自动控制综合实训课程设计

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自动控制综合实训课程设计说明书专业:电气工程及其自动化
班级:2009级电气(2)班
姓名
学号:20090417110
指导教师: 张立明蒲翠萍黄钺
自动控制与机械工程学院
2 0 1 3年1月
电气线路安装调试技能训练
目录
......... 3资料个人收集整理,勿做商业用途矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

第一部分
技能训练题目一:三相异步电动机地可逆双重连锁控制3资料个人收集整理,勿做商业用途聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

第二部分一•课题分析..................... 二•设计电气原理图............... 三•设计电气安装接线图........... 图1-1-2电气安装接线图.......... 四•设备清单...................... 五•故障现象及故障分析...........
技能训练题目二:星-----三角降压启动控

一•课题分析.....................
二•设计电气原理图...............
三•设计电气安装接线图...........
图1-2-2电气安装接线图..........
四•设备清单......................
五•故障现象及故障分析........... 电气线路安装调试技能训练小结........
一•电气原理图地绘制要求.........
二•电气接线图地绘制要求.........
三•电器安装、接线地工艺要求……
四•实训线路发生地故障及排除办法
PLC电气控制系统设计..........
一•课题分析.....................
襖鸥娅薔。

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第三部分参考文献二、设计主电路
饨荠龈话骛。

三、设计PLC地I/O分配表
陽檉簖疖網儂號泶。

四、设计PLC地I/O接线图
閆繭絳闕绚勵蜆贅。

五、
设计功能图.........................
六、
设计梯形图........................
七、
小结..............................
基础知识培训.........................
一、电工基础知识......................
二、
钳工基础知识......................
三、电气安全技术与文明生声及环境保护知识
颔澩。

20
22
26
29
29
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四、质量管理知识及相关法律与法规知识29资料个人收集整理,勿做商业用途釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。

................................... 30资料个人收集整理,勿做商业用途怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。

第一部分电气线路安装调试技能训练
技能训练题目一:三相异步电动机地可逆双重连锁控制
一、课题分析
(一)课题要求
设计三相异步电机可逆双重联锁控制电气原理图、电气安装接线图;按设计图纸工艺接线,即
按横平竖直原则走线,每元件出线需做直角(出线距离6~8厘米),不得背线、跳线、反圈及露铜过多,接线不得松动,保持排线美观;能排查自己或老师设置地故障,并列写故障分析•资料个人收集整理,
勿做商业用途谚辞調担鈧谄动禪泻類。

(二)课题分析
由接触器控制地三相异步电动机可逆双重连锁控制电路地实质上是两个方向相反地单向运行电路地组合•为了避免正反向同时工作引起电源相间短路,必须在这两个运行电路中加设互锁装置,保证同时只能有一个电路工作•按照电动机正反转操作顺序地不同,分正一停一反”和正一反一停”两
种控制电路•资料个人收集整理,勿做商业用途嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。

正一停一反电路做正反向控制时,必须先按下停止按钮SB1,待工作接触器先试点后,再按反
向起动按钮实现反转,故它具有正一停一反控制功能•但在实际应用中,为了提高工作效率,减少辅
助工作时间,要求直接实现从正转到反转转换地控制,即正一反一停”控制电路•资料个人收集整理,勿做
商业用途熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。

在该控制电路中,采用复合按钮来控制电动机地正、反转.正转启动按钮SB2地常开触点串接于
正转接触器KM1地线圈回路,用于接通KM1地线圈,而SB2地常闭触点则串接于反转接触器KM2 线圈回路中,工作时首先断开KM2地线圈,以保证KM2不得电,同时KM1得电仮转启动按钮SB3 地接法与SB2类似,常开触点串接于KM2地线圈回路,常闭触点串接于KM1地线圈回路中,从而
保证按下SB3使KM1不得电,KM2能可靠得电,实现电动机地反转•资料个人收集整理,勿做商业用途鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。

为防止两个接触器同时得电而导致电源短路,利用两个接触器地常闭触点KM1、KM2分别串
接在对方地工作线圈电路中,构成相互制约地关系,称为联锁,又称互锁,实现互锁地常闭辅助触点称为互锁触点•由复合按钮SB2、SB3常闭触点实现地互锁称为机械互锁或按钮互锁•复合按钮SB2
为正转按钮,复合按钮SB3为反转按钮,停止按钮SB1.资料个人收集整理,勿做商业用途纣忧蔣氳頑莶驅藥悯
、设计电气原理图
该控制电路中采用了两个接触器KM1和KM2,分别进行正转和反转地控制•为了避免接触器
KM1、KM2同时得电吸合造成三相电源短路,在KM1 (KM2 )线圈支路中串接有KM2(KM1 )辅
助常闭触头,保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电,电路能够可靠工作•工作原理:先合上
电源开关QS,然后进行正、反转控制•(1)正转控制按下SBASB2常闭触点先分断对KM2联锁
(切断反转控制电路),SB2常开触点后闭合T KM1线圈得电T KM1主触点闭合T电动机M启动连续正转,KM1联锁触点分断对KM2联锁(切断反转控制电路)(2)反转控制按下SB4SB3常闭
触点先分断T KM1线圈失电T KM1主触点分断T电动机M失电,SB3常开触点后闭合KM2线圈得电T KM2主触点闭合T电动机M启动连续反转,KM2联锁触点分断对KM1联锁(切断正转控制电路)•(3 )若要停止,按下SB1,整个控制电路失电,主触点分断,电动机M失电停转•电气原
理图如图1-1-1所示:资料个人收集整理,勿做商业用途颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。

KH2
三、设计电气安装接线图
按照电气安装接线图地绘制要求绘制电气安装接线图 •三相交流电源通过 L1、L2、L3三个点接
入,经过主电路及控制电路,由
U 、V 、W 分别接入电动机地三相•按钮盒SB2为电动机正转按钮,
SB3为反转按钮,SB1时电动机停止按钮•三相异步电动机可逆双重连锁控制电路电气安装接线图如
图1-1-2所示:资料个人收集整理,勿做商业用途 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。

图1-1-2
电气安装接线图
11 12
13 U V 2 4 5 (
9 E 12 13
V 1N
2
1 5
9
四、设备清单
设备清单如表1.1.1所示:
五、故障现象及故障分析
(一)故障现象
1、通电后电动机不转,但保险丝烧断
2、通电后电动机不能转动,也无异响
3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动
(二)故障原因
1、通电后电动机不转,但保险丝烧断地原因:(1)缺一相电源;(2)定子绕组相间短路;(3)定子绕组接地;(4)保险丝截面过小;(5)电源线短路或接地•资料个人收集整理,勿做商业用途銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。

2、通电后电动机不能转动,也无异响地原因:(1)电源未通(至少两相未通);(2)保险丝熔断(至少两相熔断);(3)过流继电器调得过小;(4)控制设备接线错误•资料个人收集整理,勿做商业用途挤貼綬电麥结鈺贖哓类。

3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动地原因:(1 )定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相
失电;(2)绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;(3)电源回路接点松动,接触电阻大;(4)电动
机负载过大或转子卡住;(5)电源电压过低.资料个人收集整理,勿做商业用途赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。

(三)故障排除
1、通电后电动机不转,但保险丝烧断地排除:(1)检查刀闸是否有一相未合好,电源回路有一
相断线;(2)查出短路点,予以修复;(3)消除接地;(4)查出误接,予以更正;(5)更换保险丝
资料个人收集整理,勿做商业用途塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。

2、通电后电动机不能转动,也无异响地排除:(1)检查电源回路开关,保险丝、接线盒处是否有断点,修复;(2)检查保险丝型号、熔断原因,换新保险丝;(3)调节继电器整定值与电动机配合;(4)改正接线•资料个人收集整理,勿做商业用途裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。

3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动地排除:(1)查明断点予以修复;(2)检查绕组极,判断绕组末端是否正确;(3)紧固松动地接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;(4)减载或查出并消除机械故障;(5)检查是还把规定地面接法误接为Y,是否由于电源导线过细使压降过大,予
以纠正•资料个人收集整理,勿做商业用途仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。

技能训练题目二:星——三角降压启动控制
一、课题分析
(一)课题要求
设计星---三角降压走线,每元件出线需做直角(出线距离6~8厘米),不得背线、跳线、反圈及
露铜过多,接启动控制电气原理图、电气安装接线图;按设计图纸工艺接线,即按横平竖直原则线不得松动,保持排线美观;能排查自己或老师设置地故障,并列写故障分析•资料个人收集整理,勿做商业
用途绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。

(二)课题分析
星一三角降压起动是常用地方法之一•凡是正常运行时三相定子绕组为三角形联结13KW星一三角降压起动地电路有多种,本次地设计电路适用于交流50HZ、电压380V、容量13KW以上地三相
异步电动机地减压起动•在该电路中,电动机起动过程地星---三角转换是靠时间继电器自动完成地•
合上三相电源开关QA,按下起动按钮SB2,KM1、KT、KM3线圈同时通电并自锁,KM1主触点
闭合,接通电动机三相电源,KM3地主触点闭合,将电动机地尾端连接,电动机接成星形连接,开
始减压起动•时间继电器KT延时时间设定为电动机起动过程时间(一般为6〜8s),当电动机转速接
近额定转速时,时间继电器整定时间到,KT动作,其对应地常闭触点断开,常开触点闭合,前者使
KM3线圈断电释放,KM3地辅助常闭触点闭合,为KM2地线圈通电做好准备,后者使KM2线圈通电吸合,电动机由星形联结改成三角形联结,进入正常运行•而KM2常闭触点断开,使时间继电
器KT在电动机星形联结/三角形联结起动完成后断电,电路中实现了KM2与KM3地电气互锁•资料
个人收集整理,勿做商业用途骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。

二、设计电气原理图
按图所示线路接线,经检查确认无误后,方可合上QS接通电源•操作SB2和SB1,观察电动机
起动地情况•调节KT地延时,观察延时时间对电动机起动过程地影响•电气原理图如图1-2-1所示:资料个人收集整理,勿做商业用途瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。

三、设计电气安装接线图
三相交流电源通过 L1、L2、L3三个点接入,经过主电路及控制电路,由 U 、V 、W 分别接入
电动机地三相绕组地一端,电动机三相绕组地另一端需接入星一三角切换开关•按钮盒中SB2为启动 按钮,
SB1常闭用作停止按钮•三相笼型异步电动机星
一三角降压启动电路电气安装接线图如下图
1-2-2所示:资料个人收集整理,勿做商业用途 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。

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图1-2-1电气原理图
KM36K V2
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111213ul vl讥02V223i 111213ul vl U2V2W2231SB3 SB2 SB1
图1-2-2电气安装接线图
四、设备清单
设备清单如表121所示:
表1.2.1设备清单表
五、故障现象及故障分析
(一)故障现象
1、出现按下启动按钮,电机实现星 ----- 三角启动,但启动后电机噪声较大,运行不稳定现象.
2、出现按下正转按钮后,电动机正转,松开按钮后电动机停转,无法自保持现象
3、出现按下启动按钮电机无法启动,交流接触器无动作地故障
(二)故障原因
1、出现按下启动按钮,电机实现星三角启动,但启动后电机噪声较大,运行不稳定现象地原因:接线出现接错相,无法构成三角形连接.资料个人收集整理,勿做商业用途栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。

2、出现按下正转按钮后,电动机正转,松开按钮后电动机停转,无法自保持现象地原因:可能
是漏接线导致KM1线圈未接通,无法得电,触点无法自保持.资料个人收集整理,勿做商业用途辔烨棟剛殓攬
瑤丽阄应。

3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动地原因:(1 )定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相
失电;(2)绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;(3)电源回路接点松动,接触电阻大;(4)电动
机负载过大或转子卡住;(5)电源电压过低.资料个人收集整理,勿做商业用途峴扬爛滾澗辐滠兴渙藺。

(三)故障排除
1、出现按下启动按钮,电机实现星三角启动,但启动后电机噪声较大,运行不稳定现象地排除:修正
接线,确保接线正确资料个人收集整理,勿做商业用途詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。

2、出现按下正转按钮后,电动机正转,松开按钮后电动机停转,无法自保持现象地•排除:补充接线后,用万用表检查确保接通•资料个人收集整理,勿做商业用途则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。

3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动地排除:(1)查明断点予以修复;(2)检查绕组极,判断绕组末端是否正确;(3)紧固松动地接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;(4)减载或查出并消除机械故障.资料个人收集整理,勿做商业用途胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。

电气线路安装调试技能训练小结
一、电气原理图地绘制要求
(一)绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTI59-87、GB6988-86等规定地标准绘制•控制电路
绘制地原则:资料个人收集整理,勿做商业用途鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。

(二)为了区别主电路与控制电路,在绘线路图时主电路(电机、电器及连接线等),用粗线表示,而控制电路(电器及连接线等)用细线表示•通常习惯将主电路放在线路图地左边(或上部),而将控制电路放在右边(或下部)•资料个人收集整理,勿做商业用途稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。

(三)动力电路、控制电路和信号电路应分别绘出:动力电路一一电源电路绘水平线;受电地动
力设备(如电动机等)及其它保护电器支路,应垂直电源电路画出•控制和信号电路一一应垂直地
绘于两条水平电源线之间,耗能元件(如线圈、电磁铁,信号灯等)应直接连接在接地或下方地水平电源线上,控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间•资料个人收集整理,勿做商业用途陽簍埡鮭罷規呜旧岿
錟。

(四)在原理图中各个电器并不按照它实际地布置情况绘在线路上,而是采用同一电器地各部件
分别绘在它们完成作用地地方•资料个人收集整理,勿做商业用途沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。

(五)为区别控制线路中各电器地类型和作用,每个电器及它们地部件用一定地图形符号表示,
且给每个电器有一个文字符号,属于同一个电器地各个部件(如接触器地线圈和触头)都用同一个文
字符号表示•而作用相同地电器都用一定地数字序号表示•资料个人收集整理,勿做商业用途钡嵐縣緱虜荣产涛團
蔺。

二、电气接线图地绘制要求
(一)电源开关、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器等画在配电板内部,电动机、按钮画在配电板外部•资料个人收集整理,勿做商业用途懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。

(二)安装在配电板上地元件布置应根据配线合理,操作方便,确保电气间隙不能太小,重地
元件放在下部,发热元件放在上部等原则进行,元件所占面积安实际尺寸以统一比例绘制.资料个人收集整理,勿做商业用途謾饱兗争詣繚鮐癞别濾。

(三)安装接线图中各电气元件地图形符号和文字符号,应和原理图完全一致,并符合国家标
准•
(四) 各电气元件上凡是需要接线地部件端子都应绘出并予以编号,各接线端子地编号必须与 原理图中地导线编号一致 •资料个人收集整理,勿做商业用途呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。

(五) 电气配电板内电气元件之间地连线可以互相对接,配电板内接至板外地连线通过接线端 子进行,配电板上有几个接至外电路地引线,端子板上就因有几个线地接点
.资料个人收集整理,勿做商业
用途莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。

(六)因配电线路连线太多,因而规定走向相同地乡邻导线可以绘成一股线
三、电器安装、接线地工艺要求
(一) 按图正确接线•电气接线颜色必须按标准接线颜色执行
•电气连接接线牢固、良好,配线应
成排成束地垂直或水平有规律地敷设,
要求整齐、美观、清晰•横平竖直,层次分明•导线地长度合适,
端头压接牢固,端子压紧 •资料个人收集整理,勿做商业用途麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。

(二)
线槽内走线应符合:电源线和控制线尽量分开,线槽内导线均匀分布,理顺以避免交叉

线号对应,方向一致.横向每隔300mm 装一个线束固定点,竖向每隔 400mm 装一个线束固定点.不
得任意歪斜交叉连接.接线要求左进右出,上进下出,进线时应该使线地连接部分外露 20mm 左右,
且要求每个角应弯成 90°每个接线柱允许连接地接头一般不超过三个
.资料个人收集整理,勿做商业用途納
畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。

(三)当导线两端分别连接可动与固定部份时,必须采用多股铜导线,并且要留有足够长度地
余量,以免因弯曲产生过度张力使导线受到机械损伤, 并在附近端子处要用线夹卡紧固定线束 .资料个
人收集整理,勿做商业用途風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。

(四)设备中辅助电路地连接线,均应在两端套装标号头
人收集整理,勿做商业用途灭暧骇諗鋅猎輛觏馊藹。

导线当需要连接二根以上导线时, 应采取相应措施,以保证导线地可靠连接.两个端子间地连线不得
有中间接头,导线芯线应无损伤
•资料个人收集整理,勿做商业用途铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。

.所有标号头应根据接线图所注明地数
字或英文字母,将其输入电脑印字机, 打印在专用套管上, 套管直径应与套装地导线粗细配合
.资料个 (五)一般一个接线端子(含端子排和元器件接线端)
,只连接一根导线,必要时允许连接二根
四、实训线路发生地故障及排除办法
1、通电后电动机不转,但保险丝烧断地排除:(1)检查刀闸是否有一相未合好,电源回路有一
相断线;(2)查出短路点,予以修复;(3)消除接地;(4)查出误接,予以更正;(5)更换保险丝资料个人收集整理,勿做商业用途攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。

2、通电后电动机不能转动,也无异响地排除:(1)检查电源回路开关,保险丝、接线盒处是否有
断点,修复;(2)检查保险丝型号、熔断原因,换新保险丝;(3)调节继电器整定值与电动机配合;(4)
改正接线•资料个人收集整理,勿做商业用途趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。

3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动地排除:(1)查明断点予以修复;(2)检查绕组极,判断绕组末端是否正确;(3)紧固松动地接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;(4)减载或查出并消除机械故障;(5)检查是还把规定地面接法误接为Y,是否由于电源导线过细使压降过大,予
以纠正•资料个人收集整理,勿做商业用途夹覡闾辁駁档驀迁锬減。

4、出现按下启动按钮,电机实现星----- 三角启动,但启动后电机噪声较大,运行不稳定现象地
排除:修正接线,确保接线正确资料个人收集整理,勿做商业用途视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。

5、出现按下正转按钮后,电动机正转,松开按钮后电动机停转,无法自保持现象地排除:补充
接线后,用万用表检查确保接通.资料个人收集整理,勿做商业用途偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。

第二部分PLC电气控制系统设计
一、课题分析
(一)课题要求
电镀生产线地PLC控制,电镀生产线采用专用行车,行年架装有可升降地吊钩;行车和吊钩各
有一台电动机拖动;行车进退和吊钩升降由限位开关位控制;生产线定为三槽位;工作循环为:工
件放入镀槽—电镀5min后提起停放30s —放入回收液槽浸32min提起后停16s一放入清水槽清洗32s 提起后停16s 一行车返回原点•如图所示•设置自动循环、点动、单周循环和步进四种作方式;有必要地电气保护和联锁;设计主电路电气原理图、PLC地I/O分配表、PLC地I/O接线图、编出梯形图、
写出指令语句表,并要求调试成功、会排查故障.资料个人收集整理,勿做商业用途緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。

上限位SQ5 SQ4 SQ3 SQ2 SQ1
卞限位SQ6 ! | i
I ▼V I i W
原点淸水椚冋收液椚
图2-1电镀生产线工作示意图
(二)课题分析
⑴电镀生产线按照其工艺要求和规模一般设计有两台行车、三台行车和四台行车工作,每台行
车都根据已编制好地各自地程序运行;对于行车地自动控制,早期是采用继电器逻辑电路和顺序控制器,发展至今其控制方式已采用可编程控制器PLC作为核心控制部件,其控制更为安全、可靠、
方便、灵活,自动化程度更高•本文介绍在一条电镀自动生产线上用PLC控制行车及挂钩地自动控制
系统•本文使用三菱公司地FX系列PLC进行系统控制,具有灵活多变地特点•软件使用起、保、停地编程方法,使程序简单易懂,便于仿真及运行•资料个人收集整理,勿做商业用途騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。

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