北邮社电机拖动与调速技术教学包课件实训项目

电机拖动与调速技术1.工作任务书2.实训目标项目实施3.实训拓展项目一产品自动分选系统的装调与运行实训目标项目理解本项目的工作任务是完成产品自动分选系统的装调与运行。学生接受工作任务后，应仔细阅读和理解，确认本项目的工作内容和控制工艺。在教学过程中，学生以工作小组的方式接受任务，由此可锻炼学生的资讯收集、项目组织、计划制订、任务实施以及团队合作的综合能力。实训拓展项目一产品自动分选系统的装调与运行实训目标知识传授本项目是在基于工作过程的情境教学环境下，给学生补充必要的核心知识。知识的传授以“必须，够用”为基本原则，针对工作过程中教学的重点和难点进行必要的知识扩展。如MM440变频器的安装和接线、气动元件的管路连接、PLC的在线调试、设备通电运行等操作方法和调试手段。实训拓展项目一产品自动分选系统的装调与运行实训目标能力培养情境教学的优点是对学生工作能力的一种综合培养，可以完整地考核一个学生对项目的完成情况。教学过程中，不仅注重结果，更注重工作过程。本项目主要培养学生工作计划制订、电气识图、设备安装调试、工作过程的组织及团队合作等综合能力。实训拓展项目一产品自动分选系统的装调与运行相关描述

一、本项目是在产品自动分选系统上完成电气系统和气动系统的安装、接线、PLC在线调试、变频器参数设置等任务。产品自动分选系统是一个典型的工业控制环节，它具有独立的控制工艺和过程，是情境教学的一个典型案例。工作任务书控制对象说明1.图1产品自动分选系统控制流程实训目的

二、（1）掌握电气系统安装、接线方法。（2）掌握气动系统安装、连接方法。（3）掌握变频器指令的设置方法。（4）掌握PLC的通信连接方法。（5）能够进行电气系统的安装、接线。（7）能够编写变频器应用指令。（8）能够进行PLC用户程序的上传与下载。（9）能够进行系统的整体装调。工作任务书实训器材

二、工作任务书实训预习要点

四、工作任务书23415MM440变频器的安装与接线。11S7-200PLC的安装与接线。产品自动分选系统控制原理。程序、指令编辑方法。用户程序的在线调试。实训内容

五、工作任务书1阅读S7-200用户手册。阅读MM440变频器用户手册。23电气控制原理图识读与分析。气动回路原理图识读与分析。45制订整体工作计划。6领取实训器材并检测。任务一项目实施前的准备工作任务书任务二安装、接线、管路连接（1）系统整体布局安装。（2）电气电路的线路连接。（3）气动回路的管路连接。（4）检查与通电测试。工作任务书任务三编程、调试与运行（1）变频器的参数设置。（2）PLC用户程序调试。（3）运行并观察结果。（4）记录相关数据并分析。工作任务书任务四提交数据和报告（1）认真填写实训报告。（2）变频器指令参数清单。（3）PLC程序清单。工期要求

六、工作任务书本实训项目以工作任务为单元进行实施，4个学生为一个工作小组。学生应充分发挥团队协作能力，合理分配工作任务及时间，本拓展实训项目占用8学时，360分钟。注意事项

七、1.对领取的器件应仔细进行检查，发现问题向指导教师说明并更换。2.拆卸变频器和PLC前应仔细阅读用户手册，避免造成设备的损坏。3.安装及布线时应严格遵循国际电工委员会的安装标准。4.禁止私自对设备送电，送电时指导教师必须在场。5.接通电源前应仔细进行检查，确保无误后再按顺序进行送电。6.调试运行过程中发现异常现象应立即断开设备供电电源。7.任务完成后对实训器材应做好检查和退库工作。8.工作任务结束后要做好实训场所的公共卫生。工作任务书实训模块1阅读相关技术资料（1）常用特殊存储器位地址的功能说明。任务一项目实施前的准备项目实施控制工艺流程1.（2）内部计时器时基与计时器地址分配。项目实施（1）MM440变频器基本操作面板（BOP）修改设置参数流程（在画线部分填写操作内容）。阅读MM440变频器用户手册并回答下列问题2.项目实施（2）将下表中左面MM440变频器面板操作键与右面功能进行对应填写。项目实施控制系统原理分析3.（1）根据图6叙述产品自动分选系统电气系统主电路的电气控制原理。（2）根据图7叙述产品自动分选系统电气系统控制电路的电气控制原理。

（3）根据图8叙述产品自动分选系统气动系统控制回路的控制原理。项目实施

1）电气元件电气元件包括低压断路器、交流接触器、主令电器、光电开关、磁感应开关、信号灯、接线端子及安装辅料等。

知识链接1系统组成及控制原理系统基本组成1.图2产品自动分选系统电气元件项目实施气动元件包括气缸、单电控3/2阀、单向节流阀、气动三联件（气源）、气动汇流板、气动连接件、气动快插接头等。2）气动元件图3产品自动分选系统气动元件项目实施

MM440变频器是西门子公司的产品，用来调节三相异步电动机的速度。3）MM440变频器图4MM440系列变频器的外形项目实施

S7-200CPU224/CN可编程序控制器采用AC220V供电，输入点电源为DC24V，共14个DI点，输出点为无源继电器触点，共10个DO点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路I/O。4）S7-200CPU224/CN可编程序控制器图5S7-200CPU224/CN可编程序控制器项目实施1）电气系统主电路产品自动分选系统的主电路由低压断路器、交流接触器、变频器、接线端子、交流异步电动机组成。系统控制原理2.图6产品自动分选系统电气系统主电路电气原理图项目实施产品自动分选系统的控制电路由保护开关、接触器线圈和辅助触点、继电器线圈和触点、主令电器、传感器、PLCI/O接口、变频器控制信号、其他联锁信号、接线端子等组成。产品自动分选系统电气系统控制电路电气原理图如图7所示。2）电气系统控制电路项目实施图7产品自动分选系统电气系统控制电路电气原理图项目实施气动系统由推料气缸、单向电磁阀、单向节流阀、气源、汇流板、气管、快插接头等组成。3）气动系统控制回路图8产品自动分选系统气动系统控制回路原理图项目实施实训模块2制定整体工作计划项目实施项目实施项目实施项目实施在制订工作计划时，要对项目的工作量有个整体的估计，如器件的领取、器件的检查、系统布局安装、系统线路连接、功能检查测试、通电运行、拆卸器件等。合理分配工时是制订工作计划的主要依据，一份好的工作计划实际就是完成工作任务的指导大纲。

知识链接2工作计划制定方法工作量估计1.项目实施合理分配工作任务2.在产品自动分选系统中，是以4人为一个工作小组进行任务实施。在制订工作计划时，要对整体的工作内容进行合理分配，4人实现交叉工作、互不干扰，相互协作，充分利用有效时间完成工作任务。项目实施实训模块3领取器件进行检查测试项目实施项目实施项目实施

知识链接3器件检查方法（1）检查器件的外观是否有破损。1.器件外观检查（2）检查器件的安装固定部分是否有破损。（3）检查所有电气接点的螺丝是否有滑扣现象。（4）检查气动接头是否能够进行可靠连接。（5）检查所有机械部分，观察是否动作灵活可靠。项目实施器件电气性能检查2.用万用表测量电气元件的触点，观察接触是否正常。用万用表测量电气元件的线圈阻值，观察读数是否正确。项目实施变频器检查3.（1）检查MM440变频器是否能正常通电，变频器长时间没有使用时，通电前应对变频器进行充电处理。充电过程一般先取额定电压的30%加载于变频器的主电路2h，然后将电压调整到额定电压的70%充电3h，最后加载额定电压充电5h。（2）MM440变频器断电处理。变频器在断电之前由于直流回路电容器上仍然带有危险电压，因此，在电源关断5min以后才允许打开变频器。项目实施可编程控制器检查4.

（1）检查可编程控制器是否能正常通电，输入点DI是否能正常接收外部信号，输出点DO是否能正常输出。（2）检查可编程控制器是否能正常编程，通信线缆是否可以正常通信，用户程序是否可以正常上传与下载。项目实施气动元件检查5.

（1）检查气动执行元件各机械部分是否动作灵活，密封是否合格，各接头部分是否畅通无阻，可进行连接。（2）检查气动控制元件是否可以正常换向，密封是否合格，各接头部分是否畅通无阻，可进行连接。气动辅助元件是否可以正常使用。项目实施实训模块1产品自动分选系统布局安装任务二安装、接线、管路连接项目实施请绘制产品自动分选系统安装布局图1.产品自动分选系统布局安装2.在指定的实训台上（可以是机电综合实训台，也可以是自行设计的电气安装实训台）进行产品自动分选系统的布局安装。安装内容如下。（1）线槽布局安装。（2）电气元件布局安装。（3）操作面板布局安装。（4）气动元件布局安装项目实施电气控制系统的连接导线大部分装在线槽中，线槽的外框要实现八字口对接。先按所需的长度锯好线槽，处理好断面。对于斜角的处理，可找一个正直角三角板或找一张正方形纸对折成等腰直角三角形，剪开后作为样板对线槽斜角处理（用锯和锉处理好）。线槽的安装1.

知识链接1布局安装方法图9线槽的布局项目实施电气元件的安装2.线槽布局好后，就可以安装相关的电气元件了。电气元件在安装之前应进行外观和电气性能检查，然后再进行布局安装。布局安装时，应注意相关电气元件的合理分布与耗材的节省，考虑电气之间的绝缘、信号干扰等诸多因素的影响。电气元件安装分为直接安装和35mm卡轨卡接安装两种。项目实施气动元件的安装3.气动元件的安装通常是用机螺丝将元件安装在实训板上。安装时要留有一定的空间，方便气动管路的连接。气动元件安装时，也要考虑整体布局的合理性，控制元件的安装尽量与相对应的执行元件靠近，减少气管路的走向。项目实施实训模块2产品自动分选系统线路（管路）连接电气系统线路连接1.填写工作日志。电气系统管路连接2.填写工作日志。项目实施电气系统在布线时，应考虑布线的合理性，不要将不同电压等级的线路混合布线。电气线路敷设应简捷，使用的导线和耗材要趋于合理。线槽的安装1.

知识链接2系统连接方法及注意事项项目实施电气布线颜色区分2.交流系统电气布线时，主电路（AC380V）L1～L3采用黑色导线；控制电路（AC220V）的控制火线L采用红色导线，零线N采用浅蓝色导线，保护线PE采用黄绿色导线。直流系统电气布线时，电源正极采用棕色导线，电源负极采用深蓝色导线。项目实施电气线路连接方法3.电气线路连接是利用导线将电气元件按照逻辑控制关系进行有效的组合。连接过程中的主要依据是电气控制原理图或电气接线图。导线与元件连接时，要接触良好，不得有虚接现象，以免使接触点发热而损坏电气元件。电气线路连接时，还应注意电气连接点上的连接导线不得多于2根，如确需多根导线要连接在一起，应先将多根导线用针型线性护套压接好。项目实施电气导线加装护套4.在电气线路连接时，由于使用的是软线，为了更好地将导线与电气接点进行可靠的连接，应在剥去绝缘的导线上（一般剥去的绝缘外皮为8～10mm）套接线性护套，这样可以使软线在连接时具有整体性，使电气元件的接点对导线的压接力均匀。项目实施开关量传感器（磁性开关、光电开关、光纤传感器）的直流输出接线有二线式（棕+、蓝-）、三线式（棕+、蓝-、黑或白）等。规格有NPN型、PNP型，输出电流一般为100～500mA。传感器连接方法5.图10NPN型传感器接线图11PNP型传感器接线项目实施输出线为棕+、蓝-、黑时，表示输出方式为常开（NO）；输出线为棕+、蓝-、白时，表示输出方式为常闭（NC）。NPN型传感器的接线是输出与电源正极之间接负载，PNP型传感器的接线是输出与电源负极之间接负载。项目实施可编程控制器和变频器连接方法6.对于可编程控制器和变频器来说，控制电源供电应采用双绞线连接。在电源环境比较恶劣的情况下，控制电源可考虑采用1∶1的变压器进行隔离，同时，在变压器的一次侧连接电源滤通器。输入信号的供电应采用稳压电源，最好为直流开关电源。输出电源最好不要与输入电源混用，以免造成电气干扰。输出信号与感性负载连接时，应加保护电路。晶体管输出时应在负载两端加反向二极管，继电器输出时应在负载两端加阻容保护回路或加装压敏电阻，以提高输出点的使用寿命。项目实施接线端子连接方法7.在电气控制线路中，为了使不同区域中的电气元件（电气元件不在一个平面上，处于不同的空间）建立逻辑关系，通常利用接线端子来实现过渡连接。接线端子的上排螺丝用来与本地区域电气元件进行连接，接线端子的下排螺丝用来与外来区域电气元件进行连接。项目实施气动元件连接方法7.在本实训项目中气动元件的连接主要是快插接头和塑料软气管的连接。快插接头与气动元件连接时，要注意在连接螺纹上加装生料带，管路连接时软塑料管要注意与快插接头的连接角度，避免造成接口处漏气。管路连接时还应注意弯曲处不要出现死角，以免软管弯曲角度过小而导致气路的不通。项目实施实训模块3系统检查与测试产品自动分选系统通电前的检查1.检查记录。产品自动分选系统通电测试2.测试记录。项目实施系统在布局安装和线路连接后都应在第一时间进行检查，检查的目的是为了避免通电后造成电气事故。检查的方法是先检查线路中有没有不同电压等级的线路混联，然后再测试线路中是否有短路现象，按照原理图检查是否存在线路错接现象。一切检查完毕就可以通电测量了。系统断电检查方法1.

知识链接3系统检查与测试方法项目实施系统通电测量方法2.系统检查无误后即可通电测试，上电要逐步进行，遵循先控制电路上电，再主电路上电的原则。避免因电路连接的错误而导致设备损坏或发生不必要的人身安全事故。系统安全上电后，要注意变频器和可编程控制器的状态指示。电气系统测试正常后，可对气动控制系统进行测试，先利用手动控制进行测试，再通过电气信号的强制，观察气动控制元件和气动执行元件的动作。项目实施实训模块1产品自动分选系统变频器参数设置任务三编程、调试与运行项目实施填写电动机铭牌数据1.根据变频器参数设置流程进行变频器的参数设置，变频器参数设置流程如图12所示。变频器参数设置2.项目实施图12变频器参数设置流程实训模块2产品自动分选系统PLC程序下载项目实施PC/PPI电缆的功能测试1.（1）运行桌面STEP7MicroWIN，进入编程环境。（2）打开项目1用户程序。（3）进行计算机与PLC的通信连接。填写工作日志。项目实施S7-200PLC用户程序的下载1.（1）点击软件界面中程序下载的快捷按钮，进行程序下载。（2）点击软件界面中监控快捷按钮，进入实时监控状态。（3）模拟操作PLC输入信号，观察监控现象。（4）强制PLC输出信号，观察变频器运行情况。填写工作日志。通过PLC编程软件将用户程序下载到S7-200PLC中，接通PLC的供电电源，连接通信数据线。双击桌面STEP7MicroWIN运行图标，进入软件界面，打开项目1用户程序，如图13所示。PC/PPI电缆测试方法1.

知识链接S7-200PLC程序调试方法项目实施图13S7-200PLC的编程界面项目实施双击图13中左侧指令树中的“通信”项，弹出通信对话框，如图14所示。双击通信对话框中的“双击刷新”，系统自动进行连接，同时显示已连接的PLC型号。图14S7-200PLC的通信对话框项目实施项目实施PLC用户程序的下载方法2.通过PLC编程软件将用户程序下载到S7-200PLC中，连接计算机和P