《机床电气控制》实验报告
单位______________________
班级______________________
学号______________________
姓名______________________
实验组____________________
实验日期__________________
实验一 各种常见低压电器的识别、结构和使用方法（2节）
一、实验目的
1、 掌握按钮、交流接触器、小型电磁式继电器、热继电器、行程开关、断路器、熔
断器、漏电断路保护器、万能转换开关、倒顺开关、变压器的型号识别、结构、测试及使用方法。
2、 掌握导线的横截面积、色标的识别、选用、连接方法。 二、实验器材及工具
序号 名称 型号 一字、十字 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 DZ47-60/D16 NM1LE-100S 数序量 号 5 2 1 1 1 2 2 2 1 1 名称 型号 NR-25 数量 1 5 1 1 2 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 万用表 6 按钮 7 交流接触器 8 交流接触器辅助触头 11 热继电器 12 熔断器及熔管 RT28N-32X 13 倒顺开关 HY2-8 14 万能转换开关 LW5D-16 15 行程开关 16 17 18 19 20 YBLX-K1/111 9 三极断路器 10 漏电保护器 三、实验内容 1、按钮
理解按钮的用途。正确识别按钮的型号和参数的含义，掌握按钮的使用方法，用万用表测量按钮触头的好坏。 2、交流接触器
理解交流接触器的用途。正确识别交流接触器的型号和参数的含义，拆卸交流接触器，认识交流接触器的结构。掌握交流接触器的使用方法。用万用表测量交流接触器触头的好坏。 3、小型电磁式继电器
理解电磁式继电器的用途。正确识别继电器的型号和参数的含义，掌握继电器的使用方法。 4、热继电器
理解热继电器的用途。正确识别热继电器的型号和参数的含义，掌握热继电器的使用方法。掌握热继电器的整定电流调节方法。 5、行程开关
理解行程开关的用途。正确识别行程开关的型号和参数的含义，掌握行程开关的使用方法。用万用表测量行程开关触头的好坏。 6、断路器
理解断路器的用途。正确识别断路器的型号和参数的含义，掌握断路器的使用方法。用万用表测量断路器的好坏。 7、熔断器
理解熔断器的用途。正确识别熔断器座和熔体的型号和参数的含义，掌握熔断器座和熔体的使用方法。用万用表测量熔断器座及熔体的好坏。 8、漏电断路保护器
正确识别漏电断路保护器的型号和参数的含义，掌握漏电断路保护器的使用方法。用万用表测量漏电断路保护器的好坏。并通电测试漏电断路保护器是否工作正常。 9、万能转换开关
正确识别万能转换开关的型号和参数的含义，掌握万能转换开关的使用方法。用万用表测量万能转换开关的好坏。 10、倒顺开关
正确识别倒顺开关的型号和参数的含义，掌握倒顺开关的使用方法。用万用表测量倒顺开关的好坏。 11、变压器
正确识别变压器的型号和参数的含义，掌握变压器的使用方法。用万用表测量变压器的好坏。
12、导线
正确识别导线的类型和横截面积。掌握根据工作电压和电流大小，选择导线的横截面积。掌握导线安装和连接要求。 四、实验要求
1、正确掌握各种常见低压电器的型号识别、结构、安装及接线方法。 2、正确掌握导线的型号、横截面积、色标的识别、选用和连接方法。 3、观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。 五、思考题
1、熔断器能否用于电机的过载保护？为什么？
解：不可以。因为熔断器动作的离散性很大，而且受环境温度、过流时间影响，无法
作为过载保护。
2、热继电器的整定电流调节有什么依据？
解：原则上热继电器的额定电流等级一般略大于电动机的额定电流。热继电器选定后，再根据电动机的工作情况调整热继电器的整定电流，整定电流为电动机额定电流的0.95～1.05倍。如果电机拖动是冲击性负载或启动时间较长或拖动的设备不允许停电，则整定电流值可取电机额定电流的1.1～1.5倍。如果电机的过载能力较差，则整定电流可取电机额定电流的0.6～0.8倍。
3、用于5.5KW的三相交流异步电机的连接铜芯导线，应选用的横截面积是多少？
解：1.5mm’导线，载流量为 1.5×9＝13.5(A)。则13.5·380=5050W<5500W，而2.5·9·380=8550W,所以选 2.5m㎡。
实验二 三相异步电机起动控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的长动和点动控制线路的工件原理及接线方法。 2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。 二、实验器材及工具
序号 名称 型号 一字、十字 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 DZ47-60/D16 NM1LE-100S 数序量 号 5 2 1 1 1 3 2 2 1 1 名称 型号 NR-25 数量 1 5 1 1 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 万用表 6 按钮 7 交流接触器 8 交流接触器辅助触头 11 热继电器 12 熔断器及熔管 RT28N-32X 13 二极断路器 14 导线 DZ47-60/C16 1.5mm 215 三相异步电机 16 17 18 19 20 9 三极断路器 10 漏电保护器 三、实验内容和原理
L1NL1L2L301FU4FU5FR2SB1QF1QF2FU1～FU33KM
实验图1 长动和点动控制电路原理图1
LB11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34NQF1FRFU4FU5KMKM实验图2 长动和点动控制电路接线图1
KM2SB2FRSB3KM1L1NL1L2L301FU4FU5FR2SB1QF1QF2FU1～FU33KM1
6
实验图3 长动和点动控制电路原理图2
KM2B11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34FRLNQF1FU4FU5KM1KM1KM1KM2实验图4 长动和点动控制电路接线图2
三、实验要求和步骤
1、按电气原理图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。 四、思考题
1、按下SB1后电机可以转动但不能自锁。是什么原因？
解：
原因一，没有接KM的辅助常开触头。
原因二，KMKM的辅助常开触头连接错误，与SB3的常开触头串联。
2、在实验图1中，按下SB3后电机可以转动，但松开SB3后电机仍继续转动。是什么原因？ 解：
原因一，SB3的常闭触头没有与KM的辅助常开触头串联。这样就形成了SB3的常开触头与KM的辅助常开触头并联。所以按下SB3后造成KM自锁。
原因二，NP-2型按钮的行程较短，按下SB3后其常闭触头断开，如果突然松开SB3，由于电弧的作用（电流没有断），KM还没来得及释放，而SB3的常闭触头已经重新闭合。造成KM自锁。所以操作时，当按下SB3后，需要缓慢释放SB3，以免造成错误。
实验三 三相异步电机的正反转控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的正反转控制线路的工作原理及接线方法。 2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。 二、实验器材及工具
序号 名称 型号 一字、十字 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 DZ47-60/D16 数序量 号 5 2 1 1 1 1 3 2 2 1 名称 型号 NM1LE-100S NR-25 数量 1 2 5 1 1 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 断线钳 6 万用表 7 按钮 8 交流接触器 9 交流接触器辅助触头 11 漏电保护器 12 热继电器 13 熔断器及熔管 RT28N-32X 14 二极断路器 15 导线 DZ47-60/D16 1.5mm 216 三相异步电机 17 18 19 20 10 三极断路器 三、实验内容和原理
L1NL1L2L3QF1FU4FU501FR2QF2FU1～FU3SB13KM1KM2SB2KM1SB345KM267KM2KM1FRPEKM1MKM2实验图1 接触器联锁正反转控制电路原理图
B11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34FRFU4FU5LNQF1KM1KM2KM1KM1KM2KM2
实验图2 接触器联锁正反转控制电路接线图
L1NL1L2L3QF10FU4FU5FR1QF2FU1～FU3SB12 3KM1SB3
实验图3 按钮和接触器双重联锁正反转控制电路原理图
KM2B11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34LNQF1FU4FU5FRKM1KM2KM1KM1KM2实验图4 按钮和接触器双重联锁正反转控制电路接线图
三、实验要求和步骤
1、按电气原理图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。 四、思考题
1、在实验图1中，KM1的常闭触头没有与KM2的电磁线圈串联，会出现什么样情况？为什么会出现这样的情况？ 解：当正反转启动按钮同时按下时可能造成短路事故。因为，若KM1的常闭触头与KM2的电池线圈串联，当一个接触器得电动作时，通过常闭触头断开使另一个接触器不得动作，若不串联便不能形成断路，不能形成联锁。
2、在实验图3中，SB2的常闭触头没有与KM2的电磁线圈串联，会出现什么样的情况？为什么会出现这样的情况？ 解：当正反转启动按钮同时按下时可能造成短路事故。因为，SB2的常闭触头与KM2的电池线圈串联时，两个复合按钮的常闭触头分别串联到对方的控制电路中，从而当按下正转启动按钮后，其常开触头闭合，控制正转电路得电，同时其常闭触头断开，使反转电路不能德电，实现双重联锁，若不串联则不能实现双重联锁。
实验四 三相异步电机的位置控制和自动往复循环控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的自动往复控制线路的工作原理及接线方法。 2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。 二、实验器材和工具
序号 名称 型号 一字、十字 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 数序量 号 5 2 1 1 1 1 3 2 2 名称 型号 NM1LE-100S NR-25 数量 1 2 5 1 1 4 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 断线钳 6 万用表 7 按钮 8 交流接触器 9 交流接触器辅11 漏电保护器 12 热继电器 13 熔断器及熔管 RT28N-32X 14 二极断路器 15 导线 DZ47-60/D16 1.5mm 216 三相异步电机 17 行程开关 18 19 YBLX-K1/111
助触头 10 三极断路器 DZ47-60/D16 1 20 三、实验内容和原理
FRKM1KM2FU1～FU3LNL1L2L31FR2QF2SB136KM1SB378KM19KM2SQ2QF1FU4FU50SB24SQ15KM26
实验图1 位置控制电路原理图
KM2SQ1B11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34LNQF1FU4FU5KM1MPEKM2FRKM1KM2KM1SQ2KM2KM1实验图2 位置控制电路接线图
LNL1L2L3QF1FU4FU501FR2SB13KM1SB2SQ14SQ25KM26SQ3711SB3SQ2KM28SQ19KM110SQ4QF2FU1～FU3KM1KM2FRMPELKM1NQF1KM2实验图3 自动往复循环控制电路原理图
B33B34SQ1SQ2
B11B12B13B14B21KM1B22B23B24KM2B31B32SQ3KM2SQ4KM1FRFU4FU5KM2KM1
实验图4 自动往复循环控制电路接线图
四、实验步骤和要求
1、按电气原理图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后合闸通电试验。
3、操作行程开关，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。 四、思考题
1、在实验图1中，拨动SQ1的轮子，会出现什么样的情况？拨动SQ2的轮子，会出现什么样的情况？ 解：拨动SQ1的轮子，SQ1常闭触头断开，交流接触器KM1线圈失电，交流接触器KM1主触头恢复断开，交流接触器KM1常开自锁触头恢复断开，电动机M停转（正转限位）。 拨动SQ2的轮子，SQ2常闭触头断开，交流接触器KM2线圈失电，交流接触器KM2主触头恢复断开，交流接触器KM2常开自锁触头恢复断开，电动机M停转（反转限位）。 2、按实验图1接线通电试车，按下SB1时KM1频繁地吸合释放是什么原因？ 解：电源电压波动过大，电源的频率过小，小于了电磁线圈KM1的频率就使得电磁线圈的磁通减少，吸力减小，KM1不足以吸合，就断开释放了。频率大于等于了KM1的频率，就能满足吸合条件。
实验五：CA6140车床电气控制线路（4节）
一、实验目的
1、掌握CA6140车床控制线路的工作原理及接线方法。 2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。 二、实验器材和工具
序号 名称 型号 一字、十字 数序量 号 5 2 1 1 1 名称 型号 NM1LE-100S NR-25 数量 1 2 5 1 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 断线钳 11 漏电保护器 12 热继电器 13 熔断器及熔管 RT28N-32X 14 二极断路器 15 导线 DZ47-60/D16 1.5mm 2
6 万用表 7 按钮 8 交流接触器 9 交流接触器辅助触头 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 DZ47-60/D16 1 5 3 3 1 16 三相异步电机 17 行程开关 18 信号灯 19 20 YBLX-K1/111 3 1 1 10 三极断路器 三、实验步骤及要求
1、按电气原理图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。 四、思考题
1、KM1没吸合时，按下SB5，KM2能吸合。是什么错误造成的？ 解：与KM2线圈串联的常开触头KM1被短路了。
2、合闸后，指示灯亮。但按下任何启动按钮都没反应，可能出现的故障部位在哪里？解：可能是：行程开关SQ发生了断路，在2-3之间的热继电器FR1发生了断路。 3 、M1吸合。但M1电机不转且发出嗡嗡声，是什么原因？ 解：：电动机的相载过载了，就要发生电机不转且发出嗡嗡声，说明连接在M1上的FR1坏了，不起作用,导致过载了。 五、实验原理内容
电源开关L1N L1L2 L3主电路短路保护主轴电动机冷却泵电动机刀架快速移控制电路动电动机短路保护断电保护01FU4FU5FU1～FU3SQ2FR13SB1MPEMM4SB2KM1SB37FR2主轴电刀架快速机控制移动控制冷却泵控制信号灯QF1QF2 KM1KM2KM3SB1FR1FR2SB48SB5KM29KM15610KM138X3103KM35XX5X5 KM2HLCA6140卧式车床控制电路实验图410X44 L11L12B11B12B13B14B21B22B23B24B31B32B33B34B41B42B43B44B51B52B53B54LFR1NQF1FU4FU5KM1FR2SQKM1KM3KM2KM2 KM3
KM1实验六：PLC控制三相异步电机正反转线路（2节）
一、实验目的
1、 掌握PLC对继电装置、电机的控制线路的工作原理及接线方法。 2、 熟悉PLC控制继电装置的编程方法和程序高调试方法。 3、 加深PLC在工业电气设备中的应用。
二、实验器材
序号 名称 型号 一字、十字 数序量 号 5 2 1 名称 型号 NR-25 数量 1 5 1 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 11 热继电器 12 熔断器及熔管 RT28N-32X 13 三相异步电机
4 剥线钳 5 万用表 6 按钮 7 交流接触器 8 交流接触器辅助触头 DT2025 NP2 CJX2-12 F4-11 1 1 3 2 2 14 PLC 15 三极断路器 16 漏电保护器 17 二极断路器 18 FX1S-30MR DZ47-60/D16 NM1LE-100S DZ47-60/D16 1 1 1 1 三、实验原理和内容 1、PLC的I/O分配
表1 PLC的I/O分配
输入信号 过载保护FR 停止按钮SB1 正转按钮SB2 反转按钮SB3
1、电机主电路
FRKM1KM2L1L2L3QF1输入点 X0 X1 X2 X3 输出信号 正转KM1 反转KM2 输出点 Y1 Y2 QF2FU1～FU3
PEM
实验图1 正反转主电路
2、PLC控制电路
L1 N
QF1FU4FU5LNFRSB1SB2SB3X0X1X2X3COMCOM1COM2KM2KM1PLCFX1S-30MR-001Y1Y2KM1KM2 实验图2 PLC控制电路
说明：在PLC的外部电路中，利用交流接触器的常闭触头实现互锁。
3、梯形图程序
实验图3 梯形图程序之一
说明：利用PLC内部的输出继电器的常开触头实现交流接触器的自锁。利用PLC内部的输出继电器的常闭触头实现输出继电器的互锁。利用PLC内部的输入继电器的常闭触头实现按钮联锁。
实验图4 梯形图程序之二
说明：利用置位指令实现PLC内部的输出继电器自锁。利用复位指令实现PLC内部的输出继电器的互锁。利用PLC内部的输入继电器的常闭触头实现按钮联锁。
B11B12B13B14LNCOMLNQF1FU4FU5X0X1X2X3
实验图5 PLC控制电路接线图 四、实验步骤和要求
1、 根据控制要求，确定输入输出设备，进行PLC的I/O分配。 2、 按电气原理图正确连接线路。
3、 用上位机的编程软件编写PLC梯形图控制程序，经仿真调试运行无误后，方可写入。 4、 经指导教师检查后合闸通电试验。
5、 操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
6、 实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
五、思考题
1、两个梯形图程序相比较，有什么区别？
解：图1：利用PLC内部的输出继电器的常开触头实现交流接触器的自锁。利用PLC内部的输出继电器的常闭触头实现输出继电器的互锁。图2：利用置位指令实现PLC内部的输出继电器自锁。利用复位指令实现PLC内部的输出继电器的互锁。
2、PLC一通电，就执行Y01、Y02的复位操作，是什么原因？
解：对继电器进行复位是为了保证继电器的常开、常闭触头能恢复到原始状态，保证实验的顺利进行。
实验七：PLC控制信号灯（2节） 一、实验目的
1、熟悉FX系列编程软件的使用方法和程序调试方法。 2、掌握PLC的I/O点数的选择原则。 3、掌握PLC的硬件接线方法。
4、通过PLC对信号灯的控制，加深对PLC的控制指令和功能的理解。 二、实验器材和工具
序号 名称 型号 一字、十字 DT2025 NP2 数序量 号 5 2 1 1 1 1 4 名称 型号 NM1LE-100S 数量 1 4 1 1 3 1 1 改刀 2 尖嘴钳 3 手虎钳 4 剥线钳 5 断线钳 6 万用表 7 按钮 8 漏电保护器 9 熔断器及熔管 RT28N-32X 10 二极断路器 11 导线 12 PLC 13 信号灯 14 二极断路器 DZ47-60/D16 1.5mm1.0mm FX1S-30MR DZ47-60/C16 22三、实验内容和原理 1、 控制要求
（1） 工作方式1：按下SB2，按L1→L2→L3→L1方式循环交替发光，每只发光10S后
熄灭，轮到下一只发光。直到按下SB1后，所有信号灯熄灭。
（2） 工作方式2：按下SB3，按L3→L2→L1→L3方式循环交替发光，每只发光10S后
熄灭，轮到下一只发光。直到按下SB1后，所有信号灯熄灭。
（3） 工作方式3：按下SB4，按L1→L2→L3→L1方式循环交替发光，每只发光5S后熄
灭，轮到下一只发光。循环10次后所有信号灯自动熄灭。 2、 PLC的I/O分配。
表1 PLC的I/O分配
输入信号 停止按钮SB1 工作方式1按钮SB2 工作方式2按钮SB3 工作方式3按钮SB4 L输入点 X1 X3 X5 X7 输出信号 信号灯L1 信号灯L2 信号灯L3 输出点 Y0 Y1 Y2 3、PLC控制电路
NQFFU1FU2LNSB1SB2SB3X1X3X5FU3COM0COM1COM2
FU4
L1L2PLCFX1S-30MR-001Y0Y1
实验图1 PLC控制电路
SB13SB14LNQFFU1FU2
SB23SB24SB33SB34SB43SB44LNCOMX1X3X5X7PLCFX1s-30MR-001L11 COM0COM1COM2
L12Y0Y1Y2 L21
实验图2 PLC控制电路接线图
4、梯形图
L22L31L32FU3FU4
实验图3 工作方式1梯形图程序
实验图4 工作方式2梯形图程序
实验图5 工作方式3梯形图程序
实验图6 PLC内部输出继电器梯形图程序
四、实验步骤和要求
1、 根据控制要求，确定输入输出设备，进行PLC的I/O分配。 2、 按电气原理图正确连接线路。
3、 用上位机的编程软件编写梯形图控制程序，经仿真调试运行无误后，方可写入PLC。 4、 经指导教师检查后合闸通电试验。
5、 操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写实验报告。
6、 实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。 五、思考题
1、在梯形图程序的第81步中，按下停止按钮SB1，X001闭合，进行什么样的指令操作？
为什么要对C0进行复位操作？ 解： 按下停止按钮SB1，X001闭合，辅助继电器线圈M9通电，使辅助继电器常闭触头
断开，所有灯熄灭。 2、工作方式3改为：按下SB4后，L1指示灯发光3S后，L2发光（L1不熄灭），L2发光5S后，L3发光（L2不熄灭）。L1、L2、L3发光7S后同时熄灭。请编写相应的梯形图程序。 解：
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