電氣控制實(shí)習(xí)報告

電氣控制實(shí)習(xí)報告

一、實(shí)習(xí)目的：

培養(yǎng)學(xué)生掌握本專業(yè)所必須的基本技能和專業(yè)知識，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生熟悉并掌握各種常用低壓電器設(shè)備的構(gòu)造、工作原理及使用方法，初步掌握電氣控制的原理、連接規(guī)則、故障排除法，學(xué)習(xí)常用機(jī)床的電氣控制的線路結(jié)構(gòu)、工作原理、故障分析和排除方法。通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生熱愛專業(yè)、熱愛勞動、吃苦耐勞、刻苦鉆研的精神。二、搖臂鉆床的加工工藝：

搖臂鉆床的搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，它與立式鉆床的區(qū)別是主軸可方便地在水平面上調(diào)整位置，使刀具對準(zhǔn)被加工孔軸心，而工件則固定不動。因此，對于加工大而重的工件上的孔帶來很大的方便。搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)和升降，主軸箱在搖臂上作水平移動。外立柱用于安裝搖臂，可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)，內(nèi)立柱固定在底座上。外立住有圓形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌等形式。有標(biāo)準(zhǔn)型、加強(qiáng)型、輕型等結(jié)構(gòu)，搖臂鉆床適用于各種零件上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋等加工，在有工藝裝備的條件下也可鏜孔。三、各電氣控制環(huán)節(jié)介紹：

1、冷卻泵電動機(jī)：直接由刀開關(guān)QS2控制，與三相電相接。

2、主軸電動機(jī)：由按鈕開關(guān)SB1和SB2控制其停止和啟動，當(dāng)按下SB2，

KM1線圈得電，此時，KM1主觸點(diǎn)閉合，兩個KM1常開輔助觸點(diǎn)也閉合，如此，指示燈HL3得電發(fā)光，表明主軸電動機(jī)正在工作，與SB2并聯(lián)的KM1閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，即使放開SB2,主軸電動機(jī)仍然運(yùn)行，只有當(dāng)按下

SB1時，電機(jī)才停下。FR1是熱繼電器，對主軸電動機(jī)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)作用。3、搖臂電動機(jī)和液壓泵電動機(jī)：搖臂電動機(jī)要實(shí)現(xiàn)上升下降，液壓泵電動

機(jī)要實(shí)現(xiàn)搖臂的放松和夾緊，因此都要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。當(dāng)按下SB3時，時間繼電器得電，常開觸點(diǎn)KT閉合，KT斷電延時斷開閉合，KT延時閉合斷開，則KM4線圈導(dǎo)通，液壓泵電動機(jī)開始放松，當(dāng)放松到一定程度，行程開關(guān)SQ2常開閉合長閉斷開，同時，SQ3閉合，故KM3導(dǎo)通，其主觸點(diǎn)閉合，長閉觸電斷開，搖臂電動機(jī)工作，使搖臂上升。同理，按下按鈕開關(guān)SB4，則放松到一定程度時KM2導(dǎo)通，搖臂在2M的作用下下降。KM2和KM3長閉觸點(diǎn)的的作用一樣，都是為了不讓KM2和KM3同時導(dǎo)通。此過程，無論是按下SB3還是SB4，由于在時間繼電器的作用下，一定時間后，KT斷電延時斷開閉合，KT延時閉合斷開，此時，YA導(dǎo)通，而KM5依然保持原態(tài)，當(dāng)放松按鈕開關(guān)時，KT斷電延時斷開延時斷開，KT延時閉合延時閉合，從而KM5導(dǎo)通，在3M的作用下處于夾緊狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)延時夾緊。當(dāng)按下SB5時，實(shí)現(xiàn)放松，同時SQ4常閉斷開，常開閉合，指示燈HL1熄滅，HL2發(fā)光，按下SB6則相反，HL1、HL2為放松夾緊指示燈。

四、電氣控制元件測試：

１、接觸器的檢測：用萬用表檢測接觸器的線圈，如果電阻接近于零，則線

圈完好。用萬用表檢測接觸器的主觸點(diǎn)，按下銜鐵，如果電阻由無窮變?yōu)榱�，則完好。常開輔助觸點(diǎn)的檢測和主觸點(diǎn)的一樣，常閉的相反。

２、斷電延時繼電器的檢測：用萬用表檢測接觸器的線圈，如果電阻接近于

零，則線圈完好。用萬用表檢測斷點(diǎn)延時觸點(diǎn)時，先按下銜鐵再放開，觀察放開銜鐵后觸點(diǎn)的電阻變化情況，斷電延時斷開的電阻變化為零到無窮；斷電延時閉合的電阻變化為無窮到零。

３、按鈕開關(guān)的檢測：先用萬用表檢測常態(tài)下觸點(diǎn)的情況，弄清哪一組是常

開觸點(diǎn)哪一組是常閉觸點(diǎn)（電阻為零的是常閉觸點(diǎn)，電阻為無窮的是常開觸點(diǎn)），再按下按鈕，檢測按鈕開關(guān)是否完好，若電阻與常態(tài)相反，則正常。

4、行程開關(guān)的檢測：參照按鈕開關(guān)。五、實(shí)習(xí)收獲、總結(jié)。

成品圖如下：

短短兩周的實(shí)習(xí)過去了，在我們組員的團(tuán)結(jié)合作下，我們按時完成鉆床電氣控制模擬電路的制作。通過這次實(shí)習(xí)，我們收獲了許多。

實(shí)習(xí)剛開始，我們便遇到了難題，我們一時之間看不懂電路圖，尤其是不懂各個行程開關(guān)是如何工作地，第一天的整個早上，通過我們組員的不懈努力，終于把電路圖這一關(guān)過了。這天下午，我們便開始接線。在快完成主電路的連接時，老師看了我們接的電路，發(fā)現(xiàn)我們安裝的時候沒有注意電線的走線。不注意走線，不僅不美觀，在檢查線路時也會帶來不好的影響。最終我們改過來了，效果還不錯。遇到的第二個問題是找不到斷電延時的時間繼電器了，于是在老師的指導(dǎo)下，我們把通電延時繼電器改裝成了斷電延時繼電器（將線圈拆開，在旋轉(zhuǎn)180度）。我在用低壓電源檢測時間繼電器線圈時，由于沒有及時關(guān)電，使電源正負(fù)極碰了一下，雖然是小事，但是如果用的是電壓較高的呢？這讓我知道了檢測電路應(yīng)“欲動線，先斷電”的基本規(guī)則。通過本次實(shí)習(xí)，讓我真正領(lǐng)悟到了“書上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的真理，還有“獨(dú)學(xué)而無友，孤陋而寡聞”的事實(shí)，假象如果沒有指導(dǎo)老師的幫助，沒有隊(duì)友的協(xié)作，我有怎么可以完成得如此輕松卻又收獲不少呢？

實(shí)習(xí)是過去了，但是，學(xué)習(xí)永無止境，如果要取得更大的進(jìn)步，我還得更加努力呀。

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設(shè)備電氣控制綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)報告

姓名：李蘇

學(xué)號：0901453105班級：模具0913組別：第六組指導(dǎo)老師：楊老師趙老師課程名稱：設(shè)備電氣控制提交日期：201*年5月10號

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報告

院系：機(jī)械工程學(xué)院概要

設(shè)備電氣綜合實(shí)訓(xùn)是機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)群技術(shù)平臺綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之一。在電氣技術(shù)基礎(chǔ)平臺課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將本學(xué)期已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)課程及在課程中已初步掌握的電氣原理圖繪制及PLC程序設(shè)計、單元（技能）能力融合在一起。通過我們設(shè)計的電路，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，及停止；機(jī)床上有故障燈和正常燈；冷卻電動機(jī)采用單獨(dú)的電動機(jī)等基本的功能。同時我們考慮了設(shè)備電氣控制方案的設(shè)計、元器件選型的采購、系統(tǒng)原理圖的繪制、軟件的設(shè)計、產(chǎn)品的組裝調(diào)試、產(chǎn)品質(zhì)量檢測，故障檢驗(yàn)分析。

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目錄

概要2第一章機(jī)床電氣設(shè)計方案51、1設(shè)計要求51、2控制過程51、3主要的技術(shù)參數(shù)51、4數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動的要求51、5電氣控制方案7第二章常用低壓元器件及其參數(shù)92、1低壓斷路器92、2熔斷器及其選用102、2、1熔斷器的主要參數(shù)102、2、2熔斷器的選擇102、3控制按鈕112、4接觸器112、4、1接觸器的主要技術(shù)參數(shù)122、4、2交流接觸器的選擇122、5中間繼電器132、6變壓器142、6、1變壓器的選擇14

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第三章電氣原理圖繪制及分析15第四章元器件的選型16

4、1

電氣元器件參數(shù)計算16

4、2電氣元器件清單18第五章軟件程序的編制195、1PLC簡介195、1、1PLC的分類195、1、2PLC工作原理195、2控制輸入/輸出地址表195、3控制電路梯形圖20第六章控制系統(tǒng)的接線、安裝、調(diào)試216、1安裝接線216、2調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法21參考資料21附錄122附錄228

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第一章機(jī)床電氣設(shè)計方案

1、1設(shè)計要求

機(jī)床采用變頻器和三相異步電動機(jī)控制，機(jī)床主軸采用變頻器調(diào)

速。要求實(shí)現(xiàn)的正反轉(zhuǎn)，以及停止。設(shè)計時需要冷卻液和機(jī)床工作狀態(tài)指示燈，即機(jī)床正常運(yùn)行燈和故主軸障燈。冷卻電動機(jī)采用獨(dú)立的電動機(jī)。車床主軸電動機(jī)和冷卻電動機(jī)能夠分別停車。用繼電器控制和PLC控制結(jié)合起來設(shè)計機(jī)床電氣控制系統(tǒng)。1、2控制過程

控制回路由PLC控制，通電順序?yàn)椋航涣骺刂苹芈飞想姟�主電機(jī)上電→冷卻電機(jī)上電。1、3主要的技術(shù)參數(shù)

主軸電機(jī)：3相380V50HZ3KW2880r/min冷卻電機(jī)：3相AC380V50HZ125W2790r/min1、4數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動的要求

數(shù)控機(jī)床對主軸要求在很寬的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，恒功率范圍寬。當(dāng)要求機(jī)床有加工螺紋功能、準(zhǔn)停和恒線速加工時，就對主軸提出了相應(yīng)的進(jìn)給控制和位置控制的要求，此時主軸驅(qū)動也可稱為主軸伺服系統(tǒng)，相應(yīng)的主軸電機(jī)裝配有編碼器作為主軸位置檢測，另一種方法是在主軸上直接安裝外置式編碼器，通過外置編碼器檢測主軸的位置。由于數(shù)控機(jī)床的高自動化及高精度，對主運(yùn)動提出了更高的要求

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。

(1)轉(zhuǎn)速高，功率大：數(shù)控機(jī)床對工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋轉(zhuǎn)下的精加工。粗加工時，扭矩大；精加工時，轉(zhuǎn)速高。

(2)變速范圍寬，且能實(shí)現(xiàn)無級變速：滿足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于數(shù)控機(jī)床的加工通常在自動的情況下進(jìn)行，盡量減少人的參與，因而要求能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速。

(3)能夠?qū)崿F(xiàn)恒切削速度加工：在加工端面時，為了保證端面穩(wěn)定的加工質(zhì)量，要求工件端面的各部位能保持恒定的線切削速度。隨著加工的進(jìn)行，通過調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速N使得保持恒定的線切削速度。

(4)主傳動鏈盡可能短：傳動鏈越短，則累積誤差越小。(5)實(shí)現(xiàn)刀具的快速或自動裝卸：主運(yùn)動是刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的數(shù)控機(jī)床，由于機(jī)床可以進(jìn)行多工序加工，工序變換是時刀具也要更換，因此要求能夠自動換刀。

(6)能夠?qū)崿F(xiàn)主軸定向或C軸功能：主軸定向控制是將主軸準(zhǔn)確停在某一固定位置上，以便在該處進(jìn)行換刀動作或進(jìn)行鏜孔的退刀，現(xiàn)在一般采用電氣方式使主軸定向，即利用裝在主軸上的位置編碼器或磁性傳感器作為位置反饋元件，由它們輸出的信號使主軸準(zhǔn)確定位在規(guī)定位置上。位置的調(diào)整可以通過改變磁性檢測元件的位置或調(diào)整相應(yīng)的機(jī)床參數(shù)。C軸功能是指主軸具備位置控制功能能夠進(jìn)行插補(bǔ)的編程，例如立式加工中心Z和C軸聯(lián)動實(shí)現(xiàn)剛性攻絲。

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1、5電氣控制方案

數(shù)控機(jī)床的主軸控制主要有以下三種控制：

(1)普通異步電機(jī)的接觸器控制，電氣上可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的控制，由于外部提供的交流電源為50HZ,電機(jī)在電氣上無法調(diào)速，只能通過改變主傳動機(jī)械的傳動比來改變主軸的轉(zhuǎn)速，這種速度調(diào)節(jié)是不連續(xù)的，而且只能獲得有限的幾種速度，這種方案實(shí)現(xiàn)的是有級調(diào)速，有的早期的數(shù)控機(jī)床和簡易數(shù)控車床改造使用這種控制方案。

(2)變頻器控制異步電機(jī)的方案：根據(jù)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：

其中：n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為rpm；f為供給電機(jī)電源的

頻率，單位Hz；p為電機(jī)的極對數(shù)。

因?yàn)橥ㄟ^改變電機(jī)極對數(shù)調(diào)速，選擇速度級數(shù)受到限制，而且須改變電機(jī)的連接，所以很少使用；而使用廣泛的是利用變頻器改變電機(jī)的電源頻率進(jìn)行的調(diào)速，變頻器能夠?qū)崿F(xiàn)對頻率的連續(xù)調(diào)節(jié)，所以可以稱為無級調(diào)速，變頻器通過改變輸出的三相交流電源的相序來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向。但是，交流電機(jī)不帶速度檢測元件，不能構(gòu)成速度反饋，屬于開環(huán)的速度控制系統(tǒng)；電機(jī)旋轉(zhuǎn)時存在轉(zhuǎn)差，負(fù)載越大，轉(zhuǎn)差越大，電機(jī)的實(shí)際速度與數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令速度存在誤差。

變頻器是一個智能化的獨(dú)立式的控制單元，其功能是將電網(wǎng)提供的恒壓恒頻交流電，變換為變壓變頻的交流電，常用的是間接（交--直--交）變壓變頻裝置。其原理是先將工頻交流電通過整流器變成直

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流電，再經(jīng)過逆變器將直流電變換成可控頻率的交流電。

變頻器作為主軸電機(jī)控制部件，需要接收數(shù)控系統(tǒng)的控制指令，控制指令包括速度指令和方向控制指令。速度指令是一個模擬量指令，一般需要的是一個單極性電壓0~10V或0~5V之間的電壓，電壓值與主軸速度指令成正比；方向控制是開關(guān)量指令，一般使用數(shù)控的PLC輸出來控制。

(3)主軸伺服系統(tǒng)控制主軸伺服電機(jī)，因?yàn)樗�引入了速度反饋，這種控制方案實(shí)現(xiàn)的是速度的閉環(huán)控制。和進(jìn)給伺服系統(tǒng)一樣主軸伺服系統(tǒng)也分為直流主軸伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)。

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第二章常用低壓元器件及其參數(shù)

2、1低壓斷路器

低壓斷路器俗稱為自動空氣開關(guān)，時將控制和保護(hù)的功能合為一體的電

器。它常作為不經(jīng)常接通或斷開電路的總電源開關(guān)或部分電路的電源開關(guān)，當(dāng)發(fā)生過載時、短路或欠壓故障時能自動切斷電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰�更換零部件。

低壓斷路器的主要參數(shù)有額定電壓，額定電流，級數(shù)，脫扣器類型及額定電流整定范圍、電磁脫口整定范圍及主觸點(diǎn)失望分?jǐn)嗄芰Φ取?/p>

DZ15系列規(guī)格及參數(shù)

型號DZ1540/1901DZ1540/2901DZ1540/3901DZ1540/3902DZ1540/4901DZ1563/1901DZ1563/2901DZ1563/3901DZ1563/390263殼架額定電流/A40額定電壓/V220380380380380220380380380級數(shù)12334123310,16,20,2532,40,50,635脫扣器額定電流/A6,10,16,20,25,32,40額定短路通斷能力/KA3南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報告

DZ1563/49013804

2、2熔斷器及其選用

熔斷器是一種利用金屬導(dǎo)體作為熔體串聯(lián)與電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體自身發(fā)熱熔斷，從而分段電路的電器。熔斷器主要用于短路保護(hù)，是最簡單有效的保護(hù)電氣。一般由熔體和底座（或是熔管）等組成。

2、2、1熔斷器的主要參數(shù)

（1）、額定電壓指熔斷器長期工作時和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷�，其值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電流。

（2）、額定電流指熔斷器長期工作時，設(shè)備部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。

（3）、極限分段能力指熔斷器在規(guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時間常數(shù)）的條件下，能分段的最大電流值。

RT18系列熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)

型號RT18--32RT1832XRT18--63RT1863X

熔斷體額定電流/A2,4,6,10.16,20,25,322,4,6,10.16,20,25,322,4,6,10.16,20,25,32,40,50,632,4,6,10.16,20,25,32,40,50,63重量/Kg0.750.750.180.182、2、2熔斷器的選擇

選擇熔斷器時主要是選擇熔斷器的類型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電

流。

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1）、根據(jù)使用場合選擇合適的類型。

2）、熔斷器的額定電壓必須等于或高于熔斷器工作電路的額定電壓，額定電流必須要等于或高于熔斷器工作電路的額定電流。

3）、電路保護(hù)用熔斷器熔體的額定電流，基本上可按電路的額定負(fù)載電流來選擇，但其額定分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥陔娐分锌赡艹霈F(xiàn)的最大故障電流。4）、在電動機(jī)回路中作短路保護(hù)時，熔體的額定電流可按下列情況確定。對于單臺直接起動電動機(jī)，應(yīng)按下式計算Ifu=(1.5～2.5)I式中Ifu----熔體的額定電流I--------電動機(jī)的額定電流

對于多臺直接起動電動機(jī)，應(yīng)按下式計算Ifu=(1.5～2.5)Imax+∑I式中Imax-----功率最大的一臺電動機(jī)的額定電流∑I----其余電動機(jī)的額定電流之和

2、3控制按鈕

控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用廣泛的手動主令電器。當(dāng)按下按鈕時，先斷開常閉觸點(diǎn)，然后才接通常開觸點(diǎn)；按鈕釋放后，在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位。按鈕沒有進(jìn)線和出線之分，直接將所需的觸點(diǎn)連入電路即可。在沒有按動按鈕時，接在常開觸點(diǎn)接線柱上的線路是斷開的，常閉觸點(diǎn)接線柱上的線路是接通的；當(dāng)按下按鈕時，兩種觸電的狀態(tài)改變，同時也是與之相連的電路狀態(tài)改變。常用的按鈕種類有LA2、LA18、LA19、LA20、LA25等系列。按鈕選擇的主要依據(jù)是使用場所、所需要的觸點(diǎn)數(shù)量、種類及顏色。

2、4接觸器

接觸器是一種用來頻繁接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路的自動控制電器。接

觸器有電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及其他不見的四部分組成。其中電磁機(jī)構(gòu)由線圈、動鐵心和靜鐵芯組成；觸點(diǎn)系統(tǒng)包括三對主觸點(diǎn)（痛斷主回路）、輔助觸點(diǎn)（通斷控制回路）。

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接觸器的工作原理適當(dāng)線圈通電后，鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸點(diǎn)系統(tǒng)動作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，先貼在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)隨之復(fù)位。

接觸器按其主觸點(diǎn)通過電流的種類不同，分為直流、交流兩種，機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。

2、4、1接觸器的主要技術(shù)參數(shù)

（1）、額定電壓接觸器銘牌上標(biāo)出的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。（2）、額定電流接觸器銘牌上標(biāo)出的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流。（3）、接通和分?jǐn)嗄芰χ附佑|器主觸點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠的接通或分?jǐn)嚯娏髦怠?/p>

（4）、額定操作頻率指每小時的操作次數(shù)。交流接觸器最高為每小時600次，直流接觸器為每小時1200次。操作頻率直接影響到接觸器的電壽命和滅弧罩的工作條件，對于交流接觸器還影響到線圈的溫升。

CJ10系列交流接觸器的規(guī)格及參數(shù)

型號CJ10--5CJ10--10CJ10--20CJ10--40CJ10--60CJ10--100CJ10--150

額定觸電電壓/V500主觸點(diǎn)額定輔助觸點(diǎn)額額定操作頻電流/A定電流/A率5102056004060100150可控制電動機(jī)功率/kw220V380V1.22.22.545.51011201*3030504375南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報告

2、4、2交流接觸器的選擇

1）、根據(jù)及初期所控制負(fù)載的工作任務(wù)（輕任務(wù)，一般任務(wù)和重任務(wù)）來選擇

相應(yīng)的使用類別的接觸器。

2）、交流的接觸器的額定電壓（指主觸點(diǎn)的額定電壓）一般為500V或380V兩種，應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。

3）、根據(jù)電動機(jī)（或其他負(fù)載）的功率和操作情況來確定接觸器主觸點(diǎn)的電流等級。

①、接觸器的額定電流（指主觸點(diǎn)的額定電流）有5A、10A、20A、40A、60A、100A和150A等幾種，應(yīng)大于或等于被控制回路的額定電流。②、電動機(jī)類負(fù)載可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計算Ic=Pn/KUn

式中Ic------接觸器的主觸點(diǎn)電流，單位為A。Pn-----電動機(jī)的額定功率，單位為KW。Un-----電動機(jī)的額定電壓，單位為V。K-------經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=1～1.4。

4）、接觸器線圈的電流種類（交流和直流兩種）和電壓等級應(yīng)與控制電路相同。交流接觸器線圈電壓一般為36V、110V、127V、220V、380V等幾種。5）、觸點(diǎn)數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制電路的要求。

2、5中間繼電器

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是電壓繼電器的一種，但它還具有觸點(diǎn)數(shù)多（多至六

對或更多）、觸點(diǎn)電流容量較大（額定電流5A左右）、動作靈敏等特點(diǎn)。其主要用途是當(dāng)其他電器的觸點(diǎn)數(shù)量或觸點(diǎn)容量不夠時，可借助中間繼電器來增加他們的觸點(diǎn)數(shù)量和觸點(diǎn)容量，起到中間信號轉(zhuǎn)換作用。

常用的中間繼電器有JZ7、JZ8等系列。JZ7系列中間繼電器適用于交流電壓380V、電流5A以下的控制電路。

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2、6變壓器

變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同的單數(shù)之不同的交流電壓的靜止電器。

2、6、1變壓器的選擇

選擇變壓器的主要依據(jù)是變壓器的額定值。

1）、根據(jù)實(shí)際情況選擇一次額定電壓U1（380V，220V），再選擇二次額定電壓U2（二次額定值是指初級加額定電壓時，二次的空載輸出電壓，二次帶有伏在輸出電壓下降5%，因此選擇輸出額定電壓時應(yīng)略高于負(fù)載額定電壓。）2）、根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，確定各二次繞組額定電流I2。一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大于或等于額定負(fù)載電流。

3）、二次額定容量有總?cè)萘看_定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式P=K∑Pi

式中Pi----電磁元件的吸持功率和燈等負(fù)載消耗的功率，單位為KW；K-----變壓器的容量儲存系數(shù)，K=1.1～1.25。

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第三章電氣原理圖繪制

1、電源電路

D1---QF為電源總斷路器，電源AC380V供給變頻器，D1-FU1、-FU2、

-FU3、-FU4是熔斷器，作用是為電路提供短路保護(hù)。D1-ＴＣ１為控制變壓器，一次側(cè)為380V，二次側(cè)為220V，為照明，風(fēng)扇和交流接觸器提供電源，D1-VC1是開關(guān)電源，為中間繼電器提供24V，

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2、主軸電路圖

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采用模擬主軸（變頻器H1-A1）控制，配置3KW2880r/min的交流異步電動機(jī)Ｈ1-M1，這是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，CNC輸出

的模擬信號0～10V到變頻器13、14斷，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過設(shè)置變頻器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)從低速到高速的調(diào)速。H1-K1為主軸交流接觸器，接通或斷開主軸動力源。M3-K3、M4-K4為主軸正反轉(zhuǎn)繼電器，通過PLC實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。M1-K1為急停繼電器，當(dāng)按下急停按鈕或X軸、Z軸超程時斷開主軸電路；COM為變頻器有異常情況時，通過1、2端子報警信號傳到PLC中。

3、冷卻電路圖

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E1-QM1為冷卻保護(hù)開關(guān)，作用是接通或斷開電源及短路、過載保護(hù)，其輔助觸點(diǎn)輸入到PLC，作為其狀態(tài)信號，E1-K1為冷

卻電動機(jī)的甲流接觸器，E1-Z1分別為冷卻電動機(jī)的滅弧器，起到保護(hù)作用。

4、強(qiáng)電控制電路

M1-SB1為急停按鈕，當(dāng)按下急停按鈕后，系統(tǒng)就會發(fā)出極聽信號，關(guān)掉主軸、伺服和一切輔助設(shè)備，打開鑰匙開關(guān)M1-SA1,接通中間繼電器，AC220V上電，接通伺服電動機(jī)電源。-SB2、-SB3為CNC接通或斷開按鈕，M1-K1繼電氣控制CNC上電，接通的順序?yàn)橄冉油ㄋ欧�單元，后接通CNC，斷電的順序正好相反，M3-K2為通過PLC接通冷卻電動機(jī)接觸器E1-K1的信號。M1-Z2、-Z3、-Z4為滅弧器。當(dāng)斷電時，線圈中會存在瞬時大電壓，電流，容易損壞電器元件，二極管與M1-K1構(gòu)成一個放電回路，從而保護(hù)電路。

5、PLC輸入電路

M2-SB1、SB2為主電動機(jī)接通或斷開按鈕，SB3、SB4為主軸正反轉(zhuǎn)按鈕。M2-SA1為冷卻開關(guān)。當(dāng)機(jī)床運(yùn)行正常時，機(jī)床

正常燈亮，當(dāng)主軸出現(xiàn)錯誤時，主軸會發(fā)出報警信號，報警指示燈亮，按下急停按鈕M1-K1，主軸電動機(jī)斷電，機(jī)床停止運(yùn)行。

6、PLC輸出電路

M3-K1為接通主軸電動機(jī)的繼電器，-K2為接通冷卻電動機(jī)的

繼電器，-K3為主軸正反轉(zhuǎn)的繼電器。M3-HL1、M3-HL2為機(jī)床運(yùn)行指示燈。

第四章元器件的選型

4、1元器件參數(shù)計算

（1）電源斷路器的選擇主要確定D1-QF1、E1-QM1的電流。電源斷路器QF1的選擇主要考慮H1-M1和E1-M1電動機(jī)的額定電流。電源斷路器E1-QM1的電流計算，E1-M1的額定電流為：I-M1=125/380=0.33A；因而E1-QM1的額定電流取為0.33A。斷路器D1-QF1的電流計算，工作電流取H1-M1和E1-M1的額定電流之和，主軸電機(jī)額定電流IHI-M1=3000/380A=7.89A，考慮變壓器容量，因而電源開關(guān)斷路器D1-QF1的額定電流就選16A左右，選為DZ15-40/3901，額定電流16A。

（2）接觸器的選擇根據(jù)接觸器所控制負(fù)載回路的電壓、電流及所需觸點(diǎn)的數(shù)量來選擇接觸器。H1-K1用來控制主軸電動機(jī)H1-M1變頻器得電，M1的額定電流為7.89A，控制回路電源為220V，需主觸點(diǎn)三對，輔助常開觸點(diǎn)兩對，主觸點(diǎn)電流IC=PN/(KUN)=3000/[(1~1.4)×380]A=5.64~7.89A，故選為10A，所以選擇CJ10-10型接觸器，線圈電壓為220V；E1-K1用來控制冷卻泵電動機(jī)E1-M1的上電與斷電，需主觸點(diǎn)三對，I-M1=0.33A，所以選擇CJ10-5型接觸器，主觸點(diǎn)電流取為5A，線圈電壓為220V。

(3)中間繼電器的選擇直流中間繼電器M1-K1用于急停控制，M3-K1~-K4分別控制主電機(jī)的通斷、主軸的正反轉(zhuǎn)和冷卻電路的通斷，其額定電流都較小，線圈電壓為24V，故所以M1-Kl和M3-K1~K4都選用普通型JZ8-ZP直流中間繼電器，每個中間繼電器常開常閉觸點(diǎn)各有4對，額定電流為5A，線圈電壓為24V。交流繼電器M1-K2用于交流控制回路上電控制，220V，額定電流為5A，常開常閉觸點(diǎn)各有4對。

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(4)按鈕的選擇主軸接通按鈕M2-SB1、正反轉(zhuǎn)按鈕M2-SB3和-SB4選擇LAl8型按鈕，其顏色為綠色；鑰匙開關(guān)M1-SA1為220V，冷卻液通斷手動開關(guān)M2-SA1為24V，急停M1-SB1采用緊急式按鈕，紅色，主軸斷電按鈕M2-SB2選擇LAl8型按鈕，其顏色為紅色。

(5)熔斷器的選擇熔斷器D1-FU1，主要考慮主軸電動機(jī)的額定電流，ID1-FU1=（1.5~2.5）IN=（1.5~2.5）IHI-M1=1.5×7.89=11.8，故選用RTl8-32型熔斷器，配用16A熔體。熔斷器-FU2、-FU3、-FU4和-FU5的選擇將同控制變壓器、電源開關(guān)的選擇結(jié)合進(jìn)行。

(6)控制變壓器的選擇負(fù)載功率為P-TC=P-VC+PKM≈P-VC+3×12W=P-VC+36W，其中，開關(guān)電源的功率P-VC=PPLC+PKA≤2A×24V+12W=60W，取為100W，因此控制變壓器可選用BK-300，200VA，380/220，24V。I-FU2≥P-TC/U=200W/380V=0.53A。I-FU3≥P-VC/U=100W/220V=0.46A。故熔斷器-FU2、-FU3和-FU4均選RTl8-32型，熔體2A。

(7)開關(guān)電源的選擇P-VC=PPLC+PKA≤2A×24V+12W=60W，取為100W。I-FU5≥P/U=100W/24V=4.15A，取熔體電流為6A，選RTl8-32型。（8）指示燈的選擇指示燈選用發(fā)光二極管，24V，紅色一個，綠色兩個。

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4、2電氣元器件清單

序號123456789符號H1-M1E1-M1D1-QF1E1-QM1H1-K1E1-K1M1-K1-K2M3-K1-K4D1-FU1D1-FU2～-FU4D1-FU5名稱型號規(guī)格數(shù)量3KW380V8.2A12880r/min125W380V3.1A12790r/min380V16A1380V0.7A1三相異步電Y100L-2動機(jī)三相異步電JCB-22動機(jī)電源斷路器DZ15-40/3901電源斷路器交流接觸器DZ5-2/3901CJ10-10CJ10-5直流中間繼JZ8-Z電器熔斷器RT18-32熔斷器熔斷器RT18-32RT18-32LA18LA18LA18BK-300380V10A380V210A24V5A6380V熔體16A1220V熔體2A324V熔體6A5A紅色5A紅色5A紅色急停220V/A380V/220V100VA6.3V綠色6.3V綠色131111211110M2-SB1-SB3-SB4控制按鈕11M2-SB212M1-SB113D1-TC114D1-VC15M3-HL1-HL216M3-HL317M1-SA118M2-SA1

控制按鈕控制按鈕變壓器直流穩(wěn)壓器發(fā)光二極管發(fā)光二極管鑰匙開關(guān)旋鈕開關(guān)南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報告

第五章軟件程序的編制

5、1PLC簡介

可編程序控制器（ProgrammableController）,簡稱PC或PLC。它是20世紀(jì)70年代以來在集成電路，計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時、計數(shù)等各種功能。大型高檔PLC能進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)以及互聯(lián)網(wǎng)通信等，迅速的從早期的邏輯控制發(fā)展到伺服控制、過程控制等領(lǐng)域。它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用應(yīng)與自動化控制的各個領(lǐng)域。近年來，PLC的應(yīng)用不斷普及，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

5、1、1PLC的分類

1、按照點(diǎn)數(shù)、功能不同分類

根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、存儲容量和功能分為小型、中型和大型三類。小型PLC又稱抵擋PLC，其輸入輸出的點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下，用戶存儲器容量小于8KB。中型PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)一般在256～2048點(diǎn)之間，用戶存儲容量小于50KB。大型PLC又稱高檔PLC，輸入輸出點(diǎn)數(shù)超過2048點(diǎn)，進(jìn)行擴(kuò)展后還能增加，用戶存儲容量在50KB以上。

2、按照結(jié)構(gòu)形狀分類分為整體式和模塊式兩種。根據(jù)使用情況分類分為通用型和專用型。

5、1、2PLC工作原理

PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式

1．每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進(jìn)行刷新。

2．輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。3．一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。

5．掃描周期的長短由三條決定。（1）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時間（3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非常快的。

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6．由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。

5、2控制器輸入/輸出地址表輸入信號急停SB3主軸正轉(zhuǎn)SB4主軸反轉(zhuǎn)SB5保護(hù)開關(guān)正常E1-QM1主軸報警主軸正反轉(zhuǎn)停止按鈕輸出信號主軸反轉(zhuǎn)M3-K4機(jī)床正常指示燈M3-HL1機(jī)床故障指示燈M3-HL3Y0.3Y0.4Y0.5接通主軸電機(jī)M3-K1接通冷卻電機(jī)M3-K2主軸正轉(zhuǎn)M3-K3X8.4X10.3X10.4X10.5X10.6X8.5Y0.0Y0.1Y0.2名稱主軸電動機(jī)接通SB1主軸電動機(jī)斷開SB2冷卻電動機(jī)接通/斷開SA1地址X10.0X10.1X10.2南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目技術(shù)報告

5、3控制電路梯形圖（見附錄2）

X8.4為急�？刂瓢粹o，X10.5是保護(hù)開關(guān)正常的信號，Y0.5是機(jī)床故障指示燈M3-HL3，X10.6是主軸報警信號。當(dāng)主軸運(yùn)行正常時，正常燈亮，主軸出錯時，主軸報警，故障燈亮。主軸報警時（X10.6），機(jī)床故障燈亮（Y0.5），主軸電動機(jī)斷開。X10.3是主軸正轉(zhuǎn)信號，X10.4是主軸反轉(zhuǎn)信號，按下X8.5，主軸正反轉(zhuǎn)停止。

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第六章控制系統(tǒng)的安裝接線、調(diào)試

6、1安裝接線

（1）、電源電路的安裝：在接線時，選用線型要注意，主電路選用粗些的電線，輔助電路細(xì)些。

（2）、主軸電機(jī)線路的連接是要接入變頻器，在接入變頻器是要注意把正反轉(zhuǎn)接對。

6、3調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法

按下SB3或是SB4時，主軸正反轉(zhuǎn)停止不可靠。解決方法，在主軸正反轉(zhuǎn)電路中接一個停止按鈕（X8.5），來保證主軸正反轉(zhuǎn)可靠停止。

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參考資料

1、南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目資源積累與學(xué)習(xí)分享系統(tǒng)。2、數(shù)控機(jī)床電氣控制夏燕蘭主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社201*。3、王淑英編電氣與PLC控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社201*、01。4、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù)劉永久主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社201*。5、電氣制圖1984版國家標(biāo)準(zhǔn)，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社。6、電氣圖用符號1984版國家標(biāo)準(zhǔn)北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社。

7、電氣技術(shù)中的文字符號制定通則1984版國家標(biāo)準(zhǔn)北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社。8、新標(biāo)準(zhǔn)電氣識圖王普生主編北京：中國電力出版社201*。9、低壓電器產(chǎn)品樣本.

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