机床电气控制教学的初探

第一篇：机床电气控制教学的初探

机床电气控制教学的初探 山东省泰安市高级技工学校数控系（271000）赵蕊芬

[摘要] 机床电气控制主要是通过培养学生的兴趣，把实习教学和理论教学结合，参加社会实践来提高教学效果。

[关键词] 机床电气控制；理论教学；实习教学；社会实践

《机床电气控制》是一门专业课，它既有一定的理论性，又有很强的实践性，它在工业生产领域中得到广泛应用，是职校机类、机电类和电类专业很重要的课程。该课程以电动机或其他执行电器为主要控制对象，向学生讲授电气控制的基本原理、线路、程序及控制装置的设计方法。由于电气设计技术涉及面广、控制设备种类繁多、功能各异，学生平时接触较少或者根本没有接触过，因此普遍感觉深奥难懂，容易产生畏难、抵触的情绪,如何上好该门课呢？针对这种情况，本文对高职院校机床电气控制课的教学做些探讨。

教师教和学生学的这种教学模式早已成为教师的教学习惯。职业技术教育对教师素质提出更高的要求，其中最重要的一条就是要增强动手实践能力，突出职教特色。在机床电气控制课教学中，要做到这一点，主要有三条途径：

一、培养学生学习的兴趣

学生学习兴趣的高低，和老师的课堂教学艺术是分不开的。

课堂教学中多用激励、启发、提问等方式来培养学生学习的兴趣，提高教学质量。激励手段在教与学的过程中有其无法替代的功能，特别是在机床电气控制的教学过程中，激励手段的运用，会收到意想不到的效果。学生的心理因素受到激励，可使学生产生极大的求知欲，充分发挥学生的主观能动性，快速提高学习效果。启发是师生间的一种互动教学方式，是职教学方法改革的方向之一。提问可以加深学生对重点内容的理解，全面掌握知识点。

课堂教学中要努力营造一个好的学习环境，经常找一些我们实际生活中的例子来证明书本中的理论，使学生产生求知欲，调动其学习的积极性。比如，在电动机正反转控制线路教学过程中，引导同学们回忆乘坐电梯的情景：电梯有向上运动的过程，也有向下运动的过程，在上下两种状态的变化过程中有停止过程，这就是利用我们电动机正反转控制线路来控制的。这样一来，同学们就开始扩展思维，电动机正反转中如果直接切换，不经过停止会出现什么情况等等。同学们的兴趣产生了，课本上的死理论就变活了。以此来活跃课堂气氛，激发学习兴趣，引发求知欲望，实现教学目标。

二、注重实习教学

理论教学和实习教学是相辅相成的，二者缺一不可。理论教学是实习教学的基础，实习教学是理论教学的深化。利用实习课进一步提高学生的学习兴趣，是教好机床电气控制课程的重要手段。对于技校生而言，应该更加注重实习教学。实习教学是培养综合能力的最佳途径，只要思想上重视，物质上保障，工作中认真，就能搞好实习教学。

机床电气控制的实习教学主要是让学生掌握电动机控制线路的安装和机床电气线路故障维修。在进入实习前，应对学生进行安全知识教育与故障检修规程的训练，让学生养成良好的用电习性，逐步引导他们了解可能发生事故的过程，安排他们干一些没有危险性的工作，逐步习惯，渐渐进入角色，过渡到新的学习环境。在实际的操作中，心理障碍的产生教学质量与学生的兴趣和心理因素有很大关系，技校生的心理素质较差，思想情绪不稳定，当接触实际机床线路时，看见错综复杂的线路容易灰心丧气，常感到“心有余而力不足”。尤其是一些女生缺乏单独操作能力，过分的安全需要使女生在解决实际问题的技能方面与男生相比显得“先天不足”。培养学生面对困难不畏惧，强化心理素质的训练是实习教学成功的前提条件。

学生的认识是从简单到复杂逐步深化的渐进过程，在进行机床电气线路故障排除前，学生已完成电力拖动线路安装的实习。对于综合的机床线路，应首先化整为零，逐步加深难度，进行综合练习。同时，要肯定成绩，鼓励学生大胆动手，化消极因素为积极因素，变被动为主动，使学生树立战胜困难、战胜自我的信心。从学生的实际出发，既考虑大部分学生的情况，又顾及个别学生的特点，在教学中要正确灵活地运用教学方法，以阶段测验为主，重复多次训练，引导学生掌握正确的排故方法。

实习结束，实习教师要结合当天训练课题的完成情况，总结学生的操作练习情况，肯定成绩、指出不足，分析原因，指出解决办法。如在正反转控制线路实习教学结束后，有的学生按钮接线错误，出现正反转均不自锁的现象，这时，要引导学生分析两自锁线接反的原因，并指出正确的接线方法。同时要对教学过程中学生的操作态度、实习效率、安全和文明生产的情况进行总结，逐步提高学生的操作技能和生产经验，巩固教学成果，促进教学质量的全面提高。

三、加强实践性教学

加强实践教学是学生学好这门课程的重要手段之一。企业界对一线技术工人素质需求趋向应用型、实干型、复合型人才，这种人才表现为淡化文化、精化理论、强化技能；要求基础知识扎实，技术理论先进，操作技能规范、熟练；动手能力强，应用能动强，解决实际问题能力强。

针对这些表现和要求，首先，教师可组织学生到有关工厂参观，进行现场教学。其次，教师应该鼓励学生参加社会实践，到生产实际中去锻炼。使学生树立实践第一的观点，学习工人师傅吃苦耐劳的精神，培养学生热爱劳动、热爱劳动人民、热爱电气事业的精神，更加明确今后的学习态度和方向。从生产实际中发现问题，解决问题，总结实践心得，提高自身素质，达到企业界的录用标准。

教学方法是职业教育的重要内容之一。教学有法，但无定法。关键是要正确处理好教与学、理论与实践、知识与能力、课堂教学和实习教学等间的关系，做到以学生为中心，以能力为本位，以激励赏识为手段，探索出适合学生实际的教学方法。

参考文献

1.李兰忖.《机床电气控制》课程教学方法探讨.河北职业技术学报，2004，4(4)：34～35。2.3.张武荣.《机械工程学》教学方法浅谈.机械职业教育，2000，168（1）：31～31。王军.《机床电气控制技术》课程教学体会点滴.职业技术研究，2006，9：118～118。4.5.张永军.数控专业的教学改革.机械职业教育.2005，11：22～23。

刘玉文.常用机床电气线路的安装与维修教学方法浅谈.职业教育研究.2005，9 ：144～145。6.欧益宝，富菊珍.机械类《机床电气控制与PLC》教学改革.科技资讯，2006，33：80～81。

第二篇：机床电气控制教学实习大纲

《机床电气控制》教学实习大纲

一、课程说明

本课程的基本内容由《机床电气控制》教学大纲说明。

1..课程描述：

机床电气控制是实践性很强的机电类专业的专业课程，学习理论是为了知识的应用，因此侧重于实训。通过实训，使得学生理论和实践相结合，获得对工厂机床电气控制接近真实的感受，加强实践和综合能力的提高。

本课程的实训主要包括常用低压电器的识别和检测；三相异步电动机的可逆控制及Ｙ-△降压起动控制等，教学时间列入实践教学之中。2.知识目标：

通过实训，可以进一步加深所学的理论知识；熟悉机床电气控制线路的接线，学会简单的机床控制系统的设计和故障的排除以及维护维修。3.能力目标：

能够做好实训前的准备；能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器；能够运用理论知识对实训现象进行初步的分析判断；能够正确纪录和处理实训数据、说明实训结果、撰写合格的实训报告；能够完成简单的具有设计性内容的实训。能够熟练使用万用表等基本仪器对电气电路进行检测，机床电气控制系统的调试、检验和故障排除。能够识读电气原理图，电气元件布置图，电气安装接线图。4.素质目标：

具备符合机械和电行业的基本职业道德和职业素质；培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神；培养学生遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。

二、实训内容

实训项目

一、常用低压电器的识别与检修（6学时）1.实训目的与要求：（1）根据原理能检测低压电器的好坏；

（2）能维修低压电器；

（3）能识别常用的低压电器实物 2.实训器材

低压断路器、按钮、熔断器、交流接触器、行程开关、时间继电器等低压电器，每个学生万用表1块、兆欧表。

3.实训重点与难点：

实训重点：低压电器的识别

实训难点：低压电器的维修 4.实训内容与步骤：

（1）、了解或观察待修器件的故障现象。

（2）、根据现象拆卸待修的器件。

（3）、更换或维修待修器件中损坏的小零件。

（4）、重新组装待测器件。

（5）、通电试验（或表测）已组装好的器件，是否达到性能上的要求。

实训项目

二、电动机点动与连续控制实验（4学时）1.实训目的与要求：

熟练掌握电动机点动和连续控制的工作过程以及二者电路的异同 2.实训器材: 三相电源开关，控制电线，电动机，起动按钮SB2 停止按钮SB1 3.实训重点与难点：

实训重点：电动机点动控制和连续控制的电路组成、工作过程

实训难点：连续控制的电路组成、工作过程 4.实训内容与步骤：

（1）按照点动控制线路电气原理图接线，（2）接完之后检查线路直至到无误

（3）合上三相电源开关Q，按下和松开起动按钮SB2观察电动机的工作情况，断开三相电源开关Q，拆除点动控制线路，（4）按照连续控制电气图接线，接完之后检查线路直至到无误, 合上三相电源开关Q，按下和松开起动按钮SB2观察电动机运行情况，停止按SB1按钮

根据以上两种电路的工作情况分析点动控制与连续控制的异同

实训项目三、三相异步电动机的可逆运转控制及Ｙ-△减压起动控制（6学时）

1.实训目的与要求：

（1）、了解三联按钮，空气阻尼式时间继电器的结构，工作原理及使用方法。

（2）、三相异步电动机的可逆运转控制及Ｙ-△降压起动控制的工作原理及接线方法。

（3）、熟悉电路的故障分析及排除故障的方法。2.实训器材

（1）三相异步电动机 JO2-12-4 0.8KW 1台（2）三相开启式负荷开关 QS HK2-3 15A 1只（3）熔断器FU RL1-15 5A 2只（4）交流接触器 CJ10-10 380V 3只（5）三联按钮SB LA4-3H 1只（6）热继电器FR JRO-20/3 2.4A 1只（7）时间继电器KT JS7-1A 380V 1只（8）电工工具及导线 3.实训重点与难点：

实训重点：三相异步电动机的可逆运转控制及Ｙ-△降压起动控制的工作原理及接线方法

实训难点：三相异步电动机的可逆运转控制及Ｙ-△降压起动控制的接线及故障分析

4.实训内容与步骤：（1）.检查各电器元件的好坏。（2）、按电气原理图正确连接线路。

（3）、检查接线无误，经老师检查认可后通电实验。（4）、操作起动和停止按钮，观察电动机单向起停情况。

（5）、操作起动按钮，待电动机正常运转后，直接按下反方向起动按钮，使电动机反方向运转。

（6）、实验中出现不正常现象时，应断开电源，分析故障。

（7）、调节时间继电器的延时，观察时间继电器的动作时间对电动机起动过程的影响。

实训项目四 三相异步电动机正反转控制电路的调试及故障排除的技能（12学时）

1．实训目的与要求：

（1）、知识目标： 熟悉常用电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用。

（2）、能力目标：熟悉三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。2．实训电路图及简介：

本电路主要适用于机床工作台的前进与后退或升降，机床主轴的正反转等。由电动机原理可知，只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调，就可改变电动机的转动方向；实现这一要求需要两个交流接触器。如图：当接触器KM1工作时，电动机正转；

当接触器KM2工作时，电动机接电源的U、W两相线对调，电动机反转。

电路图如下：

操作过程：（1）按下SB2---KM1线圈带电—主触点、自锁触点闭合、互锁触点断开---电动机正转；

（2）按下SB1---KM1线圈失电---电动机停止；

（3）按下SB3---KM2线圈带电—主触点、自锁触点闭合、互锁触点断开---电动机反转；

3．实训重点与难点：

实训重点：三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。

实训难点：三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。4．实训内容与步骤：

1.对电路控制板接入三相电源并接通电动机；

2.检测接线无误，闭合开关对连接好的实物板进行通电检测；操作正转起动停止、反转起动，观察电动机的运行情况

3.若出现故障，必须断电检测，对出现的故障分析原因并让学生重新检测、调试，再通电，直到试车成功 4.最后总评故障现象及其原因； 5.实训中出现的问题及解决办法

（1）控制电路无自锁

这是因为交流接触器KM1（或KM2）的常开没有与开关SB2（SB3）并联，并与线圈串联在一起，当出现此问题时，检测是KM1无自锁还是KM2无自锁，若是KM1则应检测KM1的常开，否则查看KM2。（2）控制电路无互锁

这是因为两个交流接触器KM1、KM2的常闭没有互相控制彼此的线圈电路，即KM1（KM2）的常闭没有串联于KM2（KM1）的线圈电路中。（3）.控制电路不带电

可能为控制电路没有取相（回相）造成的，此时可以检查一下控制电路，当按下开关SB2或SB3时，是否通路，若通路，则检测熔断器是否正常。

（4）主电路不带电

此可能时开关没有闭合，或熔断器已烧坏，也有可能是主触点接触不良，可用万用表测量，然后确定问题所在。（5）电路少相

表现为电机转速慢，并产生较大的噪音，此时可以此测量三相电路，确定少相的线路，并加以调整。(6)

电路短路

此问题最为严重，必须对整个电路进行测量检查。

实训项目五、CA6140普通车床电气控制线路故障排除实习训练（36学时）

1．实训目的与要求：

(1).了解和熟悉CA6140车床电气线路常见的故障现象(2).分析CA6140车床电气线路常见故障的原因并能排出

2．实训电路图及简介：

CA6140车床控制线路的主电路

CA6140 车床控制线路的控制电路

电气原理图分析：

1）主电路

合上自动空气开关QF1。

M1：交流接触器KM1主触点闭合，M1直接起动运行。

M2：交流接触器KM1主触点闭合后，交流接触器KM2主触点闭合，再合上自动空气开关QF2，M2直接起动运行。

M3：交流接触器KM3主触点闭合，M3直接起动运行。2）控制电路

控制电路电源由电源变压器TC供给控制电路交流电压127V，照明电路交流电路36V，指示电路6.3V。即采用变压器380V/127V，36V，6.3V ①M1、M2直接起动：合上QF1→按下SB2→KM1、KM2线圈得电自锁→ KM1主触点闭合→M1直接起动；KM2主触点闭合→合上QF2→ M2直接起动

②M3直接起动：合上QF1→按下SB3→KM3线圈得电→ KM3主触点闭合→M3直接起动（点动）③M1能耗制动

合上SQ1→KT线圈得电→KT常闭触点断开→KM1、KM2线圈断电→KT常开触点闭合，KM4线圈得电→其主触点闭合，M1能耗制动；KT线圈断电→延时t秒后，KT延时触点复位，KM4主触点断开，制动结束。3．实训重点与难点：

实训重点：CA6140车床电气线路常见故障分析和排除的技能

实训难点：CA6140车床电气线路常见故障分析和排除的技能

4．实训内容与步骤：

（1）用通电实验方法发现故障现象，进行故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小的故障范围。

（2）按图排除C6140普通车床主电路或控制电路中的人为设置的两个电气自然故障点。.操作注意要求:(1)指导教师指导下操作，安全第一。设备通电后，严禁在电器侧随意扳动电器件。进行排故训练，尽量采用不带电检修。若带电检修，则必须有指导教师在现场监护。

(2)必须安装好各电机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫，厚度不小于8mm，操作前要仔细查看各接线端，有无松动或脱落，以免通电后发生意外或损坏电器。

(3)在操作中若发出不正常声响，应立即断电，查明故障原因待修。故障噪声主要来自电机缺相运行，接触器、继电器吸合不正常等。

(4)发现熔芯熔断，应找出故障后，方可更换同规格熔芯。(5)在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。

(6)操作时用力不要过大，速度不宜过快；操作频率不宜过于频繁。(7)实习结束后，应拔出电源插头，将各开关置分断位。(8)作好实习记录。

实训项目

六、主轴的调试（20学时）

1、实训目的与要求：

(1)、理解数控机床主轴的作用及控制方案(2)、掌握变频器的选型、硬件连接、参数设定(3)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定

2、实训基础知识：

1)、数控机床对主轴驱动的要求。

数控机床对主轴要求在很宽的范围内连续可调，恒功率范围宽。当要求机床有加工螺纹功能、准停和恒线速加工时，就对主轴提出了相应的进给控制和位置控制的要求，此时主轴驱动也可称为主轴伺服系统，相应的主轴电机装配有编码器作为主轴位置检测，另一种方法是在主轴上直接安装外置式编码器，通过外置编码器检测主轴的位置。由于数控机床的高自动化及高精度，对主运动提出了更高的要求。

(1)转速高，功率大：数控机床对工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋转下的精加工。粗加工时，扭矩大；精加工时，转速高。

(2)变速范围宽，且能实现无级变速：满足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于数控机床的加工通常在自动的情况下进行，尽量减少人的参与，因而要求能够实现无级变速。

(3)能够实现恒切削速度加工：在加工端面时，为了保证端面稳定的加工质量，要求工件端面的各部位能保持恒定的线切削速度。随着加工的进行，通过调节主轴的转速N使得保持恒定的线切削速度。

(4)主传动链尽可能短：传动链越短，则累积误差越小。

(5)实现刀具的快速或自动装卸：主运动是刀具旋转运动的数控机床，由于机床可以进行多工序加工，工序变换是时刀具也要更换，因此要求能够自动换刀。

(6)能够实现主轴定向或C轴功能：主轴定向控制是将主轴准确停在某一固定位置上，以便在该处进行换刀动作或进行镗孔的退刀，现在一般采用电气方式使主轴定向，即利用装在主轴上的位置编码器或磁性传感器作为位置反馈元件，由它们输出的信号使主轴准确定位在规定位置上。位置的调整可以通过改变磁性检测元件的位置或调整相应的机床参数。C轴功能是指主轴具备位置控制功能能够进行插补的编程，例如立式加工中心Z和C轴联动实现刚性攻丝。

2)、主轴系统的电气控制方案: 目前，数控机床的主轴控制主要有以下三种控制：

(1)普通异步电机的接触器控制，电气上可实现正反转的控制，由于外部提供的交流电源为50HZ,电机在电气上无法调速，只能通过改变主传动机械的传动比来改变主轴的转速，这种速度调节是不连续的，而且只能获得有限的几种速度，这种方案实现的是有级调速，有的早期的数控机床和简易数控车床改造使用这种控制方案。

(2)变频器控制异步电机的方案：根据交流电机的转速公式：

其中：n为电机转速，单位为rpm；f为供给电机电源的频率，单位Hz；p为电机的极对数。

因为通过改变电机极对数调速，选择速度级数受到限制，而且须改变电机的连接，所以很少使用；而使用广泛的是利用变频器改变电机的电源频率进行的调速，变频器能够实现对频率的连续调节，所以可以称为无级调速，变频器通过改变输出的三相交流电源的相序来改变电机的转向。但是，交流电机不带速度检测元件，不能构成速度反馈，属于开环的速度控制系统；电机旋转时存在转差，负载越大，转差越大，电机的实际速度与数控系统发出的指令速度存在误差。

变频器是一个智能化的独立式的控制单元，其功能是将电网提供的恒压恒频交流电，变换为变压变频的交流电，常用的是间接（交--直--交）变压变频装置。其原理是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器将直流电变换成可控频率的交流电。

变频器作为主轴电机控制部件，需要接收数控系统的控制指令，控制指令包括速度指令和方向控制指令。速度指令是一个模拟量指令，一般需要的是一个单极性电压0~10V或0~5V之间的电压，电压值与主轴速度指令成正比；方向控制是开关量指令，一般使用数控的PLC输出来控制。

(3)主轴伺服系统控制主轴伺服电机，因为它引入了速度反馈，这种控制方案实现的是速度的闭环控制。和进给伺服系统一样主轴伺服系统也分为直流主轴伺服系统和交流伺服系统。

直流伺服主轴系统：早期的数控机床主轴伺服控制采用直流伺服系统，它有以下特点：

调速范围宽。采用直流主轴驱动系统的数控机床通常只设置高、低两级速度的机械变速机构，电动机的转速由主轴驱动器控制，实现无级变速，因此，它必须具有较宽的调速范围。直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流，以实现四象限的运行。

主轴控制性能好。为了便于与数控系统的配合，主轴伺服器一般都带有D/A转换器、“使能”信号输入、“准备好”输出、速度/转矩显示输出等信号接口。为了增大电机的转速范围，额定转速以下，励磁电压恒定，调节电枢电压调速，电机工作在恒转矩状态；超过额定转速，电枢电压恒定，降低励磁电压调速，电机工作在恒功率状态。

由于直流主轴电机存在机械换向，尤其是大功率的主轴单元和主轴电机的情况下，电机的工作电流大，维护不当容易在电刷和换向器之间产生环火、电弧。损坏电机和驱动单元，也给其他设备带来干扰，所以直流伺服主轴已被交流伺服主轴取代。

交流伺服主轴驱动系统：系统由主轴驱动单元、主轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器3部分组成，主要完成闭环速度控制，但当主轴准停时则完成闭环位置控制。由于数控机床的主轴驱动功率较大，所以主轴电动机采用鼠笼式感应电动机结构形式，旋转编码器可以在主轴外安装，也可以与主轴电动机做成一个整体，主轴驱动单元的闭环控制、矢量运算均由内部的高速信号处理器及控制系统实现，CNC系统向主轴驱动单元发出速度指令，驱动单元将该指令与旋转编码器测出的实际速度相比较，经数字化的速度调节器和磁链函数发生器运算，得到转子当前的希望力矩与希望磁链矢量再分别与实际力矩、磁链运算结果相比较，且经过力矩、磁链调节器运算得到等效直流电动机(两相旋转轴系)的转矩电流分量和励磁电流分量，变换进入两相静止轴系，最后经2/3矢量变换进入三相静止轴系，得到变频装置的三相定子电流希望值，通过控制SPWM驱动器及IGBT变频主回路使负载三相电流跟随希望值，就可以完成主轴的速度闭环控制 3)、变频器的使用：参见FR-S520S使用手册 4)、主轴编码器 3．实训重点与难点：

实训重点：(1)、变频器的选型、硬件连接、参数设定

(2)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定

实训难点：(1)、变频器的选型、硬件连接、参数设定

(2)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定

4、实训步骤

(1)、在完成实训项目一的基础上，根据图纸针对主轴控制部分进行电路检查，确定控制主轴的元件。

(2)、将主轴的控制参数设定为模拟主轴控制。(3)、设定变频器的参数。(4)、设定主轴转速参数

(5)、在编制出主轴控制PMC程序的基础上，对手动、自动主轴的控制进行调试。

(6)、检测主轴转速的指令值与实际值是否一致，进行参数调节。(7)、进一步优化变频器的参数。

5、实训总结与思考：

(1)、主轴的控制方案有哪些、各有什么特点。

(2)、理解变频器的工作原理，变频器作为数控机床的主轴控制部件其电路连接有什么特点及要求。

(3)、变频其作为主轴控制部件其参数设定有哪些要求。

三.实训建议：

1.在实训活动中，要注意实训器材的选择，在制作实训产品应着重于低压电器的检测、电动机控制电路的设计、PLC控制系统的设计等，保证一定的技术和操作质量，尽量使用现有的产品；尽量模拟真实的工厂机床控制系统，增强现场感受。

实训学时中不包括实训准备和撰写实训报告时间，这两部分工作应要求学生课外进行，练习和设计建议在课内完成。

2.通过强有力的实践环节，使学生在工程意识、操作技能、专业综合素质、实践动手能力上都有所提高，充分体现了高职高专教育对人才培养目标的要求。

四、实训考核方式

1、每个实训项目评定一次成绩，成绩用A、B、C记录，每一等级可细分为B+、B-等；

2、每次成绩依据学生的实训纪律、操作过程、实训结果及实训报告评定；

3、依据各次成绩，学期末综合评定实训成绩。

五、教材及参考资料：

1.《工厂电气控制技术》 方承远 主编 机械工业出版社 2000

2.《电气控制与PLC应用》 许廖 王淑英编 机械工业出版社 2003 3.《机床电气维修技术》 宋家成 主编 山东科技出版社 2002

4.《可编程控制器原理及应用》 林小峰 主编 高等教育出版社 1991

5.《数控与电控技术》 孙志永主编 机械工业出版社 2002 6.《现代电气及可编程技术》 王永华主编 北京航空航天大学出版社2004

7.《电气控制与PLC应用》 余雷声主编 机械工业出版社，2001 8．《 工厂电气控制技术》 张运波主编 高等教育出版社，2001

9．SIEMENS SIMATIC S7 系统、维护和编程

第三篇：机床电气控制期末总结

机床电气控制期末总结

第一章

1、接触器是一种可频繁的接通和分断较大负载电路的控制电器。从输入输出能量关系看，它是一种功率放大器件。

2、电磁接触器结构一般由：电磁机构、触点与灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。

3、其工作原理：当吸引线圈通电后，电磁系统即把电能转换成机械能，所产生的电磁力克服释放弹簧的反力使衔铁吸合，通过触点支架，使动、静触点的通断状态改变。当吸引线圈断电或电压显著下降时，由于电磁吸力消失或过小，衔铁在弹簧反力作用下返回原位，同时带动动触点使其复位。

4、在单相交流操作的电磁机构的铁心的铁芯端面上安装铜制的短路环。

5、热继电器主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡运行的保护。

6、速度继电器常用于电动机的反接制动电路中。

7、受用速度继电器时，其转子通常与电动机同轴连接。

8、20页图1-9(读图)在19页。

9、22页图1-22掌握图的结构（画图）[B或C中的一个即可]

1023页图1-23（读图）在22页。

11、长动与点动的主要区别是控制电器能否自锁。

12、电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、零压和欠电压保护等。

13、熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，熔体自行熔断，从而切断电路。

14、断路器通常有过电流（兼顾短路保护）、过载和欠电压保护等功能。

15、常用的过载保护元件是热继电器。

16、第一章课后练习1-2（连接线路并说明KT的作用）。

第二章1、50页图2-

10、51页图2-

11、1-12

第三章

2、PLC的组成：电源、微处理器（CPU）、开关量输入接口、开关量输出接口、I/O扩展口和通信接口。

3、开关量输入接口有多种形式，主要是继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种形式。

4、PLC的工作方式：扫描。

5、扫描周期组成：公共操作、输入输出刷新阶段、程序执行阶段和执行外部命令阶段。

6、PLC中的每一类继电器都对应着相应的一部分存储区域，分配给一定的地址编号。

7、梯形图特点：1.梯形图按照从上至下、从左至右的顺序编号。

2.梯形图左、右边垂直线称为母线

3.梯形图的最右侧（紧靠右母线）必须放置输出元素。

4.梯形图中的接点可以任意串联、并联，而输出线圈只能并联不能串联。

5.输出线圈值对应输出映像存储器相应位，不能直接驱动现场设备、、、、（书

69页自己在总结一下重点）

8、CPM1A系列的PLC的功能：1.易于扩充2.输入滤波时间常数可调3.维护简单

4.外部输入中断功能5.快速输入相应功能6.间隔定时器中断功能

7.高速计数器功能8.脉冲输出功能9.模拟设定功能10.网络功能

11.编程工具丰富12.扩展模块丰富。

9、对于30点和40点的CPU单元可通过扩展I/O单元扩容，每台CPU最多可连接三台扩

展I/O单元。

10、输入继电器可以吧外部设备的信号直接取到PLC内部，反映外部输入节点的ON/OFF

状态。

输出继电器把PLC内部程序的执行结果通过输出端子送到PLC的内部，他的编号与输出端

子的编号一致。

11、注意：1.12、77页图3-6梯形图、指令表相互转换13、79页图3-8梯形图转化成指令表14、81页图3-12梯形图转化成指令表

15、TIM和TIMH都需要一个T/C标号（N）和一个设定值（SV）任一个T/C编号只能定

义一次。

16、82页表3-11下面第一段自己看懂。

17、计数器的设定范围为0000~9999，必须用BCD码设定。

18、85页表3-14下面三段记住。

第四章

1、系统分析的主要方法：1.文字叙述法 2.图形分析法3.逻辑函数法2、131图4-14会画PLC系统的设计流程。

3、在估算出被控系统对象所需I/O点数后，在考虑留有百分之10到百分之15的裕量。

4、软件设计采用“自上而下”的方法设计。

5、用户程序设计方法：1.经验设计法2.逻辑设计法3.利用状态转移图设计法

6、状态转移图（顺序功能图）由状态、驱动命令、转移条件三个内容组成。

第五章

1、直流电动机的调速方法：1.改变电枢回路电阻2.改变励磁磁通3.改变电枢端电压

第六章

2、交流电机的调速方法：变极调速、转子串电阻调速、调压调速、变频调速

第四篇：机床电气控制考点总结

现代机床由工作机构、传动机构、原动机、自动控制系统等部分组成。

机床电气控制系统的主要任务是：实现对主轴转速和进给系统进给量的控制，同时还要完成安全保护、冷却润滑、机床照明等机床辅助功能的控制。

一般来说，把电动机、传动机构及工作机构视为电力驱动部分；把为满足工艺要求，实现电动机启动、制动、正反转、调速的控制部分视为电气控制部分。

电力驱动系统主要分为直流驱动和交流驱动两大类。

直流驱动

优点：具有良好的启动、制动和调速性能，可以很方便的在宽范围内实现平滑无极调整。缺点：结构复杂，维护困难，使大容量、高转速和高电压直流电动机的制造受到限制； 新技术：无刷直流电机。

交流驱动

优点：结构简单、运行可靠、使用维护方便和价格便宜。

缺点：调速性能较差

新技术：变频调速。

机床电力驱动系统的发展常被认为经历了成组驱动、单电动机驱动和多电动机驱动三个阶段。

机床一般采用下列的调速系统：机械有级调速、电器机械有级调速和电器无极调速。电器无极调速又包括直流无极调速和交流无极调速。

电器控制技术的发展主要表现为：在控制方法上，从手动控制向自动控制方向发展；在控制功能上，从单一功能向多种功能发展；在实际操作上，从紧张繁重向轻松自如发展。

电磁式电器三大组成部分：感测部分、执行部分和保护部分。感测部分是电磁机构，执行部分一般是触头，保护部分一般是灭弧装置。

触头按所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通和断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触头用于接通和断开控制电路，只能通过较小的电流。

电磁式接触器触头在线圈未通电时有常开（动合）和常闭（动断）两种状态，分别称为常开（动合）触头和常闭（动断）触头。

触头结构有桥式触头和指形触头两种。其中桥式触头又分为点接触式和面接触式。触头的接触形式有点接触、线接触和面接触。

减小触头接触电阻的方法：

1.增加接触压力，增加接触面积

2.选择电阻系数小的材料

3.改善触点的表面状况，尽量避免和减少触头表面氧化物形成低压控制电器常用的灭弧方式有：电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝（纵缝）灭弧、栅片灭弧、机械灭弧等。

接触器按操作方式分为：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分为：空气接触器、油浸接触器和真空接触器等；最常用的是按照接触器主触头控制的电路种类来划分，即直流接触器和交流接触器两大类。机床上应用最多的是电磁交流接触器。接触器不同类别达到的接触和分断能力：

AC1和DC1类允许接通和分断额定电流；

AC2、DC3和DC5类允许接通和分断4倍额定电流；

AC3类允许接通6倍额定电流和分断额定电流；

AC4类允许接通和分断6倍额定电流。

时间继电器种类：电磁式、空气阻尼式、电动机式和电子式等。

熔断器的主要任务是为电线电缆作过载与短路保护。

熔断器按结构可分为半封闭插入式、螺旋式、无填料密封管式和有填料密封管式。选择熔断器主要考虑熔断器的种类、额定电流、额定电压、熔体的额定电流等。熔体的额定电流的选择：

1.负载平稳无冲击的照明电路、电阻、电炉等——IreIe

2.对于单台长期工作的电动机——Ire（1.5~2.5）Ie

3.对于多台长期工作的电动机——Ire（1.5~2.5）Iemax+Ie

按钮的种类按结构形式分为：旋钮式、指示灯式、紧急式；按触点形式分为：动合按钮、动断按钮、复合按钮。

新型低压电器的发展：

1.在提高主要技术性能的同时，重点提高综合技术经济指标；

2.模块化和组合化；

3.电子化和智能化；

4.绿色化和环保化；

5.高质量与高可靠性。

电气控制系统图主要有三类：电气原理图、电气安装线路图、电器元件布置图。

为使电路结构合理，层次分明，电气原理图一般分为主回路（线路）、控制回路（线路）和照明、指示回路（线路）等。

分析电气线路工作原理的方法有：查线读图法（直接读图法或跟踪追击法）和逻辑代数法（间接读图法）。

查线读图法优点：直观，易掌握；缺点：对复杂线路，叙述冗长，易出错。

逻辑代数法优点：元件间联系和制约关系明确，不会遗漏或看错；迅速正确，并有助于计算机分析；缺点：复杂电路逻辑很繁琐，不如查线读图法直观。

笼型异步电动机启动方式有：直接启动、降压启动、软启动。

直接启动优点：简单、可靠、经济；缺点：直接启动电流Ist是其额定电流In的4~8倍，会造成电网电压显著下降。

降压启动适用于空载或轻载启动。

对鼠笼式三相异步电动机来说，降压启动的方法常有：定子电路串电阻（或电抗）降压启动、Y-△降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动等方式。

软启动转矩变化平滑，启动电流变化平滑且较低。与降压启动比较的优点是：无冲击电流、有软停车功能、启动参数可调。

电动机正反转控制原理：将电动机定子三相绕组任意两相对调接到电源上，改变电动机相序，即可实现异步电动机反转运动。

电动机的制动方式有两类：机械制动和电气制动。

机械制动是采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法。（电磁抱闸、电磁离合器制动）

电气制动实质上是使电动机产生一个与转子原来转动方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。

机床中常用的电气制动有能耗制动和反接制动。

能耗制动的原理：能耗制动就是在电动机脱离三相交流电源后，立即将定子绕组接通直流电源，此时，直流电流会在定子内产生一个静止的直流磁场，转子因惯性在磁场内旋转，并在转子导体中产生感应电动势，转子内有感应电流流过，该感应电流与定子静直流磁场相互作

用消耗电动机转子惯性能量而产生制动转矩，使电动机迅速减速，当转子转速接近零时，切断直流电源。

能耗制动的制动效果与通入定子绕组的直流电流大小和电动机的转速有关。适用于电动机容量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合，控制上需要一个直流电源，控制线路较复杂。反接制动原理：反接制动是在电动机切断正常运转电源的同时改变电动机定子绕组的电源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的方法。只适用于10kw以下的小容量电动机。电动机调速方法有：改变磁极对数调速、降低定子电压调速、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速或串级调速、使用电磁转差离合器调速、变频调速。

在异步电动机调速时，一个重要的因素是希望保持每极磁通Ф不变。这是由于电动机电磁转矩的大小与转子电流和磁通的乘积成正比。为了做到这一点，需采用电压与频率同步变化的措施，即U/f = 常数。

变频调速实质上是向交流异步电动机提供一个频率可控的电源，能实现这一功能的装置称为变频器。变频调速系统中的变频器一般可分为交-直-交变频器与交-交变频器两种。

短路保护：常用的短路保护元件有熔断器（短路和严重过载）和自动开关（短路、过载和欠压保护）。

过载保护：常用的过载保护元件有热继电器。

过流保护：常用的过流保护元件有过电流继电器。

零电压与欠电压保护：常用的保护元件有电压继电器。

缺相与相序保护：常用的保护元件有中间继电器。

机床一般都由机械系统和电气控制系统两大部分组成。电气控制设计包括电气原理图和工艺设计两个方面。

控制方式主要有：时间控制、速度控制、电流控制、行程控制等。

原理图设计的一般原则：

1.应最大限度的实现生产机械和工艺的要求；

2.控制线路应简单经济；

3.保证控制线路工作可靠和安全（a.正确连接电器的线圈，交流电器线圈不能串联使用；

b.正确连接电器触点；c.合理使用电器触头；d.应尽量避免电器依次动作的现象；e.避免出现寄生电路；f.避免发生触点“竞争”与“冒险”现象；g.两电感量相差悬殊的直流电压线圈不能直接并联）。

机床电气控制电路的设计主要包括：主电路、控制电路、辅助电路等设计。

控制电路的配线方式分为如下的三类：板前敞开配线；板后交叉配线；板前行线槽走线。

第五篇：机床电气控制教案5

本次课标题：第二章第一节电气控制系统图、文字符号，第二节三相电动机单向控制

授课班级

模具0801

数控0901

授课时间

第 2 周/第 2 次

第 12 周/第 1 次

第周/第次

第周/第次

授课地点

东校区南 107 204

主要教学方法

任务驱动

课型

理实

课业内容

第二章第一节电气控制系统图，文字符号绘图原则，第二节三相电动机单向全压控制

训练任务

图形、文字符号，绘电气原理图，分析各元件的作用和动作原理

教学目标

知识 熟悉图形、文字符号意义及识图和绘图方法，能绘点动、长动控制线路并能分析各元件的作用，3 能分析点动长动工作原理

技能 能识图和绘图，能分析电路的工作原理 能连接点动、长动控制电路，态度

具有认真分析，积极思维，规范绘图的习惯。

教学重点

图形文字符号，识图绘图方法，分析控制电路各元件的作用和动作原理，教学难点

分析动作原理及绘原理图，教学资源与工具

点动、长动控制线路装置

教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

学习告知 1 图刑和文字符号的意义，绘图原则及识图方法，2 点动线路设计连接，各元件作用及原理分析 3 长动线路设计连接，各元件作用及原理分析

任务实施第一阶段

任务一图形和文字符号的要求是什么？各学习小组将学过的所有低压电器的图形和文字符号写出并上交，评价各小组，激发积极性，讲述：图形和文字符号都要按国家标准画，任务二绘图原则有哪些？ 各学习小组阅读教材P49-50，2 指定学生回答，教师简讲：原理图、接线图都要遵循P49面的规则 任务三识图的方法有哪些？

挂图(CW6132型车床电气原理图)讲解： 认清主电路和控制线路，电源指示电路，照明电路，2 分析各元件的作用 3 分析电路的工作原理

教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

应用举例

例1 CW6132型车床电气原理图，1说出各符号代表什么电器？ 2 分析各元件的作用，3 分析工作原理

学生分组讨论后回答，教师归纳讲解，任务实施第二阶段

任务四用接触器设计一个具有短路保护的点动控制电路的原理图，1 各组阅读p51 并讨论后画出原理图，2 写出各元件的作用，3 分析工作原理，教师巡视后，进行评价，再将正确的原理图进行讲解，然后引导学生将问题逐渐深入，任务五如果在点动的控制电赂中增加过载保护需添加什么电器？如何连接？ 指定学生在黑板上画出热继电器的连接情况，知识的拓展

例2 在具有短路保护和过载保护的点动控制电赂中，改装成长动控制电路 1 设计原理图，2 写出动作原理，学生分组讨论后，指定学生在黑坂上改画原理图，并写出动作原理，教师评价并讲解，例3 用复合按钮设计一个具有点动与长动控制电路，要求：有短路保护，过载保护，欠压保护，随堂练习 利用手动开关SC，设计一个具有点动与长动控制电路，1)画出设计原理图，2)分析动作原理、教学步骤

教学设计

时间分配（分钟）

应用讲解(难点)

例4 在大型机床上，为了保证操作安全，要求压下时，几个操作者都发出主令信号(都按起动按钮)，设备才能工作，设计一个两地控制电动机长动电路图，1 画出原理图，2 写出工作原理。

让学生讨论分析，能设计几种形式的控制电路，并在黑板上画出，教师归纳讲解，随堂练习 见P53 图2-10 写出各元件的作用，分析动作原理，课堂评价与小结

一评价各学习小组的学习情况，给予记分，二内容小结：1 图形、文字符号的意义和识图与绘图的方法，2

点动控制电路，长动控制电路，多地点控制电路，5 要求画出原理图，分析工作原理，作业

P73

2-1 2-7

课后小结与体会