电气控制系统与可编程控制器常晓玲第3章[1]
(完整版)PLC自动门控制系统的设计毕业设计论文
毕业论文（设计）题目PLC自动门控制系统的设计班级 120206 专业机电一体化分院工程技术分院指导教师刘霞2014年11月5日摘要本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。
主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。
随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。
自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。
目前自动门在日常生活中用越来越广泛。
PLC 控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。
本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型，第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计第五章介绍程序调试，硬件接线关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置目录1前言在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经随处可见。
自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门是感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。
当人通过之后，再将门关上。
由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。
自动门在国外早已得到普遍的应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已迎来了自动们发展的黄金时期自动门性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。
电气控制及可编程序控制器技术实验报告
电气信息工程学院实验报告书课程名称：电气控制及可编程序控制器技术专业：自动化班级：1801 班报告提交人：学号：同组人员：学号：同组人员：学号：批阅教师：批阅成绩：电气信息工程学院二〇二〇年目录第一部分电气控制线路实验 (1)1.实验目的 (1)2.实验任务及要求 (1)3.实验预习 (1)4.实验过程（实验方案、实验步骤、实验结果、实验中出现的问题及解决办法） (1)5.实验思考题(实现原理描述，可以使用流程图描述) (2)6、实验总结：(说明通过本次实验在知识、能力、素质方面取得的收获) (2)第二部分PLC典型控制程序设计实验 (3)1.实验目的 (3)2.实验任务及要求 (3)3.实验预习 (3)4.实验过程（实验方案、调试方法、实验结果、实验中出现的问题及解决办法） (8)5.实验思考题(实现原理描述，可以使用流程图、伪代码或程序) (9)6.实验总结：(说明通过本次实验在知识、能力、素质方面取得的收获) (9)第三部分程序综合设计应用实验《智能水箱控制系统》 (10)1.实验目的 (10)2.实验任务及要求 (10)3.实验预习 (11)4.实验过程（实验方案、调试方法、实验结果、实验中出现的问题及解决方法） (14)5.实验思考题(实现原理描述，可以使用流程图) (15)6.实验总结：(说明通过本次实验在知识、能力、素质方面取得的收获) (15)第一部分电气控制线路实验1.实验目的了解传统电气控制系统，学习异步电动机控制电路的连接，掌握异步电动机可逆运行系统的设计。
2.实验任务及要求学时：2任务：异步电动机的正、反转控制。
要求：分别完成主电路、控制电路的设计和接线。
按启动、停止按钮，进行电机正、反转及停转实验。
3.实验预习（1）实验项目硬件原理图设计（2）实验项目原理描述三相笼型异步电机由三相电驱动，调换其中两相电的顺序即可使电机出现反转。
原理图如上。
4.实验过程（实验方案、实验步骤、实验结果、实验中出现的问题及解决办法）实验方案：按照电路图连接使电机可以出现正反转。
扬大plc停车场汽车计数管理系统设计
建筑电气控制技术课程设计报告题目: 停车场汽车计数管理系统设计专业班级:姓名:学号:指导教师: 李新兵蒋步军目录1 任务书 (2)1.1设计课题 (3)1.2概况及控制规定 (3)1.3设计目的及规定 (3)1.4课题规定 (4)1.5日程安排 (4)2课题分析与方案选择 (5)2.1控制方式选择 (5)2.2 PLC编程思绪分析 (6)2.3方案流程图 (7)3具体软件硬件设计 (8)3.1梯形图 (8)3.2指令助记符 (10)3.3 I/O接口图 (14)4 仿真过程中碰到的问题及解决方法 (14)5感想 (15)参考文献 (16)1 任务书1.1设计课题停车场汽车计数管理系统设计1.2概况及控制规定1.某停车场最多可停放汽车80辆, 现通过数码显示通报剩余空车位数, 停车位满后入口处亮红色禁入交通灯, 有空车位时亮绿色通行交通灯。
2、入库车辆进入时, 分别顺次通过1#和2#传感器后, 计进入一辆, 若此时车辆后退, 通过2#和1#传感器后自动减1, 仅仅通过一个传感器不计数。
2、出库车辆前进时, 分别顺次通过2#和1#传感器后, 计驶出一辆, 若此时车辆后退, 通过2#和1#传感器后自动加1, 仅仅通过一个传感器不计数。
3.光传感器的接受光被遮断时定义为“有信号”；4.计数采用两位七段发光二极管数码显示。
1.3设计目的及规定1.熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。
2、掌握电气设计制图的基本规范, 纯熟掌握PLC程序设计的方法和环节。
3.学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。
4.培养独立工作能力、工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
1.4课题规定1.设计原则: 国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。
2.设计范围: 控制系统主电路及控制电路设计、程序设计、施工图设计。
3、设计成果：课程设计报告（设计说明书及计算书等）, 主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。
电气控制与可编程控制器实验指导书
《电气控制与可编程序控制器》实验指导书物理与电子信息工程学院《电气控制与PLC控制器》实验教学指导书课程名称：《电气控制与PLC控制器》课程编号：ZB10111课程性质：必修、[选修]课程属性：专业课学时：1周学分：1适用专业：自动化、机电、电子等一、简介及基本要求本课程实验环节是理论教学的深化和补充，具有较强的实践性，是自动化、机电一体化等专业的必修课程。
它包含基础性实验，综合设计性实验和研究性实验，培养学生独立分析和解题的能力和创新能力，严肃认真的科学作风和具有一定工程设计的能力。
二、实验方式与基本要求本课程实验共有5个全部上机操作，其中前4个为验证性的，后1个为综合性的实验，通过课程实验要求学生掌握PLC编程方式，如：STL编程方式，起保停编程方式，以转换为中心的编程方式，并且能应用PLC解决生产过程中的实际问题，做到理论联系实际，培养学生具有一定工程设计的能力。
三、实验前的准备实验前要明确实验目的、要求、内容、步骤及注意事项，复习有关理论知识，熟悉实验电路，按要求完成预习报告。
进入实验室后，应首先检查实验设备、电器、仪器及仪表是否齐全完好。
熟悉它们的性能和正确使用方法。
四、实验报告:实验报告应包含以下几项内容：(1) 实验名称、专业、姓名、同组者姓名、实验台号、实验日期。
(2) 实验目的.(3) 实验电路图。
(4) 实验设备。
(5) 对实验结果进行分析讨论并回答实验指导书所提出的问题。
五、FX-20P-E简易编程器的使用方法FX-20P-E型编程器面板上有一个16×4个字符的液晶显示器，它的下面共有35个键，最上面一行和最右边一列为11个功能键，其余的24个键为指令键和数字键。
1、功能键11个功能键在编程时的功能：/写入键；/删除键/测试键。
以上三个键都是双功能键，以择写入方式，按第三下又回到读出方式，编程器当时的工作状态显示在液晶屏的左上角。
程器就是将该指令写入可编程控制器的用户存储器中，该键还用来选择工作方式。
《电气控制与可编程控制器技术》电子课件
方式加深了学生对理论知识的理解和掌握。
03
教学效果评估
通过课堂互动、作业完成情况、实验报告和期末考试等多种方式对教学
效果进行了全面评估，结果显示大部分学生能够熟练掌握本课程所学内
容，并具备一定的实践应用能力。
展望未来发展趋势与挑战
发展趋势
随着工业自动化和智能制造的快速发展，电气控制与可编程控制器技术将越来越 广泛地应用于各个领域，未来发展趋势包括更加智能化、网络化、集成化和模块 化等方面。
的新型控制器。
发展历程
从最初的逻辑控制器到后来的可 编程逻辑控制器（PLC），再到 现在的智能化、网络化可编程控 制器，其功能和性能不断提升。
发展趋势
未来可编程控制器将朝着更加智 能化、模块化、网络化、高集成
度等方向发展。
可编程控制器的特点与应用领域
特点
可编程控制器具有可靠性高、编程灵活、组态方便、功能强 大等特点。
面临挑战
在未来发展过程中，电气控制与可编程控制器技术将面临诸多挑战，如如何提高 系统的稳定性、可靠性和安全性，如何降低能耗和减少环境污染等问题，需要不 断进行创新和改进以适应市场需求和社会发展。
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《电气控制与可编程控制器技术》 电子课件
目 录
• 引言 • 电气控制基础 • 可编程控制器概述 • 可编程控制器的编程语言与指令系统 • 可编程控制器的应用系统设计 • 可编程控制器在工业自动化中的应用 • 课程实验与实践环节 • 课程总结与展望
01 引言
电气控制与可编程控制器概述
电气控制基本概念
3
应用系统设计的原则
确保系统的可靠性、稳定性、实时性和可扩展性。
机械手模型的PLC控制系统设计
机械手模型的PLC控制系统设计摘要:利用S7-300系列PLC对机械手进行控制,详细阐述了系统的主回路和控制回路工作原理以及接线图。
关键词:机械手PLC S7-300 主回路控制回路机械手是随着工业机械化、自动化而发展起来的一种装置,具有结构简单、运动迅速、可靠性高、节能环保的特点,目前已经在各行业得到了广泛应用[1]。
应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作,不仅可以提高产品的生产效率,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低成本,有着十分重要的意义[2]。
本文中,我们提出了一种简单、可靠的基于S7-300系列的PLC机械手控制系统,实现了物件的取放、上下、左右、旋转过程。
PLC简单易学,相对于C语言易于掌握,对技术人员的要求也一般。
本文介绍的基于德国西门子S7-300系列PLC设计的机械手控制系统。
1 机械手的工作过程开始运行后,机械手如果不在初始位置上,单相异步电动机开始运转(横轴向手抓方向移动,竖轴向上移动),归位后首先横轴电动机工作,横轴前伸;前伸到位后,手爪电动机得电带动手爪转动;当传感器检测到限位磁头时,电动机停止,PLC控制电磁阀动作,手张开;延时一段时间,竖轴电动机工作,竖轴下降;下降到位后,电磁阀复位,手爪夹紧;延时过后,竖轴上升,同时横轴缩回,地盘电动机带动地盘旋转;当横轴、竖轴、地盘都到位后,横轴前伸;到位后手爪旋转,然后竖轴下降,电磁阀动作,手爪张开;延时后竖轴上升复位,然后开始下一周动作。
2 主回路工作原理及接线图本文中总共用到了四台电机,他们分别完成机械手横轴的左右移动,机械手竖轴的上下移动,机械手爪的180度旋转运动,以及机械手立柱的270度旋转运动,在此都选用单相交流异步电动机。
并且由于机械手无论是横轴的运动,竖轴的运动,手爪的旋转以及立柱的旋转都用到了往复运动,因此每台电机都能很好的实现正反转功能。
电机1控制机械手的左/右移动;电机2控制机械手的上/下移动;电机3控制手爪的旋转;电机4控制机械手立柱的旋转。
基于PLC的摇臂钻床电气控制系统改进
基于PLC的摇臂钻床电气控制系统改进摘要摇臂钻床在机械加工领域中扮演着重要角色，主要用于生产加工如钻孔、扩孔等。
这种早期的设备已运行二十多年，它主要依赖于传统的继电器和接触器进行逻辑控制。
这样的电路结构不仅复杂，触点众多，而且由于老化，它的故障率很高，难以维修，甚至有的零件因为原厂已停产而难以更换，这大大影响了公司的正常生产流程。
为此，我们决定对ZH3140摇臂钻床的控制系统进行升级和改造。
在本论文中，我们将探讨这台早期摇臂钻床从采用继电器和接触器控制到更新为PLC程序控制的转变过程。
我们会详细论述PLC控制系统的硬件组成和软件设计方案，包括PLC的选型、I/O点地址分配、外部硬件图以及PLC软件梯形图等。
改造后，这台设备不仅保留了原有的功能，还简化了控制电路，使其运行更加稳定，故障率大大降低，同时加工精度提升，能效也得到了明显的提升。
关键词：控制系统升级 PLC可编程控制器专业知识与实践应用第1章绪论1.1课题选题背景与意义设备孔加工钻床，加工钻孔件、扩孔件、铰孔件等等，在机械加工行业有着举足轻重的地位。
对早期生产，钻床设备电气控制系统都采用传统继电器和交流接触器，现状电气器件严重老化，电气元件早期产品已淘汰或停产；影响企业正常生产，迫于生产企业需要ZH3140摇臂钻床控制改造PLC控制方式。
改造的PLC控制采用无触点软件程序方式对比早期30年兴起继电器、接触器触点逻辑控制方式，对PCL而言接线简化简单，灵活编程、快速调试，适用满足生产设备现场需要进行修改变化、设备运行稳定性好、安装环境要求不高，被日益需求改造的机械加工设备的电气控制系统亲睐。
肯定了在工业上有广泛的应用前景。
本篇课题例举： XXXX公司于XXXX年购买上海XXXX机械厂一台型号：ZH3140摇臂钻床设备。
该设备已使用二十多年了，机器控制电气系统大多采用继电器和接触器控制方式，电路特点接线复杂、触点、噪声大、维修量大等等缺点。
设备老旧长期使用、故障率高无法彻底排除，影响到企业的正常生产。
基于MCGS的YL—335B仿真设计与实现
基于MCGS的YL—335B仿真设计与实现【摘要】随着虚拟仿真技术的不断发展，越来越多的设备由硬件仿真转变为计算机虚拟仿真，这不仅降低了成本，同时也给实验带来了发便。
本文是基于MCGS昆仑组态软件，利用GX仿真自动化生产线的工作过程，能够不用实物，在电脑上虚拟仿真YL-335B的模拟运行。
【关键词】MCGS;YL-335;虚拟仿真;自动化生产线一、概述目前，国家正在大力加强信息化建设，信息化能够从根本上提高生产效率，经济效益。
针对目前的工业自动化生产线设备价格昂贵，实验设备不能满足需要的情况下，我们设计了一款基于MCGS的仿真YL-335B自动化生产线的仿真软件，并于2013年度参与省信息化大赛并获奖。
该软件能够模拟自动化生产线的仿真运行，具有单机与联机运行模式，同时，可以通过在电脑上进行编写程序实现设备的调试。
二、基于MCGS的YL-335B仿真设计分析该作品基于MCGS环境，MCGS软件是一款组态软件，其触摸屏是基于ARM9内核的嵌入式系统，能够独立地在上面开发出适合自己的各种组态界面，具有在线仿真，能够实时显示。
利用现有的GX三菱编程软件，能够实时在线仿真运行，可操作行性强，易编辑和修改，在线调试功能。
并且各个模块单独运行，同时具有整机联调功能。
运行时，需要联机PLC在线仿真，由于MCGS与GX不兼容，我们暂时所做的是用MCGS，（三菱的GTO能够与GX完美结合），但三菱的GTO视觉效果没有MCGS好，且MCGS也是中高职比赛指定的组态软件，所以我们采用的是MCGS。
三、总体架构YL-335B设备是亚龙公司生产的自动化生产线，具有五个工位，每个工位分别由一个PLC控制，五个PLC可联机通讯，实现整个设备的联机运行。
本软件共分为主界面、各工作站的演示动画以及整机演示动画，最核心的部分在于每个工作站都可以单独模拟仿真运行，也可以五个工作站联机运行，具有在线编程，仿真调试功能，能极大地方便YL-335B的编程与学习。
《电气与可编程控制技术》课后习题答案
习题11.简述交流接触器的主要技术参数及其含义。
解：极数：按接触器主触头的数量不同可分为两极、三极和四极接触器；额定工作电压：主触头之间的正常工作电压值；额定工作电流：主触头正常工作时的电流值；约定发热电流：在规定条件下试验时，电流在8H工作制下，各部分温升不超过极限时接触器所承载的最大电流；额定通断能力：在规定条件下能可靠地接通和分断的电流值；线圈额定工作电压：接触器电磁线圈正常工作电压值；允许操作频率：接触器在每小时内可实现的最高操作次数。
2.如何选用接触器？解：选用原则：（1）根据主触头接通或分断电流的性质确定选择直流接触器或交流接触器。
（2）根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。
（3）根据负载功率和操作情况确定接触器主触头的电流等级。
（4）根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级确定接触器的额定电压。
（5）接触器线圈的额定电压应由所连接的控制电路电压决定。
（6）接触器触头的数目和种类应满足主电路和控制电路的需求。
3.电磁式接触器与电磁式继电器的区别有哪些?解：电磁式继电器是输入电压或电流，利用电磁原理使衔铁吸合动作带动动触头动作的控制电器。
虽然继电器与接触器都是用来自动接通与分断电路，但是它们有着不同的用处：继电器的触头是用来接通与分断控制电路，而接触器的主触头一般用来接通与分断大电流的主电路；继电器的输入量可以是各种电量或非电量，而接触器只能对电压的变化做出反应。
因而，继电器主触头额定电流较小，一般为5A以下。
4. 电磁式继电器结构上主要有哪些部分组成？解：电磁机构：直流继电器的电磁机构均为U形拍合式；交流电磁机构有U形拍合式、E形直动式、螺管式等结构形式；触头系统：一般采用桥式触头，有常开与常闭两种形式，没有灭弧装置；调节装置：继电器可以通过改变其释放弹簧松紧程度的调节装置和改变释放时初始状态磁路气隙大小的调节装置来改变继电器的动作参数，如调节螺母和非磁性垫片等。
PLC课程设计：自动洗车机控制设计
自动洗车机控制设计论文目录摘要 (1)1 系统概述 (2)1.1应用背景和意义 (2)1.2国内外研究现状 (2)1.3设计任务和要求 (3)2 方案论证 (4)3 硬件设计 (4)3.1主电路 (4)3.2I/O分配 (5)3.3I/O接线图 (5)3.4元器件选型 (5)4 软件设计 (6)4.1主流程 (6)4.2 程序 (9)4.3梯形图 (10)5 系统调试 (13)6 结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上发展而来的新型工业自动控制装置。
早期的可编程控制器在功能上只能实现逻辑控制，因而被称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
随着微电子技术和微型计算机的发展，微处理器用于PLC，使其不仅可以实现逻辑控制，还可以进行数字运算和处理、模拟量调节和联网通信等，因此美国电气制造协会于1980年将它正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简称PC。
但近年来PC又成为个人计算机（Personal Computer）的简称，为避免发生混淆，我们仍把可编程控制器简称为PLC。
随着科技的发展，洗车机也从原来的人工洗车发展到了如今的自动洗车，为了更加方便人民以后的洗车问题，本系统实现了完全的自动化洗车不需要人的参加，也使得洗车越来越轻松、方便、快捷。
随着工业控制器在人类生活中越来越广泛被应用,该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等。
本装置采用的中心自动化控制——可编程控制器（即PLC）来设计完成的。
PLC是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型自动控制装置。
本文就是针对这一情况而设计的自动洗车系统。
关键词：自动洗车系统工作原理PLC1 系统概述1.1应用背景和意义自从19世纪第一辆汽车诞生以来，汽车行业随着现代科技技术的发展有了质的的飞跃，随着时代的发展，人们生活水平的提高，人们对汽车的需求量也逐渐加大，随之而来的便是汽车的保养，其中汽车的清洗便是不可缺少的内容。
基于注重专业课程之间相互联系的教学思考
基于注重专业课程之间相互联系的教学思考[摘要]各专业课程之间或多或少存在着联系，以电气专业为例，电气专业中的许多专业课程联系非常紧密，如《工厂供电》，《组态控制技术》，《plc控制技术》《单片机技术》等专业课程。
当我们分别传授完这些课程后，应再有一门课，让学生尽可能的把这些知识有机的联系起来，应用起来。
这对他们今后的工作非常有益。
[关键词]专业课程相互联系拓展教材教学方法一、相互联系的重要性现如今各专业，各学科，各领域的联系日趋紧密，学科之间，专业之间的渗透，交融已是显而易见的。
因此需要大量的，具有很强的综合知识的人才来解决和指导实际问题，尖端课题。
为此我们各大专院校，作为培养人才的基地，就应该及时把握这个趋势，顺应变化，及时调整自己的教学思路和教学方法，尽可能地提供一个平台给学生，让他们在学校就有机会把各专业知识有机的联系起来，加以应用，学习如何解决实际问题，引导他们综合应用各科专业知识。
培养他们延展性，宽泛性的思考问题方式。
让所学的知识活起来，丰富起来。
同时还要开发跨学科的的联系，建立跨学科联系的学习的平台，为学生今后走向工作岗位打下坚实的基础。
二、让专业课程充分联系起来现我以电气几门专业课为例展示一些它们之间的联系。
1.《工厂供电技术》和《mcgs组态控制技术》工厂供电技术是一门非常重要的电气专业必修课，它主要介绍工厂供电相关的知识，如电力系统的负荷计算，短路计算，工厂一次系统和二次系统，接地与防雷，照明设计等。
在讲授其中：工厂一次系统运行方式时，必须讲解清楚改变运行方式这一环节中带电，操作步骤和顺序，当时的系统情况等特点，仅仅靠简单的图形，说明来讲会显得枯燥没有说服力。
如果我们把《mcgs组态控制技术》这门课的知识引入的话，用mcgs组态软件编程得以实现模拟改变运行方式的实时监控，那么我们展示给学生的将是一个动态的，能够适时根据操作的变化而相应出现系统对应运行状态，如电流的流向，电气设备的通断，以及操作错误的报警等。
电气控制系统与可编程控制器常晓玲课件
智能家居控制系统的组成
包括可编程控制器、传感器、执行器 、智能家电等部分，通过无线网络或 有线网络实现设备间的互联互通。
交通信号控制系统
交通信号控制系统的概述
交通信号控制系统利用可编程控制器技术，实现对交通信号的智 能化控制，提高道路交通的安全性和效率。
交通信号控制系统的组成
包括可编程控制器、交通信号灯、传感器、监控摄像头等部分，通 过可靠的通信协议实现数据交换和控制。
04
可编程控制器应用实例
工业自动化生产线控制系统
01 02
自动化生产线控制系统的概述
可编程控制器在工业自动化生产线控制系统中发挥着核心作用，通过接 收输入信号，执行预设程序，输出控制信号，实现对生产线上各个设备 的精确控制。
自动化生产线控制系统的组成
包括可编程控制器、输入设备、输出设备、执行机构等部分，各部分之 间通过可靠的通信协议进行数据交换。
电气控制系统与可编程控制器-常晓 玲课件
目录
• 电气控制系统概述 • 可编程控制器基础 • 电气控制系统设计 • 可编程控制器应用实例 • 展望与未来发展
01
电气控制系统概述
电气控制系统的定义与组成
总结词
电气控制系统是由各种电气元件、传感器、控制器和 执行器等组成的，用于实现对电力系统的监测、控制 和调节的自动化系统。
人工智能集成
人工智能技术将逐渐融入 可编程控制器，实现自适 应控制和预测性维护等功 能，提高生产效率。
人工智能与物联网在电气控制系统中的应用前景
实时监控与预测性维护
通过物联网技术，实现对设备运行状态的实时监控和数据 分析，提前发现潜在故障并进行维护，降低停机时间。
智能决策支持
人工智能技术应用于电气控制系统，能够根据实时数据和 历史数据进行分析，为决策者提供科学依据，提高生产决 策的准确性和效率。
电气控制与可编程控制器课后习题答案
《电气控制与可编程控制器》课程习题与解答第1章1.1 低压电器的分类有那几种？答：低压电器的种类繁多，分类方法有很多种。
按工作方式可分为手控电器和自控电器。
按用途可分为低压控制电器和低压保护电器。
按种类可分为刀开关、刀形转换开关、熔断器、低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等。
1.2 什么是电气原理图和安装接线图？它们的作用是什么？答：电气原理图是根据工作原理绘制的，一般不表示电器元件的空间位置关系，因此图中不反映电器元件的实际安装位置和实际接线情况。
电气安装图表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜中的实际安装位置。
1.3 交流接触器线圈断电后，动铁心不能立即释放，电动机不能立即停止，原因是什么？答：交流接触器线圈断电后，动铁心不能立即释放，电动机不能立即停止，主要原因有：⑴由于在分断电流瞬间，触点间产生电弧，造成触点熔焊，使动铁心不能立即释放；⑵返回弹簧失去弹性。
1.4 常用的低压电器有哪些？它们在电路中起何种保护作用？答：起保护作用的低压电器有：熔断器：电路中起短路保护。
热继电器：起过载保护。
自动开关、接触器、继电器均有失压和欠压保护。
1.5 在电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？答：熔断器在电路中起短路保护。
热继电器在电动机主电路中起过载保护和断相保护。
1.6 为什么电动机应具有零电压、欠电压保护？答：电动机的零电压保护是指当电网突然断电有突然来电，电动机不能自行启动。
当供给电动机工作的电源下降（欠电压）时，电动机的负载不变的情况下，会使电动机绕组的电流增加，严重的会烧毁电动机。
1.7 什么叫自锁、互锁？如何实现？答：依靠接触器自身辅助常开触点使其线圈保持通电的作用称为“自锁”。
实现自锁的方法是将接触器自身辅助常开触点与启动按钮并联。
所谓“互锁”是指当一个接触器工作时，另一个接触器不能工作。
在控制线路中可以利用两个接触器的常闭触点实现相互控制。
1.8 在正、反转控制线路中，为什么要采用双重互锁？答：在正、反转控制线路中，电气互锁或按钮互锁控制线路仍然存在发生短路事故的危险。
电工技术教学课件常晓玲习题答案第三章
第三章 正弦交流电路习题参考答案1．已知t e 314sin 2220=V ，试问e 的最大值、有效值、角频率、频率和初相位各是多少？解：e 的最大值 V E m 3112220==有效值 E=220V 角频率 ω=314( rad/s)频率和初相位 f = ω/2л = 50Hz 初相位为零2．已知某正弦电流的有效值是10A ，频率为50Hz 。
初相为30°，（1）写出它的瞬时表达式，并画出其波形图；（2）求该正弦电流在t=0.0025s 时的相位和瞬时值。
解：（1）A t i )30314sin(210︒+= （2）当t=0.0025s 时 相位角︒=⨯⨯=452/3600025.0314πφ瞬时值 A i 1022210sin 210=⨯==φ 3．已知)30314sin(2101︒+=t i A ，)30314sin(10︒-=t i A ，画出这个电流的波形图，哪个电流超前？它们的相位差是多少？若用万用表测量这两个电流，试问读数各为多少？解：i 超前60°。
用万用表测量时，i 1=10A,i =7.07A4．已知)30314sin(210︒+=t u V ，t i 314sin 25=A ，求u 、i 的相量并画出相量图。
解: u 的相量为︒∠=3010UV i 的相量为︒∠=05IA 5．指出并改正下列各式的错误1）V 2） A ︒∠=4520u )60sin(10︒+=t Iω 3）V 4）︒∠=120220E )30sin(5︒-=t I ω A解：1） 2）V U︒∠=4520 A t i )60sin(10︒+=ω3） 4）V E︒∠=120220 A t i )30sin(5︒-=ω 6．当频率提高时，R 、X L 、X C 如何变化？解：R 与频率无关。
X L =ωL ，频率提高时，X L 成比例提高。
X C =1/ωC ，频率提高时，X C 成反比例下降。
基于PLC的四层电梯控制系统毕业设计(论文)开题报告
X X 大学X X 校区毕业设计（论文)开题报告信息工程系电气自动化专业09 级（2012届） 1 班学生题目：可编程逻辑控制器的实际应用专题题目：基于PLC的四层电梯控制系统仿真（模拟仿真）本课题来源及研究意义：电梯的由来及选题背景：很久以前，人们就使用一些原始的升降工具来运送人和货物，这些升降工具的驱动力一般都是人力或畜力。
直至19世纪初，欧美一些国家开始使用蒸汽机作为升降工具的动力。
但是被工业界认可的升降机任未出现。
直到1852年世界上第一台安全升降机诞生。
而随着现代社会的不断发展，楼群建筑的不断增多，电梯作为楼群建筑中的垂直运输工具已与人们的日常生活密不可分。
电梯作为建筑物内部的一种主要交通工具，向人们提供安全、快速、舒适的垂直交通运输服务，为人们高效的现代化生活提供了保障。
电梯性能的好坏对人们生活的影响越来越显著。
所以必须努力提高电梯性能，使电梯及安全可靠又高效节能的运行。
用PLC控制电梯的意义：实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律运行的，而人们的呼叫是随机的，所以电梯是一个人机交互式的控制系统，因此大部分电梯采用随机逻辑控制。
传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。
这种控制线路存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点，因此这种控制方式将逐渐被淘汰。
目前，可编程控制器和微机组成的电梯运行逻辑控制系统争议很快的速度发展着。
采用PLC对电梯的信号系统进行控制，开发出完整的电梯控制软件，提高了电梯的控制水平，改善电梯的性能。
可以提高电梯运行的可靠性并是维修变得方便。
课题研究目标、内容、方法和手段：本毕业设计(论文)的目标是：能够电力拖动的相关理论分析出电梯的运动过程以及控制规律，并运用西门子仿真软件S7-200-ING汉化版v4.0对基于PLC 的电梯控制系统进行仿真实验验证。
本毕业设计的主要内容是：在可编程控制器（PLC）的编程环境下通过对电梯运动过程的分析运用交直流变速系统的相关理论，写出电梯运动过程的控制程序并画出控制电路图写出PLC控制程序，运用西门子仿真软件S7-200-ING汉化版v4.0对该控制系统进行仿真，验证控制程序是否满足设计要求。
02207 电气传动与可编程控制器(PLC)
02207 电气传动与可编程控制器（PLC）扬州大学编（高纲号0635）一、课程内容与考核目标第一篇机床电气控制技术（第一章、第二章、第三章、第四章、第五章）第一章机床控制线路的基本环节（一）学习目的与要求熟悉常用控制电器的用途；熟练掌握电气控制的基本线路，具有对简单电气控制线路的独立分析、设计能力。
（二）考核知识点与考核目标本章内容是电气线路分析和设计的基础。
1、识记：电气控制系统图的画法及阅读方法（一般）2、理解：常用控制电器的用途以及图形和文字符号（重点）三相笼型异步电动机全压起动控制线路（重点）三相笼型异步电动机降压起动控制线路（重点）三相异步电动机的正反转控制线路（重点）三相异步电动机的制动控制线路（重点）控制线路的其他基本环节（重点）电动机的保护（重点）3、应用：运用电气控制的基本线路，对基本电气控制线路有独立分析和设计能力。
（重点）第二章机床电气控制线路的分析（一）学习目的与要求掌握电气控制系统的分析方法，熟悉典型生产设备电气控制系统，掌握控制线路的组成，典型环节的应用及分析控制线路的方法。
（二）考核知识点与考核目标1、识记：电气控制系统分析的基本内容和一般规律，电气原理图的分析方法与步骤。
（次重点）卧式车床的电气控制线路分析（次重点）摇臂钻床的电气控制线路分析（次重点）铣床电气控制线路分析（次重点）镗床的电气控制线路分析（次重点）2、理解：掌握电气控制系统的分析方法（次重点）3、应用：掌握电气控制系统的分析方法，，对较复杂电气控制线路有独立分析能力。
（重点）第三章机床电气控制线路的设计及电气元件的选择（一）学习目的与要求熟悉常用控制电器的用途并能正确使用，掌握简单机床电器控制线路的设计。
（二）考核知识点与考核目标1、识记：机床电气设计的一般步骤及拖动电机的选择，机床常用电器的选择（一般）2、理解：机床电气控制线路设计举例（次重点）3、应用：根据控制要求能进行简单机床电器控制线路的设计（重点）能正确使用常用控制电器（重点）第四五章交流直流调速系统（一）学习目的与要求熟悉交流直流调速系统的基本概念。
中国矿业大学常俊林版《自动控制原理》1-6章课后习题解答
第一章1.1 图1.18是液位自动控制系统原理示意图。
在任意情况下，希望液面高度c维持不变，试说明系统工作原理并画出系统方块图。
c+-SM___ 1Q浮浮浮浮浮浮2Q浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮浮fi-+解：系统的控制任务是保持液面高度不变。
水箱是被控对象，水箱液位是被控变量。
电位器用来设置期望液位高度*c(通常点位器的上下位移来实现) 。
当电位器电刷位于中点位置时，电动机不动，控制阀门有一定的开度，使水箱的流入水量与流出水量相等，从而使液面保持在希望高度*c上。
一旦流出水量发生变化(相当于扰动)，例如当流出水量减小时，液面升高，浮子位置也相应升高，通过杠杆作用使电位器电刷从中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机通过减速器减小阀门开度，使进入水箱的液体流量减少。
这时，水箱液位下降．浮子位置相应下降，直到电位器电刷回到中点位置为止，系统重新处于平衡状态，液位恢复给定高度。
反之，当流出水量在平衡状态基础上增大时，水箱液位下降，系统会自动增大阀门开度，加大流入水量，使液位升到给定高度*c。
系统方框图如图解1. 4.1所示。
1.2恒温箱的温度自动控制系统如图1.19所示。
（1） 画出系统的方框图；（2） 简述保持恒温箱温度恒定的工作原理;（3） 指出该控制系统的被控对象和被控变量分别是什么。
器～图1.19 恒温箱的温度自动控制系统解：恒温箱采用电加热的方式运行，电阻丝产生的热量与调压器电压平方成正比，电压增高，炉温就上升。
调压器电压由其滑动触点位置所控制，滑臂则由伺服电动机驱动．炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压作为反馈电压与给定电压进行比较，得出的偏差电压经放大器放大后，驱动电动机经减速器调节调压器的电压。
在正常情况下，炉温等于期望温度T ，热电偶的输出电压等于给定电压。
此时偏差为零，电动机不动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上。
这时，炉子散失的热量正好等于从电阻丝获取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
码垛机械手PLC控制系统设计文献综述
文献综述题目工业机械手及学生姓名丁金涛专业班级机械工程及自动化4班学号20080460205院（系）机械工程学院指导教师张瑞完成时间 2012年 03月 01日工业机械手及控制一．工业机械手概述用于再现人手功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的工具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。
尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
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改变，使电动机在全电压下反转启动。KM2的常开触点（15-21
）和KA的常开触点（5-15）的闭合将KM2自锁。KM2和KM1的常
闭触点分别串在对方的接触器线圈的回路中，起到正转和反转
的互锁作用。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• （3）主电动机M1的反接制动控制
• 速度继电器与被控电动机同轴联接 ，当电动机正转时，
进给运动是溜板带动刀架的纵向和横向的直线运动， 其运动方式有手动和自动两种。
辅助运动是指刀架的快速移动及工件的加紧与放松。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
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卧式车床的结构 1-床身；2-进给箱；3-挂轮箱；4-主轴箱；5-溜板箱； 6-溜板及刀架；7-尾座；8-丝杠；9-光杠
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
一、卧式车床的主要结构及运动形式
卧式车床主要结构如下页图，为了加工各种旋转表面，
车床必须具有切削运动和辅助运动。切削运动包括主运动 和进给运动，除此之外的所有运动均称为辅助运动。
主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件作旋转运动， 它消耗绝大部分能量。
卧式铣床、龙门铣床、仿型铣床以及各种专用铣床。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
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•X62W卧式万能铣床的结构 电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
一、X62W型卧式万能铣床主要结构及运动形式 X62W卧式万能铣床由床身、悬梁、刀杆支架、工作台、 溜板和升降台等部件组成。 •该铣床可以实现七个方向的运动： •升降台的上下移动，一般称为垂直运动。 •溜板沿水平导轨作平行于主轴轴线方向的前后运动， 一般称横向进给。 •工作台沿回转台上的导轨作垂直于轴线方向的左右移 动，一般称为纵向移动 •• 倾斜方向进给，以加工螺旋槽。
点断开，电阻R串入主回路。与此同时KM1也失电，断开了电
动机的电源，同时KA也失电，使它的常闭触点闭合。这样就
使反转接触器线圈KM2通过1-3-5-17-23-25线路得电，电机的
电源反接，使其处于反接制动状态。当电动机的转速下降为
速度继电器的复位转速时，速度继电器的正转常开触点KS1（
17-23）断开，切断KM2的通电回路，电动机停止。
电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
二、卧式车床的电力拖动及控制要求 根据普通卧式车床加工的需要，其控制要求：
1.主轴转速和进给速度可调，主轴转速能在相当大的 范围内进行调节
2.主轴电动机的起动、停车应能实现自动控制。
3.冷却泵电动机 4.快速移动电动机
• 主轴启动之后， •再启动
•采用机械 •抱闸
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
注意： 我们在分析具体电路图时，必须与阅读其它技术
资料结合起来。例如，各种电动机及执行元件的控制 方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主 令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。
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பைடு நூலகம்
电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
电气控制系统与可编程 控制器常晓玲第3章
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2020/11/28
电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
•第一节 电气控制电路的分析基础
• 一、电气控制电路分析的内容
• 1.设备说明书 • 设备说明书由机械（包括液压）与电气两部分组成。 • (1) 设备的构造，主要技术指标，机械、液压气动部 分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。 • (2) 电气传动方式，电机、执行电器等数目、规格型 号、安装位置、用途及控制要求。 • (3) 设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指 示装置的布置以及在控制电路中的作用。
速度继电器的正转常开触点KS1（17-23）闭合，电动机反转
时，速度继电器的反转常开触点KS2（17-7）闭合。在电动机
正转时，接触器KM1，KM3和继电器都处于得电状态，速度继
电器的正转常开触点KS1（17-23）也是闭合的，这样就为正
转反接制动做好准备。
• 当停车时，按下停止按钮SB6，接触器KM3失电，其主触
• 开关QS将三相电源引入，FU1为主电动机M1的短路保护
用熔断器，FR1为M1的过载保护用热继电器。R为限流电阻
，防止在点动时连续的起动电流造成电动机的过载。通过
电流互感器TA接入电流表A以监视主电动机绕组的电流，熔
断器FU2为M2、M3电动机的短路保护，接触器KM4、KM5为M2
、M3起动用接触器。FR2为M2的过载保护热继电器，因快速
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• 操纵控制开关SA2，可以控制主电动机正转反转。当开
关SA2在零位时，SA20接通，SA21、SA22断开，这时中间 继电器KA通电吸合并自锁。当将操纵手柄扳到向下位置时，
SA21接通，SA20、SA22断开，正转接触器KM1通电吸合， 主 电 动 机 M1 正 转 起 动 。 若 将 操 纵 手 柄 扳 到 向 上 位 置 时 ，
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
(4) 弄清楚与机械、液压部分直接关联的电器（行 程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位置、 工作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中的作 用等。
2.电气控制原理图
这是电路分析的主要内容。电气控制系统的原理 图有主电路、控制电路、指示照明电路、保护及联锁 环节以及特殊控制电路等部分组成。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
二、X62W型卧式万能铣床的电力拖动及控制要求
• 照明电器的电源由照明变压器TC副边输出36V电压 供电，SA4为照明灯接通或断开的按键开关。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
四、C650普通车床的电气控制线路分析
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• C650普通车床主电动机的功率为30kW,为提高工作效率，
下启动。由于KM1的常开触点（13-15）、KA的常开触点（5-15
）闭合将KM1自锁。
• 反转：主电动机的反转是由反向起动按钮SB2控制的。其
控制过程与上面的相类似，当电动机处于停车状态时，按下
SB2时，KM3首先得电，然后KA得电，它的辅助触点（21-23）
闭合，使KM2得电吸合，KM2的主触点将电动机的三相电源相序
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
•第三节 X62W型卧式万能铣床的
•
电气控制电路分析
铣床是用铣刀进行铣削加工的机床。可以用来加工机械
零件的平面、斜面、沟槽等型面，在装上分度头以后，可以
加工直齿轮和螺旋面；装上回转圆工作台，则可以加工凸轮
和弧形槽等回转体。按结构形式的不同，可分为立式铣床、
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• （2）主电动机M1的正、反转控制
• 正转：主电动机正转由正向起动按钮SB1控制。按下SB1时
，接触器KM3首先得电动作，它的主触点闭合将限流电阻R短接
，辅助触点也同时闭合，使中间继电器KA的线圈得电，KA的辅
助常开触点（13-7）闭合使接触器KM1得电，电动机在全电压
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
X62W型铣床有三种运动，即主运动、进给运动和辅 助运动。
主运动：主轴带动铣刀的旋转运动； 进给运动：加工过程中工作台带动工件在三个相互垂 直方向上的直线运动； 辅助运动：工作台在三个互相垂直方向上的快速直线 运动，以及工作台的旋转运动。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• 中间继电器KA起零压保护作用。在线路中，当电源 电压降低或消失时，中间继电器KA释放，KA的常开触 点断开；接触器KM3释放，KM3的常开触点断开； KM1或KM2也断电释放。当电网电压恢复后，因为这 时SA2开关不在零位，KM3不会得电吸合，所以KM1 或KM2也不会得电吸合。即使这时手柄在零位，由于 SA21、SA22触点断开，KM1或KM2也不会得电造成 自启动，这就是中间继电器KA的零压保护作用。
该机床采用了反接制动，为减小制动电流，定子回路串入
了限流电阻R。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，
专门设置一台2.2kW的拖动溜板箱的快速移动电动机。
• 1.主电路分析
• 该车床有三台电动机，M1为主电动机，拖动主轴旋转
，并通过进给机构以实现进给运动。M2为冷却泵电动机，
提供切削液。M3为快速移动电动机，拖动刀架快速移动。
5.控制线路应有必要的保护及照明等电路。
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
三、C616卧式车床的电气控制电路分析
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电气控制系统与可编程控制器常晓玲 第3章[1]
• 1.主电路分析 • 该车床有三台电动机，M1为主电动机，M2为润滑泵电动机 ，M3为冷却泵电动机。 • 三相交流电源通过开关QS引入，FU1、FR1分别为主电机的短 路保护和过载保护。KM1、KM2为主电动机M1的正转和反转接触 器。KM3为M1和M2电动机的起动、停止接触器。SA1为M3电动机 的接通和断开用组合开关，FR2、FR3进行电动机的过载保护。 • 2.控制、照明和显示电路分析 • 合上开关QS后，三相交流电源被引入。当SA2的操纵手柄 处在零位时，合上转换开关SA3，则接触器KM3通电吸合，润滑 泵电动机M2起动。KM3的辅助常开触点闭合为主电动机M1启动作 好准备，M2与M1电动机之间有顺序起动联锁。