《电气控制与PLC技
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我们以常见的三相异步电动机正反转控制为例。介绍V-ELEQ仿真软件的电路搭建预防针。以下为操作步骤： （2）在左侧小窗口中找到“电气”项，点击前面“+”号展开，可以看到子项有“符号”和“配线”两项。同理，点击子项前面“+”号展开，选择电源类型，根据电路所用电源类型，选择交流或直流，这里选择交流。再展开，可看到下面有不同类别的元件（电源、接点、输出），在相应的元件归类中找到电路所需元件，把需要的元件用鼠标一一拖入右边编辑区，整理对齐。如图2-84所示。 电气/符号/交流/电源→①电源；②F、F1、F2……（熔断器）。 电气/符号/交流/接点/开关→①MCCB—三极开关）；②P(a)、P(b)—按钮；③HTR(b)—热继电器触点。 电气/符号/交流/接点/电感线圈→MC（3a）—接触器主触点；MC（a）、MC（b）—接触器辅助触点。 电气/符号/交流/输出/电感线圈→①MC—接触器线圈；②THR—热继电器发热元件 （3）连线。在“工具”找到“电路连接”或直接在窗口上方“工具栏”中找到按钮，点击，进入连线状态。移动鼠标到连接点上，当鼠标变为瞄准镜“十”形时单击鼠标左键，松开鼠标，移动光标至下一连接点，同理，当光标变为瞄准镜“十”形时单击左键再单击鼠标左键，则，两点之间连线完成，以此类推，把电路全部连接好。更名与关联：我们可以把电路中各元件重新更名为我们熟知的元件符号：如MCCB改为QS，MC改为KM等等。同时，还需要把同一元件分布在的不同回路或不同点的各相关部件关联起来，才会被认为为同一元件，例如把MC线圈与主触点MC（3a）、自锁触点MC（a）以及互锁触点MC（b）2关联起来。如何更名与关联，如：我们选中MC线圈，则在窗口左下 3、电气线路安装接线图搭建与仿真 (1)电动机自锁控制仿真在我们选取电器元件时，应在“配线”项下各元件归类中取所需元件。图2-87为电动机自锁控制参考例图。读者可根据自己思路安排元件及走线、布线。图2-88为仿真效果图。 95
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指导并回答学计划决策 给出解决任务的方案 生的提问，提供一些基础电路的梯形图编程。 讲解PLC控制接线示意图，并对学生该做的任务进行描述，向解释外围设备的作用以及用法。在学生动手1）了解并掌握V-ELEQ仿真软件安装与应用 任务实施 2）控制线路原理图搭建与仿真 3）电气线路安装接线图搭建与仿真 的过程中给予指导，提供可行性分析意见及修改建议。为学生在电路方面的疑问提供解答以及解决方法。并全程观看学生动手的情况和学习态度，给后期的任务评价打分做基础。 【总结与思考】 V-ELEQ是一款简单而实用的小型仿真软件，该软件在电气上主要用以仿真常见的“与”、“或”、“非”等电路逻辑，又可用于仿真电动机各种控制线路的原理，在此基础上，可通过“配线图”仿真电路的实际安装接线，很直观地体验电路安装接线过程，通过自己设计布线图，很好地锻炼了学习者对电路实施反馈 整体合理布局、统筹规划的思想意识，还可以进一步锻炼学习者读图、识图以及检查电路的能力。 【练习】 1、请仿照本任务例，完成电动机顺序起动控制线路仿真。 2、完成电动机星形-三角形降压起动控制线路的仿真。
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分组，指定小组长，讨论并给出任务解决方案 先熟悉PLC电气控制面板，按照电路图，完成实际接线操作，在操作过程中，向指导老师解释电路原理和作用。在编程过程中有不会的可向教师询问。 观看学生的展示成果，并记录各个小组的阐述情 各个小组展示自己的作品，并阐述决策方案和操作况，做总结发言。 过程。 《电气控制与PLC技
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项目三 学习PLC基本知识
项目名称 授课对象 授课时间 授课地点 任务名称 任务一 双速电动机控制线路用PLC控制 1.电路的逻辑 2.PLC的基本概念、PLC的循环扫描工作方式 知识目标 教学目标 3.可编程控制器的特点 4.PLC的组成、PLC控制系统与电器控制系统的区别 技能目标 重 点 教学重难点 难 点 总体方法 教学方法 具体方法 教具准备 课前准备 角色扮演法、讲述法、小组学习法、示范教学法 多媒体、数控车床、工件和刀具、夹具等 了解YL-235A型光机电一体化实训考核装置 教学过程 教学 流程 教学内容 教师活动 学生活动 PLC的循环扫描工作方式 项目教学法 PLC的编程语言 电路的逻辑、PLC的基本概念 项目三 学习PLC基本知识 总课时 授课班级 授课类型 分课时 97
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每一个电路都有一定的逻辑，电动机控制线路就是把各种功能的电器元件按一定逻辑关系构成的、能够实现对老师运用PPT讲电动机状态切换及电动机之间的配合工作（加工机械的的加工要求）的控制系统。PLC是一种工业环境下的专用计算授 机，正因为电路存在一定的逻辑关系，采用计算机控制，是可行的，也是必然的。 本任务首先了解电路的逻辑、PLC的基本概念以及PLC的循环扫描工作方式 老师运用PPT讲授 任务 引入 任务 分析 知识点1 电路的逻辑 知识点2 并联逻辑关系 知识点3 PLC的基本概念 可编程控制器（Programmable Controller）简称PC或PLC。它是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通讯技术融为一体的新型工业控制装置。目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一。 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来老师运用PPT讲在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输授 出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 知识点 4、可编程控制器的特点 PLC是综合继电—接触器控制技术和计算机控制技术而开发的，是以微处理器为核心，集计算机技术、自动控制技术、通信技术于一体的控制装置，PLC具有其他控制器无法比拟的特点： 1)可靠性高、抗干扰能力强 可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。PLC的平均无故障时间可达几十万个小时 ，之所以有这么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施： ①硬件方面 I/O通道采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响；对供电电源及线路采用多种形式的滤波，从而消除或抑制了高频干扰；对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料进行屏蔽，以减少空间电磁干98
知识 点介 绍 回答老师的提问。 《电气控制与PLC技
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扰；对有些模块设置了联锁保护、自诊断电路等。 ②软件方面 PLC采用扫描工作方式，减少了由于外界环境干扰引起故障；在PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序，能对系统硬件电路等故障实现检测和判断；当由外界干扰引起故障时，能立即将当前重要信息加以封存，禁止任何不稳定的读写操作，一旦外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的工作。 知识点 5、PLC的组成 PLC的硬件组成如图3-4所示。主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。 知识点 6、PLC控制系统与电器控制系统的区别 PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多相似之处，也有许多不同。不同之处主要在以下几个方面： 1）从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。 2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合， 这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式。 知识点 7、PLC的循环扫描工作方式 PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，如图3-6所示。 （1）输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。 （2）程序执行阶段 在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺99
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