導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電氣控制設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.體育場照明的重要性

對于一座現代化的體育場，不但要求建筑外形美觀大方、各種體育設備齊全完善，而且要求有良好的照明環境，即要求有合適、均勻的照度和亮度、理想的光色，有立體感及無眩光等。除保證滿足觀眾良好的視看效果外，還必須保證裁判員、運動員和比賽項目所需的照明要求以及應保證有良好的電視轉播效果。

照明是依靠光線的功能，保證燈光作用于運動員、裁判員、觀眾的眼睛、產生視覺，才能看見體育場地上的一切，如場地環境的明暗、物體建筑、器具及服裝等表面的顏色、觀看目標的形狀和大小、深度、立體感及運動員運動時的狀態和體育場的氣氛等等。所以，良好的照明在現代體育場中占有重要地位。

一般，在一個體育場的照明設計中，應考慮以下三方面的因素：

1滿足運動比賽時運動員的視覺要求，并且使燈光對比賽的客觀影響降到最低程度。

2滿足觀眾的視覺要求，使燈光對觀看比賽時所引起的不適感覺降低到最低程度。

3滿足彩電轉播的照明要求，盡可能提高轉播質量。

總之，照明與運動項目的比賽要求密切相關，與觀眾視看效果密切相關，沒有良好照明設施的體育場是不完整的體育場，必將嚴重影響它的使用功能。

2.體育場照明設計標準

為了得到良好的照明設計方案，合理利用光線的分布來滿足運動員、觀眾、裁判員視覺以及良好的電視轉播效果的要求，必需先確定照明標準，包括照度標準和照明質量標準。照明質量標準，其中包括眩光、光源色溫有顯色性要求，光的方向性、節能要求等。

2.1照度標準

根據國際體聯第83號推薦照度要求及《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9條中的規定，提出以下照度標準推薦值見表1。幾點說明：

1根據《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9－1條中規定：足球場比賽照度標準值：當觀看距離為120m時，為150～200～300lx；觀看距離為160m時，為200～300～500lx；觀看距離為200m時，為300～500～750lx.觀看距離指觀眾席最后一排到場地邊線的距離。

2根據《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第2.2.9－2條中規定：電視轉播需要的垂直照度：最大拍攝距離分為三組，①對于足球項目而言，最在拍攝距離為25m時平均垂直照度應為750lx；最大拍攝距離為75m時平均垂直照度應為1000lx；最大拍攝距離為150m時平均垂直照度為1500lx；②對于田徑項目而言，最大拍攝距離為25m時平均垂直照度應為500lx；最大拍攝距離為75m平均垂直照度應為750lx；最大拍攝距離為150m時平均垂直照度為1000lx.上述每個垂直照度用于一個給定的運動等級和給定的最在拍攝距離相對于1.0m垂直面的值，各照度值的中間值用于其它拍攝距離。

3上述照度指體育場的最終平均照度，設計時選取的初始照度必須計入維護系數，一般可采用0.7～0.8的數值。

4水平照度的均勻度：照度均勻度一般用最小照度與最大照度之比表示，也可用最小照度與平均照度之比表示，最小照度與最大照度的比值應大于0.5.

5垂直照度的均勻度：最小照度與最大照度的比值應大于0.4，才能滿足主電視攝像的要求。

2.2照明質量標準

1眩光

體育照明的關鍵除提供足夠的水平和垂直照度以外，還需要減少眩光，從而達到亮而無眩光的效果。眩光是影響照明質量的最重要因素之一。根據CIENO.83出版物“彩電系統的體育場地照明”，場內最大眩光指數GRmax應小于50.眩光額定值GR愈小，眩光限制愈好，眩光額定值為50時。眩光額定值GR由下列公式算出：

GR=27＋24LgLvl/Lve0.9

1式中，Lvl是燈具產生的光幕亮度，Lve是環境產生的光幕亮度。一般在計算照度時，應計算不同方向的眩光額定值GR，在GR<50時，即可行。眩光的限制除了合理確定燈具的選型，安裝高度和排列方式外，還可以采取提高賽場背景照度的方法。

2光源色溫及顯色性要求

為達到良好的彩電轉播效果，體育場的照明質量不但與照度有關，而且與照明光源的色溫及顯色性有緊密關系。我國《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90中第3.3.2條中規定：彩電轉播用一般光源顯色指數Ra不應小于65.依據CIENO.83號出版物及國際足聯的要求，光源相關色溫Tc大于5000K和光源顯色指數Ra大于等于80，以達到最佳的現場照明效果及彩電轉播效果。

3光的方向性

燈具的俯角不僅影響垂直照度，同時也對運動員、觀眾和裁判有可能產生較大眩光影響。對地體育場照明設計，應選擇好燈具的瞄準方向。另外，主攝像機與另一側過來的光線之比例應控制在一定范圍內，而照明的最重點是在足球場的中央及設置。

4節能要求

照明節能重在采用合理的照明方案和高效的照明裝置，降低線路損耗及良好的照明控制。體育建筑屬照明用電較大的建筑項目，從節能意義上講，僅比較初始投資費用，而不以最低運行成本為基礎選擇得出的照明設計不是合理的設計，應根據具體情況，將初始投資及運行成本綜合加以考慮。

應選擇高效率的光源和燈具，采用能耗較低的鎮流器等附件，并加補償電容，提高系統的功率因數。照明設計應有多種開燈模式及對應的控制方案。可以通過調節燈具數量，為不同需要的比賽和活動提供合適的照明，控制方案要簡單、實用，并具有較強的靈活性。

3.體育場照明設計的計算

體育場照明設計的照度計算通常有三種方法：一是單位面積容量估算法；二是平均照度計算法，用以計算被照面上的平均照度；三是逐點計算法，可以精確的計算出某一點的照度。

1單位面積容量估算法基本公式：

N=P×A/PL2

式中：N—泛光燈燈數；PL—每臺泛光燈功率W；P—單位面積功率W/m2；A—被照面積m2。

m=1/η×η1×U×U1×K3

式中：m—簡化系數；η—燈具效率；η1—光源效率，1m/W；U—利用系數；U1—照度均勻度；K—燈具維護系數，一般取0.7～0.8.

為簡化計算，按照η=0.6、U=0.75、U1=0.7、K=0.7給出不同光源的m值見表2.

P=m×E4

式中E為最小照度，lx.

2平均照度計算法，運用以下公式可以計算出燈具的數量。

N=E×A/η×F×K5

式中：N—燈具的數量個；E—表面平均照度lx，由表1查得：A—被照面面積m2；η—燈具的效率；F—光通量1m；K—維護系數，取0.7～0.8.以上兩種照度計算法應用較普遍，主要用于照度的估算，比較適合方案和初步設計階段。

3點光源逐點計算法

采用計算機軟件進行逐點計算。泛光燈的尺寸與其照射的距離相比要小的多，因此泛光燈可被當作點光源，一盞燈具照度計算的數學模型如公式6所示。

EΦcosα±D/h×sinαEh=ΨEh

6式中，Eh：一盞燈照射到垂直立面上產生的平均照度lx，Eh用公式7計算：

Eh=Iθ×cosθ/R27

Iθ—θ角照射方向的光強cd；R—光源至被照面間的距離m；h—光源至垂直立面的垂直計算距離m；D—R在垂直立面上的投影m；α—斜面與水平面的夾角，單位為度；θ—燈具光束中心與水平面的夾角，單位為度；Ψ—系數，Ψ=cosα±D/h×sinα。

4.體育場照明燈具分類與布置方式

4.1照明燈具分類

體育場照明燈具按其光束形狀可分為A、B、C三類，如表3所示。

在照明設計中，應根據具體情況選擇合適的燈具。通常對于側面布燈方式，采用光束為扇形B或C型泛光燈的利用系數要高于圓柱對稱光束A型泛光燈。對于四塔布燈方式，采用圓柱對稱光束A型泛光燈的利用系數要高于扇形B或C型泛光燈。

4.2燈具的布置方式

為有效地利用光源的光通量，還應根據投射距離選擇泛光燈光束角的大小。按光束角的大小可分為7類，如表4所示。

1四塔式布燈

①四角燈塔位置應選在球門中線民地底線成15°角、半場中心線與邊線成5°角的兩線相交后延長線所夾得空間范圍，并宜將燈塔設置在場地的對角線上。將泛光燈安裝在4個高塔上，這種布置型式適用于沒有挑棚的體育場，其照明利用率較低；而且要解決好燈具的維護檢修問題。

②燈塔的高度應使最低一排泛光燈至場地中心與場地水平地面的夾角在20°～30°，超過這一范圍，不僅使燈塔的造價大大提高，同時也會降低垂直照度與水平照度的比例，影響物體造型的立體感和降低識別運動物體的速度。

燈塔最低一排泛光燈至場地水平面的垂直高度可由式8確定：

H≥L×tan25°或H≥0.4663L

8式中：H—燈塔最低一排泛光燈至場地水平面的垂直高度m；L—場地中心點至燈塔座的水平距離m。

上式中的L與H關系還可以采用下列比值確定：與場地水平面夾角為25°時，LH=2.1451；與場地水平面夾角為20°時，LH=2.7471

③燈塔頂部應裝置防雷接地設施，接地電阻不大于10Ω。燈塔頂部應設置紅色高度標志燈，且不少于2臺。燈塔上安裝的接線端子箱、敷設的電纜及線醴均由燈塔廠配套提供。

④燈塔設置位置及塔上最低一排泛光燈投射角度及高度應滿足以下要求：α>5°，β>15°，20°<γ<30°，45°<θ<70°

2混合式布燈

①將燈帶式與燈塔式有機地組合在一起的布燈方法。一般大型綜合性體育場解決照明技術效果比較好的一種布燈型式。

②混合布置，燈塔的投射角和方位布置可以適當靈活處理，光帶的長度可以適當縮短，光帶的高度也可適當降低。

5.體育場照明供電設計

1體育場的照明供電，一般由低壓配電室引來兩路電源供給，互為備用，手動與自動投切，平時兩路電源各帶50％左右的負荷，且均勻分布，以便任何一路斷電，熄滅了的燈光尚未點燃時，場地內仍能保持均勻的照度分布，使一般性比賽仍可進行。另外，由于氣體放電燈的啟動時間約為4～8min，再啟動時間約為10～15min，因此，即使采用兩種電源自投，也無法使熄滅了的燈光立即點燃，故對有人值班的控制室，可采用兩種電源手動互投的切換方式。對無人值班的控制室則應采用兩路電源自投不自復的切換方式，保證比賽的正常進行，延長光源的使用壽命。

①此種供電方式可不再另外考慮場地的應急照明，而且當電源轉換時仍能基本保證比賽的正常進行。

②配電系統設計相對較為復雜，造價亦相應較高。

③采用四塔式照明時，將電源柜放在燈塔底部內側，電源線沿燈塔內壁敷設，燈具的鎮流器箱放在塔的頂部，這種配電方式較為合理。

④采用光帶式照明時，將電源直接送到挑棚馬道上的配電柜臺，配電的分支線路可以采用沿馬道旋轉的金屬線槽敷設方式。

2比賽燈的開關，主要靠交流接觸器或無觸點的晶閘管可控硅實現。用交流接觸器控制，簡單可靠，也較經濟；用晶閘管控制，技術先進，但價格較貴。為了便于維護和燈光方案的變化，宜采用單燈單控，也可一個開關控制2～3個燈，以不超過3個燈為宜。

3氣體放電燈點燃時，沖擊電流很大，開啟燈光時，單燈宜間隔0.5s；組控時，宜間隔10～30s.另外，氣體放電燈的頻閃效應對照明質量的影響很大。由交流電源供電的氣體放電燈有二倍于電源頻率的周期性頻閃。頻閃會使迅速運動的物體，出現幻影，這種效應對于攝像，尤其是慢動作攝像影響很大，放映時，會顯示出一種令人難以忍受的閃動，頻閃還會造成視覺疲勞。通常用光通量的波動深度Fbd來衡量。

Fbd=Fmax－Fmin/2Fav×100％

9式中：Fmax—光通量的最大值；Fmin—光通量的最小值；Fav—光通量的平均值。只要將波動深動降至25％以下，人的視覺對頻閃將不產生疲勞效應。這可通過改變配電方式來實現。例如：將相鄰的氣體放電燈接在不同相位的電源上；在方案設計時，還可考慮氫不同相位的氣體放電燈所發出的光通量相到重疊等。總之，在大量使用氣體放電燈的體育場照明設計中必須考慮頻閃對照明質量的影響。

6.體育場照明控制

體育場及觀眾席照明控制主要形式為在專設的燈光控制室采用計算機控制臺集中控制。計算機控制臺為人機對話形式，設有燈位布置模擬盤、燈光單控、組控開關等，燈光單控開關的布置應與燈位布置模擬盤相對應。可以自動控制，也可以手動控制，計算機可以模擬現場開燈狀態，自動控制及檢測燈具是否正常工作，并反饋顯示故障燈組位置，可根據實際需要設置不同的控制方案，以滿足不同比賽內容及活動對照度的不同要求及同一體育項目不同比賽級別對照度的不同需要。預先確定若干種開燈方案，編程后存入計算機內，根據不同的需要調用相應的開類方案。

7.結束語

良好的體育場照明環境的實現，主要取決于正確地確定照明設計方案，同時依賴于使用性以面優異的照明設備的選取及照明電氣控制系統。這里所談的僅是一些粗淺的認識，有待于在今后的照明設計中深入探討，摸索出其內在的規律，使之進一步理論化、系統化，從而更有利于指導實踐工作。

以上是筆者對于體育場照明及電氣控制設計的一些粗淺認識，不當之處請讀者指正。

參考文獻

1.《民用建筑照明設計標準》GBJ133－90

2.《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16－92

3.日本照明學會編。《照明手冊》。中國建筑工業出版社。1995

4.李恭慰等。《體育建筑照明設計手冊》。原子能出版社。1993

篇2

二、設計的目的

11）掌握機械手動作流程。

2）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。

3）掌握PLC選擇與應用。

三、設計要求

兩條傳送帶分別由電動機驅動，機械手有液壓缸驅動上下左右旋轉兩個方向運動，液壓系統是1000W電機。設計要求

1）機械手由原位下降抓物上升右轉下降放物上升左旋原位結束。

2）用常用的電氣元件控制。

3）有工作狀態指示及照明。

4）有必要的電氣保護和聯鎖。

四、完成的任務

要求說明詳細，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規范，圖形清晰，符號標準，線條均勻。

（1）設計與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業設計說明書（8000以上）

1）設計題目

2）控制原理說明設計方案論證

3）主要器件選擇依據與計算

4）元件明細表

5）設計總結及改進意見

6）主要參考資料

五、 工廠電氣控制技術 機械工業出版社 主編 方承遠

工廠電氣控制設備 機械工業出版社 主編 許廖

機床電氣控制技術 機械工業出版社 主編 王炳實

可編程序控制器的應用技術 機械工業出版社 主編 王兆義

可編程序控制器的原理及程序設計 電子工業出版社 主編 崔亞軍

前言

由于可編程序控制器具有可靠性高、通用性強、程序設計簡單及便于安裝調試等優點，它在工業控制的各個領域發揮著越來越重要的作用。社會對可編程序控制器技術人員的需長也越來越迫切。

可編程控制器的機型較多，但其基本結構和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設計書以是用最廣泛的德國西門子可編程控制器為核心，主要介紹了可編程控制器的基礎知識、基本結構、指令系統、程序設計、控制系統以及可編程序控制器在邏輯控制系統的模擬量控制系統中的應用等知識。本設計書結合了大量的圖形，使設計一目了然。并給出了程序調試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細注釋及助記符語言等。

本設計書參考了眾多可編程序控制器教學用書，結合自己所掌握的知識，并由指導教師田林紅老師的指導下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導幫助。

由于本人水平有限，錯誤和不妥之處再所難免，敬請各位老師及各位讀者批評指正。

目 錄

前言...................................................（）

摘要...................................................（1）

一、電器控制技術的發展狀況.............................（3）

二、PLC的基本結構和工作原理...........................（3）

1、PLC的基本結構...................................（ ）

2、PLC的工作原理...................................（ ）

三、可編程控制器的特點及基本功能.......................（）

1、PLC的特點.......................................

2、PLC的基本功能...................................

四、PLC的應用領域和發展趨勢...........................（3）

五、PLC應用中應注意的若干問題.........................（4）

六、機械手移動工件的控制系統

1、機械手移動工件控制系統的基本機構................（5）

2、機械手移動工件的控制要求與工作流程..............（6）

3、操作面板布置....................................（6）

4、控制系統構成....................................（6）

七、梯形圖設計.........................................（6）

1、梯形圖的整體設計................................（6）

2、各部分梯形圖的設計..............................（8）

3、機械手的PLC控制梯形圖..........................（8）

4、程序語言............................... ........（8）

八、總結... ...........................................（26）

）

附錄...............................................

摘 要

在工業生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。機械手就在這樣誕生了,機械手是工業機器人系統中傳統的任務執行機構，是機器人的關鍵部件之一。機械手的機械結構采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機械器件組成；電氣方面有步進電機、驅動模塊、傳感器、開關電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術，位置控制技術、氣動技術、檢測技術等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅動橫軸、豎軸步進電機驅動器，控制機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關將位置信傳給PLC主機；直流電機拖動手爪和底盤旋轉，位置信號由旋轉碼盤和接近開關反饋給PLC主機；電磁閥控制氣開閥的開關來控制機械手手爪的張合，從而實現機械手精確運動的功能。本課題擬開發的物料搬運機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業區進行作業，并可根據工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數。

關鍵字：

可編程控制器PLC；

機械手；

脈沖；

步進電機驅動器；

步進電機；

直流電機；

傳感器；

限位開關；

電磁閥。

一、電氣控制技術的發展狀況

在現代工業中,為了實現各種生產工藝過程的要求,驅動生產機械的工作機構運動的電器機械裝置稱為電力動。在電力拖動中，電動機是生產機械的原動力。必須根據生產工藝的要求，通過各種控制電器，自動實現其啟動、制動、反轉及調速等控制，從而產生了電氣自動控制技術。

20世紀20—30年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動機的運行，這種制動系統稱為繼電器—接觸器控制系統。這類系統結構簡單、價格低廉、維護方便，因此被廣泛應用于各類機床和機械設備中。采用這種系統不但可以方便地實現生產過程自動化，而且還可以實現集中控制。目前，我國的大部分機床和其他機械設備仍舊采用繼電器—接觸器控制系統。由于該系統是固定接線形式，故在改變生產工藝時需要重新布線，控制的靈活性較差。另外，該系統采用有觸點元件控制，動作頻率低，觸點易損壞，系統的可靠性差。

20世紀40年代，世界上出現了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環反饋系統，它利用輸出量與給定量的偏差進行自動控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀60年代出現了晶體管—晶閘管控制，到了70年展成為集成電路—晶閘管控制。由晶閘管供電的直流調速系統和交流調速系統不僅調速性能大為改善，而且減少了機電設備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機—電動機系統。

在實際生產中，由于大量存在一些由開關量控制的簡單程序控制過程,而實際生產工藝和流程又是經常變化的,因此需要一種能靈活改變程序的次新型控制器.于是,在20世紀60年代出現了一種能夠根據生產需要方便的改變控制程序,而又比電子計算機結構簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制.它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現繼電器—接觸器控制線路功能的裝置,能滿足程序經常改變的控制要求,使控制系統具有較大的靈活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定的限制.隨著大規模集成電路和微處理技術的發展和應用,上述控制技術也發生了根本變化,在20世紀70年代出現了以微處理器為核心的、用軟件手段來實現各種控制控制功能的新型工業控制器—可編程序控制器(PLC).它不僅充分利用了微處理器的優點來滿足各種工業領域的實時控制要求,而且還照顧到了現場電氣操作維護人員的技能和習慣,摒棄了微機常用的計算機程序語言的表達形式,獨具風格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結構,使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學,更容易調試和查錯.它已經取代了繼電器—接觸器控制系統,被廣泛應用于大規模的生產過程控制中,具有通用性強、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護方便等優點,故目前世界各國已將它作為一種標準化通用設備普遍應用于工業控制中.

電氣控制技術是隨著科學的不斷發展、生產工藝的不斷提高兒訊發展的。在控制方法上，它手動控制到自動控制；在控制功能上，它是從簡單到復雜；在操縱上，它笨重到輕巧;在控制原理上,它從由單一的有觸點接線的繼電器—接觸器控制系統,到以微處理器為中心的軟件控制系統.隨著新的控制理論和新型電器及電子元件的出現,電氣控制技術還將不斷得到發展.

二、 PLC的基本結構和工作原理

1、 PLC的基本結構

PLC實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同。根據結構形式的不同，PLC的基本結構分為整體式和模塊式結構兩類。

1）.整體式結構的PLC

整體式結構的PLC由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組裝在一起組成。

2）.模塊式結構的PLC

模塊式結構的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應的模塊，應用時將這些模塊根據控制要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線相互聯系。

3）.PLC各組成部分介紹

（1）、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當于PLC的“大腦”。它通過系統總線與用戶存儲器、輸入/輸出、通信端口等單元相連。通過制造廠家預制在系統存儲器內部的系統程序完成各項任務。其主要功能是由編程器寫入控制程序和數據到存儲器、檢驗用戶程序、從存儲器上讀取和執行程序，還可以進行PLC內部故障的診斷等。

（2）、存儲器

根據存儲器存儲內容的不同，我們把存儲器分為系統程序存儲器、用戶程序存儲器和數據存儲器。

系統程序存儲器：用來存放系統軟件的存儲器。系統程序相當于計算機操作系統。是PLC廠家根據選用的CPU的指令來編寫的，并固化到ROM里，用戶不能修改其內容。

用戶程序存儲器：用來存放用戶根據控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲容量也不一樣。

數據存儲器：用以存放PLC運行中的各種數據的存儲器。因為運行中數據不斷變化，所以這種存儲器必須可讀寫。

（3）、輸入/輸出（I/O）單元

輸入/輸出（I/O）單元是PLC與此同時外部設備連接的紐帶。輸入單元接收現場設備向PLC提供的開頭量信號，經過處理后，變成CPU能夠識別的信號。輸出單元將CPU的信號經處理后來控制 外部設備的。

（4）、電源部分 （5）、通信端口

PLC的CPU模塊上至少有一個通信端口。通過這個通信端口PLC可以直接和編程器或上位機相連。

（6）編程器

幾乎每個PLC廠家都有自己的編程器。用戶通過編程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測程序的運行情況。在出現故障時，通過編程器可以很方便的找出錯誤。

（7）特殊功能單元

主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠程I/O模塊、通信模塊、高速計數模塊、中斷輸入模塊和PID調解模塊等。隨著PLC的進一步發展，特殊功能單元的應用也越來越多。

2、PLC的工作原理

PLC的工作原理與繼電器構成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行方式，即如果輸出或電，該線圈的觸點立即動作。而PLC則不同，它采用循環掃描技術，只是該線圈通電或斷電，并且必須當程序掃描到該線圈時，該線圈觸點才會動作。也可以說，繼電器控制裝置是根據輸入和邏輯控制結構就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執行程序、輸出3個階段才能完成控制過程。

PLC采用循環掃描技術可以分為3個階段：輸入階段（將外部輸入信號的狀態傳送到PLC）、執行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設備）。

1)、輸入階段

在這個階段中，PLC讀取輸入信號的狀態和數據，并把它們存入相應的輸入存儲單元。

2)、執行程序階段

在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執行指令。從相應的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態和數據，然后根據程序內部繼電器、定時器、計數器數據寄存器的狀態和數據進行邏輯運算，得到運算結果，并將這些結果存入相應的輸出存儲單元。這一階段執行完后，進入輸出階段。在這個程序執行中，輸入信號的狀態和數據保持不變。

、輸出階段

在這個階段中，PLC將相應的輸出存儲單元的運算結果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設備傳送輸出信號，開始控制外部設備。

三、 PLC的特點及基本功能

1、PLC的特點

1）、編程簡單，易于掌握，PLC的設計者充分考慮到現場技術人員的技能和習慣，經常采用的是梯形圖方式的編程語言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀，清晰、修改方便，易掌握等優點，即便未掌握專門計算機的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現場技術人員的歡迎。

2）、可靠性高，抗干擾能力 PLC是專為工業控制而設計的，由于采了一系列的措施，使之在惡劣的工業環境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時間可達到4-5萬小時，遠遠超過以往電器控制系統和計算機控制系統。

3）、通用性能好，PLC品種多，檔次高，同一以PLC可適用于不同的控制對象或同一對象的不同控制要求，同一檔次，不同機型的功能也能方便地相互轉換。

4）、功能強，PLC運用了計算機、電子技術和集成工藝的最新技術，在

硬件和軟件兩方面不斷發展，使菘具備很強的信息處理能力，可進行邏輯、定時，計數和步進等控制，能完成A/D與D/A

5）、開發周期短 PLC在許多方面是以軟件編程來取代硬件接線實現控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，且編程簡單，程序設計和高度修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統的開發周期。

6）、體積小，使用方便，由于PLC采用了半導體集成電路，其體積小，重量輕，結構緊湊，功耗低，是機電技術的理想控制器，PLC編程簡單，自診斷能力強，能判斷和顯示自身故障，使操作人員檢查判斷故障方便迅速，而且接線少，維修時只需更換插入式模塊，維護方便，修改程序和監視運行狀態也容易。

2、PLC的基本功能

1）、邏輯控制 PLC具有邏輯運算功能，它設置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，能工巧匠夠描述繼電器觸點的串聯、并聯、串并聯等各種連接。因此它可以代替繼電器進行組合邏輯與順序邏輯控制。

2）、定時控制 PLC具有定時控制功能。它為用戶提供了若干個定時器并設置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設定，并能在運行中被讀出與修改，使用靈活，操作方便。

3）、計數控制 PLC還具有計數功能。它為用戶提供了若干個計數器并設置了計數指令，計數值可由用戶在編程時設定，并可在運行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。

4）、步進控制 PLC能完成步進控制功能。步進控制是指在完成一道工序以后，再進行下一步工序，也就是順序控制。PLC為用戶提供了若干個移位寄存器，或者直接有步進指令，可用于步進控制，編程與使用很方便。

5）、A/D、D/A轉換 有些PLC還具有“模數”轉換（A/D）和“數模”（D/A），功能，能完成對模擬量的控制與調節。

6）、數據處理 有的PLC還具有數據處理能力，并具有并行運算指令，如兩個數據并行傳送、比較和邏輯運算，進行數據檢索、比較、數制轉換等操作。

7）、通信與聯網 有些PLC采用了通信技術，可以進行遠程I/O控制，多臺PLC之間可以進行同位鏈接，計算機作為上機可對其命令并返回執行結果，這種采用一臺計算機，多臺PLC組成的頒式控制網絡可完成圈套規模的復雜控制。

8）、監控控制 PLC具有較強的監控功能。在控制系統中，操作人員通過監控命令可以監視有關部分的運行狀態，可以調整定時或計數設定值，因而高度、使用和維護都很方便。

四、PLC的應用領域和發展趨勢

目前，PLC在國內已得到了廣泛的應用。利用PLC最基本的邏輯運算、定時、記數等功能進行邏輯控制，可以取代傳統的繼電器控制系統，廣泛用于機床、印刷機、裝配生產線、電鍍流水線及電梯的控制等。

較高檔次的PLC具有位置控制模塊，特別適用于機床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構成模擬量輸入輸出的閉環控制系統，用于過程控制。

隨著計算機控制技術的發展，國外近幾年興起自動化網絡系統，PLC與PLC之間，PLC與上位機之間連成網絡，通過光纜傳遞信息，構成大型的多級分布式控制系統（集散控制系統）。PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點。目前，全世界PLC生產廠家約200多家，生產300多個品種。作為控制裝置，它在許多工業控制領域都得到了廣泛的應用。隨著微處理器技術的發展，PLC也得到了迅速的發展，其技術和產品日趨完善。

& nbsp;PLC的主要發展趨勢主要表現在以下幾個方面。

1、高速度、高I/O容量、功能強大

隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執行的速度也越來越快；在規模和超大規模集成電路的發展，相應地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠實現的功能越來越多。

2、強大的PLC聯網能力

隨著人們對工業自動化的要求越來越高，人們已經不再滿足對幾個設備、幾條生產線的PLC控制，而是要求實現對全工廠的自動化 ，所以提高PLC控制系統的網絡功能成為PLC的發展趨勢。以后人們不公能通過通信模塊進行PLC與PLC、PLC與上位機之間的連接，還能通過撥號或者無線的方式使PLC聯網。

3、編程軟件多樣化

PLC的梯形力語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好的實現控制要求，倡在處理一些高級功能（復雜運算、報表生成和打印等功能）時存在明顯的不足，所以就要求高級語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不公可以通過梯形圖語言、助記符語言和功能 模塊語言來編寫程序，也可以通過高級語言來編程。

五、 PLC應用中應注意的若干問題

本節主要介紹PLC在應用過程中經常遇到的一些對PLC的某些輸入信號的處理問題。

1、PLC輸入信號抖動的消除

在實際應用中，有些開關輸入信號在接通過程中，由于外界干擾會出現時通時斷的“抖動”現象。這種現象在繼電器系統中由于繼電器的電磁慣性一般不會造成誤動作，沒什么影響。但在PLC應用系統中，PLC是不斷掃描工作，掃描周期一般比繼電器動作時間短得多，抖動信號很可能被PLC檢測到，造成錯誤的結果。所以，必須對這些“抖動”進行處理，已保證系統正常工作。

2、兩線式傳感器輸入的處理

如果PLC輸入設備采用兩線式傳感器（如接近開關、光電開關等）時它們的漏電電流較大，可能會出現錯誤的輸入信號。為了避免這種現象，可在輸入端并聯輸入電阻R，

旁路電阻R的阻值由下式確定：

I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL

式子中，I為傳感器的漏電流；Un、In分別是PLC的額定輸入電壓和額定電流；Um是PLC輸入電壓低電平的上限值。

3、 由晶體管提供輸入信號的處理

如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應大于10千歐姆，導通電阻應小于800歐姆。

六、機械手移動工件的控制系統

1、機械手移動工件的基本機構

機械手是工業自動控制領域中經常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應用非常廣泛。應用PLC控制機械手實現各種規定的工序動作，可以簡化控制線路，節省成本，提高勞動生產效率。

如圖 [1] 所示，是一臺工件傳送機械手的動作示意圖。

其作用是將工件從A位置傳送到B位置。其上升、下降和左移、右移動作由雙線圈的兩位式電磁閥驅動氣缸來控制完成，一旦電磁閥線圈通電，就一直保持現有的機械動直到相對的線圈通電為止。另外夾緊、放松的動作由只有一個線圈的兩位式電磁閥驅動的氣缸控制完成，線圈通電，夾住工件，線圈斷電，放松工件（若擔心停電時的工件跌落，可選用通電時松開、斷電時夾緊的夾具）。

圖 [1]

2、機械手移動工件的控制要求與工作流程

機械手的全部動作由氣官缸驅動，而氣缸又有相應的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如，當下降電磁閥通電時，機械手下降；下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當上升電磁閥通電時，機械手才上升；當上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。當該線圈通電時，機械手夾緊；當該線圈斷電時，機械手放松。

當機械手右移到位并準備下降時，為了確保安全，必須右工作臺無工件時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應自動停止下降，用光電開關進行無工件檢測。

機械手的動作過程如圖 [2] 所示。

圖 [2]

從原點開始，按下起動按鈕，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通加緊電磁閥，機械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時，碰到右限位開關，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關接通，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止，同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手由原位下降抓物上升右轉下降放物上升左旋原位結束。經過八步動作完成了一個周期的動作。

3、操作面板布置

如圖 [3] 是可編程控制器控制盤面板布置圖

  ; 圖 [3]

機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。

手動操作：就是用按鈕操作對機械手的每一步運動單獨進行控制。例如，當選擇上/下運動時，按下啟動按鈕，機械手下降；按下停止按鈕，機械手上升。當選擇左/右運動時，按下啟動按鈕，機械手右移。當選擇夾緊/放松運動時，按下啟動按鈕，機械手夾緊；按下停止按鈕，機械手放松。

自動操作方式又分為步進、單周期和連續操作方式。

步進操作：每按一次啟動按鈕，機械手完成一步動作后自動停止。

單周期操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手自動完成一個周期的動作后停止（如果在操作過程中按下停止按鈕，機械手停在該工序上，再按下啟動按鈕，則又從該工序繼續工作，最后停在原位）。

連續操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手的動作將自動地、連續地不斷地周期性循環。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手將繼續完成一個周期的動作后，回到原點自動停止。

4、控制系統構成

（1）控制系統圖

機械手移動工件控制系統圖如圖 [4] 所示

圖 [4]

（2）輸入/輸出端子地址分配

該機械手控制系統所采用的可編程控制器是由德國西門子公司生產的S7－200CPU214。如圖 [5] 是可編程控制器輸入輸出端子地址分配圖。

圖 [5]

該機械手控制系統共使用了14個輸入量，6個輸出量。

七、梯形圖設計

機械手的控制屬于順序控制，采用步進指令，根據說明機器工作狀態轉換的圖形，進行程序設計。

1.梯形圖的整體設計

根據機械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時，應執行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應執行“自動程序”，故梯形圖的總體構成應如圖 [6] 所示。其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執行。

圖 [6]

2.各部分梯形圖的設計

1）通用部分梯形圖設計

（1）狀態器的初始化：

初始狀態器S600在手動方式下被置位、復位。當方式選擇開關處于“返回原位”（X501接通）時，按下返回原位按鈕（X505）時被置位；在“單步操作”（X500接通）時，S600復位。處于中間工步的狀態器用手動動作復位操作，即在方式選擇開關位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態器同步復位，故初始化梯形圖如圖 [7] 所示（如果狀態器要在供電時從斷電前條件開始繼續工作，則不需要M71）。

圖 [7]

（2）狀態器轉換啟動：

若機械手工作在自動工作方式下，當初始狀態器S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態器的狀態可以一步步向下傳遞，即可以進行轉換。在執行“連續操作”程序時，轉換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機器是否處于原位。當M575和M100都接通時，從初始狀態器開始進行轉換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態器轉換禁止梯形圖：

激活特殊輔助繼電器M574，并用步進指令控制狀態器轉換時，狀態器的自動轉換就被禁止。

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應被激勵并自保持，操作停止在現行工步。當按下啟動按鈕時，從現行工序重新開始工作，M574應復位，即重新允許轉換。

圖 [9]

在“步進”工作方式時，M574應始終工作，此時，禁止任何狀態轉換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態器轉換一步。

在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進行狀態轉換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態轉換禁止解除，M574復位。

PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止狀態轉換。直到按下啟動按鈕。狀態器轉換禁止體形圖如圖 [9] 所示。

通過對圖 [8]、圖 [9] 分析可得出：在執行“單步操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通（按下啟動按鈕時除外）；執行“步進”程序時，每按一次啟動按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態器轉換一次；在執行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態器的狀態可一步一步向下轉換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態器的狀態轉換被禁止，操作停止現行工序（再次按下啟動按鈕時從現行工序開始工作）；在執行“連續操作：程序時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。

2）單步操作梯形圖 ：

圖 [10]

3）返回原位梯形圖 ：

在“返回原位”狀態下，“夾緊”與“下降”動作應被停止，上限位未動作時應進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如圖 [11] 所示。

圖 [11]

4）“自動”狀態流程圖 ：

如圖 [12] 所示

圖 [12]

圖 [12] 表示了機械手自動工作時執行各工步的情況。表明了各工步的實現以及各工步的轉換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時，X401接通，轉化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅動T450。T450接通后，轉化為第一次上升。此后執行類似的操作，完成由初始條件到下一個初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復位松開。如上所述一步一步按順序驅動各個負載動作，稱為順序控制或過程步進型控制。這種控制過程用繼電器符號程序很難實現程序設計。

用狀態器替代自動工作流程圖中的各個工步，可得到圖 [13] 所示的功能表圖。初始狀態在圖中用雙線框表示。

圖 [13]

根據圖 [13] 的功能表圖，可設計出自動操作時的梯形圖，

如圖 [14]所示。

圖 [14]

3.繪制機械手PLC控制梯形圖 &n bsp; 圖 [15-1]

該機械手在自動工作時，應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態器進行置位，然后再將工作方式選擇開關放至自動工作方式下。若自動工作狀態解除，則應將工作方式選擇開關放至“單步操作”位置 。

4、程序語言：

0 LD X501 30 AND X503

1 AND X505 31 OR X502

2 S S600 32 OR X500

3 LD X500 33 OR X501

4 R S600 34 OR M71

5 LD X500 35 OR M574

6 OR X501 36 ANI M101

7 OR &nbs 陳立定、吳玉香、蘇開才 編

7.《電器及PLC控制技術》 機械工業出版社 主編 黃凈

8.《機床電器與PLC 》 西安電子科技大學出版社 主編 李偉

9.《PLC應用開發技術與工程實踐》 人民郵電出版社 求是科技

10.《PLC實驗實訓指導書》 河南工業職業技術學院 主編 路劍

11.《可編程控制器的原理與應用》 北京希望電子出版社 主編 史增芳

附錄：

表1 數字量輸入地址定義

地 址 符 號 定 義 備 注

I0.0 啟動按鈕

I0.1 下限位 下限位開關

I0.2 上限位 上限位開關

I0.3 右限位 右限位開關

I0.4 左限位 左限位開關

I0.5 無工件檢測 無工件檢測開關

I0.6 停止按鈕

I0.7 單操作 單步方式開關

I1.0 步進操作 步進方式開關

I1.1 單周期操作 單周期方式開關 I1.3 左與右

I1.4 上與下

I1.5 夾與松

表2 數字量輸出地址定義

地址 符 號 定 義 備 注

Q0.0 下降電磁閥 下降電磁閥線圈

Q0.2 夾緊電磁閥 松開/夾緊線圈

Q0.1 上升電磁閥 上升電磁閥線圈

篇3

可編程序控制器（PLC）是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它采用了可編程序的存儲器是將邏輯運算、順序控制時序、計數以及算術運算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存儲器中，然后根據存儲的控制內容，經過模擬、數字等輸入輸出部件，對生產設備與生產過程進行控制的裝置。隨著大規模集成電路的發展，可編程序控制器得到了迅速發展，并廣泛應用于各種領域中，以滿足現代化大生產的高效、高可靠性、高難度的自動化要求。

現代機器向著高速度高效率高精度方向的發展，對機器制造業也提出了新的要求：機器零件的精度越來越高。同時，結構也日趨復雜，特別是箱體零件具有孔系多的特點，它的加工除了本身又尺寸精度的要求外，還有形狀精度和孔系之間相對位置精度的要求。

鏜床主要用于加工精確的孔和各孔間的距離要求較為精確的零件。目前國內使用鏜床90%都是使用繼電器-接觸器傳統的控制方式，這種方式使機械震動噪聲大，接線復雜，維修工作量大。

孔加工一般可在鉆床、車床、鏜床、拉床、內圓磨床上進行，有些工件也在鏜床上加工。鏜床加工的特點是：主運動由刀具作旋轉來完成，而進給運動是由主軸或工作臺的移動來達到，并且可以通過鏜床工作臺的三個方向移動，很方便、準確地調整切削刀具與工件的相對位置。因此在鏜床上進行鉆孔、鉸孔和鏜孔也是一種重要的加工方法。

本書選用日本三菱公司生產的FX2N—48MR PLC可編程序控制器對T68臥式鏜床的電器控制進行設計。在編寫過程中得到了許多同學們和老師的幫助和大力支持，并提出了許多寶貴意見和建議，在此向他們表示衷心的感謝。由于時間倉促，加上編寫經驗不足，書中還難免有存在缺點和錯誤，在此懇切的希望指導教師提出批評和指正，以便進一步修改和完善。

目錄

第一章 可編程序控制器的介紹----------------------5 1-1 可編程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作過程-------------------------9

1-4 PLC的主要技術指標---------------------9

第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析

一、主要結構和運動形式----------------------11

二、電力拖動方式及電氣控制要求--------------11

三、T68型鏜床的電氣控制線路分析------------12

第三章 T68臥式鏜床的PLC控制

一. 梯形圖編程語言--------------------------20

二. 助記符語言------------------------------21

三. PLC對T68臥式鏜床梯形圖的繪制----------21

四. PLC狀態表------------------------------22

五. 匯編語言--------------------------------25

元件明細表----------------------------------------28

總結 --------------------------------------29

畢業設計任務書（四）

指導教師：田林紅

一、設計題目用PLC對專用鏜孔機床的電氣控制設計（二）

二、設計的目的

1）掌握鏜孔機床加工動作流程。

2）掌握機床電氣控制元件的選擇與計算方法。

3）掌握PLC選擇與應用。

三、設計要求

一臺機床用于零件的鏜孔與鉸孔兩種工序加工，進給速度分為快進和一次和二次工進，進給采用液壓控制。主軸采用1500W電機，液壓系統是1000W電機。設計要求

1）主軸雙向運轉，停車采用反向制動。

2）主軸加工采用兩地控制，必須液壓泵電動機才能啟動主軸電動機。

3）有工作狀態指示及照明。

4）有必要的電氣保護和聯鎖。

四、完成的任務

要求說明詳細，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規范，圖形清晰，符號標準，線條均勻。

（1）設計與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業設計說明書（8000以上）

1）設計題目

2）控制原理說明設計方案論證

3）主要器件選擇依據與計算

4）設計總結及改進意見

5）主要參考資料

第一章 可編程序控制器的介紹

1.1 可編程序控制器的概述

可編程序控制器（Programmable Logical Controller,簡稱PLC)是在繼電器控制和計算機控制的基礎上，以微機處理器為核心，引入微電子技術、自動控制技術而形成的一代新型工業控制裝置。可編程序控制器在系統結構、硬件組成、軟件結構、輸入/輸出（I/O）接口以及用戶界面等方面都有獨特性。目前，可編程序控制器不僅具有繼電器控制系統所能完成的邏輯運算、定時、記數等控制功能，同時還可以進行數據處理、模擬量控制、過程控制、通信聯網等功能。

. 圖2 PLC控制系統的基本結構框圖 1.2.1. 可編程控制器的基本結構

世界各國生產的可編程控制器外觀各異，但作為工業控制計算機，其硬件結構大體相同，主要由中央處理器、存儲器

、I／O接口、電源及編程設備幾大部分構成。PLC的硬件結構框圖2-1所示

1.中央處理器（CPU） 2.存儲器

存儲器是可編程控制器的存放系統程序、用戶程序及運算數據的單元。和一般計算機一樣，可編程控制器的存儲器有只讀存儲器(ROM)和隨機讀/寫存儲器（RAM）兩大類。只讀存儲器是用來保存那些需永久保存的程序的存儲器，即使機器掉電后其保存的數據也不會丟失，一般為掩膜只讀存儲器和可編程電擦寫只讀存儲器。只讀存儲器用來存放系統程序。隨機讀/寫存儲器的特點是寫入與擦除都很容易，但在掉電情況下存儲的數據就會丟失，一般用來存放用戶程序及系統運行中產生的臨時數據。

3.輸入/輸出接口

輸入/輸出接口是可編程控制器和工業控制現場各類信號連接的部分。輸入口是用來接受生產過程的各種參數。輸出口是用來送出可編程控制器運算后得出的控制信號，并通過機外的執行機構完成工業現場的各類控制。主要有以下幾中：

⑴ 開關量輸入接口。

（2）開關量輸出接口。

（3）模擬量輸入接口。

（4）模擬量輸出接口。

（5）智能輸入/輸出接口。

4．電源

可編程控制器的電源包括可編程控制器各工作單元供電的開關電源及為掉電保護電路供電的后備電源，后者一般為電池。

5.外部設備

(1) 編程器。可編程控制器的特點是它的程序是可變更的，能方便的加載程序，也可方便地修改程序，因此編程設備就成了可編程控制器工作中不可缺少的部分。可編程控制器的編程設備一般有兩類，一類專用編程器，有手持的，也有臺式的，還有的可編程控制器機身上自帶編程器，其中手持式的編程器攜帶方便適合工業控制現場應用；另一類是個人計算機，在個人計算機上運行可編程控制器相關的編程軟件即可完成編程任務，借助軟件編程比較容易，一般是編好了以后再下載到可編程控制器中去。

（2）其他外部設備。PLC還可能配設其他一些外部設備。

①盒式磁帶機，用以記錄程序或信息。

②打印機，用以打印程序或制表。

③EPROM寫入機，用以將程序寫入用戶EPROM中。

④高分辨率大屏幕彩色圖形監控系統，用以顯示或 監視有關部分的運行狀態。 與普通微機類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統軟件和應用軟件兩部分。

PLC的基本工作如下:

(1)輸入現場信息:在系統軟件的控制下，順次掃描各輸入點的狀態;

(2)執行程序:順次掃描用戶程序中的各條指令，根據輸入狀態和指令內容進行邏輯運算:

(3)輸出控制信號:根據邏輯運算的結果，輸出狀態寄存器向各輸出點并行發出相應的控制信號，實現所要求的邏輯控制功能。

上述過程執行完后，又重新開始，反復地執行。每執行一遍所需的時間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。

PLC就這樣不斷反復循環，實現對機器的連續控制，直到接收到停機命令，或因停電、出現故障等才停止工作。

1-3、PLC的工作過程

圖4 PLC的工作過程

1.4 PLC的主要技術指標

1. I/O(輸入/輸出)點數

如前所述，輸入/輸出點數是PLC組成控制系統時所能接入的輸入/輸出信號的最大數量，表示PLC組成系統時可能的最大規模。這里有個問題要注意，在總的點數中，輸入點與輸出點總是按一定比例設置的，往往是輸入點數大于輸出點數，且輸入和輸出點數不相互代替。

2.應用程序的存儲容量 3.掃描速度 另外，可編程控制器的可擴展性、可靠性、易操作性及經濟性等 指標也是用戶關心的問題。

第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析

一、主要結構和運動形式

鏜床的床身是一個整體鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導軌上又安裝有鏜頭架，鏜頭架可沿垂直導軌上下移動。在鏜頭架里集中里裝有主軸、變速箱、進給箱和操縱機構等部件。切削刀具一般安裝在鏜軸前端的錐形孔里，或安裝在花盤的刀具溜板上。在切削過程中，鏜軸一面旋轉，一面沿軸向作進給運動，而花盤只能旋轉，裝在他上面的刀具溜板可作垂直主軸軸線方向的徑向進給運動，鏜軸和花盤軸分別通過各自的傳動鏈傳動，可以獨立轉動。后立柱位于鏜床床身的另一端 ，后立柱上的尾座用來支撐裝夾在鏜軸上的鏜桿末端，它與鏜頭架同時升降，兩者的軸線始終在同一水平直線上。根據鏜桿的長短，可通過后立柱沿床身水平導軌的移動來調整前、后立柱之間的距離。

有以上分析可知，T68型臥式鏜床運動形式為：

（1）主運動 鏜軸和花盤的旋轉運動

（2）進給運動 鏜軸是軸向進給、花盤上刀具的徑向進給、鏜頭架的垂直進給、工作臺的橫向和縱向進給。

（3）輔助運動 工作臺的回轉、后立柱的軸向水平移動、尾座的垂直移動及各部分的快速移動。

二、電力拖動方式及電氣控制要求 T68型臥式鏜床的電氣控制要求如下：

（1）為了擴大調速范圍和簡化機床的傳動裝置，本機采用機電聯合調速，使用雙速籠型異步電動機M1作為主拖動電動機，其繞組接法為/YY。

（2）主軸或進給變速時，為了便于齒輪之間的嚙合，要有變速沖動。

（3）為了適應調整的需要，要求主軸電動機能夠進行正、反向旋轉及點動操作

（4）為了快速準確地停車，要求主軸電動機具有制動過程，本機床采用反接制動方式。

（5）快速移動電動機M2應能進行正、反轉及點動操作。

（6）工作臺或鏜頭架的自動進給與主軸或花盤刀架的自動進給不能同時進行，兩者之間應有連鎖保護。

三、T68型鏜床的電氣控制線路分析

T68鏜床的電氣控制原理圖如下圖所示。

(一)主電路分析 快速電動機M2由接觸器KM6和KM7控制其正、反轉，用熔斷器FU2作其短路保護。

（二）控制電路分析

1.主軸電動機M1的正、反轉起動控制 當要求主軸低速運行時，將速度選擇手柄置于低速擋，此時與速度選擇手柄有關聯的行程開關SQ不受壓，SQ觸頭斷開。若使主軸電動機M1正向運行，可按下正轉起動按鈕SB2，此時，中間繼電器KA1通電并自鎖，KA1常開觸頭閉合，使接觸器KM3通電，短接電阻R，KA1常開觸頭閉合，使得接觸器KM1，KM4相繼通電。主軸電動機M1在接法下全壓起動并運行（低速）。此時，KA1，KM1，KM3，KM4通電。 KM4線圈的通電電流線路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點3SQ5（3－4）常閉觸點4KM1（4－14）常開觸點14KT（14－23）常閉觸點23KM5（23－24）常閉觸點24KM4線圈PE。 若要求主軸高速運行時。將速度選擇手柄置于高速擋，此時行程開關SQ壓下，使SQ觸頭（12－13）閉合。這樣，在接觸器KM3通電的同時，時間繼電器KT也通電。于是，主軸電動機M1在低速擋起動并經過一段延時后，時間繼電器通電延時時常閉觸頭KT（14－23）斷開，通電延時閉合觸頭KT（14－21）閉合，分別使接觸器KM4斷電，接觸器KM5、KM8通電。從而使主軸電動機M1由低速接法自動切換成高速YY接法。構成了雙速電動機按低速擋起動再自動切換成高速擋運行的自動控制環節。正向高速運行時，KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通電。KM5,KM8線圈的通電電流通路為： 2.主軸電動機的點動控制 正轉點動時，按SB4,KM1,KM4接通，接觸器KM1線圈的通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點3SQ5（3－4）常閉觸點4SB1（4－5）常閉觸點5SB4（5－15）常開觸點15KM2（15－16）常閉觸點16KM1線圈PE。 3.主軸電動機的停車與制動

主軸電動機M1在運行中，可以通過按下停止按鈕SB1來實現主軸電動機M1的自然停止或反接制動（將SB1按到底）。

以主軸電動機M1運行在低速正轉狀態為例，此時中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4均通電吸合，速度繼電器的常開觸頭KS1-1（14－19）閉合，為正轉反接制動作準備。

當需要自然停止停車時，輕按下停止按鈕SB1（4－5），其常開觸頭斷開，使中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4相繼斷電釋放，切斷了主軸電動機M1正向電源。主軸電動機M1自然停止。 此 時，KM4線圈通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點3SQ5（3－4）常閉觸點4KM2（4－14）常開觸點14KT（14－23）常閉觸點23KM5（23－24）常閉觸點24KM4線圈PE。 若主軸電動機M1已運行在高速正轉狀態下，按下停止按鈕SB1,可實現自然停車和反接制動停車，反接制動時，SB1（4－5）斷開，中間繼電器KA1、接觸器KM3、時間繼電器KT、接觸器KM1、接觸器KM5,KM8相繼斷電，SB1（4－14）閉合則使接觸器KM2通電，接觸器KM4通電。于是主軸電動機M1串入反接制動電阻，繞組接成接法，進行低速反接制動，直至速度繼電器常開觸頭KS1-1（14－19）釋放，反接制動結束。電流通路同上。要注意的是：在進行制動停車操作時，應該將停止按鈕SB1按到底，否則將無法接通反接制動回路，只能實現自然停車。

4.主運動和進給運動的變速控制

T68型臥式鏜床主運動和進給運動的變速，是通過變速操縱盤實現的。他急既可以在主軸和進給電動機未起動前預選速度，也可以在運行中進行變速。 若主軸在正轉運行中需要變速，可將主軸變速操縱手柄向外拉出，這時行程開關SQ1不在受壓，其常開觸頭SQ1（5－10）斷開接觸器KM3,KM1,接觸器KM2經行程開關SQ1（4－14）的常閉觸頭、速度繼電器常開觸頭KS1-1（14－19）而通電吸合，使主軸電動機M1定子串入電阻R進行反接制動。接觸器KM2線圈的通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點3SQ5（3－4）常閉觸點4SQ1-1（4－14）常開觸點14KS1-1（14－19）常開觸點19KM1（19－20）常閉觸點20KM2線圈PE。若主軸電動機M1原來運行在低速擋，則此時接觸器KM4仍保持通電，接觸器KM3,KM1斷電，接觸器KM2通電，主軸電動機M1接成，串入電阻R進行反接制動。若主軸電動機M1原來運行在高速擋，則此時有時間繼電器KT的觸頭將繞組YY接自動切換成接法，低速串入電阻R進行反接制動。隨后轉動變速盤，選擇所需要的速度，最后將變速操縱手柄推回原位。

如果變速齒輪不能嚙合而造成變速手柄推不動，則此時行程開關SQ2受壓，其常開觸頭SQ2（17－15）閉合，接觸器KM1經速度繼電器常閉觸頭KS1-1（14－17）、行程開關SQ1常閉觸頭（4－14） 接通電源，同時接觸器KM4通電，使主軸電動機M1定子串入電阻R,繞組接成在低速擋起動。接觸器KM1線圈的通電電流通路為： 當轉速升到速度繼電器KS1的動作值時，其常閉觸頭KS1-2（14－17）斷開，使接觸器KM1斷電釋放；另一速度繼電器常開觸頭 KS1-1（14－19）閉合，使接觸器KM2通電吸合，對主軸電動機M1進行反接制動，使轉速下降。當到達速度繼電器KS1的釋放值時，其常開觸頭KS1-1（14－19）斷開，常閉觸頭KS1-2（14－17）閉合，反接制動結束。 2. 在進給變速時，首先將進給變速操縱手柄向外拉出，然后轉動進給變速盤，選擇所需要的進給速度，最后將變速操縱手柄推回原位。在拉出變速操縱手柄時，行程開關SQ3釋放，而行程開關SQ4受壓。推回手柄時的壓合情況正好相反。如果變速齒輪不能嚙合而造成進給變速手柄推不動，則主軸電動機M1處于間歇起動和制動狀態，獲得變速時的低速沖動，直到變速操縱手柄能推回原位為止。整個過程和主軸變速控制相同，其控制電路不再另行分析。由于變速過程中KA1或KA2一直保持自鎖，從而記憶了變速前的主軸方向，保證變速后M1仍按原來的方向起動運轉。

5.鏜頭架、工作臺快速移動的控制

鏜頭架和工作臺等部件各方向的快速移動由快速移動電動機M2拖動，通過快速移動操作手柄來控制，而移動方向則由位于工作臺前方的操作手柄進行預選。當扳動快速操作手柄時，行程開關SQ7或SQ8被壓合，接觸器KM7或KM6通電，使快速移動電動機M2旋轉而實現快速移動。當快速操作手柄復位時，行程開關SQ7或SQ8不再受壓，接觸器KM7或KM6斷電釋放，快速移動電動機M2停止旋轉，快速移動過程結束。

第三章 T68鏜床的PLC控制

PLC的編程語言有梯形圖語言、助記符語言、流程圖語言、布兒代數語言等。其中前兩種語言用得較多，流程圖語言也在許多場所被采用。本章僅介紹梯形圖語言和助記符語言的編程及特點。

一. 梯形圖編程語言

1.梯形圖與繼電控制的區別

梯形圖結構沿用繼電控制原理圖的形式，采用了常開觸點、常閉觸點、線圈和功能塊等結構的圖形語言。對于同一控制電路，繼電 控制原理圖和梯形圖的輸入/輸出信號基本相同，控制過程等效。二者的區別在于繼電控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時器，靠硬件連接組成控制線路，而PLC梯形圖使用的是內部繼電器、定時器和計數器，靠軟件實現控制。

因此，PLC的使用具有很高的靈活性，程序修改過程非常方便。圖3-1所示是一個繼電器線路圖和與其等效的PLC梯形圖 二. 助記符語言

助記符語言是PLC的命令語句表達式。用梯形圖編程雖然直觀、簡便，但要求PLC配置較大的顯示器方可輸入圖形符號，這在有些小型機上常難以滿足，故需借助助記符語言。應該指出的是，不同型號的PLC其助記符語言也不相同，但其基本原理相近的。編程時，一般先根據要求編制梯形圖，然后再根據梯形圖轉換成助記符語言。

三. PLC對T68鏜床梯形圖的繪制

四. PLC狀態表

分類 用途及名稱 元件代號 PLC數據 備注

輸

入

信

號

正轉啟動按鈕

反轉啟動按鈕

正轉點動按鈕

反轉點動按鈕

停止按鈕 SBI 1101 按鈕在設計中選用了“11”通道繼電器 SB3 1103

SB4 1104

SB5 1105

高低速轉換限位開關

主軸變速限位開關

主軸變速限位開關

進給變速限位開關

進給變速限位開關

快移電動機正轉限位開關

快移電動機反轉限位開關

速度繼電器正向觸點

速度繼電器反向觸點 SQ 1000 限位開關和速度繼電器在設計中選用了PLC“10”通道輸入繼電器

SQ1 1001 SQ3 1003

SQ4 1004

SQ7 1007

SQ8 1008

KV1 1011 主軸箱與工作臺進給互鎖限位開關

主軸箱與工作臺進給互鎖限位開關

熱繼電器常閉觸點 SQ5 - 未進PLC

SQ6 -

FR1 -

主軸電機正轉起停接觸器 KM2 2002 輸出信號選用的是“20”通道的輸出繼電器

輸

出

信

號

主軸電機低速轉動接觸器

主軸電機高速轉動接觸器

主軸電機高速轉動接觸器

短接限流電阻接觸器

快速電動機正轉接觸器

快速電動機反轉接觸器 KM6 2006

KM7 2007

KM8 2008

KM3 2003

KM4 2004

KM5 2005

中

間

繼

電

器 主電機正轉中間繼電器

主電機反轉中間繼電器

PLC內部輔助繼電器

PLC內部輔助繼電器

PLC內部輔助繼電器

PLC內部輔助繼電器

PLC內部輔助繼電器

PLC內部輔助繼電器 KA1 3001 中間繼電器選用了“30”通道和“40”通道

KA2 3002

- 3005

- 4000

- 4001

- 4002

- 4003

- 4004

時間繼電器 主電機高速延時啟動時間繼電器聯結防電弧延時時間繼電器 KT1

- 5000

5001 延時5S

延時1S

五 匯編語言：

序號 指令 代號 序號 指令 代號 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003

005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001

008 OR 3002 029 ILC

009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002

014 AND 1001 035 OUT 3005

015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002

018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001

044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002

047 LD 3005 068 LDI 1007

048 ANI 5000 069 AND 1008

049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007

052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005

055 LD 5001 END

056 ANI 2006

057 OUT 2007

058 OUT 2008

059 LD 4000

060 OR 4002

061 OR 4003

062 ANI 2002

063 OUT 2001

元件明細一覽表

符號 數量 名稱及用途

M1 1 主電動機，拖動主運動和進給運動

M2 1 快速移動用電機

Q 1 空氣開關，限流、欠壓保護 KM3 1 限流電阻短路用接觸器

KM4、KM5 2 快速電機正反轉用接觸器

KM6、KM7 3 主電動機高低速轉換用接觸器 SB3、SB4 2 主電動機正反轉點動按鈕

SB5 1 主電動機停止用按鈕

Kn 1 主電動機反轉制動用速度繼電器

總結

隨著畢業日子的到來，畢業設計也接近了尾聲。經過幾周的奮戰我的畢業設計終于完成了。畢業設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 在這次畢業設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。

我的心得也就這么多了，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于 做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發現是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我的指導老師田林紅對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業設計的最大收獲和財富，使我終身受益。

1、《工廠電氣控制技術》機械工業出版社 主編 方承遠

2、《工廠電氣控制設備》機械工業出版社 主編 許廖

3、《機床電氣控制技術》機械工業出版社 主編 王炳實

篇4

目前在啟動資金方面由于沒有比較好的策略來約束部門經理，而且無法正常考核業務經理的約束和監督作用，導致有的部門對資金使用過于隨意，經常出現不必要的浪費現象，無形中增加了電力企業的經濟壓力，導致某些電力企業發生嚴重虧損。

（二）存在嚴重的資產流失

相當一部分的電力企業對于自己物資購銷的情況不了解，原因在于對這一方面的管理計劃性不強，也沒有對關于物資采購、運輸、驗收等流程方面建立相關的制度，導致職責沒有得到有效界定，所以導致關于出入庫方面的手續顯得非常復雜、混亂，而且會計工作方面一來核對工作經常不到位，無法對此做好監督工作，二來記賬方式沿用傳統的，所以極易出現資產短缺、流失等。

（三）會計信息失真

首先是部分電力企業的會計核算工作沒做好，賬目非常混亂，核算也不規范，導致資金與賬目不符合，這樣一來會計工作所得出來的數據信息就無法正常地反映出企業的開支情況。其次是對于電力企業的固定資產和存貨沒能做好清點工作，難免致使其資產管理混亂。然后是有些電力企業的管理者出于某種私利，指使會計做假賬或者擅自修改業績等，使得企業的資金體外循環，不利于電力企業的發展。

（四）會計監督不足

會計監督作用沒有發揮出來主要體現在：（1）沒有做好財務收支的控制工作，使得某些電力企業趁此機會偷偷設立"小金庫"；（2）會計工作混亂，數據缺失、不準確，導致財務報表無法真實反映出問題；（3）會計工作得不到重視，缺乏獨立性和權威性；（4）部分會計人員綜合素質不高，存在為了一己私利而對會計數據進行篡改現象。

2關于電力企業會計內部控制體系建設的幾個建議

（一）建立健全電力企業會計內部控制體系

電力企業應當結合自身特點，對各部門明確其職權范圍以及利益關系，對會計內部控制體系進行構建、完善。一般來說，會計內部控制體系可分為事前、事中、事后三個階段，主要內容為：（1）事前建立監控防線，確保對企業管理的各個部門以及崗位實行深入的財務控制手段，當然這也包括對生產業務的整個過程；（2）事中建立監督防線，以"堵"為主，基于常規會計核算方法來對企業會計部門的日常業務進行核查工作；（3）事后建立檢查防線，可以企業內部組成一個管理委員會，來對會計內部控制的具體落實情況進行定期的核查和評價。

（二）對電力企業經營狀況進行全過程控制

首先對于采購環節應當嚴格根據企業庫存量的情況來規定合理的采購量，避免出現浪費現象。比如，采購大宗材料時應以訂單形式為主，對供貨商采取公開招標形式，確保在公正公平公開的條件下進行擇優考慮；在貨物入庫時做好把控工作，確保手續齊全；在貨物銷售的時候應當制定好銷售計劃，做好內部管理工作，確保經營過程均在計劃管理范圍內。此外，電力企業應當重視對貨幣資金的控制工作，不但要求會計人員對所有的付款業務進行審核，還要主管人員對審核后的業務報表進行簽章之后，才能讓出納員允許付款。

（三）提高電力企業會計人員的綜合素質

要建設好一支強有力的電力企業會計人員隊伍，必須要緊抓綜合素質方面。首先，應當重視并加強會計人員的業務考核，范圍包括財經法規、會計基礎以及制度等方面的知識點，對參與考核后的人員進行優勝劣汰，增強人員之間的競爭意識，使隊伍結構得到最大優化。再者，注重對人才的培養工作，尤其是復合型管理人才，電力企業應當重視選的人才，并為其提供足夠多的學習、深造機會，比如讓計算機基礎比較好的人員參與會計師的培訓，或者讓會計基礎比較好的人員學習好計算機基礎知識，以便培養掌握現代化計算機基礎的專業會計人才。然后，還可以鼓勵會計人員多學習，使得他們的專業基礎得以鞏固并及時補充新的會計知識，比如可以鼓勵他們去上進修或者參加繼續教育，使得他們接觸更多的新知識、新事物，像現代化企業管理理論或者方法之類。

篇5

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2014）08B-0058-03

電氣控制線路安裝與檢修課是電氣工程及自動化類專業一門重要的專業課，與生產實際聯系緊密，實踐性強，知識覆蓋面較寬，與信息化技術關系密切。利用信息技術建立起來的電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫，就好比一間理實一體化實訓室和資料室的結合體，它配備了各種設備和元器件，以及可隨時查閱的資料。它除了連接外網，還連接本校的教學資源庫。利用其齊全的信息化功能，教師可以開展豐富多彩的教學活動，學生可以查詢到各種數據。在此介紹我們在這方面的研究結果，供同行參考。

一、建設中職電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的目的

電氣控制線路安裝與檢修課是由學科體系下的電氣控制技術課發展而來的，與原來的教學模式不同，現在的電氣控制線路安裝與檢修課依托信息化教學手段，采用行動導向教學法組織教學。過去一段時間里，學校的許多老師嘗試用“行動導向教學法”進行教學設計，在課前準備課件的時候，他們需要找許多動畫、視頻、圖片等，工作量很大、很辛苦。盡管如此，經過辛苦勞動做成的課件，教學效果也不是很理想。再者，對學生來說，教師布置學習任務以后，學生主要依靠課本和教師提供的課件來收集信息，范圍比較狹窄。如果想上網查找有關資料，又不易找到合適的，因為網上的資源雖然很多，但太散，很難歸整。如果能建成電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫，把現有的教學資源整理、排序存放到庫里，教師之間就能共享教學資源，同時，教師只要告訴學生查詢的路徑，學生就可以自主查詢，尋找到所需。這樣不僅可以減少教師的工作量，還能方便學生學習使用。還有，課堂上，教師交代學習任務以后，學生根據自己對任務的理解情況，針對自己的薄弱環節，通過查詢電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫，自主探究、尋求、交流問題的答案或解決辦法，學習效率必將得到大幅度提高。

為了能滿足教師和學生的需要，真正成為教師和學生的工具，電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫需要具備一定的的靈活性和可重組性，應該按積件來做，實現為教學和學習服務的目的，更便捷地服務教學與學習。

二、電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的制作原則與辦法

對教學資源庫，目前國家還沒有統一的標準和技術規范，電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫所做的是小范圍的積件庫。為了方便教師在自己的教學中用PowePoint和Authorware去組合運用資源庫里的素材，真正做到以不變（積件）應萬變（教學實際）。積件素材不與教學思想、教學方法、學習理論發生聯系，并以此作為制作原則。本資源庫主要利用文本類應用軟件（如Word）、圖形加工類軟件（如Photoshop、Animator、3DS）、聲音加工類軟件（Wave Studio、Cakewalk）和一些實用工具軟件。這些軟件無需程序設計就可方便地組合積件庫中的各種積件來為自己所用，因此要求這種多媒體資源應具備易學易用等基本特點。

電氣控制線路安裝與檢修積件庫的開發在學校內實現，由熟悉計算機應用軟件的于正寧老師和機電技術應用專業的李靜老師一起合作進行編制。兩位教師首先收集了過去使用的教學課件，把課件中適用于某一具體的教學情境的部分（一張圖片、一段視頻或動畫）經過適當的加工后，納入教學資源庫，比如電梯的上行、下行視頻，可用于解釋電動機正反轉控制電路的作用。其次根據目前行動導向教學設計的需要，拍攝了大量的視頻、圖片，比如機床主軸箱的移動，可用于解釋電動機點動控制電路的作用。第三針對部分難以解釋的現象和抽象的原理，補充動畫，比如將電動機控制電路的電路圖和接線圖聯系起來的“電路圖與接線圖的聯系”動畫。第四將現有紙張載體的資源（圖、文）進行數字化處理（掃描、重新錄入）后納入，比如教師發表的相關論文及本課程相關的一些國家標準（GB4728-85《電氣圖常用圖形符號》）。

三、電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的組成形式

電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫以網站的形式呈現，分為三大區域：一基本信息區域，包含網站首頁、課程介紹、教師隊伍、技能認證、實訓天地和相關論文。二課程教學區域，包含了必知必會、能力提升、電路應用視頻和在線測試。三網絡服務區域，包含在線輔導、網絡資源和推薦網站。

因篇幅的關系，在此以“必知必會”“能力提升”和“在線測試”三個頻道為例，略作說明如下。“必知必會”頻道，內設實驗“實習需知”“電工崗位相關”“認識6S管理”“電工崗位對身體的要求”“上課前的準備”“電工安全操作規程”“實訓室電氣滅火處理方法”“課程相關的工作崗位”內容。“能力提升”頻道包括“低壓元器件”“組合開關”“行程開關”“熔斷器”“按鈕”“交流接觸器”“熱繼電器”“時間繼電器”“電路安裝與檢修”。“在線測試”頻道包括“安全試題”“電路檢查試題”“元件安裝”“布線工藝選擇題”。各頻道由若干功能項組成，攮括了電氣控制線路安裝與檢修教學資源所需的內容。整個網站如下表所示。

庫里積件素材中所選取的內容，都不進行太多的加工，基本保持它的基元性。師生在教學過程中，可根據實際需要把素材進行組合，體現了可積性。積件素材是以知識點為分類線索，無論教材課程體系如何變化，教材版本如何變化，積件素材都可被師生應用于當前的教學活動中。

四、電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的使用

電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫建成以后，已經試用了幾個月，主要用于一些課程的信息化教學。下面簡單分述。

（一）信息化教學簡述

信息化教學，是在信息化環境下對傳統教學的繼承，是將各類教學模式的結構成分與信息技術進行融合的一種教學形式，以信息技術的支持為顯著特征。信息化教學設計的基本原則可以歸納為以下幾點：（1）以學生為中心，注重學習者學習能力的培養，教師是學習的促進者，引導、監控和評價學生的學習情況。（2）充分利用各種信息資源來支持學習。（3）以“任務驅動”和“問題解決”為學習和研究活動的主線，在相關的有具體意義的情境中確定和教授學習策略與技能。（4）強調“協作學習”，這種協作不僅是指學生之間、師生之間的協作，也包括教師之間的協作，如實施跨學科和跨年級的基于資源的學習等。（5）強調針對學習過程和學習資源的評價。

（二）電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的具體使用說明

電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫建成后，為這門課程的信息化教學創造了有利條件。在信息化教學設計中，教師不再扮演“講”的角色，而是擔任引導和指導的角色。通過幫助學生獲得、解釋、組織和轉換大量的信息來促進學習，完成學習任務。比如在“電動機連續運行控制電路的安裝與檢修”教學任務中，教師由機床鉆頭對零件的加工視頻引入，布置學生“用電動機拖動鉆頭”的學習任務，學生依托電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫，經過“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價”等環節，開展自主學習。在這種模式中，學生承擔著自我學習的責任，通過協同作業、自主探索的方式進行主動的知識建構。因此，這種學習模式同時解決了班級授課制之中的分層次教學問題、個性化教學問題。允許一部分同學先行一步，使得對學生實施因材施學成為可能。網站還特設“在線測試”，每完成一次學習任務，學生都可以通過“在線測試”來檢測自己的學習情況，檢查自己的掌握情況。

本教學資源庫的素材都是以基本元為單位，以單元件及其組件為主，可以根據需要進行重組。例如，一段“用萬用表檢查交流接觸器”的視頻，儀表老師可用來講解萬用表的作用，機床檢修老師可用來解釋元器件的檢查方法，電氣控制線路安裝與檢修的老師可以用來檢修線路。學生可利用電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫，開發更多的具有創意的學習和實驗項目，充分發揮他們的聰明才智。目前，這個網站不僅有電氣控制線路安裝與檢修課程的教師使用，而且其他專業的教師也紛紛點擊使用，如，電工上崗證培訓、維修電工中級工等級證、PLC控制技術及電機與變壓器等課程的老師也都使用了這個資源庫。老師們用了以后都評價說，電氣控制線路安裝與檢修教學網站上的資源很實用，為教學活動提供了極大的便利。

五、電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的改進

電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫雖然得到了肯定，但是還有許多需要不斷改進的地方。目前其存在的不足之處主要表現在兩點，一是資源庫的結構不夠完善，微教學單元庫及教與學策略庫等還沒有建立起來，需要補充完善；二是教學資源還不夠豐富，原因有二，一是我們老師現有的許多資源還沒有來得及放上去，二是由于網站是靜態的，添加素材不夠方便，應改為動態形式。

現代職業人需要終生學習，信息時代的到來讓這個終生學習有了更方便的渠道，中職電氣控制線路安裝與檢修教學資源庫的建成和使用不但對在校學生的學習和教師的教學起到積極的推進作用，而且還可以為學生以后的繼續教育提供可靠的學習資源，值得不斷探究。

【參考文獻】

[1]黃艷芳.職業教育課程與教學論[M].北京師范大學出版社，2010

[2]趙志群.職業教育工學結合一體化課程開發指南[M].北京：清華大學出版社 ，2009

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電氣控制及PLC應用課程是電氣控制及自動化專業的主干課程，其內容與工程應用緊密結合，在工業自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數控機床以及機電一體化技術等領域中得到日益廣泛的應用。本課程是浙江工業大學（我校）電氣工程及自動化教育專業和機械工程及自動化教育的專業必修課。通過本課程的學習，除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外，還以提高學生的素質和全面能力為宗旨。具體教學要求是熟悉常用低壓電器的結構、工作原理、特性及應用，掌握繼電接觸器控制系統基本分析和設計能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設計方法，掌握可編程控制器的工作原理及結構特點，熟練掌握基本邏輯指令的應用，掌握步進順控指令編程方法及應用，了解PLC網絡及通訊基本知識，繼電接觸器控制系統基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術、通信模式及調試技巧。

項目教學是以項目實施為主線有效組織理論和實踐知識，師生共同實施并完成一個“項目”為主要學習方式的教學活動，是建立在建構主義和情景學習理論基礎上體現行動導向教育理念的教學方法，將傳授知識為主的傳統教學轉變為以完成項目、職業體驗和解決問題為主的多維互動式的教學模式，在職業教育的專業課程教學中得到越來越廣泛的應用。通過項目實施過程，讓學生學習必要的理論知識及掌握必備的專業技能，突出知識的學習服務于職業能力的建構。

一、電氣控制及PLC應用項目教學模塊

實施項目教學，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學選取的項目經常基于小項目來教學，僅能說明一個知識點或某個問題，綜合知識無法體現，這樣各知識點之間彼此孤立，章節的聯系比較匱乏，彼此的知識點無法連貫，邏輯關系無法得到梳理，不能對學生的綜合能力進行鍛煉。然而學生畢業后往往面對的是比較綜合的工程項目，而他們的知識結構是孤立的，面對綜合設計一個項目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設計又要安裝調試的復雜的項目無從下手了。學生不能立即投入到生產實踐中，無奈還要從頭學起。

基于以上的問題，在展開項目教學法實施過程中，選取一個比較綜合典型的真實項目——節能環保中水回用水處理廠智能控制系統來進行教學設計。參照教學大綱和緊扣教材內容，根據項目組成設計以下主要教學模塊：（1）項目教學實施前準備工作及模擬招投標介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設備教學及知識點學習；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設計；（5）提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設計；（6）S7-200（含7個從站）和S7-300（含2個主站）PLC設計及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實現；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機系統組態；（9）整個中水回用系統與Intenet通信；（10）項目的竣工及驗收—課程總結。隨著自動化生產的發展，該課程涉及到許多新知識、新技術領域。我們以加強實踐教學為突破口，以創新為契機，構建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式，符合技術師范本科專業的培養特點和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過課程和專業訓練使學生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結構的“雙師型”人才。

二、項目教學設計

1.項目教學設計

（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機械工程及自動化教育的專業崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標，以就業單位人才需要為基準，結合技術師范培養標準選擇教材。以現行主流PLC為參考，以必需、實用知識為主，加強學生電氣控制技能的培養，教材的內容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環節、可編程控制器基礎、S7-200PLC的系統配置及質量系統、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統配置與編程及通信及網絡等；被選取的項目與教材結合緊密，涵蓋的知識比較吻合，也是現在自動化行業及大學競賽的主流技術。

（2）項目實施前，先完成模擬投標及中標過程，讓學生明白項目實施過程中必經的流程和步驟，體會真實項目的投標中標和方案實施的過程。標書設計就是按項目模塊來分類，每進行一個模塊就是完成標書方案中的一部分。 　（3）項目教學模塊借助組態軟件給出系統結構組態圖，標出了每個模塊應完成的項目任務，根據模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預先提出問題，讓學生先思考，鼓勵學生發揮與創新，根據學生人數，恰當分組，每組模擬為一個施工團隊，選出隊長，由其對整個組的人員進行協調分工，課前每組先設計一套實施項目模塊的方案，課間展開討論，老師甄別或指出最佳方案及實施方法，課后留給學生擴展的空間。

（4）對要完成的項目教學任務要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；PLC編程、通信、組態等。課后要求學生提交項目教學實訓報告，電子圖紙，學生團隊自己評價，教師講評驗收。

（5）師生共要明確項目教學過程中要重點鍛煉和加強的知識點。力求既全面又重點突出，能最大限度的鍛煉技能；對于項目實施過程中可能遇到的難點，要及時為學生重點講解及輔助突破。

（6）每個項目模塊怎么實施，什么時間實施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學生完成各個項目模塊的實施內容及計劃表，開學二周制定好計劃，同時要及時拓展學生視野，項目團隊制定良好激勵機制和完善的管理制度，立爭協調高效的完成項目任務。

三、項目教學具體實施

（1）在理論教學中，引導學生運用電機拖動及自動控制原理的基礎知識，分析PLC專業課程編程內容，強化閉環控制模型知識的掌握，使學生能在項目實施過程中體會PLC的智能控制思路。

（2）強化實踐教學，以實際的節能環保中水回用水廠電氣設備的基本功能、結構組成及電路工作原理的分析為重點，讓學生學會分析復雜的實際電氣設備的工作原理，具備識讀電路圖、繪制電路圖、設計電路圖的能力。在此基礎上培養學生安裝、調試、維修及維護自動化常用電氣設備的能力。對重點應用知識在實訓室訓練，學生自評，教師嚴格考評，直到達到教學目標為止。

（3）教師將自動化現場實際搜集的智能電氣設備及相關資料補充到課堂中，并從網絡搜索相關智能電氣控制系統新技術，利用組態軟件做成展示項目，利用虛擬現實技術展示工程項目的技術細節，如煤礦絞車提升系統、遠程恒壓供水系統、電廠脫硫智能控制系統等，使學生直觀、方便地學到先進的專業技術知識。

（4）將計算機輔助軟件的使用引入教學中，如Pro/e繪制電氣原理圖，SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等，使學生既學到知識的理論知識也拓展了知識面，使他們明白現代化的電氣控制系統是很多先進技術協調服務和集成的綜合效果。

四、教學考評方法

（1）設置學生自我評價機制，其包括學生自我評分，也包括組長對每個成員的打分。

（2）設計項目教學驗收表格，細化子項目注意事項的考評。

（3）每人必須對項目調試通過，并撰寫實驗報告。

篇7

斗輪堆取料機是一種廣泛應用于鋼廠、電廠、港口、碼頭等地的大型散料連續輸送機械，用于物料（礦石、煤、焦碳、砂石）的堆取[1]。斗輪機構是整個機器的核心部件，其穩定性直接影響機器的安全可靠性。本文分析了目前斗輪機構電氣控制方法，發現其在使用的過程中的不足，對其進行了改進。

1 斗輪機構傳統電氣控制方法

斗輪機構驅動方式一般有兩種：液壓馬達-斗輪軸，液壓馬達驅動成本高，應用較少，大部分斗輪機構采用電機驅動；電機驅動方式的組成為：電機液力耦合器減速器斗輪驅動軸斗輪機構。驅動的時候直接控制驅動電機，目前斗輪機構工作的時候只能一個方向轉動，不能反轉。斗輪堆取料機工作是依靠斗輪機構的旋轉挖取堆放于料場的物料，物料通過前臂架皮帶機運輸到料斗系統，最終到達底面皮帶輸送系統，通過底面皮帶輸送系統到達物料處理系統。由于多方面的原因料場的料堆形狀是不規則的，斗輪機構取料到形狀不規則處時，斗輪機構的整個斗子會嵌入料堆里面。這時候操作是先停大車，前臂架水平運動將斗輪機構從料堆里面帶出。由于斗輪機構的一個斗子完全嵌入料堆里面，由于斗子嵌入不規則形狀物料太深，當斗子從料堆取出的時候，前臂架變形很大，前臂架振動厲害，影響機器的使用壽命，并且料堆可能塌陷。

2 斗輪機構新的電氣控制方法

從上面的分析可以看出，目前斗輪堆取料機的的斗輪機構由于不能反轉，對斗輪機構的正常使用和壽命造成影響。為此在電器控制系統設計的時候，在原有電路的基礎上，增加一個交流接觸器KM2，以實現斗輪電機的正反轉，如圖1所示。在斗子嵌入形狀不規則的料堆的時候，先停大車，斗輪機構反轉，前臂架水平運動將斗輪機構從料堆里面帶出，這樣降低前臂架的變形及振動，也可避免料堆的塌陷。

3 結語

對斗輪堆取料機的斗輪驅動電氣控制部分進行了分析，使斗輪堆取料機得斗輪機構可以正反轉，從而解決了取料時由于料堆形狀不規則斗輪嵌入料堆而前臂架需要水平移動帶來的振動及對機器結構件造成的損壞。

參考文獻：

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在生產中，機械設備的使用效能與其電氣自動化的程度有著密切的關系，尤其是機電一體化已成為現代機械工業發展的總趨勢，所以要搞好機電工作，就應當掌握生產設備電氣控制線路的設計。本論文將主要分析繼電器-接觸器電氣控制線路的設計方法和控制電器的選擇原則。

本節以C6132臥式車床電氣控制電路為例，簡要介紹該電路的經驗設計方法與步驟。已知該機床技術條件為：床身最大工件回轉直徑為160mm，工件最大長度為500mm。

具體設計步驟如下：

（1）車床主運動由電動機M1拖動。液壓泵由電動機M2拖動。

（2）冷卻泵由電動機M3拖動。

（3）主拖動電動機：P=2.17kW，所以可選擇主電動機M1為J02-22-4型，2.2kW，380V、為4.9A、1450r/min。泵、冷卻泵電動機M2、M3可按機床要求均選擇為JCB-22，380V、為0.125kW，0.43A，2700r/min。

1 主回路

三相電源通過組合開關QS1引入，供給主運動電動機M1、液壓泵、冷卻泵電動機M2、M3及控制回路。熔斷器FU1作為電動機M1的保護元件，FR1為電動機M1的過載保護熱繼電器。FU2作為電動機M2、M3及控制回路的保護元件，FR2、FR3分別為電動機M2、M3的過載保護熱繼電器。冷卻泵電機由組合開關QS2手動控制，以便根據需要供給切削液。電動機M1的正反轉由接觸器KM1和KM2控制，液壓泵電機由KM3控制。由此組成的主回路見圖5.1的左半部分。

2 控制電路

從車床的拖動方案可知，控制回路應有三個基本控制環節，即主軸拖動電動機M1的正反轉控制環節；液壓泵電動機M2的單方向控制環節；連鎖環節用來避免元件誤動作造成電源短路和保證主軸箱良好。用經驗設計法確定出控制回路電路，見圖5.1右半部分。

用微動開關與機械手柄組成的控制開關SA1有三檔位置。當SA1在0位時，SA1-1閉合，中間繼電器KA得電自鎖。主軸電動機起動前，應先按下SB1，使泵電動機接觸器KM3得電，M2起動，為主運動電動機起動做準備。

主軸正轉時，控制開關放在正轉檔，使SA1-2閉合，主軸電動機M1正轉起動。主軸反轉時，控制開關放在反轉檔，使SA1-3閉合，主軸電動機反向起動。由于SA1-2、SA1-3不能同時閉合，故形成電氣互鎖。中間繼電器KA的主要作用是失壓保護，當電壓過低或斷電時，KA釋放；重新供電時，需將控制開關放在0位使KA得電自鎖，才能起動主軸電動機。

用微動開關與機械手柄組成的控制開關SA1有三檔位置。當SA1在O位時，SA1-1閉和，中間繼電器KA得電自鎖。主軸電動機啟動前，應先按下SB1，使泵電動機接觸器KM3得電，M2啟動，為主運動電機啟動做準備。

主軸正轉時，控制開關放在正轉擋，使SA1-2閉合，主軸電動機正轉起動。主軸反轉時，控制開關放在反轉檔，使SA1-3閉合，主軸電動機反向起動。由于SA1-2、SA1-3不能同時閉合，故形成電氣互鎖。中間繼電器KA的主要作用是失壓保護，當電壓過低或斷電時，KA釋放；重新供電時，需將控制開關放在0位使KA得電自鎖，才能起動主軸電動機。

局部照明用變壓器TC降至36V供電，以保護操作安全。

參考文獻

[1]方承遠主編.工廠電氣控制技術[M].北京：機械工業出版社，1992.

[2]余雷聲主編.工廠電氣控制設備[M].北京：機械工業出版社，2000.

[3]劉金琪主編.機床電氣自動控制[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1999.

[4]許繼電氣公司.RMS-8011繼電保護信息系統子站說明書[Z].2003.

[5]張勁等.220KV繼電保護故障信息處理系統的設計[J].電力系統自動化，2003.

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電氣火災高發的嚴峻形勢，使得電氣防火的教學工作任重道遠隨著經濟的發展，生產和生活用電量大幅度增加。據《國際能源展望2006》判斷，“十一五”期間，中國用電量年均增長約8．0%。至2015年，將達到4．5萬億千瓦時。按此發展計算，至2020年，將達到5．6萬億千瓦時。在用電量快速增長的同時，電氣火災近年來也頻繁發生［1］。據消防部門統計，20世紀90年代以來，電氣火災在全國總火災數中所占的比例一直居高不下。1997年～2007年的十年間，我國共發生重特大電氣火災1324起，直接經濟損失156526．2萬元，造成1936人死亡、1116人受傷，年均占有比例為31．56%、44．3%、28．3%、28．6%，表明重特大惡性火災多數為電氣火災［2，3］。由于電氣火災的形勢嚴峻，為了預防電氣火災頻發，有必要在消防工程專業開設電氣防火類課程，在該類課程中，講授電氣火災形成機理、從電源供配電、電氣設備與線路選擇、應急照明與疏散、防爆電氣以及防雷防靜電等設計源頭加強電氣防火措施。

火災監控技術是火災處置的最佳手段之一，其核心內容必然納入消防工程專業教學范圍火災監控實際上是火災探測報警和消防設備聯動控制的總稱，它是依據主動防火對策，以被監測的各類建筑物、油庫等為警戒對象，通過自動化手段實現早期火災探測、火災報警和消防設備聯動控制。所以，火災監控主要包括了火災探測、火災自動報警系統、自動滅火控制系統等。火災監控技術的先進性和可靠性一直是消防行業探討的熱門課題。作為火災處置的最佳手段之一，有關火災監控技術的核心內容必然納入消防工程專業教學范圍。而火災監控技術是基于弱電技術，在建筑設計中，歸屬于電氣設置范圍，因此，火災監控技術的內容被納入電氣防火課程群。

開設電氣防火類課程已成為全國消防工程專業的共識由于電氣火災高發的形勢及火災監控技術的重要性，大部分地方高校消防工程專業均開設了電氣防火類課程［4］－［6］。7所地方高校均開設了電氣防火類課程。只是不同學校有不同側重，如中南大學和中國礦業大學側重于火災監控技術，西南林學院注重電氣防火技術，而沈陽航空工業學院、華北水利水電學院、南京工業大學對電氣防火和火災監控均開設了相關課程。這從一定程度上反映了電氣防火類課程的重要性。

消防工程專業電氣防火課程群體系設置及相互關系

與地方大學人才培養目標有所不同，武警學院消防工程專業畢業學員從事的是消防監督管理業務。電氣消防審核和電氣防火監督檢查是消防監督業務的重點和難點。因此，構建以《電氣防火及火災監控》課程為核心的電氣防火課程群體系在2010版人才培養方案中得到了充分的重視。電氣防火課程群體系如圖1所示。在圖1所列的課程中，《電氣防火及火災監控》、《消防電氣控制技術》為必修課程，其他課程為選修課程。從圖1可以看出《電氣防火及火災監控》課程的核心地位，并且該門課程由多門課程支撐，保證了課程間的相互聯系和融合，緊密銜接和漸次深化。《電氣防火及火災監控》作為河北省精品課程，其課程體系相對成熟，課程內容完整，課程實踐豐富。各門課程圍繞該門課程來建設這是由它的主要內容決定的。該門課程的主要內容包括兩部分，一部分是電氣防火部分，在這部分內容中包括電氣火災原因分析、消防供配電系統、變配電所防火、電氣設備及線路防火、防爆電氣、防雷及防靜電等。圍繞其核心內容，必然需要《建筑供配電技術基礎》作為第一部分的知識補充。同時，對于電氣火災高發的現狀，可以運用先進的電氣防火檢測技術加以預防，因此，及時補充《建筑電氣防火檢測技術》選修課作為新技術的介紹。第二部分是火災監控部分，在部分內容中包括火災探測與信息處理概述、火災監控系統組成、火災監控系統的工程設計等。這部分火災監控技術知識相對完整，但是，對于不斷發展的、新的火災探測與信息處理技術可以由選修課《火災探測與信息處理》來完成補充。而對于消防設施的聯動控制需要加強專業基礎的學習，因此，開設了《消防電氣控制技術》必修課程講授技術的實現，而在《電氣防火及火災監控》課程中的聯動控制部分只講授聯動控制要求。同時，作為消防工程專業的學員，有必要加強對建筑消防設施的監管，因此，開設了《建筑消防設施維護與管理》選修課作為有益的必要補充。

電氣防火課程群改革的具體內容

近年來，電氣防火課程群一直在不斷改革。從課程內容、實踐環節、教學方式及手段、考核改革等方面作了大量工作。改革始終圍繞武警學院人才培養方案進行，按照公安部黨委構建“大教育”、“大培訓”格局的總要求，遵循高等教育基本規律，突出公安現役教育特色，以改革人才模式為切入點，以優化課程體系、深化教學內容改革為重點，著力培養學員的實踐能力和創新精神，積極構建課程教學、實驗教學、實戰訓練、日常練兵有機結合的教、學、練、戰一體化教學訓練體系，更好地滿足公安消防部隊對人才培養的新要求、新期待。因此，電氣防火課程群的改革目標是培養基礎理論扎實，專業知識深厚，實踐能力強，富有創新精神，能在公安消防部隊從事消防監督檢查、建設工程消防設計審核和竣工驗收等方面工作的應用型高級專門人才。圍繞這一改革目標，電氣防火課程群的改革核心是改革教學內容、完善實踐教學體系、更新教學方式及手段、改革考核方式等。

貼近消防實際，追蹤消防科技前沿，改革教學內容隨著經濟和科技的發展，新材料、新工藝不斷出現，不斷有新的標準和規范出臺或更新。教學內容必須要緊跟消防形勢加以調整。因此，在核心課程《電氣防火及火災監控》課程中，對電氣絕緣材料等級，依據最新的規范《電氣絕緣耐熱等級》進行了重新劃分;按2008版《民用建筑電氣設計規范》，對消防設備供配電、供配電系統防火等進行了教學內容更新;按防爆電氣設備的系列標準GB3836－2010，及時更新了防爆電氣設備的選擇;依據《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》，及時增加了電氣火災監控技術的相關內容，并且結合工程實例講解火災監控系統的工程應用。在選修課程《建筑消防設施維護與管理》、《建筑電氣防火檢測技術》和《火災探測與信息處理》課程中，更是強調了與消防科技前沿的結合，根據最新發展科技及時更新講義，始終帶給學員最新的消防前沿知識。課程建設小組2009年完成的學院教學改革項目“《電氣防火及火災監控》課程教學內容改革與實踐”獲得了專家組的好評。#p#分頁標題#e#

突出能力，強化實踐，完善實踐教學體系在保證學員專業素質的同時，更加突出能力培養，強化實踐教學，按照武警學院教、學、練、戰一體化思想，將實驗、實訓、實習、模擬演練和綜合演練貫穿于教學活動的全過程。因此，核心課程《電氣防火及火災監控》課程中，開設了電氣火災模擬實驗，電氣火災隱患檢測實驗、火災監控實訓等模塊，突出考核學員的動手能力和創新能力，由課程組設計完成的“電氣火災隱患模擬實驗臺開發與應用研究”獲學院教學成果三等獎。在《消防電氣防控制技術》課程中，提出了理論與實踐一體化的教學模式，搭建了實訓平臺，強調了學員動手實踐能力和解決實際問題的能力。因此，電氣防火課程群從基礎到專業，均有相關的實驗和實訓平臺，強化學員理論與實踐的結合。此外，在畢業前的綜合演練中，電氣防火消防監督檢查和電氣防火審核貫穿于整個專業綜合演練的全過程，將所學的理論知識運用于消防實踐環節，實現了教、練、用的完美統一。

側重創新，“教”“導”結合，促進能力提高課堂教學應以培養學生創造性思維能力、動手能力等綜合能力為出發點。開展教學方法改革，實現教學方法的“四個轉變”［7］。即課堂教學從傳統灌輸向探索性教學轉變，實驗教學從驗證性實驗向綜合性、設計性實驗轉變，考試從知識考核向能力考核轉變，畢業設計從模擬訓練向工程實踐轉變。

探索性教學的實現。教學方法的改革方向應把傳統的重演繹按部就班的教學方法與側重歸納、分析、滲透、綜合有機結合。如在《電氣防火及火災監控》專業課程中的應用“研討型”教學。講課重心從“授”轉變為“導”，包括引導、指導、誘導、教導等，使學生由傳統教學所形成的被動的思維方式向積極主動的思維方式轉變。首先緊扣課程重點內容，精心設計每一個教學單元的研討主題。主題的設計還要能夠充分調動學生的能動性，培養其知識的應用能力。提前布置研討主題，給學生留出查找資料的時間。在課堂上對學生進行分組，設計問題引導學生進行分析和討論，教師只提供分析的思路，學生自主完成對問題的分析和解答。最后，教師對于整個過程進行講評和總結，糾正研討過程中的問題。因此，在消防供配電系統設計、火災探測器設計和火災自動報警系統聯動設計這幾個研討式教學環節中，針對教學內容所對應的消防部隊業務，設置教案和教學方法，增加互動式教學，利用開發的輔助教學軟件，調用相關CAD圖紙，模擬場景，讓學員參與審核。此外，在變配電所防火和爆炸危險環境電氣設備選擇這兩個研討式教學環節中，將研討式教學與教學參觀相結合，選擇變配電所、加油加氣站等場所作為實踐教學地點，讓學生結合實際單位做設計、做審核、做檢查。

綜合性、設計性實驗的實現。在《電氣防火及火災監控》實驗與實訓環節，設置了電氣火災模擬、電氣火災隱患檢測和火災監控實訓。學員不僅能進行驗證性實驗，更能設計綜合性、設計性實驗。如有的同學對不同型號的插座進行過載實驗，得出與電氣線路過載實驗不一樣的結論;有的同學在對電氣線路過載進行測溫實驗的基礎上，對發煙量進行了測定，得出不同過載倍數的電流發煙量不同規律;還有的同學對人體靜電在不同情況下的帶電量進行測量，得出相應的規律;特別是有同學利用紅外成像儀對電氣線路進行實地火災隱患檢測，發表了學術論文。在《消防電氣控制技術》課程，設置了綜合實訓平臺，教師只講授基礎理論部分，在“教”的同時，更加注重“導”，引導學員在實驗室完成對于消防設施的聯動控制，這樣既加深了學員對專業理論知識的理解，又強化了實踐能力的培養。并且，通過實訓，變換不同的接線方式，得出不同的控制關系。

能力考核的實現。高等教學要按照知識、能力、素質全面發展的人才培養總體要求，更新課程考核理念，改革課程考核方式。因此，《電氣防火及火災監控》課程考核改革作為專門的教學改革項目進行了立項研究，在全院作為首批示范考核改革課程。在該門課程的考核環節設置了實驗實訓考核、研討式教學環節考核、課程設計考核、平時表現考核及課終考核。在《消防電氣控制技術》課程考核中，設置了實訓考核，強調創新性實驗和綜合性實驗環節。通過過程考核與課終考核、理論考核與實踐實訓考核的有機結合，促進知識考核向能力考核的轉變。

工程實踐的畢業設計。近三年，消防工程專業的畢業論文和設計進行了大改革。強調學員的選題必須符合人才培養方案、符合消防部隊的需求，滿足第一任職需要。再加之電氣防火課程群的設置深化了課程內容，為學員進行工程實踐的畢業設計奠定了較好的理論基礎。學員的畢業設計緊密圍繞工程實踐這一主題進行畢業論文的撰寫，如撰寫建筑消防供配電系統設計、電氣火災監控系統設計、火災自動報警系統設計等論文，本科畢業論文的水平均有所提高。

篇10

中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02

高職機電一體化專業課程設置的培養目標是：面向工業企業生產現場，電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司，培養適應社會需要，全面發展，適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等，本專業有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程，都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。

1自動化生產線的課程設置

機電一體化專業人才培養能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調試；根據故障現象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規程；素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。

此核心課程以項目驅動教學開展課程教學，提升學生的職業能力，以具體自動化生產線為載體，融合認知、安裝、調試和檢測等內容，實現教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域，設置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試，分成20個任務。

項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調試，有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。

2自動化生產線的教學方法與評價設計

2.1教學方法。

（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點，針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。

（2）現場教學法：在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業氛圍，在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。

（3）任務驅動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。

（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協作完成項目任務。

六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結。

2.2評價設計。

課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式，利于理論聯系實際，有利于學生的學習創新和思考，更督促他們到實際中去發現和改進，去尋找合適自己的項目和課題。

課程考核為：校內項目，企業，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。

和很多專業課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。

3相關課教學

3.1電機與電氣控制的教學。

本課程以發電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。

典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。

課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環節，有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。

3.2PLC教學。

PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關邏輯控制裝置，隨著計算機技術和通信技術的發展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外，還有過程控制，數據處理，通信聯網與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

PLC有5種編程語言：

（1）順序功能圖（SFC）。

順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態，這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。

（2）梯形圖（LD）。

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。

（3）功能塊圖（FBD）。

功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數字電路中的邏輯圖一樣，極易表現條件與結果之間的邏輯功能。

（4）指令表（IL）。

采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關系很難一眼看出，所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。

（5）結構文本（ST）是文字語言。

編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計，LED數碼管顯示設計，還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。

增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。

3.3單片機。

單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域也都有廣泛應用。

數據大都在單片機內部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。

教學采用ISP-4單片機實驗開發板，可以完成大量的單片機學習、開發實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。

3.4變頻器技術及應用。

變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術；了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統，掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現代技術推廣的有力體現。

3.5傳感器與自動檢測技術。

傳感器技術代替人的感觀，在各種環境下應用，檢測技術是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成，對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。

教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。

4畢業論文指導分析

畢業論文專業聯系實際，通常小型自動化系統以單片機為主，大型自動化生產線以PLC為主，系統運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面側重指導。

4.1立意選題。

根據實際和研究方向做好側重和體現，如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。

4.2材料整合。

在任務要求明確的基礎上，首先確定相關技術指標，對應查找并列出論文結構，一份畢業論文至少含有三到五門課的內容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。

4.3技術處理。

所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。

多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生，系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生，專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。

參考文獻

[1]呂景全.《自動化生產線安裝與調試》，中國鐵道出版社，2010年7月

[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月