電氣控制及PLC說課

1、電氣控制及電氣控制及PLC 一、課程簡介： 電氣控制與PLC本課程在機(jī)電一體化中占有重要位置。要求熟悉常用低壓電器的原理及使用，能熟練掌握三相異步電動機(jī)的工作原理及繪制；熟練掌握PLC控制技術(shù)及其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。 二、教學(xué)目標(biāo)： 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電器元件的檢測與選用，掌握電氣線路的安裝接線方法、步驟、技巧和技術(shù)要求，能分析并排除電氣控制電路中的常見故障，能獨(dú)立編制較復(fù)雜的 PLC 應(yīng)用程序并能獨(dú)立設(shè)計(jì)簡單的 PLC 應(yīng)用控制系統(tǒng)。電氣控制及電氣控制及PLC 三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)三、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì) 針對本課程實(shí)踐性、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，我們以“強(qiáng)化知識能力、重在技能”為指導(dǎo)思想，在教學(xué)內(nèi)容的選取上

2、以春考考試大綱為出發(fā)點(diǎn)，以滿足技能需求為目標(biāo)，前期以專業(yè)知識為主，后期以技能操作為主，為春考打下良好的基礎(chǔ)。電氣控制及電氣控制及PLC 1、課程內(nèi)容設(shè)置 （1）本課程主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，根據(jù)滿足各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)的實(shí)際需求，統(tǒng)籌考慮和選取教學(xué)內(nèi)容，融教、學(xué)、做相結(jié)合為一體。每一項(xiàng)教學(xué)任務(wù)在教師講解所需知識點(diǎn)后，都需要學(xué)生自己動手完成電路設(shè)計(jì)、連接、程序編制、調(diào)試等實(shí)際操作任務(wù)。電氣控制及電氣控制及PLC 四、教學(xué)方法與手段四、教學(xué)方法與手段 1、教學(xué)設(shè)計(jì) 在課程設(shè)計(jì)上我們將實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)同步進(jìn)行，使學(xué)生所學(xué)的理論知識得以驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的初步操作技能，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。教學(xué)過程采用“任

3、務(wù)驅(qū)動教學(xué)法”，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，帶著具體的任務(wù)投入到學(xué)習(xí)中去，增加了學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性。并且由設(shè)置的教學(xué)任務(wù)將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，將“電氣控制”與“PLC技術(shù)” 融為一體.電氣控制及電氣控制及PLC 1 采用靈活多變的教學(xué)組織方式，活躍課堂氣氛 課堂教學(xué)注重師生交流，方式靈活多變，以活躍課堂氣氛。如啟發(fā)式教學(xué)，由若干問題啟動課堂教學(xué)，經(jīng)過啟發(fā)式的推理，最后歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生循問題而思考，提高對知識的領(lǐng)悟力，加強(qiáng)對關(guān)鍵內(nèi)容的理解；互動式教學(xué)，加強(qiáng)師生互動環(huán)節(jié)，活躍課堂氣氛，促進(jìn)學(xué)生自主思考提出問題，解答問題，激發(fā)學(xué)生潛能；情景式教學(xué)，使學(xué)生身處實(shí)踐現(xiàn)場，講

4、練結(jié)合、交互滲透。設(shè)計(jì)課題一：設(shè)計(jì)課題一：三路智力搶答器的PLC控制一、任務(wù)描述 三路搶答器有三個(gè)搶答按鈕SB1SB3，在允許搶答情況下最先按動的按鈕有效，此后按下的按鈕無效，伴有燈光、聲音顯示，并開始計(jì)時(shí)（答題時(shí)間），計(jì)時(shí)時(shí)間到（答題給定的時(shí)間），聲光提示停止答題。如果搶答者答題正確或錯(cuò)誤，主持人按下加分鍵或減分鍵，將對顯示分?jǐn)?shù)值加分或減分。該控制器組成框圖如下圖所示 HL1SB1SB2HL3SB3HL2PLC開始復(fù)位加分違規(guī)減分HL4HL5HA主持人計(jì)時(shí)減分控制臺綠燈控制臺綠燈違規(guī)指示紅燈違規(guī)指示紅燈二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 1主持人提出問題按下啟動按鈕（開始搶答）后，若10s內(nèi)無人搶答，則有聲

5、音提示，說明該題無人搶答，自動作廢。2主持人提出問題在未按下啟動按鈕（開始搶答）之前搶答，則違規(guī)，搶答器報(bào)出違規(guī)信號，并作減分處理。3主持人提出問題按下啟動按鈕（開始搶答）后，第一個(gè)按下按鈕的信號有效，后按下的按鈕信號無效。4主持人按下計(jì)時(shí)按鈕，開始計(jì)時(shí)。答題時(shí)間為1min，答題過程中有燈光提示時(shí)間，時(shí)間到并有聲音指示。5搶答器有數(shù)碼顯示器顯示各答題者的分?jǐn)?shù)，由主持人控制，答對者加10分，答錯(cuò)者減10分，違規(guī)者扣5分，減分計(jì)算中若出現(xiàn)負(fù)分作0分處理。6答題完畢按下復(fù)位按鈕，恢復(fù)搶答器原始狀態(tài)，為下一輪搶答做好準(zhǔn)備。 答題過程中燈光、音響的安排及注意事項(xiàng)如下：搶答有效：搶答有效：搶答者燈亮、控制

6、臺綠燈亮及聲響。10s無人應(yīng)答：無人應(yīng)答：聲響、控制臺綠燈（HL4）點(diǎn)亮2s。違規(guī)：違規(guī)：違規(guī)者燈亮、控制臺紅燈（HL5）亮及聲響答題過程：搶答者燈亮，控制臺綠燈亮，50s后控制臺綠燈閃爍。答題時(shí)間到：答題時(shí)間到：搶答者燈亮，控制臺綠燈滅及聲響按加分按鈕加10分，按減分按鈕減10分，按違規(guī)減分按鈕減5分，最高分為90分（違規(guī)情況下最高分為95分），最低分0分。聲響時(shí)間為1s。在搶答時(shí)間（10s）內(nèi)，除搶答者按下按鈕外，其它按鈕按下無效。只有在答題者回答問題且按下加分或減分按鈕后，再按復(fù)位按鈕才能進(jìn)入下一輪搶答。若出現(xiàn)違規(guī)，只有在按下按違規(guī)減分按鈕后，再按復(fù)位才可進(jìn)入下一輪搶答。若無人搶答，控制

7、臺綠燈點(diǎn)亮2s后，無需按下復(fù)位按鈕自動進(jìn)入下一輪搶答。 三、設(shè)計(jì)方案提示 搶答器搶答部分控制程序可用基本指令編程，分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)要采用應(yīng)用指令完成。 指示燈和音響輸出，可由PLC的輸出端子直接接通。 搶答者的得分情況通過數(shù)碼顯示器進(jìn)行顯示，顯示電路見下圖，顯示電路板自制，可采用傳送、比較、移位和BCD等應(yīng)用指令與基本指令組合編程來完成。 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:14-Apr-2007Sheet of File:F:教學(xué)PLC數(shù)據(jù)顯示電路LCD顯示電路（通用型）.ddbDrawn By:B1C2LE5D6A7e9d10c11b

8、12a13g14f15LT3BI4IC1CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED1 R1300R2 R3 R4 R5 R6 R7 B1C2LE5D6A7e9d10c11b12a13g14f15LT3BI4IC2CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED2 s1300s2 s3 s4 s5 s6 s7 B1C2LE5D6A7e9d10c11b12a13g14f15LT3BI4IC3CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED3 y1300y2 y3 y4 y5 y6 y7 B1C2LE5D6A7

9、e9d10c11b12a13g14f15LT3BI4IC4CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED4 v1300v2 v3 v4 v5 v6 v7 B1C2LE5D6A7e9d10c11b12a13g14f15LT3BI4IC5CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED5 p1300p2 p3 p4 p5 p6 p7 B1C2LE5D6A7e9d10c11b12a13g14f15LT3BI4IC6CD4511abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpLED6 a1300a2 a3 a4 a5 a6 a7 s8

10、 y8 a8 RE14.7KRD RC RB RE RE24.7KRE34.7KRE44.7K外接電路端子（繼電器輸出）VCCVCCVCCVCCVCCVCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y15Y16VCCY12Y13Y14D1D2D3RE54.7KRE64.7KR11 D4 R12 D3 R13 D2 R14 D1 R15 D5 R16 D6 GNDY17 顯示電路簡介顯示電路簡介 本顯示電路主要由CD4511譯碼器、LED數(shù)碼管、電阻和直流電源四部分組成，將CD4511的A、B、C、D端輸入的BCD碼，通過譯碼、鎖存和驅(qū)動，以十進(jìn)制數(shù)在七段顯示數(shù)碼管中顯示。 CD4511為一鎖

11、存/譯碼/驅(qū)動三合一譯碼器，其管腳邏輯圖見下圖。 ABCDabcdefgLTBILEVDDVSS1168 鎖存部分有四位存儲鎖電路，由鎖存允許端LE控制鎖存，當(dāng)LE“0”時(shí)，鎖存器直通，輸出端隨AD端變化；當(dāng)LE“1”時(shí)，鎖存器鎖定，輸出端保持不變。 ABCDabcdefgLTBILEVDDVSS1168 熄滅控制端BI，當(dāng)BI“0”時(shí)，譯碼器輸出全為“0”，即數(shù)碼管熄滅。 輸出驅(qū)動部分是具有較大電流輸出的NPN雙極型晶體管，當(dāng)推動LED數(shù)字顯示器件時(shí)，一定要加限流電阻，限流電阻約200,由等測試輸入端LT，可測試數(shù)碼管的七段。當(dāng)LE“0”時(shí)，顯示數(shù)8，即各段均亮，則正常。 顯示電路原理簡介如

12、下：顯示電路原理簡介如下： 本顯示電路采用靜態(tài)方式顯示，按照時(shí)間段分別把十位、個(gè)位數(shù)送到各自的CD4511譯碼器中，CD4511的鎖存器保持所送的數(shù)據(jù)，通過其輸出端驅(qū)動各自的數(shù)碼管，使所送的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管中顯示。PLC的輸出步驟要求如下： 將所送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成BCD碼, 如： BCD D0 K2M10。 先將所送的十位數(shù)值加到顯示十位數(shù)的CD4511的A、B、C、D端( MOV K1M14 K1Y0)，同時(shí)使該CD4511的LE端為低電平，顯示個(gè)位數(shù)的CD4511的LE端為高電平 。 在沒有送個(gè)位數(shù)之前，再使顯示十位數(shù)的CD4511的LE端為高電平，鎖存送入的數(shù)據(jù) 先將所送的個(gè)位數(shù)值加到顯示個(gè)位數(shù)

13、的CD4511的A、B、C、D端( MOV K1M10 K1Y0)，同時(shí)使該CD4511的LE端為低電平，顯示十位數(shù)的CD4511的LE端為高電平 。 再使顯示個(gè)位數(shù)的CD4511的LE端為高電平，鎖存送入的數(shù)據(jù)，至此一個(gè)顯示周期完成 初始化顯示：初始化顯示： 大約在開始運(yùn)行程序的1s內(nèi)，使每個(gè)使每個(gè)CD4511的的LE端為低端為低電平電平，這樣保證了每個(gè)答題者的起始分?jǐn)?shù)值為0。然后變?yōu)楦唠娖骄瓦M(jìn)入正常的顯示。四、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 完整的設(shè)計(jì)任務(wù)書。 完成系統(tǒng)組態(tài)或硬件配置 。 正確合理地進(jìn)行輸入輸出端子的地址分配，畫出I/O端 子接線圖及相關(guān)的電路圖。 控制方案的選擇及論述，控制系統(tǒng)方框圖及說明

14、。 設(shè)計(jì)梯形圖控制程序，并對梯形圖進(jìn)行原理分析。 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 。 結(jié)論和尚未解決的問題 。 設(shè)計(jì)體會。 參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)課題二：設(shè)計(jì)課題二：自動售貨機(jī)的自動售貨機(jī)的PLCPLC控制控制 一、任務(wù)描述 一臺用于銷售飲料和啤酒的自動售貨機(jī)，具有硬幣識別、幣值累加、自動售貨、自動找錢、統(tǒng)計(jì)銷售金額、銷售數(shù)量、庫存數(shù)量等功能，此售貨機(jī)只可接受的硬幣為5角和1元，飲料的售價(jià)為2.5元，啤酒為3元。售貨機(jī)的組成框圖如下圖所示 飲料按鈕啤酒按鈕飲料燈啤酒燈找錢燈復(fù)位按鈕投幣口售貨口退幣口二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 1投入硬幣時(shí)，顯示器顯示已投入的硬幣值。當(dāng)投入的硬幣值等于或超過2.5元時(shí)，飲料指示燈亮，當(dāng)投入

15、的硬幣值等于或超過3元時(shí)，飲料和啤酒指示燈全亮。2飲料指示燈亮?xí)r，按飲料按鈕，飲料驅(qū)動器動作，飲料從售貨口自動售出，飲料指示燈閃爍，5s后飲料驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。3啤酒指示燈亮?xí)r，按啤酒按鈕，啤酒驅(qū)動器動作，啤酒從售貨口自動售出，啤酒指示燈閃爍，5s后啤酒驅(qū)動器釋放，完成一次售貨。 4購買商品以后，顯示器顯示剩余的金額。若有剩余金額，找錢指示燈亮；若剩余金額等于或超過某個(gè)商品價(jià)格時(shí)，對應(yīng)的指示燈亮，表示還可以購買商品。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 5在購買商品后還剩余額，或在投入硬幣后又不想購買商品（未按飲料按鈕或啤酒按鈕），按復(fù)位按鈕，售貨機(jī)自動退出應(yīng)找回的硬幣。如余額為2.5元，在退幣過程中

16、，退幣驅(qū)動器動作，2s后退幣驅(qū)動器釋放，顯示器顯示金額為零。6. 售貨機(jī)能自動計(jì)算已售出商品的總金額、啤酒和飲料的現(xiàn)存數(shù)量。當(dāng)啤酒或飲料現(xiàn)存數(shù)量為零時(shí)，對應(yīng)的指示燈閃爍，此種情況下，不能購買此種商品。7. 指示燈閃爍的頻率為1Hz三、設(shè)計(jì)方案提示 硬幣投入值的累計(jì)可采用計(jì)數(shù)器指令，也可用INC加1指 令或ADD加法指令。 投入的硬幣金額能否購買商品可用比較指令，購買后剩余的金額采用減法指令。 存放售出商品的總金額、啤酒和飲料現(xiàn)存數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，可采用有停電記憶功能的數(shù)據(jù)寄存器。 投幣金額采用數(shù)碼顯示器數(shù)碼管顯示，顯示電路的主要器件介紹和基本原理見三路智力搶答器的PLC控制課題。 設(shè)計(jì)課題四：

17、設(shè)計(jì)課題四：十字路口交通信號燈的十字路口交通信號燈的PLCPLC控制控制 一、任務(wù)描述 為了確保在交通路口來往車輛的順暢通過和人行過路的安全，往往都有采用自動控制的交通信號燈進(jìn)行指揮。其中紅燈亮，表示該條道路禁止通行；黃燈亮，表示停止通行；綠燈亮，表示停止通行。本課題是采用PLC對一個(gè)十字路口的交通燈進(jìn)行控制，該P(yáng)LC組成的控制系統(tǒng)框圖如下圖所示。 紅黃綠左轉(zhuǎn)綠東西方向紅黃綠左轉(zhuǎn)綠南北方向啟動/停止PLC二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 十字路口交通燈控制要求如下：1系統(tǒng)工作受開關(guān)控制，起動開關(guān) ON 則系統(tǒng)運(yùn)行；起動開關(guān) OFF 則系統(tǒng)停止。2控制對象有八個(gè)： 東西方向紅燈兩個(gè) , 南北方向紅燈兩個(gè)， 東西方向黃燈兩個(gè) , 南北方向黃燈兩個(gè)， 東西方向綠燈兩個(gè) , 南北方向綠燈兩個(gè)， 東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 3將一天的時(shí)間分為三個(gè)時(shí)段，高峰時(shí)段、正常時(shí)段和夜 間時(shí)段，不同的時(shí)段里，各路的紅黃綠燈點(diǎn)亮?xí)r間不同，高峰、 正常及夜間時(shí)段的時(shí)序分配見指導(dǎo)書圖3