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1、電氣工程實訓(xùn)報告（ 2011級本科） 學(xué) 院：工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級：2011電氣2班 姓 名：張越 學(xué) 號：1127226同組同學(xué)：蔡李良 王輝 時寶順 實訓(xùn)地點：工程學(xué)院實驗樓 325公共實驗樓A313實訓(xùn)時間：2014.6.26-2014.7.9評定成績： 指導(dǎo)教師：吳燕翔、謝嘉2014年 06月目錄一、 三相異步電動機Y-降壓起動控制二、 工作臺自動往返控制三、 PLC控制變頻器多段調(diào)速四、 機床實訓(xùn)部分五、 PID溫度控制、水箱水位控制（選做）六、 總結(jié)、感想電氣工程實訓(xùn)報告一、 三相異步電動機Y-降壓起動控制（一） 繼電接觸器控制1、 操作所需電器元件明細表

2、(1) 計算機（PC）1臺 (2)可編程控制器實驗裝置一臺 (3)PC/PPI編程電纜1根 (4)導(dǎo)線若干 (5)三相異步電動機一臺2、 原理圖電動機的星三角降壓起動控制原理圖3、裝配圖4、接線圖星-三角降壓起動電路PLC接線圖（二） PLC控制1） PLC I/O、 T分配表輸入信號輸出信號停止按鈕I0.0接觸器KM1 （電源）Q0.1啟動按鈕I0.1接觸器KM2 (三角)Q0.2接觸器KM3 （星型）Q0.32） 主電路、PLC I/O接線圖3） 程序（梯形圖）4）（三） 調(diào)試小結(jié) 本實驗過程中，理解實驗原理和編寫程序基本上沒有太大的問題，只有在確定三個定時器定時時間時，稍微做了幾次調(diào)整，

3、使得整個啟動過程更連貫，效果更好。 其實，在整個實驗過程中，實驗器材的連線才是最大的問題。由于連線較復(fù)雜，使得小組中負責(zé)連線的同學(xué)反復(fù)重連了三次才成功。二、 工作臺自動往返控制1、 原理圖 2、 裝配圖3、 接線圖4、 調(diào)試小結(jié) 本實驗的的調(diào)試過程中，我們只遇到了一個問題：按下正轉(zhuǎn)按鈕SB1，電機正轉(zhuǎn)10秒之后，按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機并沒有按預(yù)想的開始反轉(zhuǎn)。檢查電路連線與程序后發(fā)現(xiàn)程序中按鈕的定義有錯I0.1沒有對應(yīng)SB2 。修改程序后，實驗成功。三、 PLC控制變頻器多段調(diào)速1、 控制要求要求電動機每隔10秒 按10、15、35、40、50加速起動，正常運行一段時間，按50、40、35、25、1

4、5、10減速停止2、變頻器的設(shè)置參數(shù)功能設(shè)定值內(nèi)容P0700=1選擇命令源由端子排輸入P0701=16數(shù)字輸入1的功能固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON命令）P0702=16數(shù)字輸入2的功能固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON命令）P0703=16數(shù)字輸入3的功能固定頻率設(shè)定值（直接選擇+ON命令）P1000=3頻率設(shè)定值的選擇固定頻率P1001=10固定頻率1固定頻率1的設(shè)定值P1002=15固定頻率2固定頻率2的設(shè)定值P1003=25固定頻率3固定頻率3的設(shè)定值P1120=1斜坡上升時間電動機從靜止停車加速到最大頻率所需時間P1121=1斜坡下降時間電動機從最大頻率減速到靜止停車所需時間3、PLC程

5、序4、接線圖四、 機床實訓(xùn)部分（一） 繼電接觸器控制1、 機床對電氣控制的要求（1）機床要求有三臺電動機，分別稱為主軸電動機、進給電動機和冷卻泵電動機。（2）由于加工時有順銑和逆銑兩種，所以要求主軸電動機能正反轉(zhuǎn)及在變速時能瞬時沖動一下，以利于齒輪的嚙合，并要求能制動停車和實現(xiàn)兩地控制。 （3）工作臺的三種運動形式六個方向的移動是依靠機械的方法來達到的，對進給電動機要求能正反轉(zhuǎn)，且要求縱向、橫向、垂直三種運動形式相互間應(yīng)有聯(lián)鎖，以確保操作安全。同時要求工作臺進給變速時，電動機也能瞬間沖動、快速進給及兩地控制等要求。（4）冷卻泵電動機只要求正轉(zhuǎn)。（5）進給電動機與主軸電動機需實現(xiàn)兩臺電動機的聯(lián)鎖

6、控制，即主軸工作后才能進給。2、 電氣原理圖3、 原理分析機床電氣控制線路上圖。電氣原理圖是由主電路 、控制電路和照明電路三部分組成。（1） 主電路 有三臺電動機。M1是主軸電動機；M2是進給電動機；M3是冷卻泵電動機。1）主軸電動機M1通過換相開關(guān)SA5與接觸器KM1配合，能進行正反轉(zhuǎn)控制，而與接觸器KM2制動電阻器R及速度繼電器的配合,能實現(xiàn)串電阻瞬時沖動和正反轉(zhuǎn)反接制動控制。2）進給電動機M2能進行正反轉(zhuǎn)控制，通過接觸器KM3、KM4與行程開關(guān)及KM5、牽引電磁鐵YA配合，能實現(xiàn)進給變速時的瞬時沖動、六個方向的常速進給和快速移動控制。3）冷卻泵電動機M3只能正轉(zhuǎn)。4）熔斷器FU1作機床總

7、短路保護，也兼作M1的短路保護；FU2作為M2、M3及控制變壓器TC、照明燈EL的短路保護；熱繼電器FR1、FR2、FR3分別作為M1、M2、M3的過載保護。（二）控制電路 1）主軸電動機的控制（電路見圖2-3）SB1、SB3與SB2、SB4是分別裝在機床兩邊的停止（制動）和啟動按鈕，實現(xiàn)兩地控制，方便操作。KM1是主軸電動機啟動接觸器，KM2是反接制動和主軸變速沖動接觸器。SQ7是與主軸變速手柄聯(lián)動的瞬時動作行程開關(guān)。主軸電動機需啟動時，要先將SA5扳到主軸電動機所需要的旋轉(zhuǎn)方向，然后再按啟動按鈕SB3或SB4來啟動電動機M1。M1啟動后，速度繼電器KS的一副常開觸點閉合，為主軸電動機的停轉(zhuǎn)

8、制動作好準備。停車時，按停止按鈕SB1或SB2切斷KM1電路，接通KM2電路，改變M1的電源相序進行串電阻反接制動。當M1的轉(zhuǎn)速低于120轉(zhuǎn)/分時，速度繼電器KS的一副常開觸點恢復(fù)斷開，切斷KM2電路，M1停轉(zhuǎn)，制動結(jié)束。據(jù)以上分析可寫出主軸電機轉(zhuǎn)動（即按SB3或SB4）時控制線路的通路：12378910KM1線圈O ；主軸停止與反接制動（即按SB1或SB2）時的通路：123456KM2線圈O 主軸電動機變速時的瞬動（沖動）控制，是利用變速手柄與沖動行程開關(guān)SQ7通過機械上聯(lián)動機構(gòu)進行控制的。變速時，先下壓變速手柄，然后拉到前面，當快要落到第二道槽時，轉(zhuǎn)動變速盤，選擇需要的轉(zhuǎn)速。此時凸輪壓下彈

9、簧桿，使沖動行程SQ7的常閉觸點先斷開，切斷KM1線圈的電路，電動機M1斷電；同時SQ7的常開觸點后接通，KM2線圈得電動作，M1被反接制動。當手柄拉到第二道槽時，SQ7不受凸輪控制而復(fù)位，M1停轉(zhuǎn)。圖2-4 主軸變速沖動控制示意圖接著把手柄從第二道槽推回原始位置時，凸輪又瞬時壓動行程開關(guān)SQ7，使M1反向瞬時沖動一下，以利于變速后的齒輪嚙合。 但要注意，不論是開車還是停車時，都應(yīng)以較快的速度把手柄推回原始位置，以免通電時間過長，引起M1轉(zhuǎn)速過高而打壞齒輪。2）工作臺進給電動機的控制，工作臺的縱向、橫向和垂直運動都由進給電動機M2驅(qū)動，接觸器KM3和KM4使M2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，用以改變進給運動方向

10、。它的控制電路采用了與縱向運動機械操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ1、SQ2和橫向及垂直運動機械操作手柄聯(lián)動的行程開關(guān)SQ3、SQ4、組成復(fù)合聯(lián)鎖控制。即在選擇三種運動形式的六個方向移動時，只能進行其中一個方向的移動，以確保操作安全，當這兩個機械操作手柄都在中間位置時，各行程開關(guān)都處于未壓的原始狀態(tài)。由原理圖可知：M2電機在主軸電機M1起動后才能進行工作。在機床接通電源后，將控制圓工作臺的組合開關(guān)SA3扳到斷開，使觸點SA3-1（1718）和SA3-3（1121）閉合，而SA3-2（1921）斷開，然后啟動M1，這時接觸器KM1吸合，使KM1（8-13）閉合，就可進行工作臺的進給控制。工作臺縱向（左

11、右）運動的控制，工作臺的縱向運動是由進給電動機M2驅(qū)動，由縱向操縱手柄來控制。此手柄是復(fù)式的，一個安裝在工作臺底座的頂面中央部位，另一個安裝在工作臺底座的左下方。手柄有三個位置：向左、向右、零位。當手柄扳到向右或向左運動方向時，手柄的聯(lián)動機構(gòu)壓下行程SQ1或SQ2，使接觸器KM3或KM4動作，控制進給電動機M2的正反轉(zhuǎn)。工作臺左右運動的行程，可通過調(diào)整安裝在工作臺兩端的撞鐵位置來實現(xiàn)。當工作臺縱向運動到極限位置時，撞鐵撞動縱向操縱手柄，使它回到零位，M2停轉(zhuǎn)，工作臺停止運動，從而實現(xiàn)了縱向終端保護。工作臺向左運動：在M1啟動后，將縱向操作手柄扳至向左位置，一方面機械接通縱向離合器，同時在電氣上

12、壓下SQ1，使SQ1-2斷，SQ1-1通，而其他控制進給運動的行程開關(guān)都處于原始位置，此時使KM3吸合，M2正轉(zhuǎn)，工作臺向左進給運動。其控制電路的通路為 ：11151617181920KM3線圈O，工作臺向右運動：當縱向操縱手柄扳至向右位置時，機械上仍然接通縱向進給離合器，但卻壓動了行程開關(guān)SQ2，使SQ2-2斷，SQ2-1通，使KM4吸合，M2反轉(zhuǎn)，工作臺向右進給運動，其通路為：11151617182425KM4線圈O 。工作臺垂直（上下）和橫向（前后）運動的控制：工作臺的垂直和橫向運動，由垂直和橫向進給手柄操縱。此手柄也是復(fù)式的，有兩個完全相同的手柄分別裝在工作臺左側(cè)的前、后方。手柄的聯(lián)動

13、機械一方面壓下行程開關(guān)SQ3或SQ4，同時能接通垂直或橫向進給離合器。操縱手柄有五個位置（上、下、前、后、中間），五個位置是聯(lián)鎖的，工作臺的上下和前后的終端保護是利用裝在床身導(dǎo)軌旁與工作臺座上的撞鐵，將操縱十字手柄撞到中間位置，使M2斷電停轉(zhuǎn)。工作臺向前（或者向下）運動的控制：將十字操縱手柄扳至向前（或者向下）位置時，機械上接通橫向進給（或者垂直進給）離合器，同時壓下SQ4，使SQ4-2斷，SQ4-1通，使KM4吸合，M2反轉(zhuǎn)，工作臺向前（或者向下）運動。其通路為：11212217182425KM4線圈O；工作臺向后（或者向上）運動的控制：將十字操縱手柄扳至向后（或者向上）位置時，機械上接通橫

14、向進給（或者垂直進給）離合器，同時壓下SQ3，使SQ3-2斷，SQ3-1通，使KM3吸合，M2正轉(zhuǎn)，工作臺向后（或者向上）運動。其通路為：11212217181920KM3線圈O。進給電動機變速時的瞬動（沖動）控制：變速時，為使齒輪易于嚙合，進給變速與主軸變速一樣，設(shè)有變速沖動環(huán)節(jié)。當需要進行進給變速時，應(yīng)將轉(zhuǎn)速盤的蘑菇形手輪向外拉出并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速盤，把所需進給量的標尺數(shù)字對準箭頭，然后再把蘑菇形手輪用力向外拉到極限位置并隨即推向原位，就在一次操縱手輪的同時，其連桿機構(gòu)二次瞬時壓下行程開關(guān)SQ6，使KM3瞬時吸合，M2作正向瞬動。其通路為：1121221716151920KM3線圈O，由于進給變速

15、瞬時沖動的通電回路要經(jīng)過SQ1-SQ4四個行程開關(guān)的常閉觸點，因此只有當進給運動的操作手柄都在中間（停止）位置時，才能實現(xiàn)進給變速沖動控制，以保證操作時的安全。同時，與主軸變速時沖動控制一樣，電動機的通電時間不能太長，以防止轉(zhuǎn)速過高，在變速時打壞齒輪。工作臺的快速進給控制：為提高勞動生產(chǎn)率，要求銑床在不作銑切加工時，工作臺能快速移動。工作臺快速進給也是由進給電動機M2來驅(qū)動，在縱向、橫向和垂直三種運動形式六個方向上都可以實現(xiàn)快速進給控制。主軸電動機啟動后，將進給操縱手柄扳到所需位置，工作臺按照選定的速度和方向作常速進給移動時，再按下快速進給按鈕SB5（或SB6），使接觸器KM5通電吸合，接通牽

16、引電磁鐵YA，電磁鐵通過杠桿使摩擦離合器合上，減少中間傳動裝置，使工作臺按運動方向作快速進給運動。當松開快速進給按鈕時，電磁鐵YA斷電，摩擦離合器斷開，快速進給運動停止，工作臺仍按原常速進給時的速度繼續(xù)運動。3）圓工作臺運動的控制：銑床如需銑切螺旋槽、弧形槽等曲線時，可在工作臺上安裝圓形工作臺及其傳動機械，圓形工作臺的回轉(zhuǎn)運動也是由進給電動機M2傳動機構(gòu)驅(qū)動的。圓工作臺工作時，應(yīng)先將進給操作手柄都扳到中間（停止）位置，然后將圓工作臺組合開關(guān)SA3扳到圓工作臺接通位置。此時SA3-1斷，SA3-3斷，SA3-2通。準備就緒后，按下主軸啟動按鈕SB3或SB4,則接觸器KM1與KM3相繼吸合。主軸電

17、機M1與進給電機M2相繼啟動并運轉(zhuǎn)，而進給電動機僅以正轉(zhuǎn)方向帶動圓工作臺作定向回轉(zhuǎn)運動。其通路為：1115161722211920KM3線圈O，由上可知，圓工作臺與工作臺進給有互鎖，即當圓工作臺工作時，不允許工作臺在縱向、橫向、垂直方向上有任何運動。若誤操作而扳動進給運動操縱手柄（即壓下SQ1SQ4、SQ6中任一個），M2即停轉(zhuǎn)。4、 故障排除銑床電氣控制線路與機械系統(tǒng)的配合十分密切，其電氣線路的正常工作往往與機械系統(tǒng)的正常工作是分不開的，這就是銑床電氣控制線路的特點。正確判斷是電氣還是機械故障和熟悉機電部分配合情況，是迅速排除電氣故障的關(guān)鍵。這就要求維修電工不僅要熟悉電氣控制線路的工作原理，

18、而且還要熟悉有關(guān)機械系統(tǒng)的工作原理及機床操作方法。下面通過幾個實例來敘述X62W銑床的常見故障及其排除方法。（1）主軸停車時無制動 主軸無制動時要首先檢查按下停止按鈕SB1或SB2后，反接制動接觸器KM2是否吸合，KM2不吸合，則故障原因一定在控制電路部分，檢查時可先操作主軸變速沖動手柄，若有沖動，故障范圍就縮小到速度繼電器和按鈕支路上。若KM2吸合，則故障原因就較復(fù)雜一些，其故障原因之一，是主電路的KM2、R制動支路中，至少有缺相的故障存在；其二是，速度繼電器的常開觸點過早斷開，但在檢查時，只要仔細觀察故障現(xiàn)象，這兩種故障原因是能夠區(qū)別的，前者的故障現(xiàn)象是完全沒有制動作用，而后者則是制動效果

19、不明顯。以上分析可知，主軸停車時無制動的故障原因，較多是由于速度繼電器KS發(fā)生故障引起的。如KS常開觸點不能正常閉合，其原因有推動觸點的膠木擺桿斷裂；KS軸伸端圓銷扭彎、磨損或彈性連接元件損壞；螺絲銷釘松動或打滑等。若KS常開觸點過早斷開，其原因有KS動觸點的反力彈簧調(diào)節(jié)過緊；KS的永久磁鐵轉(zhuǎn)子的磁性衰減等。應(yīng)該說明，機床電氣的故障不是千篇一律的，所以在維修中，不可生搬硬套，而應(yīng)該采用理論與實踐相結(jié)合的靈活處理方法。（2）主軸停車后產(chǎn)生短時反向旋轉(zhuǎn) 這一故障一般是由于速度繼電器KS動觸點彈簧調(diào)整得過松，使觸點分斷過遲引起，只要重新調(diào)整反力彈簧便可消除。（3）按下停止按鈕后主軸電機不停轉(zhuǎn)：產(chǎn)生故

20、障的原因有：接觸器KM1主觸點熔焊；反接制動時兩相運行；SB3或SB4在啟動M1后絕緣被擊穿。這三種故障原因，在故障的現(xiàn)象上是能夠加以區(qū)別的：如按下停止按鈕后，KM1不釋放，則故障可斷定是由熔焊引起；如按下停止按鈕后，接觸器的動作順序正確，即KM1能釋放，KM2能吸合，同時伴有嗡嗡聲或轉(zhuǎn)速過低，則可斷定是制動時主電路有缺相故障存在；若制動時接觸器動作順序正確，電動機也能進行反接制動，但放開停止按鈕后，電動機又再次自啟動，則可斷定故障是由啟動按鈕絕緣擊穿引起。（4）工作臺不能作向下進給運動 由于銑床電氣線路與機械系統(tǒng)的配合密切和工作臺向上進給運動的控制是處于多回路線路之中，因此，不宜采用按步就班

21、地逐步檢查的方法。在檢查時，可先依次進行快速進給、進給變速沖動或圓工作臺向前進給，向左進給及向后進給的控制，來逐步縮小故障的范圍（一般可從中間環(huán)節(jié)的控制開始），然后再逐個檢查故障范圍內(nèi)的元器件、觸點、導(dǎo)線及接點，來查出故障點。在實際檢查時，還必須考慮到由于機械磨損或移位使操縱失靈等因素，若發(fā)現(xiàn)此類故障原因，應(yīng)與機修鉗工互相配合進行修理。下面假設(shè)故障點在圖區(qū)20上行程開關(guān)SQ4-1由于安裝螺釘松動而移動位置，造成操縱手柄雖然到位，但觸點SQ4-1（1824）仍不能閉合，在檢查時，若進行進給變速沖動控制正常后，也就說明線路11212217是完好的，再通過向左進給控制正常，又能排除線路1718和24

22、25O存在故障的可能性。這樣就將故障的范圍縮小到18SQ4124的范圍內(nèi)。再經(jīng)過仔細檢查或測量，就能很快找出故障點。（5）工作臺不能作縱向進給運動 應(yīng)先檢查橫向或垂直進給是否正常，如果正常，說明進給電動機M2、主電路、接觸器KM3、KM4及縱向進給相關(guān)的公共支路都正常，此時應(yīng)重點檢查圖區(qū)19上的行程開關(guān)SQ6（1115）、SQ4-2及SQ3-2，即線號為11151617支路，因為只要三對常閉觸點中有一對不能閉合有一根線頭脫落就會使縱向不能進給。然后再檢查進給變速沖動是否正常，如果也正常，則故障的范圍已縮小到在SQ6（1115）及SQ1-1、SQ2-1上，但一般SQ1-1、SQ2-1兩副常開觸點

23、同時發(fā)生故障的可能性甚小，而SQ6（1115）由于進給變速時，常因用力過猛而容易損壞，所以可先檢查SQ6（1115）觸點，直至找到故障點并予以排除。（6）工作臺各個方向都不能進給 可先進行進給變速沖動或圓工作臺控制，如果正常，則故障可能在開關(guān)SA3-1及引接線17、18號上，若進給變速也不能工作，要注意接觸器KM3是否吸合，如果KM3不能吸合，則故障可能發(fā)生在控制電路的電源部分，即1115161820號線路及0號線上，若KM3能吸合，則應(yīng)著重檢查主電路，包括電動機的接線及繞組是否存在故障。（7）工作臺不能快速進給 常見的故障原因是牽引電磁鐵電路不通，多數(shù)是由線頭脫落、線圈損壞或機械卡死引起。如

24、果按下SB5或SB6后接觸器KM5不吸合，則故障在控制電路部分，若KM5能吸合，且牽引電磁鐵YA也吸合正常，則故障大多是由于杠桿卡死或離合器摩擦片間隙調(diào)整不當引起，應(yīng)與機修鉗工配合進行修理。需強調(diào)的是在檢查中11151617支路和11212217支路時，一定要把SA3開關(guān)扳到中間空檔位置，否則，由于這兩條支路是并聯(lián)的，將檢查不出故障點。（二） PLC控制1） PLC I/O 、T分配表輸入輸出I0.0SA4Q0.0ELI0.1SA3Q0.1KM6I0.2SQTQ0.2KM3I0.3SQ1Q0.3KM1I0.4KS_1Q0.4KM8I0.5SB2Q0.5KM4I0.6KS_2I0.7SQ1I1.1SB3I1.2SB4I1.3SQ14I1.4SQ4_3I1.5SQ1_2I1.6SA3_1I1.7SQ1_1I2.0SA8_8I2.1SA3_2I2.2SQ1_3I2.3SQ1_2I2.4SB8I2.5SB6I2.6SQ6_1I2.7SQ2_1I3.0SQ4_12） 主電路、PLC I/O接線圖3） 程序五、 PID溫度控制、水箱水位控制（選做）六、 總結(jié)、感想