《电气控制与PLC》课程综合实训项目

《电气控制与PLC》课程综合实训项目一、项目名称：C620-1型车床电气线路的安装与调试二、项目能力目标1、熟悉普通车床的基本组成和控制过程。掌握机床电气控制线路的特点和控制要求。提高识别机床电气控制电路的能力。2、掌握成套低压电气控制柜的装配与调试方法。3、提高机床电气控制线路的综合装配与调试能力。三、项目实施环境条件场地：4#实训楼供用电实训室。设备：电气控制柜10套。工具仪表：常用电工工具，万用表1只。材料：三色导线若干四、理论知识准备1、机床的主要结构及运动形式(1)主要结构：C620-1型车床的结构示意图如图1所示，主要由车身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架等几部分组成。1—进给箱1—进给箱2—挂轮箱3—主轴变速箱4—溜板与刀架5—溜板箱6—尾架7—丝杠8—光杠9—床身(2)运动形式车削加工的基本运动是主轴通过卡盘带动工件旋转，溜板带动刀架做直线移动。前者为主运动，承受车削时的主要切削功率；后者为进给运动，使刀具移动，进行切削。机床的主传动是主轴的旋转运动，且由主轴电动机通过带传动传到主轴变速箱再旋转的；车床刀架的纵向运动与横向运动，均为进给运动。机床的其他进给运动是由主轴传给的。C620-1型车床的主轴和进给运动都是由一台电动机拖动的，由变速箱、主轴箱实现机械式有级调速。因此，机床共有两台电动机，一台是主轴电动机，带动主轴旋转；另一台是冷却泵电动机，为车削工件时输送冷却液。2、机床对电气线路的基本要求(1)机床共有二台电动机，其中1M是主轴电动机带动主轴旋转；2M是冷却液泵电动机，为车削工件时输送冷却液。(2)2台电动机功率都不大，主轴电动机启动时负载为轻载，故都采用380V电源供电，全压启动。(3)机床要求两台电动机只能单向运动，且采用全压直接启动。(4)机床具有工作照明和电源及工作指示。3、电气控制线路分析C620-1型车床电气控制原理图如图2所示。图2C620-11、主电路分析主电路采用380V交流电源，由电源开关QS1引入。主轴电动机M1的起停由交流接触器KM的主触点控制，主轴通过摩擦离合器实现正反转；冷却泵电动机由开关QS2控制，且只有主轴电动机起动后，才能工作。2、控制电路分析主轴电动机的控制过程：合上电源总开关QS1后，按下起动按钮SB1，接触器KM线圈得电铁心吸合，KM三个主触点闭合，电动机M1运转，同时并联在SB1两端的KM辅助触点，实现自锁。按下停止按钮SB2，电动机M1停转。冷却泵电动机的控制过程：当主轴电动机M1起动后，合上开关QS2，电动机M2得电起动；断开QS2，冷却泵停转；当M1电动机停转后，M2也停转。3、照明电路分析照明由变压器TC将交流380V转换为24V的安全电压供电。合上开关SA，照明灯EL亮。照明电路必须接地，以确保人身安全。4、保护电路分析线路有过载保护（热继电器FR1、FR2和FR3），短路保护（熔断器FU1和FU2）和欠压保护。熔断器FU1为电动机M2提供短路保护。FU2为控制电路提供短路保护。FU3为照明电路提供短路保护。热继电器FR1和FR2为电动机M1和M2的过载保护，它们的常闭触点串联后接在控制电路中，只要其中一台电动机过载，其相对应的热继电器的常闭触点断开，从而使控制电路失电，接触器KM线圈失电，所有电动机停转。此外，控制电路还有欠电压保护，当电源电压低于接触器KM线圈额定电压的85%时，KM会自行释放。五、项目训练内容1、熟悉电气原理图。C620-1型车床的电气线路由主电路、控制电路、照明电路等部分组成。2、绘制电气安装接线图。首先熟悉实训室各电气控制柜结构，确定电气元件的安装位置，然后绘制电气安装接线图。图3给出了C620－1型车床的安装接线图示例（学生在项目实施过程中，应结合实际操作的电气控制柜重新绘制接线图）。3、检查和调整电器元件。根据表1列出的C620-1型车床电器元件明细，配齐电气设备和电器元件。(1)核对各电器元件，并记录所用电器及电机的铭牌，填入表1；(2)逐件用万用表检验各电器的性能好坏。图3C620-1型车床接线图表1C620-1型车床电器元件明细表代号元件名称型号规格件数M1主轴电动机1M2冷却泵电动机1KM交流接触器1FR1、FR2热继电器各1QS1电源开关1QS2三相转换开关1FU1、FU2、FU3熔断器6SB1、SB2控制按钮各1TC照明变压器1EL照明灯14、电气控制柜的安装配线。C620-1型车床电气控制柜的配线选用软导线，其主电路的导线可采用红、黄、兰进行分相分色，控制回路选配同一种颜色的导线，这样即便于安装、识别，又便于检查。电气接线的步骤：1)按照电气接线图给各元件和接线端子进行编号。2)安装电气控制主电路部分、控制线路部分。需外接的导线接到接线端子排上，然后再接到柜外的其它电器和设备。如按钮、照明灯和电动机。3)安装车床照明灯具。4)安装主轴电机。5、电气控制柜的安装检查。安装完毕后，清理安装场地，全面检查接线和安装质量。(1)常规检查对照电气原理图、接线图，逐线检查，核对线号，防止错接、漏接；检查各接线端子的接触情况，若有虚接现象应及时排除。(2)用万用表检查在断电的情况下，用万用表欧姆档检查。（详见课本P82（5）电气控制柜的安装检查）6、车床电气控制线路通电试车电气线路安装完毕，经过检查无误后，可进行通电试车。试车前必须熟悉电气设备与车床电气系统的性能，掌握试车顺序；在指导教师的指导下，严格遵守安全操作规程，正确完成试车工作；通电试验时，观察电动机的转动是否正确，检查指示灯是否完好。六、C620-1型车床电气控制线路的接线要求和注意事项1、电气线路安装的质量要求1)所有电器元件和接线应按电气线路原理图与电气接线图进行安装。2)安装要求：元件布局合理，连接导线尽量短少，布线要整齐、美观、横平竖直，所以导线应全部从线槽中穿过。3)各种信号和显示应按要注正确显示。4)各种按钮动作应灵活、可靠。5)通电试验后能满足控制要求。2、车床电气控制安装应注意事项：1)控制柜内外所有设备和电器元件编号必须与电气接线图上编号完全一致。2)安装接线时，为防止出错，要主、控制电路分别接线，控制回路要一个小回路一个小回路的接，安装好一部分，检查一部分。3)所有螺钉和螺母要拧紧，以减少试车故障，安装时不要漏接地线。4)试车前必须严格遵守安全操作规程，依次检查电器动作是否符合电气原理图的要求，正确完成试车。5)试车出现故障，应立即切断电源，排除故障，找出原因并改正后方可再次试车。七、实训中可以出现的电气故障及排除方法试车中出现故障，应根据故障现象从原理图分析故障原因，弄清故障可能发生的部位。应先进行一般性的外观检查，检查各电器有无破损、变色及接线有无脱落、松动；若外观找不出故障点，应将电动机从电路中分离，对控制电路一部分一部分检查，并可以通电进行试验，观察电器元件是否按要求顺序动作，逐渐缩小故障点的范围，边找边排除，直到故障排除为止。常见的故障现象及排除方法：1、主轴电动机不能启动或停车现象：按下起动按钮，电动机不启动或不起动，并伴嗡嗡声或运行中自行停转，不能再启动。检查及排除方法：首先判断故障是在主电路，还是在控制回路上。将电动机拆下，合上电源开关，按下启动按钮，若KM不动作，则故障在控制回路，应逐一检查控制回路各电器接线情况是否接好或接触不良；若KM动作，则故障在主回路，依次检查主回路熔断器是否熔断，检查热继电器热元件是否熔断，检查三相交流电源是否缺相，检查KM触点接触是否良好，排除故障后便可重新启动。2、主轴电动机缺相运行现象：开机时缺相，按下启动按钮，电动机不启动或转运很慢，并发出嗡嗡声。在运行时缺相，会突然发生嗡嗡声。检查及排除方法：出现缺相运行，应立即切断电源，以免烧毁电动机。故障原因是三相电源中有一相断路，检查断路点，排除故障。3、启动后不能自锁现象：按下启动按钮，电动机运转，松开启动按钮，电动机停转。检查及排除方法：拉下电源开关，检查接触器KM的常开辅助触点接头是否松动或接触不良，触点是否并联在SB1按钮两侧。排除故障重新启动即可。4、照明灯不亮现象：接通照明开关，灯不亮。检查及排除方法：故障原因可能是照明电路熔丝烧断，灯泡损坏或照明电路出现断路。应首先检查照明变压器接线，排除变压器接线松脱、初、次级线圈断线等故障，更换熔断器或灯泡，便可恢复正常照明。八、评分标准1、考核要求(1)在规定的时间内能正确安装电路，且试运转成功。(2)安装工艺达到基本要求，接点牢靠、接触良好。(3)文明安全操作，没有安全事故。2、评分标准：按照项目实施的各项要求，验收考核标准分为百分制，按分数段划分优秀、良好、中等、及格、不及格五个档次。评分标准如下：评分内容分值要求扣分情况连接正确率50分接线正确，通电后电动机运转成功。1、有一台电动机不能正常转动或不能停止，扣10分；2、一台电动机不能工作，主电路或控制电路连接错误，扣15分3、一台电动机不能工作，主电路和控制电路均连接错误，扣15分布线30分布线整齐、美观，导线用量合理，穿过线槽。1、开关进出线5分；2、布线交叉情况5分；3、分相分色5分；4、接触良好5分；5、总体美观，用线量合理10分；安全试车20分操作安全规范，对存在的故障能独立自行排除。1、存在故障找不出原因或不能排除的根据故障情况适当扣分。2、没有遵守安全操作规范通电试车的扣20分附、项目实训任务一一、任务：学生独立完成C620-1型车床电气线路的安装与调试。二、要求：1、弄清机床控制电路的工作原理。2、弄清电气控制柜结构和布置，完成电气接线图。3、明确各电器元件的作用，列出C620-1型车床电器元件明细表。4、安全通电试车。5、同学间可相互设置2－3次故障，并分析、查找和排除故障。6、写出1500字以上项目实训报告。三、项目实训报告内容包括：（1）项目名称；（2）C620-1型车床电气控制要求；（3）C620-1型车床电气控制原理图及原理分析过程；（4）C620-1型车床电器元件明细表。（5）C620-1型车床电气接线图。（6）接线故障分析及排