项目一 运煤小车两地往返运动控制

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1、项目一 运煤小车两地往返运动控制,项目一 运煤小车两地往返运动控制,项目目标 【知识目标】 （1）熟悉常用低压电器的类型、用途和结构原理。 （2）理解电气自锁、电气互锁和机械互锁等概念。 （3）熟悉电动机的基本电气控制电路。 （4）弄清PLC的概念、工作原理和应用概况。 （5）熟悉PLC控制系统的软件和硬件设计方法。 【技能目标】 （1）掌握常用低压电器的工作原理，并能够正确选用低压电器以及判断其好坏 。 （2）能够识读三相异步电动机的单向点动控制、连续控制、正反转运行控制、 自动往返循环控制电路的电气原理图和电气安装接线图，正确分析其控制电路的 工作原理，并可以完成控制电路的安装与检修。 （

2、3）熟悉并会使用三菱FX2N系列PLC的各种编程软元件。 （4）学会分配PLC的输入/输出（I/O）端口以及绘制PLC硬件接线图。 （5）能够独立编制和联机调试PLC用户程序。,项目任务 如图1-1所示，已知运煤小车采用额定功率为3kW、额定电压为380V、 额定电流为6.4A、额定转速为2880r/min、额定频率为50Hz、接法为星形 （Y）的三相笼型异步电动机进行控制。,图1-1 运煤小车两地往返控制示意图,项目一 运煤小车两地往返运动控制,项目分析 分析上述过程可知，运煤小车具有左右两个运动方向，通过对三相 笼型异步电动机进行正反转控制即可实现。三相异步电动机通过机械传 动机构来驱动运

3、煤小车左右行驶。 运煤小车的停止与左右位置有关，所以在左右位置处设立两个行程 开关SQ1、SQ2；运煤小车运行方向的改变与停留时间有关，所以还要引 入两个时间继电器。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,相关知识 一、低压电器的基础知识 二、低压开关和主令电器 常见的低压开关有刀开关、组合开关、自动空气开关等；主令电器 是指在自动控制系统中用于发送信号或指令的电器，如按钮、行程开关 、接近开关等。 （一）刀开关 刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动控制 低压电器，一般用于接通或切断用电设备的电源，以及控制不经常启动 的小容量三相异步电动机。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,1

4、.种类和结构 负荷开关分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关两种，主要由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。以开启式负荷开关为例，其结构示意图和符号如图1-2所示。,图1-2 开启式负荷开关的结构示意图和符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,开启式负荷开关又称瓷底胶盖刀开关，其瓷底板上装有进线座、静 触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的刀片式动触点，上面装有胶盖，如 图1-3所示。,图1-3 开启式负荷开关,项目一 运煤小车两地往返运动控制,封闭式负荷开关整个装于铁壳内，因此又称铁壳开关，它是在开启 式负荷开关的基础上改进设计的一种开关，主要由钢板外壳、触刀、操 作机构和熔断器等组成，如图1-4所

5、示。,图1-4 封闭式负荷开关,项目一 运煤小车两地往返运动控制,2.选择原则 3.使用注意事项 4.型号命名方式,图1-5 刀开关的型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（二）组合开关 组合开关由动触点、静触点、转轴、手柄、定位机构和外壳等组成， 如图1-6所示。 组合开关种类很多，有单极、双极、三极和多极之分，常用的是三 极的组合开关，其外形和符号如图1-7所示。,图1-6 组合开关结构图,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-7 组合开关的外形和符号,一般在电气控制电路中普遍采用的是HZ系列的组合开关，其型号命 名方式如图1-8所示。,图1-8 组合开关的型号命名方式,项目一

6、 运煤小车两地往返运动控制,（三）自动空气开关 图1-9所示为DZ520型塑壳式自动空气开关的外形、结构和符号。,图1-9 DZ5-20型塑料外壳式自动空气开关的外形、结构及符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,自动空气开关的型号命名方式如图1-10所示。,图1-10 自动空气开关的型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（四）按钮 按钮一般由按钮帽、复位弹簧、动触点、静触点和外壳等组成，如图1-11所示。,图1-11 （复合）按钮的结构原理图,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-12 按钮的符号,1.工作原理 2.型号命名方式 按钮的型号命名方式如图1-13所示。 3.选择原则

7、,图1-13 按钮的型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（五）行程开关 行程开关的基本结构大体相同，都是由操作头、传动机构、触点系 统和外壳组成的，图1-14所示为典型行程开关的结构示意图和符号。,图1-14 行程开关的结构示意图和符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,行程开关的种类很多，常用的有按钮式、单轮旋转式和双轮旋转式， 它们的外形如图1-15所示。,图1-15 行程开关外形,项目一 运煤小车两地往返运动控制,行程开关的型号命名方式如图1-16所示。 接近开关又称无触点的行程开关，是一种非接触式的检测装置，如 图1-17 所示。,图1-16 行程开关的型号命名方式,项目一

8、 运煤小车两地往返运动控制,图1-17 接近开关,（六）熔断器 熔断器有瓷插式、螺旋式和封闭管式等几种类型，其中部分熔断器 的外形和符号如图1-18 所示。,图1-18 熔断器的外形和符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,1.工作原理 2.选择原则 3.使用注意事项 4.型号命名方式 熔断器的型号命名方式如图1-19所示。,图1-19 熔断器的型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,三、交流控制器 图1-20所示为常见交流控制器外形。,图1-20 常见交流接触器外形,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（一）结构和工作原理 （二）选择原则,图1-21 交流接触器的结构示意图和符号,项目

9、一 运煤小车两地往返运动控制,（二）选择原则 （三）型号命名方式 交流接触器的型号命名方式如图1-22所示。,图1-22 交流接触器的型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,四、继电器 常用的继电器一般有电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间 继电器、热继电器和速度继电器等，如图1-23所示。,图1-23 常见继电器外形,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（一）电压继电器 根据吸合电压（即动作电压值）的不同，电压继电器分为过电压继 电器和欠电压继电器两种，它们的符号如图1-24所示。 电压继电器的线圈额定电压一般可按控制电路的额定电压来选择。 电压继电器的型号命名方式如图1-25所示

10、。,图1-24 电压继电器符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-25 电压继电器的型号命名方式,（二）电流继电器 根据吸合电流（即动作电流值）的不同，电流继电器分为过电流继 电器和欠电流继电器两种，它们的符号如图1-26所示。,图1-26 电流继电器符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-27 电流继电器的型号命名方式,（三）中间继电器 中间继电器的符号和型号命名方式如图1-28所示。,图1-28 中间继电器的符号和型号命名方式,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（四）时间继电器 1.结构和工作原理,1线圈；2铁心；3衔铁；4复位弹簧；5推板；6活塞杆 ；7杠杆；8塔形弹簧；9弱

11、弹簧；10橡皮膜；11空气室；12活塞；13调节螺杆；14进气孔；15、16微动开关。 图1-29 JS7A系列时间继电器的外形和结构原理图,项目一 运煤小车两地往返运动控制,时间继电器的符号如图1-30所示。 2.选择原则 3.型号命名方式,图1-30 时间继电器的符号,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-31 时间继电器的型号命名方式,（五）热继电器 1.结构和工作原理,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-32 热继电器的外形和结构原理图,热继电器的符号如图1-33所示。 2.选择原则 3.热继电器的命名方式如图1-34所示。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-33 热继电器

12、的符号,图1-34 热继电器的型号命名方式,（六）速度继电器 速度继电器是利用电动机的转速信号依靠电磁感应原理实现触点 动作的继电器。 速度继电器主要根据电动机的额定转速来选择，其型号命名方式 如图1-36所示。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-35 速度继电器的结构原理和符号,图1-36 速度继电器的型号命名方式,五、基本电气控制电路 （一）电动机单向运转控制电路 1.开关控制电路 图1-37所示为电动机单向直接启动开关控制电路。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-37 电动机单向直接启动开关控制电路,2.接触器控制电路 （1）单向点动控制电路 （2）单向连续控制电路,项目一

13、运煤小车两地往返运动控制,图1-38 电动机单向点动接触器控制电路,图1-39 电动机单向连续接触器控制电路,（二）电动机双向运转控制电路 1.电动机的“正-停-反”控制电路 图1-40所示为电动机的“正停反”控制电路。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-40 电动机的“正-停-反”控制电路,2.电动机的“正-反-停”控制电路 图1-41所示为电动机的“正反停”控制电路。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-41 电动机的“正-反-停”控制电路,六、PLC的概念、结构和工作原理 （一）PLC的概念 1.PLC的分类 2.PLC的特点 3.PLC的用途 （1）顺序控制 （2）运动控制

14、（3）过程控制 （4）数据处理 （5）通信和联网 4.PLC的发展趋势,项目一 运煤小车两地往返运动控制,（二）PLC的结构和工作原理 1.PLC的结构,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-42 PLC基本结构框图,图1-43 简易手持编程器,2.PLC的工作原理,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-44 PLC扫描工作过程,七、FX2N系列可编程控制器 （一）FX2N系列PLC简介,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-45 FX2N系列可编程控制器,1FX2N系列PLC的命名 2. FX2N系列PLC的基本组成,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-46 FX系列可编程控制器型

15、号命名格式,3. FX2N系列PLC的编程软元件 （1）输入继电器X （2）输入继电器Y （3）辅助继电器M （4）定时器T,项目一 运煤小车两地往返运动控制,表1-1 FX2N系列PLC定时器类型,图1-47 定时器的工作原理,（5）计数器C 计数器在程序中用作计数控制，分为内部计数器和高速计数器两种。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-48 16位增计数器的工作原理,图1-49 32位增/减计数器的工作过程,4. FX2N系列PLC的编程语言 （1）梯形图（LAD) 梯形图将继电器控制电路图进行简化，同时加进了许多功能强大、 使用灵活的指令，并将微机的特点结合进去，使编程更加容易，而

16、实现 的功能却大大超过传统的继电器控制电路图，如图1-50所示。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-50 继电器控制图与PLC梯形图对比,（2）指令表（STL） （3）顺序功能图（SFC） （4）功能块图（FBD） （5）结构文本（ST）,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-51 顺序功能图示意图,图1-52 功能块图,（二）FX2N系列PLC的基本指令,项目一 运煤小车两地往返运动控制,表1-2 FX2N系列PLC的基本指令表,续表1-2,项目实施 一、继电接触器控制运煤小车两地往返,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-53 运煤小车两地往返控制系统的继电接触器控制电路,二、PLC控制运煤小车两地自动往返 （一）分配PLC端子,项目一 运煤小车两地往返运动控制,表1-3 运煤小车两地自动往返控制系统的PLC输入/输出端子分配情况,（二）画出硬件连接图 运煤小车两地自动往返PLC控制系统的硬件接线图如图1-54所示。,项目一 运煤小车两地往返运动控制,图1-54 运煤小车两地自动往返PLC控制系统的硬件接线图,（三）编制和调试程序 1.梯形图设计,