《电气控制与PLC 》高职教学PPT课件

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1、项目1典型低压电气控制电路目录目录任务1电动机的正反转联锁控制1任务2电动机的降压启动控制2任务3电动机的制动控制33技能目标任务任务11电动机的正反转联锁控制1.熟悉绘制和识读电路图、布置图及接线图的原则。2.熟悉常用低压电器的功能、基本结构、工作原理，熟记其图形符号和文字符号，并能正确安装、使用低压电器。3.熟知接触器自锁及按钮接触器双重联锁正反转控制线路的构成、工作原理，并能正确熟练地进行安装、调试与维修。4任务描述任务任务11电动机的正反转联锁控制在生产实践中，机床电气控制常常需要控制交流电动机做两个相反方向的运动，如机床主轴的正反转等。通过交流电动机的正反转联锁控制可实现两个相反方向

2、的运动。按下正转启动按钮，机床主轴正转。按下反转启动按钮，机床主轴能够反转。按下停止按钮，机床主轴立刻停止转动。对于交流电动机，主要通过改变三相定子绕组上任意两相之间的电源相序的方法改变电动机转向。5生产机械电气控制线路常用电路图、布置图和接线图表示。1.电路图绘制、识读电路图时应遵循以下原则。（1）电路图一般包括电源电路、主电路和辅助电路三部分。电源电路用水平线表示，三相交流电源的相序U、V、W自上而下依次画出，中线N和保护地线PE依次画在相线之下。直流电源的“+”端画在上边，“-”端画在下边。电源开关要水平画出。（2）电路图中，各电器的触点状态都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置表

3、示。一、电气控制线路图的绘制、识读原则任务任务11电动机的正反转联锁控制知识链接6（3）电路图中，各电气元件不画其实际的外形图，而采用国家统一规定的电气图形符号表示。（4）画电路图时，应尽可能减少或避免线条交叉。有直接电联系的交叉导线连接点要用小黑圆点表示；无直接电联系的交叉导线则不用小黑圆点表示。（5）电路图采用电路编号法，即对电路中的各个接点用字母或数字编号表示。2.布置图布置图是根据电气元件在控制板上的实际安装位置，采用简化的外形符号(如正方形、矩形、圆形等)而绘制的一种简图。任务任务11电动机的正反转联锁控制73.接线图绘制、识读接线图应遵循以下原则。（1）接线图中一般表示的内容有电气

4、设备和电气元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等。（2）所有的电气设备和电气元件都按其所在的实际位置绘制，且同一电器的各元件根据其实际结构，用与电路图相同的图形符号表示，并用点画线框上，其文字符号及其接线端子的编号也应与电路图中的标注一致，以便对照检查接线。（3）接线图中的导线有单根导线、导线组(或线扎)、电缆等之分，可用连续线或中断线表示。走向相同的导线可以合并，用“线束”表示，到达接线端子板或电气元件的连接点时再分别画出。任务任务11电动机的正反转联锁控制81.低压断路器低压断路器不仅可以接通和分断正常负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以接

5、通和分断短路电流。常见的低压断路器外形如图所示。二、低压电器任务任务11电动机的正反转联锁控制常用低压断路器的外形图9低压断路器的型号及符号分别如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制低压断路器的型号低压断路器的符号102.熔断器熔断器由熔体(俗称保险丝)和安装熔体的熔管(或熔座)两部分组成。常见熔断器的外形及符号分别如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制常见熔断器的外形熔断器的符号11熔断器的型号如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制熔断器的型号123.主令电器（1）按钮。按钮是一种用人力(一般为手指或手掌)操作并具有储能(弹簧)复位的一种控制开关。按钮的结构图和常用的按钮外

6、形如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制按钮的结构图常用的按钮外形13按钮的型号及符号如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制按钮的型号按钮的符号14（2）行程开关。行程开关是利用生产机械运动部件的碰撞来发出控制指令，控制其运动方向、速度、行程或位置的一种主令电器。JLXK1系列行程开关的外形如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制JLXK1系列行程开关的外形15JLXK1系列行程开关的动作原理如图所示。当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，杠杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块。当撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动作，使其动断触点断开，动合触点闭合。任务任务11电动机的正反

7、转联锁控制1滚轮;2杠杆;3转轴;4复位弹簧;5撞块;6微动开关;7凸轮;8调节螺钉JLXK1-111型行程开关的结构和动作原理图16常用的行程开关有LX19和JLXK1等系列，其型号及符号分别如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制行程开关的型号行程开关的符号174.接触器接触器按主触点通过的电流分类，可分为交流接触器和直流接触器两种。在电气控制线路中，主要采用的是交流接触器。交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。CJ10-20型交流接触器的结构如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制交流接触器的结构18（1）电磁系统。由线圈、动铁芯(衔铁)和静铁芯三部分组成

8、。CJ10系列交流接触器的动铁芯运动方式有两种：动铁芯直线运动的螺管式和动铁芯绕轴转动的拍合式，如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制(a)动铁芯直线运动的螺管式(b)动铁芯绕轴转动的拍合式交流接触器电磁系统结构图19（2）触点系统。触点按接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种，如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制触点的三种接触形式20（3）灭弧装置。交流接触器在断开大电流或高电压电路时，会在动、静触点间产生很强的电弧。交流接触器在电路中的符号和型号如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制交流接触器在电路中的符交流接触器在电路中的型号21（4）辅助部件。交流接触器的辅

9、助部件有反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及底座、接线柱等，如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制交流接触器的结构225.热继电器JR18系列热继电器的外形和结构如图所示。它主要由热元件、动作机构、触点系统、电流整定装置、复位机构和温度补偿元件等部分组成。任务任务11电动机的正反转联锁控制(a)外形图（b）结构图20JR18系列热继电器的外形图和结构图23（1)热元件。热元件是热继电器的主要组成部分，由主双金属片和绕在外面的电阻丝组成。（2）动作机构。动作机构利用杠杆传递及弓簧式瞬跳机构来保证触点动作的迅速、可靠。（3）电流整定装置。通过旋钮和电流调节凸轮来调节推杆间隙，改变推

10、杆的移动距离，从而调节整定电流值。（4）复位机构。复位机构有手动和自动两种形式，可根据使用要求通过复位调节螺钉自由调整选择。任务任务11电动机的正反转联锁控制24（5）温度补偿元件。温度补偿元件也称双金属片，其受热弯曲的方向为主双金属片一致，它能保证热继电器的动作特性在-30+40的环境温度范围内基本上不受周围介质温度的影响。热继电器的型号和符号如图所示。任务任务11电动机的正反转联锁控制热继电器的型号热继电器的符号25任务任务11电动机的正反转联锁控制任务实施在松开启动按钮后，接触器通过自身的辅助常开触点使其线圈保持得电的作用称为自锁。与启动按钮并联起自锁作用的辅助常开触点称为自锁触点。当一

11、个接触器得电动作时，通过其辅助常闭触点使另一个接触器不能得电动作，接触器之间这种相互制约的作用称为接触器联锁（或互锁）。实现联锁作用的辅助常闭触点称为联锁触点（或互锁触点）。联锁用符号“”表示。26任务任务11电动机的正反转联锁控制如图所示，当主电路中KM1主触点闭合、KM2主触点断开时，三相电源线L1、L2、L3分别接到定子绕组的U、V、W接线端子上，电动机正转；而当KM1主触点断开、KM2主触点闭合时，三相电源线中L1、L3换接到定子绕组的W、U接线端子上，电动机反转。电动机正反转控制线路27任务任务11电动机的正反转联锁控制任务小结本任务通过电动机正反转连锁控制线路引出常用电气控制元件，

12、讲述了低压断路器、熔断器、主令电器、接触器、热继电器，介绍了这些低压电器的结构、动作原理、常用型号、符号及选择方法，讲述了三相异步电动机的正反转等基本控制环节。熟悉掌握这些电气控制元件是阅读、分析、设计较复杂生产机械控制线路的基础。28技能目标任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制1.熟悉时间继电器的功能、基本结构、工作原理，熟记其图形符号和文字符号，并能正确安装、使用。2.熟悉Y-降压启动控制线路的构成、工作原理并能正确熟练地进行安装、调试与维修。29任务描述任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制按钮、接触器双重联锁正反转控制线路加在电动机定子绕组上的电压为电动机

13、额定电压，属于全压启动，也叫“直接启动”。降压启动是指利用启动设备将电压降低后，加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其电压回复到额定电压正常运转。凡不满足下面经验公式的，均需采用降压启动。30时间继电器是一种利用电磁原理和机械动作实现触点延时接通和断开的自动控制电器。它广泛用于需要按时间顺序进行控制的电气控制线路中。如图所示的是JS7-A空气阻尼式时间继电器的外形及结构。任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制知识链接JS7-A空气阻尼式时间继电器的外形及结构31空气阻尼式时间继电器是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的，其原理示意图如图所示。任务

14、任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制（a）通电延时继电器（b）断电延时继电器时间继电器的原理示意图32时间继电器在电路图中的符号和型号分别如图所示。任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制时间继电器的符号时间继电器的型号33任务实施三相笼型异步电动机的容量较大时，一般采用降压启动。降压启动的实质是，在启动时减小加在电动机定子绕组上的电压，以限制启动电流，而在启动后再将电压回复至额定值，电动机进入正常运行。降压启动可以减小启动电流，减小线路压降，也就减小了启动时对线路的影响。但电动机的电磁转矩与定子绕组端电压的平方成正比，所以降压启动使电动机的启动转矩相应减小，故降压启动

15、适用于空载或轻载时启动。正常运行时，定子绕组接成三角形的三相笼型异步电动机可采用Y-降压启动的方法，以达到限制启动电流的目的。任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制34如图所示为Y-降压启动控制线路，适用于125kW及以下的三相笼型异步电动机作Y-降压启动和停止控制。任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制Y-降压启动控制线路35任务小结本任务通过电动机降压启动控制线路介绍了时间继电器、空气阻尼式时间继电器等，介绍了几种低压电器的结构、动作原理、常用型号、符号及选择方法，讲述了三相异步电动机的降压控制等基本控制环节的设计。熟悉掌握这些电路是阅读、分析、设计较复杂生产机

16、械控制线路的基础。任务任务22电动机的降压启动控制电动机的降压启动控制36技能目标任务任务33电动机的制动控制电动机的制动控制1.熟悉速度继电器的功能、基本结构、工作原理，熟记其图形符号和文字符号，并能正确安装、使用。2.熟知反接制动启动控制线路的构成、工作原理并能正确熟练地进行安装、调试与维修。37任务描述在生产过程中，许多机床（如万能铣床、组合机床等）都要求能迅速停车和准确定位，这就要求必须对电动机采取有效的制动措施。制动控制的方法有两大类：机械制动和电气制动。其中，机械制动是采用机械装置（如电磁抱闸制动器、电磁离合器等）产生机械力来强迫电动机迅速停车；电气制动则是在电动机上加入与其旋转方

17、向相反的电磁转矩，起制动作用。任务任务33电动机的制动控制电动机的制动控制38“反接制动”是电气制动常用的方法，其实质是改变三相异步电动机定子绕组中的三相电源相序，使定子绕组产生与转子方向相反的旋转磁场，因而产生制动转矩。图所示为JY1型速度继电器的外形及结构，它主要由转轴、定子、转子和触点等组成。任务任务33电动机的制动控制电动机的制动控制知识链接JY1型速度继电器的外形及结构39使用时，速度继电器的转轴与电动机的转轴连接在一起。如图所示是速度继电器的符号及型号。速度继电器的动作转速一般为100300r/min，复位转速在100r/min以下。任务任务33电动机的制动控制电动机的制动控制速度

18、继电器的符号及型号40任务任务33电动机的正反转联锁控制任务实施如图所示为单向启动反接制动控制电路。图中，KM1为电动机单向运转接触器，KM2为反接制动接触器；KS为速度继电器，其轴与电动机轴相连；R为反接制动的限流电阻。电动机单向启动反接制动控制电路41任务任务33电动机的正反转联锁控制任务小结本任务通过电动机制动控制介绍了速度继电器，介绍了这种低压电器的结构、动作原理、常用型号、符号及选择方法,介绍了电动机单向启动反接制动控制的设计。熟练掌握阅读、分析、设计较复杂生产机械控制线路，增强学生独立设计电气控制线路的能力。谢谢观赏!项目2常用机床设备电气控制线路目录目录任务1普通车床的电气控制线

19、路1任务2摇臂钻床的电气控制线路2任务3计算机的基本使用方法345技能目标任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路现代机床通常由“三相异步电动机”来拖动，目前国内普遍采用“继电器-接触器控制”来实现机床电气控制系统的拖动。本项目将重点介绍普通车床电气控制系统的安装、调试与检修，普通钻床电气控制系统的安装、调试与检修，以及桥式起重机电气控制系统的安装、调试与检修。1.熟悉CA6140车床电气控制线路的构成。2.掌握CA6140车床电气控制线路的分析及其安装、调试与检修。46任务描述普通车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、螺杆，以及钻孔、铰孔等。任

20、务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路CA6140车床主要结构图CA6140车床是机械加工厂应用较广的卧式车床。它主要由床身、主轴箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、卡盘、刀架、尾架、丝杠和光杆等组成。CA6140车床主要结构如图所示。47CA6140车床有两个主要的运动：一个是卡盘带动工件作旋转，也就是车床主轴的运动，称为“主运动”；另一个是溜板带动刀架作直线运动，称为“进给运动”。该车床型号的意义如图所示。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路CA6140车床型号的意义48CA6140车床是应用最为广泛的普通车床，其运动形式及控制要求见下表。一、CA6140车床电

21、力拖动及控制要求任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路知识链接49CA6140车床电路图如图所示。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路二、CA6140车床电气控制线路分析CA6140卧式车床电路图501.机床电路图的识读机床电路图按其电路功能分为若干单元，并用文字将其功能标注在电路图上面的栏内。在电路图的下面划分为若干图区，并从左至右用阿拉伯数字依次编号标注在图区栏内。一条支路为一个图区。接触器线圈下方画两条竖线，分成左、中、右三栏。对备而未用的触点，在相应的栏内标记“”或不标记任何符号。触点文字符号下面标记的数字表示该电器线圈所处的图区。任务任务11普通

22、车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路512.主电路分析CA6140车床的电源由钥匙开关SB控制，将SB向右旋转，再扳动断路器QF引入三相电源。主电路中共有3台电动机：M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为刀架快速移动电动机。其控制和保护电路见下表。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路523.控制电路分析控制电路通过控制变压器TC输出的110V交流电压供电，由熔断器FU2作短路保护。（1）主轴电动机M1的控制。主轴电动机M1的启动：主轴电动机M1的停止：按下SB1KM1线圈失电KM主触点复位断开主轴电动机M1失电停转任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控

23、制线路53（2）冷却泵电动机M2的控制。主轴电动机M1和冷却泵电动机M2在控制电路中实现顺序控制，即主轴电动机M1启动后KM的辅助常开触点闭合，合上旋钮开关SB4，中间继电器KA1吸合，冷却泵电动机M2才能启动。当M1失电停转或断开旋钮开关SB4时，冷却泵电动机M2停止运行。（3）刀架快速移动电动机M3的控制。刀架快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操作手柄顶端的按钮SB3控制的，它与中间继电器KA2组成点动控制。4.照明、信号灯电路分析控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V的电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。EL是车床的照明灯，由旋钮开关SA控制，FU4作短路保护。HL是电源指示灯，

24、FU3作短路保护。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路54任务实施（1）电工常用工具。（2）MF47万用表、500V兆欧表等。（3）CA6140车床模拟电气控制板、走线槽、各种规格软线、编码套管绝缘电阻表等。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路一、器材准备55CA6140车床电气控制线路的安装与调试见下表。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路二、CA6140车床电气控制线路的安装与调试56（1）操作CA6140车床模拟电气控制板，熟悉车床的主要运动形式，了解车床的工作状态和操作方法。（2）在CA6140车床模拟电气控制板上设置自然故障

25、点。要求根据故障现象，依据电路图用逻辑分析法初步确定故障范围，在电路图中标出最小故障范围并正确排除故障。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路三、CA6140车床电气控制线路的维修57任务小结本任务以CA6140车床为典型任务，介绍了CA6140车床的主要结构和运动形式，还介绍了电气控制中一些常见连续点动控制等相关控制线路。以点带面介绍了这类电路的设计思路，以及车床常见电气故障的诊断与检修。分析控制线路应掌握机床电气控制线路的一般分析方法，掌握电动机在机床中所起的作用、启动方法、调试方法、制动方法及各电动机的保护方法。通过对CA6140机床电气控制电路的掌握，学生应该能在以后

26、的学习和应用中做到举一反三。任务任务11普通车床的电气控制线路普通车床的电气控制线路58技能目标任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路1.熟悉Z3050摇臂钻床电气控制线路的构成。2.掌握Z3050摇臂钻床电气控制线路的分析及其安装、调试与检修。59任务描述机械加工过程中经常需要钻削加工各种各样的孔。Z3050摇臂钻床是常见的一种台式钻床。Z3050摇臂钻床的型号和结构示意图如图所示。任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路Z3050摇臂钻床的型号和结构60由于摇臂钻床的运动部件多，为简化传动装置，安装多台电动机拖动。Z3050摇臂钻床各电动机的功能及控制要求

27、见下表。任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路知识链接一、Z3050摇臂钻床的电力拖动及控制要求61任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路Z3050摇臂钻床电路图如图所示。二、Z3050摇臂钻床电气控制线路分析62任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路1.主电路分析Z3050摇臂钻床电气控制线路共有4台三相异步电动机，它们的控制电器和保护电器见下表。63任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路2.控制电路分析（1）主轴电动机M1的控制。按下启动按钮SB3（12区），接触器KM1线圈得电吸合并自锁，主轴电动机M1启动运行，同时

28、指示灯HL2（10区）亮。按下停止按钮SB2，KM1断电释放，主轴电动机M1停止运转，同时指示灯HL2灭。（2）摇臂的升降控制。摇臂通常夹紧在外立柱上，以免升降丝杠承担吊挂载荷。因此Z3050摇臂钻床的摇臂升降由摇臂升降电动机M2、摇臂夹紧机构和液压系统协调配合，自动完成摇臂松开摇臂上升（下降）摇臂夹紧的控制过程。64任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路（3）立柱和主轴箱的夹紧和放松控制。立柱和主轴箱的夹紧和放松由液压和电气控制系统协调完成。3.照明、信号灯电路分析控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V的电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。EL是车床的照明灯，由旋钮开关

29、SA控制，FU3作短路保护。HL1是电源指示灯，HL2是主轴电动机转动指示灯，FU2作短路保护。65任务实施（1）电工常用工具。（2）MF47万用表、500V兆欧表等。（3）Z3050摇臂钻床模拟电气控制板、走线槽、各种规格软线、编码套管等。任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路一、器材准备66任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路二、Z3050摇臂钻床电气控制线路的安装与调试Z3050摇臂钻床电气控制线路的安装与调试见下表。67任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路68任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路（1）操作Z3

30、050摇臂钻床模拟电气控制板，熟悉车床的主要运动形式，了解车床的工作状态和操作方法。（2）在Z3050摇臂钻床模拟电气控制板上设置自然故障点。要求根据故障现象，依据电路图用逻辑分析法初步确定故障范围，在电路图中标出最小故障范围并正确排除故障。三、Z3050摇臂钻床电气控制线路的维修69任务小结本任务介绍了Z3050摇臂钻床的主要构造和运动情况，通过钻床电气控制线路分析及钻床常见电气故障的诊断与检修，再经过相关知识的讲述，介绍了相关的电气控制器件，如行程开关、低压断路器、时间继电器等。分析了Z3050摇臂钻床的电气控制原理，对摇臂钻床的运动形式、电力拖动与控制要求、电气控制线路进行了分析，并针对

31、机床的故障现象结合机械、电气进行了剖析。在分析钻床的电气控制时，应对钻床的基本结构、运动形式、工艺要求等有全面的了解，注意机械和电气的联动以及各环节之间的互锁和保护。任务任务22摇臂钻床的电气控制线路摇臂钻床的电气控制线路70技能目标任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路1.熟悉20/5t桥式起重机电气控制线路的构成。2.掌握20/5t桥式起重机电气控制线路的分析及其安装、调试与检修。71任务描述起重机是一种用来吊起或放下重物并使重物在短距离内水平移动的起重设备。如图所示的20/5t桥式起重机在起重设备中最具代表性。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制

32、线路20/5t桥式起重机7220/5t桥式起重机电路如图所示。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路20/5t桥式起重机电路73（1）由于20/5t桥式起重机的工作环境恶劣，经常需带负载运行，要求电动机的启动转矩大、启动电流小，且有一定的调速要求。（2）要有合理的升降速度，空载、轻载时要求速度快，缩短辅助工时；重载时要求速度慢。（3）提升开始或重物下降到预定位置附近时，需低速，所以在30%额定速度内应分成几挡，以便灵活操作。（4）提升的第一挡作为预备级，以消除传动间隙和张紧钢丝绳，这样可避免过大的机械冲击。（5）由于起重机的负载力矩为位能性反抗力矩，因而电动机在电动状态、

33、再生发电状态和倒拉反接制动状态运行。（6）具有必要的保护环节：短路、过载、限位保护。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路知识链接一、20/5t桥式起重机的电力拖动及控制要求74任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路二、20/5t桥式起重机电气控制线路分析20/5t桥式起重机电路如图所示。20/5t桥式起重机电路751.主电路分析20/5t桥式起重机电气控制线路中共有5台绕线转子电动机，它们的控制和保护电器见下表。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路762.控制电路分析（1）主接触器KM的控制。（2）凸轮控制器的控制。（3）主

34、令控制器的控制。手柄处于各挡时的工作情况见下表。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路77任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路78任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路79任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路80任务实施（1）电工常用工具。（2）MF47万用表、500V兆欧表等。（3）20/5t桥式起重机模拟电气控制板、走线槽、各种规格软线、编码套管等。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路一、器材准备8120/5t桥式起重机电气控制线路的安装与调试见下表。任务任务33桥式起重机的

35、电气控制线路桥式起重机的电气控制线路二、20/5t桥式起重机电气控制线路的安装与调试82任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路83（1）操作20/5t桥式起重机模拟电气控制板，熟悉20/5t桥式起重机的运动形式，了解其各种工作状态和操作方法。（2）在20/5t桥式起重机模拟电气控制板上设置自然故障点。要求根据故障现象，依据电路图用逻辑分析法初步确定故障范围，在电路图中标出最小故障范围并正确排除故障。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路三、20/5t桥式起重机电气控制线路的维修84任务小结本任务介绍了20/5t桥式起重机电气控制线路的主要构造和运动情

36、况，通过电气控制线路分析及常见电气故障的诊断与检修，再经过相关知识的讲述，介绍了相关的电气控制器件，如行程开关、低压断路器、时间继电器、电流继电器等。分析了20/5t桥式起重机的电气控制原理，对起重机的运动形式、电力拖动与控制要求、电气控制线路进行了分析。20/5t桥式起重机的运动形式较多，电气控制线路复杂。在分析电气控制线路时，掌握各电动机的作用、启动方法、调速方法、制动方法及各电动机的保护，注意机械和电气的联动及各环节之间的互锁和保护。任务任务33桥式起重机的电气控制线路桥式起重机的电气控制线路谢谢观赏!项目3PLC的基础知识目录目录任务1PLC概述1任务2西门子S7-200系列PLC的结

37、构2任务3STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍388技能目标任务任务1PLC1PLC概述概述了解PLC的产生过程、特点、应用范围、发展趋势。任务描述叙述PLC的产生、特点、结构、原理和发展方向等。891.PLC的产生20世纪60年代，继电器控制在工业控制领域占主导地位，该控制系统对开关量进行“顺序控制”。20世纪60年代末，美国的汽车制造业竞争十分激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，必然要求其加工生产线随之改变，并对整个控制系统重新配置。知识链接一、PLC的产生、发展及定义任务任务1PLC1PLC概述概述90任务任务1PLC1PLC概述概述2.PLC的发展从PLC产生至今，已经发展到

38、第四代产品。其过程基本可分为以下阶段。第一代PLC（19691972年）第二代PLC（19731975年）第三代PLC（19761983年）第四代PLC（1983年至今）3.PLC的定义可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，用于控制机器或生产过程的自动化控制装置。91PLC的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是采用以微处理器为核心的结构。硬件系统一般主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入接口（I）、输出接口（O）、

39、扩展接口、编程器和电源等几部分组成，如图所示。二、PLC的结构任务任务1PLC1PLC概述概述921.中央处理器中央处理器CPU是PLC系统的核心，相当于人的大脑，它控制着整个PLC系统有序地运行。2.存储器单元存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序和数据。（1）系统程序存储器。（2）用户程序存储器。任务任务1PLC1PLC概述概述933.输入/输出接口输入/输出接口又称I/O接口，是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。（1）输入接口。输入接口电路通常有两种类型：直流输入型和交流输入型。任务任务1PLC1PLC概述概述94（2）输出接口。为适应不同类型

40、的输出设备负载，PLC的接口类型有继电器输出型、双向晶闸管输出型和晶体管输出型三种，分别如图所示。任务任务1PLC1PLC概述概述95任务任务1PLC1PLC概述概述96任务任务1PLC1PLC概述概述974.电源单元PLC配有开关电源，以供内部电路使用。与普通电源相比，PLC电源的稳定性好，抗干扰能力强。5.编程器编程器的作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。任务任务1PLC1PLC概述概述986.其他接口其他接口有I/O扩展接口、通信接口、编程器接口、存储器接口等。（1）I/

41、O扩展接口。（2）通信接口。任务任务1PLC1PLC概述概述991.PLC的工作过程（1）通电初始化。（2）CPU自诊断。（3）与外部设备通信。（4）扫描过程。任务任务1PLC1PLC概述概述三、PLC的工作原理1002.用户程序循环扫描PLC系统由三部分组成：输入部分、用户程序、输出部分。等效电路如图所示。（1）输入采样扫描阶段。（2）执行用户程序扫描阶段。（3）输出刷新扫描阶段。任务任务1PLC1PLC概述概述1013.继电器控制与PLC控制的差异PLC程序的工作原理可简述为由上至下、由左至右、循环往复、顺序执行。与继电器控制线路的并行控制方式存在差别，如图所示。任务任务1PLC1PLC概

42、述概述1021.按点数和功能分类按照点数的多少，可将PLC分为超小(微)、小、中、大4种类型。（1）超小型机：I/O点数为64点以内，内存容量为2561000B。（2）小型机：I/O点数为64256，内存容量为13.6KB。（3）中型机：I/O点数为2561024，内存容量为3.613KB。（4）大型机：I/O点数为1024以上，内存容量为13KB以上。任务任务1PLC1PLC概述概述四、PLC的分类1032.按结构形式分类PLC按硬件结构形式进行划分，分为整体式结构和模块式结构。（1）整体式结构。西门子公司的S7-200系列PLC为整体式结构，如图所示。任务任务1PLC1PLC概述概述104

43、（2)模块式结构。模块式结构又称“积木式结构”。3.按生产厂家分类PLC的生产厂家很多，国内国外都有，其点数、容量、功能各有差异，但都自成系列。任务任务1PLC1PLC概述概述105（1）可靠性高、抗干扰能力强。（2）编程简单，使用方便。（3）功能强、速度快、精度高。（4）通用性好。PLC品种多，档次也多，许多PLC制成模块式，可灵活组合。（5）设计、安装、调试周期短。（6）易于实现机电一体化。任务任务1PLC1PLC概述概述五、PLC的特点106从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面。（1）开关量逻辑控制。（2）运动控制。（3）过程控制。（4）数据处理。（5）通信联网。任务任务1

44、PLC1PLC概述概述六、PLC的应用领域107技能目标任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构熟悉PLC的常用硬件结构特点和功能。任务描述本任务以西门子公司的S7-200系列PLC为例，介绍PLC的硬件组成、工作原理及各部件的作用和输入输出性能。108一、S7-200系列PLC的外部结构西门子S7-200系列PLC的外部结构实物图如图所示。（1）输入接线端子。（2）输出接线端子。知识链接任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构109（3）CPU状态指示灯。CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN三个，其作用如下。

45、1）SF：系统故障，严重的出错或硬件故障。2）STOP：停止状态，不执行用户程序，可以通过编程装置向PLC装载程序或系统进行设置。3）RUN：运行状态，执行用户程序。（4）输入状态指示灯。（5）输出状态指示灯。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构110（6）扩展接口。（7）通信端口。（8）模拟电位器。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1112.I/O接线图（1）输入接线。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构112（2）输出接线。CPU226的输出电路有晶体管输出

46、和继电器输出电路两种供用户选用。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构113任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构114PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构二、S7-200系列PLC的性能115任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构116任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构117任务任务22西门子西门子S7-

47、200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1181.输入/输出映像寄存器（1）输入映像寄存器（I）。（2）输出映像寄存器（Q）。2.内部标志位存储器3.变量存储器4.局部存储器5.顺序控制继电器存储器3.立即寻址4.直接寻址5.间接寻址（1）建立指针。（2）间接存取。（3）修改指针。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构三、PLC内部等效元件119任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构四、寻址方式1.基本数据类型2.PLC的存储器划分PLC的存储器分为程序区、系统区、数据区。（1）程序区：存放用户程序，

48、结构为EEPROM。（2）系统区：存放PLC配置结构的参数，结构为EEPROM。（3）数据区：提供的存储器的特定区域，有输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、变量存储器（V）、内部标志位存储器（M）、顺序控制继电器存储器（S）、局部存储器（L）、特殊标志位存储器（SM）、定时器存储器（T）和计数器存储器C、AI、AQ、AC、HC，结构为EEPROM和RAM。1201.梯形图程序设计语言梯形图程序设计语言的特点如下。（）与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性。（）与原有的继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于掌握和学习。（）与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能

49、流（PowerFlow）不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，在应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。（）与语句表程序设计语言有一一对应关系，便于相互的转换和程序的检查。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构五、PLC编程设计语言1212.语句表程序设计语言语句表程序设计语言具有下列特点。（）采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆、便于掌握的特点。（）在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计。（）与梯形图有一一对应关系，在PLC编程软件下一般可以相互转换，其特点与梯形图语言

50、基本类似。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构122.功能图程序设计语言功能图程序设计语言的特点如下。（）以功能模块为单位，从控制功能入手，使控制方案的分析和理解变得容易。（）功能模块是用图形化的方法描述功能，它的直观性大大方便了设计人员的编程和组态，有较好的易操作性。（）对控制规模较大、控制关系较复杂的系统，由于控制功能的关系可以较清楚地表达出来，因此，编程和组态时间可以缩短，调试时间也能缩短。（）由于每种功能模块需要占用一定的程序内存，对功能模块的执行需要一定的时间，因此，这种设计语言在大中型PLC和集散控制系统的编程和组态中才被采用。任务任务2

51、2西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1234.结构化语句描述程序设计语言结构化程序设计语言具有下列特点。（）采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算。（）需要具备一定的计算机高级程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，普通电气人员无法完成。（）直观性和易操作性等性能较差。（）常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1241.PLC系统设计步骤（1）熟悉控制对象，确定控制范围。（2）制订控制方案，选择PLC的机型和功能模块。（3）系统硬件设计

52、和软件编程。（4）模拟调试。（5）现场运行调试。（6）编制系统的技术文件。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构六、PLC系统设计知识125任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1262.控制结构和方式的选择由PLC构成的控制系统有以下几种方式。（1)单机控制系统。（2)远程I/O系统。（3)分布式控制系统。3.PLC机型的选择4.I/O模块的选择5.估算系统对PLC响应时间的要求任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构1276.对程序存储器容量的估算一般情况下用户程序所

53、需存储的字数可按照如下经验公式来计算。（1）开关量输入输出系统。（2）模拟量输入输出系统。（3）定时器和计数器系统。（4）含有通信接口的系统(多指PLC网络系统)。7.PLC的电源选择任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构128任务小结本任务以西门子S7-200CPU226系列PLC为主讲述了PLC的特点、组成、内部元器件、基本指令以及程序设计。PLC内部组成主要由中央处理器、存储器、基本I/O单元、电源、通信接口、扩展接口等单元部件组成。S7200CPU226系列PLC内部元器件主要包括输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、内部标志位寄存器（M

54、）、定时器寄存器（T）、计数器存储器（C）、顺序控制继电器（S）、特殊标志位寄存器（SM）等，有立即寻址、直接寻址和间接寻址3种寻址方式。这部分知识点是学习梯形图程序设计的基础。任务任务22西门子西门子S7-200S7-200系列系列PLCPLC的结构的结构129技能目标任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍1.熟悉PLC的软件结构和基本编程语言。2.初步掌握应用基本逻辑语言编制程序的方法。3.会使用软件进行编程操作。任务描述STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也

55、可用于实时监控用户程序的执行状态。该软件的4.0以上版本，有包括中文在内的多种语言使用界面可选。1301.系统要求操作系统：Windows95、Windows98、WindowsME或Windows2000。硬件配置：IBM486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，鼠标。通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用于计算机与PLC的连接。2.硬件连接一、STEP7-Micro/WIN32软件安装知识链接任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍131任务任务3STEP7-Micro/WIN

56、323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍3.软件安装（1）将存储软件的光盘放入光驱。（2）双击光盘中的安装程序SETUP.exe，选择“English”，进入安装向导。（3）按照安装向导完成软件的安装，然后打开此软件，选择菜单命令“Tools”“Options”“General”“Chinese”，完成汉化补丁的安装。（4）软件安装完毕。1324.建立通信联系设置连接好硬件并且安装完软件之后，可以按下面的步骤进行在线连接。（1）在STEP7-Micro/WIN32运行时，单击浏览栏中通信图标，或选择菜单命令“检视（View）”“通信（Communications）”，则

57、会弹出通信对话框。（2）双击对话框中的“刷新”图标，STEP7Micro/WIN32编程软件将检查所连接的所有S7-200CPU站。（3）双击要进行通信的站，在通信建立对话框中，可以显示所选的通信参数，也可以重新设置。任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍1335.通信参数设置（1）单击浏览栏中的“系统块”按钮，或执行菜单命令“检视（View）”“系统块（SystemBlock）”，将弹出“系统块”对话框。（2）切换至“通信端口”选项卡，检查各参数，确认无误后单击“确定”按钮。若需要修改某些参数，可以先进行有关的修改，再单击“确

58、认”按钮。（3）单击工具栏的“下载”按钮，将修改后的参数下载到PLC。任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍134任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍二、STEP7-Micro/WIN32软件主界面的组成1.菜单栏2.工具栏3.浏览栏4.指令树5.用户窗口6.输出窗口7.状态栏135任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍三、系统块的配置系统块配置又称“CPU组态”，进行STEP7-Micro/WI

59、N32编程软件系统块配置有以下3种方法：（1）执行菜单命令“检视”“元件”“系统块”。（2）在浏览栏中上单击“系统块”按钮。（3）双击指令树内的“系统块”图标。1.设置数字量输入滤波2.设置模拟量输入滤波3.脉冲截取（捕捉）4.设置数字输出表5.定义存储器保持范围6.CPU密码设置1361.建立项目文件（1）创建新项目文件方法如下。1）可通过执行菜单命令“文件”“新建”来完成；2）可用工具栏中的“新建”按钮来完成。（2）打开已有的项目文件方法如下。1）可通过执行菜单命令“文件”“打开”来完成；2）可用工具栏中的“打开”按钮来完成。（3）确定PLC类型。方法如下：通过执行菜单命令“PLC”“类型

60、”调出“PLC类型”对话框，单击“读取PLC”按钮，由STEP7Micro/WIN32自动读取正确的数值。单击“确定”按钮，确认PLC类型。任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍四、程序编辑、调试及运行1372.编辑程序文件（1）选择指令集和编辑器。（2）梯形图中输入指令。1）编程元件的输入。2）上下行线的操作。3）程序的编辑。4）编写符号表。5）局部变量表。6）程序注释。任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍1383.程序的编译及下载（1）编译。（2）下载。4.

61、程序的运行、监控与调试（1）程序的运行。（2）程序的监控。（3）程序的调试。任务任务3STEP7-Micro/WIN323STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍139任务小结STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发，用户可以利用它完成梯形图的编辑，以及程序的上传、下载和运行，还可以监视系统的工作状态。本任务主要介绍了编程软件STEP7-Micro/WIN32的系统安装要求、硬件连接、软件安装、建立通信、设置通信参数，其次介绍了该软件主界面的组成和系统块的配置，最后介绍了程序的编辑、调试和运行。任务任务3STEP7-Micro/WIN3

62、23STEP7-Micro/WIN32编程软件介绍编程软件介绍谢谢观赏!项目4典型控制线路的PLC控制系统目录目录任务1工作台自动往返PLC控制1任务2三相异步电动机Y-降压启动PLC控制2任务3送料小车三点往返运行PLC控制3143技能目标任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1.掌握PLC的基本指令。2.运用指令进行简单编程。任务描述一、工作台自动往返PLC控制系统的工作描述“工作台自动往返运行”在生产中是经常被使用的一种控制方式。工作台在不需要人控制的情况下，由电动机带动，经限位开关控制在两点间自动往返。144任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制

63、控制二、任务要求工作台自动往返示意图如图所示。1451.标准触点指令知识链接PLC基本指令的应用任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制146应用举例：标准触点指令的应用如图所示。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1472.复杂逻辑指令（1）栈装载与指令ALD（电路块串联指令）。应用举例1：任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制148（2）栈装载或指令OLD（电路块并联指令）。应用举例2：运用OLD指令的梯形图和语句表程序如图所示。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制149（3）逻辑推入栈指令LPS。（

64、4）逻辑读栈指令LRD。（5）逻辑弹出栈指令LPP。（6）装入堆栈指令LDS。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制150应用举例3：堆栈操作的梯形图和语句表如图所示。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1513.工作台自动往返PLC控制启动程序（1）点动控制。（2）保持控制。（3）停止控制。（4）起保停控制。互锁环节具有禁止功能，在线路中起安全保护作用。（1）接触器互锁。（2）按钮互锁。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制152任务实施1.PLC选型德国西门子S7200CPU226系列PLC。2.输入/输出地址分配任务任务

65、11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1533.硬件设计控制主电路如图所示。工作台自动往返PLC控制系统I/O接线图如图所示。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1544.系统的软件设计工作台自动往返PLC控制系统的梯形图和语句表如图所示。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制1555.实施步骤（1）程序输入。（2）模拟调试。（3）系统安装。（4）系统调试。（5）填写任务报告书。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制156任务小结本任务重点讲述了用西门子S7-200CPU226系列PLC完成工作台自动往返控制系统

66、的硬件设计、软件设计及系统调试运行。主要让学生初步掌握PLC基本逻辑指令、逻辑堆栈指令，熟悉自锁、互锁控制对应的梯形图编程设计方法。任务任务11工作台工作台自动往返自动往返PLCPLC控制控制157技能目标任务任务22三相三相异步电动机异步电动机Y-Y-降压启动降压启动PLCPLC控制控制1.掌握三相异步电动机Y-降压启动PLC控制系统的总体构建。2.掌握S7-200PLC三类定时器及基本指令。3.强化基本指令程序的编写能力。4.掌握三相异步电动机Y-降压启动PLC电气系统图的识读及绘制。158任务描述一、三相异步电动机的Y-降压启动PLC控制系统的工作描述三相异步电动机直接启动时,启动电流是额定电流的47倍，降压启动是其额定电流的1/3左右。为了减少启动电流对电动机的冲击(甚至烧毁)和对电网造成的电压不稳定,大容量的电动机往往需要采取“降压启动”。现在国内用的最多的是“变频软启动”，这可以在启动时保护电动机，防止电动机的启动电流过大而烧毁电动机，简单的降压启动就是Y-连接方式启动。任务任务22三相三相异步电动机异步电动机Y-Y-降压启动降压启动PLCPLC控制控制159二、任务要求按