项目一运煤小车两地往返运动控制课件

1、项目一 运煤小车两地往返运动控制项目一 运煤小车两地往返运动控制项目目标 【知识目标】 （1）熟悉常用低压电器的类型、用途和结构原理。 （2）理解电气自锁、电气互锁和机械互锁等概念。 （3）熟悉电动机的基本电气控制电路。 （4）弄清PLC的概念、工作原理和应用概况。 （5）熟悉PLC控制系统的软件和硬件设计方法。 【技能目标】 （1）掌握常用低压电器的工作原理，并能够正确选用低压电器以及判断其好坏。 （2）能够识读三相异步电动机的单向点动控制、连续控制、正反转运行控制、自动往返循环控制电路的电气原理图和电气安装接线图，正确分析其控制电路的工作原理，并可以完成控制电路的安装与检修。 （3）熟悉并

2、会使用三菱FX2N系列PLC的各种编程软元件。 （4）学会分配PLC的输入/输出（I/O）端口以及绘制PLC硬件接线图。 （5）能够独立编制和联机调试PLC用户程序。项目任务 如图1-1所示，已知运煤小车采用额定功率为3kW、额定电压为380V、额定电流为6.4A、额定转速为2880r/min、额定频率为50Hz、接法为星形（Y）的三相笼型异步电动机进行控制。图1-1 运煤小车两地往返控制示意图项目一 运煤小车两地往返运动控制项目分析 分析上述过程可知，运煤小车具有左右两个运动方向，通过对三相笼型异步电动机进行正反转控制即可实现。三相异步电动机通过机械传动机构来驱动运煤小车左右行驶。 运煤小车

3、的停止与左右位置有关，所以在左右位置处设立两个行程开关SQ1、SQ2；运煤小车运行方向的改变与停留时间有关，所以还要引入两个时间继电器。项目一 运煤小车两地往返运动控制相关知识 一、低压电器的基础知识 二、低压开关和主令电器 常见的低压开关有刀开关、组合开关、自动空气开关等；主令电器是指在自动控制系统中用于发送信号或指令的电器，如按钮、行程开关、接近开关等。 （一）刀开关 刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动控制低压电器，一般用于接通或切断用电设备的电源，以及控制不经常启动的小容量三相异步电动机。 项目一 运煤小车两地往返运动控制 1.种类和结构 负荷开关分为开启式负荷开关和

4、封闭式负荷开关两种，主要由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。以开启式负荷开关为例，其结构示意图和符号如图1-2所示。图1-2 开启式负荷开关的结构示意图和符号项目一 运煤小车两地往返运动控制 开启式负荷开关又称瓷底胶盖刀开关，其瓷底板上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的刀片式动触点，上面装有胶盖，如图1-3所示。图1-3 开启式负荷开关项目一 运煤小车两地往返运动控制 封闭式负荷开关整个装于铁壳内，因此又称铁壳开关，它是在开启式负荷开关的基础上改进设计的一种开关，主要由钢板外壳、触刀、操作机构和熔断器等组成，如图1-4所示。图1-4 封闭式负荷开关项目一 运煤小车两地往返运动控

5、制 2.选择原则 3.使用注意事项 4.型号命名方式图1-5 刀开关的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 （二）组合开关 组合开关由动触点、静触点、转轴、手柄、定位机构和外壳等组成，如图1-6所示。 组合开关种类很多，有单极、双极、三极和多极之分，常用的是三极的组合开关，其外形和符号如图1-7所示。图1-6 组合开关结构图项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-7 组合开关的外形和符号 一般在电气控制电路中普遍采用的是HZ系列的组合开关，其型号命名方式如图1-8所示。图1-8 组合开关的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 （三）自动空气开关 图1-9所示为DZ520型塑壳式自

6、动空气开关的外形、结构和符号。图1-9 DZ5-20型塑料外壳式自动空气开关的外形、结构及符号项目一 运煤小车两地往返运动控制 自动空气开关的型号命名方式如图1-10所示。图1-10 自动空气开关的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 （四）按钮 按钮一般由按钮帽、复位弹簧、动触点、静触点和外壳等组成，如图1-11所示。图1-11 （复合）按钮的结构原理图项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-12 按钮的符号 1.工作原理 2.型号命名方式 按钮的型号命名方式如图1-13所示。 3.选择原则图1-13 按钮的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 （五）行程开关 行程开关的基本结

7、构大体相同，都是由操作头、传动机构、触点系统和外壳组成的，图1-14所示为典型行程开关的结构示意图和符号。图1-14 行程开关的结构示意图和符号项目一 运煤小车两地往返运动控制 行程开关的种类很多，常用的有按钮式、单轮旋转式和双轮旋转式，它们的外形如图1-15所示。图1-15 行程开关外形项目一 运煤小车两地往返运动控制 行程开关的型号命名方式如图1-16所示。 接近开关又称无触点的行程开关，是一种非接触式的检测装置，如图1-17 所示。图1-16 行程开关的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-17 接近开关 （六）熔断器 熔断器有瓷插式、螺旋式和封闭管式等几种类型，其中部分熔断

8、器的外形和符号如图1-18 所示。图1-18 熔断器的外形和符号项目一 运煤小车两地往返运动控制 1.工作原理 2.选择原则 3.使用注意事项 4.型号命名方式 熔断器的型号命名方式如图1-19所示。图1-19 熔断器的型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 三、交流控制器 图1-20所示为常见交流控制器外形。图1-20 常见交流接触器外形项目一 运煤小车两地往返运动控制 （一）结构和工作原理 （二）选择原则图1-21 交流接触器的结构示意图和符号项目一 运煤小车两地往返运动控制 （二）选择原则 （三）型号命名方式 交流接触器的型号命名方式如图1-22所示。图1-22 交流接触器的型号命

9、名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 四、继电器 常用的继电器一般有电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等，如图1-23所示。图1-23 常见继电器外形项目一 运煤小车两地往返运动控制 （一）电压继电器 根据吸合电压（即动作电压值）的不同，电压继电器分为过电压继电器和欠电压继电器两种，它们的符号如图1-24所示。 电压继电器的线圈额定电压一般可按控制电路的额定电压来选择。电压继电器的型号命名方式如图1-25所示。图1-24 电压继电器符号项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-25 电压继电器的型号命名方式 （二）电流继电器 根据吸合电流（即动作电流值）的不同，

10、电流继电器分为过电流继电器和欠电流继电器两种，它们的符号如图1-26所示。图1-26 电流继电器符号项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-27 电流继电器的型号命名方式 （三）中间继电器 中间继电器的符号和型号命名方式如图1-28所示。 图1-28 中间继电器的符号和型号命名方式项目一 运煤小车两地往返运动控制 （四）时间继电器 1.结构和工作原理 1线圈；2铁心；3衔铁；4复位弹簧；5推板；6活塞杆 ；7杠杆；8塔形弹簧；9弱弹簧；10橡皮膜；11空气室；12活塞；13调节螺杆；14进气孔；15、16微动开关。 图1-29 JS7A系列时间继电器的外形和结构原理图项目一 运煤小车两地往返运动

11、控制 时间继电器的符号如图1-30所示。 2.选择原则 3.型号命名方式图1-30 时间继电器的符号项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-31 时间继电器的型号命名方式 （五）热继电器 1.结构和工作原理项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-32 热继电器的外形和结构原理图 热继电器的符号如图1-33所示。 2.选择原则 3.热继电器的命名方式如图1-34所示。项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-33 热继电器的符号图1-34 热继电器的型号命名方式 （六）速度继电器 速度继电器是利用电动机的转速信号依靠电磁感应原理实现触点动作的继电器。 速度继电器主要根据电动机的额定转速来选择，其型号命名

12、方式如图1-36所示。项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-35 速度继电器的结构原理和符号图1-36 速度继电器的型号命名方式 五、基本电气控制电路 （一）电动机单向运转控制电路 1.开关控制电路 图1-37所示为电动机单向直接启动开关控制电路。项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-37 电动机单向直接启动开关控制电路 2.接触器控制电路 （1）单向点动控制电路 （2）单向连续控制电路 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-38 电动机单向点动接触器控制电路图1-39 电动机单向连续接触器控制电路 （二）电动机双向运转控制电路 1.电动机的“正-停-反”控制电路 图1-40所示为电动机的“正

13、停反”控制电路。 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-40 电动机的“正-停-反”控制电路 2.电动机的“正-反-停”控制电路 图1-41所示为电动机的“正反停”控制电路。项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-41 电动机的“正-反-停”控制电路 六、PLC的概念、结构和工作原理 （一）PLC的概念 1.PLC的分类 2.PLC的特点 3.PLC的用途 （1）顺序控制 （2）运动控制 （3）过程控制 （4）数据处理 （5）通信和联网 4.PLC的发展趋势项目一 运煤小车两地往返运动控制 （二）PLC的结构和工作原理 1.PLC的结构项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-42 PLC基本结构框

14、图图1-43 简易手持编程器 2.PLC的工作原理项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-44 PLC扫描工作过程 七、FX2N系列可编程控制器 （一）FX2N系列PLC简介 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-45 FX2N系列可编程控制器 1FX2N系列PLC的命名 2. FX2N系列PLC的基本组成 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-46 FX系列可编程控制器型号命名格式 3. FX2N系列PLC的编程软元件 （1）输入继电器X （2）输入继电器Y （3）辅助继电器M （4）定时器T 项目一 运煤小车两地往返运动控制表1-1 FX2N系列PLC定时器类型图1-47 定时器的工作原理

15、（5）计数器C 计数器在程序中用作计数控制，分为内部计数器和高速计数器两种。 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-48 16位增计数器的工作原理图1-49 32位增/减计数器的工作过程 4. FX2N系列PLC的编程语言 （1）梯形图（LAD) 梯形图将继电器控制电路图进行简化，同时加进了许多功能强大、使用灵活的指令，并将微机的特点结合进去，使编程更加容易，而实现的功能却大大超过传统的继电器控制电路图，如图1-50所示。 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-50 继电器控制图与PLC梯形图对比 （2）指令表（STL） （3）顺序功能图（SFC） （4）功能块图（FBD） （5）结构文本（S

16、T） 项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-51 顺序功能图示意图图1-52 功能块图 （二）FX2N系列PLC的基本指令 项目一 运煤小车两地往返运动控制表1-2 FX2N系列PLC的基本指令表续表1-2 项目实施 一、继电接触器控制运煤小车两地往返项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-53 运煤小车两地往返控制系统的继电接触器控制电路 二、PLC控制运煤小车两地自动往返 （一）分配PLC端子项目一 运煤小车两地往返运动控制表1-3 运煤小车两地自动往返控制系统的PLC输入/输出端子分配情况 （二）画出硬件连接图 运煤小车两地自动往返PLC控制系统的硬件接线图如图1-54所示。项目一 运煤小

17、车两地往返运动控制图1-54 运煤小车两地自动往返PLC控制系统的硬件接线图 （三）编制和调试程序 1.梯形图设计项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-55 电动机正反转初步控制梯形图图1-56 电动机正反转互锁控制梯形图 在电动机正反转互锁控制梯形图的基础上进行修改，即可得出运煤小车两地自动往返PLC控制的最终梯形图如图1-57所示。项目一 运煤小车两地往返运动控制图1-57 运煤小车两地自动往返PLC控制梯形图 2.指令表 对应运煤小车两地自动往返PLC控制梯形图的指令表如表1-4所示。 3.系统调试项目一 运煤小车两地往返运动控制表1-4 运煤小车两地自动往返PLC控制指令表项目考核 请参照运煤小车两地自动往返控制项目，独立完成以上控制系统的软硬件设计，并进行考核。考核评分标准参见表1-5。 表1-5 学生项目考核评分表项目一 运煤小车两地往返运动控制巩固训练 如图1-58所示，小车一个工作周期的动作要求如下： 图1-58 PLC控制小车自动往返示意图项目一 运煤小车两地往返运动控制知识拓展 一、接触器与继电器的区别