实际电路之一：工作台自动往返控制电路优化

6.4.1.1　电路原理与应用

三相异步交流电动机拖动工作台往返控制，是要求导轨上的工作台，在规定的行程范围内，能根据控制要求自动往返运动，即当工作台运行到某一固定位置时，不需要人工手动操作按钮，就能使得工作台自动返回。工作台自动往返控制电路在工业生产类机械设备的零件加工、货物运输等控制要求中经常会用到。其优点是简化操作，提高生产效率，降低人的劳动强度。

在工作台运行导轨上，行程开关的布置，如图6.14所示。在工作台自动往返控制电路中，由四个行程开关（SQ01～SQ04）来实现控制与保护功能，其中行程开关SQ01、SQ02固定安装在导轨上，用来标识工作台往返运动的左右两个返回位置点，起到工作台往返控制作用；而行程开关SQ03、SQ04也固定安装在导轨上，用来标识工作台运动的左右两个极限位置点，用作工作台运动超程时的终端安全保护作用。

图6.14　电气原理图

工作台自动往返控制电路的工作流程：

当按下【向右起动】按钮SB01（线号5-6）时，电动机M 正转，即工作台向右（前进）；当工作台的挡块碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，电动机M 反转，即工作台自动向左（后退）；当工作台的挡块碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，电动机M 又正转，即工作台重新向右（前进）；当下一次，工作台的挡块又碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，工作台重新又向左（后退）；当下一次，工作台的挡块又碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，工作台再次向右（前进），……工作台就是如此的自动循环往返工作，一直到按下【停止】按钮SB03（线号2-3）时，工作台停止运动。

当按下【向左起动】按钮SB02（线号5-9）时，电动机M 反转，即工作台向左（后退）；当工作台的挡块碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，电动机M 正转，即工作台自动向右（前进）；当工作台的挡块碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，电动机M 反转，即工作台自动向左（后退）；当下一次，工作台的挡块又碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，工作台重新向右（前进）；当下一次，工作台的挡块又碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，工作台重新又向左（返回），……如此自动循环往返工作，一直到按下【停止】按钮SB03（线号2-3）时，工作台停止运动。

当工作台在往返运动过程中，由于故障引起行程开关SQ01、SQ02失灵时，工作台就会继续向右（前进）或向左（后退）到极限位置。这时工作台的挡块就会碰到【右极限】行程开关SQ03（线号3-4）、或【左极限】行程开关SQ04（线号4-5），从而切断整个控制线路的电源，使得电动机M 停转，工作台停留在极限位置，而不会因为超程而引发事故。

其电路的工作原理，如图6.14所示：

按下【向右起动】按钮SB01（线号5-6），接触器KM1的线圈KM1（线号8-12）得电吸合；接触器KM1并联在【向右起动】按钮SB01右边的常开辅助触点KM1（线号5-6）闭合，起到对接触器KM1的得电自锁作用；接触器KM1串联在接触器KM2的控制回路中的常闭辅助触点KM1（线号10-11）断开，起到对接触器KM2失电状态的锁定作用；与此同时，在主电路中，接触器KM1的主触点KM1闭合，电动机M 正转，即工作台向右（前进）。

当工作台的挡块碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，行程开关SQ01的常闭触点SQ01（线号6-7）先断开，常开触点SQ01（线号5-9）后闭合；当行程开关SQ01串联在接触器KM1的控制回路中的常闭触点SQ01（线号6-7）断开时，接触器KM1的线圈KM1（线号8-12）失电断开；与此同时，在主电路中，接触器KM1的主触点KM1断开，电动机M 停止正转；当行程开关SQ01并联在接触器KM2的控制回路中的常开触点SQ01（线号5-9）闭合时，接触器KM2的线圈KM2（线号11-12）得电吸合，电动机M 反转，即工作台向左（后退）；接触器KM2并联在【向左起动】按钮SB02右边的常开辅助触点KM2（线号5-9）闭合，将起到对接触器KM2的得电自锁作用；接触器KM2串联在接触器KM1的控制回路中的常闭辅助触点KM2（线号7-8）断开，将起到对接触器KM1失电状态的锁定作用。

当工作台的挡块碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，行程开关SQ02的常闭触点SQ02（线号9-10）先断开，常开触点SQ02（线号5-6）后闭合；当行程开关SQ02串联在接触器KM2的控制回路中的常闭触点SQ02（线号9-10）断开时，接触器KM2的线圈KM2（线号11-12）失电断开；与此同时，在主电路中，接触器KM2的主触点KM2断开，电动机M停止反转；当行程开关SQ02并联在接触器KM1的控制回路中的常开触点SQ02（线号5-6）闭合时，接触器KM1的线圈KM1（线号8-12）得电吸合，电动机M 正转，即工作台向右（前进）；接触器KM1并联在【向右起动】按钮SB01右边的常开辅助触点KM1（线号5-6）闭合，将起到对接触器KM1的得电自锁作用；接触器KM1串联在接触器KM2的控制回路中的常闭辅助触点KM1（线号10-11）断开，将起到对接触器KM2失电状态的锁定作用。

当工作台【右端】行程开关SQ01失灵时，工作台会继续向右运动；这时工作台挡块会碰到【右极限】行程开关SQ03（线号3-4），这样就切断了整个控制电路的供电，所有接触器都复位；电动机M 也停转，工作台停止在【右极限】位置。(www.xing528.com)

当工作台【左端】行程开关SQ02失灵时，工作台会继续向左运动；这时工作台挡块会碰到【左极限】行程开关SQ04（线号4-5），这样就切断了整个控制电路的供电，所有接触器都复位；电动机M 也停转，工作台停止在【左极限】位置。

在工作台循环往复运动时，按下【停止】按钮SB03（线号2-3），工作台可以在【左端】位置（由SQ02的安装位置确定）与【右端】位置（由SQ01的安装位置确定）之间的某一任意位置停止运动。

6.4.1.2　电路的安装与接线

选择工具、连接导线和模块化的电气控制元件，在电气调试与维修实验台（THWC-3 H）上，按照图6.14所示电气原理图进行接线，所需电气元件，如表6.11所示。

表6.11　电路实现所需电气元件明细表

安装时注意电气元件模块在实验台上安装要牢靠，布置合理，布线美观。接线时注意区分电动机主电路（动力电路）、控制电路、接地保护导线（PE），选用不同规格、颜色的导线来完成电路的接线，要求走线横平、竖直、整齐、合理，接点不得松动。

6.4.1.3　电路的检测与调试

检查并确认电气元件在电气调试与维修实验台（THWC-3 H）上安装牢固、接线正确无误；将实验台控制面板上【急停】按钮旋开，并弹起；按下电气维修实验台控制面板上的【起动】按钮，接通三相交流总电源。

然后手动“合”上空气开关QS；当按下【向右起动】按钮SB01（线号5-6）时，电动机M 应该正转，即工作台向右（前进）；当工作台的挡块碰到【右端】行程开关SQ01（线号5-9、6-7）时，电动机M 应该反转，即工作台向左（后退）；当工作台的挡块碰到【左端】行程开关SQ02（线号5-6、9-10）时，电动机M 又应该正转，即工作台向右（前进）；……如此循环往复，直到按下【停止】按钮SB03（线号2-3）。

当行程开关SQ01、SQ02失灵时（调试时，可以用跳过SQ01、SQ02，直接触发SQ03、SQ04来模拟这样的故障情况），工作台继续前进或后退到左右极限位置时，工作台的挡块就会碰到【右极限】行程开关SQ03、或【左极限】行程开关SQ04，此时电动机M 应该停转。

若以上控制功能都可以顺利完成，则按下【停止】按钮SB03（线号2-3），电动机M 应该停转；若工作台自动往返控制电路不能正常工作，应冷静分析并排除故障使电路能正常工作。

6.4.1.4　项目小结

本项目中，同学们应学会三相异步交流电动机拖动工作台自动往返控制电路的工作原理、接线与调试方法，以及在电气调试与维修实验台（THWC-3H）上对应的操作。