电气控制与可编程控制器

 

  

 

 

 

 

 

 

  黄晓红

  

  2005 8

 

 

 

 

授课类型:理论课

有无教学大纲:有

理论教学:55学时

实验教学:20学时

其它:在本课程结束后安排有一周的实训共30学时

教学目的、教学要求:

教学目的: 电气控制技术部分的学习,达到会分析机械设备电气控制原理,设计简单设备电气控制柜的原理图、接线图。

可编程控制器原理及应用部分的学习,应达到会设计可编程控制器外部电气接线图,会编制PLC应用程序,以及掌握系统的调试运行能力。

教学要求: 在注重理论知识学习的同时,注重设计和制造的工艺过程,注重学生实践能力的培养。

  

 

总体说明

教学单元分为电气控制技术、可编程控制器技术等两部分。

考虑到高职教学的特点,以及国内具体应用情况,选择日本三菱公司的小型可编程控制器FX2N系列为主要教学对象,以基本指令应用为主,讲解可编程控制器的使用、编程、调试等技术和方法。安排有3个课时作为机动课时,可根据学生情况作为习题、讨论课使用,或安排为实验考核。

选用教材:

选用黄晓红主编中国科学技术出版社20041月出版《工厂电气控制与可编程控制器》。

 

 

 

1

绪论、第11.1

学时: 2

目的要求

1、了解电气控制技术的发展概况;

2、熟悉本课程的性质与任务;

3、了解电磁式电器的结构和原理。

主要教学内容:

1、电气控制技术的发展概况

2、本课程的性质与任务

3、电磁式电器的构成:电磁机构+执行机构+灭弧装置

4、触头系统

   结构:桥式—点接触;面接触

        指式—线接触,滚动摩擦试用于大电流。

   材料:黄铜—指式;银铜合金—桥式

5、灭弧系统

   用途:熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。

6、灭弧方法:

   机械灭弧法:利用弹性力、迅速拉长电弧

   缝灭弧法:分割电弧,并有冷却作用。如:纵缝陶土灭弧罩

   栅片灭弧法:金属栅片分割电弧

   磁吹灭弧法:电磁吸力的作用下迅速拉长电弧使用于熄灭直流电弧。

 

 

教学重点:

电气控制技术的发展概况;

电磁式电器的构成及原理。

教学难点:

灭弧方法的理解和掌握。

 

思考题:

1-11-2

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

2

11.21.3

学时:2

目的要求

认识接触器、中间继电器、电压电流继电器等电器元件的结构、原理、参数、符号、选择方法。

主要教学内容:

1.2 接触器

1.2.1交流接触器

1.2.2 直流接触器

1.2.3 技术参数

1.2.4 选择

1.3 继电器

1.3.1 电磁式继电器

1.3.2 时间继电器

1.3.3 热继电器

1.3.4速度继电器

 

 

教学重点:

接触器、继电器等电器元件的认识。

 

教学难点:

各种器件的认识和选择、使用方法

思考题:

1-31-41-51-6

 

教学形式与教学手段:

多媒体课件教学

 

 

 

 

 

3

1 1.5

学时: 2

目的要求

认识主令电器、空气开关、漏电保护开关、组合开关、熔断器等电器元件的结构、原理、参数、符号、选择方法。

 

主要教学内容:

1.4 主令电器

1.4.1控制按钮

1.4.2 行程开关

1.4.3 万能转换开关

1.5其他常用低压电器

1.5.1熔断器

1.5.2 空气开关

1.5.3 漏电保护开关

1.5.4 组合开关

 

教学重点:

空气开关、漏电保护开关、组合开关、熔断器等电器元件的结构原理及电气图形符号。

教学难点:

各种器件的认识和选择、使用方法。

思考题:1-7

教学形式与教学手段

多媒体课件教学

 

 

 

 

 

 

4

22.1

学时: 2

目的要求

1、了解电气控制中自锁控制原理;

2、了解电气控制中互锁控制原理;

3、了解电气控制中联锁控制原理;

4、学会分析上述控制电路的分析方法,并掌握其电路图的结构。

主要教学内容:

2.1 自锁控制

2.2 互锁控制

2.3联锁控制

1、点动、长动控制:(图23

2、多地点、多条件控制:(图24

3、顺序工作控制:(图25

4、自动循环往返控制:(图28

   详细讲解电路的设计思想,工作和保护原理。

教学重点:

自动循环往返控制电路的设计思想,工作和保护原理。

教学难点:

自锁、互锁、联锁控制的基本概念。

作业题: 2-2

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

5

实验一

学时: 2

目的要求

近一步掌握接触器、继电器结构与工作原理

主要教学内容:

接触器、继电器的吸合、释放电压的测定

教学重点:

电磁机构的工作原理

 

 

教学难点:

    电压的调节

作业题:

实验报告

教学形式与教学手段

    实践教学

备注:

  

6

2 2.22.32.4

学时: 2

目的要求

了解电气线路中的保护措施,学会分析三相交流异步电动机正、反转控制电路、降压启动控制、制动控制等基本控制电路的工作原理,并掌握正、反转控制等的电路图结构。

主要教学内容:

2.2电气电路中的保护措施

1、  短路保护

2、  零压保护

3、  过电流保护

4、  热保护

2. 3 鼠笼异步电动机的启动控制

1、   直接启动控制

2、   降压启动控制

 

教学重点:

降压启动控制、制动控制电路的设计思想,工作和保护原理。

 

 

教学难点:

降压启动控制、制动控制电路的结构特点。

作业题:

2-12-3

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

7

实验二

学时: 2

目的要求

了解各种低压电器,掌握能耗和反接制动电路的接线方法。

 

主要教学内容:

能耗和反接制动电路接线、调试

教学重点:

接线方法和调试方法

教学难点:

看图接线方法。

作业题:

 实验报告

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

8

22.5

学时: 2

目的要求

掌握绕线式异步电动机的起动(调速)控制电路的分析方法。

主要教学内容:

2.5调速控制

  1变极调速

  2串电阻调速

  3其他调速

教学重点:

变极调速控制电路的构成、工作原理及分析

 

教学难点:

    工作原理分析

作业题:

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

9

22.6

学时: 2

目的要求

了解组合机床控制电路的基本环节的构成和原理,掌握相应的控制电路的分析方法。

主要教学内容:

2.6.1组合机床简介

2.6.2组合机床控制基本环节

1、  多台电机同时启动

2、  两台动力头控制

3、  主轴不动时引入和退出控制电路

4、  危险区自动切断电动机的控制电路

 

教学重点:

组合机床控制电路的基本环节的构成、原理、分析方法。

教学难点:

组合机床控制电路的分析方法。

作业题:

2-628

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

10

3 3.1

学时: 2

目的要求

通过对车床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。

学会分析电动机起动、制动等过程电气控制电路的工作原理,掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

 

3.1 C650卧式车床电气控制电路

3.1.1  C650车床电力拖动的控制要求及特点

3.1.2  C650车床主电路分析

3.1.3  控制电路分析

教学重点:

1、电气原理图的一般绘制规律和知识。

2、正、反双向转动的反接制动经典控制电路的研究。

                       

教学难点:

1、机械装置和电气元件之间的安装位置、相互动作配合的关系。

2、正、反双向转动的反接制动控制电路的原理分析。

作业题:

3-13-2

教学形式与教学手段(传统、多媒体或其他,若是其他方式请注明)

      多媒体课件教学

备注:

  

11

33.2

学时: 2

目的要求

通过对平面磨床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。并掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

主要教学内容:

3.2磨床电气控制线路分析

3.2.1  M7130平面磨床的主要结构及运动形式

3.2.2  电力拖动控制要求

3.2.3  M7130型平面磨床电气控制线路分析

1、电动机控制电路

2、电磁吸盘控制电路

教学重点:

电磁吸盘控制电路的工作原理,以及各个电器元件在电路中的作用。

教学难点:

各种接插器件XS的作用,选择转换器件SA1的作用。

作业题:

3-435

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

12

33.3

学时: 2

目的要求

通过对摇臂钻床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。

要求:学会分析电动机起动、制动等过程电气控制电路的工作原理,掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

 

3.2摇臂钻床电气控制系统

3.2.1 摇臂钻床的主要结构及运动情况

3.2.2 摇臂钻床的主电路

3.2.3  摇臂钻床控制电路

教学重点:

1、夹紧/放松装置液压原理分析

2、摇臂升降的控制过程。

教学难点:

1、机械装置和电气元件之间的安装位置、相互动作配合的关系。

2、摇臂升降控制过程的电路分析。

作业题:

3-637

 

教学形式与教学手段

多媒体课件教学

 

 

 

13

33.4

学时: 2

目的要求

通过对万能铣床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。

要求:学会分析电动机起动、制动等过程电气控制电路的工作原理,掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

主要教学内容:

3.3 万能铣床电气控制系统

3.3.1 XA6132卧式万能铣床简介及控制要求

1、构成

2、主运动

3、控制要求

3.3.2 XA6132卧式万能铣床控制线路分析

1、主电路

2、主轴及冷却泵电动机M2M1控制线路分析

3、工作台进给控制

教学重点:

1、操作手柄控制的设计思路。

2、多地控制、顺序控制应用实例研究。

3、互锁控制的经典电路研究。

教学难点:

升降式工作台四种运动、7个方向的互锁控制电路分析。

作业题:

3-9310

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

14

3 3.5

学时: 2

目的要求

通过对卧式镗床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。

要求:学会分析电动机起动、制动等过程电气控制电路的工作原理,掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

主要教学内容:

3.5  T68卧式镗床

3.5.1T68卧式镗床简介

1、构成:床身,前立柱,镗头架,工作台,后立柱,尾架.

2、运动形式

3、控制要求

3.5.2主电路分析

1、主电动机M1(双速电动机)

2、快速移动电动机

3.5.3控制电路分析

1、主电动机起动控制

2、主电动机停车制动

3、互锁功能

4、变速冲动

5、快速移动控制

教学重点:

1、用位置开关做高低速选择,并能够实现高速工作时先低速启动,后高速运行控制电路的设计思想。

2、正反转点动、长动控制经典电路的应用分析。

 

教学难点:

双速电动机正反转高低速控制电路分析。

作业题:

3-133-14

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

15

33.6

学时: 2

目的要求

通过对机械、液压组合机床电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。

主要教学内容:

3.6组合机床电气控制线路分析

3.6.1 机械动力滑台控制线路

1 主电路介绍

控制电路分析

    主轴旋转与滑台进给的顺序控制要求

    自动循环控制

3.6.2 组合机床控制举例—卧式双面扩孔组合机床

1、控制要求

机床构成:两个带主轴旋转的液压动力滑台(即为动力头)+液压固定夹具。

2、控制电路分析

教学重点:

机械动力滑台自动加工循环控制。

两个液压动力滑台,同时实现左、右动力滑台快进,自动加工循环控制。

教学难点:

三个液压油缸分别控制左、右滑台进退及工件夹紧的液压原理分析。

快进、工进的转换由液压行程阀控制的原理分析。

作业题:

教学形式与教学手段

    多媒体课件教学

备注:

  

16

33.7

学时: 2

目的要求

通过对桥式起重机电气控制系统的分析,为设备安装、调试、维修打下一定基础,本章为前两章知识的综合应用。并掌握电气原理图的一般绘制规律和知识。

主要教学内容:

3.7 桥式起重机电气控制系统

3.7.1 桥式起重机主要技术参数

3.7.2 电力拖动要求

3.7.3 10t桥式起重机典型电路分析       

1、主电路介绍

2、卷扬机(主钩)主电路分析

    主钩提升运动

    主钩下放

3、大、小车驱动

4、控制与保护电路

5、桥式控制的发展方向

教学重点:

凸轮控制器控制电路分析,桥式起重机电路保护和安全保护措施的分析。

教学难点:

凸轮控制器在控制和保护电路中的应用。

 

作业题:3-7

教学形式与教学手段