某锯床的PLC电气控制系统设计
作者：刘峻峰指导教师：马德贵
（安徽农业大学工学院08级机械设计制造及其自动化合肥230036）
摘要：本论文是研究机械加工中常用的G607型圆锯床传统电气控制系统的改造问题,旨在解决传统继电器—接触器电气控制系统存在的线路复杂、可靠性稳定性差、故障诊断和排除困难等难题。由于PLC电气控制系统与继电器—接触器电气控制系统相比，具有结构简单，编程方便，调试周期短，可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，对工作环境要求低等一系列优点。因此，本论文将把PLC 控制技术应用到G607型圆锯床电气控制系统的设计方案中去，以便大大提高圆锯床的工作性能。论文分析了圆锯床的控制原理，制定了使用可编程逻辑控制器改造G607型圆锯床电气控制系统的设计方案，完成了电气控制系统硬件和软件的设计，其中包括PLC机型的选择、I/O端口的分配、I/O硬件接线图的设计、PLC梯形图程序的设计。对PLC控制圆锯床的工作过程作了详细阐述，论述了采用PLC取代传统继电器—接触器电气控制系统从而提高机床工作性能的方法，并对控制系统功能进行相应的模拟。
关键词：PLC；G607圆锯床；梯形图；三维力控
1 引言
G607型圆锯床系采用圆锯片作为切削工具的半自动型高效切割机床,进给采用液压传动控制，适用于锯割各种黑色金属材料及型材，能进行与材料母线成90度的锯割，实现切削半自动工件循环，具有性能稳定可靠，操作方便，效率高等特点，其最大的优势是使用成本低，因而广泛适应于冶金和机械制造行业。把PLC技术应用到G607型圆锯床的电气控制系统的改进方案中，大大提高了G607型圆锯床的工作性能和系统的工作稳定性，为工业生产的现代化带来生机，节省用户的开发时间和生产成本，而且在设计的过程中还能提高PLC的编程水平和实践能力，为今后在实际工作中熟练使用PLC进行工业系统的设计打好基础。
2 系统总体设计
G607型圆锯床的电气控制系统的设计方案由两部分组成，一部分为电气控制系统的硬件设计；另一部分是电气控制系统的软件设计，亦即PLC控制程序的编写。为了使重新设计后的圆锯床仍能够保持原有功能不变，此次设计的一个
重要原则之一就是，不对原有机床的控制结构做过大的调整，只是将原继电器控制中的硬件接线改用软件编程来替代。
2.1 G607型圆锯床的结构和控制要求
G607型圆锯床的锯片规格 ?710mm，最大锯削尺寸Φ240mm，最大方钢尺寸220×220mm，主电机功率：5.5KW，液压电机功率：1.5KW，冷却泵功率：0.15KW，进给速度：液压无级。锯床主要由底坐，床身，立柱；锯梁和传动机构；导向装置；工件夹紧、张紧装置；送料架；液压传动系统；电气控制系统；润滑及冷却系统组成。（如图1）底座为钢板焊接而成的箱形结构，床身、立柱固定其上，底座内腔有较大的空间，前左侧为电气按钮控制箱，右侧为电气配电板箱，中间为由钢板焊接成的液压油箱，腔内装有液压泵站，液压管路，右侧为冷却切削液箱及水泵，底四角有地脚螺栓孔。床身为铸铁件，固定在底座上，立柱由一大小圆柱组成，大圆立柱作为锯架运动的导轨，是用以支撑锯梁上下升降运动，并保证精确的导向，小圆柱起辅助作用，从而保证锯条的正常切削。中间为夹料虎钳和手动送料机构，虎钳前方连接有承接成品件的工作台，左侧的夹紧装置为夹紧丝杆穿过液压夹紧油缸杆内孔，转动手轮或按动按钮，使左钳口左右运动。
图1 G607型圆锯床外形图
Fig.1 Outside view of G607 circular sawing machine
圆锯床运动部件较多，为简化传动装置，提高传动的效率，常采用多台电动机控制，通常有主轴电动机、液压泵电动机、冷却泵电动机、上料升降电动机、小车升降电动机、小车左右电动机。主轴由机械摩擦片式离合器实现单向运转及调速的控制。上料升降结构由上料升降电动机拖动，要求电动机能够实现正、反转。小车由两台电动机进行拖动，要求能够实现上升、下降，左行、右行，故两台电动机都要求能够实现正、反转的点动控制。在进行锯削加工时，需要对刀具
和工件进行冷却，为此需要设置冷却泵电动机来驱动冷却泵输送冷却液，用单级开关控制冷却泵电动机的接通、关断。此外上料升降结构和小车升降结构要有必要的限位、连锁保护，主轴电动机、液压泵电动机、冷却泵电动机应具有过载和短路保护装置，且电气控制电路中要具有通电指示和局部安全照明电路。
2.2 G607型圆锯床的PLC 控制系统结构
G607型圆锯床的PLC 电气控制系统结构由两部分组成：主电路和PLC 的控制系统电路。主电路与传统的继电接触式控制系统中的主电路相同，仍为电源—熔断器—交流接触器的主触点—热继电器的发热元件—交流电动机这一主线，但控制电路部分由PLC 编程所取代。PLC 的控制系统结构框图如图2示:
图2 总体控制结构图
Fig.2 Structure diagram of whole controlling
3 系统的硬件设计
3.1 PLC 控制主电路设计
我国生产的G607型圆锯床由六台电动机拖动，分别为主轴电动机M1，液压泵电动机M2，冷却泵电动机M3，上料升降电动机M4，小车升降电动机M5，小车左右电动机M6。其中拖动电动机M1-M3工作状态分别由接触器KM1-KM3进行控制，热继电器FR1-FR3实现对电动机的过载保护功能。上料升降电动机M4，小车升降电动机M5，小车左右电动机M6的主电路均属于正、反转单元主电路结构，其中接触器KM4、KM6、KM8分别控制拖动电动机M4、M5、M6正转，接触器KM5、KM7、KM9分别控制拖动电机M4、M5、M6反转电源的接通与关断。此外由于拖动电动机M4、M5、M6均属于短期的点动运转，故未设置过载保护装置。它的电气原理图如下所示：
PLC
交流接触器
输入设备
编程设备
状态指示
电源引入
交流接触器主触点
交流电动
机
图3 G607型圆锯床的主电路
Fig.3 main circuit of G607 circular sawing machine
3.2 PLC型号的选择
选择PLC机型，主要考虑以下几个因素：
3.2.1 依据PLC的物理结构
PLC的物理结构有整体式、模块式和叠装式三种。整体式的每一I/O点的平均价格比模块式便宜，小型电气控制系统一般使用整体式可编程控制器。此次所设计的电气控制系统属于小型开关量电气控制系统而且没有特殊的控制任务，整体式PLC完全可以满足控制要求，且在性能相同的情况下，整体式PLC比模块式和叠装式PLC价格便宜，因此，G607型圆锯床的PLC电气控制系统采用整体式结构的PLC。
3.2.2 依据PLC的指令功能
因为任何一种PLC都可以满足开关量电气控制系统的要求，所以本设计将尽量采用价格便宜的PLC。
3.2.3 依据PLC的输入输出点数
如表1和表2所示，G607型圆锯床的电气控制系统需要17个输入口和11个输出口，而PLC的实际输入点数应等于或大于所需输入点数17，PLC的实际输出点数应等于或大于所需输出点数11，在条件许可的情况下尽可能留有
10%-20%的裕量。
3.2.4 依据PLC的存储容量
PLC存储器容量的估算方法：对于仅有开关量输入和输出信号的电气控制系统，将所需的输入和输出点数乘以8，就是所需PLC存储器的存储容量（单位为bit）即：
（17+11）×8=224 bits
3.2.5 依据输入模块的类型
输入模块的输入电压一般为DC24V、AC110V和AC220V。直流输入电路的延迟时间较短，可以直接与接近开关、光电开关等电子输入装置连接。交流输入方式的触点接触可靠，适合于在有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。因为本设计是基于PLC的G607圆锯床的电气控制系统，工作环境并不恶劣，且对电气控制系统操作人员来说DC24V电压较AC110V电压安全些。所以，本基于PLC的G607型圆锯床的电气控制系统的PLC输入模块应选直流输入模块，输入电压应为DC24V电压。
3.2.6 依据输出模块的类型
PLC输出模块有继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型三种。
继电器型输出模块的触点工作电压范围广，导通压降小，承受瞬间过电压和过电流的能力较强，每一点的输出容量较大（可达2A）,在同一时间内对导通的输出点的个数没有限制，但动作速度慢，寿命有一定的限制。
晶体管型与晶闸管型输出模块分别用于直流负载和交流负载，它们的可靠性高，反应带宽快，寿命长，但是过载能力差，每1点的输出量只有0.5A，4点同时输出的总容量不得超过2A。
由于G607型圆锯床的控制对象对PLC输出点的动作表达速度要求不高，继电器型输出模块的动作速度完全能够满足要求，且每一点的输出容量较大，在同一时间内对导通的输出点的个数没有限制，这将给设计工作带来很大的方便。所以本设计选用继电器型的输出模块，并结合G607型圆锯床电气控制系统的实际情况，需要的输入点数大于17个，输出点数大于11个。
综上可知，为了使G607型圆锯床在改造后能够很好地工作，确定使用日本三菱公司生产的FX2N—40MR型号的PLC。该型PLC不但具有G607型圆锯床电气控制系统所需要的所有指令功能（其总输入点数为24点，总输出点数为16点，用户存储器容量5KB，输入模块电压为DC24V，输出模块为继电器型），而且体积小，功能强，使用非常方便，性价比较高。
3.3 PLC的I/O端口分配表
依据所选PLC的型号及低压电器进行I/O点的端口分配，如（表1、表2）所示：
表1 输入信号端口分配表
Table1 Input terminals distribution list
表2 输出信号端口分配表
Table2 Output terminals distribution list
3.4 PLC的I/O电气接线图的设计
图4为PLC的I/O电气接线图，图中X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X20共用一个COM端，输入开关的其中一端应并接在直流24V电源上，另一端应分别接入相应的PLC 输入端子上。接线时注意PLC输入/输出COM端子的极性。接触器的线圈工作电压若为交流380V，则接触器线圈连接的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y10、Y11可以共用一个COM2端。信号灯电源电压为6.3V，因此Y0可以接COM1端。同理，安全照明灯采用24V交流电源，应接到COM3端。如果输出控制设备存在直流回路，则交流回路、直流回路不可共用一个COM端，而应分开使用，本电路的输出端全为交流回路，因此电源电压相同的接口可共用一个COM端。
3.5 低压电器的选择
正确地选用低压电器是控制电路安全、可靠工作的重要前提和保证。低压电器的选用应符合GB/T 14048.1-1992《低压开关设备和控制设备总则》、GB/T 14048.2-1993《低压电器外壳防护等级》、GB/T 14048.2-1994《低压开关设备和控制设备低压断路器》等国家标准，而且与国际标准接轨,具体选择型号、规格、数量请祥见附录C G607型圆锯床主要元器件明细表。
图4 PLC的I/O电气接线图
Fig. 4 PLC electrical hookup of I/O
3.6 电器位置图和安装接线图的设计
电器位置图主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置，是机械电气控制设备制造、安装和维修必不可少的技术文件。电器位置图可集中画在一张图上或将控制柜、操作台的电器位置图分别画出，但图中各电器元件代号应与对应电气原理图和电器元件清单上的代号相同，此外在电器位置图中，机械设备轮廓用双点划线画出，所有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备用粗实线画出其简单外形轮廓。另外，在绘制电器位置图时，应注意以下几点：（1）上轻下重，发热元件应放在上方；（2）强弱电要分开，弱电部分加屏蔽保护装置；（3）经常调整的元器件安装在中间容易操作的地方；（4）元件安装不能过密，应留有一定的间隙，以便进行操作。而电气安装接线图是用于表示电气设备各单元之间连接关系的简图。主要用于安装接线、线路的检查、线路维修和故障处理。其内容主要包括设备与电气元件的相对位置、项目代号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等项目。根据表达对象和用途的不同，接线图可以分为单元接线图、互连接线图和端子接线图等类型。GB6988.5—1986《电气制图、接线图和接线表》详细规定了安装接线图的编制规则。主要有以下几点：（1）在接线图中，一般都应标出项目的相对位置、项目代号、端子间的电连接关系、端子号、等线号、等线类型、截面积等。（2）同一控制盘上的电气元件可以直接连接，而盘内电气元件与外部电气元件连接时必须
通过接线端子板进行。（3）接线图中各电气元件的图形符号均要以电气原理图为准，并且保持一致。（4）互连接线图的互连关系可用连续线、中断线或者中断线束表示，连接导线应注明导线根数和导线的截面积等。综合以上编制原则并查阅相关的国家标准绘制出G607型圆锯床的电器位置图及电气安装接线图。详见附录D和附录E。
4 系统的程序设计
4.1 控制程序流程图的设计
根据继电-接触式控制系统工作原理，结合PLC 编程特点，PLC 控制程序流程图的基本结构如图5所示。
图5控制程序流程图
Fig.5 Flow chart of controlling program
4.2 梯形图程序设计
为了使G607型圆锯床在进行PLC电气控制系统设计后仍能够完成原有的工
作需要，本基于PLC的G607型圆锯床电气控制系统PLC程序应由主轴电动机的起动和停止控制程序、液压泵电动机的启动和停止控制程序、冷却泵电动机的启动和停止控制程序、上料升降电动机的正反转点动控制程序、小车升降电动机的正反转点动控制程序、小车左右电动机的正反转点动控制程序、信号灯的指示程序、照明控制程序等部分组成。因选用日本三菱公司FX2N—40MR型号的PLC，所以编程时采用Windows环境下运行的FXGR/WIN-E编程软件来进行梯形图程序的设计, 梯形图程序详见附录A。
4.3 语句指令程序的编写
通过编程软件直接把PLC的梯形图程序转化成语句指令表，具体见附录B。
5 系统监控界面的设计及控制系统模拟
5.1 系统监控界面的设计
系统监控界面的设计是通过组态软件的开发来实现的，组态软件是工业自动化系统的人机界面，是一种软件平台。早些年，组态软件基本是基于DOS的产品，如Allen-Bradley公司的Control View，Intec公司的Paragon等等；而随着微软公司Windows系列操作系统的成熟与广泛应用，当今的产品，如Wonderware 公司的InTouch，Intellution公司的FIX DMACS则均是基于Windows的产品。组态软件的硬件平台之一是个人计算机（PC）或者工业用个人计算机（IPC），而Windows则是这些计算机的主导操作系统，可以预见基于Windows的工控组态软件平台将处于流行和主导的地位。目前国产组态软件中应用较为广泛的有组态王、三维力控、MCGS等。其中力控监控组态软件，是新型的工业自动控制系统软件，它正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统逐步取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济性好、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现了对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成了上传下达、组态开发的重要作用，而且考虑了三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统的要求及实现功能的分析，采用三维力控对监控系统进行设计。组态软件为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者进行实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。此外，它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接等功能，在工业自动化领域得到了越来越广泛的应用。
图6 系统监控界面
Fig.6 Interface of system monitor
图6是G607型圆锯床的电气控制系统的硬件I/O接口的示意图，用电脑进行监控，控制面板进行现场人工操作，控制电路由PLC编程所取代，对主要的六台电动机进行控制。
当电源开关由OFF推至ON时，电源指示灯就会亮起。按下主电动机启动按钮，主电动机转动，同时主电机M1指示灯亮；按下液压泵电动机启动按钮，液压泵电动机转动，同时液压泵电机M2指示灯亮起。冷却泵电动机M3由单级开关控制其接通与关断，当单级开关由OFF搬至ON状态时，冷却泵电机接通运转，同时电机M3的指示灯亮起。此外，上料升降电动机M4、小车升降电动机M5、小车左右电动机M6分别为正反转的点动控制，在控制面板上按下相应的操作按钮，可分别实现电动机的上升、下降、左行、右行控制，待由电动机拖动的相应部件到达指定的位置后，松开相应的按钮即可。
上述这些动作的监控可以通过力控监控组态软件在显示上实现，要想实现这些动作还要在力控监控组态软件的画面开发系统中进行动画连接。
5.2 控制系统模拟
本课题研究的是将PLC技术运用到圆锯床的电气控制系统设计中去，但限
于课题经费等方面的原因具体实现起来有一定的难度，故只能对控制系统功能进
行
相应的模拟。模拟时我们采用四组六个相间60°的LED发光二级管围绕成的圆形来表示电动机，六只LED灯依次点亮模拟电动机的运行。将焊接好的电路板与PLC连接并编写相应的PLC模拟程序，运行程序即可观察到如图7所示的控制系统模拟效果图。
图7 控制系统模拟效果图
Fig.7 Simulated chart of controlling system
结论
本课题采用PLC自动控制技术取代了传统继电器—接触器电气控制系统，实现了对G607型圆锯床的半自动控制，从而提高了机床的工作效率、工作稳定性和可靠性，而且还大大降低了工人的劳动强度，改善了产品的加工质量，降低了设备故障率，提高了生产率。通过此次毕业设计让我对PLC技术及应用和机床电气控制技术方面的知识有了更加深刻的理解和掌握，为今后走上工作岗位从事相关工作奠定了良好的基础；另一方面，在此次毕业设计中让我感受颇深是：对于所研究的课题或者项目，仅仅凭借一个人现阶段所掌握的知识往往很难予以完成，为此要求我们必须通过查阅大量的技术资料、借助互联网这一平台以及团队的力量才能够加以解决，无疑这些为我未来三年研究生阶段的学习提供了借鉴；最后，我也深知此次的毕业设计存在很多不足，如PLC电气控制系统设计中未涉及到液压进给系统方面的内容，虽然减轻了设计的难度，但却使得设计的水平较低，层次较浅。这些不足将不断地激励我在以后的学习、工作中努力学习专业知识，强化培养专业技能，拓展专业综合能力素质，以便更好地适应未来工作的需要！
致谢
本论文是在马德贵老师的悉心指导下完成的。马德贵老师渊博的知识、丰富的实践经验和诲人不倦的作风令我终生难忘。从马德贵老师身上，除了学到许多专业知识外，我还学到了如何做人、做事等许多其它宝贵的东西，所有这些都将使我受益匪浅。在此，我衷心的感谢马德贵老师，感谢他在指导我做学士学位论文期间对我无私的关怀和孜孜不倦地教诲，并向马德贵老师致以崇高的敬意！
时光荏苒，转眼之间我的大学生活即将结束。在攻读学士学位期间，我还得到了其他众多老师和同学们的关怀和帮助，有了他们，我才能顺利克服各种困难，完成学士学位论文，在这里一并表示感谢！
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Title The Design of Electrical Controlling System for Sawing Machine Based on PLC
Abstract
This paper was to study the ransformation problem of traditional electrical controlling system for commonly used G607 circular sawing machine during mechanical processing.Its aim is to solve device complexity, poor reliability and stability, malfunction analysis and trouble obviation of the traditional relay electrical controlling system. As PLC electrical controlling system has simple structure, convenient programming, short period of research and manufacture, high reliability, strong ability of Anti- interference, low fault rate of work, low demand for working environment etc. Therefore, this paper will apply PLC controlling technology into retrofit scheme of electrical controlling system for the G607 circular sawing machine, so as to improve the performance of G607 circular sawing machine.This paper analyzed the controlling principle of the G607 circular sawing machine ,formulated the design plan of programmable controller reforming the G607 circular sawing machine electrical controlling system ,completed the design of the software and hardware of the electrical controlling system, including the choice of the type of PLC 、the I/O allotment of the address、the wiring diagram of the I/O hardware、PLC ladder-diagram programming design. Elaborates the process of PLC controlling circular sawing machines,discusses the methods of adopting PLC to replace traditional relay-contactor electrical controlling system in order to improve the working performance of circular sawing machine and gives out corresponding simulation for the functions of controlling system.
Keywords：PLC；G607 circular sawing machine；Ladder diagram；ForceControl
附录A: 梯形图程序
附录B：语句指令表程序
0 LD M8002 26 LD X006
1 OR Y000 27 ANI X007
2 OUT Y000 28 ANI X014
3 LD X00
4 29 ANI Y007
4 OR Y001 30 OUT Y006
5 ANI X000 31 LD X007
6 ANI X003 32 ANI X006
7 OUT Y001 33 ANI Y006
8 LD X005 34 OUT Y007
9 OR Y002 35 LD X010
10 ANI X001 36 ANI X011
11 ANI X003 37 ANI Y005
12 OUT Y002 38 OUT Y010
13 LD X017 39 LD X011
14 ANI X002 40 ANI X010
15 OUT Y003 41 ANI Y004
16 LD X012 42 OUT Y011
17 ANI X013 43 LD X020
18 ANI X015 44 OUT Y012
19 ANI Y011 45 END
20 OUT Y004
21 LD X013
22 ANI X012
23 ANI X016
24 ANI Y010
25 OUT Y005
附录C：G607元器件明细表
附录D: G607型圆锯床的电器位置图
电气控制柜
控制面板
附录E: G607型圆锯床的电气安装接线图
2015年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 场次号工位号
注意事项 一、本任务书共17页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。 二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。 五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。 六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。
请按要求在4个小时内完成以下工作任务： 一、按“动车空调系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“动车空调系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考X62W铣床电气原理图，排除X62W铣床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。
动车空调系统控制说明书 一、动车空调系统运行说明 在CRH 动车组的车厢均配置有独立的空调系统，空调装置（压缩机、冷凝机）安装在地板下，空气处理单元（通风排风装置）车厢随着气压变化、温度进行通风换气，如图1所示。 图1 动车空调系统结构示意图 动车空调系统主要由以下电气控制回路组成，压缩机M1控制回路【M1为单速电机，由变频器进行多段速控制,变频器参数设置为第一段速为15Hz ，第二段速为30Hz ，第三段速为40Hz ，第四段速为50Hz ，加速时间0.3秒,减速时间1秒】。冷凝风机M2、M3控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），M3为三相异步电机（带速度继电器），需要考虑过载、联锁保护，只进行单向正转运行】。通风机M4控制回路【M4为双速电机】。车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转转速为1圈/秒，反转转速2圈/秒；】，通过编码器检测动车行驶路程。竞赛以电机旋转“动车右移动为正向,动车左移动为反向”为准。 二、动车空调系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC ，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500为主带变频压缩机 通风单元 冷凝机
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 电梯的电气控制系统设计 与实现 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7382-100 电梯的电气控制系统设计与实现 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具，随着计算机及微电子技术的快速发展，电梯控制技术发生了巨大变化，其中PLC控制系统代替传统的继电器控制以及电梯采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，能达到电梯安全平稳运行。 随着人们生活水平的提高及高层建筑的普及，电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具，电梯是集机电一体的复杂系统，涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域多种领域专业与一体的综合技术。随着社会的发展及对安全的重视，在设计电梯的时候，应具有高度的安全性。这样就对建筑内的电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。当前由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统具有可靠性高、维护方便、开发
01、电器按工作电压等级分为两种，低压电器用于交流电压（1200V）、直流电压以下（1500V）电路中；当电器工作在大于以上电路电压时，称为（高压电器）。 02、接触器主要由（电磁系统）、（触头系统）和（灭弧装置）组成。 03、接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为（交流接触器）和（直流接触器）两种。 04、交流接触器线圈通以交流电，铁心用（硅钢片）冲压而成。为便于散热，线圈做成（短而粗）的圆筒状绕在骨架上。 05、直流接触器的线圈通以直流电，铁心用（整块钢块）制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成 （长而薄）的圆筒状。 06、接触器的触头按其所控制的电路可分为主触头和辅助触头。主触头用于接通或断开（主电路），允许通过较大的电流；辅助触头用于接通或断开（控制电路），只能通过较小的电流。 07、线圈未通电时触点处于断开状态的触点称为（常开触点），而处于闭合状态的触点称为（常闭触点）。 08、常见的灭弧装置有（电动力）灭弧、（灭弧栅）灭弧和（磁吹）灭弧装置。 09、继电器主要用于（控制与保护）电路或用于（信号转换）。当输入量变化到某一（定值）时，继电器动作，其触头接通或断开交、直流小容量的控制回路。 10、继电器的主要特性是（输入-输出）特性，又称继电特性。 11、电压继电器反映的是（电压）信号。使用时，电压继电器的线圈与负载（并联），其线圈匝数多而线径细。 12、电路正常工作时，欠电压继电器（吸合），当电路电压减小到某一（整定值）以下时(为30%~50%UN)，欠电压继电器（释放），对电路实现（欠电压）保护。
13、电路正常工作时，过电压继电器（不动作），当电路电压超过某一（整定值）时(一般为105%~120%UN)，过电压继电器（吸合）对电路实现（过电压）保护。 14、零电压继电器是当电路电压降低到5%~25%UN时（释放），对电路实现（零电压）保护。 15、电流继电器反映的是（电流）信号。在使用时，电流继电器的线圈和负载（串联），其线圈匝数少而线径粗。 16、电路正常工作时，欠电流继电器（吸合）动作，当电路电流减小到某一（整定值）以下时，欠电流继电器（释放），对电路起（欠电流）保护作用。 17、电路正常工作时，过电流继电器（不动作），当电路中电流超过某一（整定值）时，过电流继电器（吸合）动作，对电路起（过电流）保护作用。 18、热继电器是利用电流流过（热元件）时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种（保护）电器。 19、由于热惯性的原因，热继电器不能用作（短路）保护，主要用于电动机的长期（过载）保护。 20、时间继电器按延时方式可分为（通电延时）型和（断电延时）型。 21、速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接制动）控制，通常有（两组）触头。 22、速度继电器主要由（定子）、（转子）和触头3个部分组成，动作转速在（120r/min）左右，复位转速在 （100r/min）以下。 23、熔断器是一种简单而有效的保护电器，在电路中主要起（短路）保护作用。 24、熔断器在电路（正常）工作时，熔体允许通过一定大小的电流而长期不熔断：当电路（严重过载）时，熔体能在较短时间内熔断；而当电路发生（短路故障）时，熔体能在瞬间
《电器控制与PLC技术》习题集 设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路
3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止 4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序
5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动
6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出 梯形图程序
7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求： 1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位；
4）有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动； 2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整 试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序
电气控制柜设计步骤内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
电控箱设计步骤 一、设计工艺 1、根据图纸（系统图、原理图）选主要部件； 2、按照功能、使用方法和制造标准排布主要器件； 3、根据排布结果选定箱（柜）尺寸（尽量选通用尺寸），校验器件排布结果； 4、根据图纸选其它辅助材料、元件； 5、绘制装配图、接线图，编制加工工艺卡； 6、采购所有器件、材料； 7、加工、或委托加工箱（柜）壳体； 8、按工艺卡装配主要器件，加工连接件、连接线； 9、按工艺卡装配附件、配件、接线； 10、整体装配完成，检验，试验（按产品生产标准要求项目进行）； 11、按标准及合同要求进行产品包装，附检验合格证、试验记录。 12、送货出厂。 二、设计规程规范要求。 1、熟读设计方案任务书。掌握任务书中几点重要信息及参数，如果是在大型项目中，设计任务书会以合同的技术附件形式出现。这样就关系到控制箱的先进程度和设计制造的成本控制。只要掌握控制的自动化程度就行了，这关系到你下面的选型等工作。 2、根据控制要求进行方案性设计。如果是较大的项目这可以升级为可行性研究。即使是小的电控系统，起码也要列出不少2种的方案设计，在方案设计过程中，
要有详细的计算说明书，这样为你的设备设计提供依据，也是设计是否合理，是否科学的关键。直接关系到你的制造成本。 3、进行设备控制设计，选择最佳的方案后，再进行设备设计，这个设计阶段，主要是设备的选型，选择各种合理元器件要注意以下几点： 1）要能实现设计任务中要求的控制功能。 2）要保证设备一定的先进性（在一些技术附件中为有具体说明）， 3）要控制好成本，不要盲目最求先进而造成不必要的成本浪费。 在确定所需要的各种元件设备后，就要进行原理图的设计，设计原理图时要根据自己的方案设计再结合所选电气元件的电气接线原理进行。 4、施工图设计。这里就不扯大工程设计步骤和要求了，单仅电控箱而言，根据所选元件的尺寸，综合考虑和选择电控箱的规格（国家有统一标准规格的电控箱柜台，也有非标的，非标的可根据你选择的电气元件进行规格设计）。 选择好或设计好电控箱的规格后，就可以进行箱内布置图的设计了，这个可以参照相关的电工工艺要求进行。 以下注意要点： 1）设备元件摆放布局合理、保证设备安全； 2）便于施工、检修等。 三、采购和安装调试规范要求。 1、根据上面的设备设计，设计出详细的材料清单，根据材料清单进行电气设备元件采购，这样就不会造成设备过剩浪费，或是设备出现短缺不足的现象。 2、根据上面的施工图设计，可以将采购回来的设备交予生产制造部门进行安装和接线了，并进行出场前的检验和测试。
电控及PLC课程设计 任务书 电气工程及其自动化专业 盐城工学院电气工程学院
课程设计总体要求安排 一.教学目的与任务 电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用。 课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。 鉴于本课程设计的重要性，要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极，发挥自己的主动性，在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计，不得出现抄袭他人设计的现象，一经发现，该生课程设计成绩以不及格论处。 二.主要内容 1）PLC的认识与使用： PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器； 2）基本操作练习： 启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线； 3）编程与仿真软件的学习与使用； 4）应用程序的设计与调试运行及演示。 三.基本要求 本课程设计共设10个应用设计题，每个学生选作1题，独立完成。 在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。 为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： 1）在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。
电气控制系统设计方案的要求和步骤
电气控制系统设计的要求和步骤 要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。课程设计正是为这一目的而安排的实践性教案环节，它是一项初步的工程训练。通过课程设计的工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。 本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量。并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤。 电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。电气控制系统课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。 设计的目的、要求、任务及方法 一、设计目的
电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 电气设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、设计要求
为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： (1>在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 (2>在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，同时要广泛讨论意见，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。 (3>所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、工程代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订。 (4>说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。 (5>应在规定的时间内完成所有的设计任务。 (6>如果条件允许，应对自已的设计线路进行
电气控制与PLC试题及答案 一.填空题 1.电气设备图纸有电气原理图图、电气接线图图、电气元件布置图图。 2.长动与点动的主要区别是控制电器能否保持。 3.电气控制线路中最基本的控制环节为保护、辅助、连锁环节。 4.常用的短路保护元件是熔断器和短路保护器,常用的过载保护元件是自动保护开关。 5.交流接触器线圈不能串联联使用。 6.CPM1A中有127 条指令,用户地址容量为2k ,存储器形式有数据存储器、用户程序存储器和系统程序存储器,普通计时器的计时围为0～999.9s ,计数器的计数围为0～9999 。 7.CPM1A开机后，必须先输入系统设置,键入操作顺序为机型、通讯协议、数据盘 8.在绘制电气控制线路图纸时必须使用国家统一规定的文字符号和图像符号。 9.电气控制线路分为主电路、辅助电路和保护电路。 10.电气控制线路的全部触点都按初始状态绘出。 11.交流接触器结构上主要有线圈、触头和灭弧装置三部分。 12.一台4KW的三相交流异步电动机其额定电流为12 安培,选择交流接触器的额定电流为20 安培,选择熔断器的额定电流为20 安培。 13.C20P中有256 个中间辅助继电器、128 个断电保持继电器、64 个计时/计数器,主机单元有12 个输入点和8 输出点。 14.可编程序控制器输出电路有三种形式,即半导体、可控硅、晶体管。 二.逻辑化简题 写出下面电路的逻辑表达式，然后化简，画出化简后的电路。 解：Km=A+CB+C=AB+BC+AC+C=AB+C…….（5分）
三.证明题 证明下面两程序逻辑关系相等。 解： ___ _________ _______________________ 1221 J A B C J A B C J A B C A B C J =++===++= 四.判断题 试问下列电路能否实现点动控制:
《2020年电气控制与PLC》考试复习试题附答案 1、按工作电压等级电器分为和。 2、熔断器在电路中主要的起作用。 3、S7-200PLC的编程语言有、和 。 4、PLC的工作过程分为、、。 5、采用星三角启动控制线路，在启动时定子接，启动完后则由改成。 6、PLC主要由6部分组成：、、 、、及。 7、接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为 和。 （）1、所谓低压在我国是指50Hz、380V或50Hz、220V。 （）2、按钮通常用来短时间接通或断开大电流控制的电路。（）3、电气技术中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 （）4、热继电器主要对电动机起过载保护和断相保护。 （）5、按照国标规定：“停止”和“急停”必须用绿色。（）6、PLC的电源一般采用AC～220V。 （）7、I/O点数是PLC的重要指标，I/O点数越多，控制规模越大。 （）8、PLC中的一步占2个地址。
（）9、SM0.5为秒脉冲。 （）10、PLC的扫描顺序为从左到右,从上到下。 1.接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和接触器的额定电压有何区别？ 答：线圈的额定电压标注在线包上，与是控制回路的电压一致，其额定电流为额定电压下流过线圈的电流，而额定电压标注在铭牌上，与主回路的电压一致，其额定电流大于主回路电流。 2.在什么情况下中间继电器可以取代接触器启动电动机？ 答：在控制小功率、轻负载电动机的电路中 3.电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：正常情况下不会动作，因为电动机启动的时间比较短，其电流产生的热效应不足以使热继电器动作。 4.空气式时间继电器如何调节延时时间？JST型时间继电器触头有哪几类？画出他们的图形符号。 答：用螺丝刀调节进气孔气隙大小 其触头有如下类型
河南工业职业技术学院 毕业设计 题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师
前言 随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。 电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。
目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献
2. PLC电梯控制的基本概念 电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。 电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。 电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。
智能小区电气设计方案 智能小区电气设计方案 前言： 作为人类生存基本需求之一的住宅，已逐步向小康型发展。随着生活水平提高和科学技术发展，越来越多新型智能住宅小区已成为住宅建设的热点。 目前兴建的智能化住宅小区多为数幢多层或高层住宅楼组成，家用电器，通信设备与安保防灾等设备在家庭中功能综合一体化，各电子设备的广泛采用，对电气的安全设计也提出一些新的要求。下面将主要部分介绍如下： 1、楼宇自动化控制系统 1.1基本功能 1.1.1对建筑设备进行控制、监视和测量，以实现设备最优控制为中心的过程控制自动化；以完成预防和控制为中心的防灾自动化； 1.1.2对控制器、远程终端单元的监控； 1.1.3操作者人机界面； 1.1.4被监视建筑设备在CRT上的视频显示集成； 1.1.5数据采集和历史化； 1.1.6警告管理 1.1.7趋势分析 1.1.8报告生成 1.2开放功能 楼宇自控系统应具备基本的开放功能，包括对ActiveX、DDE、ODBC、API、Access 等标准技术均可实现无缝连接。系统可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成。 1.2.1系统控制器配置原则： 控制器配置应遵循以下原则，否则将被认为是重大技术偏离，可能作为废标处理：系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信。DDC应设在受控对象附近，按功能和管理类别实现区域划分，每栋楼的送排风、给排水、照明和电量计量分别采用各自独立的DDC进行控制，即每栋楼至少配置4个可独立运行的DDC控制器。其中计量用DDC应提供24小时不间断电源。系统共设置29个区域（室外照明为独立的区域），每个区域可独立管理。每个可独立运行控制器的控制点数应小于120点，使系统的故障产生的影响可控制在一定范围内。控制器I/O点应具有一定的冗余，各类型I/O点的预留量不小于15%。控制应采用标准的模块化设计，控制器应具备标准的开放协议如LON通信协议。为保证单个设备的维护不影响其它设备的运行，所有模块应支持热插拔功能，更换或维护单个模块不影响同区域其它设备运行。 1.2.2系统控制及监控内容： VRV空调机组；变配电系统；照明系统；电梯系统；给排水系统。 （1）VRV空调机组系统。 通过VRV机组通讯接口实现以下基本监控内容：启／停状态；故障报警；电量计量。通过设置环境温度传感器接入DDC，检测环境温度。 （2）通风系统 风机基本监控内容：送排风机启/停状态；送排风机故障报警；送排风机开关控制；地下车库CO监测。 （3）变配电系统
电控系统工作原理 一、电控系统工作原理 随着科技进步和电子工业的发展，国产轿车采用电子控制燃油喷射系统的比率逐年增加，早在2000年，一汽—大众就宣布停止化油器式发动机的生产，产品全部采用电子控制燃油喷射系统。最早研究和开发汽油喷射式发动机的是德国博世(Bosch)公司，汽油喷射技术首先应用于飞机发动机，随着对汽车节能降耗、降低排放和提高舒适性、增加动力性的要求，这一技术被应用于汽车发动机上。目前，博世公司在这一领域的技术和产品仍处于世界领先地位。捷达王轿车就采用了博世公司最新开发的Motronic M3．8．2发动机电控管理系统，并根据中国的国情做了改进和匹配。Motronic M3．8．2发动机电控管理系统为电子控制多点燃油顺序喷射系统，闭环控制，其突出特点是喷油量及点火时刻综合控制。该系统由电子控制单元、传感器、执行器等组成，传感器为燃油喷射系统和点火系统所共用。 1．Motronic M3．8．2发动机电控管理系统的组成及工作原理 Motronic M3．8．2电控系统由电控单元(即ECU，俗称电脑)、发动机转速传感器(也称曲轴位置传感器)、空气流量传感器、节流阀体、进气温度传感器、冷却液温度传感器(发动机水温传感器)、k传感器(即氧传感器)、爆震传感器、相位传感器(也称凸轮轴位置传感器或霍尔传感器)、双点火线圈、油压调节器和喷油器等组成。 驾驶员通过节气门(俗称油门)控制发动机进气量，控制单元通过节气门位置传感器得知节气门开度，再综合发动机转速、空气流量、进气温度、λ探测值等各传感器及电子开关提供的信息，经分析、计算，确定出最佳喷油量和点火时刻，向喷油器和点火线圈发出喷油和点火指令。发动机转速和空气流量信号是ECU计算基本喷油量的主信号，ECU再根据进气温度传感器、冷却液温度传感器、A传感器、爆震传感器和节气门位置等信号对喷油量进行必要的修正，确定出实际喷油量，然后根据转速传感器得到的曲轴位置信号和相位传感器检测到的1缸压缩上止点信号，适时地向喷油器和点火线圈发出动作指令。 发动机工作可分为如下工况： (1)起动工况 发动机被起动机带动运转，当转速低于某值时，ECU识别出发动机处于起动工况，根据转速传感器、凸轮轴位置传感器、节流阀位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器等提供的信号，以及ECU中存储的最佳控制参数，计算出起动喷油量、点火角度和怠速直流电机的位置，并驱动喷油器和点火动力组件动作，使节气门处于起动位置，保证发动机顺利起动。发动机起动后，当转速超过某值时，则起动工况结束。捷达王轿车起动时，司机无需踏油门踏板、节气门会自动处于最佳起动位置。 (2)怠速工况 发动机起动后，怠速运转时，节流阀体内的怠速开关触点闭合，ECU根据此信号得知发动机处于怠速工况，同时根据冷却液温度传感器信号计算出目标转速(存储在ECU中的理论转速，温度越低，理论转速越高，以保证发动机在低温时稳定运转并快速暖机)，并与实际转速进行比较，根据转速差的正负和大小，使节气门处于目标位置，以保证发动机怠速转速达到目标值。KCU同时还通过改变点火提前角来稳定发动机怠速。捷达王发动机热车后怠速转速理论值设置为840r／mjn，怠速点火提前角设置为上止点前12°，这些值存储在ECU中，人工不能调整。 (3)运行工况 运行工况又包括部分负荷、全负荷、加减速过渡及被拖动等工况。ECU根据转
电气控制与PLC试卷 一、填空题（将正确答案填入下列空白处，每题1分，共10分） 1、工作在交流电压 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。 2、电磁机构由、铁心、衔铁等几部分组成。 3、交流接触器的触点系统分为和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。 4、热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，从而推动机构动作的一种保护电器，主要被用作电动机的长期保护. 5、熔断器主要由熔体、（座）、填料及导电部件等组成。 6、各种低压断路器在结构上都有主触头及灭弧装置、和操作机构等部分组成。 7、三相异步电动机常用的减压起动方式有：减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动、定子串电阻减压起动等。 8、PLC的基本结构由、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。 9、PLC的软件由系统程序和两大部分组成。 10、PLC常用的编程语言有：、布尔助记符和高级语言
二、选择题（下列每题只有一个正确答案，将正确答案的代号填入括号内，每题2分，共20分） 1、电磁机构中，吸引线圈的作用是：（） A、将电能转化成磁场能量 B、将磁场能转化成电能 2、用来分断或接通主电路的是交流接触器的（） A、辅助触点 B、主触点 3、电磁式交流接触器和交流继电器的区别是：（） A、交流接触器有短路环，而继电器没有 B、交流接触器有主、辅助触点之分，而继电器没有 C、没有区别 4、熔断器作为短路保护的电器，它是（）于被保护电路中的。 A、并接 B、串接 C、串接或并接都可以 5、把线圈额定电压为220V的中间继电器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是：（） A、中间继电器正常工作 B、中间继电器产生强烈震动 C、烧毁线圈 D、烧毁触点 6、交流接触器的电气文字符号是：（） A、KA B、KT C、SB D、KM 7、熔断器的电气文字符号是：（） A、FU B、KM C、KA D、FR
摘要 PLC是一种通用的自动控制装置其主要是以计算机技术为技术核心，它具有很强的抗干扰能力，高可靠性，直观而简单的编程，适应性强，完善的功能，接口功能强等一系列优点。因此在各行各业中得到了广泛的应用。铣床的传动装置主要是以各种电动机为动力其重要的是实现生产过程自动化的技术装置。在电气系统中是主干部分，也在国民经济中占到主导的低位得到广泛的应用。在我国早起的大多数铣床都是采用传统的继电器控制，而其接触器触点受机械运动的影响，触点的寿命会受到很大的影响，故障率也很高，可靠性远不及PLC控制。为此，提出了用PLC来对我们铣床进行电气控制，铣床我们主要是对我们工业应用中广泛的X62W万能的铣床进行控制，系统的介绍利用PLC对这种铣床进行控制的方法和方案。其中主要进行功能的分析，原理图的设计，梯形图的设计与编写进行调试，提高铣床的性能，提升经济效益及产品质量。 关键词：X62W铣床；电气控制；PLC；梯形图 目录 第一章绪论 0 1.1课题研究的目的和意义 0 1.2自动铣床的发展及现状 0 1.3 铣床简单介绍 (1) 1.3.1 铣床的选型 (1) 1.3.2 X62W万能铣床的特点 (2) 第二章可编程序控制器(PLC)简介 (2) 2.1 PLC工作原理 (2) 2.2 PLC的编程语言--梯形图 (2) 2.3 可编程序控制器PLC的优点 (3) 2.4 PLC选型标准 (3) 第三章 X62W万能铣床的硬件设计 (4) 3.1 X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求 (4) 3.2 X62W万能铣床元件选型 (4) 3.3 X62W万能铣床的主要结构及运动形式 (5)
目录 电气系统设计方案 (2) 2.1配电系统 (2) 2.2管线回路系统 (5) 2.3照明系统 (6) 供配电施工部分 (7) 2.1配电盘安装 (7) 2.2金属线槽敷设 (8) 2.3电缆、电线放线施工及工艺 (9) 2.4线缆接线施工工艺 (10) 2.5电气钢管施工工艺 (10) 2.6插座、开关安装施工 (11) 2.7照明灯具安装施工 (15)
电气系统方案 计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行，也影响机房内其它附属设施的正常工作，同时机房对接地、雷电防护、机房屏蔽等均有特定要求。为了保证计算机的可靠运行，必须建立一个优质、稳定、安全、可靠的供配电系统。 2.1配电系统 机房进线电源采用TN-S三相五线制，建议从大楼总配电室引双回路电源到机房空调配电间。 配电柜内设电压电流指示、防雷、防过压、短路、过载、过流等保护器，保护设备运行安全和人身安全。 2.1.1辅助设备动力配电系统 机房辅助动力设备包括机房专用空调系统、新风系统、照明系统、维修插座、UPS主机供电等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备，通讯设备以及其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全，要求配电系统应安全可靠，因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 电源进线采用TN-S三相五线制。在设计电源分配时，充分考虑负荷情况，计算功率平衡，将负荷均匀分配在电源的三相上，并要留出一定的冗余以满足将来增加设备的需求。 2.1.2计算机设备UPS配电系统 机房计算机设备包括计算机主机、小型机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用UPS不间断电源，以保障电源可靠性的要求。 电源经UPS稳频稳压、调整电压波形后为计算机设备供电，与此同时也为UPS的后备电池充电；一旦市电回路停电后，UPS的后备电池立即放电，
习题 1.接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和接触器的额定电压有何区别？ 答：线圈的额定电压标注在线包上，与是控制回路的电压一致，其额定电流为额定电压下流过线圈的电流，而额定电压标注在铭牌上，与主回路的电压一致，其额定电流大于主回路电流。 2.在什么情况下中间继电器可以取代接触器启动电动机？ 答：在控制小功率、轻负载电动机的电路中 3.电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：正常情况下不会动作，因为电动机启动的时间比较短，其电流产生的热效应不足以使热继电器动作。 4.空气式时间继电器如何调节延时时间？JST型时间继电器触头有哪几类？画出他们的图形符号。 答：用螺丝刀调节进气孔气隙大小 其触头有如下类型 5.熔断器为什么一般不用作过载保护？ 答：熔断器主要用于短路保护和严重过载保护，只有当线路电流达到熔断器熔断短路一定的时间后，熔断器才熔断，而一般的过载电流远远小于熔断电流，熔断器不会熔断，不能起到过载保护的作用。
4.试设计可进行两处操作，对一台电动机实现长动和点动的控制电路。 SB3、SB5点动；SB1、SB4长动一处为SB3点动、SB1长动、SB2停止SB2、SB6停止一处为SB5点动、SB4长动、SB6停止 5.试设计两台笼型电动机M1、M2的顺序起动/停止的控制电路，要求如下: ①M1、M2能循序启动，并能同时或分别停止。 ②M1启动后M2启动，M1可点动，M2单独停止。 ①② SB1、KM1、M1 启动，SB2、KM2、M2启动。。。。。。。。。。。。。。 SB3停M1，SB4停M2 ,SB5总停
9.某台机床主轴和润滑油泵各由一台电动机带动。要求主轴必须在油泵起动后才能起动，主轴能正/反转并能单独停车，设有短路、失电压及过载保护等。绘出电气控制原理图。 3 3 KM3 KM1 KM2 KM3 KM3 KM2 KM1KM1 KM2 KM3 KM2 KM1 FU1 FU2 FR1 FR1SB3 SB1 SB2 SB4 SB5 1 23 456 7 FR2 FR2 主轴电动机 短路保护润滑油泵 主轴电动机控制 油泵电机控制 电源保护 电源开关Q M1 M2 5.设计一个控制电路，要求第一台电动机启动10S 后，第二台电动机自行起动，运行10s 后，第一台电动机停止运行并同时使第三台电动机自行起动，再运行15s 后，电动机全部停止运行。 33KM3KM1FR1FU23KM2FR2FR3FR1FR2KM1SB1KT2KM1KT1KM2KT2KT1FR3KT2KM3 KT3 KM2 SB3 KT3M2M1M3 FU1
皮带运输机电气控制系统设计
任务书 姓名：专业： 设计课题：皮带运输机电气控制系统设计 设计条件及要求： 设计条件:（1）起动：起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序 为： （2）停止：停止时为了使运输皮带上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为： （3）紧急停止：紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。 （4）故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD-1、PD-2、YV 同时停止。当M2过载时，应使PD-2、YV同时停止；PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。 （5）M1和M2电机功率都是5.5KW。 设计要求: 1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力；2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点；3、熟练掌握基本逻辑指令的应用；4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图（一张）； 5、编写设计说明书（一份）。 设计时间：自20**年**月**日至20**年**月**日 设计指导人（签字）：_________________________ 教研室主任（签字）：_________________________ 年月日
前言 (4) 一、机床电气控制技术课程设计的目的 (5) 二、设计的内容与步骤 (5) （一）设计的基本原则 (5) （二）设计的内容 (6) 三、系统传动方式的确定 (6) （1）往复运动工作机构传动方式的确定 (7) （2）传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适 (8) （3）电动机起动方式的确定 (8) （4）电气系统的保护 (8) 四电气控制方案的确定 (13) （一）电气逻辑控制装置的选择 (13) （二）控制方式的选择 (14) （三）系统动作要求 (15) （四）确定I/O点数及PLC的选型 (16) 设计总结 (25) 感谢信 (26) 参考文献 (27)
第一篇电气控制原理第一章常用低压电器
第一节电器的基本知识 一电器的定义与分类 二电磁式电器的工作原理与结构特点
低压电器的定义 ?电器：是指能自动或手动接通和断开电路，以及对电路或非电路现象能进行切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件。 ?低压电器：通常是指交流1200V及以下与直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备
低压电器的分类 ?按控制作用分类 v执行电器用来完成某种动作或传递功率。例如：电磁铁。 v控制电器用来控制电路的通断。例如：开关、继电器。 v主令电器用来控制其它自动电器的动作，以发出控制“指令”。例如：按钮、转换开关等。 v保护电器用来保护电源、电路及用电设备，使它们不致在短路、过载状态下运行，免遭损坏。例如：熔断器、热继电器等。 ?按动作方式分 v自动切换电器按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。 v非自动电器通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等。 ?按动作原理分类 v电磁式电器它是根据电磁铁的原理工作的。例如：接触器、继电器等。 v非电磁式电器它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：行程开关、按钮、速度继电器、热继电器等。 v
电磁式电器的工作原理与结构 特点 ?电磁机构 电磁机构是电器元件的感受部件，它的作用是将电磁能转换成为机械能并带动触点闭合或断开。它通常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动 铁心（衔铁）等组成，其中动铁心与动触点支架相连。 ?触头系统 触头系统属于执行部件。它的作用是通过触点的开、闭来通、断电路的。 ?灭弧装置 电弧：是指触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，都会在触头间隙中由电子流产生弧状的火花，这种由电气原因造成的火花。
第1章绪论 1.1选题的目的和意义 由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。 研究内容： （1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。 （2） PLC程序的编制。 解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决 1.2.2题目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达
到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。 1.2.3本项目的创新之处 利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。 1.2.4设计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。 1.3 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的接线方式，灵活性差，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。