸系統(tǒng)的分類 7.2 主軸驅(qū)動器的工作原理 7.3 主軸分段無級調(diào)速及控制 7.3.1 概述 7.3.2 自動換擋的控制 7.3.3 齒輪自動換擋的操縱機構(gòu) 7.4 主軸準停控制 7.4.1 概述 7.4.2 機械準?？刂?7.4.3 電氣準?？刂?7.5 主軸驅(qū)動器與cnc的連接 7.6 本章小結(jié) 7.7 思考與練習(xí) 第8章 可編程控制器及其應(yīng)用 8.1 plc的概述 8.1.1 plc的定義 8.1.2 plc的產(chǎn)生和發(fā)展 8.1.3 plc的特點和應(yīng)用 8.1.4 plc的分類 8.2 plc的組成及工作原理 8.2.1 plc的基本組成 8.2.2 plc的工作原理 8.3 plc的指令系統(tǒng) 8.3.1 plc的編程語言 8.3.2 plc的基本指令 8.3.3 plc的功能指令 8.3.4 邏輯運算指令 8.3.5 傳送指令 8.3.6 移位和循環(huán)移位指令 8.3.7 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 8.3.8 編碼和譯碼指令 8.4 plc的程序設(shè)計 8.4.1 軟件設(shè)計概述 8.4.2 梯形圖和語句表編程簡介 8.4.3 plc應(yīng)用程序編制舉例 8.5 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置plc 8.5.1 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置plc概述 8.5.2 fanuc數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)置plc 8.5.3 西門子cnc的內(nèi)置plc 8.6 本章小結(jié) 8.7 思考與練習(xí) …… 第9章 典型機床電氣控制 第10章 機床電氣與plc控制系統(tǒng)設(shè)計 第11章 機床電氣與plc控制的實踐環(huán)節(jié) 附錄a 常用電器圖形符號 附錄b 常用電器文字符號 附錄c 《機床電氣控制技術(shù)》專業(yè)詞匯中英文對照 參考文獻 

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   3）近期的PLC（20世紀80年代中后期至今） 進入20世紀80年代中后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 8.1.3 PLC的特點和應(yīng)用 1.PLC的主要特點 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同，PLC由于具備以下特點，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程技術(shù)人員的歡迎。 1）高可靠性 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)節(jié)點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。主要有以下幾方面特點： （1）所有的I／O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離； （2）各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10～20 ms； （3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾； （4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源； （5）對采用的器件進行嚴格的篩選； （6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴大； （7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三個CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進一步提高。 2）豐富的I／O接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號如交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強電或弱電等，有相應(yīng)的I／O模塊與工業(yè)現(xiàn)場器件或設(shè)備如按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人／機對話的接口模塊；另外為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通信聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等。 3）采用模塊化結(jié)構(gòu) 除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個部件，包括CPU、電源、I／O接口等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各個模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 4）編程簡單易學(xué) PLC的編程大多采用類似于繼電器一接觸器控制線路的梯形圖形式，不需要具備計算機的專門知識，因此，很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 5）安裝簡單、維修方便 PLC可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I／O口端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此，一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 6）體積小、質(zhì)量輕、能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種其底部尺寸小于100 mm，質(zhì)量小于150 g，功耗僅為數(shù)瓦。由于體積小，很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 2.PLC的主要功能 隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已能完成以下控制功能。 （1）條件控制功能：條件控制（又稱為邏輯控制或順序控制）功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接，進行開關(guān)控制。 （2）定時、計數(shù)控制功能：定時、計數(shù)控制功能是指用PLC提供的定時器、計數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或計數(shù)控制，以取代時間繼電器和計數(shù)繼電器。 （3）步進控制功能：步進控制功能是指用步進指令來實現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進控制器。 （4）數(shù)據(jù)處理功能：數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算與邏輯運算，以及編碼和譯碼等操作。 （5）A／D與D／A轉(zhuǎn)換功能：A／D與D／A轉(zhuǎn)換功能是指通過A／D、D／A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。 （6）運動控制功能：運動控制功能是指通過高速計數(shù)模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸運動控制。 （7）過程控制功能：過程控制功能是指通過PLC的PID控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。 （8）擴展功能：擴展功能是指通過連接輸入／輸出擴展單元（即I／O擴展單元）模塊來增加輸入／輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高PLC的控制能力。 （9）遠程I／O功能：遠程I／O功能是指通過遠程I／O單元將分散在遠距離的各種輸入／輸出設(shè)備與PLC主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。

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