第一篇：劈相机原理 应用
劈相机
劈相机是一种将单相电变换成三相电的特殊电机，其实质是由单相电动机和三相发电机组合而成的旋转电机。它是电力机车的专用装置。
劈相机的工作原理：在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机(简称劈相机)用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向辅助系统所有三相异步电动机供电。
劈相机的实质：是一种本身只输出一相电流的异步电机。劈相机工作状态实际上是三相异步电机在不对称条件下运行的一个特例。
异步电机进入劈相机工作状态一般应具备以下两个条件：(1)、电机轴上的机械负载不变。
(2)、三相电网中W相缺相,使W相电流反相输出。
只要具备上述条件，一般的三相异步电动机同样具有劈相机功能。异步劈相机的起动方法有辅助电动机起动法和分相起动法两种。辅助电动机起动法是在劈相机的转轴上安装一台辅助电动机，起动时先由辅助电动机带动劈相机转子转动，待劈相机转速达到一定值时，将劈相机投入单相电网，并切除辅助电动机的电源.。
分相起动法分为电阻分相起动和电容分相起动两种。这两种启动方法具有线路简单，设备成本低等优点，因而得到广泛的应用。
SS4型劈相机原理及故障分析
进型电力机车的劈相机工作原理
劈相机是SS4改进型电力机车辅助系统的主要电机之一。它的性能的好坏直接影响到其它辅助电机的正常工作。异步电动机的许多故障现象都会在劈相机上发生，但劈相机又有其自己的特性。要想快速准确地找到劈相机的故障并及时排除故障就必须对劈相机有一个全面的了解。
首先就要了解劈相机在电力机车上的作用及工作原理。SS4改进型电力机车的劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。SS4改进型电力机车上所有的辅助电动机均由主变压器的辅助绕组a6-x6供给单相电源，经异步劈相机将单相电源劈成三相电源，再供给辅助电路的所有三相异步电动机使用。异步劈相机的结构与三相异步电动机不同，转子为鼠笼式，定子绕组按三相不对称规律嵌入在定子槽内，劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。劈相机的电负荷不是固定的，是随机车运行工况的改变而变动。
电动机单相交流电通过电机定子的单相绕组时，产生交变的脉振磁场，一个脉振磁场可以分解为两个幅值一样，转速相等转向相交的旋转磁场，与电机转子的转动方向相同为正序放置磁场，与转子转动方向相反的磁场为负序旋转磁场。劈相机的电动相绕组接到单相交流电源上，在劈相机的空气隙中产生两个大小相同的磁场，当劈相机的转子静止不动时，这两个磁场在转子导体中感应的电动势和电流的大小相等，方向相反。由此而产生的两个转矩也大小相等，方向相反而互相抵消。起动转矩为零，劈相机不能自行起动。如果转子与正序旋转磁场的相对速度比较小，而转子与负序旋转磁场的相对速度比较大，转子以几乎两倍于同步转速的速度切割该负序磁场，使转子导体内感应出近两倍于电网频率的电势和电流，该电流产生的磁场几乎抵消了定子绕组产生的负序磁场。
也就是说，当转子转动时，在劈相机的气隙中主要剩下了一个正序旋转磁场，它与转子相互作用产生电磁转矩，克服了转子的机械阻力矩及转子负序电流产生的电磁阻力矩，驱使转子沿着正序旋转磁场方向旋转，同时该正序旋转磁场切割定子三相绕组，并使它感应出三相电势，于是单相电源被劈成三相电源。在劈相机定子的三相输出端接上电负载，因其中两相负载直接与单相电源相联，不需要经过劈相机而直接从单相电源得到供电，而另一相负载则由劈相机的发电相得到供电，所以劈相机是将单相交流电源劈成三相，而本身只输出一相的异步电机。（劈相机工作原理图附图3-1）
（二）改进型电力机车劈相机与控制电器的关系
我们了解了SS4改进型电力机车劈相机的工作原理，而它在电力机车上是如何起动和运行的，这对我们排除劈相机故障也是十分重要的。起动劈相机是电力机车动车前的预备性操作，其电路属于控制电路。在其受电弓升弓以及闭合主断路器后进行，SS4改进型电力机车的劈相机控制有手动和自动两种，它是通过对选择开关591QS进行选择，我们主要以手动为例，这样更好地认清各个电器件在劈相机起动过程中的作用。由于劈相机直接单相电源起动时只能在气隙中产生一个脉振磁场，而不能产生一个旋转磁场，起动转矩为零，劈相机必须带电阻或电容进行分相起动，起动电阻或电容必须接在劈相机电动第一相U1相与发电相W1之间，即辅助回路202母线与203母线之间，起动电阻值为0.79Ω起动电容为10个12kvar、138μF电容并联。所有辅机控制电源由605QA自动开关控制，劈相机的控制是完成其他辅机控制的先决条件。（劈相机起动原理图附图3-2）
劈相机的运转与停止是通过相应的接触器201KM控制，因为劈相机是单相电动机与三相发电机的组合，所以起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕组之间接入起动电阻263R进行分相起动，起动电阻的接通与开断由接触器213KM来执行。由劈相机起动继电器283AK监测起动过程并控制起动电阻回路的开断。283AK的工作电源是从导线531经533KT常开联锁由导线281引入的。
首先我们按下劈相机按键（404SK）导线560经404SK与591QS，使导线564有电，劈相机中间继电器567KA得电动作，其常开触点闭合。导线560经567KA的常开触点，使导线561有电，然后分成几个支路。导线561经劈相机起动中间继电器566KA的常闭接点，使分相接触器（213KM）和劈相机起动延时继电器533TK得电动作，起动电阻将投入工作。劈相机的接触器（201KM）闭合，导线561经213KM的辅助触点，使导线572有电。经劈相机故障隔离开关（242QS），使201KM得电动作。劈相机的主回路沟通，开始起动。若起动正常，则劈相机的起动继电器（283AK）动作，其常开点闭合。导线561经283AK，使导线568有电，劈相机起动中间继电器566KA得电动作。其常闭点打开，切断213KM和533KT的供电回路，甩掉劈相机起动电阻，劈相机进入正常工作状态。同时，566KA的常开触点闭合，215QA和566KA常开触点，使566KA继续得电自锁：导线561经533KT的常闭触点，使导线577有电，为其它辅助电机的正常工作做好准备。致此，劈相机的控制顺利完成。从这一过程可以看出，电路中的控制电器与劈相机能否正常工作是密不可分的。
劈相机是SS4改进型电力机车中受力比较复杂的一种电机，它既要承受大功
率电流的负荷，而且又要受到各种扭转力矩的影响，因此在实际工作中它的故障率比其它辅助电机要高一些。从劈相机的故障分析来看主要有两种：一种是电路故障，一种是电机机械故障。
（三）劈相机电路故障分析及处理
1接触器故障分析及处理
劈相机通电后，劈相机转子不转，而且无任何反映，初步判断为劈相机接触器没有动作，这时应该拆下劈相机接触器201KM，检查其触点在通电情况下是否全部闭合良好，如果无任何反应，证明接触器已损坏，应立即更换新的接触器。在机车整备中还有一种情况是按下劈相机按键开关（404SK）后，劈相机起动信号显示不灭，到机车辅助室就会听到劈相机发出嗡嗡声，观察劈相机转轴不转或转动很慢，用手触摸感觉发热严重，这时应初步判断劈相机“走单相”，应该立刻检查劈相机接触器（201KM）和起动电阻接触器（213KM），看看是否还在动作，如果有不动作的状况，应该立刻更换接触器，从而保证劈相机能够正运转。如果接触器没有问题，表明电机内部有故障，用万用表测量该电机三相电阻可查出哪项开路，应立即对电机进行检修。
如果在机车运行中劈相机接触器出现故障不能及时处理，后果是很严重的，甚至会造成重大事故。
例：某机务段的0634号电力机车牵引1473次货物列车从南站开车时，机车轰地一声巨响，二号低压电器柜随之起火。机车立即返回段里，经过检查发现二号低压柜内的劈相机接触器201KM严重烧坏。从0634号机车二号低压柜着火烧毁情况分析，着火的原因显然是劈相机接触器201KM强烈放电引起的，而接触器触头严重松动是造成劈相机接触器“强烈放电”的根本原因，它对接触器的破坏集中在触头与导电片的电气接触面上。它对接触器的破坏性集中表现在：
①接触器在闭合瞬间，高达数百安的辅助电动机起动电流，将被迫从安装螺钉上流过，因此产生的电动斥力和焦耳热触，极易成接触器“强烈放电”。接触器闭合和断开时，将引起触头振动，在触头与导电片间产生金属桥和电弧，造成电气磨损，一旦导流截面减少到不能承受强大的辅助电动机起动电流时，接触器也会“强烈放电”。
③触头松动将加剧本身的塑性变形，形成静触头以弧形接触面与导电片接触，导流面被局限在安装孔附近一个不稳定的小区域内更加重该处的电气磨损。
例：某段0146号电力机车在库外做高压试验时，发现劈相机接触器触点焊死有放电现象，后经检查发现，原来是检修人员由于工作上的马虎，把额定工作电流75A的油泵接触器安装在额定工作电流为170A的劈相机起动电阻接触器的位置上，虽然它们的外观一样，但它们的作用却相差甚远，所以造成了这起事故。
我们检修人员在机车进行辅修时，就应该着重注意检查劈相机接触器，用500兆欧检查接触器对地及相间绝缘电阻值不小于3MΩ，在88-121VDC电压下检查接触器闭合、断开情况，闭合、断开均应可靠、动作应灵活，不许有卡住及接触器不良现象。线圈不许有过热。一旦发现有上述情况，应马上采取措施，避免造成更大的损失。因此说接触器故障是导致劈相机不能正常运转的原因之一。
2电器元件误动作
控制劈相机的电器元件误动作一般有两种情况，一种是劈相机起动后，从机车的信号显示屏上看，劈相机起动信号显示不灭，机车设置的过流保护延时不能提前动作，劈相机停止工作，表明辅机过流保护提前误动作。这时判断可能是辅机保护插件出现问题，应拔出辅机保护插件，按下劈相机接触器手动按钮，若劈相机能正常起动，则说明劈相机过流保护出现故障应更换保护插件；另一种情况是劈相机起动后，劈相机起动信号显示—熄灭—又显示，劈相机在某一转速下“爬行”或降速至停转，辅机保护动作，初步分析为起动继电器提前误动作，劈相机转速没有达到额定转速的0.9倍，起动继电器就将起动电阻切除，如果劈相机起动后，起动信号显示不灭，劈相机剧烈抖动、电磁噪音大，会看到起动电阻发红或烧断，这说明起动继电器晚动作或不动作，即起动电阻迟甩或甩不开，应立即切断电源，否则劈相机会被烧坏，所以应尽快检查和排除起动继电器故障。这时可以人为地按下起动继电器的凸键而让其动作，使常开联锁闭合，使566KA吸合，切断213KM线圈电源，甩开起动电阻，若是215EF常闭联锁故障，则可暂时把该联锁短接维持机车运行，入库处理完后再恢复正常。有时也不排除继电器本身机械故障：如批示件显示不正确或锁钩误动作等。
3、劈相机接线错误
从SS4改进型电力机车的辅助电路图可以看到，劈相机电动第一相U1端子与机车202母线相连，劈相机的电动第二相V1端是与机车201母线相连的。发电相WL端子与203母线相连，起动电阻接在U相与W相之间。如果劈相机任意两根线互换，这都会使劈相机反转。如果劈相机反转，则表明有两根线接反，就应判断为劈相机接线错误，立即打开劈相机接线盒。但有一种特殊情况：当三相接线相互反接时，劈相机转向与正常转向一致，即：劈相机电动第一相V1端子接机车201母线，劈相机电动第二相V1端子接203母线，劈相机发电相W1端子接机车202母线，V相作为发电相与起动电阻连接，由于起动电阻与V相绕组不匹配，劈相机起动困难，且由于V相绕组匝数最少，即使劈相机启动起来，由于三相电压严重不对称，使负载电机启动困难，这时劈相机带不动负载，对此我们检修人员也应打开劈相机接线盒，认真检查劈相机联线，并加以更正。
4、起动电阻值变大
起动电阻变大会引起劈相机起动困难。起动电阻值变大会使劈相机起动转矩变小，劈相机额定起动电阻值为0.79Ω，如果电阻的制造公差较大，或者由于每次起动时间较长，都会使劈相机起动电阻发烫或烧红，电阻氧化，有效截面积变小，次数多以后，劈相机起动电阻值会逐渐变大，在低网压下使劈相机起动困难，甚至不能起动，这时我们检修人员就应用兆欧表测量劈相机起动电阻值，如果大于0.79Ω，则改用另一组起动电阻，电阻值偏大的劈相机起动电阻须及时更换。
例：如哈尔滨机务段在检修SS4改进型电力机车时，由于没有形成中修检修能力只能作状态修，机车运行公里数已超出中修规定的公里范围，劈相机电阻由于长期处于超期使用，致使大量电阻内部衰变呈几何型发展。导致劈相机电阻过热并烧损，电阻更换频繁，影响了机车正常运输，浪费了大量人力物力，所以我
们要加强对机车劈相机起动电阻的检测和维护。
5、网压过低和输入电压严重不对称
劈相机起动“吃力”，噪音大，起动时间过长，引起过流保护动作，应检查电压表，观察劈相机输入电压，如果低于270V，表明网压过低，应立即停止劈相机起动。另一种情况是劈相机噪音大，发热严重，检查电机三相电压，如果低网压时，电压不对称度大于10%，高网压时大于7%，表明电压不对称度超标，谐波增大，谐波损耗增加。如果劈相机输入电压在270V至460V正常范围内，则应根据劈相机的故障判断处理。在一般情况下，劈相机连续起动次数应不超过3次，如仍然不能起动，一定要查明原因消除故障（1）更换起动电阻（2）检查连线是否接错，方可再行起动劈相机。
6、劈相机故障，通风机兼作“劈相机”分相起动
第一台牵引通风机3MA的电容分相起动电路是为劈相机发生故障而设的电路，在机车运行中，劈相机一旦发生故障，司机在无法查清原因的情况下，为保证其它辅机继续正常工作，即可切除劈相机，而以起动电容253C对风机电机3MA直接进行分相起动，这时要把劈相机故障转换开关242QS打向“1FD”位，即把283AK监测劈相机发电相电压引入线接到通风机电机3KA的第三相上，同时必须
把闸刀开关296QS倒向起动电容位（因起动电阻不能起动通风机），起动过程由起动继电器283AK控制，起动完成后283AK常开联锁闭合，使213KM线圈失电，其主触头打开，切除起动电容，即可投入其它辅机运行，值得注意的是在运用牵引通风机3MA替代劈相机作电容分相起动时，司机操纵与使用劈相机时相同，由于两节车的辅助电路未重联，因此可以一节车做劈相机电阻起动，另一节车由牵引通风机3MA电容分相起动。我们在使用这种方法时，接触网电压必须要在22KV以上时，才能用电容分相起牵引通风机电机。
（四）劈相机机械故障分析及处理
劈相机轴承工作质量的好坏，直接影响着机车的行车安全。劈相机在运行中，轴承出现故障，往往会造成劈相机严重损坏以至于整机报废。为了保证电力机车 的行车安全，就必须保证劈相机的轴承工作的可靠性。造成劈相机轴承出现故障的原因是多方面的，主要有以下几种：
1、轴承有异音
在机车运行中，要严格区分轴承噪音与轻微的有害异音是比较困难的，我们只有在不断地探索和实践中积累经验，才能较准确地分清各种异音排除故障。轴承发出异音，分析其原因主要有：缺少润滑油，轴承内部有伤或损坏，轴承中侵入杂质，那么检修人员就要对号入座，逐个进行判断和处理。首先，轴承如发出干磨声，而且声音中含有与转速无关的不规则金属声，判断为轴承润滑脂过少，需要补充润滑脂，但应该注意润滑脂的质量，选用合适类型的润滑脂，并且保证润滑脂的纯度、不变质，保护其清洁度。补充润滑脂后干磨声基本消失，轴承恢复正常运转；其次轴承发出“咕噜、咕噜”声，其周期与转速成正比，我们判断为轴承的滚柱或滚珠表面有伤痕，则需要及时更换；还有轴承若发出不连续的“梗、梗”声，则表明轴承内圈或外圈破裂，也应及时更换；再者轴承如发出的声音小，而且不规则与转速无关，但也会产生“咕噜”声，表明轴承内侵入了杂质，这时检修人员应该拆下轴承进行清洗。如要更换新的轴承，首先要进行简单处理。因为新轴承上虽然涂有防锈油，但是在包装和运输过程中有可能混入细砂和灰尘，若带着污物转动，将会在轴承滚道上留下痕迹，防锈油除不净，也不利于润滑油膜的形成。这些都会引发轴承故障。因此组装前应对轴承进行彻底清洗除去污物，保证轴承的正常运转。
2、轴承过热
从轴承过热的情况分析来看主要几点；
①润滑脂过多，轴承运行阻力加大，温度增高；润滑脂过少，轴
承干磨，温度也升高，因此引起轴承发热。根据异音（和规定，轴承润滑脂应装满轴承室的1/2—2/3，二极电机装满1/2即可，四极及以上电机装满2/3即可）可判断是否应补充润滑脂。
②电机或负载转动部分不平衡量太大，电机两端轴承都出现发热现象，振动
大。如果负载是风叶，则风叶发出的声音不均匀，且随转速的变化而变化。或轴
承过热或振动过大，需拆下电机检查修理，调整电机不平衡度。
②定子、转子相擦，轴承及电机表面均严重发热，振动大，运行中能听到“嚓、嚓”声，表明电机定子、转子相擦，该电机出现故障须及时处理调整定子与转子之间的间隙。
④两端轴承装配不平衡，电机两端轴承同时出现发热、动作大、噪音大。停机后，用手扳动转动部分比较吃力。检查端盖螺栓是否有松动，地脚螺栓是否有松动。拧紧后，如仍出现轴承严重发热，需对电机进行检查及重新装配，调整电机轴承水平度。
⑤轴承若出现以下情况应立即更换轴承；
a轴承破裂或内部有缺陷，这时轴承发热严重，伴随有振动，异音出现；
b轴承“走内圈”或“走外圈”，轴承出现严重过热，噪音增大，并有明显的不连续的金属干磨声，这样会使轴承固死，引起电机绕组烧损。这表明轴承“走内圈”或“走外圈”；
c轴承中浸入杂质或锈蚀，根据轴承的异音可判断出原因，应拆下轴承进行清洗，如严重锈蚀，必须更换新的轴承；
d轴承滚道出现伤痕以及滚道呈现深蓝色或棕褐色，这说明轴承在运行中温度过高，此时滚道可能因退火而变软损伤；
e内圈出现大面积疲劳剥离；
f轴承工作面损坏。表现为疲劳损坏、电流腐蚀、裂纹、保持架磨损等。
3、劈相机有异常噪音或振动过大
（1）劈相机转子断条
电机运行中出现笼形转子断条，机身抖动较大，有时高时低的“嗡嗡”声，转子发热严重。用钳形电流表测量三相电流，电流表指针周期性摆动，电机转速比正常转速稍低。如果轴承温升过高，需及时对电机进行修理或更换转子。
（2）劈相机铁心松动
电机运行中出现“哒哒”声，快慢随转速的变化而变化。此为电机铁心齿部松动产生中频齿谐波声。应及时修理，以免刮坏绕组绝缘部分，引起短路或接地等故障。
（3）劈相机地脚螺栓松动
电机振动大，断电后，振动现象不能立即消失，随电机转速降低而衰减，观察该电机是否与其它设备或机车共振。如果没有，则应检查电机地脚螺栓是否松动。如果拧紧地脚螺栓后，振动如果仍存在，则为电机内部或负载不平衡度太大所引起的故障，需及时对电机进行修理。
例：某机务段的0429号电力机车行驶在沈阳北线，由于劈相机的地脚螺栓松动，使劈相机振动过大，固定在接线盒的螺栓被振出，致使劈相机短路，造成劈相机及其它辅机严重损坏，造成机破。通过这次事故要求检修人员要经常检查备电机接线盒螺栓是否松动及时消除机车事故隐患。
4、电机升温过高或冒烟
从电机升温过高或冒烟这种现象分析，即有机械故障的可能性，又有线路故障的可能性，首先从机械故障检查：
①轴承故障：打开轴承盖看是否缺少润滑脂或内有杂物磨擦所产生难闻的气味；再查看润滑脂是否乳化，如判断正确，则更换润滑脂。
②电机通风不畅：轴承发热但振动噪音均无异常，检查电机两端的防护网是否堵死，由于电机无法散热，所以导致电机温度升温过高，应立即除去电机防护网上的污物。
其次从线路故障检查：
①电机并联支路中有一路断路：电机发热严重但没发现有其他异常现象，测量三相电流也没有太大变化。停机后用兆欧表测量三相电阻值，如果有一项电阻值比其他两项电阻值的平均值约大20%以上，表明该项有条支路断路，需及时修理，否则没断的支路也会因过热而老化或者烧坏。
②机定子绕组匝间短路：电机局部过热，虽然匝间电压很小，但感应电势会在电阻很小的闭合回路里产生很大的感应电流，引起局部过热，并发出一股焦臭味或冒烟。如电机长期运行，最终会导致相间短路或接地，使过流保护继电器动作。该电机需及时修理，尤其不能进行重新起动，否则电机会烧损。
另外，配件质量的好坏也会引起劈相机故障，比如触头的加工工艺，轴承的硬度，电机组装加工时的间隙误差，电机绕组的绝缘程度等，这些问题也是值得我们考虑的。
综上所述，通过对电力机车劈相机的故障原因分析及处理方法，只是我个人对劈相机故障处理的一点粗浅认识，我所探讨的只是电力机车中的一小部分，只能起到抛砖引玉的作用。只有对机车的整个系统进行全面了解，而且不断地在实践工作中积累经验，作为我们检修人员才能找到“万变不离其宗”的真谛，任何故障也就可以迎刃而解了。
第二篇：劈相机的故障与维修（范文）
目录
摘 要、关键词....................................................1 绪 论............................................................2
一、劈相机的结构和技术参数........................................2
1、劈相机的结构特点...........................................2
2、劈相机的技术参数...........................................3
二、劈相机的工作原理..............................................4
三、劈相机的启动与运行..............................................4
四、劈相机的控制...................................................5
1、手动控制...................................................5
2、自动控制....................................................6
3、“低压实验”控制及库内辅助电路电源实验......................7
五、劈相机的维护保养与常见故障及处理办法..........................8
1、劈相机的维护保养...........................................8
2、劈相机的常见故障机处理办法.................................8
3、轴承异音..................................................10
4、轴承过热..................................................11 后 语............................................................12 参考文献：........................................................12 感 言...........................................................13
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劈相机在SS4G型电力机车上的应用与分析
摘要：
本论文主要介绍JP402A型劈相机的结构与工作原理，劈相机在SS4G上机车的控制及运用，基于生产实践，总结归纳了几种劈相机常见的故障及相应的处理办法。
关键词：SS4G
劈相机
应用分析
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绪 论
近年来，中国铁路坚持用科学发展观统领各项工作，从服务社会主义和谐社会建设出发，立足于解决铁路运输生产力不适应经济社会发展需求的矛盾，以快速扩充运输能力和快速提高技术装备水平为主，深入推进和谐铁路建设，提升了我国铁路整体技术装备水平和管理水平，开创铁路改革发展的新局面。
SS4G机车按照铁道部科技政策“重载、高速”和“提速”的方针，SS4G型八轴机车的开发在2（B。-B。）轴列、B。转向架、低位牵引装置以及相控调压、加馈电阻制动、800KW牵引电机等方面填补了我国新机型的空白，为
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列向心球轴心。（见下图）
1—313Z1轴承 2—轴承外盖 3—油杯 4—轴承内盖 5—端盖 6—挡风板 7—定子 8—转子 9—接线罩
2、劈相机的技术参数
型 号 „„„„„„„„„„„„„JP402A 型 式„„„„„„„„„„„„„自行通风防护式 额定功率„„„„„„„„„„„„„57kVA 额定电压„„„„„„„„„„„„„输入单相380V 输出三相380V 额定电流„„„„„„„„„„„„„输入单相200A 输出单相90A 额定转速„„„„„„„„„„„„„1499r/min 极 数„„„„„„„„„„„„„ 4 频 率„„„„„„„„„„„„„ 50Hz 输入功率因数„„„„„„„„„„„ 0.80 结缘等级„„„„„„„„„„„„„ F 额定种类„„„„„„„„„„„„„ 连续 重 量„„„„„„„„„„„„„ 586Kg
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二、劈相机的工作原理
当单相交流电通过电机定子绕组时，产生交变的脉振磁场，一个脉振磁场可以分解为两个幅值一样、转速相等、转向相反的旋转磁场，与电机转子转动方向相同的磁场称为正序旋转磁场，与转子转向相反的磁场称为负序旋转磁场。
劈相机的电动相（与单相电源相联的两相绕组）解到单相交流电源上，在劈相机的空气隙中产生两个大小相等，方向相反，周期相同的旋转磁场。当劈相机的转子静止不动时，这两个磁场在转子导体上感应的电势大小相等，方向相反，转子由此而产生的两个转矩大小相等，方向相反，相互抵消，即启动转矩为零，劈相机不能自行启动。
如果用某种方法使转子转动，并达到额定的运行速度，那么转子与正序旋转磁场的相对速度比较小，而转子与负序旋转磁场的相对速度比较大，转子以几乎两倍于同步转速的深度切割该负序磁场，使转子导体内感应出近两倍于电网频率的电势和电流，该电流产生的磁场几乎抵消了定子绕组产生的负序磁场，也就是说，当转子转动时在劈相机的气隙中主要剩下一个正序旋转磁场（实际上气隙中的合成磁场是旋转的椭圆形磁场），它与转子导体内产生的电流相互作用产生电磁转矩，克服转子的机械阻力矩及转子负序电流产生的电磁阻力矩，驱动转子沿着正序旋转磁场方向旋转。同时，该正序旋转磁场切割定子三相绕组，并使它感应出三相电势，于是单相电源被劈成三相电源。
在劈相机定子的三相输出端接上负载，因其中两相负载直接与单相电源相联，并不需要经过劈相机而直接从单相电源得到供电，而另一相负载则由劈相机的发电相得到供电。所以劈相机是将单相交流电源劈成三相，而本身只输出一相电流的异步电动机。
三、劈相机的启动与运行
当劈相机的电动相绕组U1—V1接入机车主变压器辅助绕组a6—x6端子的单相电源时，它的转子处在两个大小相等、方向相反、周期相等的旋转磁场中，转子与正序磁场相互作用产生驱动转矩，转子与负序磁场相互作用产生制动转矩，劈相机的启动转矩为零，不能自行启动。要使它有一定的启动转矩，必须设法使它在启动时能产生一个旋转磁场。SS4G电力机车型号为JP402A、380V、57KW的劈相机采用电阻或电容
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进行分相启动，劈相机的运转与停止通过其相应的接触器201KM控制。劈相机是单相电动机与三相发电机的组合，起动时必须在
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起动，若起动正常，则劈相机的起动继电器283AK动作，其常开点闭合；
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加了一个时间继电器527KT。其作用是，当劈相机起动时，283AK动作，566KA常闭打开，6用527KT的常开点短接566KA的一组常闭接点561与571，让533KT和213KM继续得电，延时1S后，527KT的常闭店打开，533KT和213KM都失电。分相起动电阻和分相起动电容退出辅电路回路。这样，分相起动电阻或分相起动电容比原来电路多了1S工作时间，进一步改善了劈相机的起动性能。
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3、“低压实验”控制及库内辅助电路电源实验
机车“低压试验”时，将242QS打在“0”位（即“试验＂）位，并闭合按键404SK,则567AK，566KA得电闭合，533KT失电打开，其常闭联锁接点闭合，577有电，即可进行其它辅机接触器操作试验，但此时劈相机接触器213KM被切断，由此，又可将辅助电路库用插座接上三相380V电压，直接起动压缩机和各通风机，而起动劈相机。
五、劈相机的维护保养与常见故障及处理办法
1、劈相机的维护保养
（1）新安装或长期停用的劈相机运转前的检查
①用200-300Kpa（2-3kg/cm2）的干燥压缩空气清除劈相机内部及外部的灰尘和污物。
②用500V兆欧表检查定子绕组的绝缘电阻，在冷态下不低于10兆欧，热态下不低于0.46兆欧，如达不到要求，必须对劈相机的绝缘电阻进行调整直到符合要求为止。
③用500V兆欧表检查接线板的绝缘电阻不低于50兆欧，要保持接线板、接线柱等部件的干燥。
④轴承润滑脂应清洁、无变质稀化现象，润滑脂量约占轴承室的50%，不可过多，在机车走行5万-7万km以后，向轴承室注入适量润滑脂（约20g左右）。
⑤检查劈相机的接线是否与装在接线罩内部的接线图相符，同时要检查劈相机引出线一接头的连接是否有松动、虚焊等现象，如有，则必须加以处理，重压或重焊接头。
⑥正式运转前，应先行试机，观察旋转方向（对新安装的劈相机）、震动情况、有无异响及局部过热等。
（2）劈相机的存放
①劈相机应存放在干燥、清洁、无化学药物、无酸碱及腐蚀性气体、通风良好的户内。
②劈相机不应直接放在泥土或水泥地面上，放置应平稳可靠，勿倒置，其上不得放置重物或尖棱的物品。
2、劈相机的常见故障机处理办法
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（1）劈相机不能正常启动的原因 ①接触器故障 ②过流保护误动作 ③起动继电器误动作或故障 ④网压过低 ⑤接线错误 ⑥起动电阻值变大
⑦劈相机内部有断路、短路等故障（2）判断及处理方法
①通电欧，劈相机不转，且无任何反应，表明劈相机接触器没有动作，检查并排除该故障
通电后，劈相机起动信号显示不灭，劈相机发出“嗡、嗡”声，转轴不转或很慢，发热严重，表明劈相机“走单相”，检查劈相机接触器和起动电阻接触器是否有故障，排除故障或更换接触器。
②劈相机起动后，劈相机起动信号显示不灭，过流保护延时不够提前动作，劈相机停止运转，表明辅机过流保护提前动作。拨出辅机保护插件，按下劈相机接触器手动按钮，若劈相机能正常起动，则为劈相机过流保护故障，更换保护插件。
③劈相机起动后，劈相机起动信号显示——熄灭——又显示，劈相机在某一转速下“爬行”或降速至停转，辅机保护动作。表明起动继电器提前误动作，劈相机转速没有达到额定转速的0.9倍，起动继电器就将起动电阻切除。如果劈相机起动后，起动信号显示不灭，劈相机剧烈抖动，电磁噪音大，起动电阻发红或烧断，表明起动继电器晚动作或不动作，即起动电阻迟甩或甩不开。应立即切断电源，否则劈相机会被烧毁。检查和排除起动继电器故障。
④劈相机起动“吃力”，噪音大，起动时间长，引起过流保护动作。检查劈相机输入电压，如果低于270V，表明网压过低。
⑤劈相机起动电阻接在U相与W相之间，如果劈相机的任意两根线互换，都会使劈相机反转。因此，如果发现劈相机反转，表明有两根线接反，查找并更正。只有当三相接线相互接反时，劈相机转向与正常转向一致。但由于起动电阻与V相（因为接反，因此不再是U相和W相）绕组不匹配，劈相机起动困难，且由于V相绕组匝数最少，即使劈相机动起来，由于三相电压严重不对称，使负载电机起动困难，这时劈相机带不动负载。此时应检查劈相机连线，湖南铁路科技职业技术学院毕业论文
并加以更正。
⑥劈相机起动困难。起动电阻值变大会使劈相机起动转矩变小。起动电阻值为0.79欧，如果电阻的制造公差较大，或者由于每次起动时间较长，将使起动电阻发烫或烧红，电阻氧化，有效截面积减小，次数多以后，电阻值会逐渐增大，在低网压下使劈相机起动困难，甚至不能起动。测量起动电阻值，如果偏大，改用另一组起动电阻或者用电容起动。阻值偏大的起动电阻须及时更换。
⑦通电后不久，劈相机出现冒烟、焦臭味、强烈的电磁噪音、振动等，或引起过流保护、接地保护、或二级保护动作等，按电动机故障类“不能正常起动”逐条判断处理。
3、运行中劈相机发电相电压不稳或偏低或偏高
（1）原因： ①转子断条；
②内部有匝间短路故障； ③发电相开路。（2）判断及处理办法：
①劈相机振动大，有时高时低的“嗡、嗡”声，用钳形电流表测量三相电流，指针周期性摆动。表明转子断条，如果故障现象很严重，引起负载电机噪音、振动加大，发热严重，劈相机需更换转子。
②劈相机局部过热，严重时引起过流保护或接地保护动作。发出一股焦臭味。劈相机任意一相有匝间短路，都会引起三相电流发生变化，使发电相电压偏高或偏低，使三相电压不对称度加大。该劈相机需修理。
③发电相开路，引起负载电机全部走单相，造成辅机过载保护动作。检查劈相机W相外部连线，判断是劈相机内部故障还是外部故障，如果是外部故障，应尽力排除；如果是内部故障，该劈相机需进行修理。
劈相机的轴承故障，振动大、噪音大，发热严重等故障现象，按电动机故障中相应故障逐条判断处理。
4、轴承异音
(1)故障原因 ①缺少润滑脂。②轴承内部有伤或损坏。⑦轴承中侵入杂质。(2)判断及处理方法
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①轴承发出干磨声，而且声音中含有与转速无关的不规则金属声，表明轴承润滑脂过少，须补充润滑脂。补充后干磨声基本消失。
②轴承发出“咕噜、咕噜”声，其周期与转速成正比，表明轴承的滚柱或滚珠表面有伤痕，如轴承过热，则应及时更换。轴承发出不连续的“梗、梗”声，表明轴承内圈或外圈破裂，应及时更换。
③轴承发出声小而不规则，与转速无关，但也会产生“咕噜”声。表明轴承中侵人了杂质，应拆下轴承进行清洗
5、轴承过热
(1)故障原因
①润滑脂过多或过少；
②轴承破裂或内部有缺陷；
③轴承“走内圈”或“走外圈；”
④轴承中侵入杂质或锈蚀；
⑤电机或负载转动部分不平衡量太大；
⑥定、转子相磨擦；
⑦两端轴承装配不平行；
⑧通风不畅。(2)判断及处理方法
①轴承润滑脂应装满轴承室的1/2—2/3，二极电机装满l/2即可，四极及以上电机装满2/3即可。润滑脂太多，轴承运行阻力加大，温度增高；润滑脂太少，轴承干磨，温度也会升高。根据异音可判断出来，是否应补充润滑脂。
②轴承发热严重，伴随有振动、异音出现，根据异音可判断出属于何种故障，应及时更换轴。
③轴承严重过热，噪音增大，并有明显的不连续的金属干磨声。表明轴承“走内圈”或“走外圈”，应及时更换，否则会致使轴承固死，引起电机绕组烧损。
④轴承中侵入杂质或锈蚀，根据轴承异音可判断出来，应拆下清洗轴承，或更换轴承。
⑤电机两端轴承都出现发热现象，震动大。如果负载是风叶，则风叶发出的声音不均匀，且随转速的变化而变化。若轴承过热，震动过大，需拆下电机检查修理。
⑥轴承及电机表面均严重发热，振动大。运行中能听到“擦、擦”声，表
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明电机定、转子相接，该电机须及时修理。
⑦电机面端轴承同时出现发热、振动大、噪音大。停机后用手搬动转动部分比较吃力。检查端盖是否有松动，地角螺丝是否有松动。拧紧后，如仍出现轴承严重发热，需对电机进行检查并重新装配。
⑧轴承发热，但振动、噪音均无异常，检查电机两端，有无妨碍通风的障碍物。
后 语
本文以JP402A为例，对劈相机在机车上的应用进行了比较全面的介绍。首先，从劈相机的结构入手，清晰而全面的分解了劈相机的各部，及掌握了其技术参数。关于劈相机的工作原理和启动运行做了比较细致的分析。本文重点在于对劈相机在机车上的应用，也就是劈相机的控制与常见故障的处理做了全面的介绍。其中劈相机的控制分为手动和自动控制，并附有电路图加以说明。关于劈相机的维护保养与常见故障及处理办法，本文收集了大量的资料，做了系统而详细的介绍。最后，由于水平有限论文难免有错误，希望大家批评指正。
参考文献：
[1].张龙.《电力机车电机》.北京:中国铁道出版社,2008 [2].张有松 朱龙驹《韶山4型电力机车》.北京:中国铁道出版社,2006 [3].吴忠 蒋志勇《电力机车司机》.北京：中国铁道出版社，2005
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感 言
非常感谢范刚老师在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给自己的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，给了我们耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，他放弃了自己的休息时间，他的这种无私奉献的敬业精神令人敬佩，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此我们向他表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师是他们教会了我们专业知识，教会了我们如何学习，教会了我们如何做人，还要感谢帮助过我们的同学。正是由于他们，我们才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意！
完成本次毕业论文的分工如下:搜集资料、撰写提纲由郑伟涛负责，文字处理及排版由李晟方负责。论文
第三篇：SS6B型电力机车主、辅、控电路原理分析及劈相机故障分析1
毕业设计（论文）
课题名称：SS6B型电力机车主、辅、控电路原理分析及劈相机故障分析
班 级 学生姓名 指导老师 完成日期
SS6B型电力机车主铺电路的分析和设计
摘要
随着我国电气化铁路及电力机车技术的迅速发展，电力机车在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的的改进和提高，专业的对口，作为司乘人员，在铁路机务部门工作，必须熟悉和掌握电力机车控制电路的基本作用原理，和通过系统的分析与设计来提高自己的专业素质。
SS6B型和SS4B型电力机车的电传动系统是按通用化、标准化、系列化原则设计的两种交-直传动电力机车。在电气线路基本上相同，与SS4B型电力机车电气线路相比，仅在6轴与4轴组合上有区别，同样由主电路、辅助电路和控制电路组成。
本设计主要就SS6B型电力机车车上各类电机、电器设备按其功能和在机车所产生的作用、电压等级分别组成了几个独立的电路回路。即主电路、辅助电路。两电路通过电磁感应原理、利用机车上现成的压缩空气以及电—机械联系起来，对机车实施控制。
机车辅助电路采用双台旋转式劈相机供电系统，以提高辅助系统的可靠性和三相电源电流、电压的对称性。辅助电路主要由交流380V回路和220V回路组成，对各回路中的不同负载，分别设有不同类型和等级的自动开关进行保护，电路简洁，性能稳定可靠。
机车控制电路由接点控制电路和无接点控制电路组成。机车控制电路还具有机车重联控制技术，可实现多机重联牵引和多机特性的一致性：并采用了列车监控系统和语音记录装置能实现机车运行状态控制、信息显示和存储，给机车运行安全、故障诊断处理提供方便。
通过本设计，旨在提升电气化铁道技术专业学生的学习能力、分析能力，进一步透彻理解电力机车控制电路的作用原理，在此基础上进行改进设计。
关键词：电传动系统：通用化：标准化：主电路：辅助电路：控制电路
I
SS6B型电力机车主铺电路的分析和设计
ABSTRACT As China's electrified railway electric locomotive technology and the rapid development of the electric locomotive in the product structure form the quality has greatly improved and enhanced as the end of the electrified railway to engage in the cause of the people must be familiar with and master the power Locomotive control circuit of the basic principles of the role and through systematic analysis and design to improve their professional quality.SS6B type and SS4B electric locomotive electric drive system is based on universal standardized serialized approach in the design of the two kinds of ACmechanical link to the locomotive control.Locomotive auxiliary circuit split dual rotary camera power supply system to improve system reliability and three-phase auxiliary power supply current voltage symmetry.Mainly by the auxiliary circuit 220V AC 380V circuit loop and the composition of the various circuits in the different loads respectively with different types and levels of automatic protection switching circuit simplicity performance stable and reliable.Locomotive control circuit consists of a contact control circuit and non-contact control circuit.Locomotive control circuit also has a locomotive control technology reconnection reconnection can be realized multi-machine multi-machine features traction and consistency: and using the train control system and voice recording devices to achieve locomotive running state control information display and storage to the locomotive operational safety fault diagnosis to facilitate treatment The passage of this design electrification of railway technology designed to enhance the students learning ability analytical ability to further a thorough understanding of the electric locomotive role in the control circuit theory on this basis to improve the design.II
SS6B型电力机车主铺电路的分析和设计
Keywords: Electric Transmission System: General Delivery: Standardization: the main
circuit: auxiliary
III SS6B型电力机车主辅电路的分析和设计
目录
摘要..............................................................................................................................................................I 目录.............................................................................................................................................................1 绪
论...........................................................................................................................错误！未定义书签。第1章 SS6B型电力机车的主电路..........................................................................错误！未定义书签。
1.1 SS6B型电力机车主电路的特征................................................................错误！未定义书签。
1.1.1传动形式............................................................................................错误！未定义书签。1.1.2牵引电动机供电方式........................................................................错误！未定义书签。1.1.3整流调压电路方式............................................................................错误！未定义书签。1.1.4电制动方式........................................................................................错误！未定义书签。1.1.5测量系统............................................................................................错误！未定义书签。1.1.6保护系统............................................................................................错误！未定义书签。1.2 25KV侧高压电路........................................................................................错误！未定义书签。1.3 整流电路.....................................................................................................错误！未定义书签。1.4 牵引供电电路.............................................................................................错误！未定义书签。1.5 加馈电阻制动电路.....................................................................................错误！未定义书签。1.6 PFC电路......................................................................................................错误！未定义书签。1.7 磁场削弱电路分析.....................................................................................错误！未定义书签。1.8 主电路的保护电路.....................................................................................错误！未定义书签。
1.8.1原边过流............................................................................................错误！未定义书签。1.8.2牵引电机过流保护............................................................................错误！未定义书签。1.8.3过电压保护........................................................................................错误！未定义书签。1.8.4接地保护............................................................................................错误！未定义书签。
第2章 SS6B型电力机车的辅助保护电路..............................................................错误！未定义书签。
2.1 SS6B型电力机车的辅助电路介绍............................................................错误！未定义书签。2.2 单一三相供电系统......................................................................................错误！未定义书签。
2.2.1劈相机分相启动................................................................................错误！未定义书签。2.2.2劈相机启动系统的常见故障............................................................错误！未定义书签。2.3 三相负载电路.............................................................................................错误！未定义书签。2.4 单相负载电路.............................................................................................错误！未定义书签。
2.4.1 380V单相负载电路..........................................................................错误！未定义书签。2.5 辅助保护电路.............................................................................................错误！未定义书签。
2.5.1安全保护............................................................................................错误！未定义书签。2.5.2接地保护............................................................................................错误！未定义书签。2.5.3辅机保护............................................................................................错误！未定义书签。2.5.4过电压保护........................................................................................错误！未定义书签。2.5.5过电流保护........................................................................................错误！未定义书签。
第3章 控制电路原理的分析...................................................................................错误！未定义书签。
3.1 简介.............................................................................................................错误！未定义书签。3.2 控制电路的构成分析.................................................................................错误！未定义书签。
3.2.1控制电源............................................................................................错误！未定义书签。3.2.2整备(预备)控制电路........................................................................错误！未定义书签。3.2.3调速控制电路....................................................................................错误！未定义书签。SS6B型电力机车主辅电路的分析和设计
3.2.4信号控制电路....................................................................................错误！未定义书签。3.2.5机车重联控制....................................................................................错误！未定义书签。
第4章劈相机故障分析及处理...................................................................................错误！未定义书签。
4.1 劈相机有异常噪音或振动过大.................................................................错误！未定义书签。
4.1.1故障分析：........................................................................................错误！未定义书签。4.1.2故障分析：........................................................................................错误！未定义书签。4.1.3故障分析：........................................................................................错误！未定义书签。4.2 走单相.........................................................................................................错误！未定义书签。4.3 不起动.........................................................................................................错误！未定义书签。4.4 严重过载.....................................................................................................错误！未定义书签。参考文献.......................................................................................................................错误！未定义书签。心得体会.......................................................................................................................错误！未定义书签。附
图...........................................................................................................................错误！未定义书签。
附图1 SS6B电力机车主电路 附图2 SS6B型电力机车辅助电路 附图3 SS6B电力机车调速控制电路 附图4 SS6B电力机车整备控制电路
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HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与使用维护设计 SS8型电力机车乘务员一次出乘作业细则 论文含电路图（A3），有需要者请发邮件myrg2046@126.com,￥200(限12.1日前)
第四篇：PLC原理及应用
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC D组
一、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
按下启动按扭及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3秒并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
二、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十一、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.了解汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 编程并调试 c）I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC E组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发 要求：
1.开发实验
九、实验
十二、实验十三的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察宜山路中山西路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图 三、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试（注意各层之间的显示保持）4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC F组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。
（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC G组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为检测到人或物体时为ON，否则OFF。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助于实验箱的发光二极管LED进行调试 5.I/O端子接线图
三、坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试
1.坐标式机械手动作原理图
2.控制要求：将物体从位置A搬至位置B（1）动作顺序：机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升
至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。
（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。
（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。
（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。
（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。
（6）要求循环工作1小时时，判断机械手是否夹有物体，若没有，则立即自动停止工作并警铃报警；若夹有物体，则继续工作至物体放置到B位后自动停止工作并警铃报警。
3.I/O编址并画出工作框图 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC H组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十四的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）（选）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址
3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试
三、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC I组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.编程并模拟调试 4.画出I/O端子接线图
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC J组
一、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序三菱FX2N PLC的梯形图控制程序 I/O编址
试画出I/O端子接线图 二、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址及工作框图（或时序图）
3．编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC K组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示3s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，单步运行时广告屏只亮一个循环，连续运行时则循环往复运行；有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.I/O编址并工作框图（或时序图）
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.画出I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC L组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验九、十、十二的梯形图程序
2.写出I/O编址、写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试 1.大、小球分拣传送机械示意图
2.控制要求：
（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。
3.I/O编址及工作框图
4.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 5.I/O端子接线图
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序（1）了解汽车自动清洗过程
（2）设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址（3）编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得 《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC M组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十、十二、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求：
1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置
5.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
三、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）以每24瓶为一箱，记录产品箱数
（4）每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。（*）
（5）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 3.画出I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC N组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求： 1.开发实验八、九、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 4.画出I/O端子接线图。
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC O组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.用0作故障显示
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A 反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行 I/O编址 编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图（或时序图）、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC A组 一、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试 1.控制要求：
（1）系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停
止工作。
（2）控制对象有八个：
东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。
（3）控制规律：
1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的规律反复循环。高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。2.编程并调试 3.I/O端子接线图
时序图一
高峰时段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常时段
晚间时段 6：30↗
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小时
时序图二
00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y
00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 时序图三
00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y
00008 R—SN —SN —EW —EW —EW
——SN
—SN —SN
—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC
二、车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。
（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作
（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警，定时3s钟（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示
（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。
（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。2.I/O编址 编程并调试
I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为有光导通，无光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC B组 一、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址 3．编程并调试 4.I/O端子接线图
二、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作
（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）用两个传感器分别检测空瓶数和满瓶数，用计数器记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，即开始记录空瓶数和满瓶数
（4）若每24瓶为一箱，记录产品箱数
（5）每隔8小时将空瓶及满瓶计数器的当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。
（6）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并调试 3.画出I/O端子接线图
三、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求： 1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置 5.编程并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 程序（包括注释）、框图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC C组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址 编程与调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC D组
一、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表
示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址，编程并调试 3.画出I/O端子接线图。
三、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）按下启动按扭及水位选择开关
（2）注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3s并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
四、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出 3.试画出I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC E组 一、四分频电路梯形图控制程序设计与调试
要求：
1.解读MODICON PLC的二分频电路梯形图程序，用STEP7设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。2.控制要求：
输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。
二分频时序图如下： 输入10001 输出00002 MODICON PLC二分频梯形图：
（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出
3.画出I/O端子接线图
4．完成PLC与电梯模型的接线并运行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC F组
一、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、带有显示的十字路口交通信号灯控制程序的设计与调试 1.系统框图：
2.控制要求：
（1）南北方向为主干道，绿灯亮的时间比东西方向次干道绿灯亮的时间多一倍，黄灯间隔0.5s闪烁3 s后切换到红灯，信号灯工作时序图如下，一次循环共需96s。（2）时序图：
（3）主干道的数码显示应该与红、黄及绿灯同步，且两条主、次干道应该一样显示。比如：南北方向绿灯亮时，东西方向和南北方向均应显示数字63（绿灯亮60s，黄灯亮3s），然后隔秒减1，当减到0时，换成东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此时，数码管应显示33，然后隔秒减1，当减到0时，再进行切换，完成一次工作循环。
（4）*有白天/夜间操作转换开关、运行/停止开关、紧急操作开关1#、2#，其功能如下：
白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常工作，在“夜间”位置时，两边均只有黄灯闪烁
运行开关在接通电源时，方可切换白天/夜间开关
开关在“运行”位置时，系统启动，在“停止”位置时，系统关闭
当有特殊情况（如事故）需某一方向的绿灯一直亮，则应用紧急操作开关实现次功能。比如：1#开关=“1”，则南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮，2#开关=“1”，则东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮，关闭紧急开关，则系统恢复正常。
3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用一个I/O扩展模块）
.三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC G组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）要求有移位指令的应用
（6）*在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用2个I/O扩展模块）
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
第五篇：DWI原理和应用
一、DWI的概念
1.定义：
弥散又称扩散，是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串的、小的、随机的位移现象并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。
2.DWI技术就是检测扩散运动的方法之一，由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息间接反映组织微观结构的变化。
3.生物组织内的水分子的扩散分为三大类：细胞外扩散，细胞内扩散，跨膜扩散，且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。
4.影响水分子弥散的因素：膜结构的阻挡，大分子蛋白物质的吸附，微血管内流动血液的影响（？）。
5.DWI中的水分子：
1）
无创探测活体组织中水分子扩散的唯一方法
2）
信号来源于组织中的自由水
3）
结合水尽管运动受限，但仍不能产生信号
4）
不同组织对自由水扩散限制程度不同
5）
产生DWI对比
6）
检测组织中自由水限制性扩散的程度
6.常规DWI，主要对细胞外自由水运动敏感
T2WI基础上，施加扩散梯度，组织信号衰减
1）
自由水扩散越自由=信号丢失多，DWI信号越低
2）
自由水扩散越受限=信号丢失少，DWI信号越高
7.在均匀介质中，任何方向的弥散系数都相等，这种弥散称为各向同性扩散（eg.脑脊液）；在非均匀介质中，各方向的弥散系数不等，这种弥散称为各向异性扩散（eg.脑白质纤维素）。
各向异性扩散在人体组织中是普遍存在的，其中最典型的是脑白质神经纤维束。水分子在神经纤维长轴方向上扩散运动相对自由，而在垂直于神经纤维长轴的方向上，水分子的扩散运动将明显受到细胞膜和髓鞘的限制。
二、DWI的原理
1.以SE-EPI序列来介绍DWI的基本原理。
射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减。
除了上述两种因素以外，我们在某个方向上施加一个扩散梯度场，人为在该方向上制造磁场不均匀，造成体素内质子群失相位，然后在施加一个强度与持续时间完全相同的反向扩散梯度场，则会出现两种情况:在该方向上没有位移的质子不会受两次梯度场强的影响而失相位，而移动的质子因两次梯度场引起的相位变化不能相互抵消，而失相位信号衰减。
2.DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态（自由度及方向），后者可间接反映组织微观结构特点及其变化。
体素中水分子都存在一定程度的扩散运动，其方向是随机的，而在扩散梯度场方向上的扩散运动将造成体素信号的衰减，如果水分子在敏感梯度场方向上扩散越自由，则在扩散梯度场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，组织信号衰减越明显。
三、技术要点
1.DWI上组织信号强度的衰减主要因素：
1）扩散敏感梯度场的强度，强度越大组织信号衰减越明显；
2）扩散敏感梯度场持续的时间，时间越长组织信号衰减越明显；
3）两个扩散敏感梯度场的间隔时间，间隔时间越长，组织信号衰减越明显；
4）组织中水分子的扩散自由度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。
2.b值对DWI的影响：DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数。
1）
b值代表扩散敏感系数；r代表磁旋比；Gi和Gj分别为i轴和j轴上的磁场梯度强度；δ代表梯度场持续时间；Δ代表两个梯度场间隔时间。
2）
b值的选择（表示应用的梯度磁场的时间、幅度、形状）
b值越高，扩散的权重越重
b值越高，信号越弱
b值越高，信噪比越差
b值越高，相同TR内可采集的层数越少
因会出现周围神经的刺激症状也限制了太高的b值。
较小的b值可得到的较高信噪比的图像，但对水分子扩散运动的检测不敏感。
3）因此，b值的选择非常重要，用小b值进行DWI，在一定程度上反映了局部组织的微循环灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理活动的影响，不能有效反映水分子的弥散运动；用大b值进行DWI，所测得的ADC值受局部组织的微循环灌注影响较小，能较好反映水分子的弥散运动，因此，大b值进行DWI称高弥散加权成像，用小b值进行DWI称低弥散加权成像。b=0时产生无弥散加权的t2wi。
4）扩散图像的b值的选择主要应满足以下三个条件：
（1）能够清晰显示和分辨被检组织。
（2）有效抑制t2透射效应对扩散图像的影响。
（3）应用尽可能高的b值，使被检组织的ADC值更接近组织的真实D值。
三、DWI的方向性：
DWI是反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，为了全面反映组织在各方向上的水分子扩散情况，需要在多个方向上施加扩散敏感梯度场。如果在多个方向（6个以上方向）分别施加扩散敏感梯度场，则可对每个体素水分子扩散的各向异性作出较为准确的检测，这种MRI技术称为扩散张量成像（diffusion
tensor
imaging，DTI）。利用DTI技术可以很好地反映白质纤维束走向，对于脑科学的研究将发挥很大的作用。
四、扩散系数和表观扩散系数
1.分子布朗运动的方向是随机的，其在一定方向上的弥散距离与相应弥散时间的平方根之比为一个常数，这个常数称为扩散系数D。表示一个水分子单位时间内随机弥散运动的平均范围，其单位为mm2/s。通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测，在得知b值的情况下，我们可以计算组织的扩散系数，需要指出的是造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动，水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动（或位置移动）还将造成组织信号的衰减。
2.影响因素：
1）微观因素：体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞内外水的黏滞度、膜通透性的方向。
2）宏观因素：呼吸、搏动、蠕动等。
3.因此利用DWI上组织信号强度变化检测到的不是真正的扩散系数，它还会受到其他形式水分子运动的影响。我们把检测到的扩散系数称为表观扩散系数（apparent
diffusion
coeffecient，ADC）。
实际工作中用表观扩散系数(ADC)
来代替真正的扩散系数，前者常明显大于后者。
ADC
值的大小取决于成像物质及其内部分子的空间分布，b值的选择，场强……
4.计算组织的ADC值至少需要利用2个以上不同的b值，其计算公式如下：
ADC=
ln（SI低/SI高）/（b高－b低）
式中SI低表示低b值DWI上组织的信号强度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上组织的信号强度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然对数。
五、（一）T2透射效应（T2
shine
through）
1.DWI序列是在SE序列基础上施加了弥散梯度的长TR长TE序列，无法消除T2WI效应影响，这样也使DWI信号强度的变化与ADC的变化并不一致。
2.由于t2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值升高，称为T2透射效应。
（二）T2廓清效应（Washout）
ADC值升高和t2WI高信号的综合结果造成DWI成等信号。
常见于血管源性水肿。
（三）T2暗化效应
由于t2低信号而造成的DWI低信号。
多见于出血性病变。
通常发生顺磁性磁敏感伪影。
六、伪影：
涡漩电流伪影，磁敏感伪影，N/2鬼影，化学位移伪影，运动伪影
七、临床应用：
（一）急性期脑梗死
病理生理：
1、急性期：
血供中断，细胞缺血、缺氧，Na-K
ATP酶，大量Na离子进入细胞内
细胞水肿（细胞毒性水肿）。细胞内结构肿胀，扩散受限，细胞内能量代谢障碍导致细胞器裂解，产生大量碎片，造成细胞内粘度增加，胞浆流动减慢，导致扩散进一步受限细胞外间隙缩小，扩散受限。
正常组织，水分子随机运动，呈低信号。
细胞毒性组织，水分子运动受限，呈高信号。
2.MRDWI检查，则在发病后20～30min，即可见到局部的扩散作用增加，呈现相应的病理MR信号（高信号）。因此DWI序列又称为中风序列。
3.DWI反映的是细胞毒性水肿。
T2WI反映的是血管源性水肿。CT反映的是脑组织的坏死和水肿。
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