电力系统自动化综合实训课程设计说明书专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号： 2 0指导教师：张立明蒲翠萍黄钺自动控制与机械工程学院２０１3年1月目录第一部分电气线路安装调试技能训练 (3)技能训练题目一: 三相异步电机可逆双重联锁控制 (3)一.课题分析 (3)二.设计电气原理图 (3)三.设计电气安装接线图 (5)四.设备清单 (5)五.故障现象及故障分析 (6)技能训练题目二: 星—三角降压启动控制 (6)一.课题分析 (6)二.设计电气原理图 (6)三.设计电气安装接线图 (8)四.设备清单 (9)五.故障现象及故障分析 (9)电气线路安装调试技能训练小结 (10)一.电气原理图的绘制要求 (10)二.电气接线图的绘制要求 (10)三.电气安装、接线的工艺要求 (11)四.实训接线发生的故障及排除办法 (12)第二部分PLC电气控制系统设计 (12)一.课题要求 (12)二.课题分析 (13)三.设计主电路 (15)四.设计PLC的I/O分配表 (16)五.设计PLC的I/O接线图 (16)六.设计功能图 (17)七.设计梯形图 (19)八.系统指令表 (23)九.小结 (25)第三部分基础知识培训 (27)一.电工基础知识 (27)二.钳工基础知识 (27)三.电气安全技术与文明生声及环境保护知识 (27)四.质量管理知识及相关法律与法规知识 (27)参考文献 (28)第一部分电气线路安装调试技能训练技能训练题目一: 三相异步电机可逆双重联锁控制一.课题分析反转电路只需要将电动机三相当中的任意两相接线方法对调，其他保持不变，就可实现电动机的反转。

为了避免正反向同时工作引起电源相间短路，必须在这两个运行电路中加设互锁装置，保证同时只能有一个电路工作。

按照电动机正反转操作顺序的不同，分“正—停——反”和“正—反—停”两种控制电路。

在实际应用中，为了提高工作效率，减少辅助工作时间，要求直接实现从正转到反转转换的控制，此控制方法电路简单，易于实现。

使用此种控制方式要求电机功率相对比较小，且负荷较低，能迅速实现电动机的反转，否则电动机可能会因为过热而损坏。

星三角启动就是对电机的三相绕组在启动时和正常运转时施加的不同的电压，来降低电机启动时的冲击电流。

在启动时对电机绕组施加的是星形接法的电源，就是将电源的三条火线分别与电机三个绕组的一个端点相连，将电机三个绕组的另一个端点同时与电源的零线相连，在这种接法下，电机每个绕组所承接的电压就是220V。

由于施加的电压较低，所以启动时的电流会比较小点，减少了对电网的冲击，电机也比较容易启动。

当电机启动基本正常后，它的工作电流与启动时相比会大幅减少，这时由控制电路通过时间继电器和接触器的转换，将电机三个绕组改成首尾相连，形成所谓三角形连接，并将三角形的每个“角”与电源的三条火线相连，这时电机绕组中所受到的电压变成了380V，电机就能满负荷工作二.设计电气原理图如图1-1所示，为三相异步电动机“正—反—停”控制电路电气原理图。

工作原理如下：当QF闭合，主电路及控制电路接通。

电动机正转时，SB1闭合，电流从FU4进入，顺序通过FR、SB3、SB1、KM1线圈和FU5。

KM1线圈得电，其触电闭合并且自保持，此时，电流由FU4进入，经FR、SB3、KM1、SB2、KM1线圈和FU5流出。

主电路接通，电动机开始正转运行。

当需要切换为反转运行时，按下SB2，由于正转支路串入了SB2的常闭触电，接通后SB2自动断开，使得支路1断开，KM1断开。

电流经FU4、FR、SB3、SB2、SB1、KM2线圈和FU5。

KM2线圈得电触点闭合并自保持，此时，电流由FU4进入，经FR、SB3、KM2、SB1、KM2线圈，从FU5流出。

主电路再一次接通，电动机反转运行。

为了保护电动机及其附属原件，在主电路及控制电路都设有保护元件。

熔断器：当电路正常工作时，流过熔断器的电流小于或者等于它的额定电流，由于其熔体发热温度尚未达到熔体的熔点，所以不会熔断，电路接通。

热继电器：电路正常工作时，热继电器内热原件产生的热量仅能使双金属片产生较小弯曲，而不能移动。

当过载时，流过热原件的电流增大，使双金属片产生较大弯曲推动导板使继电器触电动作，断开电路，从而达到对电路进行过载保护的作用。

热继电器动作后，经过一段时间的冷却，主双金属片恢复原状，导板也退回原处，可重复使用。

图1-1 三相异步电动机可逆双重连锁控制电气原理图三.设计电气安装接线图如图1-2为三相异步电动机可逆双重连锁控制电路电气安装接线图。

三相交流电源通过L1、L2、L3三个点接入，经过主电路及控制电路，由U 、V 、W 分别接入电动机的三相。

按钮盒SB1为电动机正转按钮，SB2为反转按钮，SB3时电动机停止按钮。

图1-2 三相异步电动机可逆双重连锁控制电气安装接线图 四.设备清单1.低压断路器1个（QF ）：作为总开关，用于控制电路的接通与断开；2．熔断器5个（FU1、FU2、FU3、FU4、FU5）：用于对电路进行过流保护；3.交流接触器（KM1、KM2）：控制其触点的通断，从而控制电路通断；4.热继电器1个（FR ）：用于对电路进行过载保护；5.按钮盒1个（SB1、SB2、SB3）：电动机正转、反转和停止的开关信号；6.导线若干：连接电路。

五.故障现象及故障分析故障1故障现象：接通电源，打开开关QF，按下启动按钮后电路无任何反应。

故障分析：电路无任何反应说明其中存在断点，用万用表逐一检查后，发现断点出现在低压断路器QF上，是由于其触点与连接导线处螺丝松脱造成接触不良。

故障2故障现象：接通电源，确定无任何接触不良后打开开关QF，按下启动按钮电路仍无任何反应。

故障分析：电路仍无法接通，且无接触不良布恩，说明是熔断器部分出生断路。

用万用表逐一检查每个熔断器发现部分熔断器的熔体熔化，电流无法通过熔断器，造成了实际意义上的断路。

故障3故障现象：接通电源，打开开关QF，按下正转按钮后，电动机正转，但松开按钮后电动机停转。

故障分析：显然是由于电动机控制正转电路部分无法自保持引起的，无法自保持应该考虑线圈是否得电。

通过检查发现，由于KM1线圈处有一根线未接通，导致KM1线圈无法得电，触点无法自保持。

技能训练题目二: 星—三角降压启动控制一.课题分析凡是正常运行时三相定子绕组为三角形联结的三相笼型异步电动机，都可采用星—/1，因此能减少启动三角降压启动。

由于电动机每相绕组电压只为正常工作电压的3电流，待电动机转速接近额定转速时，再将电动机定子绕组改成三角形联结，各相绕组承受额定工作电压，电动机进入正常运转。

二.设计电气原理图如图2-1为星—三角降压启动电路电器原理图。

工作原理如下：当QF闭合，主电路及控制电路接通。

按下SB2，电流由FU4进入，分两路：一路经FR、SB1、KM1线圈，从FU5流出，当KM1线圈得电时，常开触点闭合，电路自保持，另一路经FR、SB1、KM1、KM2、KT线圈或KM3线圈，从FU5流出。

KM3线圈得电后，其常开触点闭合，电路处于星形联结，降压启动状态中。

KT延时时间到，KT 延时断开常闭触点断开，KM3线圈失电，主电路KM3断开。

KT延迟闭合触点闭合，电路由FU4流出，经FR、SB1、KM1、KT、KM3、KM2线圈，从FU5流出。

当KM2得电，其常开触点闭合，电动就进入三角形稳定运行状态。

熔断器：当电路正常工作时，流过熔断器的电流小于或者等于它的额定电流，由于其熔体发热温度尚未达到熔体的熔点，所以不会熔断，电路接通。

当电流达到额定电流的8～10倍时，熔体迅速熔断，切断电路，从而达到对电路进行过电流保护的作用。

热继电器：电路正常工作时，热继电器内热原件产生的热量仅能使双金属片产生较小弯曲，而不能移动。

当过载时，电流增大，使双金属片产生较大弯曲推动导板使继电器触电动作，断开电路，从而达到对电路进行过载保护的作用。

热继电器动作后，经过一段时间的冷却，主双金属片恢复原状，导板也退回原处。

图2-1 三相异步电动机星—三角降压启动电气安装接线图三.设计电气安装接线图如图2-2为三相笼型异步电动机可星—三角降压启动电路电气安装接线图。

三相交流电源通过L1、L2、L3三个点接入，经过主电路及控制电路，由U 、V 、W 分别接入电动机的三相绕组的一端，考虑到电动机需要在两种运行方式（星型和三角形）之间切换，所以电动机三相绕组的另一端需接入星—三角切换开关。

按钮盒中SB2为启动按钮，SB1常闭用作停止按钮，因控制电路可自动进行星—三角运行方式的切换故不需要设置运行方式的切换按钮。

图2-2 三相异步电动机星—三角降压启动电气安装接线图四.设备清单1.低压断路器1个（QF）：作为总开关，用于控制电路的接通与断开；2.熔断器5个（FU1、FU2、FU3、FU4、FU5）：用于对电路进行过流保护；3.交流接触器（KM1、KM2、KM3）：控制其触点的通断，从而控制电路通断；4.热继电器1个（FR）：用于对电路进行过载保护；5.时间继电器1个（KT）：用于在启动时控制星—三角切换的时间；6.按钮盒1个（SB1、SB2）：启动和停止的开关信号；7.导线若干：连接电路。

五.故障现象及故障分析故障现象：接通电源，打开开关QF，按下启动按钮后，接触器KM1动作，但电路无任何反应。

故障分析：接触器动作，但是电路无任何反应，说明触头部分存在接触不良或者断点。

将接触器触头部分拆下发现，触头表面严重氧化形成一层氧化层，阻碍电流通过导致接触不良。

故障现象：电动机可以实现星形启动，但是启动后电动机三角形正常运行的时候噪声较大。

故障分析：噪声较大时由于电动机运行的不稳定，出现抖动的情况，进而噪声较大。

出现这一现象的主要原因一般是由于相序接错或者电压不稳。

经测量排除电压不稳的原因电线两相相序接反，导致启动后电动机无法构成完整的三角形联结，运行不稳定。

故障现象：接通电源，打开开关QF，按下启动按钮后，系统一直处于星型启动运行，不能变换为三角形正常运行。

故障分析：由于控制星形和三角形之间切换的主要部件是时间继电器KT，所以故障大多出现与此。

经检查发现，由于KT线圈部分的一根导线漏接，只是线圈没有得电，无法进行星形和三角形之间的切换。

电气线路安装调试技能训练小结一.电气原理图的绘制要求1．电气原理图一般分为主电路和辅助电路。

主电路是从电源到电动机或电路末端的电路，是强电流通过的部分，画在原理图的左侧或上面。

辅助电路是通过小电流的电路，一般是由按钮、电气元件的线圈、接触器的辅助触点、继电器的触点等组成的控制电路、信号电路及保护电路等，画在原理图的右侧。

复杂的系统则分图绘画；2．每一电气元件采用国家规定的统一图形符号来表示，在图形符号附近用文字符号标注属于哪类电器；3．同一电器的各个部件在图中的位置，根据便于阅读和研究的原则来安排，可以不画在一起，但属于同一电器的各个部件均编以相同的文字符号。