李乃夫)机床电气及plc控制 (10)

课题7 电筒杆预剪切的控制
【课题名称】电筒杆预剪切的控制
【课时安排】6课时（270min）
【教学目标】
1.掌握功能指令。

2.掌握运用功能指令的基本应用方法。

3.进一步熟悉编程软件的使用。

【教学重点】PLC的功能指令。

【教学难点】PLC功能指令的基本应用方法。

【教学方法】
理实一体化教学法。

【教具资源】
一体化教室（及教材中表7-2及完成任务7.1、7.2所需的设备、工具与器材）。

【教学过程】
教学环节一PLC功能指令的编程
教学组织：PLC的功能指令及其编程方法→实训准备→比较指令编程练习→传送指令编程练习→移位指令编程练习。

教材内容：对应“任务7.1”。

教学环节二电筒杆预剪切的控制
教学组织：了解电筒杆预剪切的控制要求→实训准备→编制和输入控制程序→调试运行。

教材内容：对应“任务7.2”。

微视频：OMRON的CPM1A系列PLC
【时间分配】
教学环节一（180min）→教学环节二（90min）
【作业布置】 1.选做教材“项目7”的练习题。

2.阅读教材“项目7”的“相关链接”和所链接的数字化教学资源。

基于“机床电气控制及PLC”课程的精品在线开放课程建设与实践1. 引言1.1 课程背景介绍《机床电气控制及PLC》课程是一门涉及机床电气控制原理、PLC 编程与应用等知识的专业课程。

随着工业自动化技术的不断发展，机床电气控制及PLC已成为现代制造业中不可或缺的重要组成部分。

掌握该课程内容对于提高学生的实际操作能力、提升工程技术水平具有重要意义。

本课程旨在帮助学生深入理解机床电气控制和PLC技术的原理与应用，培养学生独立进行工业控制系统设计与调试的能力。

通过本课程的学习，学生将掌握PLC在工业控制系统中的应用、机床电气控制系统的组成与工作原理等关键知识，为其未来从事相关领域的工作做好充分准备。

通过本课程的学习，学生将不仅仅掌握技术知识，还将培养创新思维、解决问题的能力，提升团队合作与沟通能力。

这些都是现代工业领域所需要的人才素质，也是本课程的重要培养目标之一。

希望本课程能够为学生打下坚实的理论基础，帮助他们更好地适应未来工作的挑战。

2. 正文2.1 在线开放课程的优势分析Online open courses have become increasingly popular in recent years due to their numerous advantages. The first advantage is the accessibility they offer to a wide range of learners. Online courses can be accessed from anywhere in the world as long as there is an internet connection, allowing students to study at their own pace and convenience. This flexibility is especially beneficial for working professionals or individuals with busy schedules.2.2 课程内容设计与规划课程内容设计与规划是在线开放课程建设的核心部分，它直接影响到学生的学习效果和教学质量。

机床电气控制与PLC培训课件1. 课程简介本课程旨在介绍机床电气控制和PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用。

通过学习本课程，学员将了解机床电气控制的基本概念、电气元件的选择和布置，以及PLC编程和应用。

2. 机床电气控制基础2.1 机床电气控制的定义机床电气控制是通过电气元件和电气信号来控制机床运动和加工过程的一种技术。

它包括电气控制的基本原理、电气元件的选择和布置等内容。

2.2 机床电气控制系统的组成机床电气控制系统由电气元件、电气控制设备、电气控制回路和电气信号组成。

其中，电气元件包括电机、开关、传感器等；电气控制设备包括控制柜、开关箱等；电气控制回路包括电路连接、控制逻辑等；电气信号包括传感器信号、控制信号等。

2.3 机床电气控制流程机床电气控制流程包括信号采集、信号处理、控制执行和系统监测等步骤。

信号采集是通过传感器获取机床的状态信号；信号处理是对采集到的信号进行处理和转换；控制执行是根据处理后的信号进行相应的动作或控制；系统监测是对机床的运行状态进行监测和反馈。

3. 电气元件的选择和布置3.1 电机的选择电机是机床电气控制系统的核心组件之一。

在选择电机时，需要考虑机床的工作负载、速度要求和动力需求等因素。

常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机。

3.2 开关的选择与布置开关是电气控制系统中常用的元件，用于控制电路的开关或切换。

在选择开关时，需要考虑电流和电压的要求，以及安装环境和使用寿命等因素。

开关的布置需要合理安排在控制回路中的位置，保证控制信号的顺畅传输。

3.3 传感器的选择与应用传感器用于采集机床的状态信号，如温度、压力、位移等。

在选择传感器时，需要考虑测量范围、精度和响应时间等因素。

传感器的应用可以实现对机床运行状态的监测和控制。

4.1 PLC概述PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，它能够对输入信号进行处理和逻辑运算，输出控制信号，实现对机床电气控制系统的自动化控制。

《机床电气控制与PLC》（实训）课程标准课程编码：0100023 课程类别：专业技术课程适用专业：机电一体化（二年中专）课程所属系部：机电工程系学时：60 编写执笔人: 王荣华审定负责人及审定日期：1课程定位与设计思路1.1 课程性质与作用1.课程性质《机床电气控制与PLC》课程是机电一体化（二年中专）专业的一门专业技术课，也是取得国家职业资格等级证书（维修电工）的核心课程。

课程分为继电器控制技术、PLC技术两大部分，在教学中实施“教、学、做”一体化，将理论教学和实践教学有机结合，侧重于实践操作，直接面向职业岗位能力的培养，是学生求职就业的重要砝码。

2.课程作用本课程以《电工电子技术基础》、《电机拖动基础》、《自动控制原理与系统》课程为前导课程，共同打造学生的职业能力，并为其相关专业课程《数控机床维修》、《机电一体化技术》等的学习提供基本理论和方法，在整个教学过程中起着承上启下的作用。

为毕业生在未来的职业生涯中从初始低层次的生产线操作工向更高层次的维修电工、生产线维修工和设备管理员等岗位顺利迁移提供扎实的知识与技能准备。

1.2 课程设计思路本课程标准以机电一体化（二年中专）专业学生的就业为导向，根据行业专家对专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以培养学生的“学懂”和“会用”为基本目标，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容。

为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解设计成若干工作任务，以任务为单位组织教学，引出相关专业理论知识，使学生在实践操作过程中加深对专业知识、技能的理解和应用。

2课程目标2.1课程总体目标通过对本课程的学习和训练，使学生熟悉电气控制与PLC的基础知识，培养电气控制与PLC基本应用(电动机点动、长动、正反转、Y-Δ启动等控制环节)的接线、编程、操作调试方面的技能，了解其所涉及的技术理论知识；初步培养电气控制与PLC高级应用项目(电梯控制、机械手控制系统等)的接线、编程、操作调试的技能，了解其所涉及的技术理论知识。

第六章可编程控制器的基本原理及组成6.1 比较可编程控制器与单板机在编程、使用、运行方式方面的不同。

答：略6.2 FX2系列PLC中有哪些逻辑元件，它们的编号和作用是什么？答：1.输入继电器（X0-X177）FX2的输入继电器最多可达128点，采用八进制编号，且不能用程序驱动。

作用：外部的开关信号的输入继电器。

2. 输出继电器（Y0-Y177）。

FX2的输出继电器最多可达128点，且编号为八进制。

3. 辅助继电器（M）4. 状态元件（S）5. 报警器（S900~S999）6. 指针（P/I）7. 定时器（T）8. 计数器（C）9. 寄存器（D）10. 变址寄存器（V/Z）6.3 为什么可编程控制器中的触点可以使用无穷多次？答：可编程控制器中的触点是软开关，通过对它的程序定义可对其赋予不同的功能，当程序改变时，触点仍然可用，所以说可编程控制器的触点可以使用无穷多次。

6.4 警戒时钟的功能是如何实现的？答：P188警戒定时器是一个专用的定时器，其设定值存放在特殊的数据寄存器D8000中，并以ms为记时单位。

当PLC一上电，则对警戒定时器进行初始化，将K100（设定值为100ms）装入D8000中，每个扫描周期结束时，也就是说扫描到FEND或END时，马上刷新警戒定时器的当前值，使PLC能正常运行。

当扫描周期大于100ms时，即超过了警戒定时器的设定值，警戒定时器的逻辑线圈被接通，CPU立即停止执行用户程序，同时切断全部输出，并且报警显示。

6.5 FX2系列PLC的高速计数器有哪几种类型？计数器C200~C234的计数方向如何设定？答：计数器类型如下：1相无启动 / 复位端子C235～C2401相带启动 / 复位端子 C241～C2452相双向 C246～C2502相A-B相型 C251～C255计数器C200-C234的点数设为双向记数6.6 如果要提高可编程控制器输出电流容量应采取什么措施？答：若要提高输出的电流容量常采用继电器输出方式控制线圈然后用主触头控制大电流。

机床电气控制与PLC教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、组成和作用。

2. 掌握PLC的基本工作原理、结构及编程方法。

3. 学会使用PLC对机床电气控制系统进行改造和维护。

4. 能够分析并解决机床电气控制与PLC实际应用中的问题。

二、教学内容1. 机床电气控制概述1.1 机床电气控制系统的组成1.2 机床电气控制电路的基本环节1.3 机床电气控制电路的分类及应用2. 常用低压电器2.1 开关与保护电器2.2 控制电器2.3 变频器与软启动器3. PLC的基本工作原理3.1 PLC的硬件结构3.2 PLC的软件系统3.3 PLC的工作过程4. PLC编程方法4.1 指令系统4.2 编程软件的使用4.3 编程实例5. PLC在机床电气控制中的应用5.1 PLC控制系统的设计步骤5.2 PLC控制系统的性能评价5.3 PLC控制系统的改造与维护三、教学方法1. 采用讲授与实践相结合的教学方式，使学生掌握基本概念和原理。

2. 通过案例分析和实际操作，培养学生的实际应用能力。

3. 利用仿真软件和实验设备，进行实时演示和动手实践。

4. 组织课堂讨论，引导学生主动思考和解决问题。

四、教学资源1. 教材：机床电气控制与PLC教材。

2. 实验设备：PLC实验箱、机床模型、低压电器等。

3. 仿真软件：可编程逻辑控制器仿真软件。

4. 教学课件：PowerPoint、Flash等。

五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况、实验报告等。

2. 考试成绩：理论知识考试、实际操作考试、课程设计等。

3. 综合评价：学生的学习态度、团队合作能力、创新思维等方面。

六、教学安排1. 课时：共计40课时，其中理论教学24课时，实验教学16课时。

2. 授课方式：每周4课时，共10周完成。

3. 实验安排：每两周进行一次实验，共4次实验。

七、教学进度计划1. 第1-4周：机床电气控制概述、常用低压电器2. 第5-8周：PLC的基本工作原理、PLC编程方法3. 第9-10周：PLC在机床电气控制中的应用、课程总结与展望八、实验内容与要求1. 实验一：PLC基本接线与编程要求：掌握PLC的基本接线方法，学会使用编程软件进行编程。

《机床电气控制与PLC》教学大纲课程名称：《机床电气控制与PLC》课程编码：适用专业：机电一体化、数控技术、电气技术学时：80或64学分：5或4编写者：刘祖其一、课程性质与任务课程性质：《机床电气控制与PLC》课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。

主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。

是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。

通过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的结构组成及工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。

培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚实基础。

二、教学目的与基本要求了解数控装置的软件、硬件组成；了解可编程控制器的的结构和工作原理；了解接口信号相互作用，典型数控装置特性、功能，选用方法、系统连接、调试方法。

了解电磁兼容概念，运用电磁兼容采取抗干扰措施。

掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。

重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。

为今后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下较好的基础。

三、教学主要内容、要点和课时安排目录绪论[学习目标与要求]了解数控机床的产生及发展，了解FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的概念，了解数控机床的组成及特点、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的组成、伺服系统的分类。

第1章常用低压控制电器1.1 概述继电器熔断器主令电器低压电器的产品型号[学习目标与要求]掌握接触器、热继电器等常用低压电器的工作原理与选用；了解电弧的形成与灭弧机理；了解低压电器的基本作用与功能和继电特性与返回系数。

第一章常用低压电器1-1开关设备通断时，触头间的电弧是怎样产生的？通常哪些灭弧措施?答：当开关电器的触头分离时，触头间的距离很小，触头间电压即使很低，但电场强 度很大（E=U/d ），在触头表面由于强电场发射和热电子发射产生的自由电子，逐渐加速运 动，并在间隙中不断与介质的中性质点产生碰撞游离，使自由电子的数量不断增加，导致 介质被击穿，引起弧光放电，弧隙温度剧增，产生热游离，不断有大量自由电子产生，间 隙由绝缘变成导电通道，电弧持续燃烧。

为了加速电弧熄灭，常采用以下灭弧方法。

（1）吹弧（2 ）拉弧（3）长弧割短弧（4 ）多断口灭弧（5 ）利用介质灭弧（6）改善触头表面材料1-2写出下列电器的作用、图形符号和文字符号：答（1）熔断器作用：严重过载和短路保护 图形符号：文字符号：FU（2 ）组合开关作用：用于机床上作电源的引入开关，也可用来接通和分断小电流电路。

图形符号：1X-VA文字符号：SA（3）按钮开关作用：在控制电路发出手动控制信号 图形符号：（4）自动空气开关一rffi-伽 一合 ——4—复作用：在电路正常工作条件下作为线路的不频繁接通和分断用，并在电路发生过载、 短路及失压时能自动分断电路。

图形符号：文字符号:QF(5) 交流接触器作用：远距离频繁接通或断开交直流主电路及大容量控制电路。

图形符号：线线圈主主触点常开辅常闭辅辅助蝴助|触触点文字符号：KM(6 )热继电器作用：主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护，图形符号：热元件 常闭触点文字符号：FR(7)时间继电器作用：按照所需时间间隔，接通或断开被控制的电路 图形符号：文字符号：KT(8 )速度继电器KM KMKM(a) (b) (c) (d) (e) ⑴ (g) (h)(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合(常开)触点(e)通电延时断开动断(常闭)触点(f )断点延时断开动合(常开)触点(g )断点延时闭合动断(常闭)触点(h )瞬动触点作用：以旋转的速度信号的快慢为指令信号，与接触器配合实现对电动机的反接制动。

机床电气控制与PLC1. 介绍机床电气控制是机床制造中的核心技术之一。

它涉及到机床运动控制、工艺控制、安全控制等方面的内容。

而在现代机床中，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常用的控制设备，被广泛应用于机床的电气控制系统中。

本文将介绍机床电气控制系统的基本原理、PLC的工作原理以及机床电气控制与PLC的应用。

2. 机床电气控制系统的基本原理机床电气控制系统是由电机、传感器、执行器、控制器等组成的系统。

其基本原理是通过控制器对电机、传感器、执行器等进行控制，从而实现机床的工艺控制、运动控制以及安全控制。

在机床电气控制系统中，电机作为输出装置，负责驱动工作台、主轴等进行运动。

传感器用于检测机床的运动状态、位置以及工件的尺寸等信息，并将其转化为电信号。

执行器则根据控制信号驱动相关的机构运动，如气缸、伺服电机等。

控制器则根据输入的信号进行逻辑运算和控制操作，实现对机床的精确控制。

3. PLC的工作原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的硬件设备。

它的工作原理主要包括输入模块、中央处理器、输出模块等组成。

输入模块负责接收外部信号，如传感器的信号等，并将其转化为与PLC内部相兼容的信号。

中央处理器是PLC的核心部分，它对输入信号进行处理、判断，并根据预设的程序逻辑生成相应的输出信号。

输出模块则将处理后的信号输出到执行器，驱动相关的机构进行运动。

PLC的一个重要特点是可编程性，用户可以通过编程控制器内部的逻辑和功能，实现对机床电气控制系统的灵活调整和优化。

4. 机床电气控制与PLC的应用机床电气控制与PLC的应用广泛存在于各种机床中，如数控机床、自动化生产线等。

在数控机床中，PLC可以完成对机床的运动控制、工艺控制以及安全控制。

通过编写PLC的程序，可以实现对机床运动轨迹的精确控制，使其按照预定的路径进行运动。

同时，PLC还可以对机床的主轴转速、进给速度等进行调节，以满足对工件加工的要求。

此外，PLC还能监视机床的安全状态，当出现异常情况时，如过载、碰撞等，能够及时采取相应的措施保护机床和工作人员的安全。

第七章基本逻辑指令T.1写出图14&所示梯形图对应的拒令程序。

團M 了习题工2團+±ffi 指令器件号卫Sffi 指令器件±a 指令器件号0 LD XI0 LD XI 6MRD d I11 LD X4*J2 ANDvvvJS *3 MPS P 8 OR V33 Qy 口3 LD X2 944 砸耳10 ANBd 55|11OUT 畑0 LD xc11 LD :<1M1 OR YD 12 ANDNIW3 AKI KI 13 0叭314 ANB 单4LDX215 0U7 Y2 516 LDXI 加6 LD17 OUTTW 1ANI X7PSPK102ORE J20 _ 1ANDTtk9 LDl21 OUT Y210 AHU22 EHgya HHX! X3刃 QHHhW^H XIO 301 4HPXITO4100指令器件号 X13卄r7.2写出图7.47所示梯形图对应的指令程序。

E ⑹44」希根据T?a 指令程序画出对应的梯形图。

+J4J用令步库w<0 LD ZO5 LDI Z41OR YO7 AND 2 AMIXIOEB3OR MIO 勺AKB4 LDX214OUTYO5 AND S311ENDjjyo 屮 乂1*YhHrMIOU I 写岀圈7-4S 所示梯形图对应的ffi 令程序2頻指令456 7 8器件号.XPNO-'MlOOt^況畀LD MCSPLDLD 爼如RO.Jffl*'頻指哼器件号d1011 LD OUTMlHl[ MIOO5Mm幻4幻4HI一卜:<42 :X%船PEHDP拟C 恤IMMD ]工朝所示的梯形图是否可eJL 直接编程？绘出改进后的等效梯形图，并与F 加 h --------- r卩十I O r 丄OX3P X 汕 X3』X2 X5J 如HHhHI23A5 7g910指令 LDAND OR AND OUT LD AND OR. AND OUT器件号屮X3+> X5-' XI p X 加 XI *J7,4P 习题7■图A7.7如图7.51所示，要求按下起动按钮后能依次完成下列动作:运动部件A 从1到2； 接着B 从3到4； 接着A 从2回到1； 接着B 从4回到3；试画出I /O 分配图和梯形图。

课题2 专用机床的电气控制【课题名称】专用机床的电气控制【课时安排】8课时（360min）【教学目标】1.了解专用机床、组合机床和数控机床的基本结构、运动形式、电力拖动的形式与控制要求。

2.了解专用机床、组合机床和数控机床电气控制系统的组成与基本原理。

3.掌握生产机械继电器-接触器控制电路的基本设计方法。

【教学重点】在了解专用机床的基本结构、运动形式、电力拖动的形式与控制要求的基础上，理解专用机床电气控制电路的组成与工作原理。

【教学难点】电路原理与电器作用与安装位置、机床结构与运动形式的对应关系。

【教学方法】理实一体化教学法。

【教具资源】1.教室。

2.现场参观。

【教学过程】教学环节一专用机床的电气控制教学组织：专用机床简介→专用机床的电气控制→专用机床现场参观。

教材内容：对应“任务2.1”。

微视频：专用机床的主要结构与运动形式教学环节二组合机床的电气控制教学组织：组合机床简介→组合机床电气控制电路→组合机床现场参观。

教材内容：对应“任务2.2”。

微视频：组合机床的主要结构与运动形式教学环节三数控机床的电气控制教学组织：数控机床简介→数控机床现场参观。

教材内容：对应“任务2.3”。

微视频：数控机床的主要结构与运动形式注：为方便组织教学，以上三个教学环节的现场参观可一并进行。

教学环节四生产机械电气控制系统的设计教学组织：设计的基本原则和基本依据→电气控制电路的设计方法→电气控制系统设计实例→选题设计。

教材内容：对应“任务2.4”。

【时间分配】教学环节一（90min）→教学环节二（90min）→教学环节三（90min）→教学环节四（90min）【作业布置】 1.选做教材“项目2”的练习题。

2.可布置设计选题作课外作业。

3.阅读教材“项目2”的“相关链接”和所链接的数字化教学资源。