位置控制自动往返实训
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#### 一、实训背景随着科技的不断发展,自动化技术在工业、家庭等领域得到了广泛应用。
为了提高学生的实践能力,培养创新思维,本次实训选择了小车往返运动作为实验项目。
通过本次实训,旨在让学生了解自动化控制的基本原理,掌握PLC编程技术,并能够将所学知识应用于实际项目中。
#### 二、实训目的1. 理解自动化控制的基本原理,掌握PLC编程技术。
2. 学会使用PLC编程软件进行程序编写。
3. 了解小车往返运动的控制过程,提高动手实践能力。
4. 培养团队合作精神,提高沟通协作能力。
#### 三、实训内容1. 硬件设备:- 西门子S7-200 PLC- 小车运动平台- 行程开关- 启动按钮- 停车按钮- 电源模块2. 软件环境:- Step 7-Micro/WIN SP软件3. 实训步骤:- 环境搭建:连接PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块,搭建小车往返运动控制系统。
- 程序编写:使用Step 7-Micro/WIN SP软件,根据实训要求编写PLC控制程序。
- 程序调试:下载程序至PLC,观察小车往返运动是否符合预期,对程序进行调试和优化。
- 系统测试:完成程序调试后,进行系统测试,验证小车往返运动控制系统的稳定性和可靠性。
#### 四、实训原理1. PLC编程:利用Step 7-Micro/WIN SP软件,编写PLC控制程序,实现对小车往返运动的控制。
2. 行程开关:行程开关用于检测小车位置,当小车到达指定位置时,行程开关动作,触发PLC程序中的相关逻辑。
3. 启动按钮:启动按钮用于启动小车往返运动。
4. 停车按钮:停车按钮用于停止小车往返运动。
#### 五、实训过程1. 环境搭建:将PLC、小车运动平台、行程开关、启动按钮、停车按钮和电源模块连接在一起,搭建小车往返运动控制系统。
2. 程序编写:在Step 7-Micro/WIN SP软件中,编写PLC控制程序,包括启动、停止、小车前进、后退等逻辑。
第1篇一、实验目的1. 了解往返小车的基本原理和设计方法。
2. 掌握电路设计、机械结构和编程技巧。
3. 通过实验,提高动手能力和创新意识。
二、实验原理往返小车是一种简单的自动化小车,它能够在特定轨道上自动往返运动。
实验中,小车通过传感器检测轨道上的黑线,根据黑线的位置控制电机的转动,实现往返运动。
三、实验器材1. 小车底盘1个2. 电机2个3. 电池盒1个4. 电池1套5. 传感器2个6. 线路板1块7. 绝缘胶带1卷8. 黑色线条纸1卷9. 编程器1个10. 编程软件1套四、实验步骤1. 准备工作(1)将电池盒与电池连接,确保电池充满电。
(2)将电机与电池盒连接,确保电机转动正常。
(3)将传感器固定在小车底盘上,确保传感器能够准确检测黑线。
2. 电路设计(1)将线路板放置在小车底盘上,确保线路板与传感器、电机连接良好。
(2)将传感器输出端连接到线路板,将电机输出端连接到线路板。
(3)将线路板与电池盒连接,确保电路连接无误。
3. 编程(1)打开编程软件,创建一个新的项目。
(2)在项目中添加电机控制模块,设置电机转动速度和方向。
(3)添加传感器检测模块,设置传感器检测黑线的阈值。
(4)编写程序,使小车在检测到黑线时停止,等待一段时间后反向行驶。
4. 调试与优化(1)将编写好的程序下载到小车中。
(2)观察小车运行情况,调整传感器位置和编程参数,确保小车能够准确往返运动。
(3)优化程序,提高小车运行稳定性和速度。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,成功设计了一台往返小车,小车能够在黑线上准确往返运动。
2. 实验分析(1)传感器检测黑线的准确性对小车往返运动至关重要。
在实验过程中,通过调整传感器位置和编程参数,提高了小车检测黑线的准确性。
(2)电机转动速度和方向对小车往返运动也有较大影响。
通过调整电机参数,使小车在往返过程中保持稳定运行。
(3)编程技巧对小车往返运动有重要意义。
通过优化程序,提高了小车运行稳定性和速度。
《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1、任务教学法:师生以团队的形式共同实施一个完整的任务所进行的教学活动。
教师将需要解决的问题以任务的形式交给学生,学生在教师指导下,以个人或小组的工作方式,按照实际工作的完整流程,共同制定方案,最终完成整个任务,并开展个人和小组评价。
学习的重点是学习过程,而非最终结果,整个过程培养学生的各方面职业能力。
位置控制与自动往返控制线路2012年全市技工教育和职业培训参评教案参评组别:B专业分类:电工电子课程名称:电力拖动位置控制与自动往返控制线路教案首页授课班级:2010级机电3班学科电工电子课型新授课课时4课时课题《位置控制与自动往返控制线路》教材全国中等职业学校电工类通用教材,中国劳动社会保障出版社出版《电力拖动控制线路与技能训练》(第四版)教学目标知识目标1、掌握位置控制线路和自动往返控制线路的构成和工作原理2、掌握限位保护和终端超程保护的功能能力目标通过接位置控制和自动往返控制线路,逐步培养学生自主学习能力和创新设计能力,观察分析能力和交流协作能力。
技能目标通过理实一体化课堂学习,使学生在具备必要知识的基础上获得较强的动手实践能力。
情感目标通过创设情境,实物演示,激发学生的好奇心和求知欲;通过自主完成电路的接线,增强学生的自信心和成就感; 通过项目教学,培养学生互助合作的团队精神。
教学重点自动往返控制线路的工作原理。
教学难点自动往返控制线路安装、调试和维修。
教法项目教学法、研究性学习、创设情境法、启发引导法、评估总结法学法问题引导法、分段调试法、实践导向法、直观分析法教学准备1、分组 2、准备学案附页教学环节教师活动学生活动设计意图(一)项目认识创设情境提问:在车间的行车,每当走到轨道尽头时,都象长了眼睛一样能自动停下来,而不会朝着墙撞上去,这是为什么?一、位置控制线路说明行车要向前和向后两个相反方向的运动。
提问:如何用电机拖动行车向前向后运行呢?结论:接触器联锁的正反转控制工作原理就是行车向前、向后的控制原理。
提问: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,会出现什么现象?如何去避免出现这一现象?学生看两个视频学生观察行车的运动状态观看视频,引导学生复习旧知。
激发学习热情,为进入课堂做基础。
引出复习内容:正反转控制线路、位置开关。
重温知识点:1行程开关的电气符号2动作特性学生会想到“脱轨”现象的发生。
作品名称自动往返控制线路的安装、调试与排故教案一、明确教学目标咱这电气专业的自动往返控制线路的安装、调试与排故的教学,那目标可得定得明明白白。
首先呢,知识方面,学生得清楚自动往返控制线路的原理是啥。
得知道那些个电器元件咋起作用,像接触器啦、行程开关啦,都得摸得透透的。
得明白这线路咋设计的,电流咋流,电压咋分。
不能迷迷糊糊的,得心里有数。
技能方面呢,学生得会安装自动往返控制线路。
从拿工具开始,到把一个个元件装上去,得麻溜儿的。
调试也不能含糊,得会检查线路对不对,有问题能找出来。
排故那就更厉害了,出了毛病得会修,不能干瞪眼。
职业素养也很重要哇!要有安全意识,这电可不是闹着玩的,得知道咋保护自己,保护设备。
要有团队合作精神,以后工作了,不可能一个人干所有的活,得会和别人配合。
还得有责任心,装的线路得保证质量,不能马马虎虎。
具体来说,知识目标有这么几个。
一是要认识自动往返控制线路中的各种电器元件。
像接触器,得知道它咋吸合咋断开的,有啥作用。
行程开关呢,得明白它咋检测位置的。
还有按钮啊、熔断器啊啥的,都得认识得清清楚楚。
二是要掌握自动往返控制线路的工作原理。
得知道电流咋走,电压咋分配,各个元件在啥时候起作用。
三是要了解自动往返控制线路的设计方法。
以后遇到不同的需求,得能自己设计出合适的线路来。
技能目标呢。
首先得学会安装自动往返控制线路。
从看电路图开始,到准备工具材料,再到一个个元件安装上去,都得会。
安装得规范,不能乱七八糟的。
其次得会调试线路。
通电前得检查一遍,看看有没有接错的地方。
通电后得观察线路的运行情况,有问题能及时发现。
最后得会排故。
线路出了故障,得会用工具检测,找出问题所在,然后修好它。
职业素养目标也不能少。
安全意识方面,学生得知道电的危险性,知道咋正确使用工具,咋避免触电事故。
团队合作精神呢,得会和同学一起完成任务,互相帮助,互相学习。
责任心方面,得对自己安装的线路负责,保证质量,不能敷衍了事。
1.位置控制线路(又称行程控制或限位控制线路)图1-59 位置控制电路图图1-60 LX19系列行程开关 图1-61 行程开关的符号在图1-59所示的右下角是行车运动示意图,在行车运行路线的两头终点处各安装的一个电器SQ1和SQ2叫做行程开关,如图1-60所示是LX19系列行程开关的外形图,行程开关的符号如图1-61所示。
SQ1和SQ2的常闭触头分别串接在正转控制电路和反转控制电路中。
当安装在行车前后的挡铁1或挡铁2撞击行程开关的滚轮时,行程开关的常闭触头分断,切断控制电路,使行车自动停止。
可见,位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与行程开关碰撞,使行程开关的触头动作,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自动控制。
过移动行程开关的安装位置来调节。
滚轮想一想:当行车上的挡铁撞击行程开关使其停止向前运行后,这时再按下启动按钮SB1,线路会不会接通使行车继续前行?为什么?2.行程开关行程开关又称限位开关,是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。
主要用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置,是一种自动控制电器。
行程开关的作用原理与按钮相同,区别在于它不是靠手指的按压使其触头动作,而是利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作,从而将机械信号转变为电信号,使运动机械按一定的位置或行程实现自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动。
(1)结构及工作原理机床中常用的行程开关有LX19和JLXK1等系列,各系列行程开关的基本结构大体相同,都是由操作机构、触头系统和外壳组成,如图1-62所示。
以某种行程开关元件为基础,装置不同的操作机构,可得到各种不同形式的行程开关,常见的有按钮式(直动式)和旋转式(滚轮式)。
JLXK1系列行程开关的外形如图1-63所示。
图1-62 JLXK1型行程开关的结构和动作原理a)按钮式 b) 单轮旋转式 c) 双轮旋转式图1-63 JLXK1系列行程开关操作机构触头系统外壳想一想:把行程开关与按钮在线路中的作用比较一下,能找出它们有哪些异同吗?JLXK1系列行程开关的动作原理如图1-62b所示。
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个位置开关SQ1和SQ2,将这两个位置开关的常闭触头分别串接在正转控制电路和反转控制电路中。
行车前后各装有挡铁1挡铁2,行车的行程和位置可通过移动位置开关的安装位置来调节。
此电路中SB2为正转启动按钮,而正转的自动停止由SQ1来实现,电路中SB3为反转启动按钮,而反转的自动停止由SQ2来实现,电路中还设置了一个紧急停止按钮SB1。
位置控制原理图:图一三、线路的工作原理如下:(重点难点用15分钟)首先合上电源开关QS1、行车向前运动:KM1 联锁触头分断对KM2联锁按下SB2 KM1线圈得电KM1主触头闭合电动机M 启动连续正转KM1自锁触头闭合自锁行车前移移至限定位置,挡铁1碰撞SQ1 SQ1常闭触头分断KM自锁触头分断KM1线圈失电KM1主触头分断电动机M失电停转行车停止前移KM1联锁触头复位2、行车向后运动:KM2联锁触头分断对KM1联锁按下SB3 KM2线圈得电KM2主触头闭合电动机M启动连续反转KM2自锁触头闭合自锁行车后移(SQ1复位)移至限定位置,挡铁2碰撞SQ2 SQ2常闭触头分断KM2自锁触头分断KM2线圈失电KM2主触头分断电动机M失电停转行车停止后移KM2联锁触头复位停车时只需按下SB1即可四、接线方法(重点难点是识图接线用15分钟)接线时行程开关SQ1常闭触头串接在接触器KM1线圈回路中,而程开关SQ2常闭触头串接在接触器KM2线圈回路中,正转启动按钮SB2的常开触头与接触器KM1的常开自锁触头并联接在电路中,反转启动按钮SB3的常开触头与接触器KM2的常开自锁触头并联接在电路中。
注意SQ1、SQ2、SB、KM等元件所处位置不同,所以走线不允许架空走线必须贴板走线。
两个接触器主电路的接线相序是不同的,KM1的接线按L1—L2—L3相序接线,KM2则按L3—L2—L1相序接线,KM1、KM2绝不允许接错线,否则将造成两相电源(L1相和L2相)短路事故。
五、元件布置图如下(图二):图二六、示范操作:在安装板上进行走线工艺示范操作:主要示范转角和集中走线及如何走线无交叉。
七、巡回指导在学生动手操作时,要检查学生实习位置、操作姿势、操作方法及工具的佩带是否正确,安全文明生产和元器件质量、数量等是否正确,如有不正确应及时纠正。
如发现个别错误,认真做好个别指导、如大多数有错误集中指导,及时发现优秀生,培养典型学生榜样,以榜样增强说服力,要在短时间内搞好全班学生实习的信心,为下一步实习打下良好基础。
第二部分自动往返控制线路一、提问:(10分钟)1、请同学们想一想能否在位置控制线路图的基础上,作一些改进来实现自动循环控制?2、可用位置开关的常闭触头来实现工作台指定位置停车,那么再反向起动时又如何控制呢?3、位置开关有两对触头,一对常开触头和一对常闭触头,常闭触头先分断,常开触头后闭合,应如何来实现工作台的自动往返运动?二、电路特点:(10分钟)自动往返控制电路图如下,工厂车间里的铣床常采用这种线路,行车运动示意图同位置控制示意图相同,行车的两头终点处各安装了二个位置开关SQ1、SQ3和SQ2、SQ4,将这两个位置开关SQ1、SQ3的常闭触头分别串接在正转控制电路中,将另两个位置开关SQ2、SQ4的常闭触头分别串接在反转控制电路中,将SQ2常开与按钮SB2的常开触头及接触器KM1的常开自锁触头并联接在正转电路中,将SQ1常开与按钮SB3的常开触头及接触器KM2的常开自锁触头并联接在反转电路中。
当位置开关动作后,常闭触头先分断,工作台停止运动;常开触头后闭合,工作台反向运动三、自动往返控制原理图(图三)图三四、电路工作原理(重点难点用15分钟)行车向前运动:KM1 联锁触头分断对KM2联锁按下SB2 KM1线圈得电 KM1主触头闭合电动机M启动连续正转KM1自锁触头闭合自锁行车前移移至限定位置,挡铁1碰撞SQ1 SQ1常闭触头先分断KM自锁触头分断KM1线圈失电KM1主触头分断电动机M失电停转行车停止前移KM1联锁触头复位KM2联锁触头分断对KM1联锁SQ1常开后闭合KM2线圈得电 KM2主触头闭合电动机M启动连续反转KM2自锁触头闭合自锁行车后移(SQ1复位移至限定位置挡铁2碰撞SQ2 SQ2常闭触头先分断KM2自锁触头分断KM2线圈失电 KM2主触头分断电动机M失电停转行车停止后移KM2联锁触头复位KM1 联锁触头分断对KM2联锁SQ2常开后闭合KM1线圈得电 KM1主触头闭合电动机M启动连续正转KM1自锁触头闭合自锁如此反复操作当运动部件向前运动时,假设SQ1失灵,运动部件继续向前运动撞到SQ3,这时SQ3可以进行终端限位保护。
当运动部件反向运动时,SQ4会起到同样的作用。
停车时只需按下SB1即可五、接线方法(重点难点识图接线用15分钟)接线时行程开关SQ1常闭触头串接在接触器KM1线圈回路中,而程开关SQ2常闭触头串接在接触器KM2线圈回路中,将SQ2常开常闭触头与按钮SB2的常开触头接触器KM1的常开自锁触头并联接在电路中,将SQ1常开常闭触头与按钮SB3的常开触头接触器KM2的常开自锁触头并联接在电路中,注意SQ1、SQ2、SB、KM等元件所处位置不同所以走线不允许架空走线必须贴板走线。
主电路走线与位置控制相同。
六、安装步骤及工艺要求(用时10分钟)1、检查元件好坏,在确定无误后,在板上安装。
2、主电路架空走线,控制电路贴板面走线,线与线之间不能有空隙,线路要求横平竖直。
3、尽量减少线路交叉,转角转成直角。
4、接点不能松动,不能有反圈,不能露线心。
5、按接线图布线并套好号码管。
6、根据原理图检查布线是否正确。
7、交实习教师检验、通电试车。
七、元件明细表(表一)表一八、注意事项:(重点掌握、用时8分钟)1、熔断器接线一定要正确。
2、安装完电路后,要认真检查电路。
3、通电试车时,应先合上电源开关QS,可手动按钮实现正反转控制,也可用手动控制位置开关,试验行程开关碰撞过程,行程开关接线一定要正确4、接触器联锁触头接线必须正确,否则会造成主电路中两相电源短路事故。
5、在通电过程中,手不允许乱指,通电完毕后要断开所有电源开关后,才可离开。
九、评分标准(表二)表二检修训练(重点难点、用时30分钟)⑴故障设置,在控制电路或主电路中的为设置电气自然故障两处。
⑵教师示范检修,教师示范检修时可把下述检修步骤及要求贯穿其中,直到故障排除。
①用试验法来观察故障现象,主要观察电动机的运行情况,接触器的动作情况和线路的工作情况等。
②用逻辑分析法缩小故障范围,并在电路图上用虚线标出故障部位的最小范围。
③用测量法正确,迅速地找出故障点。
④根据故障点的不同情况,采取正确的修复方法,迅速排除故障。
⑤排除故障后通电试车。
本课题小结:1、位置与自动往返控制特点及作用2、位置控制与自动往返控制线路图分析及工作原理3、位置控制与自动往返控制的接线方法及注意事项4、安装接线评分标准5、检修要求方法总课时数:5课时实习报告:(作业)1、绘出电器原理图,要求绘图要规范,要按比例绘图。
2、写出工作原理,要求原理分析要详细。
3、写出元件明细表,要求根据自己安装材料写出代号、名称、型号、规格、数量。
4、写出注意事项。
5、写出行程开关的结构、工作原理、作用。
6、行程开关的复位过程。