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1、 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 目录第一部分 电气线路安装调试技能训练3技能训练题目一:三相异步电动机的可逆双重连锁控制3一.课题分析3二.设计电气原理图4三.设计电气安装接线图5图1-1-2 电气安装接线图5四.设备清单6五.故障现象及故障分析6技能训练题目二:星-三角降压启动控制8一.课题分析8二.设计电气原理图8三.设计电气安装接线图9图1-2-2 电气安装接线图10四.设备清单11五.故障现象及故障分析11电气线路安装调试技能训练小结13一电气原理图的绘制要求13二.电气接线图的绘制要求13三.电器安装、接线的工艺要求14四.实训线路发生的故障及排除办法14
2、第二部分 PLC电气控制系统设计16一.课题分析.16二、设计主电路.17三、设计PLC的I/O分配表.18四、设计PLC的I/O接线图.19五、设计功能图20六、设计梯形图22七、小结26第三部分 基础知识培训29一、电工基础知识29二、钳工基础知识29三、电气安全技术与文明生声及环境保护知识29四、质量管理知识及相关法律与法规知识29参考文献30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的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68厘米
3、），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的故障，并列写故障分析。 （二）课题分析由接触器控制的三相异步电动机可逆双重连锁控制电路的实质上是两个方向相反的单向运行电路的组合。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的不同，分“正停反”和“正反停”两种控制电路。正停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，故它具有正停反控制功能。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的控制
4、，即“正反停”控制电路。在该控制电路中，采用复合按钮来控制电动机的正、反转。正转启动按钮SB2的常开触点串接于正转接触器KM1的线圈回路，用于接通KM1的线圈，而SB2的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的线圈，以保证KM2不得电，同时KM1得电。反转启动按钮SB3的接法与SB2类似，常开触点串接于KM2的线圈回路，常闭触点串接于KM1的线圈回路中，从而保证按下SB3使KM1不得电，KM2能可靠得电，实现电动机的反转。为防止两个接触器同时得电而导致电源短路，利用两个接触器的常闭触点KM1、KM2分别串接在对方的工作线圈电路中，构成相互制约的关系，称为联锁，又称互锁
5、，实现互锁的常闭辅助触点称为互锁触点。由复合按钮SB2、SB3常闭触点实现的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。二、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的控制。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SB2SB2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
6、合KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机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SB3SB3常闭触点先分断KM1线圈失电KM1主触点分断电动机M失电，SB3常开触点后闭合KM2线圈得电KM2主触点闭合电动机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：图1-1-1 电气原理图三、设计电气安装接线图按照电气安装接线图的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
7、入电动机的三相。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：图1-1-2 电气安装接线图四、设备清单设备清单如表1.1.1所示：表1.1.1设备清单表序号文字符号名 称数量备 注1M1电动机1三相交流异步电动机2FR1热继电器1用于对电路进行过载保护3FU1FU5熔断器5用于对电路进行过流保护4QF低压断路器1用于控制电路的接通与断开5KM2KM3交流接触器3控制电路通断6SB1SB3按钮盒1电机起动、停止的开关信号7导线若干连接电路8其它尖嘴钳、电笔、万用表五、故障现象及故障分析（一）故障现象1、
8、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，但保险丝烧断的原因：（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。2、通电后电动机不能转动，也无异响的原因：（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。3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动的原因：（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
9、负载过大或转子卡住；（5)电源电压过低。（三）故障排除1、通电后电动机不转，但保险丝烧断的排除：（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。2、通电后电动机不能转动，也无异响的排除：(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。3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动的排除：(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)紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
10、(4)减载或查出并消除机械故障；(5）检查是还把规定的面接法误接为Y，是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正。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68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的故障，并列写故障分析。（二）课题分析星三角降压起动是常用的方法之一。凡是正常运行时三相定子绕组为三角形联结13KW星三角降压起动的电路有多种，本次的设计电路适用于交流50HZ、电压380V、容量13KW以上的
11、三相异步电动机的减压起动。在该电路中，电动机起动过程的星-三角转换是靠时间继电器自动完成的。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的主触点闭合，将电动机的尾端连接，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68s），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，其对应的常闭触点断开，常开触点闭合，前者使KM3线圈断电释放，KM3的辅助常闭触点闭合，为KM2的线圈通电做好准备，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
12、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的电气互锁。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，观察电动机起动的情况。调节KT的延时，观察延时时间对电动机起动过程的影响。电气原理图如图1-2-1所示：图1-2-1 电气原理图三、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分别接入电动机的三相绕组的一端，电动机三相绕组的另一端需接入星三角切换开关。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三角降压启动
13、电路电气安装接线图如下图1-2-2所示：图1-2-2 电气安装接线图四、设备清单设备清单如表1.2.1所示：表1.2.1设备清单表序号文字符号名 称数量备 注1M1电动机1三相交流异步电动机2FR1热继电器1用于对电路进行过载保护3FU1FU5熔断器5用于对电路进行过流保护4QF低压断路器1用于控制电路的接通与断开5KM2KM3交流接触器3控制电路通断6SB1SB3按钮盒1电机起动、停止的开关信号7导线若干连接电路8其它尖嘴钳、电笔、万用表、起子五、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，交流接触器无动作的故障。（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，运行不稳定现象的原因：接线出现接错相，无法构成三角形连接。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，无法自保持现象的原因：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。3、通电后电动机有嗡嗡声但不转动的原因：（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。（
