电气控制与PLC课程设计任务书（最终版）

第一篇：电气控制与PLC课程设计任务书（最终版）

第一部分 电气控制与PLC课程设计任务书

课程代码： 学时数：1周 学分数：1 课程类型：专业课

先修课程：《机电传动与可编程序控制器》

一、课程设计的性质与任务

机电传动与可编程序控制器课程设计是机电专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计,达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。

二、课程设计的基本要求

1、掌握可编程控制器硬件电路的设计方法。

2、熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。

3、掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。

4、掌握电气控制柜电气控制原理图的原理设计，熟练应用导线二维设计法，掌握电气控制接线图和互连图等工艺设计方法。

5、通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询（图书、网络），将电气控制与PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

三、可编程控制器课程设计任务及要求(一)全自动洗衣机PLC控制

1、课题内容：全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。

2、控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水 位，关水

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复（1）～（4），清洗两遍（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点： 输出点：启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转及脱水 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 报警 00006 高水位检测 10007 中水位检测 10008(输入点输出点可因不同系列PLC自行设计)

3、设计任务（1）画出PLC外部电路原理图；（2）编制程序，并调试运行；（3）写出实验报告

（二）可自拟项目

第二篇：08自动化-电气控制及PLC课程设计任务书

《 电气与PLC控制技术课程设计 》任务书

一、课程设计目的和任务

1．根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试的方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程；

2．根据控制要求，掌握继电器—接触器的电气控制方法，使学生了解用电气控制解决一个实际问题的全过程。

二、课程设计内容：见任务书

三、课程设计要求

1．现场完成全部课程设计内容； 2．编写课程设计报告。

四、课程设计地点

机械电气楼A207、B202等。

五、课程设计时间安排

1． 确定设计方案，I/O地址分配表，I/O接线图，编写控制程序；2． 现场实现模拟控制过程。

3． 编写PLC课程设计报告。

六、课程设计组织管理

1．严格考勤，并作为考核的内容； 2．注意安全，爱护公共实训设备。

七、课程设计成果要求

1．控制目的一定要实现；

2．课程设计报告要求4000字以上。

八、课程设计考核方法

1．考勤；

2．现场具体操作情况； 3．课程设计报告。天 4天 2天

十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试

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一、控制要求：

1． 系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停 止工作。

2．控制对象有八个：

东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。3．控制规律：

1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。2）高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。

二、课程设计要求：

1．按题意要求,画出 PLC 端子接线图、控制梯形图。

2．完成 PLC 端子接线工作, 并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。3.完成实训报告

三、考核问题：

1．正常时段 6:30 的起始时间改为 5:30，梯形图作如何改动? 2．高峰时段 16:30 的起始时间改为 16:00，梯形图作如何改动？

3．正常时段东西左转弯绿灯 45 秒的起始时间改为 40秒，梯形图作如何改动? 4．高峰时段东西左转弯绿灯 55 秒的起始时间改为 60秒，梯形图作如何改动? 5．如何在交通控制灯起动时，校正当时的时钟?

第三篇：电气控制与PLC课程设计报告

× × × × 大学

《电气控制与PLC》课程设计说明书

专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：

目录

第一部分: 电气线路安装调试技能训练......................3

技能训练题目一 三相异步电机的可逆控制实验.........................3 技能训练题目二 三相异步电机Y-△降压启动控制......................5 技能训练小结......................................................7

第二部分:加热反应炉PLC控制系统设计.....................10

一、PLC控制系统设计的基本原则和步骤.............................10

1、PLC控制系统设计的基本原则...................................10

2、PLC控制系统设计的一般步骤...................................10

3、PLC程序设计的一般步骤.......................................11

二、加热反应炉电器控制系统设计任务...............................11

1、加热反应炉原理图............................................12

2、加热反应炉加热工艺过程......................................12

3、加热反应炉PLC电气控制系统设计任务和要求....................13

三、设计过程.....................................................13

1、加热反应炉的输入输出设备表：(I/O地址).......................13

2、I/O接线图...................................................14

3、控制流程图..................................................14

4、PLC控制程序.................................................15

5、实验室连接图................................................17

四、设计总结.....................................................17 第一部分: 电气线路安装调试技能训练

技能训练题目一: 三相异步电机的可逆控制实验

在笼型电动机正反转控制线路中，只要改变电动机的三相电源进线的任意两相的相序，电动机即可反转。本实验给出电动机的“正-反-停”控制线路如图1所示，具有如下特点：

1、电气互锁

实验电路中采用了两个接触器KM1和KM2，分别进行正转和反转的控制。为了避免接触器KM1、KM2同时得电吸合造成三相电源短路，在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM2（KM1）辅助常闭触头，保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电，电路能够可靠工作。

2、机械互锁

实验电路中采用了复合按钮SB1为正转按钮，复合按钮SB2为反转按钮，停止按钮SB3。采用按钮SB1与SB2组成机械互锁环节，以求线路能够方便操作。

电气原理图: 电气安装接线图:

本人完成的安装线路实物图片一: 技能训练题目二: 三相异步电机Y-△降压启动控制

从主回路看，当接触器KM1、KM2主触头闭合，KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接。因此，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。该线路具有以下特点:(1)接触器KM2与KM3通过辅助常闭触点KM2与KM3实现电气互锁，保证接触器KM2与KM3不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。

(2)依靠时间继电器KT进行控制，保证在按下起动按钮SB2后，使接触器KM1、KM2和时间继电器KT线圈先得电。时间继电器KT的整定时间到后，依靠时间继电器KT的通电延时断开常闭触点先断，KT的通电延时闭合常开触点后闭合的动作次序，保证KM2先断，而后再自动接通KM3，也避免了换接时电源可能发生的短路事故。

(3)本线路正常运行（△形连接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态。

电气原理图: 电气安装接线图:

本人完成的安装线路实物图片二: 技能训练小结:

1、电气原理图的绘制要求: 绘制电气原理图时一般要遵循以下基本规则：

(1)为了区别主电路与控制电路，在绘线路图时主电路(电机、电器及连接线等)，用粗线表示，而控制电路(电器及连接线等)用细线表示。通常习惯将主电路放在线路图的左边(或上部)，而将控制电路放在右边(或下部)。

(2)动力电路、控制电路和信号电路应分别绘出：

动力电路——电源电路绘水平线；受电的动力设备（如电动机等）及其它保护电器支路，应垂直电源电路画出。

控制和信号电路——应垂直地绘于两条水平电源线之间，耗能元件（如线圈、电磁铁，信号灯等）应直接连接在接地或下方的水平电源线上，控制触头连接在上方水平线与耗能元件之间。

(3)在原理图中各个电器并不按照它实际的布置情况绘在线路上，而是采用同一电器的各部件分别绘在它们完成作用的地方。

(4)为区别控制线路中各电器的类型和作用，每个电器及它们的部件用一定的图形符号表示，且给每个电器有一个文字符号，属于同一个电器的各个部件(如接触器的线圈和触头)都用同一个文字符号表示。而作用相同的电器都用一定的数字序号表示。

(5)因为各个电器在不同的工作阶段分别作不同的动作，触点时闭时开，而在原理图内只能表示一种情况，因此，规定所有电器的触点均表示正常位置，即各种电器在线圈没有通电或机械尚未动作时的位置。如对于接触器和电磁式继电器为电磁铁未吸上的位置，对于行程开关、按钮等则为未压合的位置。

(6)为了查线方便。在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一圆点，且每个接点要标一个编号，编号的原则是：靠近左边电源线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注，通常都是以电器的线圈或电阻作为单、双数的分界线，7 故电器的线圈或电阻应尽量放在各行的—边（左边或右边）。

(7)对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。

(8)原理图应标出下列数据或说明：

1）各电源电路的电压值，极性或频率及相数。2）某些元器件的特性（如电阻，电容器的参数值等）；

3）不常用的电器（如位置传感器，手动触头，电磁阀门或气动阀，定时器等）的操作方法和功能

2、电气接线图的绘制要求:(1)电源开关，熔断器，交流接触器，热继电器，时间续电器等画在配电板内部，电动机和按钮画在配电板外部。

（2）安装在配电板上的元件布置应根据配线合理，操作方便，确保电气间隙不能太小，重的元件放在下部，发热元件放在上部等原则进行，元件所占面积按安装实际比例绘制。

（3）电气接线图中各元件的文字符号和图形符号要和原理图一致，并符合国家标准。

（4）各电气元件上凡是需要接线的那个端子都应绘出并编号，各接线端子的编号必须与原理图中的导线编号一致。

3、电器安装、接线的工艺要求:(1)必须遵循相关国家标准绘制电气安装接线图。

(2)各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。

(3)不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。

8(4)走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。

４、实训线路发生的故障及排除办法：

(1)三相异步电机的可逆控制实验中未出现故障.(2)三相异步电机Y-△降压启动控制实验中出现的故障是熔断器接触不良,所以经过检查更换了熔断器;还有我们使用的电源插头有问题,不能进行供电,也更换了插头.(3)虽然未出现严重的故障,但是我们还是需要学习更好的实物布线安装,让线路板看上去更美观,我们还需要加快安装速度.第二部分:加热反应炉PLC控制系统设计

一、PLC控制系统设计的基本原则和步骤

1、PLC控制系统设计的基本原则

（1）充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修

方便。

（3）保证控制系统安全可靠。

（4）应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I／O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。

2、PLC控制系统设计的一般步骤

设计PLC控制系统时，首先是进行PLC控制系统的功能设计，即根据被控对象的功能和工艺要求，明确系统必须要做的工作和因此必备的条件。然后是进行PLC控制系统的功能分析，即通过分析系统功能，提出PLC控制系统的结构形式，控制信号的种类、数量，系统的规模、布局。最后根据系统分析的结果，具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。PLC控制系统设计可以按以下步骤进行：（1）熟悉被控对象，制定控制方案 分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，确定被控对象对 PLC控制系统的控制要求。（2）确定I／O设备 根据系统的控制要求，确定用户所需的输入(如按钮、行程开关、选择开关等)和输出设备(如接触器、电磁阀、信号指示灯等)由此确定PLC的I／O点数。

（3）选择PLC 选择时主要包括PLC机型、容量、I／O模块、电源的选择。（4）分配PLC的I／O地址 根据生产设备现场需要，确定控制按钮，选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的PLC的型号列出输入／输出设备与PLC输入输出端子的对照表，以便绘 制PLC外部I／O接线图和编制程序。（5）联机调试 联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。

3、PLC程序设计的一般步骤

（1）绘制系统的功能图。（2）设计梯形图程序。

（3）根据梯形图编写指令表程序。

（4）对程序进行模拟调试及修改，直到满足控制要求为止。调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

二、加热反应炉电器控制系统设计任务

加热反应炉作为一种热能动力设备，在国民经济的领域具有广泛应用。以继电—接触器为主的老一代控制系统已不能满足现代锅炉越来越高，越来越复杂的要求，这一领域的计算机化已势在必行，而应用在当前工业过程控制领域中引人注目的PLC又是使其计算机化的简便和可靠途径。在系统中，硬件上采用技术比较的成熟的可编程逻辑控制器，开发了采用PLC的开关量和模拟量输入模块，实现对模拟量采集；方法上运用到的是过程控制中常用的前馈与串级控制方法，保证了系统的稳定性和安全性。系统所运用到的界面是由MCGS软件做的。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。故以PLC为基础的生产过程的计算机控制，使的企业总的自动化水平大大提高。

1、加热反应炉原理图

加热反应炉整体由四个阀：排气阀、进料阀、氮气阀、泄放阀，四个传感器：压力传感器、温度传感器、上液面传感器、下液面传感器，锅炉，加热器及加热接触器等组成。

图1 加热反应炉结构示意图

2、加热反应炉加热工艺过程

第一阶段：进料控制

（1）首先检测下液面SQ2，炉内温度ST，炉内压力SP是否都小于给定值（整定值均为逻辑量）；

（2）若小于给定值，则开启排气阀YV1和进料阀YV2；（3）当液面上升到SQ1 时，应该关闭排气阀和进料阀；

（4）延时20S后，开启氮气阀YV3，氮气进入炉内，使炉内压力上升：（5）当压力上升到给定值时，即SP=“1”，关闭氮气阀。第二阶段：加热反应控制

（1）交流接触器KM带电，接通加热炉加热器EH的电源；

（2）当温度升高到给定值是（ST=“1”），切断加热器电源，交流接触器KM失电；

（3）延时10min加热过程结束。第三阶段：泄放控制

（1）打开排气阀，使炉内压力将为预定的最低值（SP=“0”）；

（2）打开泄放阀，当炉内液面下降到下液面（SQ=“0”），关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到处是状态，准备进入下一循环。

3、加热反应炉PLC电气控制系统设计任务和要求

(1)按设计任务的要求，列出所需PLC的外部输入输出设备清单。(2)画出PLCI／O接线图。

(3)按设计任务的要求，绘制控制流程图，设计控制程序，画出梯形图并加以说明，并给出指令助记符程序。(4)调试程序,模拟运行.三、设计过程

1、加热反应炉的输入输出设备表：(I/O地址)

X0:启动开关

Y0:PLC运行指示 Y1:排气阀YV1 Y2:进料阀YV2 Y3氮气阀YV3 Y4泄放阀YV4

Y5:控制加热装置EH的接触器KM

输入设备 输出设备

X1:停止开关 X2:上液面感应器SQ1 X3:下液面感应器SQ2 X4:压力感应器SP X5:温度感应器ST

2、I/O接线图

PLC控制电路设计 包括PLC硬件结构配置及PLC控制原理电路设计。1)硬件结构设计。了解各个控制对象的驱动要求，如：驱动电压的等级、负载的性质等；分析对象的控制要求，确定输入/输出接口（I/O）数量；确定所控制参数的精度及类型，如：对开关量、模拟量的控制、用户程序存储器的存储容量等，选择适合的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置。

2)根据上述硬件选型及工艺要求，绘制PLC控制电路原理图，绘制PLC控制电路，编制I/O接口功能表。图为加热反应炉系统PLC控制电路原理图，L作为PLC输出回路的电源，分别向输出回路的负载供电，输出回路所有COM端短接后接入电源N端。

3、控制流程图

根据控制要求，建立加热反应炉系统控制流程图，如图所示，表达出各控制对象的动作顺序，相互间的制约关系。

加热反应炉系统控制流程图

4、PLC控制程序

1)程序设计。根据控制流程图,在明确PLC寄存器空间分配，确定专用寄存器的基础上，进行控制系统的程序设计，包括主程序编制、各功能子程序编制、其他辅助程序的编制等。

2)系统静态调试。空载静态调试时，针对运行的程序检查硬件接口电路中各种逻辑关系是否正确，然后先调试子程序或功能模块程序，然后调试初始化程序，最后调试主程序。调试过程中尽量接近实际系统，并考虑到各种可能发生的情况，作反复调试，出现问题及时分析、调整程序或参数。

3)系统动态调试及运行。在动态带负载状态下调试，密切观察系统的运行状态，采用先手动再自动的调试方法，逐步进行。遇到问题及时停机，分析产生问题的原因，提出解决问题的方法，同时做好详尽记录，以备分析和改进。

加热反应炉PLC控制系统控制程序如下: 15

5、实验室连接图

四、设计总结

两周的PLC课程设计对我收益匪浅，让我系统性地认识和全面地掌握了PLC编程和调试技术，让我将平常学的PLC编程及应用方法学以致用，使我的PLC编程能力有了很大提高和进步，让我对PLC应用有了深入细致的了解。

两周的PLC编程及应用的课程设计，发现自己在这方面的学习还需要不断的加深。通过这段时间的学习认识，对温控闭环的系统有了一个整体的认识，熟悉各种器件和软件应用。在这里，本次设计中感谢指导老师对我的帮助。

第四篇：电气控制与PLC教案

第四章

常用电器

本章教学要求:

1、了解常用照明灯具的结构、特点和工作过程，会新型节能电光源的安装使用。

2、会安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。

3、理解单相变压器的基本结构、工作过程及计算。

4、了解单相变压器的外特性、损耗及效率。5．了解特殊变压器的基本结构、使用方法和用途。

6．了解常用抵押电器的种类、基本结构及用途，会根据工作场所合理选用。

重点：

安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。单相变压器的基本结构、工作过程及计算。难点：

单相变压器的特性。教学方法：

讲授法、讲练结合、启发法并辅以电路仿真软件。组织教学：

查出勤，板书本次课重点、难点，通过PPT及电路仿真软件演示。知识回顾：回顾初中部分电路欧姆定律以及串并联电路 导入新课: 通过PPT介绍照明设备

§4-1 照明灯具

目的与要求

1.了解常用照明灯具的结构、特点和工作过程，会新型节能电光源的安装使用。

2.认识照明电路的安装的程序、要领和工艺要求，学会安装照明电路。3.初步学会用万用电表检验电路。

4.会安装荧光灯等照明电路并能排除电路的简单故障。

重点与难点 重点

1.照明电路的安装。2.万用电表的使用。

难点

1.开关的安装。

2.用万用电表检验电路。

教学方法

讲授法,列举法,启发法并辅以电路仿真软件

教具

多媒体、仿真软件

小结

照明电路是电工知识中的基础点，它是我们对电路由简至繁学习以后复杂电路的一个重要开端。布置作业

习题册 知识梳理

一、常用照明方式

1、一般照明——无特殊要求，为整个被照场所而设置的照明。

2、局部照明——局限于某一工作部位的照明。

3、混合照明——由一般照明和局部照明共同组成的照明称混合照明

二、常用照明灯具

白炽灯、荧光灯、卤钨灯、高压汞灯、高压钠灯、节能灯等

三、荧光灯电路

1、荧光灯的组成：灯管、镇流器、启辉器、灯座灯架等组成。

2、荧光灯电路图：

3、工作原理：辉光放电→热电子发射→产生高压电→荧光灯点亮

四、双控白炽灯电路

§4-2 变压器

目的与要求

1．了解变压器的构造及工作原理。

2．掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。3．掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。

重点与难点 重点

变压器工作原理及工作规律。

难点

1.通过原副线圈电流与匝数间的关系。2.通过运用变压器工作规律的公式来解题。

教学方法

讲授法,列举法,启发法，实物与实验演示。

教具

PPT,小型变压器模型。小结

变压器是我们电气控制中重要的一环，是电能转换的一个基本电器，对它的学习中，既回顾了电磁感应知识，也是我们学习电气控制的一个重要开端。布置作业

习题册 知识梳理

一、变压器的作用

1、主要功能是改变交流电压的大小。

2、改变电流、变换阻抗等。

二、变压器的结构

1、主要组成部分：铁心和绕组

铁心：变压器的磁路通道，同时也是变压器的骨架。为了减小涡流和磁滞损耗，铁心通常由磁导率较高又相互绝缘的薄硅钢片叠合而成。绕组：变压器的电路部分。由绝缘良好的漆包线或纱包线绕制而成。工作时与电源相连的绕组称为一次绕组，与负载相连的线圈称为二次绕组。

2、变压器符号：

3、变压器分类：按绕组和铁心的安装位置不同，分为心式和壳式两种。（如课本图5-3所示）

三、变压器工作原理

1、变压原理：

U1E1N1U2E2N2理想变压器一次、二次绕组端电压之比等于绕组的匝数比。

2、变流原理：

I1U2N2I2U1N1变压器工作时，一次、二次绕组中的电流跟匝数成反比。

3、变换阻抗原理:

如图把带负载的变压器看成是一个新的负载，并用R′L表示，则有

R′L =(N1/N2)RL(因为I1 R′L = I2 RL ；I1/I2=N2/N1)R′L是RL在变压器一次侧中的交流等效电阻。

四、常用变压器

1、三相变压器：有三相干式变压器和三相油浸式变压器

2、电焊变压器:

3、互感器和钳形电流表2

2§4-3 常用低压电器

目的与要求

1.掌握电器相关的基本概念。2.掌握几种常用低压电器。

重点与难点

重点

1.各类低压电器的的基本种类、基本结构、作用及用途。2.各类低压电器的选用。

难点

各类低压电器的基本结构及特性

教学方法

讲授法,列举法,启发法，实物演示或PPT演示。

教具

多媒体、常用电器类实物。

小结

常用低压电器是我们组成控制电路的重要一环，是我们学习控制电路的基础，通过对低压电器特性的分析，我们能够方便地学习控制电路的基本特性。布置作业 知识梳理

一、概述 电器

1、定义：电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。

2、学习掌握电器的原因：继电器、接触器等工业电器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位；掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必需的基础。分类

按工作电压：高压、低压。按动作原理：手动、自动。

按用途：控制、配电、主令、保护、执行。

二、接触器

结构和工作原理

1、结构：一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。

2、工作原理：根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭

合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。分类及特点

1、交流接触器：交流接触器线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。

2、直流接触器：直流接触器线圈通以直流电流，主触点接通、切断直流主电路。主要技术参数：线圈电压、主触点额定电流、主触点额定电压、辅助触点额定电流、辅助触点对数、接触器极数以及接触器的机械寿命和电寿命等。选择原则：

1、接触器的使用类别应与负载性质相一致，控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。

2、主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。

3、主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。

4、接触器主触点的额完工作电流是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变。

5、吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85％及以上时应能可靠地吸合。

6、主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要。三．继电器

继电器特性及其分类

1、原理：主要用于控制与保护电路中作信号转换用。具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件），当感应元件中的输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。

2、分类：常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等等。

3、特性：继电特性曲线。

4、参数：返回系数、吸合时间、释放时间。电压、电流继电器

过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器。中间继电器与固态继电器

1、中间继电器：当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用；当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。

2、固态继电器：由固体半导体元件组成的无触点开关器件；4端有源器件； 时间继电器

1、原理：感应元件接受外界信号后，经过设定的延时时间才使执行部分动作的继电器。

2、按延时方式分类：通电延时型、断电延时型和带瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器。

3、按工作原理分类：空气阻尼式、电动式和电子式等。

4、触点类型：常开延时闭合触点、常闭延时断开触点、常开延时断开触点和常闭延时闭合触点4类。热继电器

1、定义：专门用来对连续运行的电动机进行过载及断相保护，以防止电动机过

热而烧毁的保护电器。

2、组成：双金属片、加热元件、动作机构、触点系统、整定调整装置及手动复位装置等组成。

3、原理

4、参数：热继电器额定电流、相数、热元件额定电流、整定电流及调节范围等。速度继电器

1、作用：用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机反接制动转速过零时，自动切除反相序电源。

2、组成：转子、圆环（笼型空心绕组）和触点三部分组成。

3、原理

四．熔断器

作用：供电电路和电气设备的短路保护。

组成：由熔体和安装熔体的外壳两部分组成。

原理：通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。特性：保护特性曲线 选择

五、低压隔离器

作用：在电源切除后，将电路与电源明显地隔开，以保障检修人员的安全。类型：低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关三种。

六、低压断路器

作用：用来分配电能，不频繁地起动异步电动机，对电源电路及电动机等实行保护。功能相当于熔断器式断路器与过电流、欠电压、热继电器等的组合。

组成：主要由触点和灭弧装置、各种可供选择的脱扣器与操作机构、自由脱扣机构三部分组成。

参数：额定工作电压、壳架额定电流等级、极数、脱扣器类型及额定电流、短路分断能力等。

七、主令电器 概述

1、定义：用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器。

2、类型：按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器、脚踏开关等。按钮

1、结构组成：常闭触点、常开触点、桥式触点、弹簧、按钮帽。

2、颜色规定

3、结构型式 行程开关

1、作用：用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。

2、分类：

按外壳防护形式：开启式、防护式及防尘式； 按动作速度：瞬动和慢动（蠕动）； 按复位方式：自动复位和非自动复位； 按接线方式：螺钉式、焊接式及插入式； 按操作形式：直杆式（柱塞式）、直杆滚轮式（滚轮柱塞式）、转臂式、方向式、叉式、铰链杠杆式等；

按用途：一般用途行程开关、起重设备用行程开关及微动开关等。接近开关

1、原理：非接触式的检测装置，当运动着的物体接近它到一定距离时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。

2、分类：高频振荡型、霍尔效应型、电容型、超声波型等。

3、参数：动作距离、重复精度、操作频率及复位行程等。光电开关

1、原理：通过光的发射和接收实现非接触式位置检测装置。

2、分类：对射式和反射式。凸轮控制器

1、作用：用于起重设备和其他电力拖动装置，以控制电动机的起动、正反转、调速和制动。

2、结构组成：主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触点组成。

3、原理：转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，转到某一位置时，凸轮顶动滚子，克服弹簧压力使动触点顺时针方向转动，脱离静触点而分断电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触点组按规定的顺序接通或分断。主令控制器

1、作用：由主令控制器的触点来控制接触器，再由接触器来控制电动机。

2、结构组成：与凸轮控制器相似，与控制屏相配合。万能转换开关

1、作用及原理：由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器，借助于不同形状的凸轮使其触点按一定的次序接通和分断，它能转换多种和多数量的电气控制电路。

2、转换开关定位特征

3、转换开关接线图

第五篇：PLC电气控制总结[范文]

低压电器按用途分为低压配电电器，低压控制电器，按动作原理分为手动电器，自动电器。电磁接触器一般由电磁机构，触电，灭弧装置，释放弹簧机构，支架与底座等几部分构成。接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁芯产生电磁吸引吸引衔铁，并带动触电工作，使常闭触电断开，常开触电闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触电断开，常闭触点闭合。

中间继电器作用：当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用；当其他继电器或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。时间继电器按延时方式分类：通电延时型、断电延时型和带瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器。按工作原理分类：空气阻尼式、电动式和电子式等。触点类型：常开延时闭合触点、常闭延时断开触点、常开延时断开触点和常闭延时闭合触点。电气控制系统图种类：电路图（电气原理图）、电气接线图、电器元件布置图。常见的器件状态有：继电器和接触器的线圈在非激励状态、断路器和隔离开关在断开位置、零位操作的手动控制开关在零位状态、不带零位的手动控制开关在图中规定的位置、机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态、保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况在图样上加以说明。减压起动控制电路 定子串电阻或电抗器降压起动、星—三角变换降压起动、自耦变压器降压起动、延边三角形降压起动等。制动停车的方式有两大类：机械制动和电气制动。机械制动采用机械抱闸、液压或气压制动；电气制动有反接制动、能耗制动、电容制动等，其实质是使电动机产生一个与转子原来的转动方向相反的制动转矩。点动指的是，按住按钮时电动机转动工作，手放开按钮时，电动机即停止工作。联锁 两个或两个以上的常闭触点利用其自身的常闭触头互相串联在对方的线路中使其中一个可以工作，另外一个收到制约。自锁：向接触器那样并联其自身的常开触头，保持器线路得电的控制作用。电气控制系统中的保护环节（1）短路保护（2）过电流保护（3）过载保护（4）失电压保护（5）欠电压保护 磁弱 超速 极限保护

三相异步电机的保护环节：短路，过载，失电压，欠电压。可编程序控制器的定义：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。PLC的编程语言（1）梯形图编程（2）语句表编程（3）功能图编程。PLC的软件 PLC的软件包含系统软件及应用软件两大部分。用户程序的完成可分为以下三个阶段：（1）输入处理阶段（2）程序执行阶段（3）输出处理阶段。PLC控制与继电器控制的区别组成器件不同、触点数量不同、实施控制的方法不同、工作方式不同。PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。用STL指令其特点为：转移源自动复位、允许双重输出、主控功能。三菱FX2N系列PLC的STL步进梯形的每个状态提供了三个功能：驱动处理、转移条件、相继状态。PLC的特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强（抗干扰措施：①硬件措施：屏蔽、滤波、隔离、采用模块式结构②软件措施：故障检测、信息保护和恢复、设置警戒时钟WDT、对程序进行检测和检验（2）通用性强，使用方便（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便（4）编程语言简单、易学、便于掌握（5）系统设计周期短（6）对生产工艺改变适应性强（7）安装简单、调试方便、维护工作量小。PLC控制系统可以分为三个基本组成部分，即输入部分（收集并保存被控对象实际运行的数据和信息）逻辑部分（处理输入部分所取得的信息，并按照被控对象的动作要求作出反应）输出部分（提供正在被控制的许多装置中，哪几个设备需要实际操作处理）。PLC采用由大规模集成电路构成的微处理器和存储器来组成逻辑部分。PLC基本控制原理：PLC通过编程器编制控制程序，即将PLC内部的各种逻辑部件按照控制工艺进行组合以达到一定的逻辑功能。PLC将输入信息采入PLC内部，之后执行逻辑部件组合后所达到的逻辑功能，最后输出达到控制要求。PLC一般为用户提供以下几种继电器：输入继电器、输出继电器（继电器、晶闸管、晶体管）、内部继电器。PLC硬件结构：中央处理器（cpu）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）接口、电源及外围编程设备等几大部分组成。接口单元的分类：开关量输入接口、开关量输出接口（继电器型交直流、晶体管型直流驱动、晶闸管型交流驱动）、模拟量输入接口、模拟量输出接口、智能输入输出接口。PLC的分类：（1）按应用规模和功能（小型机、中型机、大型机）（2）按硬件结构类型（整体式结构、模块式结构、叠装式结构）。用户程序的完成可分为三个阶段：输入处理阶段、程序执行阶段、输出处理阶段。特殊辅助继电器按照使用方式可以分为两类：（1）触点利用型特殊辅助继电器(M8000运行监视、M8002初始脉冲、M8011为10ms、M8012为100ms、M8013为1s、M8014为1min、M8020为零标志、M8021为借位标志、M8022为进位标志）（2）线圈驱动型特殊辅助继电器。熔断器：短路保护（熔体及安装熔体的外壳）。热继电器：过载及断相保护。能耗制动：三相笼型异步电机切断三相电源的同时接通直流电源，在转速为零时再将其切除。这种制动方法实质上是把转子原来的储存的机械能转变为电能，在制动过程中这些电能又被消耗在转子回路的电阻上，故称为能耗制动。制动作用强弱与通入直流电流大小和电动机的转速有关。反接制动：实质上是改变电动机定子绕组中三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩。状态编程图一般思想：将一个复杂的过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节（状态功能、转移条件、转移方向），再依总的控制要求将这些状态联系起来形成状态转移图，进而编制梯形图程序。

T0~T199 100ms定时器，T200~T245 10ms定时器，T246~T249 1ms累积型，T250~T255 100ms累积型