《维修电工中级》职业技能实操训练DOC.docx
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《维修电工中级》职业技能实操训练DOC
《维修电工（中级）》职业技能实操训练
顾凌云整理编写
2015年1月20日
项目一、低压电气控制线路安装及调试……………………………2
项目二、PLC控制线路安装及调试…………………………………34
项目三、电子工艺装配及调试………………………………………60
项目四、机床电气线路故障排除……………………………………74
项目一低压电气控制线路安装及调试
一、基本概念及常用元器件介绍
1、电器的定义
电器是一种能根据外界的信号（机械力、电动力和其他物理量），自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件或设备。
2、电器的分类
按工作电压等级分：
高压电器（交流额定电压1200V、直流额定电压1500V以上）和低压电器（交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下）；按动作原理分：
手动电器和自动电器；按用途分：
控制电器（继电器，接触器，按钮等）、配电电器（低压隔离器，熔断器，断路器等）、执行电器（电磁铁，电磁离合器等）；按工作原理分：
电磁式电器（依据电磁感应原理来工作，如接触器、各种类型的电磁式继电器等）和非电量控制电器（依靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、温度继电器等）
3、常用电气元件
1）控制按钮
按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。
在低压控制电路中，用于手动发出控制信号，短时接通和断开小电流的控制电路。
按钮也常作为可编程控制器的输入信号元件。
符号：
SB
2）行程开关
行程开关又称限位开关或位置开关，是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器，主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。
符号：
SQ
3）接近开关和光电开关
接近开关是一种非接触式的、无触点的行程开关，内部为电子电路，按工作原理分为高频振荡性、电容型和永磁型三种类型。
当运动着的物体接近它到一定距离时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。
接近开关不仅能代替有触点行程开关来完成行程控制和限位保护，还可以用于高频计数、测速、液面检测等。
光电开关是另一种类型的非接触式检测装置。
它有一对光的发射和接收装置。
根据两者的位置和光的接收方式可以分为发射式和反射式，作用距离从几厘米到几十米不等。
行程开关、接近开关、光电开关的选择方式：
选用时，要根据使用场合和控制对象确定检测元件的种类。
例如：
当被测对象运动速度不是太快时，可选用一般用途的行程开关；而在工作频率很高对可靠性及精度要求也很高时，应选用接近开关；不能接近被测物体时，应选用光电开关。
4）转换开关
转换开关主要用于电气控制线路的转换，由于它能控制多个回路，适应复杂线路的要求。
符号：
SA
5）熔断器
熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器。
常作为电路或用电设备的严重过载和短路的保护，主要用作短路保护。
符号：
FU
熔断器规格选择及使用
（1）熔断器的额定电压应大于等于线路的工作电压。
（2）熔断器的额定电流的选择分为下列几种情况：
1）对于变压器、电炉和照明灯负载，熔断器额定电流应略大于或等于负载电流。
2）对于输配电线路，熔断器额定电流应略小于或等于线路的安全电流。
3）保护一台电动机时，考虑到电动机起动电流的影响，可按下式选择：
Ifu≥（1.5～2.5）IN
式中IN——电动机额定电流（A）。
对于频繁起动的电动机，式中的系数可选2.5~3.5。
4）保护多台电动机时，可按下式选择：
Ifu≥（1.5～2.5）IN.max+∑IN
式中IN.max——容量最大的一台电动机额定电流；∑IN——其余电动机额定电流总和。
6）低压断路器
断路器俗称自动开关（自动空气断路器），用于不频繁接通、分断线路正常工作电流，也能在电路中流过故障电流时（短路、过载、欠电压等），在一定时间内断开故障电路的开关电器。
符号：
QF
主要技术参数和一般选用原则
低压断路器的主要技术参数有：
（1）额定电流
额定电流IN就是额定持续电流，也就是脱扣器能长期通过的电流。
（2）额定电压
额定电压UN断路器正常工作的额定电压。
（3）额定短路分断能力
断路器的额定通断能力Icn是指在规定的条件（电压、频率、功率因数及规定的试验程序等）下，能够分断的最大短路电流值。
断路器的选用原则：
主要根据被控电路的额定电压、短路容量及负载电流的大小来选用相应额定电压、额定电流及分断能力的断路器。
断路器的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和工作电流；
断路器的额定分断能力要大于等于电压中可能出现的最大短路电流；
欠电压脱扣器额定电压应等于主电路额定电压；
热脱扣器的整定电流应与所控制电动机的额定电流或负载额定电流相等。
选用电动机保护用低压断路器时，除应考虑一般选用原则外，还应注意：
（1）过载保护（长延时）动作电流整定值等于电动机额定电流。
（2）瞬时动作电流整定值，对于保护笼型电动机应为（8～15）倍电动机额定电流；对于保护绕线式电动机应为（3～6）倍电动机额定电流。
并以此确定电磁脱扣器的额定电流。
7）接触器
接触器是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其他大容量用电回路的自动控制电器。
文字符号：
KM
图形符号：
接触器的主要技术参数
（1）额定电压主触点能承受的额定电压。
通常用的电压等级：
直流接触器有110V、220V和440V；交流接触器有110V、220V、380V、500V等档次。
（2）额定电流主触点能承受的额定电流，即允许长时间通过的最大电流。
有5A、10A、20A、20A、60A、100A、150A、250A、400A和600A等几个等级。
（3）吸引线圈的额定电压：
交流的有36V、110V、220V和380V；直流的有24V、48V、220V、440V。
（4）电寿命和机械寿命以万次表示。
（5）额定操作频率以（次/h）表示，即允许每小时接通的最多次数。
接触器的选择与使用
（1）类型选择
根据接触器所控制的负载电流的类型，来选择直流接触器或交流接触器。
（2）额定电压的选择
接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。
（3）额定电流的选择
接触器的额定电流应大于或等于被控回路的额定电流。
接触器如果使用在电动机频繁起动、制动或正反转的场合，一般讲接触器的额定电流降一个等级来用使用。
（4）吸引线圈的额定电压选择
吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的电源一致。
（5）接触器的触点数量、种类选择
接触器的触点数量和种类应根据主电路和控制电路的要求选择。
如果辅助触点的数量不能满足要求时，可以通过增加中间继电器的方法解决。
8）继电器
继电器是一类用于监测各种电量或非电量的电器，广泛用于电动机或线路的保护以及生产过程自动化控制。
一般来说，继电器通过测量环节测量输入外部信号（比如电压、电流等电量或温度、压力、速度等非电量）并传递给中间机构，将它与设定值（即整定值）进行比较，当达到整定值时（过量或欠量），中间机构就使执行机构产生输出动作，从而闭合或分断电路，达到控制电路的目的。
继电器的种类很多，常用的继电器有电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器、热与温度继电器等。
（1）电流继电器
电流继电器的线圈被做成阻抗小、导线粗、匝数少的电流线圈，串接在被测量的电路中（或通过电流互感器接入），用于检测电路中的电流是否越限。
分过电流继电器和欠电流继电器。
符号：
KI
（2）电压继电器
电压继电器可以对所接电路上的电压高低作出动作反应。
分过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。
符号：
KV
（3）中间继电器
中间继电器实质是一种电压继电器。
它的触点数量较多（一般有4副常开、4副常闭共8对），触点容量较大（额定电流5~10A），且动作灵敏。
其主要用途：
当其他继电器、接触器或其他电器的触点数量不够，或容量不够时，可借助中间继电器来扩大触点数量或触点容量，起到中间转换的作用。
符号：
KA
（4）时间继电器
在生产中经常需要按一定的时间间隔来对生产机械进行控制，时间控制通常是利用时间继电器来实现的。
时间继电器是一种利用电磁或机械动作原理实现触头延时通或断的自动控制电器。
按延时方式可分为通电延时型时间继电器和断电延时型时间继电器。
对于通电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时闭合触点要延时一段时间才闭合，延时断开触点要延时一段时间才断开。
当线圈失电时，其延时闭合触点迅速断开，延时断开触点迅速闭合。
文字符号：
KT
图形符号：
对于断电延时型时间继电器，当线圈得电时，其延时动合触点迅速闭合，延时动断触点迅速断开。
当线圈失电时，其延时动合触点要延时一段时间再断开，延时动断触点要延时一段时间再闭合。
文字符号：
KT
（5）热继电器
热继电器是一种保护电器，专门用来对过载及电源断相进行保护，以防止电动机因上述故障导致过热而损坏。
符号
文字符号：
FR
图形符号：
选择与使用
热继电器主要用于保护电动机的过载，因此，在选用时必须了解被保护对象的工作环境、起动情况、负载性质、工作制以及电动机允许的过载能力。
要遵循的原则是：
应使热继电器的安-秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能地接近，甚至重合，以充分发挥电动机的能力，同时使电动机在短时过载和起动瞬间（5～6IN）时不受影响。
一般情况下，常按电动机的额定电流选取，使热继电器的整定值为0.95～1.05IN（IN为电动机的额定工作电流）。
使用时，热继电器的旋钮应调到该额定值，否则将不能起到保护作用。
对于三角形接法电动机，一相断线后，流过热继电器的电流与流过电动机绕组的电流增加比例是不同的，其中最严重的一相比其余两相绕组电流要大一倍，增加比例也最大。
这种情况应该选用带有断相保护装置的热继电器。
对于频繁正反转、起制动的电动机不宜采用热继电器来保护。
（6）速度继电器
速度继电器是利用速度原则对电动机进行控制的自动电器，常用作笼型异步电动机反接制动控制，因此也称之为反接制动继电器。
文字符号：
KS
图形符号：
选择与使用
一般速度继电器的动作速度为120r/min，触点的复位速度在100r/min以下，转速在3000~3600r/min以下能可靠的工作，允许操作频率每小时不超过30次。
速度继电器主要根据电动机的额定转速来选择。
使用时，速度电器的转轴应与电动机同轴连接，安装接线时，正反向的触点不能接错，否则就不能起到反接制动时接通和分断反向电源的作用。
二、操作技能训练集锦
训练一三相异步电动机单向直接起动控制
1、训练目的
1.学习和掌握异步电动机直接起动控制线路的工作原理。
2.学习和掌握自琐控制线路及接线方法。
2、异步电动机直接起动控制线路原理图
3、训练步骤
1.正确合理地选择电器元件
1）.检查电器元件是否完好
2）.确定电器元件的技术参数
2.据电器原理图接线:
先接主电路，后接控制电路
要求:
1）不线要整齐
2）走线要清晰
3）盘面要美观
4）避免寄生电路
3.实验过程中仔细观察电动机及线路的运行情况：
a.观察电机运转是否平稳
b.有无过热
c.有无烧焦的气味
d.有无冒烟的现象
e.观察线路运行是否正常
4.发生异常现象，立即拉闸停电
5.分析故障原因，找出排除故障的方法并及时加以排除
4、注意事项
1.任何时候不准带电作业，必须带电作业时，应在有人监督下进行
2.不得用手直接接触带电部件
3.遵守实验室的规章制度，认真进行操作
4.注意人身安全，保证安全用电
5、思考题
1）交流接触器线圈的额定电压为220V，若误接到380V电源上会产生什么后果？
反之，若接触器线圈电压为380V，而电源线电压为220V，其后果又如何？
答：
交流接触器线圈的额定电压为220V，若误接到380V电源上很可能会将触器线圈烧坏；反之，若接触器线圈电压为380V，而电源线电压为220V，则接触器线圈因为电压不足导致吸力不够，使触点不易吸合或吸合频繁。
这不但会产生很大的噪声，也因磁路气隙增大，致使电流过大，也易烧坏线圈。
2）在主回路中，熔断器和热继电器热元件可否少用一只或两只？
熔断器和热继电器两者可否只采用其中一种就可起到短路和过载保护作用？
为什么？
答：
在主回路中，如果使用的是一般的刀开关，则熔断器和热继电器热元件缺一不可，因为熔断器主要是起到短路保护，而热继电器主要是起到三相交流电动机热过载保护。
如果使用的是具有短路和热过载保护的智能断路器，则可以省去熔断器和热继电器热元件，但一般为了双重保护，也在主回路中使用熔断器和热继电器。
3）试比较点动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什么？
从功能上看主要区别是什么？
答：
从结构上看，自锁控制线路与点动控制线路不同之处在于其控制电路中多串联一只常闭按钮SB2，同时在SB1上并联一只接触器KM的常开触头。
从功能上看，由于在常开触点上并联了接触器KM的常开触头，故当按下启动按钮，由于接触器线圈得电，使其常开触头吸合，起自锁作用。
松开启动按钮电动机不会停止，只有按下停止按钮，电动机才会停止。
4）自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。
试分析产生的原因是什么？
答：
自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用，可能是由于接触器长期使用导致线圈烧坏以导致不能正常通电吸合触点的缘故。
训练二三相异步电动机正反转控制线路
1、训练目的
1、学习和掌握三相异步电动机正反转控制线路的工作原理
2、学习和掌握三相异步电动机正反转控制线路的接线方法
3、熟练掌握接触器联锁保护与按钮联锁保护在正反转控制线路中的作用及接线方法
2、三相异步电动机正反转控制线路原理图
3、训练步骤
1、仔细阅读电器原理图
2、合理选择元器件：
1）检查电器元件质量的好坏
2）确定所用电器元件的技术参数
3、电器原理图接线：
先接主电路，后接控制电路
要求：
1）布线要整齐
2）走线要清晰
3）盘面要美观
4、按下正向起动按钮，观察电动机的转向及运行情况。
5、直接按下反向起动按钮，观察电动机的转向几运行情况。
6、实验中若出现异常现象，立即切断电源。
7、分析故障原因，找出排除故障的方法并及时排除故障。
4、注意事项
1、安全用电，保证人身安全
2、不准带电作业，必须带电作业时，应在有人监护的情况下进行
3、不得用手直接接触带电部位
5、思考题
1）在电动机正、反转控制线路中，为什么必须保证两个接触器不能同时工作？
采用哪些措施可解决此问题？
这些方法有何利弊？
最佳方案是什么？
答：
如果两个接触器同时工作，则会导致三相电源各相之间短路的严重后果。
可采用接触器电气互锁以及按钮的机械互锁和接触器电气互锁的双重互锁来实现保证两个接触器不能同时工作，如果只用接触器互锁，当接触器发生故障则会影响互锁效果，所以双重互锁最为可靠。
2）在控制线路中，短路、过载、失、欠压保护等功能是如何实现的？
在实际运行过程中，这几种保护有何意义？
答：
在控制线路中，利用熔断器实现短路保护，利用热继电器实现过载、失、欠压保护。
这些保护电气元件保证了电路的正常运行，以及在发生故障时不至对电路产生损坏。
训练三电动机顺序起动控制电路
1、训练目的
1．学习和掌握实现多台时机顺序起停控制原理
2．学习和掌握实现多台时机顺序起停控制的作用
3．学习和掌握实现多台时机顺序起停控制的接线方法
2、两台电动机顺序起停控制原理图
3、训练步骤
1．正确合理选择电器元件
①检查电器元件的质量
②确定所需电器元件的技术参数
2．根据电气原理图接线
要求
①布线要整齐
②走线要清晰
③盘面要美观
④避免重复接线，避免寄生线路
3．观察电动机的启动先后顺序，应保证动作协调，安全可靠
4.若线路出现异常现象，应立即切断电源
5.分析故障产生的原因并及时排除故障
4、注意事项
1．安全用电，确保人身安全
2．不准带电作业，必须带电作业时，应在有人监督的情况下进行
3．不得用手直接接触带电部位
5、思考题
1）在接触器触头互锁的顺序控制电路中，指出控制电路中的哪一个触头是保证第一台电动机起动后，第二台电机才可以起动的触头？
哪一个触头是保证第二台电动机停止后，第一台电动机才能停止的触头？
答：
与KM2线圈串联得KM1得常开触点是保证第一台电动机起动后，第二台电机才可以起动的触头；与控制第一台电动机停止按钮SB3得常闭触点并联的KM2的常开触头是保证第二台电动机停止后，第一台电动机才能停止的触头？
2）在时间继电器控制的顺序控制电路中，控制电路中启动按钮的自锁是用接触器的动合触头来完成的，请问还可以用什么触头来达到自锁的目的？
答：
还可以用时间继电器的瞬时动合触头来实现自锁目的。
训练四三相异步电动机Y-△起动控制
1、训练目的
1．学习和掌握三相异步电动机Y-Δ降压起动控制的工作原理。
电动机起动时，将时机定子绕组接成Y型，
以降低起动电压，限制起动电流，待时机起动结束后，再把定子绕组改接成Δ，使时机在全压下稳定运行。
接Y形起动时，加在每相定子绕组上的启动电流只有三角形1/√3，启动电流为三角形的1/3，所以这种方
法适用于轻载或空载启动。
2．学习和掌握三相异步电动机Y-Δ降压起动控制线路的接线。
3．掌握时间继电器在控制线路中的延时作用及使用方法。
2、三相异步电动机Y-Δ降压起动控制电气原理图
异步电动机Y-Δ降压起动控制电气原理图
3、训练步骤
1．正确合理地选择电器元件
2．检查电器元件是否完好，确定电器元件的技术参数。
3．根据电气原理图接线
4．操作要求
1布线要整齐
2走线要清晰
3盘面要美观大方
4避免出现寄生线路
5．通电试验
自己反复检查接线有无错误，然后同学互检，确认接线无误后，征得指导教师同意后，在有人监督的情况下方可能电实验。
6.实验过程中仔细观察Y-Δ降压起动控制过程，观察启动过程中时机运行状态的变化。
7.若出异常现象应立即切断电源。
8.分析故障原因，找出排队故障的方法变及时加以排除。
4、注意事项
1．任何暑假不准带电作业，必须带电作业时，应在有人监督的情况下进行。
2．不得用手直接接触带电部位。
3．保证人身安全，注意安全用电。
5、思考题
1）对于手动转换的Y/△启动控制线路，如果电路出现“Y”型运转没有“△”型运转控制，试分析接线时可能发生的故障。
答：
如果电路出现“Y”型运转没有“△”型运转控制，那么很可能是“△”型运转控制支路出现故障，SB2的常开触点、KM△线圈及其主触头和常开触点、以及KMY的常闭触点可能接触不良，如果这些电气元件均接触良好，则该接触器KM△有可能损坏。
2）对于用时间继电器实现自动转换的Y/△启动控制线路，如果电路出现“Y”型运转没有“△”型运转控制，试分析接线时可能发生的故障。
答：
如果电路出现“Y”型运转没有“△”型运转控制，那么很可能是“△”型运转控制支路出现故障，应检查电路连接是否接触良好以及相关电器元件如时间继电器和接触器是否已经损坏。
训练五电动机正反转双重连锁带能耗制动控制
1、训练目的
1.学习和掌握三相异步电动机正反转运行带能耗制动控制的工作原理，能耗制动是在时机脱离三相交
流电源后，向定子绕组中通往直流电，产生一静止磁埸，而转子凭着惯性仍继续旋转在磁埸中切割磁力线，
产生一个与转子转动方向相反的电磁转矩，对转子起制动作用，当转子转速被制动到接近零速时，时间继
电器通电昝打开的常闭经延时打开，切断制动电源，制动结束，时机立即停转。
2.学习和掌握三相异步时机正反转运行能耗制动控制线路的接线
3.熟练掌握时间继电器的延时作用
2、电动机正反转双重联锁带能耗制动控制电气原理图
电动机正反转双重联锁带能耗制动控制电气原理图
3、训练步骤
1．仔细阅读电气原理图，明子各电器元件相互之间的控制关系
2．正确选择电器元件
要求:
①检查所需电器元件是否完好
②确定使用电器元件的技术参数
3．根据电气原理图接线
要求:
①布线要整齐
②走线要清晰
③盘面要美观
4．仔细观察能耗制动的控制过程及线路的运行情况。
5．观察能耗制动的制动效果。
6．观察时机在制动过程中运行状态的改变情况。
7．发现异常现象应立即切断电源。
8．分析故障原因，找出排队故障的方法并及时加以排除。
4、注意事项
1．遵守实验室的操作规程，认真进行操作。
2．不许带电作业，必须带电作业时应在有人监督下进行。
3．不得用手直接触及带电部位。
4．注意人身安全，要安全用电。
5、思考题
1）试比较三相异步电动机能耗制动与反接制动的区别。
答：
能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动明显，同时还需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂，一般适用于电动机容量较大和气动制动频繁的场合。
三、实战题集
试题一、两台三相异步电动机同时起动，延时停止控制线路的安装与调试
考试时间：
120分钟
考核方式：
实操+笔试
本体分值：
35分
具体考核要求:
按照电气安装规范，依据线路图完成两台三相异步电动机同时起动，延时停止控制线路的安装、接线和调试
图1两台三相异步电动机同时起动，延时停止控制线路
材料准备单
序号
名称
型号与规格
单位
数量
备注
1
三相电动机
自定
台
2
2
配线板
500mm×450mm×20mm
块
2
3
组合开关
与电动机配套
个
1
4
交流接触器
与电动机配套
只
2
5
热继电器
与电动机配套
只
2
6
时间继电器
1~5s
只
1
7
熔断器及熔芯配套
与电动机配套
套
3
8
熔断器及熔芯配套
与接触器配套
套
1
9
三联按钮
LA10-3H或LA4-3H
个
1
10
接线端子排
JX2-1015，500V、10A、15节
条
1
11
螺丝
φ3×20mm或φ3×15mm
个
25
12
塑料软铜线
BVR-2.5mm2
米
20
13
塑料软铜线
BVR-1.5mm2
米
20
14
塑料软铜线
BVR-0.75mm2
米
1
15
接线端头
UT2.5-4mm
个
20
16
行线槽
自定
条
5
17
号码管
与导线配套
米
0.2
笔试部分：
（1）正确识读给定的电路图，写出下列图形文字符号的名称。
QS（电源开关）；FU（熔断器）；KM1（交流接触器）；
KT（时间继电器）；SB1（按钮）
（2）正确使用工具；简述螺丝刀使用注意事项。
答：
1）正确选用螺丝刀规格型号；2）螺丝刀压紧螺丝的槽口后旋拧。
（3）正确使用仪表，简述指针式万用表测二极管的方法。
答：
1）选好档位；2）校准零位；3）测二极管的正反电阻值；4）在呈现高阻抗时，红表笔连接正极。
（4）安全文明生产，回答何为安全电压？
答：
加在人体上在一定时间内不致造成伤害的电压。
（5）按照电气安
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