李广新CA6140车床电气控制改造PLC控制

本科生毕业论文（设计）

CA6140型车床电气控制系统的PLC改造学院：江西科技学院

专业：机电一体化

班级：201304

学生姓名：李广新

指导老师：黄雁斌

完成日期：2014-03-25

本科论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）：

签字日期：年月日签字日期：年月日2

目录

1绪论 (1)

1.1可编程控制器应用 (1)

2.CA6140车床电气PLC改造方案设计 (3)

2.1CA6140车床电气控制原理 (3)

2.2 PLC改造控制电路设计 (7)

3.硬件选型 (10)

3.1电气元件明细表 (10)

3.2PLC的选型 (23)

4.软件设计 (25)

4.1 PLC控制过程分析 (26)

4.2触摸屏控制系统设计 (28)

5 系统调试 (36)

6总结 (38)

致谢 (39)

参考文献 (40)

1绪论

1.1可编程控制器应用

微机技术已经并继续在改变世界。以微机技术为基础的可编程控制器也正在改变着工厂自动控制的面貌。随着科学技术的迅猛发展，可编程控制器以其可靠性极高、能经受恶劣环境的考验，使用极方便的巨大优越性，迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自动化的三大支柱。

可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器，可以说只有可编程控制器才是真正的工业控制计算机。初期可编程控制器只是用于逻辑控制的场合，用于代替继电控制盘，但现在可编程控制器已进入包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。在保留了原来逻辑控制器的所有优点的同时,它吸收发展了其它控制设备（如过程仪表、集散系统、分散系统等）的优点，在许多场合只需可编程控制器即可构成包括逻辑控制、过程控制、数据采集及控制和图形工作站的经济合算、体积小巧、设计调试方便的综合控制系统。

国际电工委员会（IEC）1987年颁布的可编程序控制器标准草案中对PLC作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可以编制程序的存储器，用来在其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都按照易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩展及功能的原则而设计。

20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气传动随电动机的发展而发展。电气传动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化改造很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床C6140的基础上对其进行自动化改造。

最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作可靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由

1

于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC【1】。

1.2CA6140的现状

CA6140是一种应用广泛的金属切削机床，目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业任大量使用。能够车削外圆、内圆、螺纹、螺杆等，它采用继电器接触器电路来实现电气控制系统。但由于大量的使用了继电器与接触器，再加上继电器系统接线复杂，经常造成接触不良，而且原件老化快，设备故障频繁，不便于维修，故障诊断与排除困难，并存在：

（1）触电容易被电弧烧坏而导致接触不良

（2）机械方式实现的触点控制反映速度慢

（3）继电器的控制功能被固定在线路中，功能单一、灵活性差

影响到实际的生产运用。因此当务之急就是对ca6140车床进行技术改造，以提高企业的设备利用率，提高产品的质量和产量。

1.3设计内容

根据设计条件，采用可编程控制器（PLC）对原有继电接触器控制系统进行改造，使机床故障率下降，可靠性和灵活性大大的提高，实现一定的自动化，具体设计要求如下：

（1）按下启动按钮SB3，主轴电机M1控制接触器得电，主轴电机启动起来

（2）按下停止按钮SB4，主轴电机M1控制接线器失电，主轴电机停止（3）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机手动控制开关SB10致闭合位置，冷却泵电机控制继电器KA得电，冷却泵电机启动起来

（4）主轴电机启动后，搬动冷却泵电机M2手动控制开关SB10致断开位置，冷却泵电机控制继电器失电，冷却泵电机停止

2

（5）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器得电，进刀电机启动运行

（6）按下点动控制按钮SB12，进刀电机M3控制继电器失电，进刀电机停止工作

（7）过载、短路保护热继电器FR1\FR2任何一个触电断开，接触器KM1、继电器KM2断电，所以电机停止工作

2.CA6140车床电气PLC改造方案设计

要求：1）主轴电机M1先启动，有过载保护，主轴电机M1能控制整个线路的设计启动和停止

2）冷却泵电机M2实现电动和常动，有过载保护，冷却泵电机能独立的启动和停止

3）进刀电机M3能独立的启动和停止

2．1.1 电气控制原理

根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图2-1所示。

3

图2-1主控制电路设计

在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。热继电器FR1和FR2分别作M1和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。带钥匙的低压短路器QF是漏电自动开关。为了防止电动机外壳带电发生人身事故，电动机外壳均与底线连接。

电源经熔断器用QF引入。该开关为漏电自动开关。在自动开关旁有一小孔，其内有漏电实验按钮，以备检查漏电是否正常；电器箱盖内有漏电开关SQ2，当电器箱盖打开，则SQ2的触点闭合，是漏电电阻R通电，电源开关QF自动跳闸；当车床钥匙开关SA2在闭合状态时，操作者把机床关断，使SA2闭合，则机床电源开关合不上，车床无法开动。欲开车床，需用钥匙把SA2触点打开，方可运行【2】。

2.1.2 CA6140车床的主要功能、结构及型号意义

CA6140车床的主要功能

CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。

CA6140车床的结构

（1）车床外部结构如图3-2 所示。

车床结构：三箱：主轴箱1：内装有主轴实现主运动，主轴端部有三爪

或四爪卡盘以夹持工件。

进给箱10：作用是变换进给量，并把运动传给溜板箱。

溜板箱8：带动刀架实现纵向、横向进给，快速移动或车螺纹。

刀架2：装四组刀具，按需要手动转位使用。

尾座3：支持工件或安装钻头等孔加工刀具。

4

5

床身4：部件都安装在床身上，以保持部件间相互位置精度

图3-2 CA6140车床外形图

1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿；

6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮

（2）车床内部结构如图 3-3 所示：

图3-3 CA6140车床内部结构图

CA6140车床的型号意义

CA6140车床的型号意义如图3-4所示：

图3-4 CA6140车床的型号意义

所以CA6140车床为卧式机床，最大工件回转直径为40mm。（ [注] 主轴内孔直径50mm；最大棒料直径48mm）。

2.1.3 CA6140车床的运动形式

主运动

运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动：

控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速

（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转

（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动

进给运动

运动形式：刀架带动刀具的直线运动

控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工螺纹时，要求刀具移动和

主轴转动有固定的比例关系

辅助运动

（1）运动形式：刀架的快速移动

6

7

控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正

反转和调速

（2）运动形式：尾架的纵向移动

控制要求：由手动操作控制

（3）运动形式：工件的夹紧与放松

控制要求：由手动操作控制

（4）运动形式：加工过程的冷却

控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电机也不需要

正反转和调速

2.2 PLC 改造控制电路设计

2.2.1控制电路设计

控制电路采用110V 交流电压供电，通过控制变压器TC 得到，由熔断器FU6作

短路保护。具体电路图如图2-2所示。

图2-2 控制电路设计

（1）电源开关的控制

电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF

，当要合上电源开关时，首先用开

关钥匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。若用开关钥匙将开关锁SB 左旋，其触点闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。若出现误操作，又将QF 合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。

由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。

（2）主轴电动机M1的控制

SB4是红色蘑菇型的停止按钮，SB3是绿色的启动按钮。按一下启动按钮SB3，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。按一下SB4，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。

（3）冷却泵电动机的控制

当主轴电动机启动后，KM的常开触点闭合，这时若按下按钮SB10，则KM2线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2点动启动，提供冷却液。当按下SB7时，中间继电器M0得电自锁，后KM2线圈得电，冷却泵电动机M2长动启动，按下SB11时可使冷却泵解除长动状态，当主轴电动机M1停车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。M1和M2之间存在联锁关系。

（4）快速移动电动机M3的控制

快速移动电动机M3是由接触器KM3进行的点动控制。按下按钮SB12，接触器KM3线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB12，M3停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。

(5） SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关。当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。

2.2.2 照明电路

照明电路采用24V安全交流电压。照明电路由开关SA1接24V低压灯泡EL组成，灯泡的另一端必须接地，以防止变压器原绕组和副绕组间发生短路时发生触电事故。

8

9

故熔断器FU5是照明电路的短路保护器件。

2.2.3 指示电路

指示电路采用6V 交流电压供电。指示灯泡HL 接低压6V ，熔断器FU4是指示电

路的短路保护器件。

CA6140车床电气控制原理图如图2-3所示。

图2-3 CA6140车床电气控制电路原理图

2.2.4 I/O 统计

控制电路中，8个输入信号，3个输出信号。其输入/输出电器及PLC 的I/O 配置如表

2-1所示。 表

2-1 输入/输出电器及PLC 的I/O 配置

输入设备

PLC 输入继电器 输出设备 PLC 输出继电器 符号

功能 符号 功能 SB3

M1启动按钮 X003 KM1 M1接触器 Y001 SB4

M1停止按钮 X004 KM2 M2接触器 Y002 FR1

M1热继电器 X005 KM3 M3接触器 Y003 FR2

M2热继电器 X006 KA 中间继电器 M0 SB7

M2长动开关 X007 SB10

M2点动开关 X010 SB11 M2解保开关 X011

SB12 M3点动开关X012

3.硬件选型

3.1电气元件明细表

电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表3-1所示。

表3-1 CA6140车床电气元件表

符号元件名称型号规格件数作用现状

M1 主轴

电动机Y132M-4 7.5KW，15.4A，

1450r/min

1 工件的旋转和刀具的进

给

已有

M2 冷却泵

电动机AOB-25 90W，0.32A，3000

r/min

1 供给冷却液已有

M3 快移电动

机AOS5634 250W，1.55A，

1360r/min

1 刀架的快速移动已有

KM1 交流接触

器

CJ0-20B 线圈110V 1 控制主轴电动机M1 已有

KM2 交流接触

器

JZ7-44 线圈110V 1 控制冷却泵电动机M2 已有

KM3 交流接触

器

JZ4-44 线圈110V 1 快速移动电动机M3 已有QF 低压断路DZ15L-40/3901 380V 20A 1 漏电自动开关开关已有

10

器

SB3 按钮LA219-11 500V 5A 1 主轴启动已有SB4 按钮LA -01JZ 1 主轴停止已有SB12 按钮LA9 500V 5A 1 快速移动电动机M3点动已有SA1 开关KN3-2-1 1 工作灯开关已有SB7 按钮LA219-11 500V 5A 1 M2长动按钮已有SB10 按钮LA219-11 1 M2点动按钮已有SB11 按钮LA219-11 1 M2解保按钮已有SA2 钥匙式开

关

LAY3-Y/Z 1 电源总开关已有

SQ1 行程开关LXW3-N 1 打开挂轮箱时被压下已有SQ2 行程开关LXW3-N 1 电气箱打开时闭合已有FR1 热继电器JR16-20/30 （10-16）/15.4A 1 M1过载保护已有FR2 热继电器JR16-20/30 （0.25-0.35）

/0.32A

1 M2过载保护已有

TC1 变压器JBK2-100 380/110、24、

6V

1 控制与照明用变压器已有FU1 熔断器BZ001 1A 3 冷却泵M2的短路保护已有FU

2 熔断器BZ001 4A

3 快速电动机M3短路保护已有FU3 熔断器BZ001 1A 2 变压器的短路保护已有FU

4 熔断器BZ001 1A 1 指示灯回路短路保护已有FU

5 熔断器BZ001 2A 1 照明灯回路短路保护已有FU

6 熔断器BZ001 1A 1 控制回路短路保护已有R 电阻RXYC 7.5W，3.9KΩ 1 检漏保护电路已有EL 照明灯JC11 40W24V 1 机床局部照明已有HL 指示灯ZSD-O 白色，配6V0.15A

灯泡

1 电源指示灯已有PLC 软件FX2N FX2N-48MR-001 1 实现控制购买

触摸屏软件GT1175 GT1175-VNBA-C

640*320

1 模拟仿真购买

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3.1.1电动机的选择

选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速.

A.电动机种类的选择：

电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。

凡是不需要调速的拖动系统，总是考虑采用交流拖动，特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械，如空气压缩机、球磨机等，往往采用同步电动机拖动，因为它能改善电网的功率因数。

如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。

对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。

.电动机型式的选择：

各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。

C.电动机容量的选择：

1.比那化负载下电动机容量的选择

（1）等效电流法

等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流，要求在同一个周期内，等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等。假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，损耗只与电流的平

方成正比，由此可得等效电流为

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式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后，则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。

（2）等效转矩法

如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比（如他励直流电动机的励磁保持不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时），则式（9.3.1）可以改写成等效转矩公式。

此时，选用电动机的额定转矩T应大于或等于T，当然，这时应先求出用转矩表示的负载。

等效功率法

如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转局成正比，于是由式（9.3.1）可得等效功率为

此时，选用电动机的功率P大于或等于P即可。

必须注意的是用等效法选择电动机容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。

表4-1电动机选型

电机型号编

号

额定

功率

PN/KW

转速

n/r.min

电流功率

功率

因数

cosψ

额

定

转

矩

额

定

电

流

最大

转矩

额定

转矩

转动

惯量

GD/kgm

重量

m/kg

Y160M2-2 M1 15 2930 29.4 88.2 0.88 2.0 7.0 2.3 0.0449 125 Y13252-2 M2 3 2900 15.0 86.2 0.88 2.0 7.0 2.3 0.0216 70 Y801-2 M3 0.75 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16 Y801-2 M4 0.75 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16 Y905-2 M5 0.25 2840 3.44 78 0.85 2.2 7.0 2.3 0.0012 22 Y801-2 M6 0.09 2830 1.81 75 0.84 2.2 6.5 2.3 0.00075 16

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M1主轴电动机：Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。而且噪声低、寿命长、经久耐用。Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作【3】。

M2冷却泵电动机：AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。

M3快速移动电动机：AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级。

3.1.2电源引入开关Q

Q主要作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。根据该三台电动机来看，选中小型组合机床常用三极组合开关，型号DZ5-20，电流20A。

3.1.3 热继电器的选择FR1、FR2

热继电器是利用电流的热效应来推动机构是触点系统闭合或分断的保护电器。主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。

因此，必须了解电动机的工作环境、起动情况、负载性质、工作制及允许的过载能力。应使热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能接近，以便充分发挥电动机的过载能力，同时对电动机在短时过载与起动瞬间不受影响。

（1）保护长期工作或间断的工作的电动机热继电器的选用

（2）根据电动机的起动时间，选取6In下具有相应可返回时间的热继电器，一般可返回时间为（0.5~0.7）的继电器动作时间。

（3）一般情况下，按电动机的额定电流选取，使热继电器的整定值为（0.95~1.05）In（In为电动机的额定工作电流），或选取整定电流范围的中间值为电动机的额定工

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作电流。

（4）用热继电器作断相保护时的选用

对于Y接法电动机，一相断线后，流过热继电器的电流与流过电动机未断相的电

流增加比例是一致的。

（5）三相与两相热继电器的选用

在一般故障情况下，两相热继电器与三相热继电器具有相同的保护效果，但制造

两相的节省材料加工时，调试也较简单，所以应尽量选用两相热继电器。

（6）保护反复短时工作电动机时，仅有一定范围的适用性，当电动机起动电流

倍数为6倍的额定电流，启动时间小于5秒，电动机满载工作，通电持续率为60%时，每小时允许操作次数最高不超过40次。

（7）特殊工作制电动机的保护

正反转及密集通断工作的电动机不宜采用热继电器来保护，可选用埋入电动机绕

组的温度继电器或热敏电阻来保护。

(1) FR1： IST=（1.7~2.2）×In=2×7=14A

14

I

ST

IRN= = =8.75A

(1.6～2) (1.6～2)

(2) FR2 IST=（1.7~2.2）×In=2×6.5=13A

I

14

ST

IRN= = =5.2A

(2.5～3) (2.5～3)

表4-4热继电器的选型

型号编号额定电压额定电流JR-16 FR1380 10

JR-16 FR2380 10 主电动机M1额定电流15.4A,KH1应选用JR16-20/3D型热继电器，热元件电流为

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20A整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到15.4A.

M2的工作电流只有0.32A，故选用JR2-1型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在0.32A。

3.1.4 熔断器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6

FU对整机进行短路保护的熔断器，选用BZ001型熔断器，配用40A熔断体。

FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6均选用BZ001型熔断器，分别配用1A,4A,1A,1A,2A,1A的熔断体。

3.1.5 接触器的选择KM1,KM2及KM3

接触器是用来频繁的遥控接通或断开交流住电路及大容量控制电路的自动控制电路。它不同于刀开关类手动切换电路，因为它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能；它也不同于自动空气开关，因为它具有一定的断流能力，但切不具备短路和过载保护功能。接触器在电力拖动和自动控制系统中，主要控制对象是电动机，也可以用于控制电热设备，电焊机、电容器组等其它负载。接触器不仅仅能遥控通断电路，还具有欠电压、零电压释放保护，操作频率高、工作、性能稳定，使用寿命长、维护方便等优点。

接触器按驱动触点系统的动力不同可分为电磁接触器、气动接触器、液压接触器等。新型的真空接触器和晶闸管交流接触器正在逐步使用。

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。

接触器随便使用场合及控制对象的不同，其操作条件与工作繁重程度也不同。为尽可能经济地、正确地使用接触器。必须对控制对象的工作情况及接触器的性能有较全面的了解，不能仅看产品的铭牌数据，因接触器上所定的电压、电流、控制功率等参数均为某一使用条件下的额定值，选用时应根据具体使用条件正确选择。

选择接触器的种类

通常先根据接触器所接触的电动机及负载电流类别来选择相应的接触器型，即交流负载应使用交流接触器，直流负载应使用直流接触器；如果控制系统中主要是交流电动机，而直流电动机或直流负载的容量比较小时，也可全用交流接触器进行控制，但是触点的额定电流应适当选择大一些。

选择接触器主触点的额定电压

通常选择接触器主触点的额定电压应大于或等于负载贿赂的额定电压。通常电压等级分为交流接触器380、660及1140V；直流接触器220、440、660V。

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《机床电气控制与PLC》实训课程标准

《机床电气控制与PLC》（实训）课程标准 课程编码：0100023 课程类别：专业技术课程 适用专业：机电一体化（二年中专）课程所属系部：机电工程系学时：60 编写执笔人: 王荣华 审定负责人及审定日期： 1课程定位与设计思路 1.1 课程性质与作用 1.课程性质 《机床电气控制与PLC》课程是机电一体化（二年中专）专业的一门专业技术课，也是取得国家职业资格等级证书（维修电工）的核心课程。课程分为继电器控制技术、PLC技术两大部分，在教学中实施“教、学、做”一体化，将理论教学和实践教学有机结合，侧重于实践操作，直接面向职业岗位能力的培养，是学生求职就业的重要砝码。 2.课程作用 本课程以《电工电子技术基础》、《电机拖动基础》、《自动控制原理与系统》课程为前导课程，共同打造学生的职业能力，并为其相关专业课程《数控机床维修》、《机电一体化技术》等的学习提供基本理论和方法，在整个教学过程中起着承上启下的作用。为毕业生在未来的职业生涯中从初始低层次的生产线操作工向更高层次的维修电工、生产线维修工和设备管理员等岗位顺利迁移提供扎实的知识与技能准备。 1.2 课程设计思路

本课程标准以机电一体化（二年中专）专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以培养学生的“学懂”和“会用”为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干工作任务，以任务为单位组织教学，引出相关专业理论知识，使学生在实践操作过程中加深对专业知识、技能的理解和应用。 2课程目标 2.1课程总体目标 通过对本课程的学习和训练，使学生熟悉电气控制与PLC的基础知识，培养电气控制与PLC基本应用(电动机点动、长动、正反转、Y-Δ启动等控制环节)的接线、编程、操作调试方面的技能，了解其所涉及的技术理论知识；初步培养电气控制与PLC高级应用项目(电梯控制、机械手控制系统等)的接线、编程、操作调试的技能，了解其所涉及的技术理论知识。培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的学习能力、团队合作能力。 2.2 具体目标 1) 知识目标 (1)掌握电气控制基础知识； (2)掌握PLC技术基础知识； (3)掌握PLC编程软件的使用方法； (4)熟悉PLC的I/O端口分配及PLC外部接线和安装； (5)熟练掌握PLC的编程方法，特别是图形编程； (6)熟练应用基本指令、步进指令及部分功能指令； (7)掌握常用控制程序的编制方法及调试；

车床控制电路设计

课程设计报告 课程名称电气控制技术 系别：机电工程技术系 专业班级：自动化1101 学号： 1109101035 姓名：乔志文 课程题目：CA6140车床控制电路的分析与设计完成日期： 2014.6.23 指导老师：李俊华 2014年 6 月23日

课程设计目的 电气制线路图的设计方法和AUTOCAD绘图规则。了解主电路和控制电路接触器继电器硬件电路的经验设计方法和接线方法。熟悉西门子 S7-200PLC的工作原理，并设计出I/O点的外部接线和定义其相关变量，并进行梯形图和指令表的编制，最后通过硬接线调试其工作状态。 课程设计要求1、主电动机M1正反转运行并进行星型-三角型降压启动。 2、不采取制动。 3、主电动机M1启动后冷却泵M2才能启动，实现顺序控制。 4、电动机M3快速启动。 5、控制系统采用 S7-200PLC 来实现。 6、用 AUTOCAD 绘制电气原理图和 PLC 端子接线图。 7、采用梯形图和指令表进行程序编制。 8、硬件调试。 课程设计内容1、根据控制要求，对CA6140车床电气控制线路图的硬件设计并用AUTOCAD 绘制其主电路和控制线路硬接线。 2、据控制系统要求和I/O点的选型，编制PLC程序并进行硬件调试。 3、对系统的设计过程进行详细说明。

课程设计简要操作步骤1、收集资料，充分了解控制系统要求，明确设计任务。 2、电气线路图总体设计。根据设计要求设计出主电路和控制线路。 3、选择电器元器件，确定电器元器件明细表。用 AUTOCAD 画出电气原理图，并作简要分析。 4、软件设计。根据控制要求确定 I/O 分配表，编制梯形图和对应指令表程序。 5、系统硬件调试。 6、整理编写课程设计说明书。 课 程 设 计 心 得 体 会 心得体会组员自己完成课 程设计评语及成绩评 语 成 绩 指导教师 （签名） 2014年6月日

机床电气控制及PLC习题及答案

一、填空题 1、低压电器通常指工作在额定交流电压1200V以下或直流电压1500V以下电路中的电器,一般按基本用途分为低压配电电器和低压控制电器两类。 2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及电磁机械制动。 3、改变三相异步电动机的旋转方向原理是改变三相电源相序。 4、指出如下符号代表哪种电气元器件： FU SQ KM KA KT 熔断器、行程开关、接触器、继电器、时间继电器。 KV KI FR KS SB QS 电压继电器、电流继电器、热继电器、速度继电器、按钮、刀开关 5、电气控制系统中常用的保护环节有：连锁控制、短路保护、过载保护、零电压和欠电压及弱磁保护。 6、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁通三种。

电延时 通电延时线圈断开延时线圈延时闭合常开触头常闭触头闭合的常开触头 8、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用_交流接触器__控制直流负载则选用______直流接触器____。 9、接触器具有低压释放的保护性能，适用于频繁操作，远距离控制强电电路。 10、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应____大于__或_ 等于____负载电路的电压，主触点的额定工作电流应_等于____或__稍大于___负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路__电压相等___。 11、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器：热继电器______、__熔断器_________。 12、试举出两种主令电器：___控制按钮_____、____行程开关__。 13、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。当电路发生__严重过载______或____短路____时，熔体熔断切断电路。 14、当接触器线圈得电时，使接触器__动合触点___闭合、___动断触点____断开。 15、热继电器是利用电流的_____热效应_____及热元件热膨胀原理工作的保护电器。它在电路中主要用作电动机的长期过载保护、断相保护、电流不平行运行及其他电气设备发热状态的控制______________。 16、接触器按其主触头通过电流的种类，可分为__直流接触器和__交流接触器。 17、速度继电器常与接触器配合，实现电动机反接制动。 18、电气控制系统图包括：_电气控制电路图（电气原理图）_、电气设备安装图_、_电气设备接线图_三种图。 19、机床中最常见的降压起动方法有Y-降压启动、定子串电阻降压启动。 20、笼型三相异步电动机全压起动控制线路中，短路保护利用熔断器；长期过载保护利用热继电器；欠压、失压保护利用接触器。 21、电磁机构由吸引线圈、铁芯和衔铁组成。 22、各种低压断路器在结构上都有主触头、灭弧装置、自由脱扣器和操作机构等部分组成。

《机床电气与PLC控制》试题及答案

电气控制及PLC 期末试卷（A 卷） （闭卷考试） 一、 填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、 过载保护、 过电流保护 、 零电压和欠电压 等。 2、直流电机的调速方法有 改变电枢回路电阻 、改变电枢端电压 、 改变磁二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂×＂） 1. 电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 （×） 5. PLC 是以CPU 为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。 （√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC 的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC 的基本单元主要包括：CPU 、存 储器、输入/输出模块、电源模块、I/O 扩展接口、外设I/O 接以及编程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC 采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC 的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S 的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速 （2分） 电磁转差离合器调速 （2分）

3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分）解答：自锁控制（5分）互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5.运用FX2N系列PLC的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X 6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下：（1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N系列PLC控制的安装接线图； （3）绘出PLC梯形图； （4）编写PLC指令程序。

《机床电气与PLC控制》试题及答案

卷） （闭卷考试） 系部 ___________班级___________ 学号 姓名 ________ 得分 ________ 三极刀开关按扭常开触头行程开关 常开触头接近开关常开触头 接触 器线圈 延时 1、 电气控制系统中常用的保护环节 有： 短路保护、过载保护、过电流保护、 零电压和欠电压等。 2、 直流电机的调速方法有 改变电枢回 路电阻、改变电枢端电压 、 改变磁 通 __________________ 三种。 3、 PLC 常用的编程语言有：语句表 、 梯形图、流程图。 二、判断题（每小题2分，共10分?正 确的打"V H ,错误的打"X"） 1. 电气原理图中控制电路就是从电 源到电动机绕组的大电流通过的 路径。 （X ） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线 图中 同一电器的不同部分须画在一起。 （V ） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于 外加负载变动引起的速度变化则不 是。（V ） 4、写出以下图形符号所代表的电气元 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 题目 -一一 -二 二 四 总得分 圈通电时 通电延时断开线圈断电 通电延时线圈 延时闭合常开触头 断开延时线圈 常闭触头 闭 合的常开触头 本 题 得 分

5. PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算机。（V） 三、简答题（共5小题，共45 分） 1.简述PLC的硬件组成及工作原理 （10 分） 解答：1. 一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包 括：CPU存储器、输入/输出 模块、电源模块、I/O扩展接 口、外设I/O接以及编程器等 部分组成。（5分） 2.PLC 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为： （3分）2.列举异步电动机变转差率S的调速 方法（8分） 解答：1.转子串电阻调速（2分） 2.调压调速（2分） 输 3.串级调速（2分） 4.电磁转差离合器调速（2分） 样 3.分别列举机床电气控制系统中自锁 控制与互锁控制的电路。（10分） 程 解答：自锁控序制（5分） 本 题 得 分

机床电气控制与PLC试卷及答案

《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法 有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组 成。 7、PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别 为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。 二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、

3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。 4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只 能带直流负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 8、热继电器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 9、交流继电器具有（）保护。

数控机床电气控制及PLC技术课程设计-任务书

设计总体要求： 1、PLC的型号选择 2、设计PLC 的I/O接线图 3、完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4、完成梯形图的设计 5、提交设计说明书 题目1数控钻床主轴进给控制系统PLC设计 控制要求： 卧式数控钻床采用G83指令完成钻深孔加工，动作如图，钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1，钻头进给至光电开关SQ2处后返回原点，然后再进给至光电开关SQ3处返回原点，以此类推，最后返回原点停止，主轴进给动作结束。

题目2 CA6140卧式车床的PLC改造 控制要求：CA6140卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成CA6140卧式车床的电气改造。

题目3 C650卧式车床的PLC改造 控制要求：C650卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成C650卧式车床的电气改造。 题目4 抢答器控制 控制要求： 1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效； 2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效； 3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；

题目5 十字路口交通灯控制控制要求：

题目5自动售货机控制 控制要求： 课题6 自动售货机 在上图中，按M1、M2、M3按钮，模拟投入货币，Y0显示投入的货币的数量，按动“QS”和“CF”按钮分别代表购买“汽水”和“咖啡”。出口处的“E”和“F”表示“汽水”和“咖啡”已经取出。购买后Y0显示剩余的货币，按下“ZL”找零按键： 1.按下“M1”、“M2”、“M3”三个开关，模拟投入1元、2元、3元的货币，投入的货币可以累加起来，通过Y0的数码管显示出当前投入的货币总数。 2.售货机内的二种饮料有相对应价格，当投入的货币大于等于其售价时，对应的汽水指示灯C、咖啡指示灯D点亮，表示可以购买。 3.当可以购买时，按下相应的“汽水按钮”或“咖啡按钮”，同时与之对应的

机床电气控制与PLC课程题库

《机床电气控制与PLC》课程题库 第1部分机床电气控制部分 1、写出按钮、行程开关、熔断器、接触器、低压断路器、时间继电器、热继电 器等常用电器的电气符号（包括图形符号和文字符号）。 2、继电器和接触器的区别？ 3、QS、FU、KM、KT、SQ、SB分别是什么电器元件的文字符号？ 4、如何决定笼型异步电动机是否可采用直接起动法？ 5、笼型异步电动机减压起动方法有哪几种？ 6、笼型异步电动机是如何改变转动方向？ 7、什么是能耗制动？什么是反接制动？它们各有什么特点及适用什么样的场 合？ 8、什么是互锁（联锁）？什么是自锁，试举例说明各自的作用。 9、长动与点动的区别是什么？ 10、什么是多地点控制？什么是多条件控制？ 11、动合触点串联或并联，在电路中起什么样的控制作用？动断触点串联或并联 起什么控制作用？ 12、本章中图2-12行程开关控制的正反转电路，若在现场调试试车时，将电动 机的接线相序接错，将会造成什么样的后果？为什么？ 13、下图中的一些电路是否有错误？工作时现象是怎样的？如有错误，应如何改 正？

14、设计一个控制电路，要求第一台电动机起动10秒以后，第二台电动机 自动起动，运行5秒以后，第一台电动机停止转动，同时第三台电动机起动，在运转15秒以后，电动机全部停止。 15、设计一控制电路，控制一台电动机要求：（1）可正反转；（2）可正向点动， 两处起停控制；（3）可反接制动；（4）有短路和过载保护。 16、分析下面电气控制原理图，回答：（1）主电机M1采用什么起动方式；（2） 主电机M1采用制动方式；（3）电动机M3为什么可以不用设过载保护；（4）电流表PA为什么要KT常闭触点端接；（5）触点表对分析电路起什么作用； （6）EL、HL、PE、KS是什么电器元件的文字符合；（7）主电机M1主电路中串联电阻R起什么作用。 17、分析下面电气控制原理图，填空： (1)、_____ __是主轴电动机M2转动方向的选择开关。 (2)、_ __ _、_ _ _按钮用于主轴电动机M2的两地停止控制； (3)、___ _、_ ___按钮用于主轴电动机M2的两地起动控制； (4)、____ 用于主轴电动机M2的变速冲动（点动）控制； (5)、___ _用于冷却泵电机M1的起停控制； (6)、___ _用于上刀制动； (7)、___ _用于主轴电动机M3的变速冲动控制；

CA6140型卧式车床的电气控制电路

前言 电气控制和电气拖动有着密切的关系。20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发展而发展。 电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的使用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合使用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC。PLC的设计以上业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。它一问世即以强大的生命力，大面积地占领了传统的控制领域。PLC的一个发展方向是微型、简易、价廉，以图取代传统的继电器控制；而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能、对大规模复杂控制系统能进行综合控制。 CA6140型卧式车床的电气控制电路 一、CA6140型卧式车床的电气控制 1、CA6140型卧式车床的电气控制电路（如图1-1） 图1-1

二、中小型车床对电气控制的要求 1、主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，为满足调速设计要求，采用机械变速。主轴要求正、反转，对于小型车床主轴的正反转由拖动电动机正反转来实现；档拖动电动机容量较大时，可由摩擦离合器来实 现主轴正反转，电动机只作单向旋转。一般中小型车床的主轴电动机均采

机床电气控制与PLC试卷及答案定稿版

机床电气控制与P L C 试卷及答案精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组成。 7、P LC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。

二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。 4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只能带直流 负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。

最新-南昌大学机床电气控制技术及PLC课后题答案(1) 精品

第一章常用低压电器 1-1开关设备通断时，触头间的电弧是怎样产生的？通常哪些灭弧措施？ 答：当开关电器的触头分离时，触头间的距离很小，触头间电压即使很低，但电场强度很大（E=U/d），在触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子，逐渐加速运动，并在间隙中不断与介质的中性质点产生碰撞游离，使自由电子的数量不断增加，导致介质被击穿，引起弧光放电，弧隙温度剧增，产生热游离，不断有大量自由电子产生，间隙由绝缘变成导电通道，电弧持续燃烧。 （1）吹弧（２）拉弧（３）长弧割短弧（４）多断口灭弧（５）利用介质灭弧（６）改善触头表面材料 1-2 写出下列电器的作用、图形符号和文字符号： 答：（1）熔断器 作用：严重过载和短路保护 图形符号： 文字符号：FU 作用：用于机床上作电源的引入开关，也可用来接通和分断小电流电路。 图形符号： 文字符号：SA （３）按钮开关 作用：在控制电路发出手动控制信号 图形符号： 文字符号：SB

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (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 ）断点延时断开动合（常开）触点 （g ）断点延时闭合动断（常闭）触点（h ）瞬动触点 作用：在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用 ，并在电路发生过载、短路及失压时能自动分断电路。 图形符号： 作用：主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护， 图形符号： 热元件 常闭触点 文字符号：FR （７）时间继电器 作用：按照所需时间间隔，接通或断开被控制的电路 图形符号： 文字符号：KT

《机床电气控制与PLC技术》实验报告

《机床电气控制与PLC技术》 实验报告

一、实验特点 本实验指导分为验证性基础实验和综合性实验，涉及到程序设计与调试实验。基础实验包括PLC面板结构认识、编程器的使用练习、常用指令的使用练习。综合性实验包括十字路口交通信号灯自动控制设计、多级传送控制系统设计和PLC自动控制的程序设计与调试。鉴于实验设备不能到位，因此，主要开设验证性基础实验，通过实验进一步加深对PLC各种指令功能的理解。程序设计与调试实验包括编写程序、PLC的电源及I/O接线、上机调试程序等技能和技巧的训练，为今后从事PLC控制系统的设计打下良好的基础。 二、实验设备 OMRON C28P和CQM1H可编程控制器、PRO15编程器、输入开关实验板。 三、实验内容 1．PLC认识实验 2．常用指令练习 3．三相异步电动机的PLC控制 4．交通信号灯的PLC控制设计 四、实验注意事项 1．事先预习相关实验内容，编制好实验程序。 2．在实验教师指导下按规程进行相关操作。 3．注意观察实验过程和结果，并写出实验报告。 实验一、PLC认识实验 一、实验目的 熟悉PLC主机的结构，熟悉编程器的功能及使用方法。 二、预习要求 (1)复习课本第2章中OMRON PLC的面板结构。 (2)仔细阅读课文中编程器的组成和主要操作；预习实验内容及要求。 三、实验内容和步骤 (1)熟悉主机和编程器的结构 了解主机面板各组成部分的功能及各端子、端口与外部电路的连接方法。了解编程

器与主机的连接方法及面板各组成部分的功能。 (2)PLC上电 ①在断电情况下，把编程器的方式开关拨在PROGRAM位，然后将编程器连接电缆插头插入主机左侧的外设端口中。 ②接通主机交流220V电源，此时屏幕显示口令PROGRAM PASSWORD! ③清除屏幕显示的口令。 (3)清除内存储器(只在编程状态下) 清除内存储器，包括全部清除和局部清除两种情况的操作。 (4)输入程序(只在编程方式下) ①建立程序的首地址。可以从首地址0000开始，也可按有关方法确定任意首地址。 ②输入下面的练习程序。注意：每输入一条语句都要按一次WRITE键。 1 LD 00000 5 LD 01000 2 OR 01000 6 TIM 000 3 ANDNOT TIM000 #0050 4 OUT 01000 7 END(01) (5)程序读出(三种方式下均可) 用↑或↓键逐条读出输入的指令，发现错误的语句，可在编程方式下于原处重新输入语句。 (6)插入和删除指令(仅在编程方式下) ①按课文介绍的方法，在练习程序第六步处插入AND NOT TIM000。 ②删除上面插入的ANDNOTTIM000指令。 用课文介绍的方法删除，注意下一个语句的地址。 用NOP指令删除，注意下一个语句的地址。比较两个方法的区别。 (7)指令检索(三种方式下均可) 检索练习程序中的第六条指令。 (8)检索某个接点(三种方式下均可) 检索练习程序中触点01000的个数。 (9)程序检查(仅在编程方式下) ①按课文介绍的方法进行程序检查，注意观察屏幕显示。 ②将练习程序的END语句删除，再进行程序检查，注意观察屏幕显示。

《机床电气与PLC控制》试题及答案

电气控制及PLC 期末试卷（A卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。 2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁 二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂×＂） 1.电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2.电气安装接线图与原理 图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√）3.电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4.直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。（×） 5.PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。（√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接以及编 程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速（2分） 电磁转差离合器调速（2分）

3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分） 解答：自锁控制（5分） 互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5. 运用FX2N 系列PLC 的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 解答：题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈 7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下： （1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N 系列PLC 控制的安装接线图； （3）绘出PLC 梯形图； （4）编写PLC 指令程序。 解答： （1）采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1； 本题得分 X2X0 X1 Y6 X3 X4X5

《机床电气与PLC控制》试题4有答案

无锡职业技术学院 2005-2006学年第二学期《机床电气与PLC控制》期末试卷（D卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、过电流保护、零电压和欠电压等。 2、直流电机的调速方法有改变电枢回路电阻、改变电枢端电压、改变磁 二、判断题（每小题2分，共10分．正确的打＂√＂，错误的打＂ ×＂） 1.电气原理图中控制电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。 （×） 2.电气安装接线图与原理图 不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√）3.电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4.直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。（×） 5.PLC是以CPU为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。（√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC的硬件组成及工作原理。（10分） ：1.一般由基本单元、扩展单元组成。PLC的基本单元主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接以及编 程器等部分组成。（5分） 的工作原理： （1）PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） （2）PLC的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S的调速方法（8分） ：1.转子串电阻调速（2分） 调压调速（2分） 串级调速（2分） 电磁转差离合器调速（2分）

3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10分） 解答：自锁控制（5分） 互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5. 运用FX2N 系列PLC 的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 解答：题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈 7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下： （1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N 系列PLC 控制的安装接线图； （3）绘出PLC 梯形图； （4）编写PLC 指令程序。 解答： （1）采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路如图1； 本题得分 X2X0 X1 Y6 X3 X4X5

《机床电气与PLC控制》试题及答案

2005-2006学年第二学期《机床电气与PLC 控制》期末试卷（D 卷） （闭卷考试） 一、 填空题（每空格1分，共20分） 1、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、 过载保护、 过电流保护 、 零电压和欠电压 等。 2、直流电机的调速方法有 改变电枢回路电阻 、改变电枢端电压 、 改变磁 （×） 2. 电气安装接线图与原理图不同，接线图中同一电器的不同部分须画在一起。 （√） 3. 电动机的速度控制为调速，而由于外加负载变动引起的速度变化则不是。 （√） 4. 直流电机的弱磁调速属于恒转矩调速。 （×） 5. PLC 是以CPU 为核心的电子控制系统，实质上是一种工业控制用的专用计算 机。 （√） 三、简答题（共5小题，共45分） 1. 简述PLC 的硬件组成及工作原理。（10分） PLC 的基本单元主要包括：CPU 、存 /输出模块、电源模块、I/O 扩展接口、外设I/O 接以及编（5分） 的工作原理： 1）PLC 采用的是周期性循环扫描的工作方式。（2分） 2）PLC 的工作过程分为：输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 （3分） S 的调速方法（8分） 2分） 2分） （2分） （2分） 3.分别列举机床电气控制系统中自锁控制与互锁控制的电路。（10

分） 解答：自锁控制（5分）互锁控制（5分） 4.根据语句表画出对应的梯形图。（7分） 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 解答： 5.运用FX2N系列PLC的堆栈指令将题所示梯形图转换为语句指令程序，并加以必要的注释。（10分） 题图梯形图的语句指令程序为： 0 LD X2 6 OUT Y3 1 MPS //X4进栈7 MRD //读出X4 2 AND X5 8 OUT Y4 3 OUT Y2 9 MPP //出栈 4 MRD //读出X4 10 AND X7 5 AND X 6 11 OUT Y5 四、设计题（共25分） 设计三相异步电动机正、反转控制线路。要求如下：（1）电路具有正、反转互锁功能； （2）从正转→反转，或从反转→正转时，可直接转换； （3）具有短路、长期过载保护。 设计要求： （1）设计并绘出采用继电—接触器控制的电动机主电路和控制电路； （2）设计并绘出采用FX2N系列PLC控制的安装接线图； （3）绘出PLC梯形图； （4）编写PLC指令程序。

《机床电气控制与PLC》教学大纲

《机床电气控制与PLC》教学大纲 课程名称：《机床电气控制与PLC》 课程编码： 适用专业：机电一体化、数控技术、电气技术 学时：80或64 学分：5或4 编写者：刘祖其 一、课程性质与任务 课程性质：《机床电气控制与PLC》课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。 通过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的结构组成及工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚实基础。 二、教学目的与基本要求 了解数控装置的软件、硬件组成；了解可编程控制器的的结构和工作原理；了解接口信号相互作用，典型数控装置特性、功能，选用方法、系统连接、调试方法。了解电磁兼容概念，运用电磁兼容采取抗干扰措施。 掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。为今后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下

较好的基础。 三、教学主要内容、要点和课时安排 目录 绪论 [学习目标与要求] 了解数控机床的产生及发展，了解FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的概念，了解数控机床的组成及特点、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的组成、伺服系统的分类。 第1章常用低压控制电器 1.1 概述 1.2接触器 1.3 继电器 1.4熔断器 1.5低压开关和低压断路器 1.6主令电器 1.7低压电器的产品型号 [学习目标与要求] 掌握接触器、热继电器等常用低压电器的工作原理与选用；了解电弧的形成与灭弧机理；了解低压电器的基本作用与功能和继电特性与返回系数。

机床电气控制技术试卷A答案教学内容

机床电气控制技术试 卷A答案

河南理工大学 2008-2009 学年第 1 学期 《机床电气控制技术》试卷（A 卷） 总得分 阅卷人 复查人 考试方式 本试卷考试分数占学生总评成绩 比例 开卷 70 % 分数 得分 1.通电延时型的时间继电器，它的动作情况为（ ） A ．线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作 B ．线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作 C ．线圈通电时触点不动作，断电时触点动作 D ．线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作 2.三相异步电动机既不增加起动设备，又能适当增加起动转矩的一种降压起动方法是（ ） A.定子串电阻降压起动 B.定子串自耦变压器降压起动 C.星——三角降压起动 D.延边三角形降压起动 3.三相绕线型异步电动机可逆运转并要求迅速反向的，一般采用（ ） A. 能耗制动 B. 反接制动 C. 机械抱闸制动 D. 再生发电制动 4.下列电器中不能实现短路保护的是（ ） A. 熔断器 B. 过电流继电器 C. 热继电器 D. 低压断路器 5. 甲乙两个接触器欲实现互锁控制则应（ ）。 A ．在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点。 B ．在两接触器的线圈电路中互串对方的动断触点。 C ．在两接触器的线圈电路中互串对方的动合触点。 D ．在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点。 6.在控制线路中，如果两个动合触点并联，则它们是（ ） A.与逻辑关系 B.或逻辑关系 C.非逻辑关系 D.与非逻辑关系 7.执行 指令后的运算结果存在（ ） A.DT0 B.DT1 C.WY0 D.WY0和WY1 8.对于计数器指令 下列说法正确的是（ ） A.当X0从OFF 变为ON 时，计数值加1 B.当X0从OFF 变为ON 时，计数值减1 C.当X1从OFF 变为ON 时，计数值加1 D.当X1从OFF 变为ON 时，计数值减1 9.下面用户不能占用的继电器是（ ） A.X9 B.R9 C.Y9 D.R9000 10.指令KP 功能相当于一个（ ） A.输入继电器 B.输出继电器 C.中间继电器 D.锁存继电器 11.在输出扫描阶段，将（ ）寄存器中的内容负债到输出接线端子上。 Ａ.输入映像 B 输出映像 C 变量存储器 D 内部存储器 12. 世界上第一台PLC 生产于（ ） A ．1969年德国 B.1967年日本 C.1969年美国 D. 1970年法国 12.用来累计比CPU 扫描速率还要快的事件是（ ）。 A ．高速计数器 B 增计数器 C 减计数器 D 累加器 13. PLC 的工作方式是（ ） A 等待工作方式 B 中断工作方式 C 扫描工作方式 D 循环扫描工作方式 14.在继电接触控制原理图中，主电路和控制电路放置的位置（ ） A ． 主电路在上，控制电路在下 B 主电路在下，控制电路在上 C 主电路在左，控制电路在右 D 主电路在右，控制电路在左。、 15.热继电器和熔断器各起什么保护作用？（ ） A ．热继电器和熔断器都起短路保护作用 B 热继电器和熔断器都起过载保护作用 C.热继电器起过载保护作用，熔断器起短路作用 D ．热继电器起短路保护作用，熔断器起过载保护作用 16.在在下列继电器控制原理图中，用到什么控制规律？（ ） 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… 专 业班级： 姓名： 学号： … ………………………密………………………………封………………………………线………………………… 一、选择题（每题1分，共23分）

《机床电气与PLC控制》试题3有答案

无锡职业技术学院 学年第学期《机床电气与PLC控制》课程试卷（C卷） （闭卷考试） 一、填空题（每空2分，共48分） 1、低压电器通常指工作在额定交流电压1200V以下或直流电压1500V以下电路中的电器,一般按基本用途分为配电电器和控制电器两类。 2、三相异步电动机常用制动方法有反接制动、能耗制动以及机械制动。 3、直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变换为稳定直流电源，在数控机床电气控制系统中需要直流稳压电源给驱动器、控制单元、直流继电器、信号指示灯等提供电源。 4、PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口、外部设备编程器及电源模块组成。 5、FX2N系列PLC编程元件有输入输出继电器（X与Y）、辅助继电器（M）、状态继电器（S）、定时器（T ）、计数器（C）、数据寄存器（D）、和指针（P、I、N）等七大类。 二、简答题（每题5分，共30分） 1、FX2N扩展单元的作用是什么？当扩展组合供电电流总容量不足时，采取什么办法？ 扩展单元在扩展组合中起中间电源供给及I/O扩展作用，如当扩展组合供电电流总容量不足时，就须在扩展组合中增设扩展单元进行供电电流容量的扩充。 2、按FX2N系列PLC的指令系统，将下图简化改进后画出新梯形图。 答： 3、梯形图与继电器控制线路各自的控制原理是什么？ 答：PLC程序的工作原理简述为由上至下、由左至右、循环往复、顺序执行。继电器控制线路原理为并行控制。

4、三相笼式异步电动机常用减压起动方法有哪几种？ 答：常用有串电阻减压起动、星三角换接减压起动、延边三角形换接减压起动、自耦变压器减压起动等方法。 5、请将下面梯形图按FX2N系列PLC的指令系统转换为语句指令程序。 答： 1 LD X 2 5 ANI X3 2 AND X0 6 OUT M101 3 OUT Y3 7 AND T1 4 LD Y3 8 OUT Y4 6、请按以下的FX2N系列PLC的语句指令程序，绘出相应梯形图。 0 LD X0 5 LDI X4 1 AND X1 6 AND X5 2 LD X2 7 ORB 3 AND X3 8 OUT Y6 4 ORB 答： 三、设计题（每题11分，共22分） 1、下图是机床工作台运动示意图，工作台由交流电动机驱动。按下SB1，电动机驱动工作台运动；工作台运动至极限位置时，由行程开关SQ1或SQ2检测并发出停止前进指令，同时自动发出返回指令。只要不按停止按钮SB2，工作台继续自动往复运动。要求电动机采用过热继电器进行过载保护，请编制S7-300系列PLC控制的PLC梯形图。(11分) 按编程元件地址分配表编制的系统控制梯形图为：