机电设备安装调试综合实训汇总

《机电设备安装调试综合实训》

技术报告

南京工业职业技术学院

机械工程学院

概要

本文主要介绍如何将课本学到的知识运用到实践操作中。基于机电设备安装调试综合实训是机械设计与制造专业群技术平台综合实训项目之一，在电气技术基础平台课程及设备电气综合实训Ⅰ的基础上，侧重于培养机床电气控制线路以及FANAC PMC程序分析、设计的能力，能够解决机床电气控制工程实际问题的基本技能，在老师的指导下能完成数控设备电气设计、接线调试、排除故障等能力。

前言

本次实训项目的主要任务是主轴控制系统的安装与调试。

实训目的是通过理论结合实际的方法，来培养我们系统、完整、具体地完成一个设备电气控制系统项目所需的工作能力，通过信息收集处理、方案比较决策、制定行动计划、实施计划任务和自我检查评价的能力训练，以及小组成员之间配合，锻炼我们自己今后职场应有的团队工作能力。我们经历综合实训项目完整工作过程的训练，将掌握完成电气控制系统实际项目应具备的核心能力和关键能力。

实训过程是先由小组讨论、设计主轴的控制电路和FANAC PMC的编写编程，再由老师评点修改方案。接下来便是实际操作，先让本组动手能力较强的成员熟悉设备，再由他与本组的其他成员交流，以节省时间，而且充分体现了自学的理念。通过本次的实训的，我们的合作能力，动手解决问题的能力都有了很大的提高。

第一章电气控制设计方案

1.1电气控制要求和技术参数

1.1.1总述

本实训要求进行主轴控制系统的设计与调试。主轴采用变频器和三相异步电动机的控制。工作中施放冷却液，并有指示灯（主轴故障灯、机床正常灯）提醒工作状态。控制电路由PLC控制。

设计时要注意通电顺序。即：交流控制回路—主电机上电—冷却电机上电

1.1.2 具体要求

1.主轴能正反转

2.主轴与冷却电机能分别停车

3.工作状态指示灯有：主轴故障灯，机床控制灯

4.根据以上要求，用继电器和PLC控制结合起来设计机床电气控制系

统。

1.1.3主要参数

主轴电机：3相AC 380V 50HZ 3KW 2880r/min

冷却电机：3相AC 380V 50HZ 125KW 2790r/min

1.2主电路设计

1.2.1主轴电动机M1

M1功率3KW，要求正反转，由接触器H1—K1接通。断开主轴动力电源。变频器接两个中间接电器（M3—K3，M3—K4）常开触点，通过FANAC PMC实现反转，M1—K1为急停继电器，当接下急停开关时，断开主轴电路。当变频器有异常情况时，通过1.2端输出报警信号到FANAC PMC。短路保护由FU1来实现。

1.2.2冷却泵电动机M2

M2功率小，单向运转。用E1-K1控制运行，E1-com过载保护

1.2.3变频器

在变频器中有调节电阻，起到对主轴转速的改变。当电阻调小，主轴转速变小。电阻调大，主轴转速变大。同时通过常用按钮按下主轴则停止工作

1.3控制电路设计

M1-K1用作急停继电器，M1-K2做交流回路上继电器，只有M1-K2线圈接通才有可能接通主轴及冷却电机电源。主轴电机接通，断开按钮，冷却接通按钮急停，主轴正转，反转按钮，冷却电机保护开关常开触点及主轴报警均与FANAC PMC 输入相连，作为输入信号。而FANAC PMC的输出信号将直接控制M5-K1,K2,K3,K4等四个继电器，它们分别控制主轴电机，冷却电机的接通及主轴正反转。机床正常灯与故障灯由FANAC PMC输出信号控制。

第二章基本元器件及原理图设计方法

2.1 基本元器件简单介绍

2.1.1 元器件的选择原理

1.熔断器：主要由熔体和安装熔体的绝缘管组成。使用时，熔体串接被保护的电路中，当电路发生短路故障时，熔体被瞬间熔断而分断电路起到保护作用。

在选择熔断器时，主要考虑以下几个主要特殊参数：

（1）额定电压：这是从飞弧角度出发，规定熔断器所在电路作电压的最高极限。

（2）熔体额定电压：这是指熔体长期工作所允许的由温度决定的电流值。

（3）熔断器的额定电流：这是熔断器长期工作所允许的由温度决定的电流值。

（4）极限分段能力：这是指熔断器所能分析的最大短路电流值。

2．热继电器：是根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力装置的自动电器。

热继电器的选择主要根据电动机的额定电流来确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。

3．接触器：是一种用来自动接通或断开大电流电路的电器。它可以频繁的接通或分断交直流电路，并可实现远距离控制。

在选用接触器时，应遵循以下的原则：

（1）根据被接通或分断的电流种类选择接触器的类型。

（2）接触器的额定电压大于或等于主电流的额定电压。

（3）接触器线圈的额定电压必须与接入此线圈的额定电压相等。

（4）接触器触头数量和种类应该满足主电路和控制线路的需要。

（5）接触器的额定电流应等于或稍大于负载额定电流。

4.低压断路器：也称为自动控制开关。用来接触和分断负载电路，也可用来控制不频繁启动的电动机。它具有多种保护功能（过载，短路，负电压保护等）。

5.动作值可调，分断能力高，操作安全等优点，所以目前被广泛应用。

断路器常用作电动机的过载短路保护，因此选用原则如下：

（1）电压，电流的选择，自动开关的额定电压和额定电流应小于电路的额定电压和电压最大工作电流。

（2）脱扣器整定电流的计算：热脱扣器的整定电流与所控制负载的额定电流一致。电磁脱扣器的瞬时脱口整定电流应大于负载电流正常工作时的最大电流。

5.可编程控制器：简称FANAC PMC，它是在电气控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以未处理为核心，把自动化技术计算机技术，通信技术融为一体的新型工业控制装置。

在设计FANAC PMC控制系统时应遵循以下基本原则：

（1）最大限度地满足被控对象的控制要求。

（2）保证FANAC PMC控制系统安全可靠。

（3）力求简单经济，使用及维修方便。

2.1.2 元器件的参数计算

1.电源断路器的选择，确定Q1-QF1,E1-QU的电流。

电源断路器QF1的确定H1-M1和E1-M1电动机额定电流和电源断路器E1-aM1电流计算E1-M1额定电流IM1=0.33A.因此E1-QM1，额定电流0.33A.断路器Q1-QF 电流计算工作电流取H1-M1和E1-M1,额定电流和主轴电机额定电流为16A，选择额定电流为16A的电源断路器。

2.接触器选择

根据接触器的负载回路的电流及所需数量M1电流7.89A.控制回路电源220V 须主触点三对辅助触点配对。主触点Ic=5.69-7.89A.故选10A，所以选择CJ10-10型接触器。线圈电压220V，Z1-K1用来控制冷却泵电机E1-M1电源断电。Im=0.33A。所以选择CJ10-5型接触器电流5A，线圈电压220V。

设计法等。

3.中间继电器

M1-K1用于急停。M3-K1-K4控制主电机通断，主轴正、反转和冷却电路通断额定电压，故选择JZ8-ZP。

选择参数，交流：额定电流1.5-2.5倍。FANAC PMC的总功率为48KW.总功