高级电工考核资料 动力头及PLC实操题解

高级电工考核资料动力头及PLC实操题解一、动力头概述动力头是一种能够为机床提供动力的部件，它通常包含电机、传动装置以及主轴等部分。在工业生产中，动力头被广泛应用于各种自动化加工设备中，如钻孔机、铣削机等，它能够实现高效、精确的加工操作。

动力头的工作原理基于电机的驱动，电机通过传动装置将动力传递给主轴，使主轴带动刀具进行旋转，从而对工件进行加工。动力头的性能指标包括转速、扭矩、功率等，这些指标直接影响着加工的质量和效率。

二、动力头常见故障及维修（一）动力头无法启动1.故障原因电源故障：检查动力头的供电线路是否正常，电压是否符合要求。电机故障：电机可能出现绕组短路、断路、接地等问题。控制电路故障：如接触器损坏、继电器故障、控制线路断路等。2.维修方法检查电源：使用万用表测量电源电压，确保电压在规定范围内。检查供电线路是否有断路、短路现象，如有问题进行修复。检测电机：使用绝缘电阻表测量电机绕组的绝缘电阻，判断是否存在接地故障。使用万用表测量电机绕组的电阻值，判断是否有短路或断路情况。若电机故障，可根据具体情况进行绕组修复或更换电机。排查控制电路：检查接触器、继电器的线圈是否有电压，触点是否良好。检查控制线路是否有断路、短路现象，如有问题进行修复。

（二）动力头转速异常1.故障原因传动带松动或磨损：传动带松动会导致动力传递不足，转速下降；磨损严重则会出现打滑现象，影响转速稳定性。变速机构故障：如齿轮磨损、换挡机构失灵等，导致无法实现正确的变速。电机转速不稳定：电机本身性能下降或供电电压波动等原因，使电机转速不稳定，从而影响动力头转速。2.维修方法调整传动带：检查传动带的张紧度，适当调整张紧轮，使传动带张紧适度。如有磨损严重的传动带，及时更换。检修变速机构：检查齿轮的磨损情况，如有磨损严重的齿轮，进行更换。修复换挡机构的故障，确保能够正常换挡。检查电机：测量电机的供电电压，确保电压稳定。检查电机的性能，如有必要，对电机进行维修或更换。

（三）动力头振动过大1.故障原因安装不牢固：动力头安装时固定螺栓松动，或者安装基础不平整，导致运行时振动过大。主轴磨损或弯曲：主轴长期使用可能出现磨损或弯曲变形，引起振动。刀具磨损或安装不当：刀具磨损严重或安装不平衡，会导致切削力不均匀，引起动力头振动。2.维修方法紧固安装螺栓：检查动力头的安装螺栓，如有松动，使用扳手紧固。对安装基础进行检查和调整，使其保持平整。修复或更换主轴：测量主轴的磨损情况和直线度，如磨损严重或弯曲变形超过规定值，进行修复或更换主轴。检查刀具：更换磨损严重的刀具，重新正确安装刀具，确保刀具安装平衡，切削力均匀。

三、PLC基础知识（一）PLC的定义与组成1.定义可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。2.组成中央处理单元（CPU）：是PLC的核心部件，它负责执行用户程序、进行逻辑运算、数据处理等任务。存储器：包括系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器存储PLC运行所需的系统程序，用户程序存储器用于存储用户编写的控制程序。输入输出接口：用于连接外部设备，如传感器、执行器等。输入接口将外部信号转换为PLC内部能够处理的数字信号，输出接口则将PLC的控制信号转换为外部设备能够接受的信号。电源模块：为PLC提供工作电源，一般有直流电源和交流电源两种类型。

（二）PLC的编程语言1.梯形图语言梯形图是PLC最常用的编程语言之一，它类似于电气控制系统中的继电器控制电路图，由触点、线圈和指令盒等组成。梯形图形象直观，容易理解，适合电气技术人员使用。2.指令语句表语言指令语句表是一种助记符语言，它将PLC的各种操作指令用助记符表示，按照程序执行的顺序依次排列。指令语句表适合熟悉计算机编程语言的人员使用。3.功能块图语言功能块图语言采用类似于数字逻辑电路中的逻辑门符号来表示PLC的各种功能，具有直观、简洁的特点，适合用于描述数字逻辑控制功能。

四、动力头与PLC结合的控制实例（一）控制要求1.动力头的启动、停止由PLC控制，通过按钮实现。2.动力头的转速分为高速、中速、低速三档，可通过PLC程序进行切换，切换过程应平稳。3.动力头在运行过程中，如出现过载情况，PLC应能及时检测到并使动力头停止运行，同时发出报警信号。

（二）I/O分配1.输入信号启动按钮SB1：接输入点I0.0停止按钮SB2：接输入点I0.1高速档按钮SB3：接输入点I0.2中速档按钮SB4：接输入点I0.3低速档按钮SB5：接输入点I0.4过载保护信号K：接输入点I0.52.输出信号动力头电机接触器KM：接输出点Q0.0高速档指示灯HL1：接输出点Q0.1中速档指示灯HL2：接输出点Q0.2低速档指示灯HL3：接输出点Q0.3过载报警指示灯HL4：接输出点Q0.4

（三）梯形图程序```//网络1：初始化LDSM0.1MOVB0,QB0

//网络2：启动控制LDI0.0OQ0.0ANI0.1OLDALD=Q0.0

//网络3：高速档控制LDI0.2ANQ0.0ANI0.5=Q0.1MOVB1,SMB67//高速档速度设定值（假设通过SMB67控制变频器速度）MOVB16F3,SMB72//高速档运行模式等参数设置

//网络4：中速档控制LDI0.3ANQ0.0ANI0.5=Q0.2MOVB2,SMB67//中速档速度设定值MOVB16F3,SMB72

//网络5：低速档控制LDI0.4ANQ0.0ANI0.5=Q0.3MOVB3,SMB67//低速档速度设定值MOVB16F3,SMB72

//网络6：过载保护LDI0.5ANQ0.0=Q0.4RQ0.0,1//过载时停止动力头电机```

（四）程序说明1.初始化程序：在PLC上电时，将输出端口Q0.0Q0.4清零，确保初始状态下动力头停止，指示灯熄灭。2.启动控制程序：当按下启动按钮SB1且未按下停止按钮SB2时，动力头电机接触器KM得电，动力头启动运行。3.速度切换程序：按下高速档按钮SB3、中速档按钮SB4或低速档按钮SB5时，相应的指示灯点亮，同时根据所选档位设置变频器的速度设定值等参数，实现动力头转速的平稳切换。4.过载保护程序：当检测到过载保护信号K时，过载报警指示灯HL4点亮，同时停止动力头电机运行，以保护设备安全。

五、实操注意事项1.在进行动力头维修操作时，必须先切断电源，确保安全。在带电状态下进行操作可能会导致触电事故。2.检测电机绝缘电阻时，要使用合适的绝缘电阻表，并按照正确的操作方法进行测量，避免误判。3.在编写PLC程序时，要仔细核对I/O分配，确保程序逻辑正确。程序编写完成后，应进行模拟调试，检查是否满足控制要求。4.在进行动力头与PLC连接时，要注意接线的正确性和牢固性。避免因接线