《电气控制与可编程控制器》教案
课题：1.1 概述
1.2常用低压电器
1.3基本控制线路
需2课时
教学目的要求：掌握常用低压电器的基本构成和构成原理
教学重点：常用基本控制线路的工作原理
教学难点：各种控制线路的工作过程分析
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
前言：电气控制系统实际上是继电接触器控制系统。继电接触器控制是一门重要的控制技术，尤其在电力拖动等领域中，应用的十分广泛。
1.1概述：
我国从20世纪50年代开始对新建的工业控制采用这种控制方式，随着电力拖动、自动控制的发展，继电器接触器控制方式得到迅速推广，对当时我国工业建设起到了巨大的推动作用，直至20世纪80年代我国大部分自动控制仍采用这种方式。
1.2常用低压电器：
1.低压电器的分类
（1）按工作方式可分为手控电器和自控电器。手控电气是依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮等。自控电器是依靠指令或物理量（如电流、电压、时间、速度等）变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。
（2）按用途可分为低压控制电器和低压保护电器。低压控制电器主要适用于低压配电系统及动力设备中起控制作用，如刀开关、低压断路器等。低压保护电器主要用于低压配电系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、继电器等。
（3）按种类可分为刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等。
2.低压电器的基本结构及特点
1.3基本控制线路：
1.3.1单向运动控制线路
自动控制系统中，电动机拖动运动部件沿着一个方向运动，称为单向运动，这是基本控制线路中最简单的一种。根据控制要求不同，单向运动分为点动和长动单向运动。
1.3.2 多地控制线路
在大型生产设备上，为使操作人员在不同地方均能进行启、停操作，常要求组成多地控制线路
1.3.1 双向（可逆）运动控制线路
双向控制是电动机既可以正转也可以反转。对于三相鼠笼异步电动机来说，实现正、反转控制只要改变其电源相序，即将主回路中的三相电源任意两相对调，电动机就将改变转动方向。常用两种控制方式：一种是利用倒顺开关（或组合开关）改变相序；另一种是利用接触器的主触点改变相序。前者主要适用于不需要频繁正、反转的电动机，而后者主要适用于需要频繁正、反转的电动机
课题：1.4电动机气动控制
1.5三相鼠笼式异步电动机制动控制电路
需2课时
教学目的要求：了解电动机的四种启动控制线路和两种制动控制线路
教学重点：定子串电阻启动、反接制动控制线路的原理
教学难点：能耗制动控制线路的理解与分析
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
1.4电动机启动控制
1.4.1定子串电阻启动控制线路
1.定子串电阻降压启动的原理分析：
2按钮控制电动机定子串电阻降压启动线路分析
1.4.2电动机的Y-Δ启动控制线路：
自动控制Y-Δ降压启动电路的分析
1.4.3自耦变压器降压启动控制线路
简单介绍自耦变压器降压启动控制线路的原理
1.4.4三相交流绕线式异步电动机的启动控制
1.按电流原则控制三相交流绕线式异步电动机串电阻启动控制线路分析
2.时间原则控制绕线式异步电动机转子串电阻情动控制线路分析
1.5三相鼠笼式异步电动机制动控制电路
1.反接制动控制线路的原理及工作过程分析
2.能耗制动的定义及能耗制动电路的工作分析
课题：2.1 可编程控制器（PLC）的历史与发展
2.2PLC的特点及应用领域
需2课时
教学目的要求：了解PLC的基本知识，使学生对本课程产生兴趣
教学重点：PLC的特点与应用范围
教学难点：PLC控制与继电控制、电子控制的异同
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
前言：可编程控制器是以自动控制技术、薇计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业控制装置。
2.1.1 可编程控制器的定义
1.早期的可编程控制器被称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
2.随着技术的发展，国外一些厂家采用微处理器作为中央处理单元，使其功能大大增强。PLC这一名称已不能准确反映它的特性。
3.1980年，美国电器制造商协会将它命名为可编辑控制器（PC），为避免混淆，可编辑控制器仍称（PLC）。
4.1987年，国际电工委员会（IEC）的定义（P28）。
5.总之，可编辑控制器是一种以微处理器为核心、带有指令存储器和I/O 接口。
2.1.2 PLC的产生与发展
1.PLC的产生
（1）继电器接触器控制系统的特点与缺点。
（2）对于日新月异的工业发展，人们寻求一种新型的通用控制设备，取代原有的继电器接触器系统。
2.PLC的发展
（1）CPU由中、小规模数字集成电路组成，控制功能比较简单，能完成定时、计数及逻辑控制。
（2）CPU采用微处理器，数据处理能力获得很大提高，增加了数据运算、传送、比较等功能，实现了对模拟量的控制。
（3）CPU开始采用8位和16位微处理器，使数据处理能力和速度大大提高，PLC开始具有了一定的通信能力。
（4）CPU开始采用了32位微处理器，数学运算、数据处理能力大大增强，增加了运动控制、模拟量PID控制器，联网通信能力进一步加强。
（5）20世纪90年代中期至今。CPU使用16位和32位微处理器，运行速度更快，功能更强。出现了智能化模块。编程语言还增加了高级语言。
2.1.3 PLC的发展趋势
1.方便灵活和小型化
（1）是实现机电一体化的理想控制设备。
（2）在结构上，一些小型机采用框架和模块的组合方式，使用户方便灵活的构成所需要的系统。
2.高功能和大型化。
（1）对钢铁工业，化工业等大型企业实施生产过程的自动控制一般比较复杂。
（2）不久的将来，大型PLC会全部使用64位芯片。
2.2.plc的特点及应用领域
2.2.1．PLC的特点
1.可靠性高。
（1）大量的开关动体由无触点的半导体集成电路完成。
（2）制造工艺采取了抗干扰措施。
（3）PLC具有完善的自诊断功能。
（4）特殊的外壳封装结构。
2.编程简单：梯形图语言是面向用户的高级语言。
3.通用性好
（1）PLC是通过软件来实现控制的。
（2）同一系列PLC，不同功能机型基本相同，可以互换。
4.功能强大
（1）PLC最广泛的应用是对开关量进行逻辑运算和顺序控制，同时还可以对模拟量进行控制。
（2）PLC可以控制一台单机、一条生产线、还可以控制一个机群，可以现场控制也可以远距离控制。
5.体积小，功耗低
（1）采用半导体集成电路。
（2）设计结构紧凑。
6.设计施工周期短：硬软件同时进行。
2.2.2.PLC的应用领域
1、开关量的逻辑控制：从十几个到成千上万个点。
2、模拟量控制：温度、压力、流量、液面高度等。
3、机械运动控制：对伺服电机和步进电机控制。
4.通信、联网及集散控制：可使整个工厂实现生产自动化。
5、数据处理：较复杂的数据处理一般应用在大、中型控制系统。
作业：P41页1~5。
课题：2.3 PLC的一般构成和基本工作原理
需2课时
教学目的要求：使学生理解PLC的基本组成与工作原理
教学重点：输入/输出的接口1电路与扫描工作方式
教学难点：PLC的滞后现象
照明
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
2.3.1 PLC的一般构成
1、CPU：它是PLC的核心和控制指导中心
（1）CPU通过三总线与存储器、I/O接口电路相连接，完成信息传递转换等。
（2）CPU的主要功能：接受输入信号并存入存储器，读出执行指令，将结果输出，处理中断请求，准备下一条指令。
2、存储器
（1）系统程序存储器：系统程序固化在ROM中。
（2）用户程序存储器：可读写，存放在RAM中。
3、输入、输出接口电路
（1）输入接口电路：P34图2-3
开关量输入单元多为直流输入单元。一般PLC内部提供24V 直流电源，用户只需将开关接在输入端子和公共端子之间即可，这
就是所谓无源式直流输入单图中只画出对应于一个输入点的输入
电路，个个输入点所对应的输入电路均相同。
（2）输出接口电路：P34图2-3
a. 继电器输出型：有触点的输出方式，可用于直流或低频交流负
载。
b. 晶体管输出型：无触点输出方式，适用于高速、小功率负载。
c. 晶闸管输出型：无触点输出方式，适用于高速、大功率负载。
4、电源为保证plc可靠，大多采用开关型稳压电源；
有的plc还向外部提供24v直流电源。
5、外部接口
（1）每台plc都有外设端口，对称外设接口、外接接口。它是在主机外壳上与外部设备配接口插座。
（2）同过电缆线可配接偏移器、计算机、其他plc、打印机等。
6、I/O扩展器
（1）通过I/O扩展器端口连接I/O扩展单元来增加I/O点。
（2）A/D和D/A单元一般也通过该接口与主机连接。
（3）各种智能单元链接单元。
（4）设有I/O扩展端口的PLC不能进行I/O点扩展。
2.3.2PLC的基本工作过程
PLC的工作过程大致分为3个阶段，PLC重复执行上述3个阶段，周而复始。每重复一次的时间成为一个扫描周期。PLC的工作方式万恶循环扫描方式。
SB
1.输入采样：在执行用户程序的过程中，输入映象寄存器的状态不变。
2.程序执行：执行程序时所需的信号，是在输入寄存器状态和其它一些编
程原件状态中取得的。
3.输出刷新：输出锁存器的内容要等到下一个扫描周期的输出阶段才会被
刷新。
2.2.3PLC的I/O滞后现象
1.输入滤波器对信号的延迟作用。
2.输出继电器的动作延迟。
3.PLC的循环扫描工作方式。
4.用户程序中的语句编排。
20000
20000
00000
01000
20000
20001
00000
20000
20000
20000
01000
20001
作业：P42 6~10
课题：2.4可编程控制器的编程语言 2.5 PLC 的主要性能指标和分类 需2课时
教学目的要求：了解plc 的编程语言与主要性能指标 教学重点： 梯形图语言特点plc 的分类方法 教学难点：对性能指标的理解 教案编写日期：
教学内容与教学过程：
2.4 可编程控制器的编程语言
◆ 可编程控制器是通过程序对系统进行控制的，所以各种机型的plc 都有
自己的编程语言。
◆ plc 通常不采用激素及编程语言，而采用梯形图语言和助记语言。 2.4.1 梯形图语言
物理继电器
PLC 继电器
线圈触点常开常闭
SB1
SB 2
KM
KM
0000001000
00001
01000
1. 电气符号
（1） 物理继电器与“软”继电器 （2） “硬接线”与“软接线”
（3）“概念”电流
2.线圈
（1）继电器接触器线路图中的线圈
（2）Plc梯形图中的继电器线圈是广义的。
3.触电
物理继电器的触点格数是有限的，会接触不良。
Plc的每一个继电器都对应着内部的一个寄存器位，可以反复使用，没有使用寿命限制。
4.工作方式
（1）继电器是并行各自方式。
（2）Plc梯形图是串行工作方式。
2.4.2助记符语言
LD 00000 助记符语言包括两部分
OR 01000 操作码：指令
AND NOT 00001 操作数：地址或设定的值
OUT 01000
1.助记符语言类似于计算机的汇编语言。
2.语句表编程语言不如梯形图形象、直观，但是在使用简易编程器输入用
户程序时，必须采用。
3.助记符语言与梯形图语言相互对应、相互转换。
2.4.3 逻辑功能图：P38图2-6
2.4.4 高级语言：方便的与计算机通信联网。
2.5plc重要性能指标和分类。
2.5.1plc的主要性能指标
1.I/O点数：衡量PLC性能的主要指标之一。
I/O点数计PLC面板上的输入、输出端子的个数。
PLC的I/O点数一般包括主机I/O点数和扩展单元I/O点数。
2.程序容量
（1）程序容量指的是用户程序存储器的容量。
（2）在PLC中程序是按“步”存放的，以不占用一个地址单元，一个地址单元占２个字节。１０００步的ＰＬＣ为２Ｋ字节。
（3）中、小型ＰＬＣ程序容量一般在８Ｋ以下。
3.扫描速度
（1）指执行程序的速度。一般的扫描１Ｋ字（２Ｋ字节，１０００步）所用的时间来衡量扫描速度。
（2）ＰＬＣ用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种ＰＬＣ执行相同操作所用的时间来衡量扫描速
度的快慢。
4.指令条数：变成指令种类及条数越多，功能越强。
5.内部器件的种类和数量：内部器件包括各种继电器、计数器、定时器、
数据存储器等。
6.扩展能力：包括Ｉ／Ｏ扩展及各种功能模块的功能扩展。
２.5.2 PLC的分类：一般按外部特征进行分类
1.按结构形式分类
（1）整体式结构：小型PLC常采用
（2）模块式结构：一般大中型PLC采用
（3）分散式结构：CPU、电源、存储器集中放置在控制室
2.按I/O点数分类
（1）微型机：I/O点数<64点，程序存储量<1K字节
（2）小型机：64~256点，程序存储量<3.6KB
（3）中型机：256~2048点，程序存储量<13KB
（4）大型机：>2048点，程序存储量>13KB
3.按功能分类
（1）低档机：一般用于单机或小规模生产过程。
（2）中档机：小型连续生产过程的复杂逻辑控制和闭环调节控制。
（3）高档机：大规模的过程控制。
作业：P42页11~14
课题：3.1~3.3 CPM2A的组成、指标与资源分配
需2课时
教学目的要求：掌握CPM2A主机规格与面板结构理解CPM2A的内部资源分配
教学重点：CPM2A的主机规格和主要性能指标
教学难点：内部资源的分配
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
前言：
1.日本欧姆龙（ＯＭＲＯＮ）公司是生产可编程控制器的著名厂商，其产
品的结构、性能等不断改进和提高。
２０世纪８０年代初Ｃ２０００Ｃ１０００Ｃ５００Ｃ１２０Ｃ２０
８０年代后期Ｃ２０００Ｈ／Ｃ１０００ＨＣ２００ＨＣ６０ＨＰ型机
９０年代初期（大型机ＣＶ系列）（小型机ＣＯＭ／Ｈ型）
９０年代后期（中型机Ｃ２００ＨＳ、Ｃ２００ａ）
ＣＰＭ系列
2.微型机代表产品：P型机、CMP系列整体式结构
小型机代表产品：C120、COMIH 系列模板式结构
中型机代表产品：C200H、C200a C500 C1000H 模板式大型机代表产品：CV系列模板式
3.1CPM2Ａ系列PLC基本组成
3.1.1 CPM2A系列PLC的主机
1.主机个规格：P43表3—1
CPM2A--20CDR--A
系列
点
数交流电源（D-直流电源）
继电器输出（T-晶体管，S-晶向管D（24V输入（A-AC100V输入）CPU单元（E-I/O扩展单元）
2.主机的面板机构：P44图3-1
（1）电源输入端子：AC100V~ 240V，DC24V
（2）功能接地端子：在有严重噪声干扰时，该端子必须接地。
（3）保护接地端子：为防止触电，保护接地端子必须接地，它和功能接地端子可连接在一起接地。
（4）输出DC24V电源端子：仅AC电源型有可作为输入设备或现场传感器的服务电源。
（5）输入端子：用于连接输入设备
主机有20/30/40/60点4种
（6）输出端子：用于连接输出设备
（7）工作状态显示LED
ＰＷＲ（绿）：电源的接通或断开指示
RUN（绿）：PLC的工作状态指示运行监控时亮编程、运行异常时，灭
ERR（红）：严重错误指示，常亮，ＰＬＣ停止工作
ＡＬＭ（红）：警告性错误指示
COMM（橙）通信指示灯，PLC与外部通信时亮。
（8）输入LED
（9）输出ＬＥＤ
（10）模拟设定电位器：可设置参数，范围为0—200（ＢＣＤ）
（11）外设端口：连接编程器，其他PLC或上位机的构成网络
（12）扩展连接端：30/40/60点主机有，最多能联机3台I/O扩展。
3.1.2 I/O扩展单元
1. I/O 扩展党员的规格和类型：P45表3-2
2. I/O 扩展单元的面板：例20点（图30）
3. CPM2A 系列的I/O 点可在20~120之间进行配置。 例：I/O 点数设计。某楼宇告警控制
四洞五层，共20户（按钮 、告警灯、告警铃） 第一方案：一对一 20 + 20+20 =60点 输入 输出
第二方案：一个告警铃 20 + 20+1 =41点 输入 输出
第三方案：一洞一灯 20 +（4+5）+1=30点
一层一灯 输入 输出 已知：CPM2A 20点（12/8），30点（18/12），40点（24/16） 60点（36/24），扩展8点，扩展20点（12/8） 选型：方案一：主机40+扩展8点输出3台 方案二：主机40点+扩展8点输出1台 方案三：主机40点。
CPM2A 的一般规格指标和主要性能指标
1. 一般规格指标
◆ 环境温度 ◆ 环境温度 2. 主要性能指标
（1） 内部资源：最大I/O 点数，IR ，SR ，TR ，HR
（2） 功能：基本中断，高速计数，快速响应输入，快速型
响应输入
（3） 通信：RS-232接口
CPM2A 系列PLC 的内部资源分配
准备知识：OMRON 公司采用通道或字的概念存储数据，如图示
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00
通道
数字位 通道号
（通道地址）
数字位数字位数字位3210
内部继电器（ＩＲ）区
特殊辅助继电器（SR ）区 暂存继电器TR 区
保持继电器ＨＲ区
010*******
01207 0031100411 00195
00000001
120001027
00915
1200
2531325400
01027
2531400000
00915
2531500000
01200
01207
00915
01200
辅助记忆继电器AP区
链接继电器LR区
定时器/计数器TC区
数据存储DM区
作业：P64页1-6
练习（CPM2A内部资源）
1 2
3.判断题
（1）CPM2A-30EDR-A
（2）CPM2A-10CDR-A
（3）CPM2A保持继电器为HR000-HR019，它具有断电保
持功能。
（4）CPM2A型机的通道形成进行编号，通道好由2、3或
4位十进制组成。
（5）CPM2A机油56个定时器合256个计数器。
（6）链接继电器LR00~LR15用来存储PLC状态信息。
4.CPM2A-40CDT-D的I/O地址是如何分配的？
输入24点：00000-00011，00100-00111
输出16点：01000~01007，01100-01107
5.书P64题4
扩展20点输入12点00200~00211
输出8点01200~01207
扩展20点输入12点00300~00311
输出8点01300~01307
扩展8点入：00400~00403
课题：3.4 CPM2A系列PLC功能简介
3.5 CPM2A系列PLC的通信功能
需2课时
教学目的要求：了解CPM2A的主机功能和通信功能
教学重点：外部输入中断功能，间隔定时的功能和快速响应功能
教学难点：高速计数器功能
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
3.4 CPM2A系列PLC功能简介
前言：CPM2A系列PLC是继CPM1A之后的另一系列机型，属于高功能的小型机。
1.丰富的指令系统（1）基本指令17条（2）应用指令185条
2.模拟设定电位器功能
开始位
TIM 000
250
TIM000
01003
3.输入时间常数设定功能
4.高速计数器功能：4种工作模式
（计数频率最高5KHz）中断功能
对DM6642进行设计
例：链条、装药
5.快速响应输入功能：不受扫描周期的影响
随时接收0.2ms的瞬间脉冲
例：跑编装置
6.外部输入中断功能
（1）输入终端模式：例：次品检测
（2）计数器中断模式：计数次数0~65535 计数器频率最高为2KHz
中断子程序
主程序主程序中断输入
主程序主程序
子程序
中断输入
7.间隔定时器中断功能：所谓间隔定时器中断是指到时间后，虽然在扫描周期内，但也能中断源程序。
（1）单触发模式：到限定时间后实行一次中断
（2）定时中断模式：每隔一定时间实行一次中断
8.高速脉冲输出功能输出点为01000，01001
p59图3-7，步进电机例
9.时钟功能：内置时钟，精确度+/-分钟/月
用梯形图读取，用编程器改写
10.完善的通信功能
（1）所有的CPM2A单元都带有RS-232C端口
（2）上位链接
无协议链接：条形码阅读器等标准设备
1.1 PLC链接及NT链接
3.5 CPM2A系列PLC的通信功能
3.5.1 HOST Link通信p61图3-8
1.一台CPM2A与一台上位机通信连接：（1：1 HOST Link）上位机可监视PLC工作状态
2.多台CPM2A与一台上位机通信连接：（1：N HOST Link）可实现系统的集散控制
3.5.2 NT Link通信p61 图3-9
Qmron 公司的可编辑终端PT
1：1 PLC Link通信p62图3-10
1.一台PLC作为主动单元，另一个作为从动单元
2.只能使用LR00-LR15这16个通道
Compo Bus I/0链接通信
https://www.doczj.com/doc/c916519996.html,po Bus/s网络是一种高速ON/OFF主从式网络，它无需在CPU
单元上编程就可以向CPU单元自动送出远程1/0状态，进行分散控
制。
https://www.doczj.com/doc/c916519996.html,po Bus/s网络有三种类型单元SRM1 COM1-SRM21
C200HW-SRM21
3.一个主单元最多可连接32个远程从单元。
作业：P64页7-8
课题：4.1 CPM2A指令系统概述
4.2.1 常用的基本指令
需2课时
教学目的要求：理解指令的分类与格式，掌握基本指令的使用方法。
教学重点：基本指令的功能及使用方法，注意事项
教学难点：各指令对标志位的影响
教案编写日期：
教学内容与教学过程：
前言：（1）指令系统在一定程度上反映出其控制功能的强弱。
（2）在理解指令的含义及其使用方法后，可以更恰当的使用指令，发挥其功能。
4.1.CPM2A指令系统概述
1.指令的分类
（1）基本指令：17条直接对输入输出点进行操作的指令。
（2）应用指令：185条.应用指令的多少表明PLC功能的强弱。
2.指令的格式
助记符（指令码）操作数1.2.3
（1）助记符表示指令的功能。
（2）指令码是指令的代码。大部分基本指令没有指令码，而应用指令大都有指令码。
（3）操作数提供指令执行的对象或数据。
例：定时器指令TIM 000
SV┉┉操作数
程序结束指令END ┉┉无操作数
数据传送指令MOV #2000┉┉源数据
HR00┉┉目的通道
二进制加法指令ADB AW┉┉被加数
AD┉┉加数
R ┉┉结果通道
3.执行指令对标志位的影响：25503~25507
0000000001
01000 0000201000 0000301000 01001
4.指令的微分、非微分形式
微分指令：助记符前加a,仅在其执行条件由OFF变为ON时，才执行一次。
非微分指令：只要其执行条件为ON，则每个扫描周期都执行该指令。
例：MOV #200 HROO 非微分指令@ MOV #2001 HR01 微分指令
4.2.1．常用的基本指令
1.LD、LDNOT、AND、ANDNOT、OR、ORNOT、OUT、OUTNOT指令：
LD 00000
OR 01000
ANDNOT 00001
OUT 01000
LDNOT 00002
ORNOT 00003
AND 01000
OUT NOT 01001
△在分析稀行图时，常开和常闭触点的状态是由它对应的继电器的状态来确定的。
000000000100002000030000401002END △ 图中，常闭触点0100也为ON 时，则输出继电器01001为OFF ，
否则01001为ON 。显然，OUTNOT 指令是把前面计算的结果取反再送到继电器01001中。
2.END 指令
LD
00000
AND NOT 00001
OR NOT 00003
AND 00002
OR 00004
OUT 01002
END
3. NOP 指令
0000001000
00002
20000
00000
00002
200
4. ANDLD 指令和ORLD 指令
20000
00002
000000000100003
00005
0000400006
方法1：前置编程法
方法2：集中编程法
00001
00000000022000501004
00003
01100
方法1 方法2
LD 00000 LD 00000 AND NOT 00001 AND NOT 00001 LD NOT 00002 LD NOT 00002 AND 20005 AND 20005 OR LD LD 01004
LD 01004 AND 00003
AND 00003 OR LD OR LD ORLD
OUT 01100 OUT 01100
5. SET 和RESET 指令
SET 20000
RESET 20000
00000
00003
6. KEEP 指令
KEEP 2000000002 00003
20000
7.DIFU和DIFD指令
DIFU 20000
DIFD HR0000
00005
20000
HR000
Ts
Ts 练习1：
20000
00002
00000000010000300005
0000400006
练习2：两种启停保持电路
第一种：ＬＤ00002 第二种：LD 00002 OR HR000 LD 00003
AND NOT 00003 KEEP
HR0000
OVT HR0000
练习3：
01005
0000000002
0000300004
20002
20000
20001
0000700008000050000600001
课题：4.2.2 PLC 基本编程规则和编程方法 需2课时
教学目的要求：掌握梯形图的编程规则与方法。 教学重点：应用梯形图讲解编程规则及注意事项 教学难点：并连续分支输出的区别 教案编写日期：
教学内容与教学过程：
1、 PLC 梯形图编程格式
（1） 每个输出单元构成一个梯级。（条的概念） （2） 左侧半排触点，右侧半排输出单元。
0000000001
01000
01000
2、基本编程规则
（1） 触点可串可并无限制。
（2） .线圈或指令不能直接与左侧母线连接。
△ 极少数没有执行条件的指令除外。 △ 必要时
常用电气控制电路 1.控制柜内电路的一般排列和标注规律为便于检查三相动力线布置的对错，三相电源L1、L2、L3 在柜内按上中下、左中右或后中前的规律布置。L1、L2、L3三相对应的色标分别为黄、绿、红，在制作电气控制柜时要尽量按规范布线。二次控制电路的线号，一般的标注规律是：用电装置（如交流接触器）的右端接双数排序，左端按单数排序。 二次控制电路的线号编排如图1所示。动力线与弱点信号线要尽量远离，如传感器、PLC、DCS 集散控制系统、PID控制器等信号线，如果不能做到远离，要尽量垂直交叉。弱电线缆最好单独放入一个金属桥架内，所有弱电信号的接地端都在同一点接地，且与强电的接地分离。 常用电气控制电路图1 二次控制电路的线号编排 2.电动机起停控制电路该电路可以实现对电动机的起停控制，并对电动机的过载和短路故障进行保 护，电动机起停控制电路如图2所示。
图2 电动机起停控制电路 在图2中，L1、L2、L3是三相电源，信号灯HL1用于指示L2和L3两相电源的有无，电压表V指示L1和L3相之间的线电压，熔断器FU1用于保护控制电路（二次电路）避免电路短路时发生火灾或损失扩大。合上断路器QF1，二次电路得电，按下起动按钮（绿色）SB2，交流接触器KM1的线圈通电，交流接触器的主触点KM1的辅助触头KM1-1闭合，电动机M1通电运转。由于KM1-1触头已闭合，即使起动按钮SB2抬起，KM1的线圈也将一直有电。KM1-1的作用是自锁功能，即使SB2抬起也不会导致电动机的停止，电动机起动运行。按下停止按钮SB1，KM1的线圈断电，KM1-1和KM1触头放开，电动机停止，由于KM1-1已经断开，即使停止按钮SB1抬起，KM1的线圈也仍将处于断电状态，电动机M1正常停止。当电动机内部或主电路发生短路故障时，由于出现瞬间几倍于额定电流的大电流而使断路器QF1迅速跳闸，使电动机主电路和二次电路断电，电动机保护停止。当电动机发生过载时，电动机电流超出正常额定电流一定的百分比，热继电器FR1发热，一定时间后，FR1的常闭触头FR1-1断开，KM1线圈断电，KM1-1和KM1主触头断开，电动机保护停止。KM1线圈得电时，HL2指示灯亮说明电动机正在运行，KM1的线圈断电后HL2灯灭，说明电动机停止运行。当FR1发生过载动作，常开触头FR1-2闭合，HL3灯亮说明电动机发生了过载故障。假设上述的三相交流电动机M1的功率3.7kW，额定电流为7.9A，工作电压为AC380V，则3.7kW 电动机起停控制电路元件清单见表1。 表1 3.7kW电动机起停控制电路元件清单
电气控制电路设计例题 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
电气控制设计例题 1．一运料小车由一台笼型异步电动机拖动,要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。 工作原理：QS+ — SB2 — KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到—KM2+ — M反转—到位压下SQ2，M停。 2．设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3．设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s，第一台电机停止。 4．画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路。 5．设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动。其动作要求如下： 1）起动时要求按M1M2M3顺序起动。 2）停车时要求按M3M2M1顺序停车。 3）上述动作要求有一定时间间隔。 6．为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下： 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气控制电路： 1）采用Y-Δ减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。 8、试画出异步电动机既能正转连续运行，又能正、反转点动的控制线路。
《电气控制技术与技能训练》教学指南 一、课程的性质与任务 本课程是中等职业学校电气运行与控制、电气技术应用等专业的一门专业核心课程。其任务是通过典型工厂电气控制设备的安装、调试、运行与维修等实践活动，使学生掌握典型低压电气控制设备安装、调试、运行与维修的核心技能，具备分析和解决生产、生活中的实际问题的能力，具备学习后续专业核心课程的能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。 二、教学提要、课程内容、教学要求
上篇电动机基本控制线路 一、单元提要 本单元主要介绍有触头的低压开关、接触器、继电器、按钮、位置开关等低压电器元件及由它们组成的电动机基本控制线路。掌握电动机基本控制线路的工作原理及安装与检修是检修工厂电气控制设备的基础。对电动机基本控制线路中所涉及到的常用低压电器元件，应掌握其型号及含义、结构、符号、工作原理、选用方法、安装与使用方法和常见故障及处理方法；对常见的电动机基本控制线路应熟记、会画图、会分析、会安装、会检修。更重要的是要掌握这些基本控制线路的特点和在电气控制设备中的运用，找出本质的规律，也就是：继电器和接触器线圈的通、断电造成它们触头闭合与断开，用这些触头又如何去控制另一些电器元件线路或电动机主电路的通、断电，从而实现对电动机的启动、停止、反向、制动和调速等方式的控制；对电动机基本控制线路的安装与检修，应熟悉绘制、识读控制线路的一般原则，能根据工厂电气控制设备的控制要求正确绘制控制线路图，按所设计的控制线路图确定主要材料单，按所给的材料和电气安装规范要求，正确利用工具和仪表熟练安装电器元件，正确配线，最后进行通电试验，并能排除控制线路中的常见故障。 工厂电气控制设备中无论多复杂的控制线路，极大部分都是这些低压电器元件常开、常闭触头的有机组合，都是几种电动机基本控制线路、环节的有机组合。常见的电动机控制线路主要有：点动控制线路、正转控制线路、正反转控制线路、位置控制线路、多地控制线路、降压启动控制线路、调速控制线路及制动控制线路等。 二、知识目标 ●理解常用低压电器的型号及含义。 ●了解常用低压电器的结构。 ●掌握常用低压电器的符号及工作原理。 ●熟悉绘制、识读电气控制线路图的一般原则。 ●掌握电动机基本控制线路及其工作原理。 三、技能目标
如何绘制电气控制线路图详细教程 绘制电气控制线路图是积累工作资料的一项重要内容，可采用辅助绘图软件提高工作效率。AutoCAD2006是常用的电气辅助设计软件之一。利用AutoCAD2006的工具选项板，将电气图常用电气图形文字符号定制在工具选项板中，提高电气图绘制速度。 图形符号绘制 交流接触器主触头的图形文字符号定制时先设计主触头图形尺寸，为了与其它电器元件对应尺寸一致，尺寸参考设计为：基本间距M=4.8mm，倾角a=30°，触头触点直径d=1.6mm，其余线间距取0.75M、1.5M等。 接触器主触头图形尺寸 电气图常用图形尺寸设计后，在AutoCAD 2006环境下，绘制电气图常用图形及文字符号，见图。 电气图部分常用图形文字符号 图形符号块定义 选择菜单项“绘图”∣“块”∣“创建”，即执行block命令进行，在弹出的“块定义”对话框，按图设置。
定义块对话框 块的命名应具有一定的含义并方便记忆，例如主触头块名取为KMM-3V（KM表示接触器，M表示主触头，3表示3极，V表示竖式布置），单击“拾取点”按钮后，在AutoCAD 绘图界面中拾取图中第1条竖线的上端点作为块基点，自动回到“块定义”对话框。 单选“转换为块”单选按钮，再单击“选择对象”按钮，又回到AutoCAD绘图界面中。选择所有接触器主触头图形后右击，AutoCAD自动回到“块定义”对话框，填写说明文字后单击对话框中的“确定”按钮，完成块定义。 所有电气图常用图形文字符号块定义完成后，给文件取名（例如取名为电器图形文字符号库），然后保存到磁盘（如存在D盘）。 定制工具选项板 选择菜单项“工具” ∣“设计中心”，或单击标准工具栏上“设计中心”快捷按钮，AutoCAD2006弹出“设计中心”窗口。
1.单按钮控制电动机起停线路 常规电动机起动、停止需用两个按钮，在多点控制中，则需按钮引线较多。利用一个按钮多点远程控制电动机的起停，则可简化控制线路又节省导线。如图所示，其工作原理是：起动时．按下按钮AN，继电器1J线圈得电吸合，1J常开触点闭合，交流接触器C线圈通电，C吸合并自锁．电动机起动。C的常开辅助触头闭合，常闭辅助肋头断开．这时，继电器2J的线圈因1J的常闭触点已断开而不能通电，所以2J不能吸合。松开按钮AN，因C已自锁，所以交流接触器C仍吸合，电动机继续运转。但这时1J因AN放松而断电释放，其常闭触点复位，为接通2J作好准备。在第二次按下按钮AN，这时继电器1J线圈通路被C常闭触头切断，所以U不会吸合，而2J线圈通电吸合。2J吸合后，其常闭触点断开，切断C 线圈电源，C断电释放，电动机停转。 2.接触器控制电机线路 具有自锁功能的电机控制线路，如图所示，当起动电动机时合上电源开关HK，按下起动按钮酗，接触器C线圈获电，C主触点闭合使电动机M运转；松开QA，由于接触器C常开辅助触点闭合自锁，控制电路仍保持接通，电动机M继续运转。停止时，按TA接触器C 线圈断电．C主触点断开，电动机M停转，同时自保持辅助触点分断。具有自锁的正转控制线路的重要特点是它具有欠压与失压(零压)保护作用。 有很多生产机械因负载过大、操作频繁等原因，使电动机定子绕组中长时间流过较大的电流，有时熔断器在这种情况下尚未及时熔断，以致引起定子绕组过热，影响电动机的使用寿命．严重的甚至烧坏电动机。因此，对电动机还必须实行过载保护。本线路具有热继电保护功能，当电动机过载时．主回路热继电器RJ所通过的电流超过额定电流值，使RJ内部
《电气控制线路的安装与维修》教案 授课教师侯庆友授课时间10月16日授课班级D2-1 课题工作台自动往返控制电路安装与检修总学时56－57 教材分析教学目标：掌握行程开关的原理及使用方法教学重点：行程开关的使用方法 教学难点：行程开关的使用方法 教学方法：讲授法 所用课时：2 时间分配教学内容及步骤 5′10′ 25′组织教学： 复习提问（或引入新课）： 新课教学： 一、知识学习： （一）行程开关 行程开关又叫限位开关，它的种类很多，按运动形式可分为直动式、微动式、转动式等；按触点的性质分可为有触点式和无触点式。它用以反应工作机械行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关。其作用原理与按钮相同，区别在于它不是靠手指的按压而是利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作，从而将将机械信号转变为电信号，用以控制机械或用作程序控制。 行程开关的主要参数有型式、动作行程、工作电压及触头的电流容量。目前国内生产的行程开关有LXK3、3SE3、LXl9、LXW和LX等系列。 常用的行程开关有LX19、LXW5、LXK3、LX32和LX33等系列。 1.型号及含义 （2）结构及工作原理 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 1）直动式行程开关其结构原理如图1-24所示，其动作原理与按钮开关相同，但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度，不宜用于速度低于0．4m／min 的场所。
图1-24 直动式行程开关 1-推杆 2-弹簧 3-动断触点 4-动合触点 2）滚轮式行程开关其结构原理如图1-25所示，当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆时，撞杆转向右边，带动凸轮转动，顶下推杆，使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时，在复位弹簧的作用下，各部分动作部件复位。 图1-25 滚轮式行程开关 1-滚轮 2-上转臂 3、5、11-弹簧 4-套架 6-滑轮 7-压板 8、9-触点 10- 横板 滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。3）微动开关式行程开关其结构如图1-26所示。常用的有LXW-11系列产品
试论电气控制线路设计基础 发表时间：2018-11-13T17:35:21.000Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：马秀恒[导读] 摘要：电气控制线路设计一般是先设计电气控制线路的整体思路，然后再设计电气控制线路的使用原件，最后设计电气控制线路的辅助设计。 （乌石化检维修中心化肥电修车间运行班）摘要：电气控制线路设计一般是先设计电气控制线路的整体思路，然后再设计电气控制线路的使用原件，最后设计电气控制线路的辅助设计。在设计整体思路时，要着重对线路需要满足的功能、线路负荷要求、运行速度调控技能、安全保障措施等进行整体构思。在设计使用元件时，要选择适当的元件。在设计辅助设计时，主要考虑信号判断设计和局部照明设计。基于此，本文对电气控制线路设计原则、 要求及其注意事项进行了论述分析。 关键词：电气控制线路设计；基础；原则；要求；注意事项了解掌握电气控制线路设计基础是提升电气控制线路设计科学性、合理性的必要前提。电气控制线路设计人员只有对电气控制线路设计基础有一个全面的了解和把握，才能真正确保电气控制线路的安全运行。 1电气控制线路设计的主要原则电气控制线路设计原则主要表现为：（1）稳定原则。电气控制线路保持稳定运行，才能对机电设备进行有效的控制，进一步提高机电设备的安全性和可靠性。设计人员在设计电气控制线路时，可以通过尽可能地减少电器元件使用数量、做好电路的绝缘处理工作、尽可能地使用直流电源等措施来增强线路的稳定性。（2）通用原则。主要是指电气线路设计的总体方案能够满足生产设备加工不同性质对象的要求。为此，在电气控制线路设计过程中，应当尽可能选择符合设计标准要求并经过大量实践验证的控制方案，以此来满足企业生产设备和工艺对电气控制线路提出的要求。（3）精简化原则。电气控制线路设计设计过程中要坚持精简化原则，尽可能地避免出现设计方法复杂或者不实用的情况。设计人员所采用的设计方案越简洁，在后期维护检修时就越方便，设备维护人员可以很快地查找出线路故障并进行修复，保证机电设备尽快恢复安全正常运行。 2电气控制线路设计的基本要求分析电气控制线路设计的基本要求主要表现为：（1）满足电气控制线路运行的承受力。线路功率超标是影响整体线路安全的关键问题，因此在进行电气控制线路的设计时要加强对线路功率稳定性的设计，考虑到系统线路功率的额定负荷，从而保证电路运行的安全性和可靠性。电气控制线路设计是电路设计中的关键环节，其直接影响到电路的运行速度及其质量，电气控制系统在运行电气线路发出的指令时，线路中的部分机械需要进行大功率的运转，功率运转的条件设计是电气控制线路设计中的核心。（2）适应电气控制线路运行的多样化。必须实现电气控制线路的兼容性，其是电气控制线路设计的重要目的，同一机电设备为了满足多样化的功能需求会配置多套线路运行方式，为了避免不同线路之间的互相影响，就需要从电气控制线路的设计入手，使得不同线路在运行过程中彼此兼容。例如一般工作状态下，电动机既要做好调压工作，同事还要进行转矩工作，此时为了保证其功能表达的有效性，就需要从电气控制线路设计入手，增加不同的解决方案和运行方式。（3）满足电气控制线路运行方案。大多数机电设备的作业功能比较多，在投产运行使用时，给用户提供多种运行方案，用户根据自己的需求，选择适宜的运行方案，这不仅能够便利用户的作业需求，而且能够提高机电设备运行效率，提升经营效益。而用户选择的不同运行方案的参数设置差异比较大，这就要求在设计电气控制线路时，要考虑线路的兼容性问题，满足多种运行方案需求。比如异步电机在一个运行方案中能够开展调压工作，而在另一个运行方案中进行恒定转矩工作。（4）电气控制线路运行的速度与设计一体化。电气控制线路设计与电路的转速具有一定的相关性，为了适应不同机电多变的速度，在设计电气控制线路过程中要注意运行速度与机电设施的适用性及准确性。为此，电气控制线路的设计主要是为了使电气控制线路能承载运行时的的承受力，适应电气控制线路运行的多样化特点并满足电气控制线路在运行过程中对速度的要求。 3电气控制线路设计的注意事项电气控制线路设计时，除了应该掌握各项基本控制线路的组成与原理外，还需要了解机械设备的控制要求和使用与维护人员在长期实践工作中总结出来的经验和方法，这些对于可靠、安全、合理地设计控制线路非常重要。 结合实践工作经验，认为电气控制线路设计需要注意以下事项：（1）尽量减少电器元件的数量，采用标准器件并且尽可能选用相同型号的电器元件。设计电气控制线路时，应该尽量减少不必要的触头以便简化控制线路，在保证线路的可靠性同时提高线路的经济性。（2）尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线长度。在设计电气控制线路时，应该考虑到各个电器元件之间的实际接线的便利性，要注意电气柜与操作台和行程开关彼此之间连接线的合理性。（3）正确连接电器元件的线圈。交流控制电路中的一条支路上，不允许串接两个电器元件的线圈，即使外加的电压是两个线圈的额定电压之和，也不可以。因为每一个线圈上分配到的电压与线圈的阻抗成正比。所以需要两个电器元件同时动作时，其线圈应该并联相接。（4）正确连接电器元件的触头。同一个电器元件的各辅助触头彼此靠得很近，如果连接不当，是有可能造成线路工作不正常的。辅助触头如果不是等电位的，当触头产生电弧时，有可能在触头之间形成飞孤造成电源短路。所以，一般将各执行器件的线圈一端接在电源的一侧，将控制触头接在电源的另一侧。（5）在满足控制要求的前提下，尽可能减少电器元件通电的数量。当线路通电运行后，有些电器元件会失去作用并长期通着电，从而浪费电能，减少电器使用寿命。合理的设计可以在电路接通后将不用的电器元件切断，这样既节约了电能，也延长了电器元件的使用寿命。（6）控制线路中应避免出现寄生回路。在电气控制线路的运行过程中，不正常接通的线路叫做寄生回路。而寄生回路的出现会破坏各元件和控制线路的动作顺序，因此设计控制线路时应避免。（7）要保证电气控制线路工作的可靠性和安全性。要想保证电气控制线路工作的可靠性和安全性，最为主要的就是选用可靠的电器元件，尽可能选用机械和电气使用寿命较长、结构合理、动作可靠、抗干扰性能好的电器元件。当电气控制线路中采用小容量继电器的触头与大容量接触器的线圈相接时，要考虑到继电器触头的容量是否足够。若不够，则必须加大继电器容量或者增加中间继电器，否则会使工作不可靠。（8）控制线路中应具备必要的保护环节。控制线路中应该具备必要的保护环节，以保证线路即使在出现误操作的情况下也不至于造成事故。一般应根据线路来具体设计选用过载、短路、过流、过压、失压、欠压等保护环节，在必要时还应考虑加设合闸、断开、事故、安全等报警以及指示信号。除了注意以上几个问题外，还需要注意在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，还要有机械联锁，这样完善的保护措施不仅使线路安全可靠，同时也使线路设计趋于合理、更加经济。 4结束语
授课计划 授课时数:2 授课教师: 授课时间: 课题：第一章常用低压电器 教学目的：了解低压电器的分类，熟悉各个低压电器的图形符号，掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学重点：掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学难点：正确地画出各低压开关的符号 教学类型：一体化 教学方法： 情景模拟法 教学过程： 引入新课：小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？讲授新课： [一] 引入新课 小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是 高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？今天我们要学习的就是低压电。 [二]讲授新课 一、概述 电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压在1200V 以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。 二、低压电器的分类 1、按用途分：在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 2、按动作方式分：自动切换电器和非自动切换电器两大类。
3、按有无触点分：有触点和无触点电器两大类。 4、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 三、低压电器的型号表示法： 四、低压电器的主要技术数据 在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。主要技术指标 有： 1、额定电流：在规定条件下，保证开关器正常工作时的电流值 、额定电压：在规定条件下，保证电器正常工作的电压值2． 3、绝缘强度：指电器元件的触头处于分段状态时，动静触头之间耐受的电压值 4、耐潮湿性：指保证电器可靠工作的允许环境潮湿条件。 5、极限允许温升：电器的到点不见通过电流时将引起发热和温升。 6、操作频率及通电持续率：开关电器没小时内可能实现的最高操作循环次数成 为操作频率。通电持续率是电器工作于断续周期工作制时负载时间工作周期之比， 通常一百分数表示。 7、机械寿命和电气寿命：前者是机械开关器在需要修理或更换机械零件前所能 承受的无载操作次数。后者是机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数 成为电气寿命。 五、选择低压电器的注意事项 1、控制对象及其工作环境 2、明确控制对象的额定电压、额定功率、操作特性、启动电流几工作方式等相 关技术数据。 3、了解备选电器的正常工作条件。 4、了解备选电器的主要技术性能。 本课小结：今天需要大家重点掌握的内容有低压电器的主要技术数据，重点讲 的元件图形符号。 作业布置：P39 1、2题 板书设计： 、低压电器的定低压电器的主要技概教学反思数、选 择低压电器的、低压电器的分授课时:2 授课教: 授课时意事 课题：1.3 接触器 教学目的：通过本次课的学习，学生了解接触器的结构、工作原理、熟悉其选 用及使用方法
项目一常用电气控制线路工作原理及安装接线 任务1.1 常用低压电器的基本认识 学习目标 了解低压电器的分类及常用术语； 认识瓷插式、螺旋式等常用低压熔断器； 掌握断路器、负荷开关、组合开关等常用开关的用法； 掌握按钮、行程开关、万能转换开关等常用主令控制器的用法； 掌握交流接触器的结构及用法； 掌握电磁式继电器、时间继电器、热继电器等常用继电器的用法。 1.1.1 低压电器的分类 1．低压电器 电器是一种能根据外部的信号和要求，手动或自动地断开或接通电路，实现对电路或非电对象的切换、保护、控制和调节的元器件或设备。
电气与电器的区别：电气是一个抽象概念，范围较广，功能强大；电器是具体的、简单的能实现一定功能的元器件。 工作在交流额定电压 1 200 V 以下、频率为 50 Hz 或者直流额定电压 1 500 V 以下的电器称为低压电器；反之则称为高压电器。 2．低压电器的分类 低压电器的种类繁多，分类方法也很多，常见的分类如图 1.1 所示。 图1.1 低压电器的分类 图 1.2 所示是几种常见的低压电器。
图1.2 常见低压电器 1.1.2 低压熔断器 1．作 用 熔断器简称保险丝，用于短路保护，使用时应串接于被保护电路中。正常情况下，熔断器相当于一段导线，当发生短路故障时，熔体迅速熔断并切断电路，从而起到保护线路和电气设备的作用。 2．特 点 结构简单，体积小，重量轻，价格便宜，动作可靠，使用维护方便。 3．分 类 瓷插式 RC；螺旋式 RL；有填料式 RT；无填料密封式 RM；快速熔断器 RS 和自恢复熔断器。 4．螺旋式熔断器的外形及符号 螺旋式熔断器的外形及符号如图 1.3（a）、（b）所示。 （a）外形（b）符号 图1.3 螺旋式熔断器的外形及符号
教学 环节 教学内容与过程师生 活动 教学 方法 设计 意图一、 任务 描述 二、 新受 知识 在生产机械电气控制电路中，需要熔断 器、接触器、按钮、热继电器等多种常用低 压电器。本任务就是学会识别及选用常见电 气元件。 （一）熔断器 熔断器是低压配电网络和电力拖动系 统中主要用作短路保护的电器。熔断器主要 由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组 成。.使用时，熔断器应串联在被保护的电 路中。正常情况下，熔断器的熔体相当于一 段导线；而当电路发生短路故障时，熔体能 迅速熔断分断电路，起到保护线路和电气设 备的作用。 老师 展讲 老师 讲解 学生 回答 问题 设定 情境 引起 学生 兴趣 为完 成任 务提 供理 论支 撑
教学 环节 教学内容与过程师生 活动 教学 方法 设计 意图熔断器的安装与使用 ●用于安装使用的熔断器应完整无损。 ●熔断器安装时应保证熔体与夹头、夹头 与夹座接触良好。 ●熔断器内要安装合格的熔体。 ●更换熔体或熔管时，必须切断电源。 ●对RM10系列熔断器，在切断过三次相 当于分断能力的电流后，必须更换熔断 管。 ●熔体熔断后，应分析原因排除故障后， 再更换新的熔体。 ●熔断器兼作隔离器件使用时，应安装在 控制开关的电源进线端。 （二）接触器 接触器是一种自动的电磁开关。触头的通断 不是由手来控制，而是电动操作。 1、常见的接触器 老师 讲解 学生 回答 问题
教学环节教学内容与过程师生 活动 教学 方法 设计 意图（三）低压断路器 低压断路器的功能 低压断路器又叫自动空气开关，简称断路器。 它集控制和多种保护功能于一体，当电路中发生短 路、过载和失压等故障时，它能自动跳闸切断故障 电路。 低压断路器的选用 低压断路器的额定电压应不小于线路、设备的 正常工作电压，额定电流应不小于线路、设备 的正常工作电流。 热脱扣器的整定电流应等于所控制负载的额定电 流。 （四）按钮 1.按钮的功能 按钮是一种用人体某一部分所施加力而操作、 并具有弹簧储能复位的控制开关。 老师 讲解 学生 回答 问题
技工学校 一 体 化 教 案 科目:电力拖动控制线路与技能训练
审阅签名: 年月日教学内容: 电动机基本控制线路图的绘制及线路安装步骤 一、绘制、识读电气控制线路图的原则 生产机械电器控制线路常用电路图、接线图与布置图来表示。 (一)、电路图:电路图就是根据生产机械运动形式对电器控制系统的要求,采用国家统一规定的电器图形符号与文字符号,按照电器设备与电器的工作顺序,详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成与连接关系,而不考虑其实际位置的一种简图。 电路图能充分表达电器设备与电器的用途、作用与工作原理,就是电器线路安装、调试与维修的理论依据。 1、绘制、识读电路图的原则: 电路图一般分电源电路、主电路与辅助电路三部分绘制。 (1)、电源电路画成水平线,三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次画出,中线N与保护接地PE依次画在相线之下。 直流电源的“+”端画在上边,“－”端在下边画出。 电源开关要水平画出。 (2)、主电路就是由主熔断器、接触器的触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。 主电路通过的电流就是电动机的工作电流,其电流较大。
主电路要画在电路图的左侧并垂直电源电路。 (3)、辅助电路就是由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯与照明灯等组成。 辅助电路通过的电流较小,一般不超过5A。 画辅助电路时要跨接在两相电源线之间,一般按照控制电路、指示电路与照明电路的顺序依次垂直画在主电路图的右侧,且电路中与下边电源线相连的耗能元件(如接触器与继电器的线圈、指示灯与照明灯等)要画在电路图的下方,而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。 为了读图方便,一般按照自左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。 2、电路图中,各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。 分析原理时,应从触头的常态位置出发。 3、电路图中,不画各元器件实际的外形图,要采用国家统一规定的电器图形符号画出。 4、电路图中,同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起,而就是按其在线路中所起的作用分别画在不同的电路中,但它们的动作却就是相互关联的,因此,必须标明相同的文字符号。若图中相同的电器较多时,必须要在电器文字符号后面加注不同的数字,以示区别,如KM1、KM2等。 5、画电路图时,应尽可能减少线条与避免线条交叉。对有直接电联系的交叉导线的连接点,要用小黑点表示;无直接电联系的交叉导线则不画小黑点。 6、电路图采用电路编号法,即对电路中的各个接点用字母或数字编号。 (1)、主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11、V11、W11。然后按从上至下、从左至右的顺序,每经过一个元器件后,编号要递增,如U12、V12、W12 ;U13、V13、W13……。单台三相交流电动机(或设备)的三根引出线按相序依次编号为U、V、W 。对于多台电动机引出线的编号,可在字母前用不同的数字加以区别,如1U、1V、1W ;2U、2V、2W ……。(2)、辅助电路的编号按“等电位”的原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号,每经过一个电器元件后,编号要依次递增。控制电路编号的起始数字必须就是1 ,其她
第三章常用电气控制线路 第一节普通车床的电气控制 普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用来车削外圆、端面、内圆、螺纹和定型表面，也可用钻头绞刀、镗刀等加工。 一、普通车床的主要结构及运动形式 普通车床主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、光杠和丝杠等部分组成。 图3-1普通车味的结樹示盍图 1-进给箱3—主雜变連箱4—灣板与刀现 5 —灣扳箱用架7—耀杠3—光杠9 一乐身 为了加工各种旋转表面，车床必须具有切削运动与辅助运动。切削运动包括主运动和进给运动，除此以外的其它运动皆为辅助运动。 车床的主运动为工件的旋转运动，它由主轴通过卡盘或顶尖去带动工件旋转，承受车削加工时的主要切削功率。车削加工时，应根据被加工零件的材料性质、车刀、工件尺寸、加工方式及冷却条件等来选择切削速度，这就要求主轴能在相当大的范围内变速，普通车床一般采用机械调速。车削加工时，一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要求反转退刀，再纵向进刀继续加工，因而主轴能实现正、反转。主轴旋转是由主轴电动机经传动机构拖动的。 车床的进给运动是刀架的纵向和横向直线运动，其运动方式有手动和机动两种。加工螺纹时工件的旋转速度与刀具的进给速度应有严格的比例关系，所以主运动和进给运动采用同一台电动机拖动，并采用齿轮变速，车床主轴箱输出轴经挂轮箱传给进给箱，再经光杠传入溜板箱，以获得纵、横两个方向的进给运动。 车床的辅助运动有刀架的快速移动及工件的夹紧与放松。 二、车床拖动特点及控制要求 1）为保证经济可靠，主拖动电动机一般选用笼型异步电动机，为满足调速要求，可采用机械变速。 2）为车削螺纹，主轴要求正、反转。对于小型车床主轴正反转由主拖动电动机正反转来实现；当主拖动电动机容量较大时，主轴正反转可采用电磁摩擦离合器来实现。 3）主轴电动机的起动、停止应能实现自动控制。一般中小型车床均采用直接起动，当电机容量较大时，常用Y—△降压起动。为实现快速停车，可采用机械或电气制动。 4）车削加工时，由于刀具与工件温度高，因此，设有一台冷却泵用于冷却。冷却泵电动机只需单方向
常用电气控制电路
常用电气控制电路 1.控制柜内电路的一般排列和标注规律为便于检查三相动力线布置的对错，三相电源L1、L2、L3 在柜内按上中下、左中右或后中前的规律布置。L1、L2、L3三相对应的色标分别为黄、绿、红，在制作电气控制柜时要尽量按规范布线。二次控制电路的线号，一般的标注规律是：用电装置（如交流接触器）的右端接双数排序，左端按单数排序。 二次控制电路的线号编排如图1所示。动力线与弱点信号线要尽量远离，如传感器、PLC、DCS 集散控制系统、PID控制器等信号线，如果不能做到远离，要尽量垂直交叉。弱电线缆最好单独放入一个金属桥架内，所有弱电信号的接地端都在同一点接地，且与强电的接地分离。 常用电气控制电路图1 二次控制电路的线号编排 2.电动机起停控制电路该电路可以实现对电动机的起停控制，并对电动机的过载和短路故障进行 保护，电动机起停控制电路如图2所示。
图2 电动机起停控制电路 在图2中，L1、L2、L3是三相电源，信号灯HL1用于指示L2和L3两相电源的有无，电压表V 指示L1和L3相之间的线电压，熔断器FU1用于保护控制电路（二次电路）避免电路短路时发生火灾或损失扩大。合上断路器QF1，二次电路得电，按下起动按钮（绿色）SB2，交流接触器KM1的线圈通电，交流接触器的主触点KM1的辅助触头KM1-1闭合，电动机M1通电运转。由于KM1-1触头已闭合，即使起动按钮SB2抬起，KM1的线圈也将一直有电。KM1-1的作用是自锁功能，即使SB2抬起也不会导致电动机的停止，电动机起动运行。按下停止按钮SB1，KM1的线圈断电，KM1-1和KM1触头放开，电动机停止，由于KM1-1已经断开，即使停止按钮SB1抬起，KM1的线圈也仍将处于断电状态，电动机M1正常停止。当电动机内部或主电路发生短路故障时，由于出现瞬间几倍于额定电流的大电流而使断路器QF1迅速跳闸，使电动机主电路和二次电路断电，电动机保护停止。当电动机发生过载时，电动机电流超出正常额定电流一定的百分比，热继电器FR1发热，一定时间后，FR1的常闭触头FR1-1断开，KM1线圈断电，KM1-1和KM1主触头断开，电动机保护停止。KM1线圈得电时，HL2指示灯亮说明电动机正在运行，KM1的线圈断电后HL2灯灭，说明电动机停止运行。当FR1发生过载动作，常开触头FR1-2闭合，HL3灯亮说明电动机发生了过载故障。假设上述的三相交流电动机M1的功率3.7kW，额定电流为7.9A，工作电压为AC380V，则3.7kW电动机起停控制电路元件清单见表1。 表1 3.7kW电动机起停控制电路元件清单
教案首页 系别数控汽车教师肖振兴班级G12机电课型一体化课时8 周次16 日期2015.12.23-2015．12.24 地点G12教室/电工实验室课题（章）第三单元常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修子课题（节）课题一 CA6140型车床电气控制线路 教学目标1、了解CA6140型车床的主要结构和运动形式，掌握CA6140型车床电气控 制线路的构成和工作原理 2、能完成CA6140型车床安装、调试及常见电气故障的检修 3、了解工业机械电气设备维修的一般要求，掌握工业机械电气设备维修 的一般方法及注意事项 教学重点及 难点1、重点：CA6140型车床电气控制线路的构成和工作原理。 2、难点：CA6140型车床电气控制线路安装、调试及常见电气故障的检修 教学方法讲授、演示、实操 教学器材及设 备低压电器原件（熔断器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、按钮、），常用电工工具，导线，万用表 课后小结 审核人：日期：
【新课引入】（时间：2分） 复习提问：三相异步电动机正反转控制线路的工作原理？ 同学们观看图片资料，结合日常生活和实际生产活动展开新课 【新课讲授】（时间：150分） CA6140型车床电气控制线路 一、CA6140型车床的基本结构 CA6140型车床是普通车床的一种，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，例如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转表面，加工端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹，还能进行钻孔、铰孔、滚花等工作它的加工范围较广，但自动化程度低，适于小批量生产及修配车间使用 普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。下图是CA6140型普通车床外观结构图教师 活动 讲授 演示 具体 讲述 电气 原理 图工 作原 理 学生 活动 提问 认真 做好 相关 笔记
常用电气控制电路 1. 控制柜内电路的一般排列和标注规律为便于检查三 相动力线布置的对错，三相电源L1、L2、L3 在柜内按上中下、左中右或后中前的规律布置。L1、L2、L3三相对应的色标分别为黄、绿、红，在制作电气控制柜时要尽量按规范布线。二次控制电路的线号，一般的标注规律是：用电装置（如交流接触器）的右端接双数排序，左端按单数排序。 二次控制电路的线号编排如图1所示。动力线与弱点信号线要尽量远离，如传感器、PLC DCS 集散控制系统、PID控制器等信号线，如果不能做到远离，要尽量垂直交叉。弱电线缆最好单独放入一个金属桥架内，所有弱电信号的接地端都在同一点接地，且与强电的接地分离。 FUj 3 SB$ m 7 HL t -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- SB：KM | 5 T 7 KM2_2 9 ~ FR| KM】|叫 SB3 KM. ? 11 13 KM2 1 Hl” 常用电气控制电路图1二次控制电路的线号编排 2. 电动机起停控制电路该电路可以实现对电动机的起停控制, 护，电动机起停控制电路如图2所示。 并对电动机的过载和短路故障进行保
图2 电动机起停控制电路 在图2中，L1、L2、L3是三相电源，信号灯HL1用于指示L2和L3两相电源的有无，电压表 V 指 示L1和L3相之间的线电压，熔断器FU1用于保护控制电路（二次电路）避免电路短路时发生火 灾或损失扩大。合上断路器 QF1,二次电路得电，按下起动按钮（绿色） SB2,交流接触器KM1的 线圈通电，交流接触器的主触点 KM1的辅助触头KM1-1闭合，电动机M1通电运转。由于KM1-1 触头已闭合，即使起动按钮SB2抬起，KM1的线圈也将一直有电。KM1-1的作用是自锁功能，即使 SB2抬起也不会导致电动机的停止，电动机起动运行。按下停止按钮SB1, KM1的线圈断电，KM1-1 和KM1触头放开，电动机停止，由于 KM1-1已经断开，即使停止按钮 SB1抬起，KM1的线圈也仍 将处于断电状态，电动机M1正常停止。当电动机内部或主电路发生短路故障时， 由于出现瞬间几 倍于额定电流的大电流而使断路器 QF1迅速跳闸，使电动机主电路和二次电路断电，电动机保护 停止。当电动机发生过载时，电动机电流超出正常额定电流一定的百分比，热继电器 FR1发热， 一定时间后，FR1的常闭触头FR1-1断开，KM1线圈断电，KM1-1和KM1主触头断开，电动机保护 停止。KM1线圈得电时，HL2指示灯亮说明电动机正在运行，KM 啲线圈断电后HL2灯灭，说明电 动机停止运行。当FR1发生过载动作，常开触头FR1-2闭合，HL3灯亮说明电动机发生了过载故 障。假设上述的三相交流电动机 M1的功率3.7kW,额定电流为7.9A ，工作电压为AC380V 则3.7kW 电动机起停控制电路兀件清单见表1。 表1 3.7kW 电动机起停控制电路元件清单 湎 卑 KM, KM | | 冋 I
常用电气控制电路 Prepared on 22 November 2020
常用电气控制电路 1.控制柜内电路的一般排列和标注规律为便于检查三相动力线布置的对错，三相电源 L1、L2、L3在柜内按上中下、左中右或后中前的规律布置。L1、L2、L3三相对应的色标分别为黄、绿、红，在制作电气控制柜时要尽量按规范布线。二次控制电路的线号，一般的标注规律是：用电装置（如交流接触器）的右端接双数排序，左端按单数排序。 二次控制电路的线号编排如图1所示。动力线与弱点信号线要尽量远离，如传感器、PLC、DCS集散控制系统、PID控制器等信号线，如果不能做到远离，要尽量垂直交叉。弱电线缆最好单独放入一个金属桥架内，所有弱电信号的接地端都在同一点接地，且与强电的接地分离。 常用电气控制电路图1 二次控制电路的线号编排 2.电动机起停控制电路该电路可以实现对电动机的起停控制，并对电动机的过载和短 路故障进行保护，电动机起停控制电路如图2所示。 图2 电动机起停控制电路 在图2中，L1、L2、L3是三相电源，信号灯HL1用于指示L2和L3两相电源的有无，电压表V指示L1和L3相之间的线电压，熔断器FU1用于保护控制电路（二次电路）避免电路短路时发生火灾或损失扩大。合上断路器QF1，二次电路得电，按下起动按钮（绿色）SB2，交流接触器KM1的线圈通电，交流接触器的主触点KM1的辅助触头KM1-1闭合，电动机M1通电运转。由于KM1-1触头已闭合，即使起动按钮SB2抬起，KM1的线圈也将一直有电。KM1-1的作用是自锁功能，即使SB2抬起也不会导致电动机的停止，电动机起动运行。按下停止按钮SB1，KM1的线圈断电，KM1-1和KM1触头放开，电动机停止，由于KM1-1已经断开，即使停止按钮SB1抬起，KM1的线圈也仍将处于断电状态，电动机M1正常停止。当电动机内部或主电路发生短路故障时，由于出现瞬间几倍于额定电流的大电流而使断路器QF1迅速跳闸，使电动机主电路和二次电路断电，电动机保护停止。当电动机发生过载时，电动机电流超出正常额定电流一定的百分比，热继电器FR1发热，一定时间后，FR1的常闭触头FR1-1断开，KM1线圈断电，KM1-1和KM1主触头断开，电动机保护停止。KM1线圈得电时，HL2指示灯亮说明电动机正在运行，KM1的线圈断电后HL2灯灭，说明电动机停止运行。当FR1发生过载动作，常开触头FR1-2闭合，HL3灯亮说明电动机发生了过载故障。假设上述的三相交流电动机M1的功率，额定电流为，工作电压为AC380V，则电动机起停控制电路元件清单见表1。 表1 电动机起停控制电路元件清单 3.电动机正、反转控制电路该电路能实现对电动机的正、反转控制，并有短路和过载 保护措施。电动机正、反转控制电路如图3所示。 常用电气控制电路图3 电动机正、反转控制电路 在图3中，接触器KM2线圈吸合后，因为将L1和L3两相电源线进行了对调，实现了电动机的反转运行。信号灯HL1指示电源线L3和零线N之间的相电压。按下正转起动按钮SB2，交流接触器KM1线圈得电吸合，主触头KM1和常开辅助触头KM1-1闭合，电动机M1正向运转。KM1的常闭辅助触头KM1-2断开，此时即使按下反转起动按钮SB3，由于KM1-2的隔离作用，交流接触器KM2的线圈也不会吸合，KM1-2起安全互锁作用。电动机正向起动后，反向控制交流接触器KM2触头不会吸合，避免了由于KM1和KM2的触头同时吸合而出现电源线L1和L3直接短路的现象。按下停止
《电气控制与可编程控制器》教案 课题：1.1 概述 1.2常用低压电器 1.3基本控制线路 需2课时 教学目的要求：掌握常用低压电器的基本构成和构成原理 教学重点：常用基本控制线路的工作原理 教学难点：各种控制线路的工作过程分析 教案编写日期： 教学内容与教学过程： 前言：电气控制系统实际上是继电接触器控制系统。继电接触器控制是一门重要的控制技术，尤其在电力拖动等领域中，应用的十分广泛。 1.1概述： 我国从20世纪50年代开始对新建的工业控制采用这种控制方式，随着电力拖动、自动控制的发展，继电器接触器控制方式得到迅速推广，对当时我国工业建设起到了巨大的推动作用，直至20世纪80年代我国大部分自动控制仍采用这种方式。 1.2常用低压电器： 1.低压电器的分类 （1）按工作方式可分为手控电器和自控电器。手控电气是依靠外力（如人工）直接操作来进行切换的电器，如刀开关、按钮等。自控电器是依靠指令或物理量（如电流、电压、时间、速度等）变化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。 （2）按用途可分为低压控制电器和低压保护电器。低压控制电器主要适用于低压配电系统及动力设备中起控制作用，如刀开关、低压断路器等。低压保护电器主要用于低压配电系统及动力设备中起保护作用，如熔断器、继电器等。 （3）按种类可分为刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等。 2.低压电器的基本结构及特点 1.3基本控制线路： 1.3.1单向运动控制线路 自动控制系统中，电动机拖动运动部件沿着一个方向运动，称为单向运动，这是基本控制线路中最简单的一种。根据控制要求不同，单向运动分为点动和长动单向运动。 1.3.2 多地控制线路 在大型生产设备上，为使操作人员在不同地方均能进行启、停操作，常要求组成多地控制线路