位置控制和自动往返
控制电路
教案
2015 ~ 2016 学年度上学期
课程名称：《电力拖动控制线路》授课教师： xxx
课程所属系（部）：机电工程系
《位置控制与自动往返控制线路》课程教案
教学用具
(设备准备)
1、分组名单
2、教案
3、挂图
4、教材
教学内容与教学过程
阶段与时间
安排
教学内容教师活动学生活动一、组织
教学：（3 min ）
一、整顿课堂纪律，分小组坐好，准备进入教学。
整顿课
堂纪
律，检
查考勤,
准备进
入教
学。
二、复习旧知,引入新知：（5min ）如图1所示行车运行示意图，如何用电动机拖动行
车向前和向后运行？
利用接触器联锁正反转控制线路来拖动行车的向前
和向后运动，电路图如下图2所示:
出挂图
提问问
题
出挂图
复习旧
知
提出问
题
学生观
察行车
的运动
状态
思考并
尝试回
答问题
温故而
知新，
为新课
的讲授
做好铺
垫。
提出问题：如果操作者失误，在行车运行到两端的极限位置时未能及时按下停止按钮，会出现什么结果？如何避免出现这一现象？
【讲授新课】
位置开关：
定义：将机械信号转换为电气信号以控制运动部件位置或行程的控制电器。
位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与行程位置开关碰撞，使其触头动作来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的一种方法称为位置控制，又称为行程控制或限位控制
图位置开关
在行车的两端终点处各安装一个行程开关SQ1和SQ2，行车前后各装有挡铁1和挡铁2指出利用行程开关，可以使行车在到达两端极限位置时自动停下来。提出问
题，
小组
讨论
三、讲授新知识
1.我们通常按照控制系统是否设有反馈环节来进行分类：设有反馈环节的，称为闭环控制系统；不设有反馈环节的，称为开环控制系统。 2.反馈控制可以自动进行补偿，这是闭环控制的一个突出的优点。 3.自动控制系统按输入量变化的规律分为：恒值控制系统、随动系统、过程控制系统。 4.恒值控制系统、随动系统各有什么特点？ 5.恒值控制系统是最常见的一类自动控制系统，如自动调速系统、恒温控制系统、恒张力控制系统等。 6.自动控制系统的性能通常是指系统的稳定性、稳态性能和动态性能。 7.对任何自动控制系统，首要的条件便是系统能稳定正常运行。 8.系统稳态误差的大小反映了系统的稳态精度，它表明了系统的准确程度。若稳态误差等于0，则系统称为无静差系统；若稳态误差不等于0，则称为有静差系统。 9.我们通常把系统的输出量进入并一直保持在某个允许的足够小的误差范围（称为误差带）内，即认为系统已进入稳定运行状态。 10.动态性能指标通常用最大超调量、调整时间、振荡次数来衡量。 11.最大超调量和振荡次数反映了系统的稳定性能，调整时间反映了系统的快速性，稳态误差反映了系统的准确度。一般说来，我们总是希望最大超调量小一点，振荡次数少一点，调整时间短一些，稳态误差小一点。总之，希望系统能达到稳、快、准。 12.书15页1-5判断下列系统属于哪一类系统？电饭煲、空调机、燃气热水器、仿形加工机床、母子钟系统、自动跟踪雷达、家用交流稳压器、数控加工中心、啤酒生产自动线。 13.常用的转速检测元件有直流测速发电机、交流测速发电机、光电传感器、增量编码盘等。 14.转子是电动机的转动部分，通常称它为电枢。 15.直流电动机结构的主要特征是具有换向器和电刷。 16.直流电动机的转速n的大小，主要取决于电枢电压Ua. 17.直流电动机的起动转矩很大，这也是直流电动机的一大优点（起动时还要注意起动电流不可过大）。 18.直流电动机不允许直接起动。通常采取的办法是降低加在电枢两端的电压，或在电枢回路中串接附加起动电阻。 19.直流调速系统中调速采用的主要方法是：改变电枢电压Ua来改变转速。 20.对笼型三相异步电动机，变频调速是高性能调速的主要方式。 21.晶闸管电路有许多保护环节，其中主要是过电压保护和过电流保护。 22．单相晶闸管交流调压电路，可以采用两只反并联的普通晶闸管（也可采用一只双向晶闸管）与负载电阻串联构成主电路。 23.双极晶体管（BJT）有空穴和电子两种载流子参与导电，是全控型器件。 24.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的特性兼有MOSFET和BJT的优点。 25.以下（）是半控型器件。晶闸管二极管双极晶体管绝缘栅双极型晶体管 26.在经典控制理论中，通常采用的方法为时域分析法、频率特性法、根轨迹法。 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.
实验四位置控制和自动往返控制线路 一、组织教学: 1、提前10分钟进入课室绘制电路图，准备好演示所用的安装板、 导线、仪表、电工工具等。 2、〔课前安全纪律教育〕（5分钟） （1）清点学生出勤情况填写考勤记录，巡查学生工作服、鞋等是否符合安全要求。 （2）强调课堂纪律，安装时佩带好电工工具。 （3）不允许用电工工具开玩笑。 （4）通电时电工工具要放好，手不允许乱指。 （5）通电完毕后，检查所有开关断开后方可离开。 3、宣布今天的实习内容：位置控制和自动往返控制线路 4、工时：安装接线4小时，检修1小时。 5、需选用工具：“一”字起选规格150、50ｍｍ，“十”字选6～8ｍｍ。万用表选500型，使用时注意选择档次。 二、教学回顾（5分钟） 上课题学过的按钮、接触器双重联锁正反转控制的内容，对实习操作的具体情况进行总结，表扬或鼓励做得较好的，讲出好在什么地方，并指出上课题问题, 应如何改进。检查学生实习进度，是否按文明生产要求清扫现场地。 三、入门指导 [导入新课题]（10分钟）
1、结合上课题讲解新课题位置控制和自动往返控制。 2、在生产过程中，常遇到一些生产机械运动部件的行程要受到 限制，如行车升降机等就经常有这样的控制要求。那么实现这种控制要求所依靠的主要电器就是位置开关。这种控制线路就是位置控制线路。 3、用行程开关进行自动往返控制有些生产机械，如万能铣床等 要求工作台在一定距离内能自动往返，以便对工件连续加工四、目的要求： 使学生了解、掌握位置控制和自动往返控制控制线路的工作原理、安装步骤及接线方法。 五、重点难点： 1、掌握识图、绘图、安装接线工艺 2、位置控制和自动往返控制过程和原理 3、检修 第一部分位置控制 一、用提问法：（10分钟） 1、什么是位置开关？它的结构由几部分组成？它的用途是什么？ 2、车间里的行车，每当走到轨道尽头时，都象长了眼睛一样能自 动停下来，而不会朝墙撞上去。这是为什么？ 二、电路特点：（10分钟） 位置控制电路图如下(图一)，工厂车间里的行车升降机常采用这种线路，右下角是行车运动示意图，行车的两头终点处各安装了一
自动往复循环延时电机控制线路 【摘要】通过对电机工作原理及拖动过程的分析，根据生产机械的运行要求，采取现代电气控制技术设计的自动往复循环延时控制线路控制电机的工作，该电路适用于电动机容量较小，循环周期较长、电动机转轴具有足够刚性的拖动系统中。 【关键词】现代电气控制;电机;循环;延时 0.引言 三相笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚固耐用等有点获得了广泛的应用。在生产实际中，它的应用占到了使用电机的80%以上。在生产实践中，各种生产机械常常需要自动往复运动，如：机床工作台。因此，利用现代电气技术设计的控制线路来控制电机的正反转，方便可靠。该控制线路由继电器、接触器和按钮等有触点的电器组成。该线路可以提高生产效率，给厂家带来更大的利益，也方便了人们的生活。 1.解决方案 由电动机原理可知，三相异步电动机的三相电源进线最终任意两相对调，电动机即可反转。因此，采取现代电气控制技术，由继电器、接触器和按钮等有触点的电器组成的控制线路来改变定子绕组相序来实现正反向的切换工作，实现自动往复循环延时运动。 2.控制线路及工作原理 控制线路如下： 工作原理： L1、L2、L3为三相电源进线端子。BG3、BG4分别为左、右超限限位保护用的形成开关。限位开关BG1放在左端需要反向的位置，而BG2放在右端需要反向的位置，机械挡铁放在运动部件上。启动时利用正向或反向按钮。当按下正转按钮SF2，接触器QA1通电吸合，并形成自锁，主触点QA1闭合，电动机正向旋转并带动机械向左运动。当机械移至左端，并碰到BG1时，将其压下，其常闭触点断开，QA1线圈失电，同时，使其常开出点闭合，继电器KF1线圈得电并形成自锁，当KF1得电一段时间后，通电延时闭合常开触点闭合，接通反转接触器QA2线圈电路，主触点QA2闭合。此时电动机则由正转变为反转，带动机械向右边运动。当机械移至右端，并碰到BG2时，将其压下，其常闭触点断开，QA2线圈失电，同时，使其常开出点闭合，继电器KF2线圈得电并形成自锁，当KF2得电一段时间后，通电延时闭合常开触点闭合，接通正转接触器QA1线圈电路，电机又开始正转带动机械向左边运动。如此循环往复，从而使
控制类系统设计 ——液位自动控制系统 摘要 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。 液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。 液位控制有很多方法，如，非接触传感。只需要将传感器紧贴在非金属容器的外壁，就可以侦测到容器里面液位高度变化，从而及时准确地发出报警信号，有效防止液体外溢或防止机器干烧。由于不需要与液体接触且安装简便，避免了水垢的腐蚀，可取代传统的浮球传感和金属探针传感，延长寿命。而本设计是基于纯电路的设计，低成本且抗干扰性好。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。 液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。
1 概述 液位控制系统是以液位为被控参数的系统,是现代工业生产中的一类常见的、重要的控制过程。而传统的液位控制多采用单回路控制,并采用传统的指针式仪表来显示液位值,使液位控制的精度和显示的直观性受到限制,而随着生产线的更新及生产过程控制要求的提高,要求液位系统有高的控制性能。基于此，本系统就设计了一种电路简单，调试方便且性价比高的系统，来完成液位的自动调控。本系统主要由四部分组成：显示模块、振荡模块、传感器模块和声光报警模块，系统简单易行。 系统框图如下： 2 硬结构与功能 2.1 该设计的总体结构 该设计是一块集多种电子芯片于一体的多功能实验板，实现了液位系统的控制及显示。主要功能器件包括：电源部分的7808，定时部分的555定时器，数字分段的LM3914等。 电路原理图如下图所示：
**大学信息学院 数字电路课程设计报告 题目：水位自动控制电路 专业、班级：电子信息科学与技术 学生： 学号： 指导教师：
指导教师评语： 成绩： 教师签名：
一．任务书 二．目录 目录 1 设计目的 (4) 2 设计目的要求 (4) 3 设计方案选取与论证 (4) 4 仿真过程及结果 (5) 1 设计思路 (6) 2 现有设计方案 (6) 3 总体设计框图 (7) 5 结论故障分析及解决 (14) 6 参考文献 (15) 附录 (16)
三．容 1. 设计目的 通过这次设计熟练对电子设计的动手技能，，提高电子设计的能力，同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力，也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。 2. 设计任务要求 功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。 2、当高于最高点时，电路能自动停水。 3、该电路的直流电源自行设计。（可采用W78××系列） 要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。以实现上述功能。 2、利用Proteus绘制其电路原理图并进行仿真。 3. 设计方案选取与论证 3.1设计方案的选取： （1）继电器式自动上水控制装置
继电器式水位控制装置工作原理是通过接入220V继电器控制电路的3个探测电极来检测水位高低，使继电器闭合或开启，控制水泵电动机的开停，达到控制水位的目的，控制电路较简单，但要注意以下几点: 1)在维修水塔中的水位探测电极时，须断开主回路和控制回路电源开 来使N线带电，造成维修人员的触电危险。 2)在水塔的低水位探测电极C的引线端，必须进行N线的重复接地。接地电阻要求小于4Ω，使C点水位探测电极保持良好的零电位，以利于继电器的可靠吸合，使自控电路运行稳定。 3)在水泵向水塔供水时，由于水流的冲击，使水塔的水位波动起伏，容易导致继电器吸合、断开的频繁跳动，影响自控电路的正常稳定运行。为了解决这个问题，我们可以在水塔中放置一木排浮漂，使水塔的水位上升平衡稳定。 （2）晶体管式自动上水控制装置 晶体管式水位控制装置工作原理是水位高低控制串接探测电极的2支晶体三极管的导通、关断，从而控制继电器回路，达到自动(可手动)启停水泵电动机的目的，以控制水位。设计与使用中应注意以下问题: 1)自制电子式自控装置所选用的电子电器元件必须是正规产品，并应对
教案 2015 ?2016 学年度上学期 课程名称：_________ 《电力拖动控制线路》 授课教师：_______________ xxx ____________________ 课程所属系（部）：机电工程系
《位置控制与自动往返控制线路》课程教案
教学容与教学过程 如图1所示行车运行示意图，如何用电动机拖动行 车向前和向后运行？ 提出问题：如果操作者失误，在行车运行到两端的极限位置 时未能及时按下停止按钮，会出现什么结果？如何避免出现 这一现象？ 阶段与时间 安排 」、组织教 学 : （3 min ） 教学容教师活动学生活动整顿课堂纪律，分小组坐好，准备进入教学 整顿课 堂纪律， 检查考 勤,准备 进入教 学。 二、复习旧 知,引入新 知 (5min ) 利用接触器联锁正反转控制线路来拖动行车的向前和向 后运动，电路图如下图2所示： 1112 口 匚駄 V 7 1 W-L1 出挂图 提问问 题 出挂图复 习旧知 提出问题 学生观 察行车 的运动 状态思 考并尝 试回答 问题 温故而 知新， 为新课 的讲授 做好铺 垫。
【讲授新课】 位置开关： 定义：将机械信号转换为电气信号以控制运动部件 位置或行程的控制电器。 位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与行 程位置开 关碰撞，使其触头动作来接通或断开电路, 以实现对生产机械运动部件的位置或行程的一种方 在行车的两端终点处各安装一个行程开关 SQ1和 SQ2行车前后各装有挡铁1和挡铁2指出利用行程 开关，可以使行车在到达两端极限位置时自动停下 来。 4向南|行丰|向 后? 档铁/ W2 想一想：请同学们在接触器联锁正反转控制线路基 三、讲授新 知 识 (30mi n ) 法称为位置控制，又称为行程控制或限位控制 图位置开关
222010322072023 付珣利自动化01班位置随动系统： 控制系统原理图 （作业一） 1.1系统方块图 1.2控制方案 若电网电压受到波动，ui↑则δu↑u↑n↑uo↑ 所以δu↓u↓n↓从而使n达到稳定。 （作业二） 2.1由原理可知：
Θe （s ）=Θi （s ）—Θ0（s ） US （s ）=K0Θe （s ） Us （s ）=Raia(s)+LaSia+Eb （s ） M(s)=C m ia(s) JS 2θ0(S)+fs θ (S)= M(s)-Mc (s) Eb(s)=Kb θ0(S) 2.2系统传递函数 ) ()(0s s i θθ= () ) )((1))((1)(1))((3 2103 210f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K a a b m a a m a a b m a a m +++ ++++++ ++= m b m a a m C K K K K K C f JS R S L S C K K K K 32103210))((++++ 2.3动态结构图 设定参数：f=20N,J=20K ·m 2,a R =20 Ω,La=1H,Ko=40,k1k2k3=100,Cm=1,Kb=0 （因为暂取Kb=0，测速反馈通道相当于没加进）
图.动态结构图 则开环传递函数为：G(s)= ) 105.0)(1(10 ++s s s 闭环传递函数：Ψ（s ）=10 )105.0)(1(10 +++s s s 2.4信号流图 （作业三）系统性能 3.1系统响应及动态性能指标 单位阶跃响应曲线： 由阶跃响应曲线可得知：系统是稳定的，但震荡次数较多。由闭环主导极点
项目课题： 基于PLC小车自动往返控制 2015年8月 项目一：基于PLC小车自动往返控制 利用PLC完成小车自动往返控制线路的安装与调试 1、按下正转启动按钮→正转接触器线圈得电吸合→电动机正向连续运转→小车右行；小车右行碰到SQ1→小车右行停止，延时1s后小车左行。
2、按下反转启动按钮→反转接触器线圈得电吸合→电动机反向连续运转→小车左行；小车左行碰到SQ2→小车左行停止，延时1s后小车右行。 3、按下停止按钮后，电动机停止运转。 4、SQ3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关。 5、控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。 6、各小组发挥团队合作精神，共同设计出PLC的I/O分配表，电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规范完成线路的安装与配线、正确编制出PLC程序，并下载到PLC内，完成任务运行调试（空载与带载实验）。 一、电动机继电器控制线路 二、PLC基本知识 一、根据控制要求，首先确定I/O的个数，进行I/O的分配。本案例需要8个输入点，2个输出点，如表2-1所示。 二、根据控制要求分析，设计并绘制PLC系统接线原理图，如下图2-1所示。 1．设计电路原理图时，应具备完善的保护功能，PLC外部硬件也具备互锁电路。 2．PLC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过220V，或设置外部中间继电器。 3．绘制原理图要完整规范。
图2-1 plc系统接线原理图 三、安装与接线 1．材料准备：根据接线原理图，列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。 （2）检测元器件的质量好坏。 （3）PLC的选型要合理，在满足要求下尽量减少I/O的点数，以降低硬件的成本。 表2－2 材料清单
电机启动常见方法 1、定时自动循环控制电路 说明：（技师一） 1、题图中的三相异步电动机容量为，要求电路能定时自动循环正反转 控制；正转维持时间为20秒钟，反转维持时间为40秒钟。 2、按原理图在配电板上配线，要求线路明快、工艺合理、接点牢靠。 3、简述电路工作原理。 注：时间继电器的延时时间不得小于15秒，时间调整应从长向短调。 定时自动循环控制电路电路工作原理：合上电源开关QF，按保持按钮SB2，中间继电器KA吸合，KA的自保触点与按钮SB2、KT1、KT2断电延时闭合的动断触点组成的串联电路并联，接通了起动控制电路。按起动按钮SB3，时间继电器KT1得电，其断电延时断开的动合触点KT1闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，电动机正转（正转维持时间为20秒计时开始）。同时KM1动合触点接通了时间继电器KT2，其串联在接触器KM2线圈回路中的断电延时断开的动合触点KT2闭合，由于KM1的互锁触点此时已断开，接触器KM2线圈不能通电。当正转维持时间结束后，断电延时断开的动合触点KT1断开,KM1释放，电动机正转停止。KM1的动断触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，电动机开始反转.同时KM1动合触点断开了时间继电器KT2线圈回路（反转维持时间为40秒计时开始）。这时KM2动合触点又接通了KT1线圈，断电延时断开的动合触点KT1闭合，为下次电动机正转作准备。因此时串联在接触器KM1线圈回路中的KM2互锁触点断开，接触器KM1线圈暂时不得电。与按钮SB2串联的KT1、KT2断电延
时闭合的动断触点是保证在电动机自动循环结束后，才能再次起动控制电路。热继电器FR常闭触点，是在电动机过负载或缺相过热时将控制电路自动断开，保护了电动机。 2、顺序控制电路（范例） 顺序控制电路（范例）工作原理：图A：KM2线圈电路由KM1线圈电路起动、停止控制环节之后接出。按下起动按钮SB2，KM1线圈得电吸合并自锁，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。 图B：控制电路由KM1线圈电路和KM2线圈电路单独构成。KM1的动合触点作为一控制条件，串接在KM2线圈电路中，只有KM1线圈得电吸合，其辅组助动合触点闭合，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。
WORD格式 教案 2015 ~2016 学年度上学期 课程名称：《电力拖动控制线路》 授课教师：xxx 课程所属系（部）：机电工程系
《位置控制与自动往返控制线路》课程教案 教学内容位置控制与自动往返控制线路 授课班级电气 2 班授课教师xxx 上课时间2016 年 1 月9 日第 17 周第 1 节上课地点xxx 课型新授课 全国技工学校电工类通用教材《电力拖动控制线路》（第二版）中国劳使用教材 动出版社 知识目标能力目标情感(素质)目标 1、能够掌握位置控制线1、能画出位置控制 增强学生的好奇心和 路和自动往返行程控制线路和自动往返行 求知欲; 通过自主完成 线路的工作原理。程控制线路的线路电路的绘图，增强学生 教学目标 2、掌握限位保护和终端的自信心和成就感; 图 超程保护的功能小组合作，培养学生互 2、能根据原理图分 析线路的工作原理助合作的团队精神。 教学重点自动往返行程控制线路的工作原理 教学难点自动往返行程控制线路的工作原理 本节课采用了讲授法、讨论法，在教学过程中，通过讲授和启发式的提 问，给学生自己思考并小组讨论解决问题，总体教学构想突出三点，一 教学方法 是突出知识结构，二是识图，三是动手操作。将以往的读图展成为“识 图、说图、绘图”的教学模式。 教学用具 1、分组名单 2 、教案 3 、挂图 4 、教材 (设备准备)
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教学内容与教学过程 阶段与时间 安排 教学内容教师活动学生活动一、组织教 学：（ 3 min ） 一、 整顿课堂纪律，分小组坐好，准备进入教学。 整顿课 堂纪律， 检查考 勤, 准备 进入教 学。 如图 1 所示行车运行示意图，如何用电动机拖动行 车向前和向后运行？ 出挂图学生观 提问问察行车 题的运动 状态 思考并 尝试回答问题利用接触器联锁正反转控制线路来拖动行车的向前 二、复习旧 知,引入新 和向后运动，电路图如下图 2 所示: 知： （5min ） 出挂图温故而 复习旧知新， 知为新课 提出问的讲授 题做好铺 垫。 提出问题：如果操作者失误，在行车运行到两端的 极限位置时未能及时按下停止按钮，会出现什么结 果？如何避免出现这一现象？ 第 2 页共 7 页
《电动机自动往返控制电路原理与安装、调试、检修》 教学设计 一、教学内容分析 “电动机自动往返控制电路原理与安装、调试、检修”是机电技术应用专业的主要专业课程。本课程包含四个学习任务，分别为：⑴介绍自动往返控制电路工作原理、⑵自动往返控制电路的安装、⑶自动往返控制电路调试、⑷自动往返控制电路检修 本学习任务的主要内容是：记住自动往返控制电路工作原理；会安装和调试自动往返控制电路；能用电路工作原理来分析电路故障现象；编写故障检修流程；实际检测并排除电路故障。 二、教学对象分析 本课程的教学对象是初中起点机电技术应用专业2年级的学生，学生已经学习了起、保、停电路的安装；正反转控制电路的安装。在教师指导下，能对简单控制电路进行检测与维修。 该班学生上课不太认真，逻辑思维能力、总结能力、应急能力和
合作能力相对较差。 三、教学目标设计 1、能说出自动往返控制线路的工作原理。 2、会正确安装自动往返控制线路。 3、根据故障现象，能运用专业化语言描述故障现象产生的原因。 4、会制定故障诊断与排除故障的流程。 5、会检测与维修自动往返控制线路。 6、通过该任务的学习，提高学生分析电路的能力、实际动手能力、团结协作能力。 四、学习重点及其化解方法 1、重点 自动往返控制线路的工作原理和电路中各电器元件的作用，会安装并调试电路。 2、化解方法 老师详讲，提出问题，学生分组讨论；老师示范操作、学生实际安装电路。 五、学习难点及其化解方法 1.难点 安装电路，故障分析与检修步骤的制定，实际检修电路。 2.化解方法 老师现场分析并示范检修故障，学生小组合作、查阅资料、实际检修电路，教师巡回指导。 六、教学策略选择与设计
目录 1.设计的主要内容和要求 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计要求 (3) 2.概述 (4) 2.1国内外发展现状 (4) 2.2研究的实际意义 (5) 3.硬件设计 (6) 3.1硬件设计思想 (6) 3.2硬件介绍 (6) 3.2.1可编程控制器（PLC）的发展概述 (6) 3.2.2PLC调试步骤 (9) 3.2.3行程开关（限位开关）的工作原理 (10) 4.设计思想 (12) 4.1硬件设计思想 (12) 4.1.1主电路 (12) 4.1.2控制电路 (13) 4.2软件设计思想 (15) 4.2.1程序流程图 (15) 4.2.2输入/输出地址分配 (17) 4.2.3T形图 (17) 5.使用说明 (22) 6.设计总结 (23)
6.1 设计感想 (23) 6.2 存在的问题及建议 (24) 参考文献 (25)
大门自动控制系统 1.设计的主要内容和要求 1.1设计任务 （1）根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路以及I/O配置。 （2）根据控制要求，编写控制程序。 （3）画出程序设计流程图 （4）编写设计说明书 1.2设计要求 本建筑有四个进出口，南大门为主门（门1）、西门（门2）、北门（门3，门4）. （1）正常情况 四门均在早晨6：20开门，晚上22:30关门。 （2）发生突发事件 管理中心发出一个控制信号，将四门立即锁上，发出安防报警的警铃信号。值班人员进行建筑内查看时，由南大门进入，先按手动按钮。报警信号解除后，大门的开启关闭立即按照正常情况处理。发生火灾时，由管理中心发出火警信号，四门立即开启，并发出火灾报警。火灾信号优先于安防信号。
北京联合大学 实验报告 课程（项目）名称：过程控制 学院：自动化学院专业：自动化 班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：
2012年11月14日 实验一交通灯控制 一、实验目的 熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。 二、实验说明 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。如图1、图2所示。 图 1
图 2 三、实验步骤 1．输入输出接线 输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.4 2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。 3.启动并运行程序观察实验现象。 四、参考程序 方法1：顺序功能图法 设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制 移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
高二物理逻辑电路与自 动控制 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
第四章第四节逻辑电路与自动控制【教学目的】 1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系； 2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方面 【教学重点】 三种门电路的逻辑功能 【教学难点】 理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能 【教学媒体】 【教学安排】 【新课导入】 新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备 提出问题:这些数字设备是如何工作的它们是如何记录信号和传输信号的我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们的千家万户，那么什么是数字化技术有什么优点让我们一起走进数字信号技术的基础电路——门电路。 首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算速度加快。 而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。 【新课内容】 1.与门电路
实物投影课本实验一——如右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗 (2)只有S2闭合，灯泡亮吗 (3)什么时候灯泡才亮 (4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯 泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值表.如右图所示。 教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算 ——乘法 教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。 与门符号如右。 论书本利用二极管实现与门功能的电路图。体会二极管的单向导电性在这里所 起的作用。 2. 或门电路 实物投影课本实验二—右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗 (2)只有S2闭合，灯泡亮吗 (3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗 输入 输出 A （S1） B （S2） Z （Q ） 0 0 0 1 1 0 1 1 输入 输出 A B Z
黑龙江科技大学 自动控制系统课程设计 课程名称自动控制系统课程设计 班级 学号 姓名
第一章系统工作原理 直流电机调速控制系统的原理框图如图1-1所示： 图1-1 原理框图 1.1 结构与调速原理 直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。 直流电机斩波调速原理是利用可控硅整流调压来达直流电机调速的目的，利用交流电相位延迟一定时间发出触发信号使可控硅导通即为斩波，斩波后的交流电经电机滤波后其平均电压随斩波相位变化而变化。为了达到控制直流电机目的，在控制回路加入了速度、电压、电流反馈环路和PID调节器来防止电机由于负载变化而引起的波动和对电机速度、电压、电流超常保护。
第二章主电路的设计与分析 2.1 主电路的各个部分电路 主电路主要环节是：整流电路、斩波电路。 图2-1 调速系统 直流脉宽调速系统的组成如图2-1所示，由主电路、控制及保护电路、信号检测电路三大部分组成。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电，电阻R1为起动限流电阻，C1为滤波电容。可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET所构成的H型结构形式，它是由四个功率IGBT管（VT1、VT2、VT3、VT4）和四个续流二极管（VD1、VD2、VD3、VD4）组成的双极式PWM可逆变换器，根据脉冲占空比的不同，在直流电机M上可得到正或负的直流电压。 2.1.1 整流电路 晶体二极管桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
教案 2015 ~ 2016 学年度上学期 课程名称：《电力拖动控制线路》 授课教师： xxx 课程所属系（部）：机电工程系
《位置控制与自动往返控制线路》课程教案
教学用具 (设备准 备) 1、分组名单 2、教案 3、挂图 4、教材 教学内容与教学过程 阶段与时间 安排 教学内容教师活动学生活动 一、组织教学：（ 3 min ） 一、整顿课堂纪律，分小组坐好，准备进入教学。 整顿课 堂纪律， 检查考 勤,准备 进入教 学。 二、复习旧知,引入新知：（5min ）如图1所示行车运行示意图，如何用电动机拖动行 车向前和向后运行 利用接触器联锁正反转控制线路来拖动行车的向前 和向后运动，电路图如下图2所示: 出挂图 提问问 题 出挂图 复习旧 知 学生观 察行车 的运动 状态 思考并 尝试回 答问题 温故而
提出问题知新，为新课的讲授做好铺垫。 提出问题：如果操作者失误，在行车运行到两端的极限位置时未能及时按下停止按钮，会出现什么结果如何避免出现这一现象 【讲授新课】 位置开关： 定义：将机械信号转换为电气信号以控制运动部件位置或行程的控制电器。 位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与行程位置开关碰撞，使其触头动作来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的一种方法称为位置控制，又称为行程控制或限位控制 提出问题， 总结评小组讨论 代表汇 三、讲授新知识
图位置开关 在行车的两端终点处各安装一个行程开关SQ1和 SQ2，行车前后各装有挡铁1和挡铁2指出利用行程 开关，可以使行车在到达两端极限位置时自动停下 来。 想一想：请同学们在接触器联锁正反转控制线路基 础之上动手绘制可以对生产机械的运动部件实现位 置控制的电路图。 提示：行程开关SQ1和SQ2的常闭触头应分别接入 到接触器联锁正反转控制线路的哪部分 图位置控制线路 线路的工作原理：先合上电源开关QS. 1.行车向前运动： 出挂图 讲解原 理 小组讨 论，学 生思考 分析，
1、何谓“并列操作”？ 答：电力系统中的负荷随机变化，为保证电能质量，并满足安全和经济运行的要求，需经常将发电机投入和退出运行，把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节，在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列，这样的操作过程称为并列操作。 2、同步发电机组并列时遵循什么原则？ 答：⑴ 并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流；⑵ 发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。 3、同步发电机自动准同期并列的理想条件是什么？实际条件是什么？ 答：理想条件：频率相等，电压幅值相等，相角差为零。 实际条件：① 频率差不应超过额定频率的±0.2％～±0.5％；② 电压差不应超过额定电压的±5％～±10％；③ 在断路器合闸瞬间，待并发电机电压与系统电压的相位差应接近零，误差不应大于10°。 4、什么是准同期并列？什么是自同期并列？ 答：准同期并列：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。 自同期并列：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉入同步，完成并列操作。 5、什么是滑差、滑差频率、滑差周期？它们之间有什么关系？ 答：滑差：并列断路器两侧发电机电压角频率与系统电压角频率之差，用s ω表示；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用s f 表示； 滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间，用s T 表示。关系：s s f ?=πω2 s s s f T π21== 6、在自动准同期并列过程中，⑴ 滑差角频率为常数，⑵ 滑差角频率等速变化，⑶ 滑差角频率的一阶导数等加速变化，分别代表并列过程中的什么现象？ 答：⑴ 滑差角频率为常数，表示电网和待并机组的频率稳定；⑵ 滑差角频率等速变化，表示待并机组按恒定加速度升速，发电机频率与电网频率逐渐接近；⑶ 滑差角频率的一阶导数等加速变化，说明待并机组的转速尚未稳定，还在升速（或减速）之中。 7、什么是同步发电机自动准同期并列？有什么特点？适用什么场合？ 答：同步发电机自动准同期并列是频率差、电压差和相角差都在允许的范围内时进行合闸的过程。其特点是并列时冲击电流小，不会引起系统电压降低；但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。 适用场合：由于准同步并列冲击电流小，不会引起系统电压降低，所以适用于正常情况下发电机的并列，是发电机的主要并列方式。但因为并列时间较长且操作复杂，故不适用紧急情况的发电机并列。 8、同步发电机自动准同期并列时，不满足并列条件会产生什么后果？为什么？ 答：发电机准同期并列时，如果不满足并列条件，将产生冲击电流，并引起发电机振荡，严重时，冲击电流产生的电动力会损坏发电机，振荡使发电机失步，甚
《电动机自动往返控制电路原理与安装、调试、检修》教学设计 一、教材分析 自动往返控制线路这一节是电力拖动教学中的重点，是在位置控制线路的基础上进行修改的一个线路，也是电力拖动控制线路中比较难的、容易出故障的线路，学生容易在本节实训课中遇到各种难题。 二、学情分析 学生在学习了位置控制线路后，掌握本节课的知识点应该比较容易。但由于引入了行程开关的常开、常闭触点，所以接线相对比较复杂，学生容易产生畏难情绪，所以在具体实训时要提醒学生要先画好元器件安装布置图、接线图。老师巡回指导，并充分发挥小组长的带头作用。 三、设计理念 按照学生认知过程，先向学生展示自动往返控制线路实物图，再让学生绘出自动往返控制电路图，教师重点分析电路工作原理，介绍接线方法、安装步骤及工艺要求，最后让学生进行检修训练。本设计方案由实物展示到理论学习，再到动手操作，体现了理论与实践相结合，符号学生的认知规律。 四、教学目标 [知识目标] 1、进一步熟悉行程开关，熟悉其内部构造； 2、正确理解自动往返控制线路的工作原理； 3、学会自动往返控制线路的电路图、接线图画法；
[技能目标] 1、进一步熟练运用、安装行程开关； 2、会安装自动往返控制线路； 3、学会排除自动往返控制线路的故障； [素质目标] 1、继续提高学生对电力拖动这门课程的兴趣； 2、渗透电工安全意识教育； 3、发扬一不怕苦，二不怕累，遇难而上的精神； 五、教学重点 1、自动往返控制线路的原理； 2、自动往返控制线路的接线步骤及接线方法； 3、检修自动往返控制线路； 六、教学难点 1、自动往返控制线路的接线步骤及接线方法； 2、检修自动往返控制线路； 七、教学方法：讲授法、归纳法 八、教学准备 电脑、投影仪、电拖电路板、万用表、行程开关等 九、教学过程 （一）课前准备 1、教师提前5分钟进入教室，准备好演示所用的安装板、导线、仪表、电工工具等。
自动控制系统的基本组成与分类 自动控制系统的基本组成 如前所述，自动控制系统(即反馈控制系统)由被控对象和控制装置两大部分组成， 根 据其功能，后者又是由具有不同职能的基本元部件组成的。图1．12是一个典型的自 动控制 系统的基本组成示意图，图中组成系统的各基本环节及其功能如下。 1．被控对象 如前所述，被控对象是指对其莱个特定物理量进行控制的设备或过程 出即为系统的输出员，即被控量，通常以c(r)(或y(f))表示。 2．阁量元件 测量元件用于对输出量进行测量，并将其反馈至输入端。如果输出量与输入量的物 理 单位不同，有时还要进行相应的量纲转换*例如，温度测量装置(热电偶)用于团量湿度并 转换为电压(见固1．2)，测速发电机用于测量电动机轴转速井转换为电压(见田1．9)。 3．给定元件 根据控制日的，给定元件将给定量转换为与期望输出相对应的系统治入量(通常以 r(‘)表示)，作为系统的控制依据。例如，图1．9中，给定电压M2的电位器即为给 定元件。 4．比较元件 比较元件对输入量与测量元件测得的输出量进行比较，并产生偏差信号
中的电压比较电路。通常，比较元件输出的偏差信号以‘(2)表示。 5．放大元件 放大元件是特比较元件结出的(檄弱的)偏差信号进行放大(必要时还要进行物理量的转换)。例如，图1．9中的ATMEL代理放大器和晶闸管整流装置等。 6．执行元件 执行元件的功能是，根据放大元件放大后的偏差信号，推动执行元件去控制被控对 象，使其被控量按照设定的要求变化。通常，电动机、液压马达等都可作为执行元件。7．校正元件 校正元件又称补偿元件，用于改善系统的性能，通常以串联或反馈的方式连接在系 统中。 在图1．12中，作用信号从输入端沿箭头方向到达输出端的传输通路称为前向通路；系 统治出量经测旦元件反馈到输入端的传输通路称为主反馈通路；前向通路和主反馈通 路构 成的回路称为主反馈回路，简称主回路。除此之外，还有局部反馈通路以及局部反馈 回路 等*将只包含一个主反馈通路的系统称为单回路系统，将包含两个或两个以上反馈通路的 系统称为多回路系统。 1．4．2 自动控制系统的分类 如前所述，自动控制系统的组成千差万别，所完成的控制任务也不尽相同，但可以 按 不同的分类方法，将其分为各种不同的类别。例如，按控制方式可分为开环控制系统、闭 环控制系统和复合控制系TI代理统；按元件类型可分为机械系统、电气系统、机电系统、液压系
观察比例、惯性、积分、微分、比例+积分（PI）、比例+微分（PD）环节的阶跃响应，并测量相应的参数。 （1）比例环节的模拟电路如下图所示。 G（S）= -R2/R1 （2）惯性环节的模拟电路如下图所示, G（S）= - K/TS+1 K=R2/R1，T=R2C （3）积分环节的模拟电路如下图所示。 G（S）=1/TS T=RC （4）微分环节的模拟电路如下图所示。, G（S）= -TS T=RC （5）比例+微分环节的模拟电路如下图所示。（未标明的C=0.01uf） G（S）= -K（TS+1） K=R2/R1，T=R2C （6）比例+积分环节的模拟电路如下图所示。 G（S）=K（1+1/TS） K=R2/R1，T=R2C
二阶系统的结构图如下图4-1所示。 图4-1 二阶系统的结构图 其闭环传递函数为：2 2211T /s )T /K (s T /)s (R )s (C )s (++==φ 其中：ωn =1/T ；，ζ=K/2 图4-3 二阶系统模拟电路 其中，T=RC ，K=R2/R1。由原理得：ωn =1/T=1/RC ；ζ=K/2=R2/2R1。 改变比值R2/R1，可以改变二阶系统的阻尼比。改变RC 值可以改变无阻尼自然频率ωn 。 取R1=200K ，R2=100K Ω和200K Ω，可得实验所需的阻尼比。电阻R 取100K Ω，电容C 分别取1μf 和0.1μf,可得两个无阻尼自然频率ωn 。
(1)典型二阶系统的结构图如图6-2所示。相应的模拟电路图如图6-3所示。 图6-2 系统模拟电路图 图 6-3 系统结构图 (2)系统传递函数 取R3=500k Ω，则系统传递函数为 500 10500)(212++==s s U U s G 若输入信号t U t u ωsin )(11=，则在稳态时，其输出信号为 )sin()(22?ω+=t U t u 改变输入信号角频率ω值，便可测得二组U2/U1和?随ω变化的数值，这个变化规律就是系统的幅频特性和相频特性。