控制系统综合实训实践教学设计书

0 控制系统综合实训实践教学设计书 一、教学目标 1 掌握 较复杂顺序系统的 行和调试能力； 2 能根据调速要求进行变频器功能、参数设置的操作 ； 3 能用 制变频器实现各种功能，完成 序设计，电器元件的选用和变频器功能、参数设置 ； 4 具有利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅技术资料的能力 ； 5培养学生 良好的沟通能力和团队协作精神 ， 规范操作和安全文明生产的职业习惯 。 二、教学内容 情境一 用 制的化工混料应工艺流程 一、控制要求： 图 1液面传感 器开关， M 为搅拌电动机。 1）初始状态：即启动搅拌器之前，容器是空的，各电磁阀 感器开关 机 M=度传感器 偶加热器 2）工艺流程：搅拌器开始工作时，先按一下 开，开始注入液体 A，当液面达到 N，继续注入液体 A。 当液面达到 ， N，电磁阀闭， N 打开 ,开始注入液体B。 当液面达到 ， N，电磁阀闭，停止注入液体 B，电机 M=10S 后， M=拌停止，电偶加热器 温度升到工艺设定值时，温度传感器 N， 磁阀 出混合液体， 当液面低于 ，延时 5S，待 液体放空，电磁阀 动开始 下一个操作循环。 3）停止控制：若在工作中按下停止按钮 能停在初始状态上，即只有混合液体处理完毕后，工艺系统才能停止工作。 图 1化工混料应工艺流程示意图 1 二、 1选择 画出 I/1）选择 根据 ，选择 2）确定 画出 （如图 1 2根据控制要求画出功能图（如图 1 3画出梯形图（如图 1 起、保、停电路编程） 4硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 图 1 I/O 接线图 图 1功能图 图 1功能图 图 1梯形图 2 用 2）接线：原则上动力线 应采用 软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下，连接编程器与 机开关置于“ 置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行、调试程序：将 机开关置于“ 置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 情境二 用 一、控制要求： 图 2工作流程： 1）按 小车在原点装料位置时， N， 斗门打开，小车装料，装料时间 5秒； 2）小车第一次送料到 1 号仓碰限位开关 ，停留 2 秒卸料，然后空车返回到原点装料位置碰限位开关 料） 5秒； 3）小车第二次送料到 2 号仓，经过限位开关 停留，继续向前，当到达 2 号仓碰限位开关 留（卸料） 4 秒，然后空车返回到原点装料位置碰限位开关 留（装料 ） 5秒； 4）然后再重复上述工作过程，如此往复循环； 5）按下 车立即停止。 二、 1选择 ）选择 根据 ，选择 机完全可以满足控制要图 2车装料系统控制流程示意图 3 求。 2）确定 画出 （如图 1 2根据控制要求画出功能图（如图 2 3画出梯形图（如图 2以转换为中心编程） 图 2 I/O 接线图 4 4硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 用 2）接线：原则上动力线应采用 软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下 ，连接编程器（或编程电缆）与 置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行、调试程序：将 机开关置于“ 置，按下列步骤观察工作状态检验程图 2梯形图（之一） 图 2功能 图 图 2梯形图（之二） 5 序。 情境三 用 管机编程及调试 一、控制要求： 图 3按一定长度割断的机器； 按下启动按钮 动机 动 A 轮转动，由于摩擦力的作用使铜管在轮 中穿过，同时使原弯曲的铜管被调直，当铜管到达 光电检测开关 K （ K=， 2 停止， 转，电磁阀 N 打开，液压缸带动切割机构向下移动将铜管切断，当 压缸带动切割机构向上移动，当 割机构复位停止，此时 割断铜管带出，使光电检测开关 K=动进入下一个循环工艺流程。 二、 1选择 号并画出 I/1）选择 根据 ，选择 号为 机完全可以满足控制要求。 2）确定 输入信号和输出负载， 画出 （如图 3 图 3自动调直、割管机示意图 6 2根据控制要求画出功能图（如图 3 3画出梯形图 如图 3 用以步进（ 令编程 4硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 用 2）接线：原则上动力线应采用 软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 头后应配 接 专用压线钳压接。应将 所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线 路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日 后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下，连接编程器（或编程电缆）与 置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行、调试程序：将 机开关置于“ 置，按下列步骤观察工作状态检验程图 3I/图 3功能图 图 3梯形图 7 序。 情境四 用 一、控制要求： 如图 4机械手上升、下降和左、右移动为双线圈电磁阀驱动，机械手夹紧、放松为单线圈电磁阀驱动，上 位开关为行程开关。 1、初始状态： 按 械手停在可动部分左上方原点处，左工位无工件，光电检测开关 限位开关 限位开关 限位开关 限位开关 2、工作流程： 当左工位处有工件时，光电检测开关 K 为 械手由原点下降夹紧（延时 2 秒）上升右行下降放松（延时 2秒）上升左行原 点，系统如此循环工作。 3、停机控制： 按 个系统终止运行，同时程序返回初始状态，为再次启动循环做准备。 二、 1选择 ）选择 根据 ，选择 机完全可以满足控制要求。 2）确定 入信号和输出负载，画出 （如图 4 图 4机械手控制系统示意图 8 2根据控制要求画出功能图（如图 4 图 4I/图 4功能图 9 3画出梯形图 （如图 4 用位左移 4硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 用 2）接线：原则上动力线应采用 软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将 所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日 后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电 情况下，连接编程器（或编程电缆）与 置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行、调试程序：将 机开关置于“ 置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 情境五 磨床的 变频器控制 电路编程与接线 一、控制要求： 1. 磨床调速控制系统示意图如图 5 图 4梯形图 10 1）在起始位置（ 启动按钮 机正转启动，高速（ 45行 4s，变为中速（ 25 行，碰 后遇到工件开始研磨，转为低速（ 15研磨完工件后碰 为高速（ 45开，到达对面碰行程开关 6样是高速（ 45行 4s，变为中速（ 25行，碰 为低速（ 15研磨后碰 为高速（ 45开，回到起始位置碰到 止 6s，然后转为正转，往复以上过程。 2）正反方向都能实现启停操作，反向启动按钮为 止按钮为 二、 1选择 频器的接线 图 1）选择 频器型号。 根据 I/O 点数确定，选择 号为 机 ,变频器选择 完全可以满足控制要求。 2）确定 入信号和输出负载， 画出 （如图 5 图 5磨床调速控制系统示意图 11 2画出 功能 图 （如图 5 3 画出梯形图（如图 5 图 5磨床调速控制系统接线图 12 图 5磨床调速控制系统功能图 图 5磨床调速控制系统梯形图（之一） 13 4 变频器参数设置 序号 变频器 参数 出厂值 设定值 功能说明 备注 1 1 参数写入禁止选择 /参数初始化； 时， 设定。 2 1 运转指令的选择； 时，多功能端子输入有效。 3 高频率（ 4 00 380 最大电压（ 5 大电压频率（ 6 速时间 1 7 速时间 1 8 率指令 2 多功能端子 效 9 率指令 3 多功能端子 效 10 率指令 5 多功能端子 效 11 2 多功能输入选择 1（输入端口 反转 /停止 12 6 多功能输入选择 2（输入端口 多段速指令 1 13 7 多功能输入选择 3（输入端口 多段速指令 2 14 8 多功能输入选择 4（输入端口 多段速指令 3 15 5硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 用 轨安装。 2）接线：原则上动力线应采用 上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 股线连接，剥头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下， 连接编程器（或编程电缆）与 机 开关置于 “置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 图 5磨床调速控制系统梯形图（之二） 14 运行调试程序：将 机开关置于 “置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 情境六 升降机的 变频器控制 电路编程与接线 一、控制要求： 1. 升降机调速控制系统示意图如图 6 1）在地面（ 启动按钮，低速（频率设定为 1=15动上升， 秒后由低速转为中速（频率 设定为 2=30 升，中速 秒后转为高速（频率设定为 3=50 升，高速 秒后转为中速上升，中速 秒后转为低速上升，至 秒， 秒后转为低速下降，最后至 面）停 秒再低速上升，往复以上过程。 2）无论正向、反向运行都能进行手动启停操作。 二、 1选择 频器的接线图 1）选择 频器型号。 根据 I/O 点数确定， 选择 号为 机 ,变频器选择 完全可以满足控制要求。 2）确定 入信号和输出负载， 画出 （如图 6 图 6升降机调速控制系统示意图 15 图 6升降机调速控制系统接线图 16 2画出控制系统 功能 图 （如图 6 17 3画出 升降机 控制系统梯形图（ 用位左移 令编程 ）如图 6 6升降机调速控制系统功能图 18 图 6升降机调速控制系统梯形图（之一） 图 6升降机调速控制系统梯形图（之二） 19 4 变频器参数设置 序号 变频器 参数 出厂值 设定值 功能说明 备注 1 1 参数写入禁止选择 /参数初始化； 时， 设定。 2 1 运转指令的选择； 时，多功能端子输入有效。 3 高频率（ 4 00 380 最大电压（ 5 大电压频率（ 6 速时间 1 7 速时间 1 8 率指令 2 多功能端子 效 9 率指令 3 多功能端子 效 10 率指令 5 多功能端子 效 11 2 多功能输入选择 1（输入端口 反转 /停止 12 6 多功能输入选择 2（输入端口 多段速指令 1 13 7 多功能输入选择 3（ 输入端口 多段速指令 2 14 8 多功能输入选择 4（输入端口 多段速指令 3 15 5硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固， 用 轨安装。 2）接线：原则上动力线应采用 上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 股线连接，剥头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维 护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下， 连接编程器（或编程电缆）与 机开关置于 “置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行调试程序：将 机开关置于 “置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 20 情境七 龙门刨床的 频器控制 电路编程与接线 一、控制要求： 1. 龙门刨床（ 的调速控制系统示意图如图 7示： 位开关为行程开关， 1）在原点（ 起动 速（频率设定为 15秒）起动慢速切入，转为高速切当碰到正向加速开关 ，由低速削（频率设定为 50 当加工至碰正向减速开关 高速切削转为慢速（频率设定为 25 开，当加工至碰终点开关 ，转速由正转 25为反转低速（频率设定为 30 回，当碰到反向加速开关，由低速转为反转高速（频率设定为 60 速返回，至 0率设定为 20 向减速，至 时间为 1秒）。 2）无论正向、反向运行都能进行手动暂停和起动操作。 二、 1选择 频器的接线图 1）选择 频器型号。 根据 I/O 点数确定，选择 号为 机 ,变频器选择 完全可以满足控制要求。 2）确定 入信号和输出负载， 画出 （如图 7 图 7龙门刨床（ 的 调速控制系统示意图 21 图 7龙门刨床（ 的 调速控制系统接线图 22 2画出控制系统 功能 图 （如图 7 3画出 龙门刨床的 控制系统梯形图 （ 用 如图 7 7龙门刨床的 调速控制系统功能图 图 7龙门刨床的 调速控制系统梯形图 23 4 变频器参数设置 序号 变频器 参数 出厂值 设定值 功能说明 备注 1 1 参数写入禁止选择 /参数初始化； 时， 设定。 2 1 运转指令的选择； 时，多功能端子输入有效。 3 高频率（ 4 00 380 最大电压（ 5 大电压频率（ 6 速时间 1 7 速时间 1 8 率指令 2 多功能端子 效 9 率指令 3 多功能端子 效 10 率指令 4 多功能端子 效 11 率指令 5 多功能端子 效 12 率指令 6 多功能端子 效 13 率指令 7 多功能端子 效 14 2 多功能输入选择 1（输入端口 反转 /停止 15 6 多功能输入选择 2（输入端口 多段速指令 1 16 7 多功能输入选择 3（输入端口 多段速指令 2 17 8 多功能输入选择 4（输入端口 多段速指令 3 5硬件的安装与接线 1） 硬件的安装：硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固 ， 用 轨安装。 2）接线：原则上动力线应采用 上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用 股线连接，剥头后应配接 端子，用专用压线钳压接。应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。 3）输入程序与运行、调试程序 输入程序：在断电情况下， 连接编程器（或编程电缆）与 机开关置于 “置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。 运行调试程序 ：将 机开关置于 “置，按下列步骤观察工作状态检验程序。 24 三、教学要求 1在规定时间内能完成 序设计（画出 I/O 接线图、画出功能图、画出梯形图、写出指令表）。 2完成电路接线，输入程序、运行和调试，根据调速要求进行变频器功能、参数设置的操作。 3遵守安全规程，做到文明生产。 4编写实训报告。 四、教学时间安排 天数 或 小时 内容摘要 场 地 1 天 情境一 用 术实训室 情境二 用 料系统编程及调试 术实训室 情境三 用 管机编程 及调试 术实训室 情境四 用 调试 术实训室 情境五 磨床的 频器控制 电路编程与接线 术实训室 1 天 情境六 升降机的 频器控制 电路编程与接线 术实训室 2 天 情境七 龙门刨床的 频器控制 电路编程与接线 术实训室 五、考核方案 本课程考核成绩由平时考核、过程性考核和 实训报告 三部分