电气控制与PLC第二章
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述了解电气控制的基本概念、分类和应用领域。
掌握电气控制系统的组成和功能。
1.2 常用低压电器熟悉常用的开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理。
学习电器符号和功能，并能够识别和应用。
第二章：电气控制线路设计2.1 控制电路的基本设计原则掌握控制电路设计的基本原则和方法。
学习如何选择合适的控制电器和保护元件。
2.2 常用控制电路学习常用的控制电路图和原理，如启动、停止、正反转、调速等。
分析实际电路图，并进行解读和应用。
第三章：PLC基础3.1 PLC概述了解PLC的定义、功能和工作原理。
掌握PLC的组成部分和各部分的作用。
3.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装和界面操作。
熟悉编程软件的功能和编程的基本操作。
第四章：PLC编程技术4.1 PLC编程语言学习PLC编程的基本语言，如指令表、逻辑功能图、功能块图等。
掌握不同编程语言的特点和应用场景。
4.2 常用PLC指令学习常用的PLC指令及其功能和使用方法。
掌握指令的编程和应用技巧。
第五章：电气控制与PLC应用实例5.1 电动机控制实例分析电动机控制系统的需求，设计电气控制电路。
利用PLC实现电动机的控制，并进行编程和调试。
5.2 自动化生产线实例了解自动化生产线的组成和工作原理。
学习如何利用PLC实现生产线的控制和自动化。
第六章：常用PLC品牌及选型6.1 常用PLC品牌介绍熟悉国内外常见的PLC品牌，如西门子、三菱、欧姆龙等。
了解各品牌PLC的特点、性能和应用领域。
6.2 PLC选型原则掌握PLC选型的原则和步骤。
学习如何根据实际应用需求选择合适的PLC型号。
第七章：PLC系统设计与调试7.1 PLC系统设计学习PLC系统设计的一般流程和方法。
掌握PLC系统硬件选型、软件编程、参数设置等环节。
7.2 PLC系统调试与维护学习PLC系统的调试方法和技巧。
PLC2
3．中间继电器
中间继电器实质上是电压继电器的一种，其主要用途是当其 他继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大 它们的触点数或触点容量，起到中间转换的作用。
（二） 时间继电器
时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开 的控制电器，按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、 空气阻尼式、电动式和晶休管式等类型 。 1．空气阻尼式时间继电器 是利用空气阻尼作用获得延时的，有通电延时和 断电延时两种类型 。 优点：结构简单、寿命长、价格低廉，还附有不延时 的 触点，所以应用较为广泛。 缺点：准确度低、延时误差大（士10％～士20％）， 因此在要求延时精度高的场合不宜采用。
一、低压断路器结构和工作原理
二、典型低压断路器简介
1.万能框架式断路器
用于低压配电网络中,分配电能和作为供电线路及电源设备 的过载、欠电压和短路保护。
2.塑料外壳式断路器
用于低压配电柜中，作配电线路、电动机、照明线路等设备的 电源开关和保护。
3.小型断路器
通常装于线路末端，对有关用电设备进行配电、控制和保护。
第六节
熔断器
熔断器是一种广泛应用的最简单有效的 保护电器，作短路和过电流保护。通常与被 保护电路串联，当电路短路或严重过电流时 快速自动熔断，切断电源电路。
2.熔断器的工作原理
熔断器最小熔化电流 熔断器熔化系数 熔断器截断电流
3.熔断器的技术参数
二、常用典型熔断器简介·
1. 插入式熔断器
四、功能表图
功能表图是一种用来全面描述控制 系统的控制过程、功能和特性的表图，它不仅 适用于电气控制系统，也可用于气动、液压和 机械等非电控制系统或系统的某些部分。 在功能表图中，把一个过程循环分 解成若干个清晰的连续的阶段，称为“步”。 步用矩形框表示，为便于识别，步必须加数字 标号。
电气控制与PLC应用技术02第2版第二章习题答案
第二章习题与思考题参考答案1.电气图中，SB、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号?答：SB-控制按钮；SQ-行程开关；FU-熔断器；KM-接触器；KA-中间继电器；KT-时间继电器。
2.说明“自锁”控制电路与“点动”控制电路的区别，“自锁”控制电路与“互锁”控制电路的区别。
答：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。
“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。
点动电路为“一按（点）就动，一松（放）就停”，不需要自锁触点，因短时工作，电路中可不设热继电器作过载保护；而自锁电路需要在起动按钮的两端并联自锁触点，在按下起动按钮并松开后，依靠自锁触点（接触器自身的辅助常开触点）接通电路，因电路工作时间较长，需要设热继电器作过载保护。
自锁是接触器（或其他电磁式电器）把自身常开辅助触点并接在起动按钮的两端，其作用是松开起动按钮后通过该常开辅助触点保持线圈通电。
互锁是把两个接触器的常闭辅助触点分别串接在对方接触器线圈的电路中以达到相互制约的作用。
即其中任一接触器线圈先通电吸合，另一接触器线圈就无法得电吸合。
3.什么叫减压起动?常用的减压起动方法有哪几种?答：减压起动：利用起动设备将电源电压适当降低后加到电机定子绕组上起动，以减小起动电流，待电机转速升高后再将电压恢复至额定值的起动方法称为降压起动。
笼型异步电动机常用的减压起动方法有：定子绕组串电阻减压起动、星-三角减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动和使用软起动器起动等方法。
绕线转子异步电动机减压起动方法主要有转子绕组串电阻减压起动方法。
4. 电动机在什么情况下应采用减压起动?定子绕组为星形联结的三相异步电动机能否用星-三角减压起动?为什么?答：当电动机容量大于10kW以上通常采用降压起动。
正常运行时定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星-三角减压起动方法来限制起动电流。
《电气控制与PLC》教案
《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、原理和分类。
解释电气控制系统的组成和作用。
1.2 低压电器介绍低压电器的分类和功能。
讲解常用低压电器的结构和工作原理。
1.3 电气控制线路分析简单的电气控制线路实例。
介绍电气控制线路的设计方法和步骤。
第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、功能和应用领域。
解释PLC的工作原理和基本结构。
2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点。
讲解PLC编程的基本规则和方法。
2.3 PLC的硬件组成介绍PLC的硬件组成部分及其功能。
讲解PLC的输入输出接口和通信接口。
第三章：PLC编程与应用3.1 基本指令讲解PLC基本指令的功能和用法。
通过实例讲解基本指令的应用。
3.2 功能指令介绍PLC功能指令的分类和功能。
讲解常用功能指令的用法和应用。
3.3 PLC控制系统设计介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。
通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。
第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析4.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现电动机的控制。
4.2 案例二：conveyor传送带的控制分析conveyor传送带控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。
第五章：PLC的故障诊断与维护5.1 PLC故障诊断方法介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。
讲解如何进行PLC故障诊断和排除。
5.2 PLC的维护与保养介绍PLC的维护保养内容和注意事项。
讲解PLC的日常维护和故障预防措施。
第六章：PLC在工业自动化中的应用案例6.1 案例三：温度控制系统的应用分析温度控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。
6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用分析液体自动控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现液体自动控制系统的控制。
电气控制与plc二课后答案
(d)
可以实现正常起动和停止，为 得电优先型电路。 停止按钮直接与接触器线圈串 联，可修改为断电优先型电路。
第二章 电气控制电路基本环节
2-2 图示电气控制线路中有哪些错误或不妥当的地方， 请指出并改正。 按下按钮SB2，KM线圈通电， KM常开触点闭合，造成短路 故障。 KM常开触点应并联在启动按 钮SB2两端形成自锁。
第二章 电气控制电路基本环节
工作台A前进 KM1 后退 KM2 ; 工作台B前进 KM3 后退 KM4
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3
SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
SB SQ2 SQ4 SQ1 SQ3 SB SQ2
KM1 KM3 KM2 KM4
第二章 电气控制电路基本环节
第二章 电气控制电路基本环节
3-1 M1、M2均为笼型电动机，都可以直接起动，试按 下列要求设计主电路及控制电路。 1）M1先起动 ，30秒后，M2自动起动； 2）M2起动后，M1立即停车； 3）M2可以单独停车； 4）M1、M2均能点动。
第二章 电气控制电路基本环节
主电路：
第二章 电气控制电路基本环节
控制电路：
第二章 电气控制电路基本环节
3-2 某机车主轴和润滑泵分别由各自的笼型电动机拖动， 且都采用直接启动，控制要求如下： 1）主轴必须在润滑泵启动之后才可以启动； 2）主轴连续运转时为正向运行，但还可以进行正、反向 点动； 3）主轴先停车后，润滑泵才可以停； 4）设有短路、过载及失压保护。 试设计其主电路和控制电路。 分析： 润滑泵电动机 KM1 主轴电动机正转 KM2 反转 KM3
第二章 电气控制电路基本环节
3-8 化简图示的控制线路。
电气控制与PLC应用(电子教案)目录第2章
图2-7 连续运行控制线路
2.2.1 三相笼型电动机直接起动控制
既能点动又能长动控制：
图 2 ∣ 8 长 动 与 点 动 控 制
2.2.2 三相笼型电动机减压起动控制
三相笼型电动机直接起动时，电流一般可达额 定电流的4～7倍，过大的起动电流会减低电动机 的寿命，还会引起电源电压波动，所以对于容量 较大的电动机来说必须采用减压起动的方法，以 限制起动电流。 减压起动虽然可以减小起动电流，但也降低了 起动转矩，因此仅适用于空载或轻载起动。 三相笼型电动机的减压起动方法有定子绕组串 电阻（或电抗器）起动、自耦变压器减压起动、 星-三角形减压起动、延边三角形起动等。
2.1.2 电气原理图
图2-3 电动机正反转横坐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图示法电气原理图
2.1.3 电气元件布置图
电气元件布置图主要是用来表明电气设备上所 有电机、电器的实际位置，是机械电气控制设备 制造、安装和维修必不可少的技术文件。布置图 根据设备的复杂程度或集中绘制在一张图上，或 将控制柜与操作台的电器元件布置图分别绘制。 绘制布置图时机械设备轮廓用双点划线画出，所 有可见的和需要表达清楚的电器元件及设备，用 粗实线绘制出其简单的外形轮廓。电器元件及设 备代号必须与有关电路图和清单上的代号一致。
GB6988—1987《电气制图》
GB7159—1987《电气技术中的文字符号制订通则》 规定从1990年1月1日起，电器控制线路中的图形 和文字符号必须符合最新的国家标准。
2.1.1 电器控制线路常用的图形、文字符号
国家标准GB7159—1987《电气技术中的文 字符号制订通则》规定了电气工程图中的文 字符号、它分为基本文字符号和辅助文字符 号。
电气控制与PLC原理及应用(第二版)_课后习题答案 (2)
第1章习题答案1.1 图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。
文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电器设备、装置和元器件上或其近旁使用，是用以表明电器设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。
图形符号由符号要素、限定符号、一般符号以及常用的非电气操作控制的动作（如机械控制符号等），根据不同的具体器件情况构成。
文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。
1.2 电气原理图是说明电气设备工作原理的线路图。
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。
电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的接线关系的。
电气原理图中不考虑电气元件的实际安装位置和实际连线情况，只是把各元件按接线顺序用符号展开在平面图上，用直线将各元件连接起来。
电气设备安装图提供电气设备各个单元的布局和安装工作所需数据的图样。
电气互连图一般不包括单元内部的连接，着重表明电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接。
1.3 接触器主触点被卡住、触点熔焊在一起可能引起动铁心不能释放。
应立即切断电源。
1.4 中间继电器触点因为通过控制电路的电流容量较小，所以不需加装灭弧装置。
当被控电动机启动电流小于中间继电器触点的额定电流时。
1.5 电动机启动时的启动电流很大，启动时热继电器不会动作。
因为电动机启动时间短，热继电器来不及动作。
1.6 JS7－A型时间继电器电磁机构翻转180°安装后，通电延时型可以改换成断电延时型，那么这种时间继电器就具有四种类型的触点：延时闭合动合触点；延时断开动断触点；延时断开动合触点；延时闭合动断触点。
1.7 按钮互锁正、反转控制线路存在的主要问题是容易产生短路事故。
电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁的原因而延迟释放时，或者被卡住而不能释放时，如按下反转按钮，则反转接触器又得电使其主触点闭合，电源会在主电路短路。
1.10 正转和反转。
电气控制与PLC原理2
*低压刀开关
用在照明电路和小容量（5.5kW）、不频繁起动的动力电路的控 制电路中。无灭弧装置
QS
图形符号 文字符号
三极闸刀开关
考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值应如下选择： （3~5)*异步电机额定电流电气控制与PLC原理2
熔断器式刀开关
作用：有大短路电 流的配电网络、 电动机电路作为 电源开关、隔离 开关，并可作短 路保护
电气控制与PLC原理2
1-3常用低压电器－－自动开关（断路器）
从结构、用途来分:万能式（又称框架式，国际上通称 ACB）和塑料外壳式[国际上通称MCCB，MCB（小 型）]两大类。
万能式断路器容量较大，可装设多种脱扣器，辅助接 点的数量也多，不同的脱扣器组合可形成不同的保护特 性，故可作为选择性或非选择性或具有反时限动作特性 的电动机保护。它通过辅助接点可实现远方遥控和智能 化控制。其额定电流为630～5000A。一般用于变压器 400V侧出线总开关、母线联络开关或大容量馈线开关 和大型电动机控制开关。
电气控制与PLC原理2
1-3常用低压电器－－自动开关（断路器）
根据保护对象的不同，断路器又分为四个类型： （1）配电保护型──保护电源和电气线路（电线、电缆）
和设备； （2）电动机保护型──专作电动机的不频繁起动，运行中
中断，以及在电动机发生过载、短路和欠电压时的保护； （3）家用和类似家用场所保护型──对照明线路、家用电
(3) 几台电动机合用的总熔丝
熔丝额定电流 = (1.5 ~ 2.5+)其容余量电最动大机的额电定动电机流额之定和电流
熔丝的额定电流有 4 A；6 A；10 A；15 A；20 A；25 A； 35 A；60 A；80 A；100 A；125 A；350 A；600 A 等多 种。
电气控制与PLC应用-第2章习题与思考题参考解答
第2章电气控制线路的基本原则和基本环节习题与思考题1.自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？答：在连续控制中，将接触器的常开辅助触头QA与自复位启动按钮SF并联，即可形成自锁环节。
当启动按钮SF松开后，接触器QA的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。
这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。
起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头。
所以自锁环节的功能就是在启动按钮松开后，能够保持接触器线圈一直通电，使电动机连续运行。
2•什么是互锁环节？它起到什么作用？答：控制线路要求QA1与QA2不能同时通电时，为此要求线路设置必要的联锁环节。
将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电，这种利用两个接触器的辅助常闭触头互相控制的方式，叫电气互锁，或叫电气联锁。
起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。
复合按钮的常闭触头同样也可起到互锁的作用，这样的互锁叫机械互锁。
利用成对使用的机械联锁接触器，加上电气互锁，可形成机械、电气双重互锁。
互锁环节的作用就是防止QA1与QA2同时通电造成电源短路等危险。
3. 分析如图2-50所示线路中，哪种线路能实现电动机正常连续运行和停止？哪种不能？为什么?(b )kMrpSBKMKM(d )(e )KMSB1，接触器KM 线圈通电〒SR_____ a ____________KM(a )图2-50习题3图答：（C ）和（门能实现电动机正常连续运行和停止，因为按下 并自锁，电动机连续运行；按下SB ，KM 线圈断电，电动机停止。
其他则不能，因为图（a ）接触器KM 线圈不能得电，故不能启动；图（b ）能启动连续运行，但不能切断接触器线圈供电，即不能停止；图（d ）会引起电源短路；图（e ）线圈不能保持连续通电。
（图中，SB1为启动按钮开关，SB 为停止按钮开关。
电气控制与PLC作业(第一章和第二章)
第一章 常用低压电器作业P35 习题与思考题第1、2、3、4、5、6、8、9、12、13、16题1、何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？吸力特性：电磁吸力与气隙的关系曲线称为吸力特性。
近似地表示为：式中，F 为电磁吸力；B 为气隙磁感应强度；S为铁心截面积。
当S 为常数时， 式中，φ为气隙磁通（Wb ）对于交流电磁机构，当f 、N 和U 为常数时，φ为常数，则电磁吸力F 为常数，即F 与气隙δ大小无关。
实际上，考虑到漏磁通的影响，F 随气隙δ的减少略有增加。
其吸力特性如右图。
对于直流电磁机构，根据磁路欧姆定律得： 当外加电压U 和线圈电阻不变时，I 为常数，即电磁吸力F 与气隙δ的平方成反比。
其特性曲线如右图。
SB F 25104⨯=22φ∝⇒∝F B F fNUNf E U 44.444.4==≈φφδμμδφ))((00S IN SINR IN m ===211δδφ∝⇒∝F反力特性：电磁机构使衔铁释放的力一般有两种：一种是利用弹簧的反力；一种是利用衔铁的自身重力。
吸力特性与反力特性间的配合关系：电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力；反之，则反力必须大于吸力。
2、单相交流电磁机构为什么要设置短路环，它的作用是什么？三相交流电磁铁是否装设短路环？单相交流电磁机构在工作中，衔铁始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力Fr 的作用。
尽管电磁吸力的平均值F 0大于Fr ，但在某些时候仍将出现Fat 小于Fr 。
当Fat 小于Fr 时，衔铁开始释放；当Fat 大于Fr 时，衔铁又被吸合，如此周而复始，从而使衔铁产生振动，发出噪声。
短路环把铁心中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的φ1和穿过短路环的φ2，且φ2滞后φ1，使合成吸力大于反作用力，从而消除了振动和噪声。
三相交流电磁铁不需要装设短路环。
原因是三相交流电流之间的相位相差120°，其电流不会出现同时为0的情况，从而使合成的电磁吸力始终大于反作用力。
电气控制与PLC应用技术习题答案
电气控制与PLC应用技术习题答案第二章、继电-接触控制电路的基本环节2-11、指出图2-29所示的Y-Δ减压启动控制电路中的错误，并画出正确的电路。
2-12：试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。
2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。
2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求M1先起动，在M1起动15S后才可以起动M2；停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。
2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求即可实现M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的同时停止。
试画出其电气原理图。
2-15、三台电动机MAl、MA2，MA3，要求按起动按钮SB1时，按以下顺序起动：MA l→MA2→MA3。
当停止时，按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA3→MA2→MA1。
起动和停止的时间间隔均为10S。
试画出其电气原理图。
2、题目分解：该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。
有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2，另外要用四个时间继电器KF1、KF2、KF3和KF4。
其定时值依次为T1、T2、T3和T4。
工作顺序如图2-34所示。
图2–34、三台电动机工作顺序3、解题分析1〕、从图2-34中可以看出：MA l的启动信号为SF1，停止信号为KF4计时到；MA2的启动信号为KF1计时到，停止信号为KF3计时到；MA3的启动信号为KF2计时到，停止信号为SF2。
在设计时，考虑到启/停信号要用短信号，所以要注意对定时器及时复位。
2〕、该电气控制系统的主电路如图2-35(a)所示。
图2 -35〔a〕三台电动机顺序启/停控制电路主电路3〕、该系统的电气控制线路原理图如图2-35(b)所示。
三台电动机顺序启/停控制电路图2-35(b)中的KF1，KF2线圈上方串联了接触器QA2和QA3的常闭触点，这是为了得到启动短信号而采取的措施；KF2、KF1线圈上的常闭触点KF3和KF4的作用是为了防止QA3和QA2断电后，KF2和KF1的线圈重新得电而采取的措施。
电气控制与PLC应用技术 (FX3U) 第4版习题答案第2章
第2章1．分析图2-38中各控制电路按正常操作时会出现什么现象？若不能正常工作加以改进。
答案：都不能正常工作 a) 起动按钮和自锁触点串联，不能起动。
b) 按下起动按钮，接触器线圈通电，其常闭触点断开，不能起动；若一直按下起动按钮，接触器反复吸合、断开。
c) 自锁触点把起动按钮和停止按钮一起短路，可以自锁，不能正常停机。
d) 自锁触点把停止按钮短路，只能点动。
e) 自锁触点错接成接触器的常闭触点，一合电源就通电运行，起动按钮不起作用。
f) 自锁触点把起动按钮和接触器的线圈一起短路，按下起动按钮电源短路。
g) 按下起动按钮，接触器线圈通电，其常开触点闭合，与停止按钮一起把电源短路。
h) 接触器的常开触点和常闭触点串联，自锁支路不起作用，只能点动。
全部改正电路为：2．试设计可从两地对一台电动机实现连续运行和点动控制的电路。
答案：从两地对一台电动机实现连续运行和点动控制，需要6个按钮，分别为甲地停止按钮SB1、起动按钮SB2和点动按钮SB3，乙地停止按钮SB4、起动按钮SB5和点动按钮SB6，控制电路如下图。
123321DCB A TNS AD 1F FS B 1S B S B S B S B S B S B S B 2S B S B S B S B S B S B K M K M K M K K K S S K M K M K K M K M K M K M K M K M K K a) b) c) d) e) f) g) h) 图2-37 习题2.1图1221DCBA AB M1M2S Q1S Q2S Q3S Q41234图2-38 习题2.4图4．如图2-38所示，要求按下起动按钮后能依次完成下列动作：(1) 运动部件A 从1到2；(2) 接着B 从3到4；(3) 接着A 从2回到1；(4) 接着B 从4回到3；试画出电气控制线路图。
答案：电气控制原理图如图所示，图中原始位置是：A 停在1位置SQ1被压下，B 停在3位置SQ4被压下，工作原理如下。
电气控制与PLC教案
电气控制与PLC教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和功能1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、熔断器等低压电器的原理和应用分析各种低压电器的符号和功能1.3 电气控制线路设计讲解电气控制线路的设计原则和方法分析典型电气控制线路的实例和应用第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、发展历程和应用领域解释PLC的组成和基本工作原理2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点讲解梯形图、指令表、功能块图等编程语言的语法和应用2.3 PLC的安装与维护介绍PLC的安装要求和方法讲解PLC的维护保养措施和安全操作注意事项第三章：PLC编程与应用实例3.1 基本逻辑控制编程讲解PLC的基本逻辑控制功能，如启动、停止、互锁、互斥等分析典型逻辑控制编程实例3.2 定时与计数控制编程讲解PLC的定时与计数功能及其应用分析定时与计数控制编程实例3.3 数据处理与传输编程讲解PLC的数据处理与传输功能，如数据存储、数据运算、数据转换等分析数据处理与传输编程实例第四章：电气控制系统的设计与应用4.1 电气控制系统设计的一般步骤介绍电气控制系统设计的一般步骤和方法讲解设计过程中的注意事项和技术要求4.2 电气控制系统的应用实例分析典型电气控制系统的应用实例，如机床、电梯、自动化生产线等讲解电气控制系统在不同领域的应用特点和技术要求4.3 PLC在电气控制系统中的应用实例分析PLC在电气控制系统中的应用实例讲解PLC在电气控制系统中的应用优势和注意事项第五章：电气控制与PLC的故障诊断与维修5.1 电气控制系统的故障诊断与维修介绍电气控制系统的故障类型和诊断方法讲解电气控制系统的维修措施和注意事项5.2 PLC系统的故障诊断与维修介绍PLC系统的故障类型和诊断方法讲解PLC系统的维修措施和注意事项5.3 电气控制与PLC故障诊断与维修实例分析电气控制与PLC故障诊断与维修的实例讲解故障排除的方法和技巧第六章：PLC通讯与网络技术6.1 PLC通讯基础介绍PLC通讯的基本概念、分类和标准讲解串行通讯和并行通讯的原理及其应用6.2 PLC网络技术介绍PLC网络的基本概念、分类和结构讲解工业以太网、工业现场总线等PLC网络技术的原理和应用6.3 PLC通讯与网络实例分析PLC通讯与网络的实例，如远程I/O、Modbus、Profibus等讲解PLC通讯与网络在工业自动化中的应用和优势第七章：人机界面（HMI）与PLC应用7.1 HMI概述介绍HMI的定义、功能和分类讲解HMI与PLC的连接方式及其应用领域7.2 HMI界面设计介绍HMI界面设计的原则和方法讲解文本、图形、动画等HMI界面元素的设计和应用7.3 HMI与PLC应用实例分析HMI与PLC在工业自动化中的应用实例，如生产线监控、电梯控制等讲解HMI与PLC协同工作的原理和优势第八章：电气控制与PLC在工业自动化中的应用8.1 自动化生产线控制系统介绍自动化生产线的组成、工作原理及其分类讲解电气控制与PLC在自动化生产线中的应用实例8.2 控制系统介绍的组成、分类和工作原理讲解电气控制与PLC在控制系统中的应用实例8.3 电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用分析电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用实例，如楼宇自动化、环保设备等讲解电气控制与PLC在工业自动化中的重要作用和前景第九章：电气控制与PLC项目的实施与验收9.1 项目实施流程介绍电气控制与PLC项目实施的基本流程讲解项目实施过程中的注意事项和技术要求9.2 项目调试与优化讲解电气控制与PLC项目的调试方法与技巧介绍项目调试过程中的优化措施和评估方法9.3 项目验收与维护讲解电气控制与PLC项目的验收标准与流程介绍项目维护保养措施和安全操作注意事项第十章：电气控制与PLC技术的发展趋势10.1 新型PLC技术介绍新型PLC技术的特点和应用领域分析新型PLC技术的发展趋势及其对工业自动化领域的影响10.2 电气控制与PLC技术的融合与发展讲解电气控制与PLC技术在工业自动化领域的融合趋势分析电气控制与PLC技术在智能制造、物联网等领域的应用前景10.3 电气控制与PLC技术在新能源领域的应用介绍电气控制与PLC技术在新能源领域的应用实例，如风力发电、太阳能发电等讲解电气控制与PLC技术在新能源领域的作用和前景重点和难点解析一、电气控制基础中的低压电器符号和功能分析。
电气控制与PLC(王永华编)
第二章电气控制线路基础2.1 电气控制线路图形、文字符号及绘制原则：P37~43 2.2 三相笼式异步电动机的基本控制线路一．全压启动控制线路1．原理2．保护：短路、过载、欠压和失压保护。
3．自锁二．点动控制线路三．多点控制线路四．正反转控制线路互锁五．顺序控制线路六．自动循环控制线路限位开关：SQ1、SQ2 限位保护：SQ3、SQ42.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路较大容量的笼型异步电动机（大于10KW）直接启动时，电流为其标称额定电流的4~5倍，会对电网产生巨大冲击，所以一般都采用降压启动（启动时降压，运行时全压）。
一．Y－△降压启动启动时为Y正常运行时为△二．自耦变压器降压启动三．软启动：P51~562.4 三相异步电动机制动控制线路制动控制方法分：机械制动：用机械装臵强迫电动机迅速停车电气制动：给电动机加一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机迅速下降。
一．反接制动控制1．单向运行反接制动2．可逆运行反接制动二．能耗制动控制1．电动机单向运行能耗制动2．电动机可逆运行能耗制动2.5 三相笼型异步电动机调速控制一．调速方法p s f s n n o )1(60)1(1-=-=三种：变极对数p 的变极调速、变转差率s 的降压调速和变电动机供电电源频率f 1的变频调速。
二．变极调速控制线路 变极电动机一般有双速、三速、四速之分，双速电动机装有一套绕组，而三速、四速则为两套绕组。
三．变极调速：控制最复杂，性能最好。
P63~67 2.6 电气控制线路的简单设计法一．简单设计法介绍：68~71二．设计举例2.7 典型生产机械电气控制线路分析一．电气控制线路分析的内容与要求1．内容：电气说明书、电气控制原理图2．分析方法：主电路→控制电路→总体检查二．常用机床电气控制1．C650卧式车床电气控制线路分析①机床的主要结构和运动形式②电气控制线路分析：P762．M7475型平面磨床电气控制线路例：一台4级带送机，由4台笼型电动机拖动，要求按以下设计控制电路。
郭艳萍电气控制与PLC教案
郭艳萍电气控制与PLC教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制系统概述1.1.1 电气控制系统的组成与分类1.1.2 电气控制系统的应用领域1.2 低压电器1.2.1 开关与保护电器1.2.2 接触器与继电器1.2.3 变频器与软启动器1.3 电气控制电路1.3.1 基本控制电路1.3.2 电动机控制电路1.3.3 电气控制线路的设计与调试第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述2.1.1 PLC的定义与功能2.1.2 PLC的组成与工作原理2.1.3 PLC的分类与性能指标2.2 PLC编程语言2.2.1 指令系统2.2.2 程序组织与编程方法2.2.3 编程软件的使用2.3 PLC的硬件系统2.3.1 PLC的模块组成2.3.2 PLC的输入/输出接口2.3.3 PLC的电源模块与扩展模块第三章：PLC控制系统设计与应用3.1 PLC控制系统设计步骤3.1.1 需求分析3.1.2 PLC选型与I/O配置3.1.3 程序设计与调试3.2 PLC在电气控制中的应用案例3.2.1 案例一：三相异步电动机的控制3.2.2 案例二：复杂的电气控制线路改造3.2.3 案例三：自动化生产线的控制3.3 PLC的通信与网络3.3.1 PLC的通信方式与协议3.3.2 PLC网络结构与设备3.3.3 PLC在工业现场的应用案例第四章：PLC编程技术提升4.1 功能指令及其应用4.1.1 常用功能指令介绍4.1.2 功能指令的应用实例4.2 顺序控制与状态控制4.2.1 顺序控制程序设计4.2.2 状态控制程序设计4.3 高级编程技术4.3.1 批量生产与流水线控制4.3.2 PLC与人机界面（HMI）的编程与集成4.3.3 PLC与上位机的数据交换与控制第五章：电气控制与PLC课程实践项目5.1 实践项目一：简单电气控制电路的设计与搭建5.1.1 项目目标5.1.2 项目步骤与要求5.1.3 项目评价5.2 实践项目二：PLC控制的三相异步电动机启停系统5.2.1 项目目标5.2.2 项目步骤与要求5.2.3 项目评价5.3 实践项目三：PLC控制的自动化生产线模型5.3.1 项目目标5.3.2 项目步骤与要求5.3.3 项目评价5.4 实践项目四：PLC与HMI集成控制系统设计5.4.1 项目目标5.4.2 项目步骤与要求5.4.3 项目评价5.5 实践项目五：电气控制与PLC技术应用综合训练5.5.1 项目目标5.5.2 项目步骤与要求5.5.3 项目评价第六章：PLC在工业自动化中的应用案例分析6.1 案例分析一：自动化装配线控制系统设计6.1.1 项目背景及需求分析6.1.2 PLC选型与I/O配置6.1.3 控制程序设计及调试6.2 案例分析二：注塑机控制系统设计6.2.1 项目背景及需求分析6.2.2 PLC选型与I/O配置6.2.3 控制程序设计及调试6.3 案例分析三：锅炉自动控制系统设计6.3.1 项目背景及需求分析6.3.2 PLC选型与I/O配置6.3.3 控制程序设计及调试第七章：PLC在特殊环境中的应用7.1 防爆型PLC及其应用7.1.1 防爆型PLC的原理与结构7.1.2 防爆型PLC在危险环境中的应用案例7.2 耐高温型PLC及其应用7.2.1 耐高温型PLC的原理与结构7.2.2 耐高温型PLC在高温环境中的应用案例7.3 防水型PLC及其应用7.3.1 防水型PLC的原理与结构7.3.2 防水型PLC在潮湿环境中的应用案例第八章：PLC的故障诊断与维护8.1 PLC故障诊断的基本方法8.1.1 观察法8.1.2 信号检测法8.1.3 程序诊断法8.2 PLC故障诊断的常用工具8.2.1 逻辑测试仪8.2.2 编程器8.2.3 仿真器8.3 PLC的维护与保养8.3.1 PLC的日常维护8.3.2 PLC的定期保养8.3.3 PLC故障预防策略第九章：PLC技术在现代工业领域的拓展应用9.1 PLC在工业中的应用9.1.1 工业的基本组成与工作原理9.1.2 PLC在工业控制中的应用案例9.2 PLC在数控机床中的应用9.2.1 数控机床的基本组成与工作原理9.2.2 PLC在数控机床控制中的应用案例9.3 PLC在新能源领域的应用9.3.1 新能源领域的基本概况9.3.2 PLC在新能领域中的应用案例第十章：电气控制与PLC技术的未来发展趋势10.1 工业4.0与PLC技术10.1.1 工业4.0的基本概念10.1.2 PLC技术在工业4.0中的作用10.2 PLC与物联网技术的融合10.2.1 物联网的基本概念10.2.2 PLC在物联网中的应用案例10.3 智能PLC及其发展趋势10.3.1 智能PLC的基本概念10.3.2 智能PLC的发展趋势与挑战重点和难点解析一、电气控制基础中的1.3节电气控制电路设计与调试：此环节涉及到电气控制线路的实际设计与调试，是理解和应用电气控制理论的关键。
(完整版)【电气控制与PLC】课后习题及答案解析
第一章参考答案1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？答:（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中,起通断、保护、控制或调节作用的电器。
（2）低压电器的分类方法很多,按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。
2．什么是额定电流?什么是约定发热电流？两者有什么区别？答：（1) 额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。
（2）约定发热电流:在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。
额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。
3．我国的低压电器经历了哪几代？答:我国的低压电器产品大致可分为如下四代。
第一代产品：20世纪60年代至70年代初；第二代产品：20世纪70年代末至80年代；第三代产品：20世纪90年代；第四代产品：20世纪90年代末至今。
4．低压电器的发展趋势是什么？答:（1)智能化（2）电子化(3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高5．防止触电有哪些措施？答:（1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距.(2）防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压（4) 使用漏电保护装置(5）合理使用防护用具(6）加强安全用电管理6．接地有哪些种类？保护接地有哪些形式?答：按照接地的目的可将接地分为如下几类：①工作接地。
②保护接地，也称安全接地。
③过电压保护接地。
④防静电接地.7．保护接地要注意哪些问题?工作接地要注意哪些问题？答：保护接地要注意的问题：①电气设备都应有专门的保护导线接线端子（保护接线端子),并用‘’符号标记，也可用黄绿色标记。
不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子.②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上，接地排要接入大地，接地电阻要小于4。
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优点是电路图较直观形象，装置结构简单，价格便宜， 抗干扰能力强，运行可靠，可以方便地实现简单和复杂、 集中和远距离生产过程的自动控制。 • 缺点主要有由于采用固定接线形式，通用性和灵活性较 差；由于采用有触点的开关电器，触点易发生故障。
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第一节 电气控制线路的绘制
• （一）刀开关全压启动控制
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工作过程：合上刀开关QK，电动机M接通电源全压 启动运行。打开刀开关QK，电动机M断电停止运行。这种 控制线路适用于小容量，启动不频繁的笼型电动机，如小 型台钻、冷却泵、砂轮机。熔断器在线路中起短路保护作 用。 （二）接触器全压启动控制 （1）点动控制 点动控制线路如图2-4所示。主电路由刀开关QK、熔 断器FU、交流接触器KM的主触点和电动机M组成；控制 电路由启动按钮SB和交流接触器KM的线圈组成。 工作过程：
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（二）转子绕组串接频敏变阻器启动控制
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第三节三相异步电动机的正反转控制
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第四节三相异步电动机的调速控制
• 异步电动机调速常用来改善机床的调速性能和简化 机械变速装置。根据三相异步电动机的转速公式
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三相异步电动机的调速方法有：改变电动机定子 绕组的磁极对数p；改变转差率s；改变电源频率f1。 改变转差率调速，又可分为：绕线转子电动机在转子 电路串电阻调速；绕线转子电动机串级调速；异步电 动机交流调压调速；电磁离合器调速。改变电源频率 f1调速，即变频调速。变频调速就是通过改变电动机 定子绕组供电的频率来达到调速的目的。当前电气调 速的主流是使用变频器。
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双速电动机调速控制线路
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二、绕线转子电动机串电阻的调速控制
• 采用凸轮控制器控制的电动机正反转和调速的线路。
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第五节三相异步电动机的制动控制
• 三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转， 由于惯性的关系总要经过一段时间，这往往不能满 足某些生产机械工艺的要求。在实际生产中，为了 实现快速、准确停车，缩短时间，提高生产效率， 对要求停转的电动机强迫其迅速停车，必须采取制 动措施。 • 三相异步电动机的制动方法有机械制动和电气制 动两种。 • 机械制动是利用机械装置使电动机迅速停转。常 用的机械装置是电磁抱闸，抱闸装置由制动电磁铁 和闸瓦制动器构成，分通电制动和断电制动。制动 时，将制动电磁铁的线圈接通或断开电源，通过机 械抱闸制动电动机。 • 电气制动有反接制动、能耗制动、发电制动和电容 制动等。
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• 二、电气原理图 • 为了便于阅读与分析控制线路，根据简单清晰易懂的 原则，采用电器元件展开的形式绘制而成。
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1. 电气原理图的绘制原则
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（1）电气原理图分主电路和辅助电路两个部分。主电 路就是从电源到电动机，强电流通过的电路。辅助电路包 括控制回路、信号电路、保护电路和照明电路。 （2）电气原理图中，各电器元件不画实际的外形图， 而采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。 （3）在电气原理图中，同一电器的不同部分（如线圈、 触点）分散在图中，为了表示同一电器，要在电器的不同 部分使用同一文字符号来标明。对于几个同类电器，在表 示名称的文字符号后或下标加上一个数字符号，以示区别。 （4）所有电器的可动部分均以自然状态画出。所谓自 然状态是指各种电器在没有通电和没有外力作用时的初始 开闭状态。 （5）在电气原理图中，无论是主电路还是辅助电路， 各电气元件一般按动作顺序从上而下，从左到右依次排列， 可水平布置或垂直布置。 （6）电气原理图上应尽可能减少线条和避免线条交叉。 有直接电联系的交叉导线连接点，要用黑色圆点表示。
电气控制线路是由许多电器元件按一定要求 连接而成的。为了表达生产机械电气控制线路 的结构、原理等设计意图，同时也便于进行电 器元件的安装、调整、使用和维修，需要将电 气控制线路中各电器元件及其联接用规定的图 形表达出来，这种图就是电气控制线路图。 电气控制线路图有三种：电气原理图、电气 元件布置图、电气安装接线图。各种图纸有其 不同的用途和规定的画法，下面分别介绍。
三、三相异步电动机电容制动
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第六节 其他典型控制环节
• 一、多地点控制
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二、多台电动机先后顺序工作的控制
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三、自动循环控制
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第七节电气控制线路的设计方法
• 电气控制线路的设计方法通常有两种：一般设计法和 逻辑设计法。 • 一、一般设计法 • 一般设计法是根据生产工艺的控制要求，利用各种典 型的控制环节，直接设计控制线路。这种设计方法要求设 计人员必须掌握和熟悉大量的典型控制线路，以及各种典 型线路的控制环节，同时具有丰富的设计经验，由于这种 设计方法主要是靠经验进行设计，因此又称经验设计法。 • 经验设计法的特点：是没有固定的设计模式，灵活性 很大，对于具有一定工作经验的设计人员来说，容易掌握， 因此在电气设计中被普遍采用。但用经验设计方法初步设 计出来的控制线路可能有多种，也可能有一些不完善的地 方，需要多次反复的修改、试验，才能使线路符合设计要 求。即使这样，设计出来的线路可能不是最简，所用的电 器及触点不一定最少，所以得出的方案不一定是最佳的。
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（一）保护控制线路工作的安全和可靠性
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1. 线圈的连接。在交流控制线路中，不能串联 接入两个电器线圈，
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2. 电器触点的连接 • 同一电器的常开触点和常闭触点位置靠的很近， 不能分别接在电源制电路
三相笼型异步电动机全压启动控制线路简单、经济、 操作方便。但对于容量较大的笼型异步电动机（大于10KW） 来说，由于启动电流大，会引起较大的电网压降，所以一 般采用减压启动的方法，以限制启动电流。 减压启动方法有：定子绕组串电阻（或电抗器）、自 耦变压器、Y-Δ减压启动。延边三角形减压启动等。 （一）定子绕组串电阻 降压启动控制
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电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点的从属关 系由附图表示。即在原理图中相应线圈的下方，给出触点 的文字符号，并在其下面注明相应触点的索引代号，对未 使用的触点用“х”表示，有时也可采用上述省去触点的表 示方法。在图2-1中，KM线圈及K线圈下方的
• • 三、电器元件布置图 • 电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电器 元件的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造、安装、 维修提供必要的资料。以机床的电器元件布置图为例， 8 2014年12月4日4时21分
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一、三相异步电动机的变级调速控制
• 三相笼型电动机采用改变磁极对数调速， 改变定子极数时，转子极数也同时改变，笼型 转子本身没有固定的极数，它的极数随定子极 数而定。 改变定子绕组极对数的方法有： （1）装一套定子绕组，改变它的连接方式就得 到不同的极对数； （2）定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组； （3）定子槽里装两套极对数不一样的独立绕组， 而每套绕组本身又可以改变其连接方式，得到 不同的极对数。
四、电气安装接线图
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电气安装接线图是按照电器元件的实际位置和实际接 线绘制的，根据电器元件布置最合理。连接导线最经济等原 则来设计的。
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• 第二节 三相笼型异步电动机启动控制线路
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三相笼型异步电动机有全压启动和降压启动两种方式，本节先介 绍全压启动的控制线路。
一、三相笼型异步电动机全压启动的控制线路
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一、电气控制线路常用的图形、文字符号
电气控制线路图是工程技术的通用语言，为了 便于交流与沟通，在绘制电气线路图时，电气元件 的图形、文字符号必须符合国家标准。 GB4728-1984《电气图用图形符号》 GB6988-1987《电气制图》 GB7159-1987《电气技术中的文字符号制定通 则》。规定从1990年1月1日起，电气控制线路中的 图形和文字符号必须符合最新的国家标准。表2-1至 表2-3列出了3部分常用的电气图形符号和基本文字 符号，实际使用时如需要更详细的资料，可查阅有 关国家标准。
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启动：先合上刀开关QK，，按下启动按钮SB，接触 器KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机M通电全压启动 运行。 • 停机：松开启动按钮SB，KM线圈断电，KM主触点 11 2014年12月4日4时21分 断开，电动机M停转。
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（2）连续控制 图2-5是一个常用的最简单、最基本的电动机连续运 行控制线路，亦称长动控制线路。主电路由刀开关QK、熔 断器FU、接触器KM的主触点、热继电器FR的发热元件和电 动机M组成。控制电路由停止按钮SB1、启动按钮SB2、接 触器KM的常开辅助触点和线圈、热继电器FR的常闭触点组 成。 • 工作过程： • 启动：合QK，按SB2，KM线圈通电，KM主触点闭合电动 机接通电源启动运行，同时KM辅助触点闭合，松开SB2， 自锁或自保。 • 在连续控制中，当松开SB2后，KM的辅助常开触点闭合仍 继续保持通电，从而保证电动机的连续运行，这种依靠接 触器自身辅助常开触点而使线圈保持通电的控制方式，称 为自锁或自保。起自锁或自保的触点称为自锁或自保触点。