一种机床电气故障维修和用plc技改的教学实训装置的制作方法
专利名称：一种机床电气故障维修和用plc技改的教学实训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学仪器设备技术领域，涉及一种机床电气故障维修和用PLC技 改的教学实训装置，特别涉及一种用于学生对继电控制系统进行故障维修和利用PLC进行 技术改造的教学实训装置。
背景技术：
继电控制系统的维修和用先进PLC控制器对继电控制系统进行技术改造是院校 电气自动化技术等专业必须掌握的核心技能，也是中、高级维修电工鉴定的核心内容之一。目前市场上用于培养同学设备电气维修的实训装置主要是各种通用机床电气控 制故障维修台，Z3040摇臂钻床其控制集机、电、液压于一体，它涉及的电器较多，控制电路 相对复杂，是通用机床电路系统的典型代表，因此用Z3040摇臂钻床作为电气故障实训装 置能较好地训练同学故障诊断能力。但是，Z3040摇臂钻床内部有一套液压操纵系统，其作用之一是对摇臂钻床各运动 部分进行夹紧和放松，这套液压操纵系统体积大、结构复杂，但它与电气控制系统的关联度 不是很大。Z3040摇臂钻床电气故障实训装置主要用于同学们对继电控制系统的故障分析 和排除训练，并不涉及对液压系统的故障分析，通常做法是直接取消液压操纵系统，改用电 气控制模块，如台州职业技术学院2009年申请的中国专利(ZL200920311511. X)所公开的 “一种可用于技术改造和故障维修训练的电气实训装置”，本申请是在此基础上的改进。该 电气实训装置存在两个缺陷第一个缺陷是技术改造和故障维修训练的两个切换电路复杂；第二个缺陷是电机 在运转时需要手动控制其停止运转，局部操作麻烦且与实际的Z3040摇臂钻床不符合。
发明内容本实用新型针对现有技术存在上述的问题，提出了一种机床电气故障维修和用 PLC技改的教学实训装置，该装置具有操作性好、利用率高、教学效果佳和电路切换方便等 特点。本实用新型通过下列技术方案来实现一种机床电气故障维修和用PLC技改的教 学实训装置，包括一教学面板，在教学面板的正面设置若干个信号灯、电机和多种指令控制 器，其特征在于，在教学面板的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路和用PLC 控制器模拟液压操纵系统的PLC技改电路，上述的信号灯、电机和指令控制器分别连接于 继电器控制电路和PLC技改电路上，在教学面板的正面设置一切换开关SA2，在教学面板下 方设有电源，切换开关SA2的输入端与电源连接，切换开关SA2两输出端分别接于继电器控 制电路和PLC技改电路。在进行教学任务时，切换开关SA2可以接通继电器控制电路，也可以接通PLC技改 电路，在教学面板上按下各种指令控制器，通过继电器控制电路或者PLC技改电路来控制 信号灯亮灭或者电机的运转，通过信号灯的亮灭和电机的运转来判断Z3040摇臂钻床是否存在电气故障。在进行故障维修时，将切换开关SA2接通继电器控制电路，老师在继电器控 制电路上设置故障，学生通过教学面板上的信号灯和电机来判断故障的原因，并可到教学 面板的后面实际动手维修。在进行技术改造时，切换开关SA2接通PLC技改电路，学生设计 PLC控制电路，并到教学面板背面进行实际操作。由于直接在电源上切换电路，结构简单。在上述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置中，所述的继电器控制 电路包括端子排、空气开关QF、熔断器FU、热继电器FR、中间继电器KA、接触器KM和延时继 电器KT，还包括一微型PLC控制器，用于在得到信号后控制电机停止转动。在继电器控制电 路中再设置一个微型PLC控制器，通过微型PLC控制器控制电机停止运转，方便了操作。在上述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置中，所述的PLC技改电 路包括上下两个端子排、空气开关QF、熔断器FU、热继电器FR和PLC控制器，上述的信号 灯、电机和指令控制器分别连接于上端子排上，PLC控制器连接于下端子排上，且PLC控制 器与热继电器FR连接，热继电器FR的开关触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端 子排上，上端子排和下端子排之间通过导线连接，PLC控制器用于接收指令控制器并对信号 灯和电机发出控制指令。与现有技术相比，本实用新型可以清晰的看到装置的电气工作情况，视觉冲击性 强，趣味性性好，采用切换开关SA2来选择电气故障维修状态和用PLC技术改造状态，操作 方便，利用率高、教学效果佳，且通过选择与继电器控制电路或者PLC技改电路接通电源的 方式来进行切换，结构简化，电路切换方便，可靠性好。另外通过微型PLC控制器控制电机 停止运转，方便了操作。
图1是本实用新型正面的结构示意图。图2是本实用新型背面的电路原理图。图中，1、教学面板；2、图案；3、信号灯；4、电机；5、指令控制器；6、电源；7、继电器 控制电路；8、PLC技改电路；9、端子排；10、微型PLC控制器；IUPLC控制器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1所示，本机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，包括一教学面板 1，教学面板1的正面设置Z3040摇臂钻床的图案2，在教学面板1的正面设置若干个信号 灯3、电机4和多种指令控制器5，指令控制器5分别为行程开关SQl-I、SQ1-2、SQ2、SQ3和 SQ4，电源组合开关QS1、冷却泵电动机组合开关QS2，按钮SBO、SB1、SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、 SB6和SB7，信号灯3分别为控制电路电源信号灯HL1、主轴起动信号灯HL2、摇臂上升信号 灯HL3、摇臂下降信号灯HL4、主轴箱立柱放松信号灯HL5和主轴箱立柱夹紧信号灯HL6，照 明灯开关SA1，电机4为立柱电机Ml、主轴电机M2、液压电机M3和冷却泵电机M4，信号灯、 电机4和多种指令控制器5固定在图案2的相应上，用于模拟^040摇臂钻床，其位置与真 实的^3040摇臂钻床的安装位置相同或者相近，这样可以最大限度地模拟了真实^3040摇 臂钻床的外形。[0017]如图2所示，在教学面板1的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路 7和用PLC控制器模拟液压操纵系统的PLC技改电路8，信号灯3、电机4和指令控制器5 分别连接于继电器控制电路7和PLC技改电路8上。在教学面板1的正面设置一切换开关 SA2，在教学面板1下方设有电源6，切换开关SA2的输入端与电源6连接，切换开关SA2两 输出端分别接于继电器控制电路7和PLC技改电路8。继电器控制电路7包括端子排9、空气开关QF、多个熔断器FU、两个热继电器FRl 和FR2、中间继电器KA、接触器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5和延时继电器KT，还包括一微型 PLC控制器，用于在得到信号后控制电机4停止转动。信号灯3、电机4和指令控制器5通过 导线连到上端子排9，在继电器控制电路7中再设置一个微型PLC控制器10，通过微型PLC 控制器控制电机4停止运转，方便了操作。PLC技改电路8包括上下两个端子排9、空气开关QF、多个熔断器FU、热继电器 FRUFR2和PLC控制器11，信号灯3、电机4和指令控制器5分别连接于上端子排9上，PLC 控制器11连接于下端子排9上，且PLC控制器11与热继电器FR连接，热继电器FR的开关 触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端子排9上，上端子排9和下端子排9之间通 过导线连接，PLC控制器11用于接收指令控制器5并对信号灯3和电机4发出控制指令。在进行教学任务时，切换开关SA2可以接通继电器控制电路7，也可以接通PLC技 改电路8，在教学面板1上按下各种指令控制器5，通过继电器控制电路7或者PLC技改电 路8来控制信号灯3亮灭或者电机4的运转，通过信号灯3的亮灭和电机4的运转来判断 Z3040摇臂钻床是否存在电气故障。在进行故障维修时，将切换开关SA2接通继电器控制 电路7，老师在继电器控制电路7上设置故障，学生通过教学面板1上的信号灯3和电机4 来判断故障的原因，并可到教学面板1的后面实际动手维修。在进行技术改造时，切换开关 SA2接通PLC技改电路8，学生设计PLC控制电路，并到教学面板1背面进行实际操作。由 于直接在电源6上切换电路，结构简单。
权利要求1.一种机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，包括一教学面板(1)，在教学 面板⑴的正面设置若干个信号灯(3)、电机⑷和多种指令控制器(5)，其特征在于，在教 学面板⑴的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路(7)和用PLC控制器模拟 液压操纵系统的PLC技改电路(8)，上述的信号灯(3)、电机(4)和指令控制器(5)分别连 接于继电器控制电路(7)和PLC技改电路(8)上，在教学面板(1)的正面设置一切换开关 SA2，在教学面板(1)下方设有电源(6)，切换开关SA2的输入端与电源(6)连接，切换开关 SA2两输出端分别接于继电器控制电路(7)和PLC技改电路(8)。
2.根据权利要求1所述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，其特征在 于，所述的继电器控制电路(7)包括端子排(9)、空气开关(^、熔断器？队热继电器？1 、中间 继电器KA、接触器KM和延时继电器KT，还包括一微型PLC控制器(10)，用于在得到信号后 控制电机⑷停止转动。
3.根据权利要求2所述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，其特征在 于，所述的PLC技改电路(8)包括上下两个端子排(9)、空气开关(^、熔断器？队热继电器 FR和PLC控制器(11)，上述的信号灯(3)、电机(4)和指令控制器(5)分别连接于上端子 排(9)上，PLC控制器(11)连接于下端子排(9)上，且PLC控制器(11)与热继电器FR连 接，热继电器FR的开关触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端子排(9)上，上端子 排(9)和下端子排(9)之间通过导线连接，PLC控制器(11)用于接收指令控制器(5)并对 信号灯⑶和电机⑷发出控制指令。
专利摘要本实用新型提供了一种机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，属于教学仪器设备技术领域。它解决了现有的电气实训装置存在切换电路复杂和局部操作不便的问题。本教学实训装置包括一教学面板，在教学面板的正面设置若干个信号灯、电机和多种指令控制器，在教学面板的背面设置继电器控制电路和PLC技改电路，信号灯、电机和指令控制器分别连接于继电器控制电路和PLC技改电路上，在教学面板的正面设置一切换开关SA2，在教学面板下方设有电源，切换开关SA2的输入端与电源连接，切换开关SA2两输出端分别接于继电器控制电路和PLC技改电路。该装置具有操作性好、利用率高、教学效果佳和电路切换方便等特点。
文档编号G09B25/02GK201927265SQ20102060314
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者周宇超, 徐锋, 王楠, 罗帆, 龚洁 申请人:台州职业技术学院
技术领域：
本实用新型属于教学仪器设备技术领域，涉及一种机床电气故障维修和用PLC技 改的教学实训装置，特别涉及一种用于学生对继电控制系统进行故障维修和利用PLC进行 技术改造的教学实训装置。
背景技术：
继电控制系统的维修和用先进PLC控制器对继电控制系统进行技术改造是院校 电气自动化技术等专业必须掌握的核心技能，也是中、高级维修电工鉴定的核心内容之一。目前市场上用于培养同学设备电气维修的实训装置主要是各种通用机床电气控 制故障维修台，Z3040摇臂钻床其控制集机、电、液压于一体，它涉及的电器较多，控制电路 相对复杂，是通用机床电路系统的典型代表，因此用Z3040摇臂钻床作为电气故障实训装 置能较好地训练同学故障诊断能力。但是，Z3040摇臂钻床内部有一套液压操纵系统，其作用之一是对摇臂钻床各运动 部分进行夹紧和放松，这套液压操纵系统体积大、结构复杂，但它与电气控制系统的关联度 不是很大。Z3040摇臂钻床电气故障实训装置主要用于同学们对继电控制系统的故障分析 和排除训练，并不涉及对液压系统的故障分析，通常做法是直接取消液压操纵系统，改用电 气控制模块，如台州职业技术学院2009年申请的中国专利(ZL200920311511. X)所公开的 “一种可用于技术改造和故障维修训练的电气实训装置”，本申请是在此基础上的改进。该 电气实训装置存在两个缺陷第一个缺陷是技术改造和故障维修训练的两个切换电路复杂；第二个缺陷是电机 在运转时需要手动控制其停止运转，局部操作麻烦且与实际的Z3040摇臂钻床不符合。
发明内容本实用新型针对现有技术存在上述的问题，提出了一种机床电气故障维修和用 PLC技改的教学实训装置，该装置具有操作性好、利用率高、教学效果佳和电路切换方便等 特点。本实用新型通过下列技术方案来实现一种机床电气故障维修和用PLC技改的教 学实训装置，包括一教学面板，在教学面板的正面设置若干个信号灯、电机和多种指令控制 器，其特征在于，在教学面板的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路和用PLC 控制器模拟液压操纵系统的PLC技改电路，上述的信号灯、电机和指令控制器分别连接于 继电器控制电路和PLC技改电路上，在教学面板的正面设置一切换开关SA2，在教学面板下 方设有电源，切换开关SA2的输入端与电源连接，切换开关SA2两输出端分别接于继电器控 制电路和PLC技改电路。在进行教学任务时，切换开关SA2可以接通继电器控制电路，也可以接通PLC技改 电路，在教学面板上按下各种指令控制器，通过继电器控制电路或者PLC技改电路来控制 信号灯亮灭或者电机的运转，通过信号灯的亮灭和电机的运转来判断Z3040摇臂钻床是否存在电气故障。在进行故障维修时，将切换开关SA2接通继电器控制电路，老师在继电器控 制电路上设置故障，学生通过教学面板上的信号灯和电机来判断故障的原因，并可到教学 面板的后面实际动手维修。在进行技术改造时，切换开关SA2接通PLC技改电路，学生设计 PLC控制电路，并到教学面板背面进行实际操作。由于直接在电源上切换电路，结构简单。在上述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置中，所述的继电器控制 电路包括端子排、空气开关QF、熔断器FU、热继电器FR、中间继电器KA、接触器KM和延时继 电器KT，还包括一微型PLC控制器，用于在得到信号后控制电机停止转动。在继电器控制电 路中再设置一个微型PLC控制器，通过微型PLC控制器控制电机停止运转，方便了操作。在上述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置中，所述的PLC技改电 路包括上下两个端子排、空气开关QF、熔断器FU、热继电器FR和PLC控制器，上述的信号 灯、电机和指令控制器分别连接于上端子排上，PLC控制器连接于下端子排上，且PLC控制 器与热继电器FR连接，热继电器FR的开关触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端 子排上，上端子排和下端子排之间通过导线连接，PLC控制器用于接收指令控制器并对信号 灯和电机发出控制指令。与现有技术相比，本实用新型可以清晰的看到装置的电气工作情况，视觉冲击性 强，趣味性性好，采用切换开关SA2来选择电气故障维修状态和用PLC技术改造状态，操作 方便，利用率高、教学效果佳，且通过选择与继电器控制电路或者PLC技改电路接通电源的 方式来进行切换，结构简化，电路切换方便，可靠性好。另外通过微型PLC控制器控制电机 停止运转，方便了操作。
图1是本实用新型正面的结构示意图。图2是本实用新型背面的电路原理图。图中，1、教学面板；2、图案；3、信号灯；4、电机；5、指令控制器；6、电源；7、继电器 控制电路；8、PLC技改电路；9、端子排；10、微型PLC控制器；IUPLC控制器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。如图1所示，本机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，包括一教学面板 1，教学面板1的正面设置Z3040摇臂钻床的图案2，在教学面板1的正面设置若干个信号 灯3、电机4和多种指令控制器5，指令控制器5分别为行程开关SQl-I、SQ1-2、SQ2、SQ3和 SQ4，电源组合开关QS1、冷却泵电动机组合开关QS2，按钮SBO、SB1、SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、 SB6和SB7，信号灯3分别为控制电路电源信号灯HL1、主轴起动信号灯HL2、摇臂上升信号 灯HL3、摇臂下降信号灯HL4、主轴箱立柱放松信号灯HL5和主轴箱立柱夹紧信号灯HL6，照 明灯开关SA1，电机4为立柱电机Ml、主轴电机M2、液压电机M3和冷却泵电机M4，信号灯、 电机4和多种指令控制器5固定在图案2的相应上，用于模拟^040摇臂钻床，其位置与真 实的^3040摇臂钻床的安装位置相同或者相近，这样可以最大限度地模拟了真实^3040摇 臂钻床的外形。[0017]如图2所示，在教学面板1的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路 7和用PLC控制器模拟液压操纵系统的PLC技改电路8，信号灯3、电机4和指令控制器5 分别连接于继电器控制电路7和PLC技改电路8上。在教学面板1的正面设置一切换开关 SA2，在教学面板1下方设有电源6，切换开关SA2的输入端与电源6连接，切换开关SA2两 输出端分别接于继电器控制电路7和PLC技改电路8。继电器控制电路7包括端子排9、空气开关QF、多个熔断器FU、两个热继电器FRl 和FR2、中间继电器KA、接触器KM1、KM2、KM3、KM4和KM5和延时继电器KT，还包括一微型 PLC控制器，用于在得到信号后控制电机4停止转动。信号灯3、电机4和指令控制器5通过 导线连到上端子排9，在继电器控制电路7中再设置一个微型PLC控制器10，通过微型PLC 控制器控制电机4停止运转，方便了操作。PLC技改电路8包括上下两个端子排9、空气开关QF、多个熔断器FU、热继电器 FRUFR2和PLC控制器11，信号灯3、电机4和指令控制器5分别连接于上端子排9上，PLC 控制器11连接于下端子排9上，且PLC控制器11与热继电器FR连接，热继电器FR的开关 触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端子排9上，上端子排9和下端子排9之间通 过导线连接，PLC控制器11用于接收指令控制器5并对信号灯3和电机4发出控制指令。在进行教学任务时，切换开关SA2可以接通继电器控制电路7，也可以接通PLC技 改电路8，在教学面板1上按下各种指令控制器5，通过继电器控制电路7或者PLC技改电 路8来控制信号灯3亮灭或者电机4的运转，通过信号灯3的亮灭和电机4的运转来判断 Z3040摇臂钻床是否存在电气故障。在进行故障维修时，将切换开关SA2接通继电器控制 电路7，老师在继电器控制电路7上设置故障，学生通过教学面板1上的信号灯3和电机4 来判断故障的原因，并可到教学面板1的后面实际动手维修。在进行技术改造时，切换开关 SA2接通PLC技改电路8，学生设计PLC控制电路，并到教学面板1背面进行实际操作。由 于直接在电源6上切换电路，结构简单。
权利要求1.一种机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，包括一教学面板(1)，在教学 面板⑴的正面设置若干个信号灯(3)、电机⑷和多种指令控制器(5)，其特征在于，在教 学面板⑴的背面设置用于模拟液压操纵系统的继电器控制电路(7)和用PLC控制器模拟 液压操纵系统的PLC技改电路(8)，上述的信号灯(3)、电机(4)和指令控制器(5)分别连 接于继电器控制电路(7)和PLC技改电路(8)上，在教学面板(1)的正面设置一切换开关 SA2，在教学面板(1)下方设有电源(6)，切换开关SA2的输入端与电源(6)连接，切换开关 SA2两输出端分别接于继电器控制电路(7)和PLC技改电路(8)。
2.根据权利要求1所述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，其特征在 于，所述的继电器控制电路(7)包括端子排(9)、空气开关(^、熔断器？队热继电器？1 、中间 继电器KA、接触器KM和延时继电器KT，还包括一微型PLC控制器(10)，用于在得到信号后 控制电机⑷停止转动。
3.根据权利要求2所述的机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，其特征在 于，所述的PLC技改电路(8)包括上下两个端子排(9)、空气开关(^、熔断器？队热继电器 FR和PLC控制器(11)，上述的信号灯(3)、电机(4)和指令控制器(5)分别连接于上端子 排(9)上，PLC控制器(11)连接于下端子排(9)上，且PLC控制器(11)与热继电器FR连 接，热继电器FR的开关触点通过熔断器FU和空气开关QF连接于下端子排(9)上，上端子 排(9)和下端子排(9)之间通过导线连接，PLC控制器(11)用于接收指令控制器(5)并对 信号灯⑶和电机⑷发出控制指令。
专利摘要本实用新型提供了一种机床电气故障维修和用PLC技改的教学实训装置，属于教学仪器设备技术领域。它解决了现有的电气实训装置存在切换电路复杂和局部操作不便的问题。本教学实训装置包括一教学面板，在教学面板的正面设置若干个信号灯、电机和多种指令控制器，在教学面板的背面设置继电器控制电路和PLC技改电路，信号灯、电机和指令控制器分别连接于继电器控制电路和PLC技改电路上，在教学面板的正面设置一切换开关SA2，在教学面板下方设有电源，切换开关SA2的输入端与电源连接，切换开关SA2两输出端分别接于继电器控制电路和PLC技改电路。该装置具有操作性好、利用率高、教学效果佳和电路切换方便等特点。
文档编号G09B25/02GK201927265SQ20102060314
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者周宇超, 徐锋, 王楠, 罗帆, 龚洁 申请人:台州职业技术学院
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