電氣控制與plc電子教案(完整版)

　　

【正文】 ： 電氣原理圖閱讀分析及機床故障分析教學手段、教具：教學手段：講授+仿真教學教 具：多媒體，仿真軟件 教學方法：啟發式+直觀式教學過程：引入項目：C650臥式車床是車床中應用最多、最為典型的車床之一，其電氣控制系統是典型的繼電接觸器控制電路，通過對整臺設備電氣控制原理的分析，有助于加深對基本控制電路的認識和理解，熟悉機、電、液在控制中的相互配合，掌握各種生產設備電氣控制的規律，培養閱讀電氣控制圖的能力，進一步掌握分析電氣控制圖的方法，并逐步掌握設備電氣控制電路常見故障的分析、檢測和維修的方法和技巧。 能耗制動和反接制動是三相異步電動機常用的方法。 △降壓起動 Y/△降壓起動是指電動機起動時，使定子繞組接成星形，用以降低起動電壓，從而限制起動電流；電動機起動后，待轉速接近額定轉速時，把定子繞組改接成三角形，使電動機進入全壓運行。 （2）工作臺往復運行控制電路 電路結構分析電氣原理分析電氣功能分析幾點思考：a)電路用到了哪些低壓電器。所有從一個接線端子到另一個接線端子的導線必須連續，中間不能有接頭。 ② 對控制電路與照明、指示電路，應從上到下、從左到右，逐行用數字依此編號，每經過一個電器元件的接線端子，編號要依此遞增。電氣控制系統圖一般分三種：電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖。 （2）交流接觸器的型號及含義常用的交流接觸器有國產的CJCJ20等系列， CJ系列接觸器的型號及含義如圖112所示。 ① 電磁系統由吸引線圈、靜鐵心和銜鐵（動鐵心）三部分組成。（2）熔斷器型號 熔斷器的型號含義如圖所示。當電路中發生短路、過載及欠壓等故障時，能自動切斷故障電路，保護用電設備的安全。： 任務1 三相異步電動機單向運行電路的安裝調試 相關元器件介紹 一、.刀開關 刀開關是一種手動電器，廣泛應用于照明電路及配電設備做隔離電源用，有時也用作直接啟動小容量（≤）電動機。 教學難點：（1）安裝調試電動機Y△降壓起動線路；（2）安裝調試電動機能耗制動線路。對于電動機負載，開啟式刀開關的額定電流可取電動機額定電流的3倍。使用時把它串接于被保護的電路中，當電路發生短路或嚴重過載時，熔體中流過很大的故障電流，以其自身產生的熱量使熔體迅速熔斷，從而自動切斷電路，實現短路和過載保護作用。圖19所示為常用的幾種接觸器外形圖。當接觸器未工作時處于接通狀態的觸點稱為常閉觸點（又稱動斷觸點），當接觸器未工作時處于斷開狀態的觸點稱為常開觸點（又稱動合觸點），常開觸點和常閉觸點是聯動的。按鈕主要由按鈕帽、復位彈簧、動觸頭、靜觸頭、支柱連桿及外殼等部分組成。（3）所有電器的觸點，都應按沒有通電和沒有外力作用時的開閉狀態畫出。③ 失壓、欠壓和零壓保護：由接觸器KM本身的電磁結構特點來實現。電路結構分析電氣原理分析電氣功能分析幾點思考：a)電路用到了哪些低壓電器。 任務3 電動機Y△降壓啟動線路的安裝調試 相關知識學習 容量較大的籠型異步電機（一般大于4KW）起動電流較大，通常直接起動電流為其額定電流的4~7倍。 任務實施（略） 能力拓展 其它降壓啟動電路和多速控制電路 一．定子繞組串電阻降壓啟動控制電路 1） 分析電路結構及原理2） 分析電路功能3）畫工作流程圖4）分析與上述Y/Δ電路的異同 1） 分析電路結構及原理2） 分析電路功能3）畫工作流程圖4）分析與上述Y/Δ電路的異同5）優缺點？？amp。作業布置：P47 T2，T3課題名稱: 項目2 C650車床電氣控制系統運行維護授課類型: 理論課 教學目的、要求： 本項目以C650車床電氣控制系統為載體，通過本項目的學習：(1)學習設備電氣控制系統維修方法；(5) 電氣原理圖閱讀分析的方法與步驟(1)分析控制電路。車床共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉并通過進給機構實現進給運動。為保證主電路的正常運行，主電路中還設置了熔斷器的短路保護環節和熱繼電器的過載保護環節。熟悉電氣控制電路工作原理。 2)尚未確定相序是否正確等。其他故障請同學們對照課本及電路圖自行分析。分析主電路。（5）會安裝和調試送料小車PLC控制系統。 二、項目任務利用PLC實現本項目控制要求，具體工作內容如下：（1）分析控制要求，分配I/O地址。它將傳統的繼電器控制技術和計算機控制技術、通信技術融為一體，廣泛地應用于各類生產機械和生產過程的自動控制中。根據結構形式的不同，PLC可分為整體式和模塊式兩類。 接收并存儲用戶程序和數據；216。 存放命令解釋程序；216。 接收開關量及數字量信號（數字量輸入單元）；216。 驅動頻繁動作的交/直流負載（晶閘管輸出單元）。 系列名稱：如0、0S、1S、ON、1N、2N、2NC、3U等。輸入繼電器是PLC接收外部開關信號的窗口，PLC通過輸入端子將外部信號的狀態讀入并存在輸入映像寄存器。輸出繼電器是PLC向外部負載發送信號的窗口。 只能利用其觸點的特殊輔助繼電器216。（4）定時器（T）216。216。 32位通用加/減計數器，C200～C234共135點，設定值：2147483648～+2147483647。 32位雙向計數器216。216。取 運算開始 與非 [ORP]或脈沖 [MC] 主控 【案例33】寫出下列梯形圖的指令表？？【案例34】振蕩程序。 操作練習操作練習1：電動機的正反轉控制q 第二個應用實例是用PLC完成三相異步電動機的正反轉控制。167。u 梯形圖有兩條邏輯線，分別實現正轉連續運轉和反轉連續運轉，在兩個方向的連續運轉梯形圖的基礎上加入互鎖觸點。v 雙線圈輸出的處理v 線圈并聯電路中，應將單個線圈放在上邊。PLC需要4個輸出點與其連接。編程的技巧v 并聯電路上下位置可調，應將單個觸點的支路放下面。 授課主要內容及課時分配：1)理論教學4節 2）實踐+仿真 2節 3）習題課2節教學重點：1）步進順控指令及其編程方法。其中，上升/下降、伸出/收縮和放松/夾緊均由一個線圈兩位置電磁閥控制。（5）設計并調試搬運機械手PLC控制系統。 2．狀態轉移圖 狀態轉移圖又稱狀態流程圖，它是一種用狀態繼電器來表示的順序功能圖，是FX系列PLC專門用于編制順序控制程序的一種編程方式。狀態方框右側連接的水平橫線及線圈表示該狀態驅動的負載。(b)圖是對應的梯形圖，（c）圖是對應的指令表。其任務是將某工件從A點搬運到B點。216。二、PLC的I/O地址分配說明：根據上述地址分配表確定選擇PLC型號為：FX2N16MR(要留有一定的余量)三、繪制系統控制電路圖 到此我們就完成了單流程的設計。 ③用STL指令設置狀態內母線，以便進行狀態動作設置。其中指定轉移方向和轉移條件是必不可少的，驅動負載則要看具體情況，也可能步進行實際負載的驅動。 授課主要內容及課時分配：1)理論教學12節 2）實踐+仿真4節 3）習題課2節教學重點：1）傳送與比較、算術與邏輯運算、PLC程序控制、條件判斷 等常用功能指令的作用及其用法 2）PLC功能指令編寫程序的方法和技巧。5s后換刀結束。 相關知識學習amp。252。 位軟元件：只處理開關（ON/OFF）信息的元件，如X、Y、M、D、S216。 ④ 文件寄存器（D1000～D7999）。 M8022：進位標志216。 2）、區間比較指令ZCPZCP指令是將一個操作數[S.]與兩個操作數[S1.]和[S2.]形成的區間比較，且[S1.]不得大于[S2.]，結果送到[D.]中。 4）取反傳送指令CMLv CML指令使用說明如圖所示。對于l 6位或32位二進制操作數，若變換結果超出09999或099999999的范圍就會出錯。（3）晚上18:00打開住宅照明。 （2）輸入/輸出地址分配（3）參考梯形圖：用計數器和比較指令編制的PLC梯形圖如圖517所示。設X0為啟停開關，使用時，早0:00時啟動定時器。v BIN是將源元件中的BCD碼轉換為二進制數送到目標元件中。5）塊傳送指令BMOVBMOV指令是從源操作數指定的元件開始的n個數組成的數據塊傳送到指定的目標。MOV指令的使用說明如圖所示。 M8064：參數出錯標志216。在功能指令中，常常用KnX□、KnY□、KnM□、KnS□這種位組合數據形式表示一個數，其中n表示單元組數，X□表示首地址，例如： （3）變址寄存器V、Zv 變址：改變操作數的地址v 變址寄存器的作用：存放改變地址的數據v 實際地址=當前地址+變址數據v 32位運算時V和Z組合使用，V為高16位，Z為低16位。 ① 通用數據寄存器（D0～D199），共200點。 216。 FX系列PLC功能指令的基本規則 功能指令的表示形式 216。換刀完畢，記錄當前刀號，等待下一次換刀請求。 項目任務一、項目描述某組合加工機床刀具盤由六種刀具組成，如圖51所示。4，繪制狀態轉移圖的方法和步驟 ，其中的每一個工序都對應一個狀態（即步），并分配狀態繼電器。四、繪制狀態轉移圖（SFC圖）五、PLC梯形圖1amp。 ①用SET指令實現狀態轉移。216。 （2）機械手工作過程：啟動后機械手首先加緊工件→夾住工件上升到頂端→橫向移動到右端→下降到B處位置→機械手松開（把工件放到B處）→機械手上升到頂端→橫向移動返回到左端→下降到A處原點處，以此連續循環。其中指定轉移方向和轉移條件是必不可少的，驅動負載則要看具體情況，也可能步進行實際負載的驅動。步進順控的編程過程就是設計狀態轉移圖的過程，其一般思想為：將一個復雜的控制過程分解為若干個工作狀態，搞清楚各狀態的工作細節（即各狀態的功能、轉移條件和轉移方向），再依據總的控制順序要求，將這些狀態聯系起來，就形成了狀態轉移圖。1）繪制狀態轉移圖的方法和步驟（以項目2的運料小車為例） ，其中的每一個工序都對應一個狀態（即步），并分配狀態繼電器。 amp。（2）機械手工作過程：啟動后機械手加緊工件→夾住工件上升到頂端→橫向移動到右端→下降到B處位置→機械手松開，把工件放到B處→機械手上升到頂端→橫向左移到左極限→下降到下限原點處，以此連續循環。3）物料搬運機械手控制系統項目設計教學難點：1）PLC控制系統狀態轉移圖的繪制方法。v 雙線圈輸出的處理v 線圈并聯電路中，應將單個線圈放在上邊。本系統共需要4個輸入點和4個輸出點，為考慮系統將來的擴展余量（20%的余量）。 167。u 同理，反轉輸出繼電器線圈Y2回路中串入正轉輸出繼電器Y1的常閉觸點和正轉啟動信號的常閉觸點X0進行互鎖。連接公共端COM。q 實現電動機的正反轉控制需要有兩個接觸器，167。在X1接通期間，Y0產生的連續振蕩信