机床电气控制技术273

机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目一三相异步电动机单向

运行控制电路板的制作教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人电动机单向运行控制的原理及安装与维修技能是维修电工必须掌握的基础知识和基本技能。项目引入三相异步电动机的单向运转控制在生产中应用最广泛，它被广泛用于拖动各种小型鼓风机、水泵、电动葫芦、车床以及皮带运输机等生产机械设备等。掌握各种常用低压电器结构、工作原理、使用和选用掌握三相异步电动机单向运行工作原理知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯查找、排除故障能力三相异步电动机单向运行控制板的制作能力三相异步电动机单向运行电路的设计能力相关内容三相异步电动机单向运行工作原理基本元器件及其图形符号、文字符号电气图的绘制原则及分析三相异步电动机单向运行控制板的制作、运行、调试【项目构思】项目来源于某工矿企业在生产过程中的单向运行等生产机械的控制，例如小型鼓风机、水泵、电动葫芦、车床以及皮带运输机等生产机械设备。这些生产机械要求电动机能实现单方向运转的控制。。一、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目分析三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。三相交流异步电动机单向运行继电器-接触器控制电路盘1、低压空气断路器

低压断路器又称为自动空气开关或者自动空气断路器。其作用是可以在电路正常时不频繁接通或断开电路。图形、文字符号（一）初步认识低压电器二、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作相关知识低压断路器分类塑料外壳式低压断路器框架式低压断路器限流式低压断路器直流快速低压断路器选用原则1）断路器类型的选择应根据电路的额定电流及保护的要求来选用。2）断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压3）断路器的主电路额定工作电流应大于或等于负载工作4）断路器的过电流脱扣器的整定电流应大于或等于线路的最大负载电流。5）断路器的欠电压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压。6）断路器的额定通断能力大于或等于电路的最大短路电流。2、熔断器

熔断器在强电系统和弱电系统中得到广泛应用。熔断器是一种用于过载与短路保护的电器。图形、电气符号常用的熔断器NT型高分断能力熔断器瓷插式熔断器螺旋式熔断器封闭管式熔断器复式熔断器熔断器的选择

（1）类型：线路的要求、使用场合安装条件、各类熔断器的使用范围。

（2）额定电压：必须等于或高于熔断器工作点的电压。

（3）熔断体的额定电流：等于或稍大于电路的工作电流

（4）熔断器的额定电流：必须等于或高于所装熔体的额定电流。

（5）额定分断能力：必须大于电路中可能出现的最大故障电流。

（6）熔断器上、下级的配合：应使上一级熔断器的熔体额定电流比下一级大1～2个级差。3、热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。图形、文字符号常用的热继电器有JRS1、JR20系列等（a）热元件（b）动断触点带断相保护的热继电器单项断电断电过载

正常运行3．热继电器的选用和维护（1）星形接法的电动机可选用两相或三相结构热继电器。三角形接法的电动机应选择带断电保护的三相结构热继电器。（2）根据被保护电机的实际启动时间选取6倍额定电流下具有可返回时间的热继电器。（3）热继电器的额定电流（4）对于重复短时工作的电动机（起重机电动机），不宜选用双金属片热继电器。4、接触器

接触器是用于远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。

根据接触器主触点通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器。线圈主触点常开辅助触点常闭辅助触点图形、文字符号

交流接触器结构原理图电磁机构电磁机构触电系统灭弧装置其他部分直流接触器的结构和工作原理与交流接触器类似。只不过铁心的结构、线圈形状、触点形状和数量、灭弧方式等方面有所不同而已。接触器的参数

（1）额定电压UN(主触点)

（2）额定电流IN(主触点)

（3）线圈额定电压Ue：通常交流127V，220V，380V。（4）额定操作频率f：每小时允许操作的次数。交流接触器最高为600/h,直流接触器最高为1200/h。

5、低压断路器

1)功用：低压断路器又称为自动空气开关。可用来接通和分断负载电路。具有过载、短路、欠电压、失电压、漏电保护等多种保护功能。2)结构：操动机构、触点、保护装置、灭弧系统等组成。低压断路器的结构图1—弹簧；2—主触点；3—传动杆；4—锁扣；5—过电流脱扣器；6—过载脱扣器；7—欠压脱扣器；8—分励脱扣器3)选用选用应符合GB/T14048.2-2001《低压开关设备和控制设备低压断路器》等国家标准。额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压；主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流；过电流脱扣器的整定电流应大于或等于线路的最大负载电流；欠电压脱扣器的额定电压等于主电路额定电压；额定分断能力大于或等于电路的最大短路电流。4)断路器的图形符号和文字符号6、控制按钮

1)功用：控制按钮是一种手动的主令电器，主要是用来发布命令控制其他电器的动作和短时接通或断开小电流电路。由于控制按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此控制按钮不用来直接控制主电路的通断，而是用在控制电路中发出命令去控制接触器、继电器等。2.结构组成由按钮帽、复位弹簧、触点和外壳等组成。通常做成复合式，即具有常闭触点和常开触点。1-按钮帽2-弹簧

3-动触点4、5-静触点按下按钮时，先断开常闭触点，后接通常开触点；按钮释放后，在复位弹簧的作用下，按钮触点自动复位的先后顺序相反，均为“先断后合”。3)种类控制按钮可分为启动按钮、停止按钮、复合按钮等。GB5226-2002对按钮颜色作出如下规定:“启动”按钮的颜色为绿色；“停止”和“急停”按钮的颜色为红色；“点动”按钮为黑色色；a）动合触点（b）动断触点（c）复合式触点4.控制按钮的图形、文字符号

4.控制按钮的选用依据主要是根据需要的触点对数，动作要求，是否需要带指示灯，使用场合以及颜色等要求。

三相异步电动机单向连续运行工作原理1、合上电源开关QS2、按下启动按钮SB2接触器KM线圈得电,接触器主触点闭合,电动机M单向运行3、按下停止按钮SB1KM线圈失电,KM主触点断电,电动机M停止转动松开SB2自锁或者自保持

二、原理分析一、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目

方案的设计【项目设计】项目的最优设计方案及工艺流程如下：线路自检布线元件检查、安装制作准备通电试验实施【项目实现】三相异步电动机单向运行控制电路板的制作断路器熔断器交流接触器热继电器三联按钮接线端子板线路板M3~检查元件数量元器件布局布线自检通电试验

对照原理图或接线图逐条检查看是否有遗漏和压接不牢以及压绝缘层的地方用万用表检查电路是否接通注意热继电器整定合适，熔断器选择合理,时间继电器调整正确

空载实验：注意观察交流接触器动作是否正确带负载实验：注意观察实现电动机单向运行控制的工作过程线路自检通电试验检查【项目运行】项目评价互评教师评价自评项目总结1、点动运行时注意不要接自锁触点2、长动时自锁触点不要丢掉3、注意自锁和点动的区别谢谢机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人

我们进出学校大门时，门卫师傅用手里的遥控器或者是桌上的按钮来控制开门或关门。自动伸缩门实际上就是电动机的正反转控制。其他如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转、起重机的上升与下降等，这些生产机械要求电动机能实现正、反转控制。项目引入了解行程开关结构、工作原理及使用和选用掌握三相异步电动机正反转控制的工作原理知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯查找、排除故障能力三相异步电动机正反转控制板的制作能力三相异步电动机正反转控制电路的设计能力相关知识三相异步电动机正反转运行工作原理三相异步电机正反转控制线路板的制作

电气图的绘制与分析Plc控制三相异步电动机正反转运行过程【项目构思】三相异步电动机正反转的控制被广泛用于拖动各种机床工作台往复运动、工厂大门的开和关、电梯的上升和下降、搅拌机、起重机械等控制。。。一、三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目分析三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、低压断路器、熔断器按钮等有触点电器组合而成。三相异步电动机双重互锁正反转控制电路盘三相异步电动机正反转工作原理1、合上电源开关QS2、按下启动按钮SB2接触器KM线圈得电,接触器主触点闭合,电动机M单向运行3、按下停止按钮SB1KM线圈失电,KM主触点断电,电动机M停止转动松开SB2自锁或者自保持

（一）三相异步电动机正反转运行工作原理分析二、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作相关知识（二）初步认识行程开关二、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作相关知识图2-5常见行程开关外形a）LX19系列b）LX5系列c）LXW8系列微动开关

常见行程开关外形a）LX19系列b）LX5系列c）LXW8系列微动开关依据生产机械的行程发出命令，以控制其运动方向和行程长短的主令电器称为行程开关。行程开关：作用：若将行程开关安装于生产机械行程的终点处，用以限制其行程，则称为限位开关或终端开关。分类：按动作原理分为机械结构的接触式有触点行程开关和电气结构的非接触式接近开关。按其开关动作机构可分为直动式、滚动式和微动式三种。依靠移动机械上的撞块碰撞其可动部件使常开触头闭合，常闭触头断开来实现对电路控制的。当工作机械上的撞块离开可动部件时，行程开关复位，触头恢复其原来状态。工作原理：

图2-6直动式行程开关1-顶杆2-复位弹簧3-动触头4-静触头直动式行程开关1-顶杆

2-复位弹簧

3-动触头

4-静触头缺点是触头分合速度取决于生产机械的移动速度，当移动速度低于0.4m/min时，触头分段太慢，易受电弧烧蚀。常用的行程开关有JLXK1、X2、LX3、LX5、LX12、LX19A、LXw18、LX22、LX29、LX32系列，微动开关有LX31系列和JW型。行程开关结构和电气符号a)行程开关结构b)行程开关电气符号行程开关结构、电气符号1-外壳2-推杆3-弹簧4-常开触头5-常闭触头6-桥式动触头7-接线桩8-反力弹簧机床工作台自动往复循环控制电路合上电源开关，按下正转起动按钮SB2，KM1线圈通电并自锁，电动机正转起动旋转，拖动工作台前进向右移动。SQ1为反向转正向行程开关，SQ2为正向转反向行程开关。电路工作原理：当按下停止按钮SB1时，电动机停止，工作台停下。后退到位时，撞块A压下SQ1，使KM2断电，KM1通电，电动机由反转变为正转，拖动工作台变后退为前进，如此周而复始实现自动往返工作。当移动到位时，撞块B压下SQ2，其常闭触头断开，常开触头闭合，前者使KM1线圈断电，后者使KM2线圈通电并自锁，电动机由正转变为反转，拖动工作台由前进变为后退，工作台向左移动。一、三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目方案的设计【项目设计】项目的最优设计方案及工艺流程如下：Q0.1Q0.0三、PLC控制正反转的工作过程1、根据控制要求，确定出PLC的I/O点数及I/O配置如下

M3~2、程序设计1、按下SB2按钮I0.2导通，Q0.0导通，线圈KM1得电，电机正传。按下SB1，电机停止转动。2、按下SB3按钮，I0.3导通，Q0.1导通，线圈KM2得电，电机反转。按下SB1，电机停止转动。4、工作过程

按下正转起动按钮SB2时，常开触点闭合，驱动线圈Q0.0接通并自锁，通过输出电路，接触器KM1得电吸合，电动机正向起动并稳定运行;按下反转起动按钮SB3时，常闭触点I0.3断开Q0.0的线圈，KM1失电释放，同时I0.3的常开触点闭合接通Q0.l线圈并自锁，通过输出电路，控制KM2得电吸合，电动机反转起动，并稳定运行;按下停止按钮SBl，或过载保护FR动作，都可使KM1或KM2失电释放，电动机停止运行。实施线路自检布线元件检查、安装制作准备通电试验【项目实现】三相异步电动机正反转控制电路板的制作断路器熔断器交流接触器热继电器三联按钮接线端子板线路板M3~检查元件数量元器件布局布线自检通电试验

对照原理图或接线图逐条检查看是否有遗漏和压接不牢以及压绝缘层的地方用万用表检查电路是否接通注意热继电器整定合适，熔断器选择合理,时间继电器调整正确

空载实验：注意观察交流接触器动作是否正确带负载实验：注意观察实现电动机单向运行控制的工作过程线路自检通电试验检查【项目运行】项目评价互评教师评价自评1、注意自锁和互锁的概念2、主电路接线时一定要换相3、注意电气互锁和机械互锁的区别项目总结谢谢机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人了解时间继电器的结构、工作原理及使用和选用掌握三相异步电动机降压启动控制的工作原理知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯查找、排除故障能力三相异步电动机Y-△控制板的制作能力三相异步电动机Y-△控制板的设计能力相关内容

时间继电器及其图形符号、文字符号

三相异步电动机降压启动工作原理接线图的绘制

三相异步电动机

Y-△降压启动控制板的制作

PLC控制

Y-△降压启动控制过程

【项目构思】三相异步电动机降压启动控制被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等，故该项目目前主要应用于电机厂、电缆厂、矿井、纺织、建筑等大多行业企业机床、起重机、通风机或水泵等的控制。。一、三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目分析三相异步电动机降压启动控制线路由接触器、继电器、低压断路器、熔断器、按钮、时间继电器等有触点电器组合而成。三相异步电动机降压启动控制电路盘

时间继电器是一种根据电磁原理和机械动作原理来实现触点系统延时接通或断开的自动切换电器电磁式空气阻尼式电动式电子式它有通电延时和断电延时两种延时方式（一）初步认识时间继电器二、三相异步电动机降压启动控制电路板的制作相关知识时间继电器的图形及文字符号当三相异步电动机容量较大（10kW）时,起动时会产生较大的起动电流，将引起电网电压的下降，因此必须采取减压起动的方法，限制起动电流。所谓减压起动是利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机起动运转后，再使电压恢复到额定值正常运行。由于电流随电压的降低而减小，从而限制了起动电流。不过，由于电动机的转矩与电压平方成正比，故电动机起动转矩也会降低。(一)三相异步电动机Y-△降压启动工作原理的分析【二】三相异步电动机降压启动工作原理的分析三相异步电动机定子绕组串电阻降压启动工作原理的分析1）定子绕组串电阻降压启动的控制原理起动电阻一般采用由电阻丝绕制的板式电阻或铸铁电阻，它的阻值小，功率大，允许通过较大的电流。下图为

启动电阻外形。

启动电阻外形2）线路的工作原理三相笼型异步电动机定子绕组串电阻降压启动控制线路三相异步电动机Y-△降压启动工作原理1、合上电源开关QS2、按下按钮SB2,KM1、KM3线圈得电，主触点KM1、KM3闭合，

星形启动；电动机低速运行，继电器延时，

（二）三相异步电动机降压启动工作原理4、断开按钮SB1，电动机停止。3、延时结束后，线圈KM2得电，线圈KM3失电，主触点KM2闭合，KM3断开，

角接启动，电动机高速运行二、三相异步电动机降压启动控制电路板的制作相关知识一、三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目

方案的设计【项目设计】项目的最优设计方案及工艺流程如下：

三接触器式星-三角降压起动的控制电路a)主电路；b)控制电路二、电气图的绘制原则与分析【项目设计】线路自检布线元件检查、安装制作准备通电试验实施【项目实现】三相异步电动机Y-△降压启动控制电路板的制作断路器熔断器交流接触器热继电器三联按钮接线端子板线路板M3~检查元件数量元器件布局布线自检通电试验时间继电器

对照原理图或接线图逐条检查看是否有遗漏和压接不牢以及压绝缘层的地方用万用表检查电路是否接通注意热继电器整定合适，熔断器选择合理,时间继电器调整正确

空载实验：注意观察交流接触器动作是否正确带负载实验：注意观察实现电动机单向运行控制的工作过程线路自检通电试验检查【项目运行】项目评价互评教师评价自评1、Y-△换接时注意主电路相序不能接错2、Y接和△接要互锁3、Y-△降压启动适用于绕组为正常运行时是角接的电动机项目总结谢谢机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目四

三相异步电动机制动控制电路板的制作教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人了解速度继电器的结构、工作原理及使用和选用掌握三相异步电动机反接制动控制线路的工作原理知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯能快速正确地安装和检修制动控制板线路能正确识别、选用、安装和使用相关元器件【项目构思】通过对三相异步电动机制动控制电路板制作，让学生熟悉三相异步电动机制动控制电路工作原理，让学生掌握电气制动的方法，从而更好的理解制动的知积点。能正确根据原理图画出元器件布置图和安装接线图，并能按图进行元器件的安装和接线，熟练并学会三相异步电动机常见故障的检修方法，熟悉三相异步电动机制动的组成部件及制作、调试和检修注意事项，进而掌握三相异步电动机的制动控制的方法等。一、三相异步电动机反接制动控制电路板的制作项目分析速度继电器常用于三相感应电动机按速度原则控制的反接制动线路中，也称为反接制动继电器。用来检测电动机的速度变化。（一）速度继电器的认识常用的速度继电器有JY1和JFZ0型图形符号、电气符号（a）转子（b）动合触点（c）动断触点速度继电器的图形符号及文字符号速度继电器的选择主要根据被控制电动机的额定转速、控制要求、转轴直径等进行合理选择（一）速度继电器的认识一般情况下速度继电器转轴在120r/min左右即能动作，在100r/min以下触点复位。1、启动合上电源开关QS，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，当转速升到某一值以后，速度继电器KS的常开触点闭合，2、停机按下停止按钮SB1，KM1断电释放，KM2线圈通电，电动机反接制动，当转速低于100r/min时，速度继电器KS复位，KM2线圈断电释放，制动过程结束。单向运转的反接制动控制电路（二）三相异步电动机反接制动工作原理一、三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目

方案的设计【项目设计】项目的最优设计方案及工艺流程如下：实现线路自检布线元件检查、安装制作准备通电试验【项目实现】制作准备1.训练工具、仪表及器材工具：测试笔、螺钉旋具、斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、电工刀等。仪表：兆欧表、万用表。空载实验：注意观察交流接触器动作是否正确带负载实验：注意观察实现电动机制动运行控制所需时间通电调试【项目运行】项目评价互评教师评价自评项目总结1、反接制动注意一定要串接电阻。2、反接制动结束后及时切断电源，以免发生反转。谢谢机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目五车床电气控制及PLC改造教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人传统车床采用继电器接触器控制方式的缺点是接线复杂，故障率高，并且出现故障后很难查找和排除，影响生产。决定采用可编程控制器PLC控制解决此问题

。项目导入了解机加设备电路图识读方法，掌握车床工作原理掌握车床电气控制电路PLC改造方法绘制车床电气图，按图接线；安装、调试典型设备

查找、排除故障；PLC编程改造能力知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯【项目构思】在本学习项目中，教师首先下发项目工单，布置本项目需要完成的任务及控制要求，介绍本项目的应用情况，进行项目分析，讲解车床用途、电路组成、工作原理，机床读图和维修的相关知识，方案的制定、并介绍电气设备安装工和维修电工职业资格考试标准。学生进行小组分工，明确项目工作任务，团队成员讨论项目如何实施，进行任务分解，学习完成项目所需的知识，查找车床电气控制及相关知识，制定项目实施工作计划、制定出工艺流程，然后进行改造方案的设计，程序编制、调试，电气系统图的绘制、元器件选择、安装及布线，最后进行电气控制板的检查与调试。一、车床电气调控制安装与试项目分析现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，是保证机械设备按生产工艺要求，完成各种运动状态与协调工作，并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。本项目的主要任务是根据车床的工作情况确定电气设计的技术条件、电力拖动形式的选择、电动机的选择及其他电器元件、电气控制原理图，绘制电气控制电路的元件布置图和接线图，并设计项目的方案，最后进行车床电气控制电路板的安装调试。认识和了解车床及工作原理车床的用途主要用来车削外圆、内圆、端面、螺纹、定型面，也可用钻头、铰刀等刀具来钻孔、镗孔、倒角、割槽和切断等。普通卧式车床CA6140的型号含义

CA6140C—类代号(车床类)A—结构特性代号6—组代号(落地及卧式车床组)1—系代号(卧式车床系)40—主参数折算值CA6140（一）认识和了解车床二、车床电气控制安装与调试相关知识车床主要由床身、主轴变速箱、尾座、刀架、溜板箱、挂轮箱、进给箱、丝杠、光杠等组成。车床加工过程中有主运动、进给运动和辅助运动。（一）认识和了解车床

车床对电力拖动和控制的要求主电动机完成主轴运动和刀架纵横进给驱动。主轴正反转采用机械换向机构，主电动机单向旋转。停车时一般采用机械制动。冷却泵电动机单向旋转，在主电动机启动后启动。溜板箱的快速移动由快速移动电动机拖动。控制电路有必要的保护措施和安全的局部照明电路（二）车床工作原理识读辅助电路识读控制电路识读主电路阅读相关技术资料（二）机床电气原理图的识图阅读相关资料设备的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方法；设备机械、液压系统的基本结构、原理、以及与电气控制系统的关系；相关电器的安装位置和在控制电路中的作用；设备对电力拖动的要求，对电气控制和保护的一些具体要求。1、识读机床电气原理2、识读主电路（1）看电路及设备的供电电源。（2）分析主电路共用了几台电动机，并了解各电动机的功能。（3）分析各台电动机的工作状况（如启动、制动方式、正反转，有无调速等）及他们的制约关系。（4）了解电动机经过哪些控制电路到达电源（如刀开关、交流按触器主触点等），与这些器件有关联的部分各处在图上哪个区域，各台电动机相关的保护电器（如熔断器、热继电器、自动开关中的脱扣器等）有哪些。3、识读控制电路（1）弄清控制电路的电源电压。（2）按布局顺序从左到右依次搞清辅助电路各条支路如何控制主电路。了解电路中常用的继电器、接触器、位置开关、按钮等电器的用途，分析动作原理以及对主电路的控制关系。（3）分析出控制电路的动作过程。结合主电路有关元器件对控制电路的要求分析。4、识读辅助电路辅助电路即电气原理图中的其它电路，如检测电路、信号指示电路、照明电路等（四）车床工作原理分析CA6140卧式车床电气控制原理图（四）车床工作原理分析1、主电路分析

（1）主电路中共有3台电动机；M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架作进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为刀架快速移动电动机。

（2）三相交流电源由空气断路器QF引入。（3）主轴电动机M1采用热继电器FR1作过载保护，采用熔断器FU1作短路保护。（4）冷却泵电动机M2采用热继电器FR2作过载保护。（5）快速移动电动机M3因为是间歇短时运行，故不需要热继电器进行过载保护。（四）车床工作原理分析2、控制电路分析

（1）控制电路电源：是通过控制变压器TC输出127V交流电压供电，采用熔断器FU2作短路保护。（2）快速移动电动机M3的控制（3）冷却泵电动机M2的控制3、指示及照明电路分析（1）指示灯HL和照明灯EL由控制变压器TC直接输出36V交流电压供电，采用熔断器FU2作短路保护（2）照明灯由开关SA2控制其接通与断开4、保护和联锁电路分析（1）顺序启动和联锁保护环节。（2）过载保护环节（3）失压和欠压保护环节一、车床电气控制安装与调试项目方案的设计【项目设计】项目的最优设计方案及工艺流程如下：根据CA6140型车床电气控制原理图，进行车床方案的制定。由继电器控制过程，设计接线图及选取元器件；安装及布线；整机调试。【项目设计】根据CA6140型车床电气控制原理图，进行车床方案的制二、CA6140型车床电气控制电路的安装接线图的绘制（一）车床电气控制电路原理图的绘制按照图4-6和4-7绘制CA6140型车床电气控制电路原理图。（二）车床电气控制电路安装接线图的绘制安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。线路自检布线元件检查、安装制作准备通电试验实现【项目实现】断路器熔断器交流接触器热继电器三联按钮接线端子板线路板M3~检查元件数量元器件布局布线自检通电试验时间继电器

对照原理图或接线图逐条检查看是否有遗漏和压接不牢以及压绝缘层的地方用万用表检查电路是否接通注意热继电器整定合适，熔断器选择合理,时间继电器调整正确

空载实验：注意观察交流接触器动作是否正确带负载实验：注意观察实现电动机单向运行控制的工作过程线路自检通电试验检查【项目运行】项目评价互评教师评价自评1、顺序控制的规律2、注意控制电路电源的要求项目总结谢谢机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人传统磨床采用继电器接触器控制方式的缺点是接线复杂，故障率高，并且出现故障后很难查找和排除，影响生产。决定采用可编程控制器PLC控制解决此问题。项目导入了解机加设备电路图识读方法，掌握磨床工作原理掌握磨床电气控制电路PLC改造方法绘制磨床电气图，按图接线；安装、调试典型设备

查找、排除故障；PLC编程改造能力知识目标教学目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯【项目构思】一、磨床电气控制及PLC改造项目分析

（一）认识和了解磨床磨床的用途磨床是用砂轮对工件的表面进行磨削加工的一种精密机床。二、磨床电气控制及PLC改造相关知识（一）认识和了解磨床

M7130卧轴矩台平面磨床是利用砂轮圆周进行磨削加工平面的磨床。主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱又称磨头、滑座和立柱等组成。砂轮的快速旋转是平面磨床的主运动；进给运动包括垂直进给（滑座在立柱上的上、下运动）、横向进给（砂轮箱在滑座上的水平移动）、纵向进给（工作台沿床身的往复运动）。

（一）认识和了解磨床

√M7130平面磨床共有三台电动机和电磁吸盘。

√第一台是磨轮电机，带动砂轮。

√第二台是冷却泵电动机，为磨削工件时输送冷却液。

√第三台是液压泵电动机，使工作台做往复运动。√电磁吸盘是吸持工件、松开工件，并使工件去磁的机构。（一）认识和了解磨床

磨床对电力拖动和控制的要求1.砂轮电动机M1：要求单方向旋转，无调速要求。2.冷却泵电动机M3：冷却泵电动机与砂轮电动机具有顺序联锁关系，即只有启动砂轮电动机后，才能开动冷却泵电动机。冷却泵电动机随砂轮电动机运转而运转，但冷却泵电动机不需要时，可单独断开。3.液压泵电动机M2：为了保证加工精度，减小往复运动产生的惯性冲击，采用液压传动。4.具有电磁吸盘吸持工件、松开工件，并使工件去磁的控制环节。5.保证在使用电磁吸盘的正常工作时和不使用电磁吸盘在调整机床工作时都能开动机床各电动机。但在使用电磁吸盘的工作状态时，必须保证电磁吸盘吸力足够大时，才能开动机床各电动机。设有短路保护，过载保护，零压保护和电磁盘的欠流保护和过电压保护。6.必要的照明与指示信号。（二）磨床电气原理图的识读识读辅助电路识读控制电路识读主电路阅读相关技术资料1、阅读相关资料设备的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方法；

设备机械、液压系统的基本结构、原理、以及与电气控制系统的关系；

相关电器的安装位置和在控制电路中的作用；

设备对电力拖动的要求，对电气控制和保护的一些具体要求。（二）磨床电气原理图的识读2、识读主电路1）看电路及设备的供电电源。2）分析主电路共用了几台电动机，并了解各电动机的功能。3）分析各台电动机的工作状况（如启动、制动方式、正反转，有无调速等）及他们的制约关系。4）了解电动机经过哪些控制电路到达电源（如刀开关、交流按触器主触点等），与这些器件有关联的部分各处在图上哪个区域，各台电动机相关的保护电器（如熔断器、热继电器、自动开关中的脱扣器等）有哪些。（二）磨床电气原理图的识读3、识读控制电路1）弄清控制电路的电源电压。2）按布局顺序从左到右依次搞清辅助电路各条支路如何控制主电路。了解电路中常用的继电器、接触器、位置开关、按钮等电器的用途，分析动作原理以及对主电路的控制关系。3）分析出控制电路的动作过程。结合主电路有关元器件对控制电路的要求分析。（二）磨床电气原理图的识读4、识读辅助电路辅助电路即电气原理图中的其它电路，如检测电路、信号指示电路、照明电路等（二）磨床电气原理图的识读M7130平面磨床电气原理图主电路（三）M7130型平面磨床工作原理分析1、M7130平面磨床主电路分析

三相交流电源由空开QF引入。主电路由砂轮电动机M1、液压泵电动机M3与冷却泵电动机M2组成，其中M1、M2由接触器KM1控制，电动机M3由接触器KM2控制。三台电动机共用熔断器FU1作短路保护，M1、M2、M3、分别由FR1、FR2作长期过载保护。（三）M7130型平面磨床工作原理分析M7130平面磨床按钮接触器控制回路图2、M7130平面磨床按钮接触器控制回路图分析由控制按钮SB1、SB2与接触器KM1构成砂轮电动机M1单方向旋转起动或停止控制电路；由SB3、SB4与KM2构成液压泵电动机单方向起动或停止控制电路。但电动机的起动必须在电磁吸盘YH（在电磁吸盘电路中）工作，且欠电流继电器KA通电吸合，触点KA(3-4)闭合，或YH不工作，转换开关SA1置于“去磁”位置，触点SA1（3－4）闭合后可进行。3、指示及照明电路分析照明灯EL及指示灯HL1、HL2、HL3由控制变压器TC直接输出36V交流电压供电，其中照明灯由开关SA2手动控制。M7130平面磨床电磁吸盘控制电路

3、电磁吸盘控制电路分析1）由整流装置、控制装置及保护装置等部分组成2）电磁吸盘整流装置由变压器与桥式全波整流器VC组成，输出32V直流电压对电磁吸盘(实验装置中用指示灯代替)供电。3）电磁吸盘集中由转换开关SA1控制，SA1有三个位置：充磁、断电与去磁。4）当SA1置于“充磁”位置，电磁吸盘YH获得32V直流电压，电磁吸盘吸力足以将工件吸牢。5）当SA1扳至“退磁”位置时，电磁吸盘通入反方向电流，并在电路中串入可变电阻R2，用以限制并调节反向去磁电流的大小，达到既退磁又不致反向磁化的目的。退磁结束将SA1扳到“断电”位置，便可取下工件。根据M7130磨床的电气原理图控制电路中的手动控制和线圈得电过程，确定输入输出点数。制订出PLC改造流程。PLC程序设计PLC选型确定PLCI/O点数PLC程序调试【项目设计】一、M7130型平面磨床电气控制电路的PLC改造方案的制定M7130型平面磨床PLC的输入/输出点分配表输入信号输出信号名称代号输入点编号名称代号输出编号电流继电器KAI0.0砂轮电动机M1控制接触器KM1Q0.0砂轮电动机M1起动按钮SB1I0.1液压泵电动机M3控制接触器KM2Q0.1砂轮电动机M1停止按钮SB2I0.2冷却泵电动机M2控制接触器KM3Q0.2液压泵电动机M2起动按钮SB3I0.3液压泵电动机M2停止按钮SB4I0.4冷却泵电动机M3起动按钮SB5I0.5冷却泵电动机M3停止按钮SB6I0.6总停止按钮SB7I0.7退磁转换开关QS2I1.0热继电器FR1FR2I1.1

M7130型平面磨床PLC的输入/输出点分配表

二、M7130型平面磨床电气控制电路的PLC改造硬件设计（一）I/O分配一、PLC的选型一、PLC的选型目前在国内常用的PLC的型号有：西门子（SIEMENS）公司的PLCA-B(Allen-Bradley)公司的PLC三菱（）公司的PLC欧姆龙公司的PLC施耐德自动化公司的PLCGE-（二）PLC的选型目前国内常用的PLC型号有：西门子（SIEMENS）公司的PLCA-B（Allen-Bradley）公司的PLC三菱（MITSUBISHI）公司的PLC欧姆龙（OMRON）公司的PLC施耐德（SCHNEIDER）自动化公司的PLCGE-Fanuc公司的PLC（二）PLC的选型根据磨床电气控制线路的功能要求，以及其复杂程度来看，其控制线路共有10个输入点和3个输出点。从经济性、可靠性等方面来考虑，选择西门子S7-200系列PLC作为磨床电气控制系统PLC改造用的控制主机。

S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器用于简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。S7-200系列主要有以下几个方面的特点：a.极高的可靠性；b.易于掌握；c.极其丰富的指令集；d.便捷的操作特性；f.实时特性；g.丰富的内置集成功能；h.强大的通信能力；西门子S7-200CPU224+EM223（二）PLC的选型三、PLC改造程序设计设计思路：采用继电器-接触器转换的方法进行设计。转换法就是将继电器电路转换成与原有功能相同的PLC内部的梯形图。三、PLC改造程序设计这种等效转换是一种简便快捷的编程方法，其一，原继电控制系统经过长期使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能；其二，继电器电路图与PLC的梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此根据继器电路图来设计梯形图简便快捷；其三，这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了原有系统的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习题。

（a）（b）图2-1-9C6140型普通磨床PLC控制梯形图及指令语句表(a)梯形图(b)指令语句表三、PLC改造程序设计M7130平面磨床的电气控制梯形图

一、磨床故障诊断及排除【项目实现】一、磨床故障诊断及排除机床电气设备维修的一般方法电气设备的维修包括日常维护保养和故障检修两方面。

1、电气设备的日常维护和保养一般包括日常维护、定期维护和设备保养等内容。

2、电气故障检修的一般方法和步骤检修前的故障调查确定故障范围查找故障点排除故障通电试车一、磨床故障诊断及排除（三）常用的电气故障检测方法通常使用万用表检测故障，用万用表检测故障最为方便1.电压测量法电压分阶测量法、电压分段测量法

2.电阻测量法电阻分阶测量法、电阻分段测量法

【项目实现】（四）M7130型平面磨床的电气控制电路板的调试与故障诊断1、检修所需工具和设备1）工具：试电笔、电工刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、螺钉旋具、活扳手等。2）仪表：万用表、绝缘电阻表、钳形电流表。3）机床：M7130型平面磨床或M7130型平面磨床实训考核装置。2、平面磨床电磁吸盘的常见故障分析平面磨床电气控制特点是采用电磁吸盘，在此仅对电磁吸盘的常见故障作一分析。1）电磁磁盘没有吸力首先应检查三相交流电源是否正常，然后再检查FU1、FU2与FU4熔断器是否完好，接触是否正常，再检查接插器X3接触是否良好。如上述检查均未发现故障，则进一步检查电磁吸盘电路，包括欠电流继电器KA线圈是否断开，吸盘线圈是否短路等。【项目实现】2）电磁吸盘吸力不足常见的原因有交流电源电压低，导致整流直流电压相应下降，以致吸力不足。若整流直流电压正常，电磁吸力仍不足，则有可能系X3接插器接触不良。造成电磁吸盘吸力不足的另一原因是桥式整流电路的故障，如整流桥一臂发生开路，将使直流输出电压下降一般，使吸力减小，若有一臂整流元件击穿形成短路，则与它相邻的另一桥臂的整流元件会因过电流而损坏，此时T2也会因电路短路而造成过电流，致使电磁吸盘吸力很下，甚至无吸力。3）电磁吸盘退磁效果差，造成工件难以取下其故障原因往往在于退磁电压过高或去磁回路断开，无法去磁或去磁时间掌握不好等。（四）M7130型平面磨床的电气控制电路板的调试与故障诊断【项目实现】二、M7130型平面磨床电气控制及PLC改造电气图的绘制（一）磨床的电气控制电路元器件布置图的绘制电器元件布置图是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。（二）改造后的接线图的绘制安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。PLC改造后的主电路（二）改造后的接线图的绘制【项目实现】M7130型平面磨床PLC控制接线图

（二）改造后的接线图的绘制【项目实现】三、M7130型平面磨床电气控制及PLC改造整机安装与接线【项目实现】1．训练工具、仪表及器材1）工具。测试笔、螺钉旋具、斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、电工刀等。2）仪表。绝缘电阻表、万用表、钳形电流表。3）器材。1控制板一块（包括所用的低压电器器件）。2导线及规格：主电路导线由电动机容量确定；控制电路一般采用截面为1mm2的铜芯导线（RV）；按钮线一般采用0.75mm2的铜芯线（RV）;导线的颜色要求主电路与控制电路必须有明显的区别。导线布线采用线槽软线布线。3备好编码套管。（（一）准备电器元件的安装应注意以下几方面：1.体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。2.强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。3.需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。4.电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。5.电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。注意PLC的接线以及PLC电源的取得位置【项目实现】（一）所编写的PLC程序录入与下载1.打开STEP7-Micro/WIN应用程序，新建一个项目，选择CPU类型为CPU226，打开程序块中的主程序编辑窗口，录入上述程序。2.录入完程序后单击其工具按钮进行编译，当状态栏提示程序没有错误，检PLC与计算机的连接正常，PLC工作正常，便可了下载程序。3.单击下载按钮后，程序所包含的程序块、数据块、系统块自动下载到PLC中。一、PLC改造程序调试【项目运行】（二）所编写的PLC程序调试1.程序运行当下载完程序后，需要对程序进行调试。PLC有两种工作方式，即RUN（运行）模式与STOP（停止）模式。在RUN模式下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。在CPU模块的面板上用“RUN”LED显示当前工作模式。在STOP模式下，CPU不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。如果有致命的错误，在消除它之前不允许从STOP模式进入RUN模式。CPU模块上的开关在STOP位置时，将停止用户程序的运行。要通过STEP7-Mico/WIN软件控制S7-200模式开关必须设置为“TERM”或“RUN”。单击工具条上的“运行”按钮或在命令菜单中选择“PLC”→运行，出现一个对话框提示是否切换运行模式。单击“确认”。（二）所编写的PLC程序调试2.程序的监控在运行STEP7-Mico/WIN的计算机与PLC之间建立通信，执行菜单命令“调试”→“开始程序监控”，或单击工具条中的按钮，可以用程序状态功能监视程序运行的情况。只有把全部所编写的PLC程序编制调试正确以后，才能够把PLC主机与控制电路连接好。（二）所编写的PLC程序调试【项目运行】二、M7130型平面磨床电气控制PLC改造整机调试与运行把PLC与M7130型平面磨床的连线接好，把M7130型平面磨床用PLC控制，观察磨床的运行情况，应该与继电器接触器控制是相同的。（一）自检1根据电路图检查电路的接线是否正确、是否有压绝缘和漏接的地方。2检查热继电器的整定值和熔断器中熔体的规格是否符合要求。3检查电动机及线路的绝缘电阻。4检查电动机的安装是否牢固，与生产机械传动装置的连接是否可靠。5清理安装现场。（二）通电试车1接通电源，点动控制各电动机的起动，以检查各电动机的转向是否符合要求。2先空载试车，正常后方可接上电动机试车。空载试车时，应认真观察各电器元件、线路、电动机及各传动装置的工作是否正常。若发现异常，应立即切断电源进行检查，待调整或修复后方可再次通电试车。【项目运行】二、M7130型平面磨床电气控制PLC改造整机调试与运行（三）注意事项1电动机和线路的接地要符合要求。2接线时导线不允许有接头。3试车时，要先合上电源开关，后按起动按钮；停车时要先按停止按钮，后断电源开关。4通电试车必须在指导教师的监护下进行，必须严格遵守安全操作规程。【项目运行】三、磨床电气控制及PLC改造项目验收项目完成后，应对各组完成情况进行验收和评定，具体验收指标包括：M7130型平面磨床电气控制电路故障诊断和排除及M7130型平面磨床PLC改造电气控制电路板制作考核要求。谢谢！机电工程学院机床电气设备及升级改造目录项目一三相异步电动机单向运行控制电路板的制作项目二三相异步电动机正反转控制电路板的制作项目三三相异步电动机降压启动控制电路板的制作项目四三相异步电动机制动控制电路板的制作项目五车床电气控制及PLC改造项目六磨床电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造项目八钻床电气控制及PLC改造项目九桥式起重机电气控制及PLC改造项目七铣床电气控制及PLC改造了解铣床并掌握铣床工作原理掌握铣床电气控制PLC改造方法查找、排除故障能力

PLC编程改造能力知识目标工作目标能力目标职业素质目标团队合作能力与交流表达能力良好的职业习惯掌握铣床传统电气控制与PLC控制区别教学内容项目内容PLC控制铣床的整机调试铣床PLC改造方案的制定认识和了解铣床并分析铣床工作原理铣床故障诊断及排除教学组织流程与实施过程教学环境实现构思运行设计按CDIO工程教育理念组织教学教学做一体化教室下发项目工单分小组，每组六人【项目构思】在本学习项目中，教师首先下发项目工单，布置本项目需要完成的任务及控制要求，介绍本项目的应用情况，进行项目分析，讲解车床用途、电路组成、工作原理，机床读图和维修的相关知识，方案的制定、并介绍电气设备安装工和维修电工职业资格考试标准。学生进行小组分工，明确项目工作任务，团队成员讨论项目如何实施，进行任务分解，学习完成项目所需的知识，查找车床电气控制及相关知识，制定项目实施工作计划、制定出工艺流程，然后进行改造方案的设计，程序编制、调试，电气系统图的绘制、元器件选择、安装及布线，最后进行电气控制板的检查与调试。一、铣床电气控制及PLC改造项目分析通过铣床电气控制及PLC改造电路板的制作，让学生掌握铣床的组成及基本电气控制原理，学会铣床电气图的识读，掌握顺序控制的规律。能正确根据原理图画出元器件布置图和安装接线图，并能按图进行元器件的安装和接线，能够制定铣床电气控制的PLC改造方案，再进行I/O分配和PLC编程，最后进行程序调试和整机安装调试，并学会铣床电气控制电路常见故障的检修方法。什么是铣床？铣床的用途、分类。它在生产实际中有哪些应用？

X62W万能卧式铣床（一）认识和了解铣床【项目构思】二、铣床电气控制及PLC改造相关知识X62W主电路

X62W卧式万能铣床的电气控制原理分析1）主电路分析X62W型万能铣床由三台电动机拖动：主轴电机M1,带动刀具旋转工作台进给电动机M2带动工件运动冷却泵电机M3输出冷却液M1：由接触器KM1和转换开关QC控制，将QC扳到不同的档位即可控制主轴电动机M1的正、反转；M2：由接触器KM3和KM4控制其正、反最转；M3：由转换开关QS控制。2）控制电路分析（1）主轴电动机M1的控制主轴正常工作的控制:按下按钮开关SB1或SB2，接触器KM1通电闭合，主轴电动机M1起动正转。按下按钮开关SB5或SB6，主轴电动机M1制动停止。主轴变速冲动的控制:

主轴变速盘瞬时压合行程开关ST1，接触器KM1瞬时通电闭合，主轴电动机M1瞬时起动运转，对主轴变速齿轮进行冲动。主轴换刀的控制:将换刀制动转换开关SA1扳到“通”的位置，常开触点SA1-1接通制动电磁铁YA1电源，主轴被制动，操作人员可进行换刀操作。（2）进给电动机M2的控制主轴电动机M1起动后，将圆工作台开关SA2扳到“断”的位置，图中SA2-1、SA2-3触点闭合，SA2-2断开。1)将工作台方向行程开关ST5、ST6扳到“通”的位置，接触器KM3或KM4通电闭合，进给电动机M2起动正转或者反转，通过机械装置带动工作台“向左”或者“向右”运动。2)将工作台方向行程开关ST3、ST4到“通”的位置，接触器KM3或KM4通电闭合，进给电动机M2起动正转或者反转，通过机械装置带动工作台“向前、向下”或者“向后、向上”运动。3)当进给变速盘瞬时压合行程开关ST2时，接触器KM3瞬时通电闭合，进给电动机M2瞬时起动运转，对进给变速齿轮进行冲动。（3）工作台快速移动的控制按下按钮SB3或者SB4：接触器KM3通电闭合，电磁铁YA2失电，YA3通电，工作台快速向六个进给方向快速移动。（4）圆工作台工作的控制将圆工作台开关SA2扳到“通”的位置，SA2-1、SA2-3断开，SA2-2闭合，接触器KM3通电闭合，带动圆工作台工作。根据X62W铣床的电气原理图，控制电路中的输入/输出均为开关量，共有输入输出设备。确定出PLC改造流程。确定I/O点数PLC选型分析原理图整机安装与调试一、铣床PLC改造方案的制定PLC编程程序监控调试【项目设计】根据铣床电气控制线路的功能要求，以及其复杂程度来看，从经济性、可靠性等方面来考虑，选择西门子S7-200系列PLC作为机床电气控制系统PLC改造用的控制主机。共有输入输出设备为14/7，选择PLC型号为西门子S7-200CPU224主机I/O点数为14/10。（一）根据铣床电气控制原理图的控制要求确定I/O点数并选型【项目设计】二、X62W万能铣床电气控制电路的PLC改造硬件设计S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器用于简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。S7-200系列主要有以下几个方面的特点：a.极高的可靠性；b.易于掌握；c.极其丰富的指令集；d.便捷的操作特性；f.实时特性；g.丰富的内置集成功能；h.强大的通信能力；二、X62W万能铣床电气控制电路的PLC改造硬件设计（一）根据铣床电气控制原理图的控制要求确定I/O点数并选型【项目设计】输入输出点数确定原则：输入点：按钮、行程开关、转换开关和传感器等输出点：接触器、继电器、电磁铁、指示灯等二、X62W万能铣床电气控制电路的PLC改造硬件设计（一）根据铣床电气控制原理图的控制要求确定I/O点数并选型【项目设计】X62W万能铣床PLC的输入/输出点分配表二、X62W万能铣床电气控制电路的PLC改造硬件设计（一）根据铣床电气控制原理图的控制要求确定I/O点数并选型（二）铣床电气控制PLC改造后的I/O接线图二、X62W万能铣床电气控制电路的PLC改造硬件设计【项目设计】设计思路：采用继电器-接触器转换的方法进行设计。转换法：将继电器电路转换成与同功能的PLC内部梯形图。三、铣床PLC改造程序的设计优点：1、原继电控制系统经过长期使用和考验，已经被证明能完成系统要求的控制功能；2、继电器电路图与PLC的梯形图在表示方法和分析方法上有很多相似之处，因此根据继电器电路图来设计梯形图简便快捷；3、这种设计方法一般不需要改动控制面板，保持了原有系统的外部特性，操作人员不用改变长期形成的操作习惯。【项目设计】【项目设计】三、铣床PLC改造程序的设计三、铣床PLC改造程序的设计【项目设计】一、铣床故障诊断及排除（一）检修所需工具和设备

1．工具：试电笔、电工刀、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、螺钉旋具、活扳手等。

2．仪表：万用表、兆欧表、钳形电流表。

3．机床：X62W型万能铣床或X62W型万能铣床实训考核装置。

（二）查找故障点的方法

检测方法有多种：万用表电阻检测法、万用表电压检测法、短接法、检验灯法等。【项目实现】1、短接法介绍故障现象及故障点1、电源指示灯不亮（HL1断开）；2、控制回路失效（TC380/127V副边线圈断开）；3、主轴不能冲动（ST1常开点断开）；4、反接制动失效（SB6-1断开）；5、主轴起动1失效（SB1断开）；6、主轴起动2失效（SB2断开）；7、进给不能冲动（ST2-1断开）；8、工作台向左向右失效（ST5-2断开）；9、圆工作台控制开关处于接通位置时，圆工作台控制全部失效（SA2-2断开）；10、器件故障1（KM3线圈断开）；11、器件故障2（KM4线圈断开）；12、器件故障3（KM4线圈断开）；13、器件故障4（KM3线圈断开）；14、器件故障5（KM2线圈断开）；15、器件故障6（KM1线圈断开）；16、控制回路失效（20处线路断开）；17、主轴制动指示灯不亮（YA1断开）；18、工作台快速移动指示灯YA2不亮（YA2断开）；19、工作台快速移动指示灯YA3不亮（YA3断开）；20、主轴制动指示灯不亮（SB6-2断开）。铣床故障诊断及排除训练（一）采用PLC控制的铣床电气原理图的绘制1.采用PLC控制的铣床电气原理图主电路的绘制2.采用PLC控制的铣床控制电路的绘制注意：PLC的接线以及PLC电源的取得位置【项目实现】二、X62W万能铣床电气控制及PLC改造电气图的绘制X62W主电路

【项目实现】二、X62W万能铣床电气控制及PLC改造电气图的绘制（一）采用PLC控制的铣床电气原理图的绘制【项目实现】二、X62W万能铣床电气控制及PLC改造电气图的绘制（一）采用PLC控制的铣床电气原理图的绘制（二）采用PLC控制的铣床元件布置图的绘制电器元件的布置应注意以下几方面：1.体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。2.强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。3.需要经常维护、检修、调整的电器元件位置不宜过高或过低。4.电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。5.电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。【项目实现】二、X62W万能铣床电气控制及PLC改造电气图的绘制（三）采用PLC控制的铣床安装接线图的绘制电气接线图的绘制原则：1.各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。2.一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。3.各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。4.各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。5.绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。【项目实现】二、X62W万能铣床电气控制及PLC改造电气图的绘制（一）安装前的准备工作、准备工具、仪表、器材及元器件（二）元器件的选择按照X62W万能铣床元器件明细表备齐所需元器件三、X62W万能铣床电气控制及PLC改造整机安装与接线【项目实现】（三）安装步骤及工艺要求按照线槽走线的工艺要求进行布线一、PLC程序监控运行与调试（一）所编写的PLC程序录入与下载1.打开STEP7-Micro/WIN应用程序，新建一个项目，选择CPU类型为CPU226，打开程序块中的主程序编辑窗口，录入上述程序。2.录入完程序后单击其工具按钮进行编译，当状态栏提示程序没有错误，检查PLC与计算机的连接正常，PLC工作正常，便可下载程序。3.单击下载按钮后，程序所包含的程序块、数据块、系统块自动下载到PLC中。【项目运行】（二）程序运行当下载完程序后，需要对程序进行调试。PLC有两种工作方式，即RUN（运行）模式与STOP（停止）模式。在RUN模式下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。在CPU模块的面板上用“RUN”LED显示当前工作模式。在STOP模式下，CPU不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下