电气控制与PLC应用技术综合报告

HefeiUniversity《电气控制与PLC应用技术》综述报告专业：自动化(1)班姓名：学号：指导老师：完成时间：2015.1.1-2-目录一、课程简介........................................................................................-3-二、课程内容........................................................................................-3-第一章.............................................................................................-3-第二章.............................................................................................-4-第三章..............................................................................................-4-第四章..............................................................................................-5-第五章.............................................................................................-5-第六章.............................................................................................-6-第七章..........................................................................................-6-三、学习心得及课程总结...................................................................-7--3-一、课程简介随着科学技术的不断发展和进步，可编程控制器，又称PLC，其应用技术也渐渐地成熟起来，它是一种运用十分方便的电子程序，在各种技术里面优势非常明显，因而PLC已经成为生活中必不可少的设备，并且越来越广泛地运用到生活的各个领域。可编程控制器PLC是以微处理器为核心的新兴的电气控制设备。因为其电气控制系统具有良好的普适性、设备配置高、使用方便灵活可靠以及编程容易的特点，使得在工业方面也有广泛的应用。《电气控制与PLC技术》是应用电子技术专业的一门核心课程,是《电路分析基础》和《数字电子技术》的后续课程。它是以培养学生具有对生产典型生产机械的电气控制线路进行基本环节初步设计、分析与故障排除的专业能力；具有对PLC控制系统进行I/O分配与系统程序设计的分析能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，主要对控制功能作必要地修改，只需改变软件指令即可，使硬件软件化。可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，梯形图使用的符号和定义与常规的继电器展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解PLC简要工作原理和它的编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系统中。该课程实训的任务是培养学生利用PLC应用技术，设计和开发自动化控制装置的综合运用能力。二、课程内容第一章1.低压电器：指使用在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的-4-的电路中，根据外界施加的信号和要求，通过手动或自动方式，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器。2.低压电器的分类：①按用途和控制对象不同，可分配电电器、控制电器。②按操作方式不同，可分为自动电器、手动电器。③按工作原理，可分非电量控制电器、电磁式电器。3.短路环的作用：为了消除交流电磁铁产生的振动和噪音。4.电器的基本结构：检测部分、执行部分。5.熔断器结构：主要由熔体（俗称保险丝）和安装熔体的熔管（或熔座）组成。工作原理：熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔体允许通过一定大小的电流而不熔断；当电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断切断电路，从而达到保护电路的目的。6.低压断路器：由触点系统、操作机构、保护元件三部分组成。过电流、过负载、失电压、分励脱扣器。其功能为：①过电流：与主电路串联，当发生短路时，过电流脱扣器的衔铁被吸引使自动脱扣机构动作。②过载：电路过载时，~元件产生的热量增加，使双金属向上弯曲，推动自动脱扣器构动作③失电压：电路失压时，~的衔铁释放，使~④分励：用于远距离分断电路。第二章1.三相异步电动机制动控制电路：能耗制动控制、反接制动控制、机械制动控制。区别：能耗制动作用的效果与通入直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下，电流越大，其制动时间越短；而反接制动是在电动机转速接近零时，及时切断交流电源，防止反向又起动。第三章可编程序控制器（plc）是在继电器-接触器控制技术、计算机技术和现代通信技术的基础上逐步发展起来的一项先进的控制技术。在现代工业发展中plc-5-技术、CAD/CAM技术和机器人技术称为现代工业自动化的三大支柱。它主要以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出（I/O）来控制各种产生过程。可编程序控制所以被广泛使用，是由它的突出的特点和优越的性能分不开的。归纳起来，可编程序控制器主要具有以下特点。可靠性高例如三菱Ｆ１和Ｆ２可编程序控制器平均无故障时间可以达到30万小时（约34年）。环境适应性强在环境温度-20℃~65℃、相对湿度为35％~85％情况下可正常工作。灵活通用使用方便、维护简单整个连接过程仅需要一把螺丝刀即可完成。第四章本章主要介绍西门子S7-200PLC的硬件特点和系统配置，包括S7-200PLC控制系统的基本构成，各种扩展模块的功能、特点和使用方法，PLC控制系统的配置以及外部电源系统的接线等内容。掌握S7-200各种CPU模块的基本技术指标、数字量扩展模块的接口电路及特点、PLC对模拟量信号的处理方式和模拟量扩展模块的数据格式，并能正确对扩展模块的外部端子接线；掌握S7-200PLC系统配置的原则并能正确编址；掌握PLC外部电源系统的接线方法。第五章1.可编程序控制器基本组成：微处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O）、外围设备、电源。2.可编程序控制器的工作原理：PLC执行程序是以循环扫描方式进行的。扫描过程三阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。3.PLC控制与继电器控制的区别：①元器件不同②工作方式不同③元件触点数量不同④控制电路实施方式不同。4.PLC与单片机区别：①PLC是建立在单片机之上的产品，单片机是一种集成电路，两者不具有可比性②单片机可以构成各种应有系统，PLC是单片机应用-6-系统的特例③PLC具有互换性，而单片机应有系统千差万别。5.电气制动是通过与驱使设备运动的运转方式相反的电气连接方式从而使设备达到加速停止的效果；机械制动则是通过物理力学方式抑制设备的现有运动。第六章1.CPU224型PLC结构特点：有两个DC输入点，两个输出点（DC和继电器）。第七章1.基本逻辑指令：是指构成基本逻辑运算功能指令的集合，包括基本位操作、置位/复位、边沿触发、定时、计数、比较等逻辑指令。2.PLC常用的基本指令：位操作指令，梯形图指令有触点和线圈两大类，触点又分为常开和常闭两种形式；语句表指令有与、或以及输出等逻辑关系，位操作指令能够实现基本的位逻辑运算和控制。基本位操作指令操作数寻址范围：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等。3.基本逻辑指令的语句表：由指令助记符和操作数两部分组成，操作数由可以进行位操作的寄存器元件及地址组成。4.常用位操作指令助计符的定义如下所述：①LD（Load）：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接常开触点。②LDN（LoadNot）：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接常闭触点。③A（And）：与操作指令，用于常开触点的串联。④AN（AndNot）：与操作指令，用于常闭触点的串联。⑤O（Or）：或操作指令，用于常开触点的并联。⑥ON（OrNot）：或操作指令，用于常闭触点的并联。⑦=（Out）：置位指令，线圈输出5.置位/复位指令：①S（置位）：将从操作数的直接位地址（Bit）开始的N个逻辑位置1。②R（复位）：将从操作数的直接位地址（Bit）开始的N个逻辑位置0。6.定时器指令：可分为通电延时型（TON）、有记忆的通电延时型（保持型）（TONR）、断电延时型（TOF）三种类型；按照时基标准，定时器可分为-7-1ms、10ms、100ms三种类型。7.计数器指令：利用输入脉冲上升沿累计脉冲个数，S7-200系列PLC有递增计数（CTU）、增／减计数（CTUD）、递减计数（CTD）等三类计数指令。三、学习心得及课程总结通过本学期的学习，我们初步了解到电气控制与PLC应用技术模块一和模块二电气控制部分。这部分主要有九个典型工作任务，分别为：三相异步电动机控制电路的安装与调试；三相异步电机点动、过载保护自锁控制电路的安装与调试；三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试；三相异步电动机减压启动控制电路安装；三相异步电动机制动控制电路及安装；双速电动机自动变速控制线路的设计与安装；三相异步电动机其他控制电路设计与安装；CA6140卧式车床控制电路安装；X62W型万能升降台铣床的电气控制电路。全面详细的讲述了常用低压电器的结构、工作原理及其应用，电气基本控制电路的原理、分析、安装与调试。在学习期间，我们深刻的感受到在接触电路过程中的乐趣，让我们在欢乐中学习。在老师的教导之下，我们认识了好多电气元件，会读电路图，接电路图，为我们在后面考电工证提前打下了坚实的基础。在接电路过程中培养了我们的胆大、心细、谨慎的工作作风，知道操作的时候要心细、谨慎，避免触电及意外受伤等危险事故的发生。增强了我们的动手操作的能力，和实际运用能力。在今后的学习、工作中，我们会把我们所学的知识应用到实践中，争取在实践中做到更好！总结：本课程从实际工程应用和便于教学需要出发，介绍和讲解了继电器控制系统和可编程序控制器控制系统的工作原理、设计方法和实际应用。通过理实一体化项目教学，介绍了常用低压电器、电气基本控制电路和典型机床控制线路，并贯穿了读图、安装、调试、故障分析与检修等实践教学内容；PLC应用技术模块，以程序编制与调试、PLC技术应用为主线，以西门子S7-200系列PLC为对象，系统地介绍了PLC的软硬件组成、编程软件与仿真、指令系统及编程、特殊功能模块及应用、PLC与变频器的应用、PLC与触摸屏的应用等内容。-8-总的来说，对于本专业此课程非常有用，对于我们以后的工作领域也有很大的帮助。