机电设备安装调试综合实训

/《机电设备安装调试综合实训》技术报告南京工业职业技术学院机械工程学院概要本文主要介绍如何将课本学到的学问运用到实践操作中。基于机电设备安装调试综合实训是机械设计和制造专业群技术平台综合实训项目之一，在电气技术基础平台课程及设备电气综合实训Ⅰ的基础上，侧重于培育机床电气限制线路以及FANACPMC程序分析、设计的实力，能够解决机床电气限制工程实际问题的基本技能，在老师的指导下能完成数控设备电气设计、接线调试、解除故障等实力。

前言本次实训项目的主要任务是主轴限制系统的安装和调试。实训目的是通过理论结合实际的方法，来培育我们系统、完整、具体地完成一个设备电气限制系统项目所需的工作实力，通过信息收集处理、方案比较决策、制定行动支配、实施支配任务和自我检查评价的实力训练，以及小组成员之间协作，熬炼我们自己今后职场应有的团队工作实力。我们阅历综合实训项目完整工作过程的训练，将驾驭完成电气限制系统实际项目应具备的核心实力和关键实力。实训过程是先由小组探讨、设计主轴的限制电路和FANACPMC的编写编程，再由老师评点修改方案。接下来便是实际操作，先让本组动手实力较强的成员熟悉设备，再由他和本组的其他成员沟通，以节约时间，而且充分体现了自学的理念。通过本次的实训的，我们的合作实力，动手解决问题的实力都有了很大的提高。

第一章电气限制设计方案电气限制要求和技术参数总述本实训要求进行主轴限制系统的设计和调试。主轴接受变频器和三相异步电动机的限制。工作中施放冷却液，并有指示灯（主轴故障灯、机床正常灯）提示工作状态。限制电路由PLC限制。设计时要留意通电依次。即：沟通限制回路—主电机上电—冷却电机上电具体要求主轴能正反转主轴和冷却电机能分别停车工作状态指示灯有：主轴故障灯，机床限制灯依据以上要求，用继电器和PLC限制结合起来设计机床电气限制系统。主要参数主轴电机：3相AC380V50HZ3KW2880r/min冷却电机：3相AC380V50HZ125KW2790r/min主电路设计主轴电动机M1M1功率3KW，要求正反转，由接触器H1—K1接通。断开主轴动力电源。变频器接两个中间接电器（M3—K3，M3—K4）常开触点，通过FANACPMC实现反转，M1—K1为急停继电器，当接下急停开关时，断开主轴电路。当变频器有异样状况时，通过1.2端输出报警信号到FANACPMC。短路爱惜由FU1来实现。冷却泵电动机M2M2功率小，单向运转。用E1K1限制运行，E1com过载爱惜变频器在变频器中有调整电阻，起到对主轴转速的变更。当电阻调小，主轴转速变小。电阻调大，主轴转速变大。同时通过常用按钮按下主轴则停止工作1.3限制电路设计M1-K1用作急停继电器，M1-K2做沟通回路上继电器，只有M1-K2线圈接通才有可能接通主轴及冷却电机电源。主轴电机接通，断开按钮，冷却接通按钮急停，主轴正转，反转按钮，冷却电机爱惜开关常开触点及主轴报警均和FANACPMC输入相连，作为输入信号。而FANACPMC的输出信号将干脆限制M5-K1,K2,K3,K4等四个继电器，它们分别限制主轴电机，冷却电机的接通及主轴正反转。机床正常灯和故障灯由FANACPMC输出信号限制。其次章基本元器件及原理图设计方法2.1基本元器件简洁介绍元器件的选择原理1.熔断器：主要由熔体和安装熔体的绝缘管组成。运用时，熔体串接被爱惜的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬间熔断而分断电路起到爱惜作用。在选择熔断器时，主要考虑以下几个主要特殊参数：（1）额定电压：这是从飞弧角度动身，规定熔断器所在电路作电压的最高极限。（2）熔体额定电压：这是指熔体长期工作所允许的由温度确定的电流值。（3）熔断器的额定电流：这是熔断器长期工作所允许的由温度确定的电流值。（4）极限分段实力：这是指熔断器所能分析的最大短路电流值。2．热继电器：是依据某种输入信号的变更，接通或断开限制电路，实现自动限制和爱惜电力装置的自动电器。热继电器的选择主要依据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。3．接触器：是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以常见的接通或分断交直流电路，并可实现远距离限制。在选用接触器时，应遵循以下的原则：（1）依据被接通或分断的电流种类选择接触器的类型。（2）接触器的额定电压大于或等于主电流的额定电压。（3）接触器线圈的额定电压必需和接入此线圈的额定电压相等。（4）接触器触头数量和种类应当满足主电路和限制线路的须要。（5）接触器的额定电流应等于或稍大于负载额定电流。4.低压断路器：也称为自动限制开关。用来接触和分断负载电路，也可用来限制不频繁启动的电动机。它具有多种爱惜功能（过载，短路，负电压爱惜等）。动作值可调，分断实力高，操作平安等优点，所以目前被广泛应用。断路器常用作电动机的过载短路爱惜，因此选用原则如下：（1）电压，电流的选择，自动开关的额定电压和额定电流应小于电路的额定电压和电压最大工作电流。（2）脱扣器整定电流的计算：热脱扣器的整定电流和所限制负载的额定电流一样。电磁脱扣器的瞬时脱口整定电流应大于负载电流正常工作时的最大电流。5.可编程限制器：简称FANACPMC，它是在电气限制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并慢慢发展成为以未处理为核心，把自动化技术计算机技术，通信技术融为一体的新型工业限制装置。在设计FANACPMC限制系统时应遵循以下基本原则：最大限度地满足被控对象的限制要求。保证FANACPMC限制系统平安牢靠。力求简洁经济，运用及修理便利。元器件的参数计算1.电源断路器的选择，确定Q1-QF1,E1-QU的电流。电源断路器QF1的确定H1-M1和E1-M1电动机额定电流和电源断路器E1-aM1电流计算E1-M1额定电流IM1=0.33A.因此E1-QM1，额定电流0.33A.断路器Q1-QF电流计算工作电流取H1-M1和E1-M1,额定电流和主轴电机额定电流为16A，选择额定电流为16A的电源断路器。2.接触器选择依据接触器的负载回路的电流及所需数量M1电流7.89A.限制回路电源220V须主触点三对帮助触点配对。主触点Ic=5.69-7.89A.故选10A，所以选择CJ10-10型接触器。线圈电压220V，Z1-K1用来限制冷却泵电机E1-M1电源断电。Im=0.33A。所以选择CJ10-5型接触器电流5A，线圈电压220V。设计法等。3.中间继电器M1-K1用于急停。M3-K1-K4限制主电机通断，主轴正、反转和冷却电路通断额定电压，故选择JZ8-ZP。选择参数，沟通：额定电流1.5-2.5倍。FANACPMC的总功率为48KW.总功率10KW，所以电流I=0.53A即选择2A4.开关电源选择参数及电流，电路的总功率为10KW,I总=P/V=4A.故选择额定电流为6A，即RT18-22.5.机床显示灯选择参数及颜色，在正常状况下，绿灯亮，所以正常下选择灯的颜色为绿色。在过载时红灯亮，所以在过载状况下选择灯的颜色为红色。2.2电气原理图设计方案电气原理图的画法规则（1）分析主电路、（2）分析限制电路、（3）分析帮助电路、（4）分析联锁及爱惜环节、（5）总体检查.基本规则和留意事项：（1）一般主电路用粗实线表示，画在左边（或上部）;帮助电路用细实线表示，画在右边（或下部）.（2）在原理图中，各电器元件不画实际的外形图，而接受国家规定的统一标准来画，文字符号也要符合最新国家标准.(3)原理图中各电器元件和部件在限制电路中的位置，应依据便于阅读的原则支配.同一电器的各个部件可以不画在一起.（4）元器件设备的可动部分在图中通常均以自然状态画出.（5）有干脆电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示.（6）无论是主电路还是辅电路，各电气元件一般应按动作依次从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置.阅读电器原理图的方法主要有两种：查线读图法和逻辑代数法.电气原理图的设计T4T9困难的限制系统或电路都是由一些比较简洁的基本限制环节。爱惜环节，依据不同的限制要求连接而成。1.电路图2.电气原理图（见附录1）2.3电路分析限制方案依据要求，运用FANACPMC限制来设计机床限制系统.首先画出相应的电路图，再依据电路图来接线，最终进行检测和调试.主轴限制系统主要分为主电路和限制电路一．主电路：1）主轴电动机M,M的功率是3KW，主轴电动机要求能够正反转，它的工作是通过接触器KM1,KM2和变频器来限制的同时完成主轴的调速。2）冷却泵电机功率较小，单向运转，用接触器KM3来限制它的运行，用热继电器进行热载爱惜。二．限制电路设计：1）主轴电机和冷却泵能分别启动和停车；2）主轴用两个启动器按钮（正转，反转),冷却泵用一对启动和停止按钮。限制过程机床主轴接受变频器和三相异步电机限制，加工中须要切削夜进行冷却.限制回路由继电器限制，通电依次为：沟通限制回路上电—主电机上电、冷却电机上电.2.4电气限制设计主轴电动机的设计1.通过运用变频器可以设计电动机的转速，达到所须要求。2.正转：由电气原理图可知:当按一下SB2时，KM1的电线圈通电，KM1闭合，因此主轴电动机正传。按一下SB1时，km1的电线圈没有电，km1分开，因此主轴电动机停止。3.反转：由电气原理图可知：当按一下sb3时，km2的电线圈通电，km2闭合，因此主轴电动机反转。按一下sb1时，km2的电线圈没有电，km2分开，因此主轴电动机静止。4.两个常闭接触点：为了防止sb2，sb3同时按下，损害电动机而设置。2.4．2工作原理设计由电气原理图可知，当按下sb5时，km3的电线圈通电时，km3闭合，因此冷却电动机转动。当按一下sb4时，km3的电线圈没有电，km3分开，因此冷却电动机静止。

第三章FANACPMC程序的编写FANACPMC的简介及特点FANACPMC的简介FANACPMC称作可编程机床限制器，是特地用于限制机床的PLC，FANUC系统的PMC基本指令为二进制的逻辑运算指令，功能指令主要有数据定义、数据变换、译码呵呵代数运算。FANUC系统用梯形图编制PMC依次逻辑程序。由于有功能指令，数控冲床使得PMC程序编制特殊简洁、简捷。梯形图可用下述两种方法编制：eq\o\ac(○,1)用专用的编制卡利用CRT显示画面在系统上现场编制；eq\o\ac(○,2)在计算机上装入专用软件用计算机编制FPMC程序，然后经RS-232C口将梯形图程序传送到数控系统。调试好的程序要用写入器写入EPROM。常见的数控冲床系统限制器有FANACPMC-L和FANACPMC-M两种。FANACPMC-L的处理机和主机共用，最大步数为5000步。FANACPMC-M接受专用处理机，微处理器为80186，专用一块板，开松机插在主板上。最大步数为800步。两种FANACPMC的扫描周期均为16ms。FANACPMC的功能FANUC数控冲床的输入输出由PMC限制完成。各种信号的传递分述如下。机床操作面板限制将机床操作面板上的限制信号干脆送入PMC，梳棉机以限制数控系统的运行。外部开关输入信号限制将机床侧的开关信号送到PMC，经逻辑运算后，输出给限制对象。这些限制开关包括各类限制开关、行程开关、接近开关。压力开关和温控开关等。信号限制FANACPMC输出信号经强电柜中的继电器、接触器。通过机床侧的液压或气动电磁阀，对刀库、机械手和回转工作台等装置进行限制，另外，还对冷却泵电动机及电磁制动器等进行限制。伺服限制限制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号，无纺布机械以满足伺服驱动的条件，通过驱动装置，驱动主铀电动机、伺服进给电动机和刀库电动机等。5。报警处理限制

FANACPMC收集强电柜、机床侧和伺服驱动装置的故障信号，将报警标记区中的相应报警标记位置位(设为"1")，数控系统便显示报警号及报警文本，以便利故障诊断。6。软盘驱动装置限制

数控冲床用计算机软盘取代了传统的光电阅读机。青岛卷帘门通过限制软盘驱动装置，实现和数控系统进行零件程序、机床参数、零点偏置和刀具补偿等数据的传输。7。转让限制

有些加工中心的主轴可以立/卧转换，当进行立/卧转换时。FANACPMC完成下述动作:eq\o\ac(○,1)切换主轴限制接触器;eq\o\ac(○,2)通过FANACPMC的内部功能，在线自动修改有关机床数据位;eq\o\ac(○,3)切换伺服系统进给模块，并切换用于坐标轴限制的各种开关、按键等。3.1.2可编程序限制器的特点为适应工业环境运用，和一般限制装置相比较，PC机有以下特点：1.牢靠性高，抗干扰实力强2.通用性强，限制程序可变，运用便利3.功能强，适应面广4.编程简洁，简洁驾驭5.削减了限制系统的设计及施工的工作量6.体积小、重量轻、功耗低、维护便利 3.2可编程序限制器的分类及应用FANACPMC的应用随着FANACPMC的性能价格比的不断提高：①微处理器的芯片及有关的元件价格大大降低，PC的成本下降②FANACPMC的功能大大增加，因而FANACPMC的应用日益广泛。目前，FANACPMC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保等各行各业。其应用范围大致可归纳为以下几种：1.开关量的逻辑限制2.运动限制3.闭环过程限制4.数据处理5.通讯连网3.2.2可编程序限制器的分类由于FANACPMC的品种、型号、规格、功能各不相同，要按统一的标准对它们进行分类特殊困难。通常，按I/O点数可划分成大、中、小型三类；按功能强弱又可分为低档机、中档机和高档机三类。1.小型FANACPMC——I/O点数<256点；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。如：GE-I型美国通用电气（GE）公司2.中型FANACPMC——I/O点数256～2048点；双CPU，用户存储器容量2～8K如：S7-300德国西门子公司3.大型FANACPMC——I/O点数>2048点；多CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量8～16K如：S7-400德国西门子公司3.3FANACPMC运用介绍一、系统上电上拨机子后面的开关，把左边的红按钮拨到1，打开钥匙开关电源。按下SB4.机子启动（关闭按下SB2停止）系统上电后，如有报警，同时按CAN+RESET两个键几秒。先去除报警.二、FANACPMC程序的编写（留意：在“STOP”停止状态）按System/按软键FANACPMC/EDIT/CLEAR(清除)/CLDLAD/EXET(执行)可删除程序。按System/按软键FANACPMC/EDIT/CLEAR，然后编辑录入程序。（注：本系统第一行FANACPMC必需为急停：1-X8.4/1-G8.4-0-1）编完后以END1、END2结束方法：按FUNCTN选END1（号码为1，按“1”程序录完后，按回会出现“Write.toF-Rom”，按软键“EXET”程序爱惜。三、运行按System/按软键FANACPMC/出现RUN/STOP可运行或停止。按System/按软键FANACPMC/FANACPMCLAD.即可看到梯形图运行状况。注：不要在System/按软键FANACPMC/EDIT/LADER回，这样不能监控运行。3.4程序的编写和分析（见附录4）

第四章电气安装及调试3.1安装电路（1）电源电路的安装：在接电源电路时，留意选择用粗线连接，这样才致使不被烧坏该接地的要接地，并施加电源爱惜。（2）主轴电机线路的连接是要接入变频器，在接入变频器时要留意把正反转接对了。（3）冷却电机的接线。（4）限制电路的接线。3.2线路调试首先打开电源，接下SB1，实现对主轴电机正转。按下SB2，实现对主轴转机反转。接下急停按钮，主轴停止工作。冷却电机启动。主轴转动可通过变频器变更转速.3.3故障检索及解除（见附录3）结论快乐的时间总是过得很快，两周的机电设备安装和调试综合实训即将落下帷幕。在这短短两周之中，我们的收获可谓巨大。刚起先时由于并没有在实践中接触过数控机床的主轴限制，我们的实训进程特殊的缓慢，存在着太多不理解的问题。还好两位指导老师教学特殊严谨，为人亲善可亲，他们在整个过程中赐予了我们特殊多的帮助。设备电气限制是一门特殊重要且深邃的科目。在现代社会中，绝大多数的工厂的运作都离不开电气限制，本次的综合实训恰恰是我们这些学生在走向社会前的一次重要的实践，可谓是提前为我们搭建的一个工作平台。我们是实训的第一小组，我们的组员都特殊的细致好学，尽管因为一些客观缘由大家对实训的器件缺乏确定的了解和相识，但是大家都很刻苦的去查资料或者询问老师，慢慢的将差距缩小，同时大家的学习水平也在不知不觉中有了质的提高。成功恒久离不开合作，一个团结的小组恒久不会害怕 有多少难题等待着解决，这一点在大家的身上体现的很彻底。我们刚起先时对实训的内容生疏而且完全不懂，但当一起从探讨、找资料遇到困难各想方法在结合各个方法的优点解决，在这一系列的电气原理图的绘制和FANACPMC的程序编程中，我们组员协作的很好，可以说在这次实训中大家不仅是学到了一些理论学问，在实践方面也有了很大的提高，至少大家通过实训知道了FANACPMC的用途、型号、类型等，在将来的一些较为简洁的FANACPMC编程上已经不难了。所以很感谢组员们的努力付出，我也很感叹大家面对困难时那种不屈不挠的精神。实训不是简洁的完成规定的项目任务，更重要的目的是熬炼大家的实践动手实力和团队合作实力。我们通过本次实训亲身相识了电气设备的故障的维护，并拥有完成一个实际工业设备电气限制项目的综合职业实力，不管以后我们从事什么样的工作都将是益匪浅的。

参考文献1．南京工业职业技术学院综合实训项目资源积累和学习共享系统2．数控机床电气限制.夏燕兰主编.北京：机械工业出版社.20063．王淑英编.电气和PLC限制技术.机械工业出版社,2005.014.数控机床故障诊断和修理技术.刘永久主编.北京：机械工业出版社.20065.电气制图1984版国家标准.北京：中国标准出版社6.电气图用符号1984版国家标准.北京：中国标准出版社7.电气技术中的文字符号制定通则1984版国家标准.北京：中国标准出版社8.新标准电气识图.王普生编.北京：中国电力出版社.20029.低压电器产品样本附录1六种电路图1）电源电路图

2）主轴电路

3）帮助设备总电路

4）强制限制电路5）FANACPMC输入电路M26）FANACPMC输入电路M3附录2电气元器件明细表序号符号名称型号规格数量1KM1、KM2、KM3接触器CJ10-10主触点电流10A，线圈电压220V32SB1

SB2启动按钮正反转按钮LA18绿色23SB3、SB4停止按钮LA18红色24FR1热继电器JRO-40额定电流0.64A，额定电流调整在0.40-0.64A，整定在0.43A15FU1熔断器RT18-32额定电流0.64A，放大1.5-2倍，配12A熔体16FU2熔断器RT18-32额定电流0.43A，放大1.5-2倍，配2A熔体17QF电源断路器DZ15-40/3901额定电流10A18变压器BK-30;220VA380V/220V19钥匙开关110冷却泵电动机TC13-22125W380V111主轴电动机Y100K-23KW380V1

附录3电气系统安装调试故障分析表序号出现问题缘由分析解决方法1一个开关没锁死接触器帮助触片发生松动将接触片接好2限制电路无法进行正常的工作变频器正转，反转接线柱下开关闭合使两者都断开3按下启动按钮，接触器不闭合供电线圈电路断路按钮的触头失效，不能