电气控制与PLC授课教案

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1、山东建筑大学机电工程学院教案电 气 控 制 与P L C适用专业：机械工程及自动化（本科）范文利2009 年 3山东建筑大学机电工程学院教案第_1_次课授课内容常用低压电器元件的分类、灭弧原理，继电器与接触器。目的要求了解课程的学习方法，掌握基本概念。重点难点分磁环的工作原理；继电器的工作特性课 型授课 计划学时 2 课前准备 继电器接触器元件。板书设计1 （多媒体提纲）简介第一章常用低压电器一、电器的作用和分类二、接触器三、继电器课堂小结作业、思考1 -1课后小结山东建筑大学备课纸简介-、课程体系简介基础课大学物理 特点：体系完整推理严密 抽象专业基础课电工电子学特点：以数学模型为分析对象较

2、少涉及生产实际专业课本课程 特点：以解决生产实践中的问题为目的，知识点具有发散性二、本课程电气控制部分简介本课程电气控制部分主要介绍电气控制技术中的继电器一接触器逻辑控制系统。主要包括常用低压电器元件、典型基本控制线路、常用设备电路分析、继电器逻辑控制线路的设计方法、电动机交流调速系统、以及应用实例等。三、电气控制技术及其发展重点是继一接电气控制与PLC之间的关系及区别。四、关于学习方法和考试形式的介绍五、网上交流平台的使用第一节常用低压电器-、电器的作用和分类1、定义一种能控制电路的设备。2、分类低压电器用于交流1200V,直 流 1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产

3、品。高压电器用于交流1200V以上、直 流 1500V以上的电器产品。提问：为什么交流为1200V,直流为1500V?答案：最大值和有效值的关系。低压电器低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔断器等。正常情况下不参与逻辑控制。低压控制电器：接触器、继电器、控制器、按钮等。如下图：士o c r*K M,得 电（电动机率电阻起动）J+KT得电-.K M*秘 电（JH按电阻，电动机正 常 运 行）二、接触器定义：接触器是一种可频繁地接通和分断主电路的控制电器。1、结构与工作原理图1-1 接 触 器 结 构 示 意 图1铁 心 2一 线 陶 3一 衔 铁 4 静 触 头5动 触 头 6一 触 头 弹55

4、 7一 释 放 弹 籁2、电磁机构近点讲述不同结构类型之间的区别！提问：直动式和拍合式的优缺点是？答案：从可靠性，拍合速度和距离方面论述。提问：串联电磁机构和并联电磁机构的结构区别？为什么？答案：电磁机构吸力F 吸81、N消耗功率 P=U*1线圈发热Q=I2*R在吸力一定的情况下，消耗功率和线圈发热越少越好!提问：直流电磁机构、交流电磁机构的区别？答案：从可靠性上论述！3、触点与灭弧装置电弧的产生：在触点由闭合状态过渡到断开状态的过程中产生的电弧是气体放电形式之一，是一种带电质点的急流。电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。灭弧装置：1）电动力灭弧2）磁吹灭弧3）纵缝灭弧

5、4）灭弧栅提问：d 图中电流方向相反时电弧受力方向为？答案：不 变（电磁一右手定则，磁电一左手定则）4、分 磁 环（难点）对上图的解释要慢，要给学生回忆所学过的相关知识的时间!5、接触器的主要技术数据1）电源种类：交流或直流；2）主触头额定电压、额定电流；3）辅助触头的种类、数量及触头的额定电压；4）电磁线圈的电源种类、频率和额定电流；5）额定操作频率，即允许每小时接通的最多次数。注意：1、相关名词的解释。2、强调顺序的概念！6、接触器的选择1）根据负载性质选择接触器的类型；2）额定电压应大于或等于主电路工作电压；3）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流；4）吸引线圈的额定电压和频率要与所在

6、控制电路的选用电压和频率相致。注意：1、相关名词的解释。2、强调顺序的概念！三、继电器定义：继电器是一种根据某种输入信号的变化，接通或断开控制电路实现控制目的的电器。输入信号可以是电压、电流等电量，也可以是温度、速度、压力等非电量。注意与接触器的区别。继电器的工作特性：输入输出特性曲线一继电特性。Yo-Xr-动作值Xw-工作值Xi-释放值Y0-输出安全系数=X w/X i 1返回系数=X i/X r|S T7|曲-SB2+-KM1+（自锁）-M+（正转）工作台前进-+ST2-K M 1*M-f -ST2+KM2+-*M+（反转）工作台后退f STI I-提问：当 ST2损 坏（不能断开）会出现

7、什么故障现象？注意描述的准确性！山东建筑大学机电工程学院教案第旦次课授课内容异步电动机减压启动电路，异步电动机制动电路。目的要求掌握异步电动机减压启动电路，制动电路的原理与设计。重点难点使用顺序式进行电路分析课 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三节 笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路1、定子串电阻降压起动控制线路2.星一三角降压起动3、自偶变压器降压起动4、绕线转子异步电动机降压起动5.串频敏变阻器减压起动第四节 电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路二、电动机的能耗制动控制线路第五节控制线路的其他基本环节一、点动控制二、联锁三、多点控制四、

8、双速电动机高低速控制线路思考：可逆运行反接制动控制电路课堂小结作业、思考1 -5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三节笼型电动机的起动控制线路三、电动机的减压起动控制线路电动机的起动方式：全压起动：I 起 七（4-7）I 额；起动转矩大；机械和电气冲击大。减压起动：I 起小；起动转矩小；起动平稳1、定子串电阻降压起动控制线路a）图：-S B2+-KM1+（自锁）-M+（串 R）-K T+（延时）-KT+-KM2+-M+（全压）b）图：-S B2+-KM1+（自锁）-M+（串 R）-K T+（延时）-KT+-KM2+（自锁）-M+（全压）-+KM2-KM1-、KT-a）图在电动机起动后KM1与 K

9、T 一直得电动作，这是不必要的。图 b）就解决这个问题。2、星一三角降压起动3、自偶变压器降压起动2.不用K A,只用KM1,KT,KM2此电路如何设计？4、绕线转子异步电动机降压起动1）电流原则电流原则一绕线异步电动机转子串电阻起动控制电路时间原则一绕线转子电动机转子串电阻起动控制电路问：控制3台电机M1.M2.M3依次起动，间隔5 S,如何设计？5.串频敏变阻器减压起动原理：频敏变阻器的电阻与通过它本身的电流的频率成正比，电动机起动时转子电流频率随转速升高而降低。蚯政直削蹲等姓电路及北与血动视的联被血动机电向左转转子申接频敛变阻器起动控制电路问：KT的延时常闭触点起什么作用？是否可以去掉？

10、答案：可以。作业：1-5第四节电动机的制动控制线路一、电动机的反接制动控制线路1.速度继电器的应用。2.反接制动主电路电阻的作用。b）a）-S B2+fKM l+（自锁）-M+（正转）-N 120r/min-KS+S B l-f KM1-+KM1+-KM 2+-M+（串 R 反接制动）-N 120r/min-KS+S B1 I f+SB l-f KM l-f+KM 1+f-S B l+-K M 2+（自锁）-M+（串 R 反接制动）-N 120r/min,-KS l+-KM4+-M 1+（串 R 反接制动）一n120r/min,-KS l+、+KS-K M 2+-KM6+-M1+（低速串 R

11、反接制动）-n120r/min,+KS l-、-KS 1+fK M 2+-KM 6+-Ml+（低速串 R 反接制动）-n40r/min-K S 1-、+KS+f KM2-KM 1+（8-17-18-16-15-3）-KM6+-M+（重新低速起动）一 循环调速完成压下S TI、S T2-S T1-1+f KM3+、KT+、以下同正转起动补充1、组合机床动力头控制电路快进：KM1+,KM3+（M1,M2 正转）工进：KM1+（M1 正转）工退：KM2+（M1 反转）快退：KM2+,KM3+（M1,M2 反转）YB:快速电机M 2制动电磁铁（YB-时制动）分析其电路工作过程。2、深孔钻床控制电路S

12、Q1:原位S Q2:转工进S Q3:快退转快进S Q4:终点S Q5:活挡铁复位注意挡铁的灵活应用。图4-3 8分级进船装望工作航期承窟图3、桥式起市机控制电路1、介绍凸轮控制器的原理及其符号的含义2、利用机械特性曲线进行调速的方法。作业：25,6山东建筑大学机电工程学院教案第0次课授课内容电气控制线路设计目的要求基本掌握电路设计的思路和方法重点难点条件分析法的应用课 型授课 计划学时 2 课前准备板书设计1（多媒体提纲）第三章 电气控制线路设计、电气控制线路设计的一般原则及内容二、设计过程中应注意的几个问题三、经验设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法课堂小结作业、思考补充 1;3-

13、4,5,6课后小结山东建筑大学备课纸第三章 电气控制线路设计-、电气控制线路设计的一般原则及内容电气控制线路设计的一般原则：1、最大限度地满足机电设备对电气控制线路的要求；2、在满足生产要求的同时;应尽可能地使线路简单、实用；3、保证控制安全，便于操作和维修。电气控制线路设计的内容和步骤：1、定电气设计的技术条件；2、选择电气传动形式和控制方案；3、确定电动机的类型、容量、转速和型号；4、设计电气控制原理图；5、选择电器器件，制定电动机和电器器件明细表；6、设计电动机、执行电磁铁、电气控制元件，以及监测元件的总布置图；7、设计电气柜、操作台、器件安装板以及非标准器件专用安装零件；8、绘制装配图

14、和接线图；9、编写设计计算说明书和使用操作说明书。二、设计过程中应注意的几个问题1 .在满足生产要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。（1）根据自动控制的工艺要求，正确地选择各个独立控制部分的线路和环节。（2）同一电器的不同器件在线路中尽可能具有更多的公共联线，以简化电器的外部接线，缩短连接导线的数量和长度。（3）根据工艺要求，正确选用电器器件。（4）在满足生产工艺要求的前提下，减少不必要的触点以简化电路。（5）在控制电路中，除其工作的必要电器通电外，其余的回路尽可能不通电，以提高系统的稳定性和可靠性。2 .保证控制电路工作可靠和安全。（1）正确连接电器的触点。如图3-2 所示，一般情况下，

15、线圈的一端应连接在一起，接到电源的一根母线上。同电器的常开和常闭辅助触点靠的很近，果分别接到电源的不同相上，触点断开时产生的电弧可能在两触点间形成飞弧，造成电源短路。（2）正确连接电器的线圈。两个电器需要同时动作时，其线圈应当并联。如图3-3 所示，在交流控制线路中，不能串联两个电器的线圈。因为每个线圈所分到的电压与线圈阻抗成正比，两个电器不能同时闭合。（3）在控制线路中应该避免出现寄生电路。（4）避免电器依次动作。应减少多个器件依次通电后才接通另一个器件的情况,以保证工作的可靠性，如图3-6 所示。（5）电气联锁和机械联锁共同使用。（6）设计的线路应适用所在电网的质量和要求。（7）在线路中采

16、用小容量继电器触点来控制大容量接触器的线圈。三、经验设计法和逻辑分析法简介四、电路设计一条件分析法例：设计一个组合机床动力头的控制电路，要求在按下起动按钮后动力头完成以下工作循环一快进一工进f工退一快退至原点停止。一、分析设计要求此例中动力头工作台有4 种工作状态：快进、工进、工退、快退。我们可用M l、M 2两台电机分别驱动不同的传动链来实现，其 中 M l为快速移动电动机其正转时为快进，反转时为快退。其 中 M 2为进给电动机其正转时为工进，反转时为工退。其中工作状态的转换由位置开关来实现。二、主电路设计此例中有M l、M 2两台电机，分别有正反转控制，均为全压起动、连续工作，条件分析法的原则：1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电(起始)和断电(终 止)条 件，从而得出每个线圈的控制电路后经过组合和优化得出整个控制电路。2、线圈的分析顺序应尽量与控制过程的动作顺序一致。以此例学习条件分析法的应用：1、分析动作过程：原位f起动按钮I f快 进(KM1+)f S 02 I-X ia(KM3+)-S 03 I f工退(KM4+)-S O 2 t-快 退(K M 2+