第4章电气控制系统的设计与安装

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学环节,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、项目代号、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。

电气控制与PLC》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电气控制系统的基本原理和组成部分，掌握常用低压电器的功能、原理及应用。

2. 帮助学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本结构、工作原理和编程方法，能运用PLC实现简单控制系统的设计。

3. 使学生了解电气控制系统与PLC在实际工程中的应用，学会分析控制系统的故障及解决方法。

技能目标：1. 培养学生能运用所学知识，设计简单的电气控制电路，并进行调试。

2. 培养学生掌握PLC编程软件的使用，能独立编写程序，实现基本的控制功能。

3. 提高学生分析和解决实际工程问题的能力，培养他们在团队协作中沟通、交流和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气控制与PLC技术的兴趣，激发他们学习相关知识的热情。

2. 培养学生具有安全意识，养成严谨、认真、负责的学习态度。

3. 通过课程学习，让学生认识到电气控制与PLC技术在工业生产中的重要性，增强他们的职业责任感。

课程性质：本课程为专业核心课程，旨在培养学生掌握电气控制与PLC技术的基本知识和技能，为从事自动化设备维护、调试及设计工作奠定基础。

学生特点：学生具有一定的电子、电工基础，对电气控制与PLC技术有一定了解，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，采用项目驱动、任务引领的教学方法，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

同时，注重培养学生的团队合作意识和职业素养。

通过本课程的学习，使学生达到课程目标所要求的知识、技能和情感态度价值观方面的具体学习成果。

二、教学内容1. 电气控制基础：包括常用低压电器的工作原理、选型与应用，电气控制电路的绘制及分析，控制电路的设计原则和步骤。

教材章节：第一章 电气控制基础2. PLC基本原理与结构：介绍PLC的发展历程、基本组成、工作原理，各类PLC的特点及选型。

教材章节：第二章 PLC基本原理与结构3. PLC编程技术：讲解PLC的编程语言、编程方法，重点掌握逻辑运算、定时器、计数器等指令的应用。

《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制系统简介了解电气控制系统的概念、组成及分类掌握电气控制系统的图形符号和文字符号1.2 低压电器熟悉常用的低压电器元件及其功能掌握低压电器的图形符号和文字符号1.3 电气控制电路图的识读与分析学习电气控制电路图的识读方法练习分析简单的电气控制电路第二章：PLC基本原理2.1 PLC简介了解PLC的概念、发展历程及分类掌握PLC的组成、工作原理及应用领域2.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装、启动及操作界面掌握编程软件的基本功能及使用方法2.3 PLC编程基础熟悉PLC编程的基本规则和方法掌握PLC编程的基本语句和功能指令第三章：PLC控制系统设计与应用3.1 PLC控制系统设计步骤学习PLC控制系统设计的基本步骤和方法了解PLC控制系统设计中的注意事项3.2 PLC控制系统的应用案例分析实际应用案例，了解PLC控制系统在各个领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法3.3 PLC控制系统的设计与仿真学习PLC控制系统的设计与仿真方法练习使用PLC仿真软件进行控制系统的设计与调试第四章：电气控制与PLC控制系统的设计与实施4.1 电气控制与PLC控制系统的设计结合具体项目，进行电气控制与PLC控制系统的设计掌握设计过程中各环节的关键技术4.2 电气控制与PLC控制系统的实施学习电气控制与PLC控制系统的实施方法了解实施过程中的注意事项及故障处理方法4.3 电气控制与PLC控制系统的设计与实施案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统的设计与实施过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第五章：电气控制与PLC控制系统的设计与优化5.1 电气控制与PLC控制系统的设计优化学习电气控制与PLC控制系统设计优化的方法掌握设计优化过程中各环节的关键技术5.2 电气控制与PLC控制系统的性能评估与改进了解电气控制与PLC控制系统性能评估的方法学习控制系统性能改进的方法和技巧5.3 电气控制与PLC控制系统的设计与优化案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统设计与优化过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第六章：电气控制与PLC控制系统的安全与保护6.1 电气控制与PLC控制系统安全技术学习电气控制与PLC控制系统安全技术的基本知识了解常见的安全保护装置及其功能6.2 电气控制与PLC控制系统故障诊断与保护掌握电气控制与PLC控制系统故障诊断的基本方法学习故障保护措施及实施方法6.3 电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用探讨电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用问题学习相应的防护措施和技术第七章：电气控制与PLC控制系统在工业自动化中的应用7.1 工业自动化与电气控制的关系理解工业自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉工业自动化系统的分类和组成7.2 PLC在工业自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在工业自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法7.3 电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用学习电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用了解自动化生产线的构成、工作原理及运行维护第八章：电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的应用8.1 交通运输领域电气控制与PLC控制系统概述了解交通运输领域电气控制与PLC控制系统的基本应用掌握相关系统的组成和功能8.2 PLC在交通运输领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在交通运输领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法8.3 电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新与发展探讨电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新学习新技术在相关领域中的应用和前景第九章：电气控制与PLC控制系统在楼宇自动化中的应用9.1 楼宇自动化与电气控制的关系理解楼宇自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉楼宇自动化系统的分类和组成9.2 PLC在楼宇自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在楼宇自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法9.3 电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用学习电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用了解智能楼宇的构成、工作原理及运行维护第十章：电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的角色10.1 新能源与电气控制的关系探讨新能源领域电气控制的重要性及其应用学习新能源领域电气控制的技术特点和发展趋势10.2 PLC在新能源领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在新能源领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法10.3 电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的挑战与机遇探讨电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中所面临的挑战分析未来的机遇以及如何应对挑战，保持技术的持续发展。

电气控制与PLC教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和功能1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、熔断器等低压电器的原理和应用分析各种低压电器的符号和功能1.3 电气控制线路设计讲解电气控制线路的设计原则和方法分析典型电气控制线路的实例和应用第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、发展历程和应用领域解释PLC的组成和基本工作原理2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点讲解梯形图、指令表、功能块图等编程语言的语法和应用2.3 PLC的安装与维护介绍PLC的安装要求和方法讲解PLC的维护保养措施和安全操作注意事项第三章：PLC编程与应用实例3.1 基本逻辑控制编程讲解PLC的基本逻辑控制功能，如启动、停止、互锁、互斥等分析典型逻辑控制编程实例3.2 定时与计数控制编程讲解PLC的定时与计数功能及其应用分析定时与计数控制编程实例3.3 数据处理与传输编程讲解PLC的数据处理与传输功能，如数据存储、数据运算、数据转换等分析数据处理与传输编程实例第四章：电气控制系统的设计与应用4.1 电气控制系统设计的一般步骤介绍电气控制系统设计的一般步骤和方法讲解设计过程中的注意事项和技术要求4.2 电气控制系统的应用实例分析典型电气控制系统的应用实例，如机床、电梯、自动化生产线等讲解电气控制系统在不同领域的应用特点和技术要求4.3 PLC在电气控制系统中的应用实例分析PLC在电气控制系统中的应用实例讲解PLC在电气控制系统中的应用优势和注意事项第五章：电气控制与PLC的故障诊断与维修5.1 电气控制系统的故障诊断与维修介绍电气控制系统的故障类型和诊断方法讲解电气控制系统的维修措施和注意事项5.2 PLC系统的故障诊断与维修介绍PLC系统的故障类型和诊断方法讲解PLC系统的维修措施和注意事项5.3 电气控制与PLC故障诊断与维修实例分析电气控制与PLC故障诊断与维修的实例讲解故障排除的方法和技巧第六章：PLC通讯与网络技术6.1 PLC通讯基础介绍PLC通讯的基本概念、分类和标准讲解串行通讯和并行通讯的原理及其应用6.2 PLC网络技术介绍PLC网络的基本概念、分类和结构讲解工业以太网、工业现场总线等PLC网络技术的原理和应用6.3 PLC通讯与网络实例分析PLC通讯与网络的实例，如远程I/O、Modbus、Profibus等讲解PLC通讯与网络在工业自动化中的应用和优势第七章：人机界面（HMI）与PLC应用7.1 HMI概述介绍HMI的定义、功能和分类讲解HMI与PLC的连接方式及其应用领域7.2 HMI界面设计介绍HMI界面设计的原则和方法讲解文本、图形、动画等HMI界面元素的设计和应用7.3 HMI与PLC应用实例分析HMI与PLC在工业自动化中的应用实例，如生产线监控、电梯控制等讲解HMI与PLC协同工作的原理和优势第八章：电气控制与PLC在工业自动化中的应用8.1 自动化生产线控制系统介绍自动化生产线的组成、工作原理及其分类讲解电气控制与PLC在自动化生产线中的应用实例8.2 控制系统介绍的组成、分类和工作原理讲解电气控制与PLC在控制系统中的应用实例8.3 电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用分析电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用实例，如楼宇自动化、环保设备等讲解电气控制与PLC在工业自动化中的重要作用和前景第九章：电气控制与PLC项目的实施与验收9.1 项目实施流程介绍电气控制与PLC项目实施的基本流程讲解项目实施过程中的注意事项和技术要求9.2 项目调试与优化讲解电气控制与PLC项目的调试方法与技巧介绍项目调试过程中的优化措施和评估方法9.3 项目验收与维护讲解电气控制与PLC项目的验收标准与流程介绍项目维护保养措施和安全操作注意事项第十章：电气控制与PLC技术的发展趋势10.1 新型PLC技术介绍新型PLC技术的特点和应用领域分析新型PLC技术的发展趋势及其对工业自动化领域的影响10.2 电气控制与PLC技术的融合与发展讲解电气控制与PLC技术在工业自动化领域的融合趋势分析电气控制与PLC技术在智能制造、物联网等领域的应用前景10.3 电气控制与PLC技术在新能源领域的应用介绍电气控制与PLC技术在新能源领域的应用实例，如风力发电、太阳能发电等讲解电气控制与PLC技术在新能源领域的作用和前景重点和难点解析一、电气控制基础中的低压电器符号和功能分析。

第四章电梯的电气控制系统4.1概述首先要说一下，我们的这个毕业设计是三个同学分工合作的，各负责软件编程、硬件模型和组态王控制。

因此考虑到四层电梯如果做一个立体模型出来成本比较高而且难度也不小，所以就做一个平面模型出来，主要是用灯和开关来显示。

4.2电梯电气控制系统中的主要电器部件为了成本问题还有方便安装，这电梯模型主要用到了比较常用的元器件。

万能板、按钮开关、LED灯、数码管、4511译码器、电阻和二极管。

电气控制系统常用的主要电器部件如下：1）L ED发光二极管LED灯主要用在两方面，一种是上下行按钮灯，当按钮按下后灯就会亮，按钮弹开自动熄灭；另一种是用来显示层数到达情况和开关门情况。

2）万能板以一块优质的万能板作为主要部件，把每一件不见焊在板上，最后画一副电梯模拟图贴在表面作为一个模拟电梯视图。

3）按钮开关用到12个按钮开关，作为电梯的外面的上下层按钮，和电梯内部层数按钮还有开关门按钮。

4）4511译码器和数码管通过到达层数的LED灯信号来输入到4511译码器，输出给数码管控制其显示层数。

5）蜂鸣器当电梯到达每一层的时候就能提示一声6）电阻和二极管这是都是在万能板背面的电路中用到的4.3电梯自动控制系统中的各主要控制环节及结构原理431各类电梯安全可靠运行的充分与必要条件电梯安全可靠运行的充分与必要条件有：(1)必须把电梯的轿厢门和各个层楼的电梯层门全部关闭好一一这是电梯安全运行的关键，是保障乘客和司机等人员的人身安全的最重要保证之一。

(2)必须要有确定的电梯运行方向(上行或下行) ----- 这是电梯的最基本的任务，即把乘客(或货物)送上或送下到需要停层的层楼。

(3)电梯系统的所有机械及电气机械安全保护系统有效而可靠——这是确保电梯设备和乘客人身安全的基本保证。

根据上述的电梯安全可靠运行的充分与必要条件，以及电梯的运行工艺过程，现就一般电梯的控制系统的各个主要控制环节及其结构原理说明如下。