基本电气控制电路 模块一(二版)
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一、 电气控制线路中,既装设熔断器,又装设热继电器,各期什么作用?能否相互代用?答 :热继电器主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运动的保护及其他电器设备发热状态的控制。
热继电器还常和交流接触器配合组成电磁起动器,广泛用于三相异步电动机的长期过载保护。
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。
并且热继电器是可复位(自行恢复),而熔断器是不可恢复的电器设备只要用电线路短路熔断器熔断后就必须更换新的熔断器,两者不可互相代用。
二、 Y -△减压起动控制线路及其启动过程。
答 :Y-△启动控制线路图QK~380VKM FRFU KMKM启动过程如下,合上刀开关QK按启动按钮SB 2接触器KM 通电KM 主触头闭合,电动机M 接通电源接触器KM Y 通电 KM Y 主触头闭合,定子绕组连接成星型,电动机减压起动。
时间继电器KT 通电KT 延时打开常闭触头 KM Y 断电KT 延时闭合常开出头△KM 通电KM △主触头闭合,定子绕组连接成三角形电动机M 加以额定电压正常运行KM △常闭辅助触头断开 KT 线圈断电三、 什么是三相电动机电容制动控制?答 :电容制动是在切断三相异步电动机的交流电源后,在定子绕组上接入电容器,转子内剩磁切割定子绕组产生感应电流,向电容充电,充电电流在定子绕组中形成磁场,该磁场与转子感应电流相互作用,产生与转向相反的制动力矩,使电机迅速停转。
四、 从软硬件两个角度说明PLC 的高抗干扰性能。
答 :用程序来实现逻辑顺序和时序,最大限度的取代传统继电-接触器系统中的硬件线路,大量减少机械触点和连线的数量。
单从这一角度而言,PLC 在可靠性上优于继电-接触器系统是明显的。
在抗干扰性能方面,PLC 在结构设计、内部电路设计、系统程序执行方面都给予了充分的考虑。
例如,对主要器件和部件都用导磁良好的材料进行屏蔽、对供电系统和输入电路采用多种形式的滤波、I/O 回路与微1 / 3处理器电路之间用光电耦合器隔离、系统软件具有故障检测功能、信息保护和恢复、循环扫描时间的超时警戒等。
《电气控制与PLC应用》教学大纲(56课时)西门子S7-200系列PLC版1课程编码:课程类别:职业核心能力课课程归属:信息与控制技术学院编制人:徐文编(修)制日期:2008年10月审定组(人):审定日期:2008年10月适用专业:计算机控制技术一、课程的性质与任务《电气控制与PLC应用》课程是计算机控制技术专业的职业核心能力课,是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。
目前PLC 集三电(电控、电仪、电传)为一体,性能价格比高、高可靠性的特点已使其成为自动化工程的核心设备。
PLC作为具备计算机功能的一种通用工业控制装置,其使用量高居首位。
PLC目前是现代工业自动化的三大技术支柱(PLC、机器人、CAD/CAM )之一。
本课程的任务是让学生学习和掌握低压电器的基本知识、电气控制系统的基本控制环节、典型电路的基本原理,具有电气控制系统分析和阅读电气系统图的基本能力;掌握可编程控制器工作原理、系统构成、指令系统及编程方法(包括开关量控制、模拟量控制、数据通信及网络),具备一定的PLC程序设计和PLC 应用能力,能熟练使用一种典型的PLC设备进行控制系统的结构组成设计、I/O 地址分配设计、以梯形图为主的PLC程序设计、控制系统的软件调试以及故障分析。
教学内容大致分为低压电器(模块一)、电气控制基本环节(模块二)、PLC 基础知识(模块三)和PLC控制系统设计与编程实现(模块四)部分。
其中PLC 控制系统设计与编程实现(模块四)部分可以根据教学条件和教师资源选择三菱FX2N系列或西门子S7-200系列可编程控制器。
二、教学基本要求1本教学大纲中涉及PLC实际教学的部分均采用西门子S7-200系列PLC《电气控制与PLC应用》具有很强的实践性,要求学生具有良好的电子、电工基础知识和操作技能,并具备基本的逻辑判断能力和计算机软件的基础知识。
在教学中注意该课程的理论与实践、应用相结合,采用启发式、讲练结合式、案例式等多种教学方法,培养学生针对实际应用工程的项目开发能力。
《模块一三相异步电动机与电气控制》练习题一、填空题1、在三相定子绕组空间排序不变的条件下,旋转磁场的转向取决于。
如要改变旋转磁场的方向,只需将三相电源进线的任意即可。
2、某三相异步电动机的额定转速n N=720r/min,电源频率为50Hz,则同步转速n1为。
为,磁极对数p为,额定负载时的转差率SN3、异步电动机根据转子绕组的结构型式,可分为型异步电动机和式异步电动机。
4、异步电动机转子部分主要由、和三部分组成。
5、三相异步电动机有6个出线端置于机座外部的接线盒内,根据需要可接成形和形。
6、在交流接触器的铁心上要安装,目的是减少衔铁吸合时的振动和噪声。
7、熔断器是一种用于的电器。
使用时应接在电路中。
8、电动机长动与点动控制的关键环节是是否接入。
9、熔断器是一种用于的电器。
使用时应接在电路中。
10、电动机长动与点动控制的关键环节是是否接入。
11、刀开关在安装时,手柄要装,不得倒装或平装,否则手柄可能因动下落而引刀开关在安装时,手柄要装,不得倒装或平装,否则手柄可能因动下落而引起,造成人身和设备安全事故。
12、刀开关主要用在低压成套配电装置中,用于不频繁地和交直流电路或作为开关使用。
刀开关的文字符号为,图形符号(三级)为。
13、常用的电气制动有、等。
14、直接启动异步电动机时,其启动电流为额定电流的。
15、接触器主触点的文字符号是。
16、接触器依靠自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象,称为。
17、低压电器通常是指工作在交流额定电压以下、直流额定电压及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
18、交流电磁机构短路环的作用是。
19、电气图一般有三种、、。
20、既有,又有的电路,称为双重联锁电路。
二、判断题1、交流接触器铁芯端面嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁芯吸合严密,不发生振动与噪声。
()2、刀开关在接线时,应将负载线接在上端,电源线接在下端。
()3、一台额定电压为220 V的交流接触器在交流220 V和直流220 V的电源上均可使用。
《电气控制与PLC应用技术》教学大纲课程编号:课程英文名称:Electric control and PLC application technology课程类别:专业技术基础课课程性质:必修课学分:6 总学时:96 理论学时:47 实践学时:49开课对象:电气自动化、机电一体化、应用电子技术、机械类各专业的职业教育本科、专科学生。
一、课程的性质、目的和任务《电气控制与PLC应用技术》是电气自动化技术、机电一体化技术等专业的重要技术基础课程,对学生的职业能力和职业素质的培养起到明显的支撑作用,因此也是专业的核心课程。
本课程综合了电气控制技术和计算机控制技术以及PLC控制技术,属于多学科的复合型课程。
本课程在传统的电气控制技术的基础上,突出了PLC技术在工程实践中的运用,着重介绍了PLC控制技术的基本知识、基本理论和应用的编程方法,对培养学生的分析问题能力、编程能力及就业和继续学习打下良好的基础。
二、课程定位全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,教学中弘扬劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的时代风尚,突出职业教育的特点,综合培养学生的职业素质与职业技能,并能够顺利通过职业资格考核,为学生顺利就业提供机会。
先修课程:《电工技术基础》、《电子技术基础》后续课程:《维修电工“中级工、高级工”职业技能鉴定》、顶岗实习等。
三、课程设计思路本课程根据专业学生的就业需要及今后的发展、按照“德能并举、工学交融”的教学思路,结合目前的教学实际,把电气控制技术和PLC控制技术两门课程整合在一起,根据电气控制技术的发展历程提出五个教学模块:模块一基本电气控制电路、模块二典型设备电气控制电路、模块三PLC认知、模拟四PLC控制技术的应用和模块五PLC的工程应用与程序设计。
本课程所有的教学模块均结合职业教育的特点和人才培养目标进行,五个教学模块中又包括了14个项目,每个项目都设计了项目导入、相关知识、技能训练和练习题四个环节,其中项目导入和项目名称紧密结合;相关知识则是根据项目导入中涉及到的知识点,进行了详细的阐述和说明;技能训练环节安排了具体、可行的技能训练任务;练习题则是考查学生对本项目的理解和掌握程度。
《数控机床电气控制》教学大纲一、课程基本情况开课单位:数控教研室适用专业:数控技术修课方式:必修考核方式:考查总学时:78学时选用教材:廖兆荣主编《数控机床电气控制》高等教育出版社2005年1月第一版教学参考书:余雷声主编《电气控制与应用》机械工业出版社2003年1月第一版。
张永飞主编《数控机床电气控制》高职高专规划教材大连理工大学出版社2006年2月第一版。
二、课程的性质、任务和教育目标《数控机床电气控制》是数控技术专业必修的一门技术专业课程,本课程是在学生学习了电机原理、模拟电子与数字电子技术、变频、变流技术、传感器技术及计算机原理等相关课程之后,所开设的一门综合性技术应用型课程。
通过该课程的学习,使学生进一步了解电机及控制技术、工业电子技术、计算机等在数控加工设备上的应用,了解数控加工设备的电气自动控制原理、掌握关键控制装置构成,熟悉数控机床电气控制系统的组成、能对机床设备进行日常的使用维护及简单维修,也为后续的数控机床操作实习提供一定的理论指导。
三、课程的教学内容和基本要求模块一数控机床电气控制概况(4学时)1.教学内容数控机床加工过程和特点;数控机床电气控制系统的组成及其工作过程;数控机床电气控制系统的分类;数控机床电气控制系统的主要性能指标及要求;数控机床电气控制系统的发展状况。
2.教学要求了解数控机床加工过程和特点;掌握数控机床电气控制系统的组成、工作过程及分类;了解数控机床电气控制系统的主要性能指标、要求以及发展状况。
3.重点和难点重点:数控机床电气控制系统的组成。
难点:数控机床电气控制系统的工作过程。
模块二数控机床电气控制基础(2学时)1.教学内容单轴电力拖动系统的运动分析;自动控制系统的基础知识。
2.教学要求掌握单轴电力拖动系统的运动特点,掌握自动控制系统的定义、组成以及控制方式。
3.重点和难点重点:自动控制系统的定义与控制方式。
难点:自动控制系统的控制方式。
模块三数控机床常用低压电器(10学时)1.教学内容低压电器基本知识;电力开关电器的基本工作原理和选用方法;常用控制信号电器的基本原理及选用方法;常用接触器、中间继电器、时间继电器的基本工作原理及选用方法;常用保护电器的基本工作原理及选用方法;常用执行电器的基本工作原理、选用方法;位置检测装置的基本工作原理和选用方法。
第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。
文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的,可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用,是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。
图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作(如机械控制符号等),根据不同的具体器件情况构成。
文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。
1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。
表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。
电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。
电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况,只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上,用直线将各元件连接起来。
电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。
电气互连图一般不包括单元内部的连接,着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。
1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。
应立即切断电源。
1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小,所以不需加装灭弧装置。
当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。
1.5 电动机启动时的启动电流很大,启动时热继电器不会动作。
因为电动机启动时间短,热继电器来不及动作。
1.6 JS7-A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后,通电延时型可以改换成断电延时型,那么这种时间继电器就具有四种类型的触点:延时闭合动合触点;延时断开动断触点;延时断开动合触点;延时闭合动断触点。
1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。
电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时,或者被卡住而不能释放时,如按下反转按钮,则反转接触器又得电使其主触点闭合,电源会在主电路短路。
1.10 正转和反转。
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发,介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型,详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例,包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
第一章参考答案1.什么是低压电器?低压电器是怎样分类的?答:(1)低压电器通常是指工作在交流50Hz(60Hz)、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中,起通断、保护、控制或调节作用的电器。
(2)低压电器的分类方法很多,按照不同的分类方式有不同的类型,主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。
2.什么是额定电流?什么是约定发热电流?两者有什么区别?答:(1) 额定工作电流:在规定的条件下,保证电器正常工作的电流。
(2)约定发热电流:在规定的条件下实验,电器在8小时工作制下,各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。
额定电流通常是持续工作的条件下,而约定发热电流是在8小时工作制下,后者大于前者。
3.我国的低压电器经历了哪几代?答:我国的低压电器产品大致可分为如下四代。
第一代产品:20世纪60年代至70年代初;第二代产品:20世纪70年代末至80年代;第三代产品:20世纪90年代;第四代产品:20世纪90年代末至今。
4.低压电器的发展趋势是什么?答:(1)智能化(2)电子化(3)产品的模块化和组合化(4)产品的质量和可靠性明显提高5.防止触电有哪些措施?答:(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距.(2)防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5)合理使用防护用具(6)加强安全用电管理6.接地有哪些种类?保护接地有哪些形式?答:按照接地的目的可将接地分为如下几类:①工作接地。
②保护接地,也称安全接地。
③过电压保护接地。
④防静电接地.7.保护接地要注意哪些问题?工作接地要注意哪些问题?答:保护接地要注意的问题:①电气设备都应有专门的保护导线接线端子(保护接线端子),并用‘’符号标记,也可用黄绿色标记。
不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子.②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上,接地排要接入大地,接地电阻要小于4。