机床电气控制与PLC课件 项目四 镗床电气控制系统安装及调试

机床电气控制与PLCT68卧式镗床是万能性的机床，适用于机器制造业的各种孔和平面的加工。特别适用于加工黑色金属零件。由于机床上具有平旋盘径向刀架，故能镗削尺寸较大的孔和平面。机床主轴的刚性较强，除使用平旋盘进行铣削外，还可以在主轴上安装铣刀来进行铣削。项目四

镗床电气控制系统安装及调试项目情境1.镗床的结构及型号T68型镗床的结构如图T68型镗床的型号意义如下:机床电气控制与PLC

主轴电动机Ml拖动机床的主运动和进给运动，快速移动电动机M2实现主轴箱与工作台的快速移动。主轴电动机M1为双速电动机，由5只接触器控制，其中KM1和KM2控制Ml的正反转；KM3在主轴电动机M1正常运行时短接电阻R；KM4、KM5(双线圈接触器)控制M1的高、低速运行。R为反接制动电阻，熔断器FU1和热继电器FR1分别作M1的短路和长期过载保护。与主轴电动机M1主轴相连接的速度继电器KS用于M1的反接制动控制。快速移动电动机M2由KM6、KM7控制其正反转，用熔断器FU2作其短路保护。由于M2是短时工作，因此未设过载保护。

⑴主运动:镗轴与花盘的旋转运动。

⑵进给运动:镗轴的轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。

⑶辅助运动:工作台的旋转、后立柱水平移动、尾架的垂直移动及各部分的快速移动。项目四

镗床电气控制系统安装及调试2.镗床的运动形式机床电气控制与PLC

（1）为了适应各种工件的加工工艺要求，主轴旋转和进给都应有较宽的调速范围。本机床采用双速笼型异步电动机作为主拖动电动机，并采用机电联合调速，这样既扩大调速范围又使机床传动机构简化。

（2）进给运动和主轴及花盘旋转采用同一台电动机拖动，由于进给运动有几个方向（主轴轴向、花盘径向、主轴垂直方向、工作台横向、工作台纵向），所以要求主电动机能正反转，并有高低两种速度供选择。高速度运转应先经低速起动，各个方向的进给应有联锁。

（3）各进给方向均能快速移动，本机床采用一台快速电动机拖动，正反两个方向都能瞬时点动。

（4）为适应调整的需要，要求主拖动电动机应能正反点动，并带有制动。本机床采用电磁铁带动的机械制动装置。项目四

镗床电气控制系统安装及调试3.电力拖动的特点及控制要求机床电气控制与PLC项目四

镗床电气控制系统安装及调试任务一

主轴电动机控制电路安装及调试机床电气控制与PLC（1）培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成；（2）培养学生独立完成控制线路安装、调试；（3）培养学生能独立完成控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）学会什么是降压启动、降压启动的目的、方法；（2）能正确分析降压启动的控制线路原理。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0401号C5225双柱立式车工作台电气控制电路，电工车间主任将任务单派给了电工一组。机床电气控制与PLC工作任务安装0401号C5225双柱立式车工作台电气控制电路派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小赵完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0401号C5225双柱立式车工作台电气控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC

在实际运用中，有些生产机械电动机功率很大，启动过程中启动电流比较大，会造成线路电压下降，这不仅会影响到电动机的启动转矩，严重时，会导致电动机本身无法启动。（如C5225双柱立式车床等）工作台主拖动电动机因功率（55kW）较大，为减小启动电流，采用降压启动。降压启动是指利用启动设备将电压适当降低后，加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定电压正常运转。任务分析1.异步电动机Y-△降压启动的电路机床电气控制与PLC

该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。主电路中：KM是引入电源的接触器，KMY是将电动机接成星形连接的接触器，KM△是将电动机接成三角形连接的接触器，它的主触点将电动机三相绕组首尾相接。KM、KMY接通，电动机进行Y启动，KM、KM△接通，电动机进入△形运行，KM△、KMY不能同时接通，KM△、KMY之间必须互锁。SB1是启动按钮，SB2是停止按钮，FU1作主电路的短路保护，FU2作控制电路的短路保护，KH作过载保护。图4-2Y-△降压启动控制电路1.异步电动机Y-△降压启动的电路机床电气控制与PLC停止时,按下SB2即可。

图4-2Y-△降压启动控制电路工作原理分析：

2.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC元件名称元件代号元件型号数量备注M三相异步电动机Y132S-45.5KW、380V、11.6A、1440r/min1QS组合开关HZ10-25/3三极、25A1FU1熔断器RL1-60-25500V、60A3FU2熔断器RL1-15/2500V、15A2KM1-KM3交流接触器CJ10-2020A3KT时间继电器JS7-2A线圈电压380V、整定时间3S1FR热继电器JR16-20/320A整定电流11.6A1SB1、SB2按钮LA10-3H保护式、380V、5A1XT端子板JX2-1015380V、10A、15节13.绘制元件布置图机床电气控制与PLCKM1XTSBFU1FU2QFKHKM△KTKMY机床电气控制与PLC

前面介绍的各种控制线路在启动时，加在电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压，属于全压启动，也称直接启动。

优点：电气设备少，线路简单，维修量较小。

缺点：启动电流很大，启动电流一般为额定电流的4～7倍。在电源变压器容量不够大，而且电动机功率较大的情况下，直接启动将导致电源变压器输出电压下降，不仅减小电动机本身的启动转矩，而且影响电网中其他的电气设备。

因此，对于大容量电动机启动时，采用降压启动方法。通常规定：电源容量在180kVA以上，电动机容量在7kW以下的三相异步电动机可采用直接启动。知识超市机床电气控制与PLC判断一台电动机能否直接启动，还可以用下面的经验公式来确定：凡不满足直接启动条件的，均须采用降压启动。

降压启动是指利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运转。常见的降压启动方法有四种：定子绕组串接电阻降压启动；自耦变压器降压启动；Y－△降压启动；延边△降压启动。机床电气控制与PLC

利用电磁或机械原理实现延时控制的自动开关装置。输入信号变化后，输出电路经规定时间才变化，用于低电压小电流电路接通或切断高电压大电流电路。常用类型有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等。电磁式结构简单、价格低，但体积大、延时短，仅用于直流断电延时；电动式延时精度高、范围大，但结构复杂、价格贵。电力拖动线路中多用空气阻尼式。近年来晶体管式应用广泛。1.时间继电器（1）JS7-A系列空气阻尼式时间继电器

空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器，是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。根据触头延时的特点，可分为通电延时动作型和断电延时复位型两种。结构

：①电磁系统

由线圈、铁心和衔铁组成。②触头系统

包括两对瞬时触头（一常开、一常闭）和两对延时触头（一常开、一常闭），瞬时触头和延时触头分别是两个微动开关的触头。③空气室

空气室为一空腔，由橡皮膜、活塞等组成。橡皮膜可随空气的增减而移动，顶部的调节螺钉可调节延时时间。④传动机构

由推杆、活塞杆、杠杆及各种类型的弹簧等组成。⑤基座

用金属板制成，用以固定电磁机构和气室。机床电气控制与PLC图4-3JS7-A系列时间继电器符号：(a)线圈一般符号

(b)通电延时线圈

(c)断电延时线圈

(d)通电延时闭合动合（常开）触点

(e)通电延时断开动断（常闭）触点

（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点

型号：机床电气控制与PLC工作原理：机床电气控制与PLC如图4-5(a)所示为通电延时型时间继电器,当线圈得电后,动铁芯克服反力弹簧的阻力与静铁芯立即吸合。活塞杆在塔形弹簧的作用下向上移动,使与活塞相连的橡皮膜也向上移动,但受到进气孔进气速度的限制,这时橡皮膜下面形成空气稀薄的空间,与橡皮膜上面的空气形成压力差,对活塞的移动产生阻尼作用。空气由进气孔进入气囊(空气室),经过一段时间,活塞才能完成全部行程,通过杠杆压动微动开关,使其触点动作,起到通电延时作用。工作原理：机床电气控制与PLC从线圈得电到微动开关动作的一段时间为时间继电器的延时时间,其延时时间可以通过调节螺钉调节进气孔气隙大小来改变,进气越快,延时越短。当线圈断电时,动铁芯在弹簧的作用下,通过活塞杆将活塞推向下端,这时橡皮膜下方气室内的空气通过橡皮膜、弱弹簧和活塞的局部所形成的单向阀迅速从橡皮膜上方气室缝隙中排掉,使活塞杆、杠杆和微动开关等迅速复位,使得微动开关的动断(常闭)触点瞬时闭合,常开触点瞬时断开。在线圈通电和断电时,微动开关在推板的作用下都能瞬时动作,其触点为时间继电器的瞬动触点。工作原理：机床电气控制与PLC如图4-5(b)所示为断电延时型的时间继电器(可将通电延时型的电磁铁翻转180°安装而成),当线圈通电时,动铁芯被吸合,带动推板压合微动开关,使其常闭触点瞬时断开,常开触点瞬时闭合,与此同时,动铁芯压动推杆,使活塞杆克服塔形弹簧的阻力向下移动,通过杠杆使微动开关也瞬时动作,其常闭触点断开,常开触点闭合,没有延时作用。当线圈断电时,衔铁在反力弹簧的作用下瞬时释放,通过推板使微动开关的触点瞬时复位。与此同时,活塞杆在塔形弹簧及气室各部分元件作用下延时复位,使微动开关各触点延时动作。（2）JS20系列晶体管式时间继电器机床电气控制与PLC空气阻尼式时间继电器的优点:延时范围较大(0.4~180.0s),且不受电压和频率波动的影响;可以做成通电和断电两种延时形式;结构简单、寿命长、价格低。其缺点:延时误差大,难以精确地整定延时值,且延时值易受周围环境温度、尘埃等的影响。因此,对延时精度要求较高的场合不宜采用。图4-6晶体管式时间继电器（3）时间继电器的选用（1）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。目前在电力拖动控制线路中，大多选用晶体管式时间继电器。（2）根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时或断电延时）。同时，还必须考虑线路对瞬时动作触头的要求。（3）根据控制线路电压选择时间继电器吸引线圈的电压。（4）安装与使用（1）时间继电器应按说明书规定的方向安装。无论是通电延时型还是断电延时型，都必须使继电器在断电后，释放时衔铁的运动方向垂直向下，其倾斜度不得超过5º。（2）时间继电器的整定值，应预先在不通电时整定好，并在试车时校正。（3）时间继电器金属底板上的接地螺钉必须与接地线可靠连接。（4）通电延时型和断电延时型可在整定时间内自行调换。（5）使用时，应经常清除灰尘及油污，否则延时误差将更大。机床电气控制与PLC2.自耦变压器

自耦减压启动器又称补偿器，自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器。升压和降压用不同抽头实现，原理同普通变压器，但其原线圈即副线圈。自耦变压器是单绕组变压器，降压时抽部分线匝作二次绕组，升压时外施电压加部分线匝上。公共绕组指同时属一次和二次的绕组，其余为串联绕组。同容量下，自耦变压器比普通变压器尺寸小、效率高，容量越大、电压越高，优势越明显。因此，自耦变压器因容量大、损耗小、造价低，随电力系统发展而广泛应用。

机床电气控制与PLC图4-7自耦变压器3.中间继电器

中间继电器是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。其输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触头的动作，由于触头的数量较多，所以可用来控制多个元件或回路。

功能用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大。其输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触头的动作。

当其他电器的触头数或触点容量不够时，可借助中间继电器作中间转换用，来控制多个元件或回路。机床电气控制与PLC图4-8中间继电器中间继电器的型号含义如下:4.降压启动控制线路分析

降压启动是指利用启动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运转。由于电流随电压的降低而减小，所以降压启动达到了减小启动电流之目的。但是，由于电动机转矩与电压的平方成正比，所以降压启动也将导致电动机的启动转矩大为降低。因此，降压启动需要在空载或轻载下启动。（1）定子绕组串接电阻降压启动控制线路机床电气控制与PLC定子绕组串接电阻降压启动是指在电动机启动时,把电阻串接在电动机定子绕组与电源之间,通过电阻的分压作用来降低定子绕组上的启动电压。待电动机启动后,再将电阻短接,使电动机在额定电压下正常运行。（1）定子绕组串接电阻降压启动控制线路机床电气控制与PLC手动控制电路如图4-9所示。其工作原理如下:先合上电源开关QS1,电源电压通过串联电阻R分压后加到电动机的定子绕组上进行降压启动;当电动机的转速增大到一定值时,再合上QS2,这时电阻R被开关QS2的触点短接,电源电压直接加到定子绕组上,电动机便在额定电压下正常运转。图4-9手动控制电路手动控制操作QS2工作既不可靠也不方便,因此,在实践应用中一般采用自动控制来实现。机床电气控制与PLC图4-10时间继电器串电阻自动控制电路（1）定子绕组串接电阻降压启动控制线路机床电气控制与PLC图4-10时间继电器串电阻自动控制电路启动电阻R一般采用ZX1、ZX2系列铸铁电阻。铸铁电阻能够通过较大电流,功率大。启动电阻R可按下列近似公式确定:电阻功率可用公式P=I2NR计算。因为启动电阻R仅在启动过程中接入,且启动时间很短,所以实际选用的电阻功率可比计算值P=I2NR减小3∽4倍。串电阻降压启动的缺点是减小了电动机的启动转矩,同时启动时在电阻上功率消耗也较大。如果启动频繁,则电阻的温度很高,对于精密的机床会产生一定的影响,故目前这种降启动的方法在生产实际中的应用正在逐步减少。（1）定子绕组串接电阻降压启动控制线路（2）自耦变压器（补偿器）降压启动控制线路自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运行。①手动控制补偿器降压启动线路机床电气控制与PLCQJ3系列补偿器的电路如图4-11所示,其动作原理如下:当手柄扳到“停止”位置时,装在主轴上的动触点与两排静触点都不接触,电动机处于断电停止状态;当手柄向前推到“启动”位置时,动触点与上面的一排启动静触点接触,三相电源L1、L2、L3通过右边三个动、静触点接入自耦变压器,又经自耦变压器的三个65%或80%抽头接入电动机进行降压启动;左边两个动、静触点接触则把自耦变压器接成了Y形。当电动机的转速增大到一定值时,将手柄向后迅速扳到“运行”位置,使右边三个动触点与下面一排的三个运行静触点接触,这时,自耦变压器脱离,电动机与三相电源L1、L2、L3直接相接全压运行。QJ3系列油浸式自耦减压启动器适用于交流50Hz或60Hz、电压440V及以下、容量75kW及以下的三相笼型电动机的不频繁启动和停止。图4-11自耦变压器降压启动控制电路（2）自耦变压器（补偿器）降压启动控制线路②时间继电器自动控制补偿器降压启动线路机床电气控制与PLC我国生产的XJ01系列自动控制补偿器是广泛应用的自耦变压器降压启动自动控制设备,适用于交流为50Hz、电压为380V、功率为14~300kW的三相笼型异步电动机的降压启动。XJ01系列自动控制补偿器由自耦变压器、交流接触器、中间继电器、热继电器、时间继电器和按钮等电气元件组成。对14~75kW的产品,采用自动控制方式;100~300kW的产品,具有手动和自动两种控制方式,由转换开关进行切换。时间继电器为可调试,5~120s可以自由调节控制启动时间。自耦变压器备有额定电压60%及80%两挡抽头。补偿器具有过载和失压保护,最大启动时间为2min(包括一次或连续数次启动时间的总和),若启动时间超过2min,则启动后的冷却时间应不短于4h才能再次启动。图4-12时间继电器自动控制补偿器降压启动电路（3）Y-△三角降压启动控制线路

Y-△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成Y形，以降低启动电压，限制启动电流。待电动机启动后，再把定子绕组改接成△形，使电动机全压运行。凡是在正常运行时定子绕组作△形连接的异步电动机，均可采用这种降压启动方法。①按钮、接触器控制Y－△降压启动线路机床电气控制与PLC该电路使用了三个接触器、一个热继电器和三个按钮。接触器KM做引入电源用,接触器KMY和KM△分别做Y形启动用和△形运行用,SB1是启动按钮,SB2是Y-△换接按钮,SB3是停止按钮,FU1做主电路的短路保护,FU2做控制电路的短路保护,FR做过载保护。图4-13按钮、接触器控制Y-△降压启动控制电路（3）星三角降压启动控制线路②QX3-13型Y-△自动启动器机床电气控制与PLC时间继电器自动控制Y-△降压启动电路如图4-14所示。这种启动器主要由三个接触器(KM、KMY、KM△)、一个热继电器FR、一个通电延时型时间继电器KT和按钮等组成。图4-14时间继电器自动控制Y-△降压启动电路（4）延边△降压启动控制线路

延边△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组的一部分接成“△”，另一部分接成“Y”，使整个绕组接成延边△，待电动机启动后，再把定子绕组改接成△形全压运行。延边△降压启动是在Y-△降压启动的基础上加以改进而形成的一种启动方式，它把Y形和△形两种接法结合起来，使电动机每相定子绕组承受的电压小于△接法时的相电压，而大于Y形接法时的相电压，并且每相绕组电压的大小可随电动机绕组抽头（U3、V3、W3）位置的改变而调节，从而克服了Y-△降压启动时启动电压偏低、启动转矩偏小的缺点。机床电气控制与PLC图4-14延边△降压启动定子绕组的连接机床电气控制与PLC（4）延边△降压启动控制线路图4-16延边△降压启动控制电路

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色1.任务目标（1）能正确分析降压启动控制线路的工作原理。（2）能正确安装降压启动控制线路，培养学生熟练调试、维修降压启动线路的能力等。机床电气控制与PLC2.任务准备(1)工具:测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等电工常用工具。(2)仪器:5050型兆欧表,T301-A型钳形电流表、MF50型万用表。(3)器材:网孔板一块(500mm×400mm×20mm);导线若干。任务实施

3.任务步骤（1）识读控制电路,明确电路所用电气元件及作用,熟悉电路的工作原理。（2）配齐所用电气元件,并进行检验。（3）在控制板上按电器位置图安装电气元件,并贴上醒目的文字符号。（4）根据电路图检查控制板,按照工艺要求完成布线。（5）安装电动机。（6）连接电源、电动机等控制板外部的导线。（7）自检。自检表见附录。（8）团队之间交换检验。（9）通电试车。机床电气控制与PLC序号自查内容是否存在的问题1是否能正确解读电气原理图

2是否能正确分析电气原理图中各部分功能

3是否正确绘制各种低压电器元件图形表示符号

4是否能合理进行元件布局

5是否规范绘制设计图与接线图

6是否规范标注线号

元件安装、端子接线是否符合要求

8布线是否符合规范

9对点动控制线路盘进行通电测试，是否能正常工作

①用万用表测量“0、1”号线电阻值，读数应为“∞”。

②按下按钮SB测量“0、1”号线电阻值，读数值为KM线圈的阻值。

③闭合QF，万用表分别测量L1、L2、L3号线间电阻值，读数均应为“∞”。

10是否已清理现场，做到物归原位

11是否已完成工作页

12是否进行成果汇报

机床电气控制与PLC电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。按钮内接线不可用力过猛，以防螺钉打滑。拆除元器件过程中，不允许硬撬元件，以免损坏元器件。训练应在规定的时间内完成。温馨提示机床电气控制与PLC

本任务对学生从任务资讯、元件的应用、电路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核,采取教师评价和学生评价相结合的方式,将学生学习情况及任务完成情况评价验收。任务评价任务内容配分任务评价标准评价自我评价团队评价教师评价安装前的检验10分1）工具仪表少选或错选

每个扣2分2）元件选错型号或规格

每只扣5分3）元件漏检、错检

每只扣2分

安装元件10分1）元件不按照布置图安装

每只扣2分2）元件安装不牢固

每只扣5分3）元件安装不整齐、不合理

每只扣4分4）损坏元件

每只扣10分

布线30分1）不按电路原理图接线

每处扣20分2）布线不规范、不符合要求

每处扣3分3）接点松动、漏铜过长、反圈等

每处扣1分4）损伤导线绝缘层、线芯

每处扣5分5）漏装、错装编码套管

每个扣1分6）地线漏接

扣10分

通电试车20分1）热继电器整定电流未调整、调整错误

扣10分2）熔断器规格选用不当

扣10分3）通电试车第一次不成功

扣10分4）通电试车第二次不成功

扣15分5）通电试车第三次不成功

扣20分

线路检修20分1）检修思路不清晰，故障点范围标注不正确

扣10分2）仪表使用不正确、不规范

扣5分3）排除方法不得当、未排除故障点

扣10分

职业素养（6S）10分1）任务实施过程穿工作服、绝缘鞋等防护设备2）遵守安全操作规程，杜绝安全事故3）爱惜实训设备、器材、仪表、工具等，摆放整齐，使用规范，符合职业岗位要求，材料使用不浪费4）任务完成后，工具、仪表、材料、废料分类处置，工位干净整洁5）违反上述要求酌情扣5~10分，情节严重者，本次操作任务0分，甚至取消本次任务操作资格。

技术材料归档

技术资料不完整或不归档

扣10分

定额时间

每超5min（不足5min以5min计）扣5分

备注

除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配分值

合计

谢谢聆听！机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC项目四

镗床电气控制系统安装及调试任务二

镗床主轴多速控制电路安装及调试机床电气控制与PLC（1）培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成；（2）培养学生独立完成控制线路安装、调试；（3）培养学生能独立完成控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）能够熟悉多速控制原理；（2）能够正确安装、调试多速控制线路。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0402号T68镗床主轴电气控制电路，电工车间主任将任务单派给了电工二组。机床电气控制与PLC工作任务安装0402号T68镗床主轴电气控制电路派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小赵完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0402号T68镗床主轴电气控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC

在实际的生产过程中，根据加工工艺的要求，生产机械传动机构的运行速度需要进行调节，这种负载不变，人为调节转速的过程称为调速。调速通常有机械调速和电气调速两种方法，通过改变电动机参数而改变系统运行转速的调速方法称为电气调速。任务分析用按钮和时间继电器控制双速电动机低速启动、高速运转的电路如图4-17所示。时间继电器KT控制电动机△启动时间和△-YY的自动换接运转。机床电气控制与PLC图4-17双速电动机低速启动、告诉运转控制电路电路原理如下:停止时,按下SB3即可。2.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC元件名称元件代号元件型号数量备注M双速电动机1MQS组合开关HZ10-25/31QSFU1熔断器RL1-60-253FU1FU2熔断器RL1-15/22FU2KM1-KM3交流接触器CJ10-203KM1-KM3KT时间继电器JS7-2A1KTKH1热继电器JR16-20/31KH1KH2热继电器JR16-20/31KH2SB1-SB3按钮LA10-3H1SB1-SB3XT端子板JD0-102013.绘制元件布置图机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC由三相异步电动机的转速公式：可知,改变异步电动机转速可通过三种方法来实现:一是改变电源频率fi;二是改变转差率s;三是改变磁极对数p。下面主要介绍通过改变磁极对数p来实现电动机调速的基本控制电路。改变异步电动机的磁极对数调速称为变极调速。变极调速是通过改变定子绕组的连接方式来实现的,它是有级调速,且只适用于笼型异步电动机。凡磁极对数可改变的电动机称为多速电动机,常见的多速电动机有双速、三速、四速等几种类型。知识超市1.双速异步电动机控制电路机床电气控制与PLC（1）双速电动机定子绕组的连接图4-18中,三相定子绕组接成△形,由三个连接点接出三个出线端U1、V1、W1,从每相绕组的中点各接出一个出线端U2、V2、W2,这样定子绕组共有6个出线端。通过改变这6个出线端与电源的连接方式,就可以得到两种不同的转速。需要电动机低速工作,就把三相电源分别接至定子绕组做△形连接顶点的出线端U1、V1、W1

上,另外三个出线端U2、V2、W2

空着不接,如图4-18所示,此时电动机定子绕组接成△形,磁极为4极,同步转速为1500r/min;需要电动机高速工作,就把三个出线端U1、V1、W1并接在一起,另外三个出线端U2、V2、W2分别接到三相电源上,这时电动机定子绕组接成YY形,磁极为2极,同步转速为3000r/min。可见双速电动机高速运转时的转速是低速运转转速的两倍。双速电动机定子绕组从一种接法改变为另一种接法时,必须把电源相序反接,以保证电动机的旋转方向不变。（2）按钮、接触器控制双速异步电动机控制电路机床电气控制与PLC用按钮和接触器控制双速电动机的电路如图4-19所示。其中,SB1、KM1控制电动机低速运转;SB2、KM2、KM3控制电动机高速运转。图4-19按钮、接触器控制双速电动机的控制电路图4-20转换开关和时间继电器控制双速电动机低速启动、高速运转控制电路机床电气控制与PLC（2）按钮、接触器控制双速异步电动机控制电路用转换开关和时间继电器控制双速电动机低速启动高速运转的电路如图4-20所示。其中,SA是具有三个接点位置的转换开关。2.三速异步电动机控制线路

三速异步电动机是在双速异步电动机的基础上发展起来的。它有两套定子绕组，分两层安放在定子槽内，第一套绕组（双速）有七个出线端U1、V1、W1、U3、U2、V2、W2，可作△或YY形连接；第二套绕组（单速）有三个出线端U4、V4、W4，只作Y形连接，如图a所示。当分别改变两套定子绕组的连接方式（即改变极对数）时，电动机就可以得到三种不同的运转速度。三速异步电动机定子绕组的接线方法如图b、c、d所示。图中W1和U3出线端分开的目的是当电动机定子绕组接成Y形中速运转时，避免在△接法的定子绕组中产生感生电流。机床电气控制与PLC（1）三速异步电动机定子绕组的连接（2）接触器控制三速电动机的控制线路机床电气控制与PLC图4-22接触器控制三速电动机的控制电路（3）时间继电器控制三速异步电动机的控制线路机床电气控制与PLC图4-23时间继电器控制三速电动机的控制电路

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色1.任务目标（1）能正确分析双速控制线路的工作原理。（2）能正确安装双速控制线路，培养学生熟练调试、维修降压启动线路的能力等。机床电气控制与PLC2.任务准备(1)工具:测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等电工常用工具。(2)仪器:5050型兆欧表,T301-A型钳形电流表、MF50型万用表。(3)器材:网孔板一块(500mm×400mm×20mm);导线若干,其颜色在初级阶段训练时,除接地线外,可不必强求,但应使主电路和控制电路有明显区别。任务实施

3.任务步骤（1）识读控制电路,明确电路所用电气元件及作用,熟悉电路的工作原理。（2）配齐所用电气元件,并进行检验。（3）在控制板上按电器位置图安装电气元件,并贴上醒目的文字符号。（4）根据电路图检查控制板,按照工艺要求完成布线。（5）安装电动机。（6）连接电源、电动机等控制板外部的导线。（7）自检。自检表见附录。（8）团队之间交换检验。（9）通电试车。机床电气控制与PLC序号自查内容是否存在的问题1是否能正确解读电气原理图

2是否能正确分析电气原理图中各部分功能

3是否正确绘制各种低压电器元件图形表示符号

4是否能合理进行元件布局

5是否规范绘制设计图与接线图

6是否规范标注线号

元件安装、端子接线是否符合要求

8布线是否符合规范

9对点动控制线路盘进行通电测试，是否能正常工作

①用万用表测量“0、1”号线电阻值，读数应为“∞”。

②按下按钮SB测量“0、1”号线电阻值，读数值为KM线圈的阻值。

③闭合QF，万用表分别测量L1、L2、L3号线间电阻值，读数均应为“∞”。

10是否已清理现场，做到物归原位

11是否已完成工作页

12是否进行成果汇报

机床电气控制与PLC电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。按钮内接线不可用力过猛，以防螺钉打滑。拆除元器件过程中，不允许硬撬元件，以免损坏元器件。训练应在规定的时间内完成。温馨提示机床电气控制与PLC

本任务对学生从任务资讯、元件的应用、电路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核,采取教师评价和学生评价相结合的方式,将学生学习情况及任务完成情况评价验收。任务评价任务内容配分任务评价标准评价自我评价团队评价教师评价安装前的检验10分1）工具仪表少选或错选

每个扣2分2）元件选错型号或规格

每只扣5分3）元件漏检、错检

每只扣2分

安装元件10分1）元件不按照布置图安装

每只扣2分2）元件安装不牢固

每只扣5分3）元件安装不整齐、不合理

每只扣4分4）损坏元件

每只扣10分

布线30分1）不按电路原理图接线

每处扣20分2）布线不规范、不符合要求

每处扣3分3）接点松动、漏铜过长、反圈等

每处扣1分4）损伤导线绝缘层、线芯

每处扣5分5）漏装、错装编码套管

每个扣1分6）地线漏接

扣10分

通电试车20分1）热继电器整定电流未调整、调整错误

扣10分2）熔断器规格选用不当

扣10分3）通电试车第一次不成功

扣10分4）通电试车第二次不成功

扣15分5）通电试车第三次不成功

扣20分

线路检修20分1）检修思路不清晰，故障点范围标注不正确

扣10分2）仪表使用不正确、不规范

扣5分3）排除方法不得当、未排除故障点

扣10分

职业素养（6S）10分1）任务实施过程穿工作服、绝缘鞋等防护设备2）遵守安全操作规程，杜绝安全事故3）爱惜实训设备、器材、仪表、工具等，摆放整齐，使用规范，符合职业岗位要求，材料使用不浪费4）任务完成后，工具、仪表、材料、废料分类处置，工位干净整洁5）违反上述要求酌情扣5~10分，情节严重者，本次操作任务0分，甚至取消本次任务操作资格。

技术材料归档

技术资料不完整或不归档

扣10分

定额时间

每超5min（不足5min以5min计）扣5分

备注

除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配分值

合计

谢谢聆听！机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC任务三T68型镗床控制电路安装

、调试及维修项目四

镗床电气控制系统安装及调试机床电气控制与PLC（1）能安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成（2）能独立完成控制线路安装、调试。（3）能独立完成排除故障的逻辑分析能力。能力目标（1）能学会T68镗床的作用、结构、及控制要求。（2）正确分析T68的控制线路工作原理及故障分析。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0403号T68镗床控制的电气控制电路，电工车间主任将任务单派给了电工三组。机床电气控制与PLC工作任务安装0403号T68镗床电气控制电路派工日期年

月

日完成人员电工二组任务负责人小王完工日期年

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日验收人验收日期年

月

日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0403号T68镗床电气控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

年

月

日任务描述机床电气控制与PLC

T68卧式镗床是万能性的机床，适用于机器制造业的各种孔和平面的加工。特别适用于加工黑色金属零件。

由于机床上具有平旋盘径向刀架，故能镗削尺寸较大的孔和平面。机床主轴的钢性较强，除使用平旋盘进行铣削外，还可以在主轴上安装铣刀来进行铣削。任务分析

1.T68卧式镗床结构图4-24T68型镗床的结构机床电气控制与PLC

2.T68型卧式镗床的主要运动形式及控制要求

主轴电动机Ml拖动机床的主运动和进给运动，快速移动电动机M2实现主轴箱与工作台的快速移动。主轴电动机M1为双速电动机，由5只接触器控制，其中KM1和KM2控制Ml的正反转；KM3在主轴电动机M1正常运行时短接电阻R；KM4、KM5(双线圈接触器)控制M1的高、低速运行。R为反接制动电阻，熔断器FU1和热继电器FR1分别作M1的短路和长期过载保护。与主轴电动机M1主轴相连接的速度继电器KS用于M1的反接制动控制。快速移动电动机M2由KM6、KM7控制其正反转，用熔断器FU2作其短路保护。由于M2是短时工作，因此未设过载保护。⑴主运动:镗轴与花盘的旋转运动。⑵进给运动:镗轴的轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。⑶辅助运动:工作台的旋转、后立柱水平移动、尾架的垂直移动及各部分的快速移动。机床电气控制与PLC

3.铣床的原理图4.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC符号元件名称型号数量M1电动机JD02-51-2/41M2电动机J02-31-41KM1-KM5接触器CJ0-405KM6、KM7接触器CJ0-202KA1、KA2中间继电器JZ7-442KT时间继电器JS7-2A1SR1、SR2速度继电器JY12QS1开关HZ2-25/31SB1-SB5按钮LA25SQ行程开关LX5-111SQ1行程开关LX1-11J1SQ2行程开关LX3-11K1SQ3-SQ8行程开关LX1-11K6TC控制变压器BK-3001FR热继电器JR0-401FU1熔断器RL1-601FU2-FU4熔断器RL1-153R电阻ZB1-0.91机床电气控制与PLC1.主电动机的起动控制

（1）主电动机的点动控制主电动机的点动有正向点动和反向点动，分别由按钮SB4和SB5控制。按SB4接触器KM1线圈通电吸合，KM1的辅助常开触点（3-13）闭合，使接触器KM4线圈通电吸合，三相电源经KM1的主触点，电阻R和KM4的主触点接通主电动机1M的定子绕组，接法为三角形，使电动机在低速下正向旋转。松开SB4主电动机断电停止。反向点动与正向点动控制过程相似，由按钮SB5、接触器KM2、KM4来实现。（2）主电动机的正、反转控制

当要求主电动机正向低速旋转时，行程开关SQ7的触点（11-12）处于断开位置，主轴变速和进给变速用行程开关SQ3（4-9）、SQ4（9-10）均为闭合状态。按SB2，中间继电器KA1线圈通电吸合，它有三对常开触点，KA1常开触点（4-5）闭合自锁；KA1常开触点（10-11）闭合，接触器KM3线圈通电吸合，KM3主触点闭合，电阻R短接；KA1常开触点（17-14）闭合和KM3的辅助常开触点（4-17）闭合，使接触器KM1线圈通电吸合，并将KM1线圈自锁。KM1的辅助常开触点（3-13）闭合，接通主电动机低速用接触器KM4线圈，使其通电吸合。由于接触器KM1、KM3、KM4的主触点均闭合，故主电动机在全电压、定子绕组三角形联结下直接起动，低速运行。当要求主电动机为高速旋转时，行程开关SQ7的触点（11-12）、SQ3（4-9）、SQ4（9-10）均处于闭合状态。按SB2后，一方面KA1、KM3、KM1、KM4的线圈相继通电吸合，使主电动机在低速下直接起动；另一方面由于SQ7（11-12）的闭合，使时间继电器KT（通电延时式）线圈通电吸合，经延时后，KT的通电延时断开的常闭触点（13-20）断开，KM4线圈断电，主电动机的定子绕组脱离三相电源，而KT的通电延时闭合的常开触点（13-22）闭合，使接触器KM5线圈通电吸合，KM5的主触点闭合，将主电动机的定子绕组接成双星形后，重新接到三相电源，故从低速起动转为高速旋转。主电动机的反向低速或高速的起动旋转过程与正向起动旋转过程相似，但是反向起动旋转所用的电器为按钮SB3、中间继电器KA2，接触器KM3、KM2、KM4、KM5、时间继电器KT。知识超市机床电气控制与PLC2.主电动机的反接制动的控制

主电动机的点动有正向点动和反向点动，分别由按钮SB4和SB5控制。按SB4接触器KM1线圈通电吸合，KM1的辅助常开触点（3-13）闭合，使接触器KM4线圈通电吸合，三相电源经KM1的主触点，电阻R和KM4的主触点接通主电动机1M的定子绕组，接法为三角形，使电动机在低速下正向旋转。松开SB4主电动机断电停止。反向点动与正向点动控制过程相似，由按钮SB5、接触器KM2、KM4来实现。（1）主电动机正转时的反接制动

设主电动机为低速正转时，电器KA1、KM1、KM3、KM4的线圈通电吸合，KS的常开触点KS（13-18）闭合。按SB1，SB1的常闭触点（3-4）先断开，使KA1、KM3线圈断电，KA1的常开触点（17-14）断开，又使KM1线圈断电，一方面使KM1的主触点断开，主电动机脱离三相电源，另一方面使KM1（3-13）分断，使KM4断电；SB1的常开触点（3-13）随后闭合，使KM4重新吸合，此时主电动机由于惯性转速还很高，KS（13-18）仍闭合，故使KM2线圈通电吸合并自锁，KM2的主触点闭合，使三相电源反接后经电阻R、KM4的主触点接到主电动机定子绕组，进行反接制动。当转速接近零时，KS正转常开触点KS（13-18）断开，KM2线圈断电，反接制动完毕。（2）主电动机反转时的反接制动

反转时的制动过程与正转制动过程相似，但是所用的电器是KM1、KM4、KS的反转常开触点KS（13-14）。（3）主电动机工作在高速正转及高速反转时的反接制动过程可仿上自行分析。在此仅指明，高速正转时反接制动所用的电器是KM2、KM4、KS（13-18）触点；高速反转时反接制动所用的电器是KM1、KM4、KS（13-14）触点。机床电气控制与PLC主轴或进给变速既可以在停车时进行，又可以在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好的啮合，可接通主电动机的缓慢转动控制电路。当主轴变速时，将变速孔盘拉出，行程开关SQ3常开触点SQ3（4-9）断开，接触器KM3线圈断电，主电路中接入电阻R，KM3的辅助常开触点（4-17）断开，使KM1线圈断电，主电动机脱离三相电源。所以，该机床可以在运行中变速，主电动机能自动停止。旋转变速孔盘，选好所需的转速后，将孔盘推入。在此过程中，若滑移齿轮的齿和固定齿轮的齿发生顶撞时，则孔盘不能推回原位，行程开关SQ3、SQ5的常闭触点SQ3（3-13）、SQ5（15-14）闭合，接触器KM1、KM4线圈通电吸合，主电动机经电阻R在低速下正向起动，接通瞬时点动电路。主电动机转动转速达某一转时，速度继电器KS正转常闭触点KS（13-15）断开，接触器KM1线圈断电，而KS正转常开触点KS（13-18）闭合，使KM2线圈通电吸合，主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后，则KS常闭触点KS（13-15）又闭合，常开触点KS（13-18）又断开，重复上述过程。这种间歇的起动、制动，使主电动机缓慢旋转，以利于齿轮的啮合。若孔盘退回原位，则SQ3、SQ5的常闭触点SQ3（3-13）、SQ5（15-14）断开，切断缓慢转动电路。SQ3的常开触点SQ3（4-9）闭合，使KM3线圈通电吸合，其常开触点（4-17）闭合，又使KM1线圈通电吸合，主电动机在新的转速下重新起动。3.主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制机床电气控制与PLC该机床各部件的快速移动，由快速手柄操纵快速移动电动机2M拖动完成的。当快速手柄扳向正向快速位置时，行程开关SQ9被压动，接触器KM6线圈通电吸合，快速移动电动机2M正转。同理，当快速手柄扳向反向快速位置时，行程开关SQ8被压动，KM7线圈通电吸合，2M反转。为防止镗床或刀具的损坏，主轴箱和工作台的机动进给，在控制电路中必须互联锁，不能同时接通，它是由行程开关SQ1、SQ2实现。若同时有两种进给时，SQ1、SQ2均被压动，切断控制电路的电源，避免机床或刀具的损坏。4.主轴箱、工作台或主轴的快速移动5.主轴进刀与开作台联锁

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色机床电气控制与PLC1.安装步骤任务实施(1)分析和熟悉控制电路图。(2)按元件明细表配齐电气设备和电气元件,并检测所有元件。(3)根据电动机的容量、电路的走向和电气元件的尺寸,正确选配导线规格、导线通道类型和导线数量,选配接线板的节数、控制板的尺寸及管夹。(4)根据电气原理图的编号给各连接线端做好标记。(5)安装接线,检查电路接线。(6)接通电源,分别观察电动机的转向是否符合要求。(7)安装传动装置,并清理场地。(8)检查电路接线无错误后通电试车,并仔细调整行程开关的位置,使之完全符合工作要求。机床电气控制与PLC2.故障排除训练：T68镗床电气故障排除(1)用通电试验方法发现故障现象,进行故障分析,并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。(2)排除T68型镗床主电路或电磁吸盘电路中人为设置的两个电气自然故障点。故障开关故障现象备

注K1机床不能启动主轴电动机、快速移动电动机都无法启动。K2主轴正转不能启动按下正转启动按钮无任何反应。K3主轴正转不能启动按下正转启动按钮无任何反应。K4机床不能启动主轴电动机、快速移动电动机都无法启动。K5主轴反转不能启动按下反转启动按钮无任何反应。K6主轴反转不能启动按下反转启动按钮无任何反应。K7主轴正转不能启动正转启动，KA1吸合，其它无动作；反转启动，KA2吸合，其它无动作K8反转启动只能点动正转启动正常，按下SB3反转启动时只能点动。K9主轴不能启动正转启动，KA1吸合，其它无动作；反转启动，KA2吸合，其它无动作K10主轴无高速选择高速时，KT、KM5无动作。K11主轴、快速移动电动机不能启动正转启动，KA1、KM3吸合，其它无动作；反转启动，KA2、KM3吸合，其它无动作；按下SQ8、SQ9无任何反应。K12停止无制动K13停止无制动K14主轴电机不能正转反转正常。K15主轴只能电动控制正、反不能启动，只能电动控制。K16主轴电机