1、一計算機持續信號、脈沖信號控制強電原理、測試與故障維修M3U V W KM2KM1FUQSFRD0 D1 D2 引腳8是+24V的地，也是計算機口地址的地，即D0、D1 的地 J1 ULN2003 +24V 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 J2 圖2-1 計算機持續信號控制強電方案（a）主電路圖 （b）控制電路 （c）計算機接口電路ab（a）（b）（c）FR J2 J1 KM1 KM2 J1 J2 0110VJ3 （1）如圖2-1所示為主電路、控制電路和計算機接口電路圖，計算機向D1、D2引腳發出低電平，再向D0引腳發出高電平，則直流繼電器線圈J1

2、帶電，J2、J3不帶電，常開觸點J2、J3斷開，J1閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，其常開觸點閉合，電機M正轉。（2）計算機向D0、D2引腳發出低電平，再向D1引腳發出高電平，則直流繼電器線圈J1和J3不帶電，常開觸點J1斷開，而線圈J2帶電，常開觸點J2閉合，交流接觸器KM2線圈帶電，其常開觸點閉合，電機M反轉。（3）計算機向D0、D1發出低電平，向D2發出高電平，則直流繼電器線圈J1、J2不帶電，J3帶電，常開觸點J1、J2均斷開，交流接觸器KM1和KM2線圈均不帶電，其常開觸點斷開，電機M停轉。 持續信號控制若僅僅為了控制電機通斷電，J3就沒有必要接，若還有其他互鎖等控制，就接上J3,數

3、控系統設計上充分為用戶提供多功能需求。按上述三種情況計算機向D0、D1發出信號后，一直保持不變才能保證電機運行狀態不變，即叫持續信號控制方案。數控機床上計算機用持續信號控制主軸電機正轉指令M03、反轉指令M04、停轉指令M05，其原理就是如圖2-1所述的原理。二. 計算機脈沖信號控制強電方案（1）主電路如圖2-1（a），控制電路和計算機接口電路如圖2-2(a)(b)所示，計算機向D1、D2引腳發出低電平后，向D0引腳發出高電平，則直流繼電器線圈J2、J3不帶電，而J1帶電，常開觸點J1閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，其輔助常開觸點自鎖，主觸點KM1閉合，電機M正轉，這時再向D0位發出低電平，芯

4、片和J1均不帶電，但因自鎖電機一直正轉。（2）計算機向D0、D1位發出低電平，再向D2位發出高電平，則直流繼電器線圈J1、J2不帶電，而J3帶電，常閉觸點J3斷開，交流接觸器KM1、KM2線圈不帶電，電機M停轉。（3）計算機向D2、D0發出低電平，向D1位發出高電平，常閉觸點J3和常開觸點J2閉合，交流接觸器KM2線圈帶電，輔助常開觸點KM2自鎖，電機M反轉，計算機再向D2位發出低電平，芯片和線圈J2均失電，但因自鎖電機一直反轉。J1和J2互鎖，控制程序又互鎖，按上述三種情況計算機向D0、D1、D2位發出高電平后，電機運轉又發低電平并且時間很短，電機運行狀態不變，即叫脈沖信號控制方案。圖2-2

5、 計算機脈沖信號控制強電方案FR J1 KM1 J2 KM2 J1 J2 KM1 KM2 J3 D0 D1 D2 引腳8是+24V的地，也是計算機口地址的地，即D0、D1 的地 ULN2003 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 J1 +24V J2 J3 0110V（a） (b) 三. 采用過零型固態繼電器、交流接觸器的計算機控制強電原理與故障維修圖2-3 固態繼電器輸入332V直流電壓，輸出接通380V交流電壓SSR2 SSR1KM1 KM2 KM1 KM2 D0D1+5VSSR21SSR12（a） （b）圖2-4 采用固態繼電器、交流接觸器的計算

6、機控制強電原理(a) 控制路原理圖 (b) 計算機接口電路原理圖0110V交流電FR如圖2-4所示，固態繼電器輸入端接入0V，輸出端就斷開；輸入端接入332V直流電壓，輸出端就導通可以接通高達380V的交流電壓，輸入端接入332V由計算機控制實現，即實現了計算機控制強電，主電路如圖2-1（a）,控制電路和計算機接口電路原理如圖2-4所示，工作原理如下：計算機向D1位發出高電平，向D0位發出低電平，固態繼電器SSR1的輸出端導通，交流接觸器線圈KM1帶電，主觸點KM1閉合，電機正轉；計算機向D0位發出高電平，向D1位發出低電平，固態繼電器SSR2輸出端導通，交流接觸器線圈KM2帶電，主觸點KM2

7、閉合，電機反轉；計算機向D1、D0位都發出高電平，固態繼電器SSR1、SSR2輸出端都不導通，交流接觸器線圈KM1、KM2不帶電，電機停轉。四固態繼電器的計算機控制強電的原理與故障維修圖2-5 基于固態繼電器的計算機控制強電原理(a)主電路原理圖 (b)控制電路原理圖M3U V W FUQSFRSSR0SSR1SSR2SSR3SSR4SSR5+5VD0D1SSR1SSR0D2SSR21D3D4SSR4SSR3D5SSR5（a）（b）J1M3U V W J2FUQSFRD0 D1 引腳8是+24V的地，也是計算機口地址的地，即D0、D1 的地 J1 ULN2003 +24V 1 2 3 4 5

8、6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 J2 圖2-6 基于直流繼電器的計算機控制強電原理(a)主電路原理圖 (b)控制電路原理圖（a）（b）如圖2-5所示，對小功率電動機，可以直接用固態繼電器輸出端接通三相交流電實現對電機的控制。計算機向D0、D1、D2位發出高電平，再向D3、D4、D5位發出低電平，則固態繼電器輸出端SSR0、SSR1、SSR2不導通，SSR3、SSR4、SSR5導通電機正轉；計算機向D3、D4、D5位發出高電平，再向D0、D1、D2位發出低電平，則固態繼電器輸出端SSR3、SSR4、SSR5不導通，SSR0、SSR1、SSR2導通電機反轉；計算機向D0、

9、D1、D2、D3、D4、D5位發出高電平，則固態繼電器輸出端SSR0、SSR1、SSR2、SSR3、SSR4、SSR5都不導通，電機停轉。五. 基于光電隔離器、直流繼電器的計算機控制強電原理與故障維修對小功率三相交流電機，可以用圖2-6所示的用直流繼電器的常開觸點控制電機的方案，計算機向D1位發低電平后，再向D0發出高電平，則直流繼電器線圈J2不帶電，J1帶電，直流繼電器的常開觸點J1閉合，電機M正轉。計算機向D0發出低電平，向D1位發出高電平，常開觸點J2閉合，電機一直反轉。計算機向D0、D1位發出低電平，則直流繼電器線圈J1、J2不帶電，電機M停轉。六 傳感器控制強電圖2-7 光電式傳感器

10、控制220V燈，有物體靠近燈亮，沒物體靠近燈滅光電式傳感器1. 光電式傳感器控制強電圖2-72. 霍爾傳感器控制強電圖2-8J123220V JNS220V 圖2-8 開關型霍耳傳感器控制220V燈泡現場實驗照片(a)控制電路圖 (b)主電路圖 (c)現場實驗 1-直流繼電器 2-燈泡 3-直流電源 4-磁鐵N極靠近霍爾傳感器有數字的一面 (d)磁鐵 (d)（a） (b) (c) (d)1234D0D0的地SL圖2-9 行程開關信號讀入計算機七 傳感器信號讀入計算機1. 行程開關信號讀入計算機見圖2-9如圖2-9所示，D0為計算機并行輸入卡（芯片）的數據位，SL斷開和閉合時，D0位狀態在TTL

11、電平的0、+5V變化，計算機CPU通過程序即可分辨出SL的狀態。2. 光電式傳感器信號采用分壓法讀入計算機見圖2-10棕色 12V蘭色 12的地黑色D0R1 R2 圖2-10 G18-3A10NA型光電式接近開關信號讀入計算機分壓法接口電路圖圖2-11 G18-3A10NA型光電式接近開關信號讀入CPU光電隔離法接口電路圖棕色 12V蘭色 12的地黑色R11000歐 R2100千歐+5VD0D0123R1 R2 地圖2-12 G18-3A10NA型光電式接近開關信號讀入計算機分壓法接口電路圖123+12VR1 圖2-13 A44E910型霍耳傳感器信號讀入CPU光電隔離法接口電路D0 R2 =

12、 47千歐+5VTLP521如圖2-10所示，將負載設置為兩個電阻R1=1.4K、R2=2K，有物體靠近傳感器時，R1電壓5V、R2電壓7V,當沒有物體靠近傳感器時，R1、R2電壓均為0V。3. 光電式傳感器信號采用光電隔離法讀入計算機見圖2-11如圖2-11為用TLP521光電隔離器做接口電路的G18-3A10NA型光電式接近開關信號讀入CPU接口電路圖，其他同分壓法完全一樣。4. 霍爾傳感器信號采用分壓法和光電隔離法讀入計算機見圖2-12、圖2-13八普通車床的手動控制主軸和冷卻改為數控車床脈沖信號控制兩電機的思路 用前述講的ULN2003,ULN2803元件的計算機控制原理，把手動控制的

13、按鈕的常開觸點改為計算機控制的直流繼電器的常開觸點；把手動控制的按鈕的常閉觸點改為計算機控制的直流繼電器的常閉觸點；就完成了手動控制改為計算機控制了，即數控化改造。關于普通機床數控改造動力伺服系統設計改造思路圖2-15(d)主軸電機主控電路圖2-15(e)冷卻電機主控電路如圖2-14所示，買來的數控系統都留出了動力伺服系統接口，說明M03主軸正轉，M04主軸反轉，M05主軸停轉，也說明直流電壓是24伏，采用持續信號控制方案，則與發稿的持續信號控制方案完全一樣：把24伏直流繼電器線圈K1接在M03與7號引腳之間；把24伏直流繼電器線圈K2接在M04與7號引腳之間，其他直流繼電器常開觸點、交流接觸

14、器線圈、交流接觸器主觸點、電機等等接法與發稿對應圖完全一樣，就完成了主軸動力伺服系統的數控改造了。數控系統執行M03主軸正轉；執行M04主軸反轉，執行M05主軸就停轉。直流電源、光電隔離等等數控系統全部有了。圖2-14圖2-15（a）數控系統接口電路圖2-15（b）主電機控制電路圖2-15（c）冷卻電機控制電路 11九 數控車床帶功能區圖區的電氣控制原理圖案例圖2-19 主軸電機和冷卻電機等部分主電路控制原理圖380V總開關主軸三相交流電機主軸三相交流電機制動器冷卻水泵電機數控系統X步進電機Z步進電機散熱風扇110V交流電源工作燈12345678910111213220V至驅動器A B CM2

15、QF1KM4FR2F2M1L1L2L3PEKM1KM2FR1F1QFJ1J2J3M1 M2 VPE L1 L2 B1B2C+24VKM3ZD-15DD-200T數控系統QF7T1 QF2D306N驅動器Z步進電機D306N驅動器X步進電機輸出110V至圖2-34四個交流接 觸器線圈220V冷卻風扇SQF5QF6QF4 K24V至照明燈QF3T2 A B C圖2-20 數控系統接口與控制電路圖(a) 來自圖2-26的數控系統主軸及潤滑控制接口電路 (b) 控制電路圖來自圖2-33變壓器T2輸出的交流110V主軸電機正反轉控制主軸電機制動控制冷卻電機正轉及其制動數控系統直流24V數控系統控制主軸電機正轉反轉數控系統控制主軸電機制動數控系統控制冷卻電機制動14151617181920212322(a)J1+24V M03 M04 M05 M08J2J3J4(b)KM1KM2KM3KM4FR1J3J1KM2J2KM1FR1J4B1