電氣控制設計論文精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的電氣控制設計論文主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：電氣控制設計論文范文

一、設計題目 用PLC對機械手搬物控制的電氣控制設計

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(tài)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(guī)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(yè)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(yè)出版社 主編 方承遠

工廠電氣控制設備 機械工業(yè)出版社 主編 許廖

機床電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實

可編程序控制器的應用技術 機械工業(yè)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(yè)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(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領域發(fā)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(fā)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(fā)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(yè)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(yè)機器人系統中傳統的任務執(zhí)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(fā)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(yè)區(qū)進行作業(yè)，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(fā)展狀況

在現代工業(yè)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(huán)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(guī)模集成電路和微處理技術的發(fā)展和應用,上述控制技術也發(fā)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(yè)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(yōu)點來滿足各種工業(yè)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(guī)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(yōu)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(yè)控制中.

電氣控制技術是隨著科學的不斷發(fā)展、生產工藝的不斷提高兒訊發(fā)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(fā)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(yè)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(zhí)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(fā)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(huán)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(zhí)行程序、輸出3個階段才能完成控制過程。

PLC采用循環(huán)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(tài)傳送到PLC）、執(zhí)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(tài)和數據，并把它們存入相應的輸入存儲單元。

2)、執(zhí)行程序階段

在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行指令。從相應的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)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(tài)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(zhí)行完后，進入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)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(yōu)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(yè)控制而設計的，由于采了一系列的措施，使之在惡劣的工業(yè)環(huán)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(fā)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(fā)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(fā)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(jiān)視運行狀態(tài)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?！保―/A），功能，能完成對模擬量的控制與調節(jié)。

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(zhí)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(guī)模的復雜控制。

8）、監(jiān)控控制 PLC具有較強的監(jiān)控功能。在控制系統中，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關部分的運行狀態(tài)，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(fā)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(huán)控制系統，用于過程控制。

隨著計算機控制技術的發(fā)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(yè)控制領域都得到了廣泛的應用。隨著微處理器技術的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術和產品日趨完善。

& nbsp;PLC的主要發(fā)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(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)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(yè)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(fā)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(jié)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(yè)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(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)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(xù)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(xù)工作，最后停在原位）。

連續(xù)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(xù)地不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手將繼續(xù)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(tài)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(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應執(zhí)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(zhí)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(tài)器的初始化：

初始狀態(tài)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(tài)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(tài)器同步復位，故初始化梯形圖如圖 [7] 所示（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。

圖 [7]

（2）狀態(tài)器轉換啟動：

若機械手工作在自動工作方式下，當初始狀態(tài)器S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進行轉換。在執(zhí)行“連續(xù)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(tài)器開始進行轉換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態(tài)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(tài)器轉換時，狀態(tài)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(tài)轉換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)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(tài)轉換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)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(tài)轉換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)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(zhí)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(zhí)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(tài)器轉換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)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(zhí)行“連續(xù)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(tài)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(tài)流程圖 ：

如圖 [12] 所示

圖 [12]

圖 [12] 表示了機械手自動工作時執(zhí)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(zhí)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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(yè)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(fā)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(yè)職業(yè)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

Q0.3 右行電磁閥 右行電磁閥線圈

第2篇：電氣控制設計論文范文

【關鍵詞】中職 電氣控制線路安裝與檢修 教學資源庫

【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(yè)一門重要的專業(yè)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(fā)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(huán)節(jié)，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(guī)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(fā)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(fā)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(yè)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(fā)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(qū)域：一基本信息區(qū)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(qū)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(qū)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(guī)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”?！霸诰€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(huán)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(yǎng)，教師是學習的促進者，引導、監(jiān)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(chuàng)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(xù)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(huán)節(jié)，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(yè)、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(fā)更多的具有創(chuàng)意的學習和實驗項目，充分發(fā)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(yè)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(tài)的，添加素材不夠方便，應改為動態(tài)形式。

現代職業(yè)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(xù)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(yè)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(yè)教育工學結合一體化課程開發(fā)指南[M].北京：清華大學出版社 ，2009

[3]劉占山，維吉尼亞.貝蒂（澳大利亞）.需求導向的職業(yè)教育探索與實踐[M].高等教育出版社

第3篇：電氣控制設計論文范文

【關鍵詞】電動機的選擇 低壓電器 繼電器 熔斷器 保護環(huán)節(jié)

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(yè)發(fā)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(jié)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(huán)節(jié)，即主軸拖動電動機M1的正反轉控制環(huán)節(jié)；液壓泵電動機M2的單方向控制環(huán)節(jié)；連鎖環(huán)節(jié)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(yè)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(yè)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(yè)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.

[6]王炳勛主編.電工實習教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

第4篇：電氣控制設計論文范文

關鍵詞：PLC，起重機，控制系統，HMI，智能化

 

1.引言

橋式起重機是生產企業(yè)廣泛應用的生產工具之一，傳統的電氣控制系統接線復雜，故障率高，難以維護。本文結合生產實際的，介紹一種采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重機電控系統，其控制線路簡單，安全可靠，智能化程度較高，能夠有效地提高生產效率。

2 總體設計方案

一個完整的基于PLC控制的橋式起重機電氣系統，主要由六大模塊組成[1]，分別為：1）配電保護模塊2）主起升機構模塊3）副起升機構模塊4）大車運行機構模塊5）小車運行機構模塊6）PLC 控制模塊。通過聯動臺上的主令控制器、按鈕等手動控制裝置，把信號傳遞給PLC的輸入模塊，CPU內的程序對這些信號進行處理，再由輸出模塊輸出控制信號控制中間繼電器、指示燈、報警器、顯示裝置等。中間繼電器帶動大的接觸器，進一步控制起重機各機構電機的啟動、停止及運行。免費論文。各種保護信號如限位開關、過流繼電器、門開關、超載限制器等也將信號反饋到PLC的輸入模塊，起到安全保護的作用。免費論文。系統總圖見圖1。

2.1 控制系統安全保護

（1）安全門開關聯鎖保護：在門開關沒關的情況下，總接觸器不能吸合，在總接觸器吸合的情況下，打開門開關，總接觸器斷開。

（2）超載保護：當起重量達到額定起重量的95%時，開始報警，達到額定起重量的105%，報警并輸出停止信號，此時，起升機構只能下降，不能上升。

（3）斷相、相序保護：通過斷相相序保護器來實現。

（4）各機構限位保護：包括主副起升、下降限位；大車左行、右行限位；小車前行、后行限位，到達限位時，切斷對應方向電源，此時，該機構只能向相反方面運行。

（5）設置急停開關，在出現緊急事故的情況下，切斷總電源。急停開關一般為紅色蘑菇頭非自復位型。

（6）設置零位保護，各機構控制器只有在零位的情況下，總接觸器才能吸合，防止在停電后，主令沒回零的情況，各機構自行運行，帶來危險。

（7）設置熱繼電器，當電機通過的電流超過

電動機的額定電流，電機溫度過熱時，其相應的熱繼電器工作，斷開主回路，起到保護電機的作用。

（8）設置電鈴或報警裝置，在出現故障時，可進行報警。在起重機動作之前應該報警，必須在響鈴后方可操作大車運行機構。

2.2輸入輸出信號設計

通過用戶對橋機控制檔位及安全的要求，需要以下控制信號：

主副鉤起升、下降信號、2檔、3檔、4檔，小車和大車的前、后、左、右方向信號及2檔、3檔、4檔；主副起升限位、大小車限位；熱繼電器信號、超載信號、變頻器故障信號；安全門開關，啟動、停止、急停、照明、電鈴、變頻器復位信號；初步確定所有的手動輸入信號和反饋信號總共48個，對應的輸出有31個。

3 PLC的內部邏輯運算原理與梯形圖的繪制

3.1 PLC的掃描執(zhí)行原理

可編程控制器與計算機一樣，通過執(zhí)行用戶程序來實現控制任務。

PLC采用掃描工作方式，通過“采集輸入量、執(zhí)行程序、輸出控制量”的循環(huán)掃描方式實現程序的運行[2]，如圖2所示。掃描就是從第1條指令開始，在無間斷或跳轉指令的情況之下，按照程序存儲的地址號按順序逐條執(zhí)行指令，直到最后一條指令，然后再從頭開始掃描，如此循環(huán)。

3.2 梯形圖的繪制

PLC內部梯形圖主要包括4大部分：安全保護部分、功能控制部分、故障輸出部分和各控制機構。設計過程中，充分考慮到控制系統的安全問題，多處均設置邏輯互鎖，并且在保證正確的前提下，盡量讓梯形圖簡單明了，便于分析與修改。

4系統硬件選型與設計

4.1 PLC的選型

根據初步確定的I/O信號進行選擇，包括輸入輸出信號的數量、性質、參數和特性要求，PLC選用SIMENSS7-200CN系列。CPU為 226CN，此CPU集成24輸入/16輸出共40個數字量I/O點，最大擴展至248路數字量I/O點或35路模擬量I/O點；26K字節(jié)程序和數據存空間；6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出；有2個RS485通訊編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力；具有極高的可靠性，極豐富的指令集,具有眾多功能指令,可以實現數據傳送、比較、四則運算等操作。其中，功能指令CMP可以進行數據比較，MOV指令可以進行數據傳送，SEGL指令可將數據寄存器存儲的故障參數在數碼管顯示出來，SRMR指令可產生閃爍控制信號，用以輸出聲光報警信號。它的CPU模塊、擴展模塊的高度和深度相同，寬度不同。它們之間用扁平通訊線連接，緊密拼裝后組成1個長方體，適合在機電一體化中使用。內置的24V DC電源，可做輸入回路的電源和傳感器的電源。擴展模塊采用2個16入16出擴展模塊。PLC外部接線圖如圖3所示。

4.2故障顯示的選型與安裝

在配置比較高的橋機中，可以設置1個隨時監(jiān)視系統工作情況的裝置，以便操作人員能及時地了解起重機機的運行狀態(tài)（各機構的限位情況及主要部件的工作狀態(tài)），發(fā)現系統存在的安全隱患，并能及時地做出正確處置[3]。免費論文。在本設計中，選用的裝置為TP170A文本顯示器。

TP170A人機界面，是1種先進的觸摸式人機界面，可以與各類PLC（或帶通訊口的智能控制器）配合使用，以文本或圖形的形式監(jiān)控、修改PLC內部寄存器或繼電器的數值及狀態(tài)，從而使操作人員能夠自如的控制起重機。通過編輯軟件WinCC flexible在計算機上操作畫面，自由輸入漢字以及PLC地址，使用串口通訊下載畫面。可以有1000個故障消息，每個消息長度為70個字符；250個過程畫面，每個畫面的變量/域有20/20，圖形的對象可以是位圖，圖標，背景圖畫，并且還有柱形統計表；用戶專用權限多達32個；接口有三個可供自由先擇：RS232、RS422、RS485；傳送組態(tài)有串行、MPI、PROFIBUS DP[4]。

圖3 PLC外部接線圖

5 結論

在現有的用PLC控制替代傳統繼電器控制系統的設計上，改進和完善電氣控制系統和安全保護電路，不僅使起重機控制線路簡化，安全性能更好，而且PLC能檢測各個不正常工作現象并送往文本顯示器進行顯示，便于故障的發(fā)現與排除，大大提高了工作效率，因而在現在的市場有很好的發(fā)展前景。

參考 文 獻

[1] 張質文， 起重機設計手冊，北京，中國鐵道出版社 2001.

[2] 張萬忠，可編程控制器入門與應用，北京：中國電力出版社 2005.

[3] 陳伯時，電力拖動自動控制系統，北京，機械工業(yè)出版社，1991.

[4] 西門子（中國）自動化驅動集團，深入淺出西門子S7-200 PLC，北京，北京航空航天大學出版社.

第5篇：電氣控制設計論文范文

關鍵詞：實訓課程；分層次；模塊化

作者簡介：李自成（1970-），男，四川資陽人，成都理工大學工程技術學院自動化系，副教授。（四川?樂山?614000）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0086-02

電氣工程及其自動化專業(yè)在電氣信息領域起著十分重要的作用，主要研究電能的產生、傳輸、轉換、控制、儲存和利用，同時有關電能的轉換及使用的控制在該專業(yè)所占的地位也日益重要。[1，2]它和人們的日常生活及工業(yè)生產聯系越來越緊密，因而發(fā)展迅速，已經成為高新技術產業(yè)的重要組成部分，并成為很多高校的一門重要學科。而成都理工大學工程技術學院在2005年成立了電氣工程及其自動化專業(yè)，在專業(yè)發(fā)展過程中注重實踐課程體系的建立。為了適應當今社會關于應用型人才的培養(yǎng)要求，加強學生的動手能力和實踐技能，突出工程能力和工程素質的培養(yǎng)，結合電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案制訂了電氣專業(yè)工程訓練教學計劃，形成了科學的電氣工程實訓課程體系。體系以培養(yǎng)學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能為基本目標，旨在提升學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創(chuàng)新能力，構建起理論知識學習與實際技能訓練、單項能力培養(yǎng)與綜合素質提升之間的橋梁。

一、課程目標定位

課程體系反映了應用型本科對知識能力方面的要求。應用型本科同一般普通本科的培養(yǎng)體系是平行的，相比具有鮮明的技術應用性特征。[3]在培養(yǎng)規(guī)格上，應用本科培養(yǎng)的不是學科型、學術型、研究型人才，而是培養(yǎng)適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才；在培養(yǎng)模式上，應用本科以適應社會需要為目標，以培養(yǎng)技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養(yǎng)方案，以“應用”為主旨和特征構建課程、教學內容體系，重視學生技術應用能力的培養(yǎng)?；趹眯捅究频男再|，為了加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，使學生盡快掌握本專業(yè)領域的技能，因此整個體系強調建立一個系統化的實訓過程，通過實訓，學生應該具備以下技能：

掌握電機和電力拖動技術，熟悉變壓器、直流電機、交流電機的結構，通過實訓熟悉電機運行原理和調速原理。

掌握電力電子與電氣傳動技術，熟悉各種電力電子器件的應用，能正確使用變頻器，并能初步進行電機調速電路的設計和調試。

掌握電力系統自動化技術，通過實訓熟悉繼電保護基本原理，利用MATLAB進行潮流計算，并能進行初步的短路分析。

熟練掌握工廠電氣控制、電氣設計軟件等開發(fā)平臺和應用技術，能夠進行系統控制程序設計或者利用軟件進行電路的設計。

掌握電氣系統或者控制程序的調試方法，能通過實際操作較好地判斷出電氣系統或者控制程序的缺陷，并進行改進。

為了節(jié)約成本，加快開發(fā)過程，能夠用仿真軟件對電路進行仿真，熟練使用各種仿真軟件，包括Protel DXP等。

能熟練使用各種檢測工具，具備對低壓電器的認知和感性認識，熟悉每種低壓電氣的正確用法，能進行初步的設計，選擇出滿足要求的電器。

二、課程體系的構成原則

實訓基于各課程各章節(jié)內容或者課程之間聯系，以實訓項目為主體和載體，以程序或者電路系統設計作為驅動，實現知識、技術、能力和素質的全面提高。以實訓課程體系作為實訓目標的基礎，制訂完善的實訓計劃體系，同時堅持了以下原則：

以就業(yè)實際需求為導向，以能力培養(yǎng)為核心，以學生適應就業(yè)崗位為目標，以崗位技能為重點，兼顧長遠發(fā)展。

注重知識、技術、能力、素質的協調發(fā)展，使學生通過實訓既鞏固了所學的知識和技術又提高了應用知識、技術的能力，使素質得到升華。

以實踐能力和工程訓練為重點，突出技術應用能力培養(yǎng)，強調在應用中創(chuàng)新，通過解決問題綜合運用所學的知識。

課程體系體現了開放性、靈活性，及時反映了新能源技術的發(fā)展以及新技術的應用。

課程體系與人才培養(yǎng)方案的課程體系銜接，分別針對電氣技術、電力系統自動化、電力電子等方向設立實訓課程。

三、分層次模塊化實訓教學體系的設立

電氣工程及其自動化專業(yè)主要是研究電能應用的專業(yè)。近幾十年來，有關電能的轉換、控制在該專業(yè)所占的地位日益重要，專業(yè)名稱中的“及其自動化”反映了科學技術的這種發(fā)展和變化。電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。[4，5]因此實訓課程的設立也應該反映這些專業(yè)范圍。首先，電工理論是電氣工程的基礎，主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學中電學和磁學的發(fā)展、延伸。而電子技術、計算機硬件技術等可以看成是由電工理論的不斷發(fā)展而誕生，電工理論是它們的重要基礎。電氣裝備制造主要包括發(fā)電機、電動機、變壓器等電機設備的制造，也包括開關、用電設備等電器與電氣設備的制造，還包括電力電子設備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內容。電氣裝備的應用則是指上述設備和裝置的應用。電力系統主要指電力網的運行和控制、電氣自動化等內容。制造和運行不可能截然分開，電氣設備在制造時必須考慮其運行，如電力系統由各種電氣設備組成，其良好的運行必然要依靠良好的設備。

針對專業(yè)范圍，電氣工程及其自動化專業(yè)工程訓練在學院工程訓練中心進行。訓練內容劃分為工程認知訓練、專業(yè)技能訓練和綜合創(chuàng)新訓練三個層次。由于我院從專業(yè)建立初期就注重實驗室的建設。目前訓練條件優(yōu)良，已建有電氣技術實訓室、電機及拖動實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、電力電子及傳動控制實驗室等專業(yè)實驗室。同時，學院工程訓練中心為進一步提升學生在電氣工程領域的綜合創(chuàng)新能力，建設了數控加工中心、基于先進控制技術的運動控制實驗室和柔性制造中心，突出真實的工業(yè)應用環(huán)境，突出強化學生在系統分析、系統設計、系統開發(fā)等方面的工程訓練，有利于高水平應用型人才的培養(yǎng)。

我院電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系設立了三個方向：電氣技術方向、電力電子技術方向、電力系統及其自動化。針對不同方向和實訓層次設立不同的課程。如圖1所示。

首先，工程認知訓練是電氣工程及其自動化專業(yè)整個教學過程中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)包括生產實習等內容，使學生在生產實際或者科研中驗證從課本上學到的理論知識，加深對知識的理解和認識，從而鞏固所學知識并體會知識的應用價值；培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識去觀察、解釋并進一步嘗試解決生產實際或者科研過程中發(fā)生的問題，提高分析問題與解決問題的能力；使學生了解企業(yè)的生產工序、工藝流程、管理制度，從而獲得與本專業(yè)有關的實際生產知識，并擴大專業(yè)知識面；培養(yǎng)學生從事技術專題調查、搜集資料和進行研究的能力，并為即將進行的畢業(yè)設計和論文打下良好的基礎。其后是專業(yè)技能訓練，針對專業(yè)應用領域設置模塊，包括電機、電力電子技術、電力系統自動化、電氣傳動自動控制系統、PLC、電氣CAD等。而學生專業(yè)技能是一個復雜的技能系統，諸多技能之間既相互關聯又相互影響，其訓練途徑及實施辦法亦多種多樣，同時必須具備整體性、科學性和互動性。因此，專業(yè)技能訓練方案的制訂，內容上密切結合學科和緊扣本專業(yè)的培養(yǎng)目標，與專業(yè)培養(yǎng)方案一致，注重能力的提高和知識的應用，注重開放性和拓展學生的思維空間構建與理論教學相輔相成、以能力培養(yǎng)為主線的技能訓練方案，為專業(yè)培養(yǎng)方案的貫徹執(zhí)行服務，以適應教育教學改革發(fā)展的需要，全面提高人才培養(yǎng)質量。最后是綜合創(chuàng)新訓練，為實現個性化培養(yǎng)提供先進的創(chuàng)新設計、制作的環(huán)境與條件。通過綜合創(chuàng)新訓練為學生創(chuàng)造一個能培養(yǎng)興趣、產生好奇心的環(huán)境，使他們在這里自己動手創(chuàng)新制作、激發(fā)創(chuàng)造力。以創(chuàng)新思維和創(chuàng)新制作能力的訓練為核心，充分發(fā)揮學生的自主能力和綜合運用所學知識的能力，培養(yǎng)更多高素質、復合型、應用型人才。綜合創(chuàng)新訓練不但能夠培養(yǎng)學生的綜合素質，增強學生的工程實踐能力，而且還有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維，起著其他課程不能替代的作用。

整個課程體系對應于工程素質訓練、金工實習、電機及拖動技術實訓、控制理論和控制系統實訓、PLC與變頻器應用技術實訓、單片機技術工程訓練、CAD實訓、電力系統自動化實訓、電力電子與電氣傳動實訓、自控系統綜合實習、調速系統綜合設計、供配電系統綜合設計等實訓。同時為了突出應用型本科的特點，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環(huán)節(jié)聯系緊密的課程。實訓課內容如表1所示。

通過該課程體系使學生能夠初步了解機電工程的基本研究領域，具備電氣基本操作技能，掌握電機及拖動系統的類型、組成和控制方法，掌握控制理論及自動控制系統的組成，具備對一般機電控制系統的安裝、分析和維護技能，掌握常用電力電子器件的特性，并能根據要求設計出實用電路，掌握可編程控制器和變頻器的使用方法，具有一定的電氣控制系統開發(fā)能力，在本專業(yè)領域內具備一定的科學研究、科技開發(fā)和組織管理能力，具有較強的工作適應能力。

四、結論

電氣工程及其自動化專業(yè)自2005年在成都理工大學成立以來，針對本學校學生的入學基礎和就業(yè)的實際情況對實踐方面的教學課程體系不斷調整，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環(huán)節(jié)聯系緊密的課程，增加了綜合創(chuàng)新訓練課程，已經形成了完整、科學的實訓體系。從目前的實際運行情況來看，通過實訓，學生的就業(yè)率得到提高，同時學生到企業(yè)后熟悉崗位的時間縮短，得到了用人單位的好評。

參考文獻：

[1]賈文超.電氣工程導論[M].西安:電子科技大學出版社,2007.

[2]范瑜.電氣工程概論(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

[3]錢國英,徐立清,應雄.高等教育轉型與應用型本科人才培養(yǎng)[M].杭州:浙江大學出版社,2007.

第6篇：電氣控制設計論文范文

本篇文章介紹了自動鏜床PLC控制系統設計方案，并且敘述了鏜床運行的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程設計步驟。整個系統采用了一臺PLC控制，整個控制系統設一個控制室。利用PLC控制鏜床運行，實現了鏜床啟動、停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動控制和自動控制兩種控制方式，從而實現了銑床運行的自動化功能。PLC控制的特點使原機床控制大大的簡單化,并且維修方便,易于檢查。節(jié)省大量的繼電器元件,使機床的工作效率更高。 關鍵詞：可編程序控制器； 鏜床； 電氣控制系統；

ABSTRACT：This page has introduced the design plan of theautomatic boring machine PLC control system, and has narrated thebasic principles of the boring machine’s operation, the basicprinciples of PLC and the engineering design step of PLC. the whole system has adopted aPLC to control, the whole control system sets up a control room andutilize a PLC control boring machine to run. It realized thefunction of boring machine’s start , stop , trouble stop , stoppromptly. And it has two kinds of control methods the manuallycontrol and automatically control, thus realized the automaticfunction of the boring machine’s operation.

KEYWORDS: PLC；boring machine；control system

目錄

【摘要】 1

目錄 2

1.緒論 4

1.1 選題的目的和意義 4 1.3PLC的概述及構成 5

1.31PLC的定義 5 1.3.3 PLC的特點 6

1.3.4 PLC的基本組成 7

2 車鏜專機的概況 8

2.1車鏜專機概述 8

2.1.1車鏜專機的功用及組成 8 2.2車鏜專機的電氣控制 10

2.2.1概述 10

2.2.2電氣控制線路工作原理 10

3車鏜專機電力拖動電動機的選擇 14

3.1電動機選擇的基本知識 14

3.2.1連續(xù)工作制電動機容量的選擇 14

3.2.2長期變化負載下電動機容量的選擇 15

3.3車鏜專機用電動機容量的選擇 15

3.3.1車鏜專機主軸和油泵電動機容量的選擇 15

3.3.2快速移動電動機容量的選擇 16

4車鏜專機電氣控制用低壓電器的選擇 17

4.1低壓電器的定義 17

4.2低壓電器的選擇 17

4.2.1低壓斷路器的選擇 17

4.2.2交流接觸器的選擇 17

4.2.3熔斷器的選擇 18

4.2.4熱繼電器的選擇 18

4.2.5行程開關與刀開關的選擇 19

4.2.6組合開關與萬能轉換開關的選擇 19

4.2.7主令控制電器的選擇 19

4.2.8指示燈的選擇 19

5車鏜專機PLC控制系統的設計 20 5.2PLC控制系統設計步驟 20 5.2.2車鏜專機PLC的I/O接線圖 21

5.2.3其他硬件配置 22

5.2.4車鏜專機梯形圖的設計 22

5.2.5程序調試過程 24

5.2.6列寫電器元件一覽表 24

結束語 26

謝 辭 27

文 獻 28

1.緒論

1.1 選題的目的和意義

由于現代加工技術的益提高，對加工機床特別是工作母機的要求也越來越高，數控技術是計算機技術、信息技術、現代控制技術等發(fā)展的產物，他的出現極大的推動了制造業(yè)的進步。機床的控制系統的優(yōu)劣與機床的加工精度息息相關，特別是PLC廣泛應用于控制領域后，已經顯現出它的優(yōu)越性?？删幊炭刂破鱌LC已廣泛應用于各行各業(yè)的自動控制。在機械加工領域，機床的控制上更顯示出其優(yōu)點。由于鏜床的運動很多、控制邏輯復雜、相互連鎖繁多，采用傳統的繼電器控制時，需要的繼電器多、接線復雜，因此故障多維修困難，費工費時，不僅加大了維修成本，而且影響設備的功效。采用PLC控制可使接線大為簡化，不但安裝十分方便而且工作可靠、降低了故障率、減小。 現代化生產的水平、產品的質量和經濟效益等各項指標，在很大程度上取決于生產設備的先進性和電氣自動化程度。機電一體化技術是隨著科學技術的不斷發(fā)展，生產工藝不斷提出新的要求而迅速發(fā)展的。在控制方法上主要是從手動到自動；在控制功能上，是從簡單到復雜；在操作上，是由笨重到輕巧。隨著新的控制理論和新型電器及電子器件的出現，又為電氣控制技術的發(fā)展開拓了新的途徑。 傳統的機床電氣控制是繼電器接觸式控制系統，由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關等組成，實現對機床的啟動、停車、有極調速等控制。繼電器接觸式控制系統的優(yōu)點是結構簡單、維護方便、抗干擾強、價格低，因此廣泛應用于各類機床和機械設備。目前，在我國繼電器接觸式控制仍然是機床和其他機械設備最基本的電氣控制形式之一。 在實際生產中，由于大量存在用開關量控制的簡單的程序控制過程，而實際生產工藝和流程又是經常變化的，因而傳統的繼電器接觸式控制系統常不能滿足這種要求，因此曾出現了繼電器接觸控制和電子技術相結合的控制裝置，叫做順序控制器。它能夠根據生產的需要改變控制程序，而又遠比電子計算機結構簡單，價格低廉，它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現繼電器接觸控制的。但它的裝置體積大，功能也受到一定限制。隨著大規(guī)模集成電路和微處理機技術的發(fā)展及應用，上述控制技術也發(fā)生了根本性的變化，在70年代出現了將計算機的存儲技術引入順序控制器，產生了新型工業(yè)控制器——可編程序控制器（PLC），它兼?zhèn)淞擞嬎銠C控制和繼電器 控制系統兩方面的優(yōu)點，故目前在世界各國已作為一種標準化通用裝置普遍應用于工業(yè)控制。為解決占機械總加工量80％左右的單件和小批量生產的自動化的難題，50年代出現了數控機床。它綜合應用了電子技術、計算機技術、檢測技術、自動控制和機床結構設計等各個技術領域的最新技術成就，它是典型的機電一體化產品。數控機床經過40年來的發(fā)展，品種日益增多，性能不斷完善，其中以輪廓控制的數控機床和帶有自動換刀裝置和工作臺能自動轉位的數控加工中心發(fā)展更為迅速。數控機床由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床本體等部分組成，其中伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產率的主要因素之一。

1.3PLC的概述及構成

1.31PLC的定義

20世紀是人類科學技術迅猛發(fā)展的一個世紀，電氣控制技術也由繼電控制過渡到計算機控制系統。各種工業(yè)用計算機控制產品的出現，對提高機械設備自動控制性能起到了關鍵的做用。進入20世紀，各種自動控制產品正在向著控制可靠，操作簡單，通用性強，價格低廉的方向發(fā)展，使自動控制的實現越來越容易。 “可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數字運算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作，并通過數字式和模擬式的輸入、輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P的外圍設備，都應按易于工業(yè)控制系統形成一個整體、易于擴展其功能的原則設計?！?雖然PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的出現，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展和數據通訊技術的不斷進步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： 1．早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。它在硬件上以準計算機的形式出現，在I/O 接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。 2．中期的PLC（70 年代中期—80 年代中后期） 在70年代微處理器的出現使PLC 發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC 的中央處理單元（CPU）。這樣，使PLC得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數等功能以外，還增加了算術運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC得應用范圍得以擴大。 3．近期的PLC（80 年代中后期至今） 進入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。

1.3.3 PLC的特點 1.3.4 PLC的基本組成

可編程控制器系統由輸入部分、運算控制部分和輸出部分組成。

可編程控制器主機的硬件電路由CPU、存儲器、基本I/O接口電路、外設接口、電源等五大部分組成，PLC典型硬件系統如圖1-1所示。

圖1-1 可編程控制器主機硬件電路圖

2 車鏜專機的概況

2.1車鏜專機概述

2.1.1車鏜專機的功用及組成

  ;車鏜專機是用來對臺式鉆床的立拄進行鏜孔加工，同時對孔的右端面進行車削加工的一種自動加工設備。加工工件如圖2-1所示。

圖2-1 工件示意圖

車鏜專機的基本組成 車鏜專機的基本組成如圖2-2所示。左、右機械動力頭各有三臺電動機（快速電動機、工速電動機、主軸電動機），液壓站由一臺電動機拖動。

圖2-2 車鏜專機的基本組成示意圖 1.車鏜專機加工過程

加工過程如圖2-3所示。操作者將要加工的工件放在工作臺上的夾具中，在其他準備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動夾緊，壓力繼電器動作，左、右動力頭同時開始鏜削加工。左動力頭快進，工進至終點后，快退回原位；而右動力頭快進、工進至終點后還應進行右端面的車削加工（車刀橫進、橫退）后才快退。當兩動力頭都退回原位，此時Ⅰ工位的粗加工結束，工作臺移到Ⅱ工位，開始進行精鏜加工。左、右動力頭重新起動，快進，工進到終點延時后快退回原位，Ⅱ工位加工結束，工作臺退到Ⅰ工位，松開工件，一個自動工作循環(huán)結束。

圖2-3 車鏜專機的加工過程

（3）液壓系統 車鏜專機液壓系統元件如表2-1所示。

表2-1 車鏜專機液壓系統元件表

YV1 + 卸荷 SP1 + 油壓到信號

YV2 +（-） 工件松開（夾緊） SP2 + 工件緊信號

YV3 + 向Ⅰ工位 YV5 + 橫 進

YV4 + 向Ⅱ工位 YV6 + 橫 退

注：表中“+”表示得電，“-”表示斷電。

2．車鏜專機的控制要求

1）本系統有七臺電機：油泵電機、右主軸電機、右快速電機、右工速電機、左主軸電機、左快速電機、左工速電機。

2）工作臺有兩個工位，由液壓系統實現兩工位的轉換和加工工件的夾緊與松開。

3）有自動和點動兩種工作方式，其中自動工作方式又有三種形式：全自動循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。全自動循環(huán)過程是從Ⅰ工位Ⅱ工位Ⅰ工位，Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位時的加工循環(huán)。

4）手動工作方式包括左、右主軸的點動對刀，左、右動力頭的快進與快退點動，手動松開工件、手動移位等。

5）左、右床身導軌應具有自動功能（YV7、YV8）。 7）油泵起動后，液壓系統要有一定的壓力緩沖，才允許開始工作，工作結束要卸荷。

8）具有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號的指示。

9）具有照明和必要的聯鎖環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)。

2.2車鏜專機的電氣控制

2.2.1概述

鏜床是一種精密加工機床，主要用于加工精確的孔和各孔間相互位置要求較高的零件。它的運動由部件多，調速范圍寬。鏜床主運動與進給運動由一臺主軸電動機拖動，有各自傳動鏈傳動，為縮短輔助時間，鏜頭架的上下運動、工作臺的前后左右運動及鏜軸的進出運動除工作進給外，還應有快速移動，由快速移動電動機拖動。

2.2.2電氣控制線路工作原理

（1）主軸的點動控制 （2）主電機的正反向長動 使用高速時，限位開關XK閉合，按下SB1后，電動機先低速起動，延時5秒后KM6斷開，再經0.6秒KM7得電動作。KM7的主觸點使電機的繞組連成雙星形并重新接入電流，從而使主電動機從低速再起動到高速。 （3）主軸或進給變速時主電機的緩轉控制 （4）主軸箱、工作臺或主軸的快速移動

機床的各部件的快速移動由限位開關S2、S6和快速電機M2驅動。S2被壓動，PLC輸出使KM4得電動作，快速移動電動機M2正轉、限位開關S6被壓動，PLC輸出使接觸器KM5得電動作，快速電動機M2反轉。

（5）主電機的反接制動控制

當電動機正轉時，速度繼電器的正轉動合觸點Kn閉合，而正轉動斷觸點Kn。圖2-4是鏜床電氣控制系統主電路圖

圖2-4 鏜床電氣控制系統主電路圖

2.2.3車鏜專機接線布置圖設計

1、控制面板圖的設計要使整個系統的控制處于方便、快捷、集中、緊湊；

2、在場地允許條件下對發(fā)熱厲害，噪聲振動大的電氣部件放在離操作者較遠的地方或隔離起來；

3、對于多工位加工的大型設備，應考慮兩地操作的可能；

4、總電源緊急停止控制應安放在方便而明顯的位置，圖2-5安裝板電氣元件平面布置圖，圖2-6 控制面板按鈕、行程開關平面布置圖。

圖2-5 安裝板電氣元件平面布置圖

圖2-6控制面板按鈕、行程開關平面布置圖

3車鏜專機電力拖動電動機的選擇

3.1電動機選擇的基本知識

要使電力拖動系統經濟而可靠地運行，必須正確選擇拖動電動機。這包括電動機的種類、型式、額定電壓、額定轉速和容量﹝功率﹞的選擇。

選擇電動機的種類時，對一般要求的生產機械，優(yōu)先考慮 選用三相籠型異步電動機。對于要求起動轉矩大，并且有一定調速要求的生產機械，可選用繞線轉子異步電動機；對拖動功率大，需要補償電網功率因數以及穩(wěn)定的工作速度時，優(yōu)先考慮選用三相同步電動機；對于調速性能要求高，在要求快速而平滑的起、制動時，考慮優(yōu)先選用直流電動機。 在選擇電動機的額定轉速時，根據電機設計知識，當電動機功率一定時，則高速電動機教經濟。但當生產機械的工作速度一定，則電動機轉速越高，傳動機構的傳速比越大，使傳動機構復雜，整個系統裝置的造價升高。所以選擇電動機額定轉速時，必須從電動機與機械裝置兩個方面綜合考慮。

在選擇電動機容量時，必須從生產機械的工藝過程、負載轉矩的性質、電動機的工作制及經濟性等幾個方面綜合考慮。如果選擇容量太小，電動機將長期過載而使其過早損壞；如果選擇容量過大，不僅電動機容量不能被充分利用，造成設備投資浪費，而且造成運行效率低及異步電動機的功率因數低。因此，正確選擇電動機的容量非常重要。

3.2電動機容量選擇的基本方法

3.2.1連續(xù)工作制電動機容量的選擇

長期恒定負載時指在長期運行過程中，電動機處于連續(xù)工作狀態(tài)，負載大小

恒定或負載基本恒定不變，工作時能達到穩(wěn)定溫升τ，其負載圖Pl=F﹙t﹚與溫

圖3-1連續(xù)工作制時電動機的負載圖與溫升曲線

升曲線τ=F﹙t﹚如圖3-1所示。這種生產機械所用的電動機容量選擇比較簡單。選擇的原則是使穩(wěn)定溫升τ在電動機絕緣允許的最高溫升限度之內選擇的方法是使電動機的額定容量等于生產機械的負載功率加上拖動系統的能量損耗。

3.2.2長期變化負載下電動機容量的選擇

圖3-2 長期變化負載圖

3.3車鏜專機用電動機容量的選擇

3.3.1車鏜專機主軸和油泵電動機容量的選擇

主軸箱和工作臺油泵電動機屬于連續(xù)工作制且長期工作在恒定負載下的電動機，由于一般電動機是按照常值負載連續(xù)工作設計的，電動機設計及出廠試驗保證是在額定容量下工作時，溫度不超出允許值，而電動機所帶負載功率小于或等于其額定功率，發(fā)熱自然沒問題，不需發(fā)熱校驗。則主軸電動機和油泵電動機參數如下：

左右主軸電機的一些參數：交流380V 8.4A 4.0KW

油泵電機的一些參數：交流380V 3.0A 1.1KW

3.3.2快速移動電動機容量的選擇 如果電動機實際暫載率與標準暫載率相同，則可直接按照產品目錄選擇合適電動機，如果電動機實際暫載率與標準暫載率不相等，應該把實際功率換算成鄰近的標準暫載率下的功率，在選擇電動機和校驗溫升。則選擇左右快速電機的參數和左右工速電機的參數如下：

左右快速電機的參數為：交流380V 4.9A 2.2KW

左右工速電機的參數為：交流380V 3.0A 1.1KW

4車鏜專機電氣控制用低壓電器的選擇

4.1低壓電器的定義

低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節(jié)作用的電器產品。

4.2低壓電器的選擇

4.2.1低壓斷路器的選擇

低壓斷路器又稱自動空氣開關或自動空氣斷路器，主要用于電力線路中。它相當于刀閘開關、熔斷器、熱繼電器和欠壓繼電器的組合，是一種自動切斷電路故障的保護電器。

（1）低壓斷路器主要由觸電系統、操作機構和保護元件三部分組成。

低壓斷路器的選用的技術原則：

斷路器的額定工作電壓應大于或等于線路或設備的額定工作電壓。對于配電 電路來說應注意區(qū)別事電源保護還是負載保護，電源端電壓比負載端電壓高出約5%左右。

（2）斷路器主電路額定工作電流大于或等于負載工作電流。

（3）斷路器的過載脫口征訂電流應等于負載工作電流。

（4）斷路器的額定通斷能力大于或等于電路的最大短路電流。

（5）斷路器的欠電壓脫口器額定電壓等于主電路額定電壓。

（6）斷路器類型的選擇，應根據電路的額定電流及保護的要求來選用。

4.2.2交流接觸器的選擇

交流接觸器主要由觸電系統、電磁機構和滅弧裝置等組成。接觸器主觸點的額定電壓選擇事根據被選用的接觸器主觸點的額定電壓應大于或等于負載的額定電壓，接觸器主觸點的額定電流選擇是根據對于電動機負載，接觸器主觸點額定電流計算可得到。

接觸器的類型應根據電路中負載電流的種類來選擇。即交流負載應選用交流接觸器，直流負載應選用直流接觸器。根據使用類別選用相應系列產品，接觸器產品系列是按使用類別設計的，所以應根據接觸器負擔的工作任務來選擇相應的使用類別。 接觸器的圖形符號及文字符號如圖4-1所示

圖4-1 接觸器的圖形符號和文字符號

﹙a﹚ 線圈 ﹙b﹚主觸點 ﹙c﹚ 動和鋪助觸點 ﹙d﹚動斷鋪助觸點

4.2.3熔斷器的選擇

熔斷器是一種廣泛應用的最簡單有效的保護電器之一。其主體是低熔點金屬絲和金屬薄片制成的熔體串聯在被保護的電路中。在選擇熔斷器時應該考慮熔體的額定電流以及熔斷器的額定電流與額定電壓。

熔體額定電流的選擇

熔體額定電流與負載大小、負載性質有關：

（1）對于一般照明電路、電熱電路等負載可按負載電流大小來確定熔體的額定電流。 多臺: IN P =（1.5~2.5）INmMax+∑INM

2、熔斷器額定電流與額定電壓的選擇

（1）熔斷器額定電流大于或等于熔體的額定電流；

（2）熔斷器額定電壓大于或等于電路的工作電壓。

4.2.4熱繼電器的選擇

熱繼電器是一種具有反時限過載保護特性的過流繼電器，廣泛應用于電動機的過載保護，也可用于其他電氣設備的過載保護。 4.2.5行程開關與刀開關的選擇

刀開關主要由手柄、觸刀、靜插座和底板組成。刀開關參數選擇應從：極數，額定電流，額定電壓，通斷能力等進行選擇；

依據生產機械的行程發(fā)出指令以控制其運行方向和行程長短的主令電器，稱為行程開關。行程開關參數選擇：操作頭的結構，自動復位或非自動復位，長擋鐵與短擋鐵，觸點的數量。

4.2.6組合開關與萬能轉換開關的選擇 萬能轉換開關是一種多擋式且能對電路進行多種轉換的主令電器。萬能轉換開關參數選擇：位數，接線圖編號，額定電流，額定電壓，通斷能力等。

4.2.7主令控制電器的選擇

應根據使用場所，結構型式，觸頭數及顏色來進行選擇。

4.2.8指示燈的選擇 2.直流 6/12/24/36/48/110/220V 4.形狀：球形/園平頭/方形/長方形

5.顏色：紅、綠、黑、黃、白、藍等

6.發(fā)光源：LED、白熾燈泡和氖泡

5車鏜專機PLC控制系統的設計

5.1PLC控制系統的設計內容

PLC是現代工業(yè)自動控制的一種通用計算機，但其工作方式與微機控制系統不同，與繼電接觸器控制系統也有本質的不同。PLC應用系統設計包括硬件設計和軟件設計兩個方面。

1.硬件設計

PLC應用系統硬件設計的主要內容包括PLC的機型選擇、輸入輸出設備的選擇、控制柜的設計和控制系統各種技術文件的編寫，PLC外部硬件電路的設計等。

2.軟件設計

PLC應用系統軟件的主要內容就是編寫PLC用戶程序，即繪制梯形圖或編寫語句表。

5.2PLC控制系統設計步驟

1.熟悉被控對象，制定控制方案；

2.確定I/O點數；

3.選擇PLC機型；

4.選擇輸入輸出設備，分配PLC的I/O地址；

5.設計PLC應用系統電氣圖紙；

6.程序設計；

7.系統調試；

8.建立文檔。

5.2.1選擇PLC的機型

圖5-1 流程圖

PLC機型的選擇基本原則是在滿足功能要求及保證可靠，維護方便，可擴展，經濟的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：

1.I／O點數在滿足控制要求的前提下力爭使用的I／O點最少，但必須留有一定的裕量（10％~15％ ）；

2.基于本設計I/O口的要求，需24個輸入16個輸出，因此我們選擇了FX-0N這種型號的PLC；

3.根據動力頭的工作過程分析，結合PLC外部電氣控制線路的設計，可以很方便地設計出系統的工作流程圖﹙如圖5-1﹚。

5.2.2車鏜專機PLC的I/O接線圖

總共用到22個輸入端，基本功能的實現用22個,另外有2個用于擴展功能.。輸入點采用分組輸入的方法減少輸入點數.將“自動”控制中的“起動”按紐與 5-2 鏜床控制系統PLC外部接線圖

5.2.3其他硬件配置

PLC選型確定以后還要考慮系統中的其他部分，主要有：

① 電源

有的PLC機具有獨立的電源模塊，選擇電源模塊時要使電源模塊的額定輸出電流大于或等于主機、I/O模塊、專用模塊等總的消耗電流之和。為I/O模塊選擇直流電源時必須查閱產品手冊，按其給出的模塊技術參數正確選配。

② 大中型系統配置

對大中型的控制系統，可能須要配置總監(jiān)控制臺和監(jiān)控模擬屏、PLC輸入輸出二次隔離重動繼電器柜以及系統專用UPS電源等。

5.2.4車鏜專機梯形圖的設計

根據鏜床控制系統PLC外部接線圖，來畫梯形圖。畫是應該主要每運行一次要線圈復位一次。 其中手動加工部分有：左主軸對刀SB3、右主軸對刀SB4、左快進SB5、左快退SB6、右快進SB7、右快退SB8、手動松開SA3、手動移位SB9。 判斷油壓是否到位（到T0后如果油壓沒有上升報警）—手/自動選擇（假如是自動加工）—判 斷是否夾緊—原位判斷（假如工作臺不在原位則快退回原位，包括左原點、右原點、橫原點）—當工作臺都回到原位的時候原位指示燈HL1亮并進行工位判斷（若工作臺不在Ⅰ工位則YV4得電工作臺回Ⅰ工位）—工作臺松開，當工件放上去時，再次手自動判斷—按啟動按鈕，工作臺再次夾緊，工作指示燈亮（當工作臺松開時長時間沒有按下啟動按鈕則直接卸荷）—工作循環(huán)方式選擇，判斷是否是Ⅱ工位加工（因為Ⅰ工位加工與全循環(huán)加工的前面部分一樣，

所以只要判斷是否是Ⅱ工位加工）—左右斷機判斷—快進（到工進點）—工進（到終點，假如是右工作臺加工還需進行端面加工）—快退（Ⅰ工位加工退到原點，全循環(huán)加工退到工進點）—判斷是否是Ⅰ工位加工（若不是則進行Ⅱ工位加工）—Ⅱ工位快進、工進、快退（Ⅱ工位加工到終點是還需延時一段時間，去除毛刺）—回Ⅰ工位。 輸出點部分I/O點數比較少故不要使用減少I/O點數的措施。圖5-2 鏜床控制系統PLC梯形圖。

圖5-3鏜床控制系統PLC梯形圖

5.2.5程序調試過程

按功能表圖的流程順序來調試程序，調試的過程應該符合設計的控制要求，主要能執(zhí)行全自動、單I、單II、斷左、右機、手動。

5.2.6列寫電器元件一覽表

整理全部電路設計圖，程序流程框圖，程序清單，元件參數計算公式、結果，列出元件清單。表5-1 電氣元件一覽表

表5-1 電氣元件一覽表

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用

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

KM6 KM7 3 主電動機高低速轉換用接觸器

KM4 KM5 2 快速電機正反轉用接觸器

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 SB3 SB4 2 主電動機正反轉點動按鈕 S3 S4 2 進給變速用限位開關

S 1 接通主電動機高速用限位開關

S5 S6 2 快速電動機正反轉用限位開關

R 2 點動、高速啟動，制動用限流電阻

FU1~FU8 8 短路保護熔斷器

KR 1 主電動機過載保護用熱繼電器

K1 1 控制PLC用開關

PLC 1 可編程控制器

結束語

此次畢業(yè)設計是我們從大學畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了車鏜專機PLC控制系統的用途及工作原理，熟悉了車鏜專機PLC控制系統的設計步驟，鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。此次設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數據，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是此次也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學3年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人，為中國工業(yè)添上自己的微薄之力。

謝 辭

在整個畢業(yè)設計中，我得到了指導老師王署霞老師的熱心指導和幫助，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。

感謝我的室友們，從遙遠的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學前所擔心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關系，各奔前程，大家珍重。我們在一起的日子，我會記一輩子的。

感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。

在論文完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完

成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的

謝意！

文 獻

[1] ：胡辛鳴主編.電機及拖動基礎.北京：機械工業(yè)出版社，1999

[2] ：張運波.劉淑榮.工廠電氣控制技術.北京：高等教育出版社，2004

[3] ：孫平.可編程控制器原理及應用.北京：高等教育出版社，2003

[4] ：余雷聲.電氣控制與PLC應用.北京：機械工業(yè)出版社1996

[5] ：馬鏡成.低壓電器.北京：兵器工業(yè)出版社，1993

[6] ：李桂和.電器及控制.重慶：重慶大學出版社，1993

[7] ：齊占山.機床電氣控制技術.北京：機械工業(yè)出版社，1999

第7篇：電氣控制設計論文范文

實踐教學是培養(yǎng)學生的重要教學環(huán)節(jié)。教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》（教高20051號）文件指出：“大力加強實踐教學，切實提高大學生的實踐能力。要加強產學研合作教育，充分利用國內外資源，不斷拓展校際之間、校企之間、高校與科研院所之間的合作，加強各種形式的實踐教學基地和實驗室建設。”教育部（教高20072號）文件還提出，要“高度重視實踐環(huán)節(jié)，提高學生實踐能力。要大力加強實驗、實習、實踐和畢業(yè)設計（論文）等實踐教學環(huán)節(jié)，特別要加強專業(yè)實習和畢業(yè)實習等重要環(huán)節(jié)”這些文件都表明，近年來，國家非常重視實習基地建設的問題，實習基地的建設已是我國高等教育發(fā)展中的重要問題，必須高度重視。

校外實習基地是由學校與有關企事業(yè)單位、科研機構共同建立，借助企業(yè)的人才、技術、設備資源的優(yōu)勢為教學服務、為學生提供了參觀、企業(yè)實習、畢業(yè)設計實習的實踐場所。校外實習基地是學生在邁入社會之前，進一步加深對理論知識的理解、增加對工藝過程的了解、接觸工業(yè)化生產實際、掌握一定的生產技能和了解工廠、企業(yè)管理模式的窗口，也是學生工程能力訓練的實踐場所。各高校十分重視校外實習基地的建設與管理。物流工程學院已經建成了包括上海振華重工（集團）股份有限公司港口與海洋裝備校外實習基地， 船舶運輸科學技術研究所、上海航海儀器廠等企業(yè)共建校外實習基地。

如何充分利用校外實習基地，真正發(fā)揮其在實踐教學中的作用，上海海事大學物流工程學院在校外實習基地建設的同時就在思考，在實踐中不斷調整改進教學方案，總結出一種“圍繞實際工程，強化學生參與”的校外實習教學模式。將理論與實踐相結合，使學生對書本知識的理解更透徹；使學生學會分析問題和處理問題，培養(yǎng)其獨立分析和解決問題的能力，從而可以提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質；讓學生盡早接觸社會、了解社會需求，為社會培養(yǎng)“創(chuàng)新型”人才。

一、創(chuàng)新校外實踐教學基地管理體制

1.搭班子――建立了校企合作組織協調機制

成立了由分管院領導、企業(yè)負責人參加的企校合作領導小組，負責制定實踐教學計劃和實施方案，充分發(fā)揮校企雙方優(yōu)勢，解決辦學中遇到的重點、難點問題，對教學過程和質量進行日常性督導，為實踐教學工作的順利開展提供了有力的組織保證。

2.訂協議――建立規(guī)范化的目標管理制度

制定了“電氣工程及其自動化專業(yè)教育校企合作聯盟章程”，并與相關企業(yè)簽訂了企校合作聯盟協議，明確了企校合作聯盟的組織架構、運行模式與合作期限，并規(guī)定了企校合作聯盟各方的責任與義務等。結合學科專業(yè)實際，合理配置教學基地的人力資源和基礎設施，提高教學基地的使用效益。要建立健全各項規(guī)章制度，制定和完善基地的管理辦法。還要建立基地的管理組織體系，充分發(fā)揮其在實踐教學基地建設與管理等方面的指導和協調作用。

3.定方案――建立了可操作的實踐教學管理辦法

結合企業(yè)的實際需求，在實習方案中規(guī)定各專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的具體教學內容、教學進度、指導教師與時間安排等，進一步提高了實習或實訓工作的針對性。加強實習質量的監(jiān)控，學院和企業(yè)要共同制定周密的實習計劃，包括組織管理、實習內容、日程安排、實習紀律、突發(fā)事件的應急預案等；做好實習前的思想動員和實習紀律和安全教育。實習前與實習單位一起召開實習工作領導小組、執(zhí)行組協調會，學生實習動員會。

4.抓落實――建立了經常性的督導檢查制度

建立校企聯動、共同管理的管理組織由學校與實習單位相關管理人員共同組建實習工作領導小組，開展教學效果督導檢查活動，指導和協調解決實習工作中的主要問題，規(guī)范合作行為，提高實踐教學質量。執(zhí)行組應建立責任明確、分工具體、相互協作的制度，由實習指導老師負責實習內容的全面開展，專任教師負責學生管理和協調其他方面的工作。

5.加強實踐教學的師資隊伍建設

加強“雙師型”師資隊伍建設是提高學生校外實習質量的重要保證。通過政策傾斜來鼓勵我院高水平的教師從事實踐教學工作。同時，吸引校外實踐教學基地合作單位的資深人員擔當兼職實踐教學教師，建立實踐教學與理論教學兩個層面之間有效的互通機制，建設成為一支熱愛實踐教學、專兼結合、數量充足、業(yè)務精湛、相對穩(wěn)定的實踐教學師資隊伍。

聯合指導實習能為學生提供較好的實習條件，加強實習管理和對學生的教育，及時解決學生實習過程中的技術問題、思想問題和生活問題，對于提高實習教學效果具有重要作用，另一方面，學生能協助指導教師完成一些具體工作，提高指導教師帶教的積極性。

二、校外實習基地實踐教學模式

一方面企業(yè)有人才、技術、設備資源的優(yōu)勢，另一方面參加實習的學生渴望了解企業(yè)、想知道所學知識如何應用到實際。校外實習中兩者如果不能很好銜接，就無法達到理想的教學效果。“圍繞實際工程，強化學生參與”的校外實習教學模式有效解決了這樣的問題。

1.實習內容的選擇具有針對性

參加校外企業(yè)實習的都是高年級的學生，這些學生已經學習和掌握了專業(yè)理論知識，但是缺少對具體應用對象的了解和理論聯系實際的應用能力。學生對專業(yè)相關性強的實習內容特別感興趣，想知道學校課堂所學知識有什么用、怎么用。因此實習內容應該根據參加學生的專業(yè)、知識點進行針對性的安排。如電氣工程專業(yè)學生實習內容可以選擇比如“港口橋式起重機及電氣控制”。從工作原理、工程要求，到設計和制造，包含了機械結構、電氣控制和可編程控制器、電機學、電力傳動、變頻器及傳感器檢測技術等電氣專業(yè)知識點。通過實習使學生加深對專業(yè)理論知識及其應用的理解。

2.“圍繞實際工程，強化學生參與”的實習教學方法

現在工科學生普遍對專業(yè)課程的學習缺乏積極性，造成實踐能力的薄弱。實習指導需要考慮兩方面：調動學生積極性、挖掘學生專業(yè)潛能。采取的措施是：

（1）實習以企業(yè)實際工程為主題進行展開。學生對企業(yè)產品和設備從需求分析，到設計、制造過程，應用的基礎知識了解欲望十分強烈，實習如果圍繞企業(yè)實際工程案例展開，會大大加強學生投入程度。實習時可以選擇企業(yè)具體的產品設備或工程項目作為主題，通過企業(yè)工程師或專家的講座、實地參觀體驗、教師講解指導等形式逐步展開，使學生以類似親身體驗的方式了解企業(yè)實際工程的運作過程。

（2）以小組形式共同承擔實習任務。讓學生“有事做”是強化學生參與的手段。學生組成小組，指導教師按階段每日下達實習任務，小組以團隊合作方式共同完成。這樣既培養(yǎng)了團隊精神，又照顧小組成員的興趣特點和特長，調動了學生的工作積極性。

3.考核形式

與校內課堂教學一樣，考核也是校外實踐教學的重要環(huán)節(jié)。而這一點往往被忽視。實習的考核的形式可以采取不同的形式，但必須做到及時。好的做法是，指導教師就當日實習中的相關問題與學生面對面進行討論，一方面檢測學生完成當日實習任務的情況，另一方面解決學生遇到的問題。要求每個學生就相關議題、實習體會進行發(fā)言，并且當日提交實習心得體會。通過這種方式杜絕了學生“出工不出力”的現象。

三、校外實習基地的教學實踐

1.實習指導和管理

企業(yè)實習在振華基地進行，通過專家講座、實地參觀，學生對振華生產的設備有所了解并產生了興趣，因此選擇了振華實際產品資料作為培訓的題材。企業(yè)實習專業(yè)技能培訓圍繞“電氣控制”展開。要求學生：應用CAD軟件繪制電氣圖紙；研讀港口專用變頻器等設備資料（英文），學習如何進行電氣設備的選型、正確使用；結合講座和設備資料，分析浮吊電氣控制圖紙；研討浮吊電氣控制系統存在的各種問題；體會電氣工程設計人員從需求分析、設備選型、電氣系統設計到制圖的各方面的工作。

實習中，學生按4-6人組成小組，指導教師根據實習進程每日下達給小組實習任務。每日下午3-5點，指導教師就當日實習中的相關問題與學生面對面進行討論，考核小組完成情況。

為期2周的實習基地教學實踐，學生對電氣控制從設備的機械結構原理、電氣控制的各個環(huán)節(jié)、電氣元器件的功能和選型，到電氣圖紙的制作都有了充分的了解，認識到企業(yè)對電氣工程師的技術技能有什么要求，明確了學習目的性。

2.學生職業(yè)素質的培養(yǎng)

企業(yè)實習是學生走上工作前的重要環(huán)節(jié)。實習期間，實習學生在行為規(guī)范上按照企業(yè)職工來要求：準時上下班，服裝整潔得體，行為規(guī)范。通過實習學生從振華重工發(fā)展中體會了個性化和創(chuàng)新的企業(yè)精神。

第8篇：電氣控制設計論文范文

關鍵詞：技工院校 電力拖動 校本課程 開發(fā)

目前，我國正在進行產業(yè)結構調整和技術升級換代，企業(yè)對用工提出了更高的要求。擁有高技能、良好的社交能力的高素質人才，越來越受到企業(yè)和社會歡迎。技工院校作為培養(yǎng)高素質技能人才的主體，必須以能力為本位，切實提高學生的綜合職業(yè)能力。當前，相當多的技工院校在課程設置方面，沒有充分體現這一要求，還存在重理論與知識傳授、輕實踐與綜合能力培養(yǎng)的傾向，制約了學生的能力培養(yǎng)與發(fā)展。一體化校本課程開發(fā)作為技工院校一體化教學改革的重要組成部分，越來越受到業(yè)界的重視。筆者就電力拖動控制線路與技能訓練一體化校本課程的開發(fā)，談談自己的看法。

一、開發(fā)思路

電力拖動控制線路與技能訓練作為專業(yè)技能課，在電子電工類各專業(yè)，如電子技術、自動化電氣安裝與維修等專業(yè)中，是一門十分重要的課程，具有針對性強、可操作性強的特點，開發(fā)該校本課程也是一體化教學改革的需要。

該一體化課程的開發(fā)以國家職業(yè)標準為依據，以維修電工的綜合職業(yè)能力為培養(yǎng)目標，以電力拖動的典型工作任務為載體，以學生為中心，并根據典型工作任務和工作過程制定一體化課程體系和內容。要從對工作崗位的分析出發(fā)，進行工作任務分析，確定工作領域要求，并轉化為電力拖動控制線路與技能訓練一體化校本課程的目標，再根據課程目標確定課程結構與內容及其評價方式。因此，課程的開發(fā)就要以電力拖動的典型工作任務為載體，對中、高級維修電工的相關工作領域及工作要求進行分析，確定其對知識結構、技能操作水平、工作態(tài)度等方面的要求，整合為課程的目標，從而構建課程結構，組織課程內容，確定課程評價體系。

一體化課程的開發(fā)是一個系統工程，需要各方面通力支持和協助。學院領導主要在辦學方向、政策、課程開發(fā)的條件等方面提供保證，專業(yè)教師是校本課程開發(fā)的參與者、實施者。為保證課程的方向，真正做到“理實融合”“知行合一”，還應該搞好校企合作。如筆者所在學院與上海愛登堡電梯有限公司建立了長期的校企合作關系，并根據其崗位需求，定向培養(yǎng)電梯維修工，取得了良好效果。該校本課程的開發(fā)還應建立在教師、學生、圖書資料、實驗實訓設備、校企合作等教學資源的基礎之上。

二、開發(fā)步驟

1.課程目標

緊緊圍繞現代企業(yè)對技能人才的崗位要求，結合電力拖動控制線路一體化課程的專業(yè)概況、職業(yè)能力、培養(yǎng)方案、教學資源和評價體系的規(guī)范性要求，制定課程目標。課程目標要在工作崗位分析的基礎上，進行轉換和整合，使其適應崗位需求，符合學生身心發(fā)展的規(guī)律，考慮學生職業(yè)發(fā)展的需求。

據此，電力拖動控制線路與技能訓練校本課程的目標可確立為：

（1）知識目標：熟悉常用低壓電器的功能、結構及工作原理，了解電氣控制線路電路圖、接線圖、布置圖的特點，掌握繪制、識讀的原則，了解常用生產機械的主要結構及運動形式，熟悉其工作原理，熟悉變頻器基本結構、功能、工作原理以及常用電力電子器件，了解常用電氣設備的工作原理及使用方法。

（2）技能目標：能正確使用、識別和檢測常用低壓電器，會讀識和分析電氣控制線路、接線圖、電路方框圖，掌握實現異步電機的啟動、正反轉、制動和調速控制線路、位置往返控制、順序控制、多地控制線路的構成工作原理及其安裝、調試與維修方法，掌握常用生產機械電氣控制線路的分析方法及其安裝、調試與維修，熟悉變頻器的選用、安裝方法及常見故障的排除方法，掌握變頻調速系統的調試步驟和方法。

（3）情感態(tài)度目標：具有良好的工作方法、作風和職業(yè)精神與素養(yǎng)，具有安全生產、產品質量意識、良好的團隊精神和與人溝通的協作意識，具有認真、踏實的學風和創(chuàng)新意識。

2.課程內容

內容的確定是校本課程開發(fā)中十分重要的環(huán)節(jié)。既要符合典型工作任務的要求，理論與實踐融合，適應學生綜合能力提高的需求和職業(yè)資格的要求，又要考慮學生原有的知識背景、技能水平、認知特點，以及學校、社會的教學資源，有利于激發(fā)學生學習知識、鉆研技能的積極性，有利于提高學習效率。

因此，該一體化課程的內容應以符合典型工作任務、行業(yè)崗位特征的教學項目的形式出現，并將其拆分為具體的多個任務，進而在任務中揉入知識探究、方法介紹、技能訓練、總結評價等環(huán)節(jié)，使同學在做中學、學中做，達到知行合一、態(tài)度養(yǎng)成、綜合職業(yè)能力提高的良好效果。

該課程擬分安全用電、交流電源、低壓電器、電動機，電氣控制線路原理、安裝、調試與維修方法，以及變頻器知識及其日常維護、故障的排除六個項目，內容覆蓋電力拖動控制線路與技能訓練的理論知識和基本技能。

3.實施要求

電力拖動控制線路與技能訓練一體化課程，是把企業(yè)崗位的工作過程設計為學生的學習過程，并且在模擬工作情景中實施、展開。因此，與傳統學科式教學相比，對教師、教學環(huán)境、教學方式、方法、評價方式等方面都提出了較高的要求。

在該一體化課程教學過程中，教師扮演作多種角色，既應該是擁有“雙師型”能力的教師，又是生產、學習的組織者與管理者。教學環(huán)境既是學生學習的場所，又是學生實踐的場所，教室即實訓車間，書桌即工作臺 ，講臺即演示臺，因此相應場所、設備應具備實訓車間的功效。教學方法在一體化課程中至關重要，方法得當才能效果良好、事半功倍，包含項目設計、項目實施、項目評價等環(huán)節(jié)的項目教學法是被實踐證明了的切實可行、效果良好的方法。

作為一體化教學的一個重要組成部分，該課程評價體系的確定十分重要。它應該客觀地反映知識、技能和情感態(tài)度目標與教學方法的創(chuàng)新，既有對學生學習具有甄別、導向、激勵的作用，也要有促進其自我學習、增強與人溝通、培養(yǎng)團隊精神等的功效。因此，教學中宜采取分組實施的學習方式，項目任務完成后又通過自評、互評、師評，填寫考核評價表的方式，作為該一體化教學效果的評價與反饋。

表1 考核評價表

班級 時間 場地

項目：

考核評分 學生自評 學生互評 老師評價

知識、技能 熟悉原理（10）

工藝要求（10）

裝接線正確（30）

過程、方法 步驟合理（10）

規(guī)范操作（10）

情感態(tài)度 職業(yè)態(tài)度（10）

與人溝通（10）

團隊協作（10）

總評分

學生（簽名）： 組別 工位號碼 老師（簽字）：

參考文獻：

第9篇：電氣控制設計論文范文

論文關鍵詞：技能大賽；高職；專業(yè)教學；促進作用

職業(yè)教育以服務為宗旨，以就業(yè)為導向。為了培養(yǎng)更加符合就業(yè)崗位需求的高技能應用型人才，近年來，高職教育教學改革如火如荼地展開，而技能大賽作為檢閱改革成果的重要手段，更是不斷推動著專業(yè)建設與教學改革向縱深發(fā)展。我院是百所國家示范性高等職業(yè)院校建設單位之一，電氣自動化專業(yè)作為重點建設專業(yè)群支撐專業(yè)，在推行“校企共育、產學研結合”人才培養(yǎng)模式的過程中，積極組織學生參加省內外各類職業(yè)技能大賽；并以此為借鑒，在課程體系與教學內容重組、教學方法與手段改革、師資培養(yǎng)和實訓基地建等方面，都融進了大賽因素。實踐證明，職業(yè)技能大賽對人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)的各層面都起到了積極的推動作用。

一、促進了課程體系和教學內容的重組

職業(yè)教育的核心價值在于服務于個體就業(yè)與社會經濟發(fā)展的需要，而傳統的課程體系和教學內容強調的是知識的系統性和邏輯性，理論性較強，實用性和針對性較差，這與職業(yè)教育的培養(yǎng)目標相去甚遠。因此，沖破學科體系的束縛，構建符合電氣自動化人才培養(yǎng)目標的基于工作過程的課程體系，就需要學校與企業(yè)的充分接觸和交流，才能深入了解職業(yè)領域的典型工作任務以及完成這些任務所需要的知識與能力要求，專業(yè)教學團隊也為此付出了積極的努力。但由于種種原因，企業(yè)在某些方面很難完全配合，職業(yè)技能大賽的舉辦正好彌補了這種缺憾。從2008年開始，全國職業(yè)技能大賽已連續(xù)舉辦了四屆，各層次地方性職業(yè)技能大賽也不斷舉辦。職業(yè)技能競賽的項目都是組委會在充分的企業(yè)調研和聽取行業(yè)企業(yè)技術專家對職業(yè)崗位能力要求的基礎上經反復論證擬定的，它體現了高技術、新工藝的發(fā)展要求，既契合國家要求的最新職業(yè)標準，又與實際生產貼近，并且適合考量學生的知識、技能和素質水平。如歷屆大賽基本都包含“自動生產線安裝與調試”項目，濰坊市的大賽試題“機電一體化設備組裝與調試”與它的內容和要求基本相同。這類經典案例考查的是電氣自動化和機電一體化專業(yè)的核心技術，涉及了電氣控制技術、CAD繪圖、PLC編程、變頻器應用技術、觸摸屏應用技術、機械設計等知識，以及儀器儀表的使用、電氣控制線路和氣路的安裝、調試和變頻器參數的設置等技能。這些知識和技能互相聯系，互相融合，體現了工學結合、理實一體的教改理念，學生解決問題的過程就是綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的過程。

毋容置疑，職業(yè)技能大賽已成為職業(yè)教育教學改革與發(fā)展的風向標、助推器。因此，電氣自動化專業(yè)抓住參加各類技能大賽的時機，與企業(yè)進行深層次接觸，全面了解市場需求，參照“自動生產線安裝與調試”等大賽項目的特點、涉及的知識、能力、素質要求，以及競賽規(guī)則和評分標準等，對課程體系進行了重構；課程內容的選擇，摒棄了陳舊的內容和艱澀難懂的理論推導，以應用為目的，選擇載體，設計學習性工作任務來整合理論與實踐知識，并按照學生的認知規(guī)律與職業(yè)成長規(guī)律對學習內容進行了序化，突出實踐性。如《電力電子技術》理論性強、公式多、計算多、難理解，學生學的比較吃力，積極性差；在新的課程體系中取消了這門課程，增加了實用性強的《變頻器應用技術》，并設置了支撐課程實施的理實一體化環(huán)境，課程實施工學結合，并適時穿插競賽項目，大大提高了學習積極性，強化了實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)。又如，我們將原來分散的實訓教學環(huán)節(jié)，按課程的關涉程度，整合成系列訓練項目，以RXG-1C型電工實訓考核裝置為平臺，將電氣控制、PLC編程、變頻器應用技術等專業(yè)課程有機結合，為學生的職業(yè)成長搭建了階梯。

二、促進了教學方法和手段的改革

技能大賽的項目設置、命題方式以及問題解決的過程與圖式都對專業(yè)教學改革起到了引領、示范作用。無論是“自動生產線安裝與調試”，還是“機電一體化設備組裝與調試”，大賽試題都是以工作任務書的形式命題的，這是“項目導向”、“任務驅動”職業(yè)教育理念轉向教學實踐的具體探索。電氣自動化專業(yè)類技能大賽有其特殊性，所涉及的項目一般技術含量較高，學生按照任務書的要求要想很好地解決問題，一是需要他們將專業(yè)理論知識、操作技能與創(chuàng)新能力有機融合，二是需要團隊的有效溝通與通力合作。而傳統的教學方法注重系統的知識傳授，老師講、學生聽，理實分離，嚴重影響了學生的學習積極性與實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這種模式下培養(yǎng)的學生在參賽時往往很難快速適應，如題意分析和程序設計正確卻很難有效實施，功能模塊正確但無法完成整體調試、故障排除等。因此，電氣自動化專業(yè)教學團隊在學習先進職教理論的同時，深受大賽啟發(fā)，專業(yè)課程的開發(fā)用源于企業(yè)、又高于企業(yè)的項目、案例等載體整合理論與實踐知識；課程實施則采用了“四、六步教學法、任務驅動法、現場教學法、競賽模擬法”等行動導向模式下的各種先進教學方法。如《可編程控制器應用技術》我們共設計了8個學習項目（情境），實施時利用任務驅動模式，將學生分成小組，教師給出具體的任務書，學生獨立或合作完成本情境的指令學習、程序設計、元器件選擇、控制線路連接及整體調試檢驗等學習性工作任務。在這個過程中老師只進行必要的指導，學生處于主體地位，人人參與，在完成任務、解決問題的過程中習得了背景知識，積累了工作經驗，培養(yǎng)了綜合職業(yè)能力，自信心與溝通合作能力得到加強。近兩年，本專業(yè)學生在全國技能大賽中獲得一等獎2項，三等獎1項，省、市級競賽一等獎3項。

三、促進了“雙師”結構教學隊伍的建設

隨著電子技術的飛速發(fā)展，PLC、變頻器、觸摸屏等一些新技術、新工藝在企業(yè)大量應用，這對教師的知識存量與知識更新提出了新的更高的要求?！白詣由a線安裝與調試”、“機電一體化設備組裝與調試”等大賽項目，既體現了這些前沿新技術的實際應用，也反映了行業(yè)企業(yè)在產業(yè)結構調整與技術升級過程中對高技能人才的需求。作為職業(yè)院校的教師，能帶領學生參加省內外各類技能大賽并取得優(yōu)異成績絕非易事。這首先需要教師樹立終身學習的理念，不斷拓寬知識面，加強新技術、新工藝的學習，跟上科技發(fā)展的步伐。其次，教師的實踐能力與創(chuàng)新能力是業(yè)務能力提升的重點，新課程實施要求教師要熟悉生產現場的先進設備與工藝，懂得生產管理與勞動組織，具備較強的設備故障查排能力，只有跟上產業(yè)結構調整與技術升級的步伐，才能培養(yǎng)出符合現代企業(yè)要求的優(yōu)秀高端人才。為此，學院在打造“雙師”結構專業(yè)教學團隊的同時，著力提升其理論水平與實踐創(chuàng)新能力：一方面，通過外派學習、專家引領、校本教研、傳幫帶、結對子等形式，幫助教師理解現代職業(yè)教育的基本理念、方法與內涵，提高新背景下職業(yè)教育教學改革的適應能力；另一方面，制定政策，鼓勵教師每三年到企業(yè)掛職鍛煉一年，并為企業(yè)做好技術服務等工作，旨在積累現場工作經驗，提升實踐與創(chuàng)新能力；再次，聘請企業(yè)一線技術能手與實踐專家參與學校的教育教學工作，組建了一支“雙師”結構、優(yōu)勢互補、專兼結合的優(yōu)秀教學團隊；最后也是最關鍵的一點，是以技能大賽為抓手、為參照，進行專業(yè)教學改革，倡導教師在適當的時機用大賽的命題方式呈現學習任務，用大賽的流程組織教學活動，用大賽的評判標準作為學習質量的評價標準，達到了以賽促改、以賽促學的目的。

四、促進了實訓基地的建設