第一篇：電氣控制與PLC教案

第四章

常用電器

本章教學(xué)要求:

1、了解常用照明燈具的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程，會新型節(jié)能電光源的安裝使用。

2、會安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。

3、理解單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作過程及計算。

4、了解單相變壓器的外特性、損耗及效率。5．了解特殊變壓器的基本結(jié)構(gòu)、使用方法和用途。

6．了解常用抵押電器的種類、基本結(jié)構(gòu)及用途，會根據(jù)工作場所合理選用。

重點：

安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作過程及計算。難點：

單相變壓器的特性。教學(xué)方法：

講授法、講練結(jié)合、啟發(fā)法并輔以電路仿真軟件。組織教學(xué)：

查出勤，板書本次課重點、難點，通過PPT及電路仿真軟件演示。知識回顧：回顧初中部分電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路 導(dǎo)入新課: 通過PPT介紹照明設(shè)備

§4-1 照明燈具

目的與要求

1.了解常用照明燈具的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程，會新型節(jié)能電光源的安裝使用。

2.認(rèn)識照明電路的安裝的程序、要領(lǐng)和工藝要求，學(xué)會安裝照明電路。3.初步學(xué)會用萬用電表檢驗電路。

4.會安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。

重點與難點 重點

1.照明電路的安裝。2.萬用電表的使用。

難點

1.開關(guān)的安裝。

2.用萬用電表檢驗電路。

教學(xué)方法

講授法,列舉法,啟發(fā)法并輔以電路仿真軟件

教具

多媒體、仿真軟件

小結(jié)

照明電路是電工知識中的基礎(chǔ)點，它是我們對電路由簡至繁學(xué)習(xí)以后復(fù)雜電路的一個重要開端。布置作業(yè)

習(xí)題冊 知識梳理

一、常用照明方式

1、一般照明——無特殊要求，為整個被照場所而設(shè)置的照明。

2、局部照明——局限于某一工作部位的照明。

3、混合照明——由一般照明和局部照明共同組成的照明稱混合照明

二、常用照明燈具

白熾燈、熒光燈、鹵鎢燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、節(jié)能燈等

三、熒光燈電路

1、熒光燈的組成：燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器、燈座燈架等組成。

2、熒光燈電路圖：

3、工作原理：輝光放電→熱電子發(fā)射→產(chǎn)生高壓電→熒光燈點亮

四、雙控白熾燈電路

§4-2 變壓器

目的與要求

1．了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。

2．掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間關(guān)系。3．掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題。

重點與難點 重點

變壓器工作原理及工作規(guī)律。

難點

1.通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系。2.通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題。

教學(xué)方法

講授法,列舉法,啟發(fā)法，實物與實驗演示。

教具

PPT,小型變壓器模型。小結(jié)

變壓器是我們電氣控制中重要的一環(huán)，是電能轉(zhuǎn)換的一個基本電器，對它的學(xué)習(xí)中，既回顧了電磁感應(yīng)知識，也是我們學(xué)習(xí)電氣控制的一個重要開端。布置作業(yè)

習(xí)題冊 知識梳理

一、變壓器的作用

1、主要功能是改變交流電壓的大小。

2、改變電流、變換阻抗等。

二、變壓器的結(jié)構(gòu)

1、主要組成部分：鐵心和繞組

鐵心：變壓器的磁路通道，同時也是變壓器的骨架。為了減小渦流和磁滯損耗，鐵心通常由磁導(dǎo)率較高又相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成。繞組：變壓器的電路部分。由絕緣良好的漆包線或紗包線繞制而成。工作時與電源相連的繞組稱為一次繞組，與負(fù)載相連的線圈稱為二次繞組。

2、變壓器符號：

3、變壓器分類：按繞組和鐵心的安裝位置不同，分為心式和殼式兩種。（如課本圖5-3所示）

三、變壓器工作原理

1、變壓原理：

U1E1N1??U2E2N2理想變壓器一次、二次繞組端電壓之比等于繞組的匝數(shù)比。

2、變流原理：

I1U2N2??I2U1N1變壓器工作時，一次、二次繞組中的電流跟匝數(shù)成反比。

3、變換阻抗原理:

如圖把帶負(fù)載的變壓器看成是一個新的負(fù)載，并用R′L表示，則有

R′L =(N1/N2)RL(因為I1 R′L = I2 RL ；I1/I2=N2/N1)R′L是RL在變壓器一次側(cè)中的交流等效電阻。

四、常用變壓器

1、三相變壓器：有三相干式變壓器和三相油浸式變壓器

2、電焊變壓器:

3、互感器和鉗形電流表2

2§4-3 常用低壓電器

目的與要求

1.掌握電器相關(guān)的基本概念。2.掌握幾種常用低壓電器。

重點與難點

重點

1.各類低壓電器的的基本種類、基本結(jié)構(gòu)、作用及用途。2.各類低壓電器的選用。

難點

各類低壓電器的基本結(jié)構(gòu)及特性

教學(xué)方法

講授法,列舉法,啟發(fā)法，實物演示或PPT演示。

教具

多媒體、常用電器類實物。

小結(jié)

常用低壓電器是我們組成控制電路的重要一環(huán)，是我們學(xué)習(xí)控制電路的基礎(chǔ)，通過對低壓電器特性的分析，我們能夠方便地學(xué)習(xí)控制電路的基本特性。布置作業(yè) 知識梳理

一、概述 電器

1、定義：電器對電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護的作用，在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。

2、學(xué)習(xí)掌握電器的原因：繼電器、接觸器等工業(yè)電器為基礎(chǔ)的電氣控制技術(shù)具有相當(dāng)重要的地位；掌握繼電接觸器控制技術(shù)也是學(xué)習(xí)和掌握PLC應(yīng)用技術(shù)所必需的基礎(chǔ)。分類

按工作電壓：高壓、低壓。按動作原理：手動、自動。

按用途：控制、配電、主令、保護、執(zhí)行。

二、接觸器

結(jié)構(gòu)和工作原理

1、結(jié)構(gòu)：一般由電磁機構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構(gòu)、支架與底座等幾部分組成。

2、工作原理：根據(jù)電磁原理工作：當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉

合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下降放，使觸點復(fù)原，即常開觸點斷開，常閉觸點閉合。分類及特點

1、交流接觸器：交流接觸器線圈通以交流電，主觸點接通、切斷交流主電路。

2、直流接觸器：直流接觸器線圈通以直流電流，主觸點接通、切斷直流主電路。主要技術(shù)參數(shù)：線圈電壓、主觸點額定電流、主觸點額定電壓、輔助觸點額定電流、輔助觸點對數(shù)、接觸器極數(shù)以及接觸器的機械壽命和電壽命等。選擇原則：

1、接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致，控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。

2、主觸點的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。

3、主觸點的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。

4、接觸器主觸點的額完工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實際使用條件不同時，這個電流值也將隨之改變。

5、吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85％及以上時應(yīng)能可靠地吸合。

6、主觸點和輔助觸點的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要。三．繼電器

繼電器特性及其分類

1、原理：主要用于控制與保護電路中作信號轉(zhuǎn)換用。具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出電路（又稱執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時繼電器動作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。

2、分類：常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計數(shù)、頻率繼電器等等。

3、特性：繼電特性曲線。

4、參數(shù)：返回系數(shù)、吸合時間、釋放時間。電壓、電流繼電器

過電流繼電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器。中間繼電器與固態(tài)繼電器

1、中間繼電器：當(dāng)電壓或電流繼電器觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時中間繼電器被當(dāng)作一級放大器用；當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點數(shù)量不夠時，可利用中間繼電器來切換多條控制電路。

2、固態(tài)繼電器：由固體半導(dǎo)體元件組成的無觸點開關(guān)器件；4端有源器件； 時間繼電器

1、原理：感應(yīng)元件接受外界信號后，經(jīng)過設(shè)定的延時時間才使執(zhí)行部分動作的繼電器。

2、按延時方式分類：通電延時型、斷電延時型和帶瞬動觸點的通電（或斷電）延時型繼電器。

3、按工作原理分類：空氣阻尼式、電動式和電子式等。

4、觸點類型：常開延時閉合觸點、常閉延時斷開觸點、常開延時斷開觸點和常閉延時閉合觸點4類。熱繼電器

1、定義：專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，以防止電動機過

熱而燒毀的保護電器。

2、組成：雙金屬片、加熱元件、動作機構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動復(fù)位裝置等組成。

3、原理

4、參數(shù)：熱繼電器額定電流、相數(shù)、熱元件額定電流、整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。速度繼電器

1、作用：用于轉(zhuǎn)速的檢測，常用在三相交流異步電動機反接制動轉(zhuǎn)速過零時，自動切除反相序電源。

2、組成：轉(zhuǎn)子、圓環(huán)（籠型空心繞組）和觸點三部分組成。

3、原理

四．熔斷器

作用：供電電路和電氣設(shè)備的短路保護。

組成：由熔體和安裝熔體的外殼兩部分組成。

原理：通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而切斷電路，從而保護了電路和設(shè)備。特性：保護特性曲線 選擇

五、低壓隔離器

作用：在電源切除后，將電路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。類型：低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。

六、低壓斷路器

作用：用來分配電能，不頻繁地起動異步電動機，對電源電路及電動機等實行保護。功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過電流、欠電壓、熱繼電器等的組合。

組成：主要由觸點和滅弧裝置、各種可供選擇的脫扣器與操作機構(gòu)、自由脫扣機構(gòu)三部分組成。

參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄芰Φ取?/p>

七、主令電器 概述

1、定義：用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。

2、類型：按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。按鈕

1、結(jié)構(gòu)組成：常閉觸點、常開觸點、橋式觸點、彈簧、按鈕帽。

2、顏色規(guī)定

3、結(jié)構(gòu)型式 行程開關(guān)

1、作用：用于檢測工作機械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短。

2、分類：

按外殼防護形式：開啟式、防護式及防塵式； 按動作速度：瞬動和慢動（蠕動）； 按復(fù)位方式：自動復(fù)位和非自動復(fù)位； 按接線方式：螺釘式、焊接式及插入式； 按操作形式：直桿式（柱塞式）、直桿滾輪式（滾輪柱塞式）、轉(zhuǎn)臂式、方向式、叉式、鉸鏈杠桿式等；

按用途：一般用途行程開關(guān)、起重設(shè)備用行程開關(guān)及微動開關(guān)等。接近開關(guān)

1、原理：非接觸式的檢測裝置，當(dāng)運動著的物體接近它到一定距離時，它就能發(fā)出信號，從而進行相應(yīng)的操作。

2、分類：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、電容型、超聲波型等。

3、參數(shù)：動作距離、重復(fù)精度、操作頻率及復(fù)位行程等。光電開關(guān)

1、原理：通過光的發(fā)射和接收實現(xiàn)非接觸式位置檢測裝置。

2、分類：對射式和反射式。凸輪控制器

1、作用：用于起重設(shè)備和其他電力拖動裝置，以控制電動機的起動、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動。

2、結(jié)構(gòu)組成：主要由手柄、定位機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、凸輪和觸點組成。

3、原理：轉(zhuǎn)動手柄時，轉(zhuǎn)軸帶動凸輪一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到某一位置時，凸輪頂動滾子，克服彈簧壓力使動觸點順時針方向轉(zhuǎn)動，脫離靜觸點而分?jǐn)嚯娐贰Ｔ谵D(zhuǎn)軸上疊裝不同形狀的凸輪，可以使若干個觸點組按規(guī)定的順序接通或分?jǐn)唷Ｖ髁羁刂破?/p>

1、作用：由主令控制器的觸點來控制接觸器，再由接觸器來控制電動機。

2、結(jié)構(gòu)組成：與凸輪控制器相似，與控制屏相配合。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

1、作用及原理：由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的凸輪使其觸點按一定的次序接通和分?jǐn)啵苻D(zhuǎn)換多種和多數(shù)量的電氣控制電路。

2、轉(zhuǎn)換開關(guān)定位特征

3、轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖

第二篇：《電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)》 總結(jié)

1第一章

1.低壓電器：指使用在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的的電路中，根據(jù)外界施加的信號和要求，通過手動或自動方式，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電器。

2.低壓電器的分類：①按用途和控制對象不同，可分配電電器、控制電器。②按操作方式不同，可分為自動電器、手動電器。③按工作原理，可分非電量控制電器、電磁式電器。

3.短路環(huán)的作用：為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動和噪音。4.電器的基本結(jié)構(gòu)：檢測部分、執(zhí)行部分。

5.熔斷器結(jié)構(gòu)：主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。工作原理：熔斷器的熔體與被保護的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷；當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點時，熔體熔斷切斷電路，從而達(dá)到保護電路的目的。7.低壓斷路器：由觸點系統(tǒng)、操作機構(gòu)、保護元件三部分組成。過電流、過負(fù)載、失電壓、分勵脫扣器。其功能為：①過電流：與主電路串聯(lián)，當(dāng)發(fā)生短路時，過電流脫扣器的銜鐵被吸引使自動脫扣機構(gòu)動作。②過載：電路過載時，~元件產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬向上彎曲，推動自動脫扣器構(gòu)動作③失電壓：電路失壓時，~的銜鐵釋放，使~④分勵：用于遠(yuǎn)距離分?jǐn)嚯娐贰５诙?/p>

1.三相異步電動機制動控制電路：能耗制動控制、反接制動控制、機械制動控制。區(qū)別：能耗制動作用的效果與通入直流電流的大小和電動機轉(zhuǎn)速有關(guān)，在同樣的轉(zhuǎn)速下，電流越大，其制動時間越短；而反接制動是在電動機轉(zhuǎn)速接近零時，及時切斷交流電源，防止反向又起動。第五章

1.可編程序控制器基本組成：微處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口（I/O）、外圍設(shè)備、電源。2.可編程序控制器的工作原理：PLC執(zhí)行程序是以循環(huán)掃描方式進行的。掃描過程三階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。3.PLC控制與繼電器控制的區(qū)別：①元器件不同②工作方式不同③元件觸點數(shù)量不同④控制電路實施方式不同。4.PLC與單片機區(qū)別：①PLC是建立在單片機之上的產(chǎn)品，單片機是一種集成電路，兩者不具有可比性②單片機可以構(gòu)成各種應(yīng)有系統(tǒng)，PLC是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的特例③PLC具有互換性，而單片機應(yīng)有系統(tǒng)千差萬別。5.電氣制動是通過與驅(qū)使設(shè)備運動的運轉(zhuǎn)方式相反的電氣連接方式從而使設(shè)備達(dá)到加速停止的效果；機械制動則是通過物理力學(xué)方式抑制設(shè)備的現(xiàn)有運動。

第六章 1.CPU224型PLC結(jié)構(gòu)特點：有兩個 DC輸入點，兩個輸出點（DC和繼電器）。

第七章 1.基本邏輯指令：是指構(gòu)成基本邏輯運算功能指令的集合，包括基本位操作、置位/復(fù)位、邊沿觸發(fā)、定時、計數(shù)、比較等邏輯指令。

2.PLC常用的基本指令：位操作指令，梯形圖指令有觸點和線圈兩大類，觸點又分為常開和常閉兩種形式；語句表指令有與、或以及輸出等邏輯關(guān)系，位操作指令能夠?qū)崿F(xiàn)基本的位邏輯運算和控制。基本位操作指令操作數(shù)尋址范圍：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等。3.基本邏輯指令的語句表：由指令助記符和操作數(shù)兩部分組成，操作數(shù)由可以進行位操作的寄存器元件及地址組成。4.常用位操作指令助計符的定義如下所述：①LD（Load）：裝載指令，對應(yīng)梯形圖從左側(cè)母線開始，連接常開觸點。②LDN（Load Not）：裝載指令，對應(yīng)梯形圖從左側(cè)母線開始，連接常閉觸點。③A（And）：與操作指令，用于常開觸點的串聯(lián)。④AN（And Not）：與操作指令，用于常閉觸點的串聯(lián)。⑤O（Or）：或操作指令，用于常開觸點的并聯(lián)。⑥ON（Or Not）：或操作指令，用于常閉觸點的并聯(lián)。⑦=（Out）：置位指令，線圈輸出

5.置位/復(fù)位指令：①S（置位）：將從操作數(shù)的直接位地址（Bit）開始的N個邏輯位置1。②R（復(fù)位）：將從操作數(shù)的直接位地址（Bit）開始的N個邏輯位置0。6.定時器指令：可分為通電延時型（TON）、有記憶的通電延時型（保持型）（TONR）、斷電延時型（TOF）三種類型；按照時基標(biāo)準(zhǔn)，定時器可分為1ms、10ms、100ms三種類型。7.計數(shù)器指令：利用輸入脈沖上升沿累計脈沖個數(shù)，S7-200系列PLC有遞增計數(shù)（CTU）、增／減計數(shù)（CTUD）、遞減計數(shù)（CTD）等三類計數(shù)指令。

雙速電動機定于繞組接線圖

主軸電動機控制電路

第三篇：電氣控制與PLC知識總結(jié)

常用器件

接觸器

一 ：接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1、接觸器的作用

用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷髦骰芈坊虼笕萘靠刂齐娐贰Ｖ饕刂茖ο笫请妱訖C能遠(yuǎn)距離控制，具有欠（零）壓保護。

2、接觸器的結(jié)構(gòu)：

（1）電磁系統(tǒng)——電磁系統(tǒng)包括動鐵心（銜鐵）、靜鐵心和電磁線圈三部分，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸頭動作。

（2）觸頭系統(tǒng)——

a、觸頭又稱為觸點，是接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。

b、觸頭的分類：①按分為控制的電路分為：主觸頭——主觸頭用于接通或斷開主回路，允許通過較大的電流。輔助觸頭——輔助觸頭用于接通或斷開控制回路，只能通過較小的電流

②按其原始狀態(tài)分為：（線圈斷電后所有觸頭復(fù)位，即回復(fù)到原始狀態(tài)。）常開觸頭（動合觸點）——原始狀態(tài)時(即線圈未通電)斷開線圈通電后閉合的觸頭 常閉觸頭（動斷觸點）——原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸頭。

（3）滅弧裝置——觸頭在分段電流瞬間，觸頭間的氣隙中產(chǎn)生電弧，電弧的溫度能將觸頭燒損，并可能造成其他事故，因此，應(yīng)采用適當(dāng)措施迅速熄滅電弧。常采用滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。3 接觸器的工作原理

當(dāng)電磁線圈通電后，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的、當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原，即常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。4接觸器的圖形符號、文字符號

二 ： 交、直流接觸器的特點

接觸器按其主觸頭所控制主電路電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。①當(dāng)交變磁通穿過鐵心時，將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。為減少鐵損，鐵心用硅鋼片沖壓而成。為便于散熱，線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。為防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強烈振動和噪聲，交流接觸器鐵心端面上都安裝一個銅制的短路環(huán)。交流接觸器的滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。

②直流接觸器線圈通以直流電流，主觸頭接通、切斷直流主電路。

a直流接觸器鐵心中不產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。鐵心可用整塊鋼制成。為散熱良好，通常將線圍繞制成長而薄的圓筒狀。b

250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。c

直流接觸器滅弧較難，一般采用滅弧能力較強的磁吹滅弧裝置。繼電器

一、作用：用于控制和保護電路中，作信號轉(zhuǎn)換用

輸入電路：輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到一定值時繼電器動作。輸出電路：執(zhí)行元件接通或斷開控制回路。

繼電器種類①電流繼電器②時間繼電器③電壓繼電器④熱繼電器⑤中間繼電器⑥速度繼電器 中間繼電器

一、作用：是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯螅丛龃笥|頭容量）的繼電器。

二、常用的中間繼電器有JZ7系列——以JZ7－62為例：JZ為中間繼電器的代號，7為設(shè)計序號，有6對常開觸頭，2對常閉觸頭。

時間繼電

一、定義：是一種按照時間原則進行控制的繼電器。

二、分類

①空氣阻尼式時間繼電器——它由電磁機構(gòu)、工作觸頭及氣室三部分組成，它的延時是靠空氣的阻尼作用來實現(xiàn)的。②電動式時間繼電器 ③電子式時間繼電器

熱繼電器

一、定義 是專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，以防止電動機過熱而燒毀的保護電器。

l.熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.工作原理

雙金屬片作為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件加熱后因兩層金屬片伸長率不同而彎曲、加熱元件串接在電動機定子繞組中，在電動機正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量不會使觸點系統(tǒng)動作。當(dāng)電動機過載，流過熱元件的電流加大，經(jīng)過一定的時間，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導(dǎo)板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用其串接在接觸器線圈電路的常閉觸點來切斷線圈電流，使電動機主電路失電。故障排除后按手動復(fù)位按鈕，熱繼電器觸點復(fù)位，可以重新接通控制電路

熔斷器 ,1 工作原理

當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐罚瑥亩Ｗo了電路和設(shè)備。

繼電接觸控制系統(tǒng)的基本控制電路 過載保護——用熱繼電器FR作為過載保護的電器

當(dāng)電動機長時間過載，熱元件動作，熱繼電器的常閉觸點斷開控制電路，使接觸器線圈斷電釋放，其主觸頭斷開主電路，電動機停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)過載保護。欠壓和失壓保護——它是依靠接觸器自身的電磁機構(gòu)來實現(xiàn)的。條件是主電路與控制電路共用同一電源。3 點動控制線路

一、線路（a）：按下SB，KM線圈通電，電機啟動。手松 開按鈕SB時，接觸器KM線圈又?jǐn)嚯姡渲饔|點斷開，電機停止轉(zhuǎn)動

二、線路（b）是帶手動開關(guān)SA的點動控制線路。當(dāng)需要點動控制時，只要把開關(guān)SA斷開，由按鈕SB來進行點動控制。當(dāng)需要正常運行時，只要把開關(guān)SA合上，將KM的自鎖觸點接入即可實現(xiàn)連續(xù)控制。4 多地控制線路

1、在大型生產(chǎn)設(shè)備上，為使操作人員在不同方位均能進行起、停操作，常常要求組成多地控制線路。

2、原則：①多個起動按鈕并聯(lián)，② 多個停止按鈕串聯(lián)。

自耦變壓器降壓啟動的特點： 自耦變壓器繞組一般具有多個抽頭以獲得不同的變化。在獲得同樣大小的起動轉(zhuǎn)矩的前提下，自耦變壓器降壓起動從電網(wǎng)索取的電流要比定子串電阻降壓起動小得多，或者說，如果兩者要從電網(wǎng)索取同樣大小的起動電流，則采用自耦變壓器降壓起動的起動轉(zhuǎn)矩大。缺點：自耦變壓器價格較貴，而且不允許頻繁起動 5 反接制動控制線路

1）、控制原理①反接制動是利用改變電動機電源的相序，使定于繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。反接制動常采用轉(zhuǎn)速為變化參量進行控制。② 反接制動時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全電壓直接起動時電流的兩倍，因此反接制動特點之一是制動迅速，效果好，沖擊大，通常僅適適用于10kw以下的小容量電動機。為了減小沖擊電流，通常要求在電動機主電路中串接限流電阻。短路保護

1）

過流保護

一、電動機不正確地起動或負(fù)載轉(zhuǎn)距劇烈增加會引起電動機過電流運行。長時間過電流運行，可造成電動機損壞。

① 原則上，短路保護所用元件可以用作過電流保護，不過斷弧能力可以要求低些。②常用瞬時動作的過電流繼電器與接觸器配合起來作過電流保護，過電流繼電器作為測量元件，接觸器作為執(zhí)行元件斷開電路。

③籠型電動機起動電流很大，如果要使起動時過電流保護元件不動作，其整定值就要大于起動電流，那么一般的過電流就無法使之動作了。所以過電流保護一般只用在直流電動機和繞線式異步電動機上。整定過電流動作值一般為起動電流的1.2倍。2）

過載保護

一、電動機長期超載運行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命減少，嚴(yán)重時會使電機損壞。過載電流越大，達(dá)到允許溫升的時間就越短。常用的過載保護元件是熱繼電器。

二、由于熱慣性的原因，熱繼電器不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器作過載保護的同時，還必須設(shè)有短路保護。選作短路保護的熔斷器熔體的額定電流不應(yīng)超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。3）

零電壓、欠電壓保護

一、定義：電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時，電動機自行起動，可能使生產(chǎn)設(shè)備損壞，也可能造成人身事故。對供電系統(tǒng)電網(wǎng)來說，同時有許多電動機及其他用電設(shè)備自行起動也會引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。

1、零電壓保護——防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時電動機自行起動的保護叫做零電壓保護。

2、欠電壓保護——在電源電壓降到允許值以下時，需要采用保護措施，及時切斷電源，這就是欠電壓保護

3、在控制線路的主電路和控制電路由同一個電源供電時，具有電氣自鎖的接觸器兼有欠電壓和零電壓保護作用

4、在控制線路的主電路和控制電路不由同一個電源供電時，零壓、欠壓保護元件常用

5、欠壓繼電器：其線圈跨接在定子兩相電源線上，其常開觸頭串接在控制電動機的接觸器線圈的電路中。

典型機械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析

一

C650車床的電氣控制的要求 電氣控制電路分析

1、主軸電動機的控制

1）主軸正反轉(zhuǎn)控制

KM1、KM2控制主軸電動機正反轉(zhuǎn)

KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn) 具體實現(xiàn)

由按鈕SB3、SB4和接觸器KM1、KM2組成主軸電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn)。

2）主軸的點動控制

SB2與接觸器KMl控制

具體實現(xiàn)

SB2與接觸器KMl控制，并在主軸電動機M1主電路中串入電阻R減壓起動和低速運轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點動，便于對刀操作。

3）主軸電動機反接制動的停車控制

停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS 具體實現(xiàn)

主軸停車時，由停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS，構(gòu)成電動機正反轉(zhuǎn)反接制動控制電路，在KS控制下實現(xiàn)反接制動停車。

4）主軸電動機負(fù)載檢測及保護環(huán)節(jié) 采用電流表檢測主軸電動機定子電流。

為防止起動電流的沖擊，采用時間繼電器KT的常閉通電延時斷開觸點連接在電流表的兩端，為此KT延時應(yīng)稍長于M1的起動時間。

2、刀架快速移動的控制

刀架助快速移動由快速移動電動機M3拖動，由刀架快速移動手柄操作。當(dāng)扳動刀架快速移動手柄時，壓下行程開關(guān)SQ，接觸器KM5線圈通電吸合，使M3電動機直接起動，拖動刀架快速移動。

當(dāng)將快速移動手柄扳回原位的。SQ不受壓，KM5斷電釋放，M3斷電停止，刀架快速移動結(jié)束。

3、冷卻泵電動機的控制

由按鈕SB5、SB6和接觸器KM4構(gòu)成電動機單方向起動、停止電路，實現(xiàn)對冷卻泵電動機M2的控制。

電氣設(shè)計

一 電氣控制線路的設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題

1選擇控制電源

2減少通電電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件并盡可能選用相同型號。3合理使用電器觸點，以提高可靠性。4正確連接電器的觸點和電器的線圈。5盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度。

6控制線路在工作時，除必要的電器通電外，其余的盡量不通電以節(jié)約電能。7控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路。8避免電器依次動作。9電器連鎖和機械連鎖共用。10注意小容量及電器觸點的容量

可編程序控制器

1，PLC的中文全稱：中文全稱為可編程邏輯控制器

2、PLC的硬件組成：PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。PLC的工作方式是 ：PLC的工作方式：采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式 PLC的輸出通常有三種形式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、晶體管輸出

5、簡述PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理？ PLC由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。

PLC的工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。

（1）每次掃描過程，集中對輸入信號進行采樣，集中對輸出信號進行刷新；（2）輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入；（3）一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新；（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的；（5）掃描周期的長短由三條決定，（a）CPU執(zhí)行指令的速度（b）指令本身占有的時間（c）指令條數(shù)；

（6）由于采用集中采樣，集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。

電氣控制及PLC課程總結(jié)

班級：B120204 學(xué)號：B12020303 姓名：王貴斌

第四篇：《電氣控制與PLC》課程說課稿

《電氣控制與PLC》課程說課稿

一、課程簡介：

《電氣控制與 PLC》是電氣自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)必修的專業(yè)課之一，同時它也是幫助學(xué)生考取中級和高級電工職業(yè)資格證書和PLC程序設(shè)計師資格證書的核心課程。20 世紀(jì) 90 年代以來，由于全國職業(yè)教育的力度加大，我院又對這門課程進行了改革。一方面對教學(xué)內(nèi)容進行整合，將《工廠電氣控制設(shè)備》和《 PLC 原理與技術(shù)》這兩門課整合成一門課程，包括“電氣控制”和“ PLC 技術(shù)”兩大部分，并且增加了實踐性和創(chuàng)新性教學(xué)環(huán)節(jié)等。另一方面在教學(xué)手段和方法上做了大量工作，實施任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，現(xiàn)場組織教學(xué)，制作了多媒體課件、題庫等，是我院教學(xué)改革最活躍的課程之一。

在電氣自動化技術(shù)專業(yè)的能力結(jié)構(gòu)中，本課程占有重要位置。要求熟悉常用低壓電器的原理及使用，能熟練閱讀機床電氣控制線路的原理圖和接線圖，能進行技術(shù)改造；熟練掌握PLC控制技術(shù)及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用。

二、教學(xué)目標(biāo)：

通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電器元件的檢測與選用，掌握電氣線路的安裝接線方法、步驟、技巧和技術(shù)要求，能分析并排除電氣控制電路中的常見故障，能獨立編制較復(fù)雜的 PLC 應(yīng)用程序并能獨立設(shè)計簡單的 PLC 應(yīng)用控制系統(tǒng)。課程內(nèi)容設(shè)計上與維修電工的國家職業(yè)技能要求相融通，幫助學(xué)生獲得中級或高級電工、維修電工技能證書，并爭取獲得PLC程序設(shè)計師資格。

三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

針對本課程實踐性、實用性強的特點，我們以“強化能力、重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想，在教學(xué)內(nèi)容的選取上以培養(yǎng)技能型專業(yè)人才為出發(fā)，以滿足崗位職業(yè)技能需求為目標(biāo)，以真實的工作任務(wù)或產(chǎn)品為載體設(shè)計教學(xué)過程，以必需夠用為度設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，增加實踐教學(xué)的學(xué)時，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

1、課程內(nèi)容設(shè)置

（1）本課程主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，共設(shè)置了14項教學(xué)任務(wù)。教學(xué)內(nèi)容有機整合，打破了簡單以教材順序授課的方式，根據(jù)滿足各項教學(xué)任務(wù)的實際需求，統(tǒng)籌考慮和選取教學(xué)內(nèi)容，融教、學(xué)、做相結(jié)合為一體。每一項教學(xué)任務(wù)在教師講解所需知識點后，都需要學(xué)生自己動手完成電路設(shè)計、連接、程序編制、調(diào)試等實際操作任務(wù)，理論課時、實踐課時數(shù)比例達(dá)到1：1。

2、教材及相關(guān)資料建設(shè)

教材建設(shè)：以前，本課程主要教授對象是中專電氣專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容以“電氣控制”為主，當(dāng)時PLC是一門新技術(shù)，只是作為電氣控制的補充，選用的教材為《工廠電氣控制技術(shù)》，PLC內(nèi)容只占其中的一小部分。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，企業(yè)對該技術(shù)專業(yè)人才的需求量也越來越大，技術(shù)要求越來越高，為了適應(yīng)用人單位的需要，我校開始將PLC內(nèi)容從“電氣控制”中獨立出來開課，教

材分別使用《工廠電氣控制技術(shù)》和《可編程控制器原理》。02年以后，我院升格為高職院校，隨著PLC價格的降低以及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，PLC逐步取代繼電器--接觸器控制系統(tǒng)而成為控制領(lǐng)域的主力軍，因此，我院將“PLC技術(shù)”課程與“電氣控制”課程進行了合并，要求教材將電氣控制部分內(nèi)容適當(dāng)減少，而以PLC為主，所以選擇內(nèi)容合理，實用性強的教材至關(guān)重要。我課程組在教材建設(shè)方面投入了很大的力量，先后組織相關(guān)教師根據(jù)我院實驗設(shè)備的特點編寫《電氣控制與PLC技術(shù)》、《電氣控制實驗、實訓(xùn)指導(dǎo)書》、《PLC技術(shù)實驗、實訓(xùn)指導(dǎo)書》等教材。2005年2月由李向東主編的教材《電氣控制與PLC技術(shù)》由機械工業(yè)出版社正式出版，該教材是按照我系的教改思路進行編寫的，電氣控制部分作為學(xué)習(xí)PLC的基礎(chǔ)知識，以夠用、實用為原則只占其中的三章，教學(xué)內(nèi)容更多地針對工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用中眾多的PLC產(chǎn)品型號，注重點面結(jié)合、強化技術(shù)、重視知識、技術(shù)能力培養(yǎng)，強化程序設(shè)計指導(dǎo)、現(xiàn)場設(shè)備維修、工程應(yīng)用能力訓(xùn)練和技術(shù)綜合一體化能力培養(yǎng)。該教材在使用過程中受到使用教師聲和學(xué)生的一致好評，2007年該教材被評為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、高職高專機電類專業(yè)規(guī)劃教材。

四、教學(xué)方法與手段

1、教學(xué)設(shè)計

在課程設(shè)計上我們將實踐教學(xué)與理論教學(xué)同步進行，使學(xué)生所學(xué)的理論知識得以驗證，培養(yǎng)學(xué)生的初步操作技能，實現(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。教學(xué)過程采用“任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更

明確，帶著具體的任務(wù)投入到學(xué)習(xí)中去，增加了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。并且由設(shè)置的教學(xué)任務(wù)將理論教學(xué)和實踐教學(xué)融為一體，將“電氣控制”與“PLC技術(shù)” 融為一體，將傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代化教學(xué)方法融為一體，將第二課堂活動、科技創(chuàng)新與比賽活動、職業(yè)技能考核、頂崗實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計貫穿于整個教學(xué)過程中，呈現(xiàn)出全新的教學(xué)場景。

綜合實訓(xùn)以培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生崗位能力為目標(biāo)要求，分組按項目以崗位工作過程順序組織實施，使學(xué)生受到基本技能和技術(shù)應(yīng)用能力的系統(tǒng)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題、解決問題的工作實際能力和團隊合作精神；將企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)引入教學(xué)中，更加體現(xiàn)了職業(yè)教育的特點，縮短了學(xué)生上崗適應(yīng)期。

2、教學(xué)方法

1）注重任務(wù)驅(qū)動，以項目為導(dǎo)向，推行項目化教學(xué)

在基礎(chǔ)教學(xué)及綜合實訓(xùn)過程中積極推行項目化教學(xué)，可從工程實例或生活實際方面選擇適合的綜合項目，通過布置任務(wù)→提出工程實例項目→講解相關(guān)知識→分析解決方案→設(shè)計控制系統(tǒng)→模擬工業(yè)環(huán)境上機調(diào)試→討論總結(jié)經(jīng)驗等環(huán)節(jié)，以項目為導(dǎo)向，以任務(wù)驅(qū)動、組織教學(xué)。通過基于組態(tài)王技術(shù)的模擬設(shè)備模擬實操環(huán)境，拉近理論與應(yīng)用的距離，為學(xué)生就業(yè)后盡快適應(yīng)工作崗位的要求打下堅實的基礎(chǔ)。

2）采用靈活多變的教學(xué)組織方式，活躍課堂氣氛

課堂教學(xué)注重師生交流，方式靈活多變，以活躍課堂氣氛。如啟

發(fā)式教學(xué)，由若干問題啟動課堂教學(xué)，經(jīng)過啟發(fā)式的推理，最后歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生循問題而思考，提高對知識的領(lǐng)悟力，加強對關(guān)鍵內(nèi)容的理解；互動式教學(xué)，加強師生互動環(huán)節(jié)，活躍課堂氣氛，促進學(xué)生自主思考提出問題，解答問題，激發(fā)學(xué)生潛能；情景式教學(xué)，使學(xué)生身處實踐現(xiàn)場，講練結(jié)合、交互滲透。

3）.采用三級指導(dǎo)，提高學(xué)生知識綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力

在實踐教學(xué)的方法上，采用全指導(dǎo)、半指導(dǎo)和零指導(dǎo)三級指導(dǎo)方法。基礎(chǔ)實驗采用教師全程輔導(dǎo)的方法，目的是讓學(xué)生學(xué)會簡單的實驗技能，并通過實驗加深對理論知識的理解；半指導(dǎo)是針對一些設(shè)計性實驗，給出控制要求、硬件電路、軟件設(shè)計提示、調(diào)試步驟等，由學(xué)生自己編制程序、上機調(diào)試；零指導(dǎo)是針對綜合實訓(xùn)項目，只給學(xué)生控制要求，其余內(nèi)容全由學(xué)生自行設(shè)計，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力和創(chuàng)新能力。

4）在教學(xué)中采用實踐－理論－再實踐的一體化教學(xué)模式。

以實驗室或?qū)嵱?xùn)室為第一課堂，實施現(xiàn)場教學(xué)，首先讓學(xué)生觀察實物教具或控制電路，提出本節(jié)所講述的內(nèi)容，讓學(xué)生帶著問題有的放矢聽課，并用多媒體課件配合講解理論，最后直接指導(dǎo)學(xué)生完成相關(guān)實驗，使實踐教學(xué)與理論教學(xué)同步進行，既保持理論知識的系統(tǒng)性，又貫徹理論知識的應(yīng)用性，使其所學(xué)的理論知識得到驗證，培養(yǎng)學(xué)生的初步操作技能，實現(xiàn)理論和實踐的有機結(jié)合。這種邊講邊練的方法解決了傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實踐脫節(jié)的問題。

5）密切校企合作、實施工學(xué)結(jié)合，集技能培養(yǎng)與助學(xué)幫困于一身。

3、教學(xué)手段

1）利用現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段，提高教學(xué)效率

本課程組教師積極學(xué)習(xí)制作教學(xué)課件和動畫，利用多媒體教室，采用多媒體教學(xué)手段，給學(xué)生提供更多的圖片、資料，增大課堂的信息量，尤其是其中的動畫演示部分，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)原理，電路控制過程等通過動畫比較形象的展示出來。有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而提高教學(xué)效率。2）充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源

除了正常的理論教學(xué)、實踐教學(xué)所能提供給學(xué)生的教學(xué)資源外，為了調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性，我們還把課程教學(xué)信息與教學(xué)資源全部放在了校園網(wǎng)上，利用這些校園網(wǎng)資源，在課程的開始，給學(xué)生推薦相關(guān)的優(yōu)秀專業(yè)網(wǎng)站，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)了解PLC的發(fā)展和應(yīng)用形勢，教學(xué)過程中學(xué)生可以隨時下載電子課件、習(xí)題庫、試卷庫、教學(xué)改革、技能訓(xùn)練項目、開放性課題等內(nèi)容；學(xué)生可以通過校園網(wǎng)復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容、完成課后討論題、進行自我測試，也可以通過論壇與教師、同學(xué)進行交流、互動。另外課程組已經(jīng)擬定計劃，準(zhǔn)備將所有授課錄像和實訓(xùn)錄像放在校園網(wǎng)中，學(xué)生可以通過錄像進行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。

為使網(wǎng)絡(luò)資源得到有效合理的應(yīng)用，我系建立了運行機制良好的硬件環(huán)境，專業(yè)機房、多媒體教室等，提供了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，選編、制作了系列軟件資源，能夠滿足本課程進行網(wǎng)絡(luò)教育的教學(xué)需要，并在教學(xué)實踐中發(fā)揮了積極作用。

第五篇：電氣控制與PLC課程設(shè)計報告

× × × × 大學(xué)

《電氣控制與PLC》課程設(shè)計說明書

專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：

目錄

第一部分: 電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練......................3

技能訓(xùn)練題目一 三相異步電機的可逆控制實驗.........................3 技能訓(xùn)練題目二 三相異步電機Y-△降壓啟動控制......................5 技能訓(xùn)練小結(jié)......................................................7

第二部分:加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)設(shè)計.....................10

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟.............................10

1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則...................................10

2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟...................................10

3、PLC程序設(shè)計的一般步驟.......................................11

二、加熱反應(yīng)爐電器控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)...............................11

1、加熱反應(yīng)爐原理圖............................................12

2、加熱反應(yīng)爐加熱工藝過程......................................12

3、加熱反應(yīng)爐PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)和要求....................13

三、設(shè)計過程.....................................................13

1、加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：(I/O地址).......................13

2、I/O接線圖...................................................14

3、控制流程圖..................................................14

4、PLC控制程序.................................................15

5、實驗室連接圖................................................17

四、設(shè)計總結(jié).....................................................17 第一部分: 電氣線路安裝調(diào)試技能訓(xùn)練

技能訓(xùn)練題目一: 三相異步電機的可逆控制實驗

在籠型電動機正反轉(zhuǎn)控制線路中，只要改變電動機的三相電源進線的任意兩相的相序，電動機即可反轉(zhuǎn)。本實驗給出電動機的“正-反-停”控制線路如圖1所示，具有如下特點：

1、電氣互鎖

實驗電路中采用了兩個接觸器KM1和KM2，分別進行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的控制。為了避免接觸器KM1、KM2同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中串接有KM2（KM1）輔助常閉觸頭，保證了線路工作時KM1、KM2不會同時得電，電路能夠可靠工作。

2、機械互鎖

實驗電路中采用了復(fù)合按鈕SB1為正轉(zhuǎn)按鈕，復(fù)合按鈕SB2為反轉(zhuǎn)按鈕，停止按鈕SB3。采用按鈕SB1與SB2組成機械互鎖環(huán)節(jié)，以求線路能夠方便操作。

電氣原理圖: 電氣安裝接線圖:

本人完成的安裝線路實物圖片一: 技能訓(xùn)練題目二: 三相異步電機Y-△降壓啟動控制

從主回路看，當(dāng)接觸器KM1、KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作Y連接；而當(dāng)接觸器KM1和KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作△連接。因此，所設(shè)計的控制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機就能實現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運轉(zhuǎn)。該線路具有以下特點:(1)接觸器KM2與KM3通過輔助常閉觸點KM2與KM3實現(xiàn)電氣互鎖，保證接觸器KM2與KM3不會同時得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。

(2)依靠時間繼電器KT進行控制，保證在按下起動按鈕SB2后，使接觸器KM1、KM2和時間繼電器KT線圈先得電。時間繼電器KT的整定時間到后，依靠時間繼電器KT的通電延時斷開常閉觸點先斷，KT的通電延時閉合常開觸點后閉合的動作次序，保證KM2先斷，而后再自動接通KM3，也避免了換接時電源可能發(fā)生的短路事故。

(3)本線路正常運行（△形連接）時，接觸器KM2及時間繼電器KT均處斷電狀態(tài)。

電氣原理圖: 電氣安裝接線圖:

本人完成的安裝線路實物圖片二: 技能訓(xùn)練小結(jié):

1、電氣原理圖的繪制要求: 繪制電氣原理圖時一般要遵循以下基本規(guī)則：

(1)為了區(qū)別主電路與控制電路，在繪線路圖時主電路(電機、電器及連接線等)，用粗線表示，而控制電路(電器及連接線等)用細(xì)線表示。通常習(xí)慣將主電路放在線路圖的左邊(或上部)，而將控制電路放在右邊(或下部)。

(2)動力電路、控制電路和信號電路應(yīng)分別繪出：

動力電路——電源電路繪水平線；受電的動力設(shè)備（如電動機等）及其它保護電器支路，應(yīng)垂直電源電路畫出。

控制和信號電路——應(yīng)垂直地繪于兩條水平電源線之間，耗能元件（如線圈、電磁鐵，信號燈等）應(yīng)直接連接在接地或下方的水平電源線上，控制觸頭連接在上方水平線與耗能元件之間。

(3)在原理圖中各個電器并不按照它實際的布置情況繪在線路上，而是采用同一電器的各部件分別繪在它們完成作用的地方。

(4)為區(qū)別控制線路中各電器的類型和作用，每個電器及它們的部件用一定的圖形符號表示，且給每個電器有一個文字符號，屬于同一個電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸頭)都用同一個文字符號表示。而作用相同的電器都用一定的數(shù)字序號表示。

(5)因為各個電器在不同的工作階段分別作不同的動作，觸點時閉時開，而在原理圖內(nèi)只能表示一種情況，因此，規(guī)定所有電器的觸點均表示正常位置，即各種電器在線圈沒有通電或機械尚未動作時的位置。如對于接觸器和電磁式繼電器為電磁鐵未吸上的位置，對于行程開關(guān)、按鈕等則為未壓合的位置。

(6)為了查線方便。在原理圖中兩條以上導(dǎo)線的電氣連接處要打一圓點，且每個接點要標(biāo)一個編號，編號的原則是：靠近左邊電源線的用單數(shù)標(biāo)注，靠近右邊電源線的用雙數(shù)標(biāo)注，通常都是以電器的線圈或電阻作為單、雙數(shù)的分界線，7 故電器的線圈或電阻應(yīng)盡量放在各行的—邊（左邊或右邊）。

(7)對具有循環(huán)運動的機構(gòu)，應(yīng)給出工作循環(huán)圖，萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和行程開關(guān)應(yīng)繪出動作程序和動作位置。

(8)原理圖應(yīng)標(biāo)出下列數(shù)據(jù)或說明：

1）各電源電路的電壓值，極性或頻率及相數(shù)。2）某些元器件的特性（如電阻，電容器的參數(shù)值等）；

3）不常用的電器（如位置傳感器，手動觸頭，電磁閥門或氣動閥，定時器等）的操作方法和功能

2、電氣接線圖的繪制要求:(1)電源開關(guān)，熔斷器，交流接觸器，熱繼電器，時間續(xù)電器等畫在配電板內(nèi)部，電動機和按鈕畫在配電板外部。

（2）安裝在配電板上的元件布置應(yīng)根據(jù)配線合理，操作方便，確保電氣間隙不能太小，重的元件放在下部，發(fā)熱元件放在上部等原則進行，元件所占面積按安裝實際比例繪制。

（3）電氣接線圖中各元件的文字符號和圖形符號要和原理圖一致，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

（4）各電氣元件上凡是需要接線的那個端子都應(yīng)繪出并編號，各接線端子的編號必須與原理圖中的導(dǎo)線編號一致。

3、電器安裝、接線的工藝要求:(1)必須遵循相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣安裝接線圖。

(2)各電器元器件的位置、文字符號必須和電氣原理圖中的標(biāo)注一致，同一個電器元件的各部件（如同一個接觸器的觸點、線圈等）必須畫在一起，各電器元件的位置應(yīng)與實際安裝位置一致。

(3)不在同一安裝板或電氣柜上的電器元件或信號的電氣連接一般應(yīng)通過端子排連接，并按照電氣原理圖中的接線編號連接。

8(4)走向相同、功能相同的多根導(dǎo)線可用單線或線束表示。畫連接線時，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號、顏色、根數(shù)和穿線管的尺寸。

４、實訓(xùn)線路發(fā)生的故障及排除辦法：

(1)三相異步電機的可逆控制實驗中未出現(xiàn)故障.(2)三相異步電機Y-△降壓啟動控制實驗中出現(xiàn)的故障是熔斷器接觸不良,所以經(jīng)過檢查更換了熔斷器;還有我們使用的電源插頭有問題,不能進行供電,也更換了插頭.(3)雖然未出現(xiàn)嚴(yán)重的故障,但是我們還是需要學(xué)習(xí)更好的實物布線安裝,讓線路板看上去更美觀,我們還需要加快安裝速度.第二部分:加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

一、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟

1、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則

（1）充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。（2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修

方便。

（3）保證控制系統(tǒng)安全可靠。

（4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC的型號、I／O點數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚岳谙到y(tǒng)的調(diào)整和擴充。

2、PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟

設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，首先是進行PLC控制系統(tǒng)的功能設(shè)計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。然后是進行PLC控制系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進行：（1）熟悉被控對象，制定控制方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。（2）確定I／O設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確定PLC的I／O點數(shù)。

（3）選擇PLC 選擇時主要包括PLC機型、容量、I／O模塊、電源的選擇。（4）分配PLC的I／O地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪 制PLC外部I／O接線圖和編制程序。（5）聯(lián)機調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進行在線統(tǒng)調(diào)。

3、PLC程序設(shè)計的一般步驟

（1）繪制系統(tǒng)的功能圖。（2）設(shè)計梯形圖程序。

（3）根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。

（4）對程序進行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。

二、加熱反應(yīng)爐電器控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)

加熱反應(yīng)爐作為一種熱能動力設(shè)備，在國民經(jīng)濟的領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。以繼電—接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代鍋爐越來越高，越來越復(fù)雜的要求，這一領(lǐng)域的計算機化已勢在必行，而應(yīng)用在當(dāng)前工業(yè)過程控制領(lǐng)域中引人注目的PLC又是使其計算機化的簡便和可靠途徑。在系統(tǒng)中，硬件上采用技術(shù)比較的成熟的可編程邏輯控制器，開發(fā)了采用PLC的開關(guān)量和模擬量輸入模塊，實現(xiàn)對模擬量采集；方法上運用到的是過程控制中常用的前饋與串級控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)所運用到的界面是由MCGS軟件做的。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐的諸多領(lǐng)域中, 溫度控制占有著極為重要的地位, 特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等。溫度控制系統(tǒng)的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術(shù)和控制理論。故以PLC為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程的計算機控制，使的企業(yè)總的自動化水平大大提高。

1、加熱反應(yīng)爐原理圖

加熱反應(yīng)爐整體由四個閥：排氣閥、進料閥、氮氣閥、泄放閥，四個傳感器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅鳌⑾乱好鎮(zhèn)鞲衅鳎仩t，加熱器及加熱接觸器等組成。

圖1 加熱反應(yīng)爐結(jié)構(gòu)示意圖

2、加熱反應(yīng)爐加熱工藝過程

第一階段：進料控制

（1）首先檢測下液面SQ2，爐內(nèi)溫度ST，爐內(nèi)壓力SP是否都小于給定值（整定值均為邏輯量）；

（2）若小于給定值，則開啟排氣閥YV1和進料閥YV2；（3）當(dāng)液面上升到SQ1 時，應(yīng)該關(guān)閉排氣閥和進料閥；

（4）延時20S后，開啟氮氣閥YV3，氮氣進入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)壓力上升：（5）當(dāng)壓力上升到給定值時，即SP=“1”，關(guān)閉氮氣閥。第二階段：加熱反應(yīng)控制

（1）交流接觸器KM帶電，接通加熱爐加熱器EH的電源；

（2）當(dāng)溫度升高到給定值是（ST=“1”），切斷加熱器電源，交流接觸器KM失電；

（3）延時10min加熱過程結(jié)束。第三階段：泄放控制

（1）打開排氣閥，使?fàn)t內(nèi)壓力將為預(yù)定的最低值（SP=“0”）；

（2）打開泄放閥，當(dāng)爐內(nèi)液面下降到下液面（SQ=“0”），關(guān)閉泄放閥和排氣閥。系統(tǒng)恢復(fù)到處是狀態(tài)，準(zhǔn)備進入下一循環(huán)。

3、加熱反應(yīng)爐PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)和要求

(1)按設(shè)計任務(wù)的要求，列出所需PLC的外部輸入輸出設(shè)備清單。(2)畫出PLCI／O接線圖。

(3)按設(shè)計任務(wù)的要求，繪制控制流程圖，設(shè)計控制程序，畫出梯形圖并加以說明，并給出指令助記符程序。(4)調(diào)試程序,模擬運行.三、設(shè)計過程

1、加熱反應(yīng)爐的輸入輸出設(shè)備表：(I/O地址)

X0:啟動開關(guān)

Y0:PLC運行指示 Y1:排氣閥YV1 Y2:進料閥YV2 Y3氮氣閥YV3 Y4泄放閥YV4

Y5:控制加熱裝置EH的接觸器KM

輸入設(shè)備 輸出設(shè)備

X1:停止開關(guān) X2:上液面感應(yīng)器SQ1 X3:下液面感應(yīng)器SQ2 X4:壓力感應(yīng)器SP X5:溫度感應(yīng)器ST

2、I/O接線圖

PLC控制電路設(shè)計 包括PLC硬件結(jié)構(gòu)配置及PLC控制原理電路設(shè)計。1)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計。了解各個控制對象的驅(qū)動要求，如：驅(qū)動電壓的等級、負(fù)載的性質(zhì)等；分析對象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，如：對開關(guān)量、模擬量的控制、用戶程序存儲器的存儲容量等，選擇適合的PLC機型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。

2)根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路原理圖，繪制PLC控制電路，編制I/O接口功能表。圖為加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)PLC控制電路原理圖，L作為PLC輸出回路的電源，分別向輸出回路的負(fù)載供電，輸出回路所有COM端短接后接入電源N端。

3、控制流程圖

根據(jù)控制要求，建立加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)控制流程圖，如圖所示，表達(dá)出各控制對象的動作順序，相互間的制約關(guān)系。

加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)控制流程圖

4、PLC控制程序

1)程序設(shè)計。根據(jù)控制流程圖,在明確PLC寄存器空間分配，確定專用寄存器的基礎(chǔ)上，進行控制系統(tǒng)的程序設(shè)計，包括主程序編制、各功能子程序編制、其他輔助程序的編制等。

2)系統(tǒng)靜態(tài)調(diào)試。空載靜態(tài)調(diào)試時，針對運行的程序檢查硬件接口電路中各種邏輯關(guān)系是否正確，然后先調(diào)試子程序或功能模塊程序，然后調(diào)試初始化程序，最后調(diào)試主程序。調(diào)試過程中盡量接近實際系統(tǒng)，并考慮到各種可能發(fā)生的情況，作反復(fù)調(diào)試，出現(xiàn)問題及時分析、調(diào)整程序或參數(shù)。

3)系統(tǒng)動態(tài)調(diào)試及運行。在動態(tài)帶負(fù)載狀態(tài)下調(diào)試，密切觀察系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采用先手動再自動的調(diào)試方法，逐步進行。遇到問題及時停機，分析產(chǎn)生問題的原因，提出解決問題的方法，同時做好詳盡記錄，以備分析和改進。

加熱反應(yīng)爐PLC控制系統(tǒng)控制程序如下: 15

5、實驗室連接圖

四、設(shè)計總結(jié)

兩周的PLC課程設(shè)計對我收益匪淺，讓我系統(tǒng)性地認(rèn)識和全面地掌握了PLC編程和調(diào)試技術(shù)，讓我將平常學(xué)的PLC編程及應(yīng)用方法學(xué)以致用，使我的PLC編程能力有了很大提高和進步，讓我對PLC應(yīng)用有了深入細(xì)致的了解。

兩周的PLC編程及應(yīng)用的課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己在這方面的學(xué)習(xí)還需要不斷的加深。通過這段時間的學(xué)習(xí)認(rèn)識，對溫控閉環(huán)的系統(tǒng)有了一個整體的認(rèn)識，熟悉各種器件和軟件應(yīng)用。在這里，本次設(shè)計中感謝指導(dǎo)老師對我的幫助。