电气控制设计论文精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的电气控制设计论文主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：电气控制设计论文范文
二、设计的目的
11）掌握机械手动作流程。
2）掌握电气控制元件的选择与计算方法。
3）掌握PLC选择与应用。
三、设计要求
两条传送带分别由电动机驱动，机械手有液压缸驱动上下左右旋转两个方向运动，液压系统是1000W电机。设计要求
1）机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。
2）用常用的电气元件控制。
3）有工作状态指示及照明。
4）有必要的电气保护和联锁。
四、完成的任务
要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。
（2）毕业设计说明书（8000以上）
1）设计题目
2）控制原理说明设计方案论证
3）主要器件选择依据与计算
4）元件明细表
5）设计总结及改进意见
6）主要参考资料
五、 工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远
工厂电气控制设备 机械工业出版社 主编 许廖
机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实
可编程序控制器的应用技术 机械工业出版社 主编 王兆义
可编程序控制器的原理及程序设计 电子工业出版社 主编 崔亚军
前言
由于可编程序控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点，它在工业控制的各个领域发挥着越来越重要的作用。社会对可编程序控制器技术人员的需长也越来越迫切。
可编程控制器的机型较多，但其基本结构和工作原理相同，基本指令、控制功能和编程方法类似。本设计书以是用最广泛的德国西门子可编程控制器为核心，主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统以及可编程序控制器在逻辑控制系统的模拟量控制系统中的应用等知识。本设计书结合了大量的图形，使设计一目了然。并给出了程序调试，最后给出了主要的流程图、梯形图、详细注释及助记符语言等。
本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并由指导教师田林红老师的指导下完成。在此真诚的衷心的感谢田老师的指导帮助。
由于本人水平有限，错误和不妥之处再所难免，敬请各位老师及各位读者批评指正。
目 录
前言...................................................（）
摘要...................................................（1）
一、电器控制技术的发展状况.............................（3）
二、PLC的基本结构和工作原理...........................（3）
1、PLC的基本结构...................................（ ）
2、PLC的工作原理...................................（ ）
三、可编程控制器的特点及基本功能.......................（）
1、PLC的特点.......................................
2、PLC的基本功能...................................
四、PLC的应用领域和发展趋势...........................（3）
五、PLC应用中应注意的若干问题.........................（4）
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件控制系统的基本机构................（5）
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程..............（6）
3、操作面板布置....................................（6）
4、控制系统构成....................................（6）
七、梯形图设计.........................................（6）
1、梯形图的整体设计................................（6）
2、各部分梯形图的设计..............................（8）
3、机械手的PLC控制梯形图..........................（8）
4、程序语言............................... ........（8）
八、总结... ...........................................（26）
）
附录...............................................
摘 要
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键字：
可编程控制器PLC；
机械手；
脉冲；
步进电机驱动器；
步进电机；
直流电机；
传感器；
限位开关；
电磁阀。
一、电气控制技术的发展状况
在现代工业中,为了实现各种生产工艺过程的要求,驱动生产机械的工作机构运动的电器机械装置称为电力动。在电力拖动中，电动机是生产机械的原动力。必须根据生产工艺的要求，通过各种控制电器，自动实现其启动、制动、反转及调速等控制，从而产生了电气自动控制技术。
20世纪20—30年代，人们采用继电器及接触器等元件控制电动机的运行，这种制动系统称为继电器—接触器控制系统。这类系统结构简单、价格低廉、维护方便，因此被广泛应用于各类机床和机械设备中。采用这种系统不但可以方便地实现生产过程自动化，而且还可以实现集中控制。目前，我国的大部分机床和其他机械设备仍旧采用继电器—接触器控制系统。由于该系统是固定接线形式，故在改变生产工艺时需要重新布线，控制的灵活性较差。另外，该系统采用有触点元件控制，动作频率低，触点易损坏，系统的可靠性差。
20世纪40年代，世界上出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，它利用输出量与给定量的偏差进行自动控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管—晶闸管控制，到了70年展成为集成电路—晶闸管控制。由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调速性能大为改善，而且减少了机电设备和占地面积，耗电少、效率高，已完全取代了交磁放大机—电动机系统。
在实际生产中，由于大量存在一些由开关量控制的简单程序控制过程,而实际生产工艺和流程又是经常变化的,因此需要一种能灵活改变程序的次新型控制器.于是,在20世纪60年代出现了一种能够根据生产需要方便的改变控制程序,而又比电子计算机结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制.它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器—接触器控制线路功能的装置,能满足程序经常改变的控制要求,使控制系统具有较大的灵活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,装置体积大,功能也受到一定的限制.随着大规模集成电路和微处理技术的发展和应用,上述控制技术也发生了根本变化,在20世纪70年代出现了以微处理器为核心的、用软件手段来实现各种控制控制功能的新型工业控制器—可编程序控制器(PLC).它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,而且还照顾到了现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机程序语言的表达形式,独具风格地形成了一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观,方便易学,更容易调试和查错.它已经取代了继电器—接触器控制系统,被广泛应用于大规模的生产过程控制中,具有通用性强、程序可变、编程容易、可靠性高、使用维护方便等优点,故目前世界各国已将它作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制中.
电气控制技术是随着科学的不断发展、生产工艺的不断提高儿讯发展的。在控制方法上，它手动控制到自动控制；在控制功能上，它是从简单到复杂；在操纵上，它笨重到轻巧;在控制原理上,它从由单一的有触点接线的继电器—接触器控制系统,到以微处理器为中心的软件控制系统.随着新的控制理论和新型电器及电子元件的出现,电气控制技术还将不断得到发展.
二、 PLC的基本结构和工作原理
1、 PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。
1）.整体式结构的PLC
整体式结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等组装在一起组成。
2）.模块式结构的PLC
模块式结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。
3）.PLC各组成部分介绍
（1）、中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，相当于PLC的“大脑”。它通过系统总线与用户存储器、输入/输出、通信端口等单元相连。通过制造厂家预制在系统存储器内部的系统程序完成各项任务。其主要功能是由编程器写入控制程序和数据到存储器、检验用户程序、从存储器上读取和执行程序，还可以进行PLC内部故障的诊断等。
（2）、存储器
根据存储器存储内容的不同，我们把存储器分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。
系统程序存储器：用来存放系统软件的存储器。系统程序相当于计算机操作系统。是PLC厂家根据选用的CPU的指令来编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。
用户程序存储器：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。
数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的存储器。因为运行中数据不断变化，所以这种存储器必须可读写。
（3）、输入/输出（I/O）单元
输入/输出（I/O）单元是PLC与此同时外部设备连接的纽带。输入单元接收现场设备向PLC提供的开头量信号，经过处理后，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信号经处理后来控制 外部设备的。
（4）、电源部分 （5）、通信端口
PLC的CPU模块上至少有一个通信端口。通过这个通信端口PLC可以直接和编程器或上位机相连。
（6）编程器
几乎每个PLC厂家都有自己的编程器。用户通过编程器来编写控制程序，并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以在线检测程序的运行情况。在出现故障时，通过编程器可以很方便的找出错误。
（7）特殊功能单元
主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展，特殊功能单元的应用也越来越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样，但是工作方式不太一样。继电器控制是并行方式，即如果输出或电，该线圈的触点立即动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只是该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序、输出3个阶段才能完成控制过程。
PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC）、执行程序阶段和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。
1)、输入阶段
在这个阶段中，PLC读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。
2)、执行程序阶段
在这个阶段中，PLC按照由上到下的次序逐步执行指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储单元。这一阶段执行完后，进入输出阶段。在这个程序执行中，输入信号的状态和数据保持不变。
、输出阶段
在这个阶段中，PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部设备传送输出信号，开始控制外部设备。
三、 PLC的特点及基本功能
1、PLC的特点
1）、编程简单，易于掌握，PLC的设计者充分考虑到现场技术人员的技能和习惯，经常采用的是梯形图方式的编程语言，它与继电器控制原理图相似，具有直观，清晰、修改方便，易掌握等优点，即便未掌握专门计算机的人也能很快熟悉，因而受到了广大现场技术人员的欢迎。
2）、可靠性高，抗干扰能力 PLC是专为工业控制而设计的，由于采了一系列的措施，使之在恶劣的工业环境下仍能保证很高的可靠性，一般平均无故障时间可达到4-5万小时，远远超过以往电器控制系统和计算机控制系统。
3）、通用性能好，PLC品种多，档次高，同一以PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次，不同机型的功能也能方便地相互转换。
4）、功能强，PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术，在
硬件和软件两方面不断发展，使菘具备很强的信息处理能力，可进行逻辑、定时，计数和步进等控制，能完成A/D与D/A
5）、开发周期短 PLC在许多方面是以软件编程来取代硬件接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，且编程简单，程序设计和高度修改也很方便安全，因此，大大缩短了PLC控制系统的开发周期。
6）、体积小，使用方便，由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑，功耗低，是机电技术的理想控制器，PLC编程简单，自诊断能力强，能判断和显示自身故障，使操作人员检查判断故障方便迅速，而且接线少，维修时只需更换插入式模块，维护方便，修改程序和监视运行状态也容易。
2、PLC的基本功能
1）、逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能，它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，能工巧匠够描述继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2）、定时控制 PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，使用灵活，操作方便。
3）、计数控制 PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干个计数器并设置了计数指令，计数值可由用户在编程时设定，并可在运行中被读出与修改，使用与操作都很灵活方便。
4）、步进控制 PLC能完成步进控制功能。步进控制是指在完成一道工序以后，再进行下一步工序，也就是顺序控制。PLC为用户提供了若干个移位寄存器，或者直接有步进指令，可用于步进控制，编程与使用很方便。
5）、A/D、D/A转换 有些PLC还具有“模数”转换（A/D）和“数模”（D/A），功能，能完成对模拟量的控制与调节。
6）、数据处理 有的PLC还具有数据处理能力，并具有并行运算指令，如两个数据并行传送、比较和逻辑运算，进行数据检索、比较、数制转换等操作。
7）、通信与联网 有些PLC采用了通信技术，可以进行远程I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，计算机作为上机可对其命令并返回执行结果，这种采用一台计算机，多台PLC组成的颁式控制网络可完成圈套规模的复杂控制。
8）、监控控制 PLC具有较强的监控功能。在控制系统中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态，可以调整定时或计数设定值，因而高度、使用和维护都很方便。
四、PLC的应用领域和发展趋势
目前，PLC在国内已得到了广泛的应用。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、记数等功能进行逻辑控制，可以取代传统的继电器控制系统，广泛用于机床、印刷机、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。
较高档次的PLC具有位置控制模块，特别适用于机床控制。大、中型PLC具有多路模拟量输入输出和PID控制，可构成模拟量输入输出的闭环控制系统，用于过程控制。
随着计算机控制技术的发展，国外近几年兴起自动化网络系统，PLC与PLC之间，PLC与上位机之间连成网络，通过光缆传递信息，构成大型的多级分布式控制系统（集散控制系统）。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约200多家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业控制领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展，PLC也得到了迅速的发展，其技术和产品日趋完善。
& nbsp;PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。
1、高速度、高I/O容量、功能强大
随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；在规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的啬，使PLC能够实现的功能越来越多。
2、强大的PLC联网能力
随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化 ，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不公能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。
3、编程软件多样化
PLC的梯形力语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好的实现控制要求，倡在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、图形语言、汇编语言兼容。这样不公可以通过梯形图语言、助记符语言和功能 模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。
五、 PLC应用中应注意的若干问题
本节主要介绍PLC在应用过程中经常遇到的一些对PLC的某些输入信号的处理问题。
1、PLC输入信号抖动的消除
在实际应用中，有些开关输入信号在接通过程中，由于外界干扰会出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成误动作，没什么影响。但在PLC应用系统中，PLC是不断扫描工作，扫描周期一般比继电器动作时间短得多，抖动信号很可能被PLC检测到，造成错误的结果。所以，必须对这些“抖动”进行处理，已保证系统正常工作。
2、两线式传感器输入的处理
如果PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关、光电开关等）时它们的漏电电流较大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联输入电阻R，
旁路电阻R的阻值由下式确定：
I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL
式子中，I为传感器的漏电流；Un、In分别是PLC的额定输入电压和额定电流；Um是PLC输入电压低电平的上限值。
3、 由晶体管提供输入信号的处理
如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10千欧姆，导通电阻应小于800欧姆。
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件的基本机构
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产效率。
如图 [1] 所示，是一台工件传送机械手的动作示意图。
其作用是将工件从A位置传送到B位置。其上升、下降和左移、右移动作由双线圈的两位式电磁阀驱动气缸来控制完成，一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动直到相对的线圈通电为止。另外夹紧、放松的动作由只有一个线圈的两位式电磁阀驱动的气缸控制完成，线圈通电，夹住工件，线圈断电，放松工件（若担心停电时的工件跌落，可选用通电时松开、断电时夹紧的夹具）。
图 [1]
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程
机械手的全部动作由气官缸驱动，而气缸又有相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须右工作台无工件时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关进行无工件检测。
机械手的动作过程如图 [2] 所示。
图 [2]
从原点开始，按下起动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通加紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止，同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。经过八步动作完成了一个周期的动作。
3、操作面板布置
如图 [3] 是可编程控制器控制盘面板布置图
; 图 [3]
机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。
手动操作：就是用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。当选择左/右运动时，按下启动按钮，机械手右移。当选择夹紧/放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。
自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。
步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止（如果在操作过程中按下停止按钮，机械手停在该工序上，再按下启动按钮，则又从该工序继续工作，最后停在原位）。
连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续地不断地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。
4、控制系统构成
（1）控制系统图
机械手移动工件控制系统图如图 [4] 所示
图 [4]
（2）输入/输出端子地址分配
该机械手控制系统所采用的可编程控制器是由德国西门子公司生产的S7－200CPU214。如图 [5] 是可编程控制器输入输出端子地址分配图。
图 [5]
该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。
七、梯形图设计
机械手的控制属于顺序控制，采用步进指令，根据说明机器工作状态转换的图形，进行程序设计。
1.梯形图的整体设计
根据机械手的工作方式情况，在选择“单步操作”时，应执行“单步操作”程序；在选择“自动”方式时，应执行“自动程序”，故梯形图的总体构成应如图 [6] 所示。其中，自动程序要在启动按钮按下时才执行。
图 [6]
2.各部分梯形图的设计
1）通用部分梯形图设计
（1）状态器的初始化：
初始状态器S600在手动方式下被置位、复位。当方式选择开关处于“返回原位”（X501接通）时，按下返回原位按钮（X505）时被置位；在“单步操作”（X500接通）时，S600复位。处于中间工步的状态器用手动动作复位操作，即在方式选择开关位于“单步操作”或“返回原位”时，中间状态器同步复位，故初始化梯形图如图 [7] 所示（如果状态器要在供电时从断电前条件开始继续工作，则不需要M71）。
图 [7]
（2）状态器转换启动：
若机械手工作在自动工作方式下，当初始状态器S600被置位后，按下起动按钮，辅助继电器M575工作，状态器的状态可以一步步向下传递，即可以进行转换。在执行“连续操作”程序时，转换启动继电器M575一直保持到停机按钮按下为止。另一方面，采用M100检查机器是否处于原位。当M575和M100都接通时，从初始状态器开始进行转换，其梯形图如图 [8] 所示。
图 [8]
（3）状态器转换禁止梯形图：
激活特殊辅助继电器M574，并用步进指令控制状态器转换时，状态器的自动转换就被禁止。
在“单周期”工作期间，按下停止按钮时，M574应被激励并自保持，操作停止在现行工步。当按下启动按钮时，从现行工序重新开始工作，M574应复位，即重新允许转换。
图 [9]
在“步进”工作方式时，M574应始终工作，此时，禁止任何状态转换。但每按下一次启动按钮时，M574断开一次，允许状态器转换一步。
在“手动”工作方式（单一操作，返回原位）情况下，禁止进行状态转换。在手动方式解除之后，按下启动按钮，则状态转换禁止解除，M574复位。
PLC在启动时，用初始化脉冲M71使M 574自保持，以此禁止状态转换。直到按下启动按钮。状态器转换禁止体形图如图 [9] 所示。
通过对图 [8]、图 [9] 分析可得出：在执行“单步操作”和“返回原位”程序时，M575一直不能被接通，而M574长期被接通（按下启动按钮时除外）；执行“步进”程序时，每按一次启动按钮，M574断开一次，M575接通一次，状态器转换一次；在执行“单周期操作”程序时，按下启动按钮，M574断开，M575接通，状态器的状态可一步一步向下转换，直至按下停止按钮时，M574自锁，状态器的状态转换被禁止，操作停止现行工序（再次按下启动按钮时从现行工序开始工作）；在执行“连续操作：程序时，M575一直接通到按下停止按钮，此时M574一直不能接通。
2）单步操作梯形图 ：
图 [10]
3）返回原位梯形图 ：
在“返回原位”状态下，“夹紧”与“下降”动作应被停止，上限位未动作时应进行“上升”；上限位动作时，“右行”动作应停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形图如图 [11] 所示。
图 [11]
4）“自动”状态流程图 ：
如图 [12] 所示
图 [12]
图 [12] 表示了机械手自动工作时执行各工步的情况。表明了各工步的实现以及各工步的转换条件。在第一次下降工步中，下降电磁阀Y430接通。自下限位置时，X401接通，转化为“夹持”过程。在夹持工步中，夹持电磁阀Y731置位，同时驱动T450。T450接通后，转化为第一次上升。此后执行类似的操作，完成由初始条件到下一个初始条件的一系列操作。在夹持输出Y431置位后，保持夹持，直到夹持输出复位松开。如上所述一步一步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。这种控制过程用继电器符号程序很难实现程序设计。
用状态器替代自动工作流程图中的各个工步，可得到图 [13] 所示的功能表图。初始状态在图中用双线框表示。
图 [13]
根据图 [13] 的功能表图，可设计出自动操作时的梯形图，
如图 [14]所示。
图 [14]
3.绘制机械手PLC控制梯形图 &n bsp; 图 [15-1]
该机械手在自动工作时，应先将其工作方式选择开关放在“返回原位”，并按下返回原位按钮，对状态器进行置位，然后再将工作方式选择开关放至自动工作方式下。若自动工作状态解除，则应将工作方式选择开关放至“单步操作”位置 。
4、程序语言：
0 LD X501 30 AND X503
1 AND X505 31 OR X502
2 S S600 32 OR X500
3 LD X500 33 OR X501
4 R S600 34 OR M71
5 LD X500 35 OR M574
6 OR X501 36 ANI M101
7 OR &nbs 陈立定、吴玉香、苏开才 编
7.《电器及PLC控制技术》 机械工业出版社 主编 黄净
8.《机床电器与PLC 》 西安电子科技大学出版社 主编 李伟
9.《PLC应用开发技术与工程实践》 人民邮电出版社 求是科技
10.《PLC实验实训指导书》 河南工业职业技术学院 主编 路剑
11.《可编程控制器的原理与应用》 北京希望电子出版社 主编 史增芳
附录：
表1 数字量输入地址定义
地 址 符 号 定 义 备 注
I0.0 启动按钮
I0.1 下限位 下限位开关
I0.2 上限位 上限位开关
I0.3 右限位 右限位开关
I0.4 左限位 左限位开关
I0.5 无工件检测 无工件检测开关
I0.6 停止按钮
I0.7 单操作 单步方式开关
I1.0 步进操作 步进方式开关
I1.1 单周期操作 单周期方式开关 I1.3 左与右
I1.4 上与下
I1.5 夹与松
表2 数字量输出地址定义
地址 符 号 定 义 备 注
Q0.0 下降电磁阀 下降电磁阀线圈
Q0.2 夹紧电磁阀 松开/夹紧线圈
Q0.1 上升电磁阀 上升电磁阀线圈
Q0.3 右行电磁阀 右行电磁阀线圈
第2篇：电气控制设计论文范文
【关键词】中职 电气控制线路安装与检修 教学资源库
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2014）08B-0058-03
电气控制线路安装与检修课是电气工程及自动化类专业一门重要的专业课，与生产实际联系紧密，实践性强，知识覆盖面较宽，与信息化技术关系密切。利用信息技术建立起来的电气控制线路安装与检修教学资源库，就好比一间理实一体化实训室和资料室的结合体，它配备了各种设备和元器件，以及可随时查阅的资料。它除了连接外网，还连接本校的教学资源库。利用其齐全的信息化功能，教师可以开展丰富多彩的教学活动，学生可以查询到各种数据。在此介绍我们在这方面的研究结果，供同行参考。
一、建设中职电气控制线路安装与检修教学资源库的目的
电气控制线路安装与检修课是由学科体系下的电气控制技术课发展而来的，与原来的教学模式不同，现在的电气控制线路安装与检修课依托信息化教学手段，采用行动导向教学法组织教学。过去一段时间里，学校的许多老师尝试用“行动导向教学法”进行教学设计，在课前准备课件的时候，他们需要找许多动画、视频、图片等，工作量很大、很辛苦。尽管如此，经过辛苦劳动做成的课件，教学效果也不是很理想。再者，对学生来说，教师布置学习任务以后，学生主要依靠课本和教师提供的课件来收集信息，范围比较狭窄。如果想上网查找有关资料，又不易找到合适的，因为网上的资源虽然很多，但太散，很难归整。如果能建成电气控制线路安装与检修教学资源库，把现有的教学资源整理、排序存放到库里，教师之间就能共享教学资源，同时，教师只要告诉学生查询的路径，学生就可以自主查询，寻找到所需。这样不仅可以减少教师的工作量，还能方便学生学习使用。还有，课堂上，教师交代学习任务以后，学生根据自己对任务的理解情况，针对自己的薄弱环节，通过查询电气控制线路安装与检修教学资源库，自主探究、寻求、交流问题的答案或解决办法，学习效率必将得到大幅度提高。
为了能满足教师和学生的需要，真正成为教师和学生的工具，电气控制线路安装与检修教学资源库需要具备一定的的灵活性和可重组性，应该按积件来做，实现为教学和学习服务的目的，更便捷地服务教学与学习。
二、电气控制线路安装与检修教学资源库的制作原则与办法
对教学资源库，目前国家还没有统一的标准和技术规范，电气控制线路安装与检修教学资源库所做的是小范围的积件库。为了方便教师在自己的教学中用PowePoint和Authorware去组合运用资源库里的素材，真正做到以不变（积件）应万变（教学实际）。积件素材不与教学思想、教学方法、学习理论发生联系，并以此作为制作原则。本资源库主要利用文本类应用软件（如Word）、图形加工类软件（如Photoshop、Animator、3DS）、声音加工类软件（Wave Studio、Cakewalk）和一些实用工具软件。这些软件无需程序设计就可方便地组合积件库中的各种积件来为自己所用，因此要求这种多媒体资源应具备易学易用等基本特点。
电气控制线路安装与检修积件库的开发在学校内实现，由熟悉计算机应用软件的于正宁老师和机电技术应用专业的李静老师一起合作进行编制。两位教师首先收集了过去使用的教学课件，把课件中适用于某一具体的教学情境的部分（一张图片、一段视频或动画）经过适当的加工后，纳入教学资源库，比如电梯的上行、下行视频，可用于解释电动机正反转控制电路的作用。其次根据目前行动导向教学设计的需要，拍摄了大量的视频、图片，比如机床主轴箱的移动，可用于解释电动机点动控制电路的作用。第三针对部分难以解释的现象和抽象的原理，补充动画，比如将电动机控制电路的电路图和接线图联系起来的“电路图与接线图的联系”动画。第四将现有纸张载体的资源（图、文）进行数字化处理（扫描、重新录入）后纳入，比如教师发表的相关论文及本课程相关的一些国家标准（GB4728-85《电气图常用图形符号》）。
三、电气控制线路安装与检修教学资源库的组成形式
电气控制线路安装与检修教学资源库以网站的形式呈现，分为三大区域：一基本信息区域，包含网站首页、课程介绍、教师队伍、技能认证、实训天地和相关论文。二课程教学区域，包含了必知必会、能力提升、电路应用视频和在线测试。三网络服务区域，包含在线辅导、网络资源和推荐网站。
因篇幅的关系，在此以“必知必会”“能力提升”和“在线测试”三个频道为例，略作说明如下。“必知必会”频道，内设实验“实习需知”“电工岗位相关”“认识6S管理”“电工岗位对身体的要求”“上课前的准备”“电工安全操作规程”“实训室电气灭火处理方法”“课程相关的工作岗位”内容。“能力提升”频道包括“低压元器件”“组合开关”“行程开关”“熔断器”“按钮”“交流接触器”“热继电器”“时间继电器”“电路安装与检修”。“在线测试”频道包括“安全试题”“电路检查试题”“元件安装”“布线工艺选择题”。各频道由若干功能项组成，攮括了电气控制线路安装与检修教学资源所需的内容。整个网站如下表所示。
库里积件素材中所选取的内容，都不进行太多的加工，基本保持它的基元性。师生在教学过程中，可根据实际需要把素材进行组合，体现了可积性。积件素材是以知识点为分类线索，无论教材课程体系如何变化，教材版本如何变化，积件素材都可被师生应用于当前的教学活动中。
四、电气控制线路安装与检修教学资源库的使用
电气控制线路安装与检修教学资源库建成以后，已经试用了几个月，主要用于一些课程的信息化教学。下面简单分述。
（一）信息化教学简述
信息化教学，是在信息化环境下对传统教学的继承，是将各类教学模式的结构成分与信息技术进行融合的一种教学形式，以信息技术的支持为显著特征。信息化教学设计的基本原则可以归纳为以下几点：（1）以学生为中心，注重学习者学习能力的培养，教师是学习的促进者，引导、监控和评价学生的学习情况。（2）充分利用各种信息资源来支持学习。（3）以“任务驱动”和“问题解决”为学习和研究活动的主线，在相关的有具体意义的情境中确定和教授学习策略与技能。（4）强调“协作学习”，这种协作不仅是指学生之间、师生之间的协作，也包括教师之间的协作，如实施跨学科和跨年级的基于资源的学习等。（5）强调针对学习过程和学习资源的评价。
（二）电气控制线路安装与检修教学资源库的具体使用说明
电气控制线路安装与检修教学资源库建成后，为这门课程的信息化教学创造了有利条件。在信息化教学设计中，教师不再扮演“讲”的角色，而是担任引导和指导的角色。通过帮助学生获得、解释、组织和转换大量的信息来促进学习，完成学习任务。比如在“电动机连续运行控制电路的安装与检修”教学任务中，教师由机床钻头对零件的加工视频引入，布置学生“用电动机拖动钻头”的学习任务，学生依托电气控制线路安装与检修教学资源库，经过“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”等环节，开展自主学习。在这种模式中，学生承担着自我学习的责任，通过协同作业、自主探索的方式进行主动的知识建构。因此，这种学习模式同时解决了班级授课制之中的分层次教学问题、个性化教学问题。允许一部分同学先行一步，使得对学生实施因材施学成为可能。网站还特设“在线测试”，每完成一次学习任务，学生都可以通过“在线测试”来检测自己的学习情况，检查自己的掌握情况。
本教学资源库的素材都是以基本元为单位，以单元件及其组件为主，可以根据需要进行重组。例如，一段“用万用表检查交流接触器”的视频，仪表老师可用来讲解万用表的作用，机床检修老师可用来解释元器件的检查方法，电气控制线路安装与检修的老师可以用来检修线路。学生可利用电气控制线路安装与检修教学资源库，开发更多的具有创意的学习和实验项目，充分发挥他们的聪明才智。目前，这个网站不仅有电气控制线路安装与检修课程的教师使用，而且其他专业的教师也纷纷点击使用，如，电工上岗证培训、维修电工中级工等级证、PLC控制技术及电机与变压器等课程的老师也都使用了这个资源库。老师们用了以后都评价说，电气控制线路安装与检修教学网站上的资源很实用，为教学活动提供了极大的便利。
五、电气控制线路安装与检修教学资源库的改进
电气控制线路安装与检修教学资源库虽然得到了肯定，但是还有许多需要不断改进的地方。目前其存在的不足之处主要表现在两点，一是资源库的结构不够完善，微教学单元库及教与学策略库等还没有建立起来，需要补充完善；二是教学资源还不够丰富，原因有二，一是我们老师现有的许多资源还没有来得及放上去，二是由于网站是静态的，添加素材不够方便，应改为动态形式。
现代职业人需要终生学习，信息时代的到来让这个终生学习有了更方便的渠道，中职电气控制线路安装与检修教学资源库的建成和使用不但对在校学生的学习和教师的教学起到积极的推进作用，而且还可以为学生以后的继续教育提供可靠的学习资源，值得不断探究。
【参考文献】
[1]黄艳芳.职业教育课程与教学论[M].北京师范大学出版社，2010
[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社 ，2009
[3]刘占山，维吉尼亚.贝蒂（澳大利亚）.需求导向的职业教育探索与实践[M].高等教育出版社
第3篇：电气控制设计论文范文
【关键词】电动机的选择 低压电器 继电器 熔断器 保护环节
在生产中，机械设备的使用效能与其电气自动化的程度有着密切的关系，尤其是机电一体化已成为现代机械工业发展的总趋势，所以要搞好机电工作，就应当掌握生产设备电气控制线路的设计。本论文将主要分析继电器-接触器电气控制线路的设计方法和控制电器的选择原则。
本节以C6132卧式车床电气控制电路为例，简要介绍该电路的经验设计方法与步骤。已知该机床技术条件为：床身最大工件回转直径为160mm，工件最大长度为500mm。
具体设计步骤如下：
（1）车床主运动由电动机M1拖动。液压泵由电动机M2拖动。
（2）冷却泵由电动机M3拖动。
（3）主拖动电动机：P=2.17kW，所以可选择主电动机M1为J02-22-4型，2.2kW，380V、为4.9A、1450r/min。泵、冷却泵电动机M2、M3可按机床要求均选择为JCB-22，380V、为0.125kW，0.43A，2700r/min。
1 主回路
三相电源通过组合开关QS1引入，供给主运动电动机M1、液压泵、冷却泵电动机M2、M3及控制回路。熔断器FU1作为电动机M1的保护元件，FR1为电动机M1的过载保护热继电器。FU2作为电动机M2、M3及控制回路的保护元件，FR2、FR3分别为电动机M2、M3的过载保护热继电器。冷却泵电机由组合开关QS2手动控制，以便根据需要供给切削液。电动机M1的正反转由接触器KM1和KM2控制，液压泵电机由KM3控制。由此组成的主回路见图5.1的左半部分。
2 控制电路
从车床的拖动方案可知，控制回路应有三个基本控制环节，即主轴拖动电动机M1的正反转控制环节；液压泵电动机M2的单方向控制环节；连锁环节用来避免元件误动作造成电源短路和保证主轴箱良好。用经验设计法确定出控制回路电路，见图5.1右半部分。
用微动开关与机械手柄组成的控制开关SA1有三档位置。当SA1在0位时，SA1-1闭合，中间继电器KA得电自锁。主轴电动机起动前，应先按下SB1，使泵电动机接触器KM3得电，M2起动，为主运动电动机起动做准备。
主轴正转时，控制开关放在正转档，使SA1-2闭合，主轴电动机M1正转起动。主轴反转时，控制开关放在反转档，使SA1-3闭合，主轴电动机反向起动。由于SA1-2、SA1-3不能同时闭合，故形成电气互锁。中间继电器KA的主要作用是失压保护，当电压过低或断电时，KA释放；重新供电时，需将控制开关放在0位使KA得电自锁，才能起动主轴电动机。
用微动开关与机械手柄组成的控制开关SA1有三档位置。当SA1在O位时，SA1-1闭和，中间继电器KA得电自锁。主轴电动机启动前，应先按下SB1，使泵电动机接触器KM3得电，M2启动，为主运动电机启动做准备。
主轴正转时，控制开关放在正转挡，使SA1-2闭合，主轴电动机正转起动。主轴反转时，控制开关放在反转档，使SA1-3闭合，主轴电动机反向起动。由于SA1-2、SA1-3不能同时闭合，故形成电气互锁。中间继电器KA的主要作用是失压保护，当电压过低或断电时，KA释放；重新供电时，需将控制开关放在0位使KA得电自锁，才能起动主轴电动机。
局部照明用变压器TC降至36V供电，以保护操作安全。
参考文献
[1]方承远主编.工厂电气控制技术[M].北京：机械工业出版社，1992.
[2]余雷声主编.工厂电气控制设备[M].北京：机械工业出版社，2000.
[3]刘金琪主编.机床电气自动控制[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.
[4]许继电气公司.RMS-8011继电保护信息系统子站说明书[Z].2003.
[5]张劲等.220KV继电保护故障信息处理系统的设计[J].电力系统自动化，2003.
[6]王炳勋主编.电工实习教程[M].北京：机械工业出版社，1999.
第4篇：电气控制设计论文范文
关键词：PLC，起重机，控制系统，HMI，智能化
1.引言
桥式起重机是生产企业广泛应用的生产工具之一，传统的电气控制系统接线复杂，故障率高，难以维护。本文结合生产实际的，介绍一种采用SIMENS S7-200型PLC控制的起重机电控系统，其控制线路简单，安全可靠，智能化程度较高，能够有效地提高生产效率。
2 总体设计方案
一个完整的基于PLC控制的桥式起重机电气系统，主要由六大模块组成[1]，分别为：1）配电保护模块2）主起升机构模块3）副起升机构模块4）大车运行机构模块5）小车运行机构模块6）PLC 控制模块。通过联动台上的主令控制器、按钮等手动控制装置，把信号传递给PLC的输入模块，CPU内的程序对这些信号进行处理，再由输出模块输出控制信号控制中间继电器、指示灯、报警器、显示装置等。中间继电器带动大的接触器，进一步控制起重机各机构电机的启动、停止及运行。免费论文。各种保护信号如限位开关、过流继电器、门开关、超载限制器等也将信号反馈到PLC的输入模块，起到安全保护的作用。免费论文。系统总图见图1。
2.1 控制系统安全保护
（1）安全门开关联锁保护：在门开关没关的情况下，总接触器不能吸合，在总接触器吸合的情况下，打开门开关，总接触器断开。
（2）超载保护：当起重量达到额定起重量的95%时，开始报警，达到额定起重量的105%，报警并输出停止信号，此时，起升机构只能下降，不能上升。
（3）断相、相序保护：通过断相相序保护器来实现。
（4）各机构限位保护：包括主副起升、下降限位；大车左行、右行限位；小车前行、后行限位，到达限位时，切断对应方向电源，此时，该机构只能向相反方面运行。
（5）设置急停开关，在出现紧急事故的情况下，切断总电源。急停开关一般为红色蘑菇头非自复位型。
（6）设置零位保护，各机构控制器只有在零位的情况下，总接触器才能吸合，防止在停电后，主令没回零的情况，各机构自行运行，带来危险。
（7）设置热继电器，当电机通过的电流超过
电动机的额定电流，电机温度过热时，其相应的热继电器工作，断开主回路，起到保护电机的作用。
（8）设置电铃或报警装置，在出现故障时，可进行报警。在起重机动作之前应该报警，必须在响铃后方可操作大车运行机构。
2.2输入输出信号设计
通过用户对桥机控制档位及安全的要求，需要以下控制信号：
主副钩起升、下降信号、2档、3档、4档，小车和大车的前、后、左、右方向信号及2档、3档、4档；主副起升限位、大小车限位；热继电器信号、超载信号、变频器故障信号；安全门开关，启动、停止、急停、照明、电铃、变频器复位信号；初步确定所有的手动输入信号和反馈信号总共48个，对应的输出有31个。
3 PLC的内部逻辑运算原理与梯形图的绘制
3.1 PLC的扫描执行原理
可编程控制器与计算机一样，通过执行用户程序来实现控制任务。
PLC采用扫描工作方式，通过“采集输入量、执行程序、输出控制量”的循环扫描方式实现程序的运行[2]，如图2所示。扫描就是从第1条指令开始，在无间断或跳转指令的情况之下，按照程序存储的地址号按顺序逐条执行指令，直到最后一条指令，然后再从头开始扫描，如此循环。
3.2 梯形图的绘制
PLC内部梯形图主要包括4大部分：安全保护部分、功能控制部分、故障输出部分和各控制机构。设计过程中，充分考虑到控制系统的安全问题，多处均设置逻辑互锁，并且在保证正确的前提下，尽量让梯形图简单明了，便于分析与修改。
4系统硬件选型与设计
4.1 PLC的选型
根据初步确定的I/O信号进行选择，包括输入输出信号的数量、性质、参数和特性要求，PLC选用SIMENSS7-200CN系列。CPU为 226CN，此CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点；26K字节程序和数据存空间；6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；有2个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；具有极高的可靠性，极丰富的指令集,具有众多功能指令,可以实现数据传送、比较、四则运算等操作。其中，功能指令CMP可以进行数据比较，MOV指令可以进行数据传送，SEGL指令可将数据寄存器存储的故障参数在数码管显示出来，SRMR指令可产生闪烁控制信号，用以输出声光报警信号。它的CPU模块、扩展模块的高度和深度相同，宽度不同。它们之间用扁平通讯线连接，紧密拼装后组成1个长方体，适合在机电一体化中使用。内置的24V DC电源，可做输入回路的电源和传感器的电源。扩展模块采用2个16入16出扩展模块。PLC外部接线图如图3所示。
4.2故障显示的选型与安装
在配置比较高的桥机中，可以设置1个随时监视系统工作情况的装置，以便操作人员能及时地了解起重机机的运行状态（各机构的限位情况及主要部件的工作状态），发现系统存在的安全隐患，并能及时地做出正确处置[3]。免费论文。在本设计中，选用的装置为TP170A文本显示器。
TP170A人机界面，是1种先进的触摸式人机界面，可以与各类PLC（或带通讯口的智能控制器）配合使用，以文本或图形的形式监控、修改PLC内部寄存器或继电器的数值及状态，从而使操作人员能够自如的控制起重机。通过编辑软件WinCC flexible在计算机上操作画面，自由输入汉字以及PLC地址，使用串口通讯下载画面。可以有1000个故障消息，每个消息长度为70个字符；250个过程画面，每个画面的变量/域有20/20，图形的对象可以是位图，图标，背景图画，并且还有柱形统计表；用户专用权限多达32个；接口有三个可供自由先择：RS232、RS422、RS485；传送组态有串行、MPI、PROFIBUS DP[4]。
图3 PLC外部接线图
5 结论
在现有的用PLC控制替代传统继电器控制系统的设计上，改进和完善电气控制系统和安全保护电路，不仅使起重机控制线路简化，安全性能更好，而且PLC能检测各个不正常工作现象并送往文本显示器进行显示，便于故障的发现与排除，大大提高了工作效率，因而在现在的市场有很好的发展前景。
参考 文 献
[1] 张质文， 起重机设计手册，北京，中国铁道出版社 2001.
[2] 张万忠，可编程控制器入门与应用，北京：中国电力出版社 2005.
[3] 陈伯时，电力拖动自动控制系统，北京，机械工业出版社，1991.
[4] 西门子（中国）自动化驱动集团，深入浅出西门子S7-200 PLC，北京，北京航空航天大学出版社.
第5篇：电气控制设计论文范文
关键词：实训课程；分层次；模块化
作者简介：李自成（1970-），男，四川资阳人，成都理工大学工程技术学院自动化系，副教授。（四川?乐山?614000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0086-02
电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用，主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用，同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1，2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密，因而发展迅速，已经成为高新技术产业的重要组成部分，并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业，在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求，加强学生的动手能力和实践技能，突出工程能力和工程素质的培养，结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划，形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标，旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力，构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。
一、课程目标定位
课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的，相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上，应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，应用本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系，重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质，为了加强对学生实践能力的培养，使学生尽快掌握本专业领域的技能，因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程，通过实训，学生应该具备以下技能：
掌握电机和电力拖动技术，熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构，通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。
掌握电力电子与电气传动技术，熟悉各种电力电子器件的应用，能正确使用变频器，并能初步进行电机调速电路的设计和调试。
掌握电力系统自动化技术，通过实训熟悉继电保护基本原理，利用MATLAB进行潮流计算，并能进行初步的短路分析。
熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术，能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。
掌握电气系统或者控制程序的调试方法，能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷，并进行改进。
为了节约成本，加快开发过程，能够用仿真软件对电路进行仿真，熟练使用各种仿真软件，包括Protel DXP等。
能熟练使用各种检测工具，具备对低压电器的认知和感性认识，熟悉每种低压电气的正确用法，能进行初步的设计，选择出满足要求的电器。
二、课程体系的构成原则
实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系，以实训项目为主体和载体，以程序或者电路系统设计作为驱动，实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础，制订完善的实训计划体系，同时坚持了以下原则：
以就业实际需求为导向，以能力培养为核心，以学生适应就业岗位为目标，以岗位技能为重点，兼顾长远发展。
注重知识、技术、能力、素质的协调发展，使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力，使素质得到升华。
以实践能力和工程训练为重点，突出技术应用能力培养，强调在应用中创新，通过解决问题综合运用所学的知识。
课程体系体现了开放性、灵活性，及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。
课程体系与人才培养方案的课程体系衔接，分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。
三、分层次模块化实训教学体系的设立
电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4，5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先，电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生，电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行，如电力系统由各种电气设备组成，其良好的运行必然要依靠良好的设备。
针对专业范围，电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良，已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时，学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力，建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心，突出真实的工业应用环境，突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练，有利于高水平应用型人才的培养。
我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向：电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。
首先，工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容，使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识，加深对知识的理解和认识，从而巩固所学知识并体会知识的应用价值；培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题，提高分析问题与解决问题的能力；使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度，从而获得与本专业有关的实际生产知识，并扩大专业知识面；培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力，并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练，针对专业应用领域设置模块，包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统，诸多技能之间既相互关联又相互影响，其训练途径及实施办法亦多种多样，同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此，专业技能训练方案的制订，内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标，与专业培养方案一致，注重能力的提高和知识的应用，注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案，为专业培养方案的贯彻执行服务，以适应教育教学改革发展的需要，全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练，为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境，使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心，充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力，培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质，增强学生的工程实践能力，而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维，起着其他课程不能替代的作用。
整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。
通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域，具备电气基本操作技能，掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法，掌握控制理论及自动控制系统的组成，具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能，掌握常用电力电子器件的特性，并能根据要求设计出实用电路，掌握可编程控制器和变频器的使用方法，具有一定的电气控制系统开发能力，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。
四、结论
电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来，针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程，增加了综合创新训练课程，已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看，通过实训，学生的就业率得到提高，同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短，得到了用人单位的好评。
参考文献：
[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.
[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
[3]钱国英,徐立清,应雄.高等教育转型与应用型本科人才培养[M].杭州:浙江大学出版社,2007.
第6篇：电气控制设计论文范文
本篇文章介绍了自动镗床PLC控制系统设计方案，并且叙述了镗床运行的基本原理、PLC的基本原理、PLC的工程设计步骤。整个系统采用了一台PLC控制，整个控制系统设一个控制室。利用PLC控制镗床运行，实现了镗床启动、停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式，从而实现了铣床运行的自动化功能。PLC控制的特点使原机床控制大大的简单化,并且维修方便,易于检查。节省大量的继电器元件,使机床的工作效率更高。 关键词：可编程序控制器； 镗床； 电气控制系统；
ABSTRACT：This page has introduced the design plan of theautomatic boring machine PLC control system, and has narrated thebasic principles of the boring machine’s operation, the basicprinciples of PLC and the engineering design step of PLC. the whole system has adopted aPLC to control, the whole control system sets up a control room andutilize a PLC control boring machine to run. It realized thefunction of boring machine’s start , stop , trouble stop , stoppromptly. And it has two kinds of control methods the manuallycontrol and automatically control, thus realized the automaticfunction of the boring machine’s operation.
KEYWORDS: PLC；boring machine；control system
目录
【摘要】 1
目录 2
1.绪论 4
1.1 选题的目的和意义 4 1.3PLC的概述及构成 5
1.31PLC的定义 5 1.3.3 PLC的特点 6
1.3.4 PLC的基本组成 7
2 车镗专机的概况 8
2.1车镗专机概述 8
2.1.1车镗专机的功用及组成 8 2.2车镗专机的电气控制 10
2.2.1概述 10
2.2.2电气控制线路工作原理 10
3车镗专机电力拖动电动机的选择 14
3.1电动机选择的基本知识 14
3.2.1连续工作制电动机容量的选择 14
3.2.2长期变化负载下电动机容量的选择 15
3.3车镗专机用电动机容量的选择 15
3.3.1车镗专机主轴和油泵电动机容量的选择 15
3.3.2快速移动电动机容量的选择 16
4车镗专机电气控制用低压电器的选择 17
4.1低压电器的定义 17
4.2低压电器的选择 17
4.2.1低压断路器的选择 17
4.2.2交流接触器的选择 17
4.2.3熔断器的选择 18
4.2.4热继电器的选择 18
4.2.5行程开关与刀开关的选择 19
4.2.6组合开关与万能转换开关的选择 19
4.2.7主令控制电器的选择 19
4.2.8指示灯的选择 19
5车镗专机PLC控制系统的设计 20 5.2PLC控制系统设计步骤 20 5.2.2车镗专机PLC的I/O接线图 21
5.2.3其他硬件配置 22
5.2.4车镗专机梯形图的设计 22
5.2.5程序调试过程 24
5.2.6列写电器元件一览表 24
结束语 26
谢 辞 27
文 献 28
1.绪论
1.1 选题的目的和意义
由于现代加工技术的益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小。 现代化生产的水平、产品的质量和经济效益等各项指标，在很大程度上取决于生产设备的先进性和电气自动化程度。机电一体化技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的。在控制方法上主要是从手动到自动；在控制功能上，是从简单到复杂；在操作上，是由笨重到轻巧。随着新的控制理论和新型电器及电子器件的出现，又为电气控制技术的发展开拓了新的途径。 传统的机床电气控制是继电器接触式控制系统，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，实现对机床的启动、停车、有极调速等控制。继电器接触式控制系统的优点是结构简单、维护方便、抗干扰强、价格低，因此广泛应用于各类机床和机械设备。目前，在我国继电器接触式控制仍然是机床和其他机械设备最基本的电气控制形式之一。 在实际生产中，由于大量存在用开关量控制的简单的程序控制过程，而实际生产工艺和流程又是经常变化的，因而传统的继电器接触式控制系统常不能满足这种要求，因此曾出现了继电器接触控制和电子技术相结合的控制装置，叫做顺序控制器。它能够根据生产的需要改变控制程序，而又远比电子计算机结构简单，价格低廉，它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器接触控制的。但它的装置体积大，功能也受到一定限制。随着大规模集成电路和微处理机技术的发展及应用，上述控制技术也发生了根本性的变化，在70年代出现了将计算机的存储技术引入顺序控制器，产生了新型工业控制器——可编程序控制器（PLC），它兼备了计算机控制和继电器 控制系统两方面的优点，故目前在世界各国已作为一种标准化通用装置普遍应用于工业控制。为解决占机械总加工量80％左右的单件和小批量生产的自动化的难题，50年代出现了数控机床。它综合应用了电子技术、计算机技术、检测技术、自动控制和机床结构设计等各个技术领域的最新技术成就，它是典型的机电一体化产品。数控机床经过40年来的发展，品种日益增多，性能不断完善，其中以轮廓控制的数控机床和带有自动换刀装置和工作台能自动转位的数控加工中心发展更为迅速。数控机床由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等部分组成，其中伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产率的主要因素之一。
1.3PLC的概述及构成
1.31PLC的定义
20世纪是人类科学技术迅猛发展的一个世纪，电气控制技术也由继电控制过渡到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到了关键的做用。进入20世纪，各种自动控制产品正在向着控制可靠，操作简单，通用性强，价格低廉的方向发展，使自动控制的实现越来越容易。 “可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。” 虽然PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段： 1．早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现，在I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此，早期的PLC的性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。 2．中期的PLC（70 年代中期—80 年代中后期） 在70年代微处理器的出现使PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC 的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC得应用范围得以扩大。 3．近期的PLC（80 年代中后期至今） 进入80年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化。
1.3.3 PLC的特点 1.3.4 PLC的基本组成
可编程控制器系统由输入部分、运算控制部分和输出部分组成。
可编程控制器主机的硬件电路由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、电源等五大部分组成，PLC典型硬件系统如图1-1所示。
图1-1 可编程控制器主机硬件电路图
2 车镗专机的概况
2.1车镗专机概述
2.1.1车镗专机的功用及组成
;车镗专机是用来对台式钻床的立拄进行镗孔加工，同时对孔的右端面进行车削加工的一种自动加工设备。加工工件如图2-1所示。
图2-1 工件示意图
车镗专机的基本组成 车镗专机的基本组成如图2-2所示。左、右机械动力头各有三台电动机（快速电动机、工速电动机、主轴电动机），液压站由一台电动机拖动。
图2-2 车镗专机的基本组成示意图 1.车镗专机加工过程
加工过程如图2-3所示。操作者将要加工的工件放在工作台上的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令（按下按钮）。工件自动夹紧，压力继电器动作，左、右动力头同时开始镗削加工。左动力头快进，工进至终点后，快退回原位；而右动力头快进、工进至终点后还应进行右端面的车削加工（车刀横进、横退）后才快退。当两动力头都退回原位，此时Ⅰ工位的粗加工结束，工作台移到Ⅱ工位，开始进行精镗加工。左、右动力头重新起动，快进，工进到终点延时后快退回原位，Ⅱ工位加工结束，工作台退到Ⅰ工位，松开工件，一个自动工作循环结束。
图2-3 车镗专机的加工过程
（3）液压系统 车镗专机液压系统元件如表2-1所示。
表2-1 车镗专机液压系统元件表
YV1 + 卸荷 SP1 + 油压到信号
YV2 +（-） 工件松开（夹紧） SP2 + 工件紧信号
YV3 + 向Ⅰ工位 YV5 + 横 进
YV4 + 向Ⅱ工位 YV6 + 横 退
注：表中“+”表示得电，“-”表示断电。
2．车镗专机的控制要求
1）本系统有七台电机：油泵电机、右主轴电机、右快速电机、右工速电机、左主轴电机、左快速电机、左工速电机。
2）工作台有两个工位，由液压系统实现两工位的转换和加工工件的夹紧与松开。
3）有自动和点动两种工作方式，其中自动工作方式又有三种形式：全自动循环、Ⅰ工位循环、Ⅱ工位循环工作。全自动循环过程是从Ⅰ工位Ⅱ工位Ⅰ工位，Ⅰ工位循环、Ⅱ工位循环工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位时的加工循环。
4）手动工作方式包括左、右主轴的点动对刀，左、右动力头的快进与快退点动，手动松开工件、手动移位等。
5）左、右床身导轨应具有自动功能（YV7、YV8）。 7）油泵起动后，液压系统要有一定的压力缓冲，才允许开始工作，工作结束要卸荷。
8）具有电源、油泵工作、原位、工作指令等信号的指示。
9）具有照明和必要的联锁环节和保护环节。
2.2车镗专机的电气控制
2.2.1概述
镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确的孔和各孔间相互位置要求较高的零件。它的运动由部件多，调速范围宽。镗床主运动与进给运动由一台主轴电动机拖动，有各自传动链传动，为缩短辅助时间，镗头架的上下运动、工作台的前后左右运动及镗轴的进出运动除工作进给外，还应有快速移动，由快速移动电动机拖动。
2.2.2电气控制线路工作原理
（1）主轴的点动控制 （2）主电机的正反向长动 使用高速时，限位开关XK闭合，按下SB1后，电动机先低速起动，延时5秒后KM6断开，再经0.6秒KM7得电动作。KM7的主触点使电机的绕组连成双星形并重新接入电流，从而使主电动机从低速再起动到高速。 （3）主轴或进给变速时主电机的缓转控制 （4）主轴箱、工作台或主轴的快速移动
机床的各部件的快速移动由限位开关S2、S6和快速电机M2驱动。S2被压动，PLC输出使KM4得电动作，快速移动电动机M2正转、限位开关S6被压动，PLC输出使接触器KM5得电动作，快速电动机M2反转。
（5）主电机的反接制动控制
当电动机正转时，速度继电器的正转动合触点Kn闭合，而正转动断触点Kn。图2-4是镗床电气控制系统主电路图
图2-4 镗床电气控制系统主电路图
2.2.3车镗专机接线布置图设计
1、控制面板图的设计要使整个系统的控制处于方便、快捷、集中、紧凑；
2、在场地允许条件下对发热厉害，噪声振动大的电气部件放在离操作者较远的地方或隔离起来；
3、对于多工位加工的大型设备，应考虑两地操作的可能；
4、总电源紧急停止控制应安放在方便而明显的位置，图2-5安装板电气元件平面布置图，图2-6 控制面板按钮、行程开关平面布置图。
图2-5 安装板电气元件平面布置图
图2-6控制面板按钮、行程开关平面布置图
3车镗专机电力拖动电动机的选择
3.1电动机选择的基本知识
要使电力拖动系统经济而可靠地运行，必须正确选择拖动电动机。这包括电动机的种类、型式、额定电压、额定转速和容量﹝功率﹞的选择。
选择电动机的种类时，对一般要求的生产机械，优先考虑 选用三相笼型异步电动机。对于要求起动转矩大，并且有一定调速要求的生产机械，可选用绕线转子异步电动机；对拖动功率大，需要补偿电网功率因数以及稳定的工作速度时，优先考虑选用三相同步电动机；对于调速性能要求高，在要求快速而平滑的起、制动时，考虑优先选用直流电动机。 在选择电动机的额定转速时，根据电机设计知识，当电动机功率一定时，则高速电动机教经济。但当生产机械的工作速度一定，则电动机转速越高，传动机构的传速比越大，使传动机构复杂，整个系统装置的造价升高。所以选择电动机额定转速时，必须从电动机与机械装置两个方面综合考虑。
在选择电动机容量时，必须从生产机械的工艺过程、负载转矩的性质、电动机的工作制及经济性等几个方面综合考虑。如果选择容量太小，电动机将长期过载而使其过早损坏；如果选择容量过大，不仅电动机容量不能被充分利用，造成设备投资浪费，而且造成运行效率低及异步电动机的功率因数低。因此，正确选择电动机的容量非常重要。
3.2电动机容量选择的基本方法
3.2.1连续工作制电动机容量的选择
长期恒定负载时指在长期运行过程中，电动机处于连续工作状态，负载大小
恒定或负载基本恒定不变，工作时能达到稳定温升τ，其负载图Pl=F﹙t﹚与温
图3-1连续工作制时电动机的负载图与温升曲线
升曲线τ=F﹙t﹚如图3-1所示。这种生产机械所用的电动机容量选择比较简单。选择的原则是使稳定温升τ在电动机绝缘允许的最高温升限度之内选择的方法是使电动机的额定容量等于生产机械的负载功率加上拖动系统的能量损耗。
3.2.2长期变化负载下电动机容量的选择
图3-2 长期变化负载图
3.3车镗专机用电动机容量的选择
3.3.1车镗专机主轴和油泵电动机容量的选择
主轴箱和工作台油泵电动机属于连续工作制且长期工作在恒定负载下的电动机，由于一般电动机是按照常值负载连续工作设计的，电动机设计及出厂试验保证是在额定容量下工作时，温度不超出允许值，而电动机所带负载功率小于或等于其额定功率，发热自然没问题，不需发热校验。则主轴电动机和油泵电动机参数如下：
左右主轴电机的一些参数：交流380V 8.4A 4.0KW
油泵电机的一些参数：交流380V 3.0A 1.1KW
3.3.2快速移动电动机容量的选择 如果电动机实际暂载率与标准暂载率相同，则可直接按照产品目录选择合适电动机，如果电动机实际暂载率与标准暂载率不相等，应该把实际功率换算成邻近的标准暂载率下的功率，在选择电动机和校验温升。则选择左右快速电机的参数和左右工速电机的参数如下：
左右快速电机的参数为：交流380V 4.9A 2.2KW
左右工速电机的参数为：交流380V 3.0A 1.1KW
4车镗专机电气控制用低压电器的选择
4.1低压电器的定义
低压电器通常是指在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
4.2低压电器的选择
4.2.1低压断路器的选择
低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器，主要用于电力线路中。它相当于刀闸开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合，是一种自动切断电路故障的保护电器。
（1）低压断路器主要由触电系统、操作机构和保护元件三部分组成。
低压断路器的选用的技术原则：
断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定工作电压。对于配电 电路来说应注意区别事电源保护还是负载保护，电源端电压比负载端电压高出约5%左右。
（2）断路器主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流。
（3）断路器的过载脱口征订电流应等于负载工作电流。
（4）断路器的额定通断能力大于或等于电路的最大短路电流。
（5）断路器的欠电压脱口器额定电压等于主电路额定电压。
（6）断路器类型的选择，应根据电路的额定电流及保护的要求来选用。
4.2.2交流接触器的选择
交流接触器主要由触电系统、电磁机构和灭弧装置等组成。接触器主触点的额定电压选择事根据被选用的接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压，接触器主触点的额定电流选择是根据对于电动机负载，接触器主触点额定电流计算可得到。
接触器的类型应根据电路中负载电流的种类来选择。即交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。根据使用类别选用相应系列产品，接触器产品系列是按使用类别设计的，所以应根据接触器负担的工作任务来选择相应的使用类别。 接触器的图形符号及文字符号如图4-1所示
图4-1 接触器的图形符号和文字符号
﹙a﹚ 线圈 ﹙b﹚主触点 ﹙c﹚ 动和铺助触点 ﹙d﹚动断铺助触点
4.2.3熔断器的选择
熔断器是一种广泛应用的最简单有效的保护电器之一。其主体是低熔点金属丝和金属薄片制成的熔体串联在被保护的电路中。在选择熔断器时应该考虑熔体的额定电流以及熔断器的额定电流与额定电压。
熔体额定电流的选择
熔体额定电流与负载大小、负载性质有关：
（1）对于一般照明电路、电热电路等负载可按负载电流大小来确定熔体的额定电流。 多台: IN P =（1.5~2.5）INmMax+∑INM
2、熔断器额定电流与额定电压的选择
（1）熔断器额定电流大于或等于熔体的额定电流；
（2）熔断器额定电压大于或等于电路的工作电压。
4.2.4热继电器的选择
热继电器是一种具有反时限过载保护特性的过流继电器，广泛应用于电动机的过载保护，也可用于其他电气设备的过载保护。 4.2.5行程开关与刀开关的选择
刀开关主要由手柄、触刀、静插座和底板组成。刀开关参数选择应从：极数，额定电流，额定电压，通断能力等进行选择；
依据生产机械的行程发出指令以控制其运行方向和行程长短的主令电器，称为行程开关。行程开关参数选择：操作头的结构，自动复位或非自动复位，长挡铁与短挡铁，触点的数量。
4.2.6组合开关与万能转换开关的选择 万能转换开关是一种多挡式且能对电路进行多种转换的主令电器。万能转换开关参数选择：位数，接线图编号，额定电流，额定电压，通断能力等。
4.2.7主令控制电器的选择
应根据使用场所，结构型式，触头数及颜色来进行选择。
4.2.8指示灯的选择 2.直流 6/12/24/36/48/110/220V 4.形状：球形/园平头/方形/长方形
5.颜色：红、绿、黑、黄、白、蓝等
6.发光源：LED、白炽灯泡和氖泡
5车镗专机PLC控制系统的设计
5.1PLC控制系统的设计内容
PLC是现代工业自动控制的一种通用计算机，但其工作方式与微机控制系统不同，与继电接触器控制系统也有本质的不同。PLC应用系统设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
1.硬件设计
PLC应用系统硬件设计的主要内容包括PLC的机型选择、输入输出设备的选择、控制柜的设计和控制系统各种技术文件的编写，PLC外部硬件电路的设计等。
2.软件设计
PLC应用系统软件的主要内容就是编写PLC用户程序，即绘制梯形图或编写语句表。
5.2PLC控制系统设计步骤
1.熟悉被控对象，制定控制方案；
2.确定I/O点数；
3.选择PLC机型；
4.选择输入输出设备，分配PLC的I/O地址；
5.设计PLC应用系统电气图纸；
6.程序设计；
7.系统调试；
8.建立文档。
5.2.1选择PLC的机型
图5-1 流程图
PLC机型的选择基本原则是在满足功能要求及保证可靠，维护方便，可扩展，经济的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：
1.I／O点数在满足控制要求的前提下力争使用的I／O点最少，但必须留有一定的裕量（10％~15％ ）；
2.基于本设计I/O口的要求，需24个输入16个输出，因此我们选择了FX-0N这种型号的PLC；
3.根据动力头的工作过程分析，结合PLC外部电气控制线路的设计，可以很方便地设计出系统的工作流程图﹙如图5-1﹚。
5.2.2车镗专机PLC的I/O接线图
总共用到22个输入端，基本功能的实现用22个,另外有2个用于扩展功能.。输入点采用分组输入的方法减少输入点数.将“自动”控制中的“起动”按纽与 5-2 镗床控制系统PLC外部接线图
5.2.3其他硬件配置
PLC选型确定以后还要考虑系统中的其他部分，主要有：
① 电源
有的PLC机具有独立的电源模块，选择电源模块时要使电源模块的额定输出电流大于或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。为I/O模块选择直流电源时必须查阅产品手册，按其给出的模块技术参数正确选配。
② 大中型系统配置
对大中型的控制系统，可能须要配置总监控制台和监控模拟屏、PLC输入输出二次隔离重动继电器柜以及系统专用UPS电源等。
5.2.4车镗专机梯形图的设计
根据镗床控制系统PLC外部接线图，来画梯形图。画是应该主要每运行一次要线圈复位一次。 其中手动加工部分有：左主轴对刀SB3、右主轴对刀SB4、左快进SB5、左快退SB6、右快进SB7、右快退SB8、手动松开SA3、手动移位SB9。 判断油压是否到位（到T0后如果油压没有上升报警）—手/自动选择（假如是自动加工）—判 断是否夹紧—原位判断（假如工作台不在原位则快退回原位，包括左原点、右原点、横原点）—当工作台都回到原位的时候原位指示灯HL1亮并进行工位判断（若工作台不在Ⅰ工位则YV4得电工作台回Ⅰ工位）—工作台松开，当工件放上去时，再次手自动判断—按启动按钮，工作台再次夹紧，工作指示灯亮（当工作台松开时长时间没有按下启动按钮则直接卸荷）—工作循环方式选择，判断是否是Ⅱ工位加工（因为Ⅰ工位加工与全循环加工的前面部分一样，
所以只要判断是否是Ⅱ工位加工）—左右断机判断—快进（到工进点）—工进（到终点，假如是右工作台加工还需进行端面加工）—快退（Ⅰ工位加工退到原点，全循环加工退到工进点）—判断是否是Ⅰ工位加工（若不是则进行Ⅱ工位加工）—Ⅱ工位快进、工进、快退（Ⅱ工位加工到终点是还需延时一段时间，去除毛刺）—回Ⅰ工位。 输出点部分I/O点数比较少故不要使用减少I/O点数的措施。图5-2 镗床控制系统PLC梯形图。
图5-3镗床控制系统PLC梯形图
5.2.5程序调试过程
按功能表图的流程顺序来调试程序，调试的过程应该符合设计的控制要求，主要能执行全自动、单I、单II、断左、右机、手动。
5.2.6列写电器元件一览表
整理全部电路设计图，程序流程框图，程序清单，元件参数计算公式、结果，列出元件清单。表5-1 电气元件一览表
表5-1 电气元件一览表
符号 数量 名称及用途
M1 1 主电动机，拖动主运动和进给运动用
M2 1 快速移动用电机
Q 1 空气开关，限流、欠压保护 KM3 1 限流电阻短路用接触器
KM6 KM7 3 主电动机高低速转换用接触器
KM4 KM5 2 快速电机正反转用接触器
SB5 1 主电动机停止用按钮
Kn 1 主电动机反转制动用速度继电器 SB3 SB4 2 主电动机正反转点动按钮 S3 S4 2 进给变速用限位开关
S 1 接通主电动机高速用限位开关
S5 S6 2 快速电动机正反转用限位开关
R 2 点动、高速启动，制动用限流电阻
FU1~FU8 8 短路保护熔断器
KR 1 主电动机过载保护用热继电器
K1 1 控制PLC用开关
PLC 1 可编程控制器
结束语
此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了车镗专机PLC控制系统的用途及工作原理，熟悉了车镗专机PLC控制系统的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。此次设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。 但是此次也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学3年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人，为中国工业添上自己的微薄之力。
谢 辞
在整个毕业设计中，我得到了指导老师王署霞老师的热心指导和帮助，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。
感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚在一起吃每年元旦那顿饭了吧，没关系，各奔前程，大家珍重。我们在一起的日子，我会记一辈子的。
感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。
在论文完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完
成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的
谢意！
文 献
[1] ：胡辛鸣主编.电机及拖动基础.北京：机械工业出版社，1999
[2] ：张运波.刘淑荣.工厂电气控制技术.北京：高等教育出版社，2004
[3] ：孙平.可编程控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，2003
[4] ：余雷声.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社1996
[5] ：马镜成.低压电器.北京：兵器工业出版社，1993
[6] ：李桂和.电器及控制.重庆：重庆大学出版社，1993
[7] ：齐占山.机床电气控制技术.北京：机械工业出版社，1999
第7篇：电气控制设计论文范文
实践教学是培养学生的重要教学环节。教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》（教高20051号）文件指出：“大力加强实践教学，切实提高大学生的实践能力。要加强产学研合作教育，充分利用国内外资源，不断拓展校际之间、校企之间、高校与科研院所之间的合作，加强各种形式的实践教学基地和实验室建设。”教育部（教高20072号）文件还提出，要“高度重视实践环节，提高学生实践能力。要大力加强实验、实习、实践和毕业设计（论文）等实践教学环节，特别要加强专业实习和毕业实习等重要环节”这些文件都表明，近年来，国家非常重视实习基地建设的问题，实习基地的建设已是我国高等教育发展中的重要问题，必须高度重视。
校外实习基地是由学校与有关企事业单位、科研机构共同建立，借助企业的人才、技术、设备资源的优势为教学服务、为学生提供了参观、企业实习、毕业设计实习的实践场所。校外实习基地是学生在迈入社会之前，进一步加深对理论知识的理解、增加对工艺过程的了解、接触工业化生产实际、掌握一定的生产技能和了解工厂、企业管理模式的窗口，也是学生工程能力训练的实践场所。各高校十分重视校外实习基地的建设与管理。物流工程学院已经建成了包括上海振华重工（集团）股份有限公司港口与海洋装备校外实习基地， 船舶运输科学技术研究所、上海航海仪器厂等企业共建校外实习基地。
如何充分利用校外实习基地，真正发挥其在实践教学中的作用，上海海事大学物流工程学院在校外实习基地建设的同时就在思考，在实践中不断调整改进教学方案，总结出一种“围绕实际工程，强化学生参与”的校外实习教学模式。将理论与实践相结合，使学生对书本知识的理解更透彻；使学生学会分析问题和处理问题，培养其独立分析和解决问题的能力，从而可以提高学生的实践能力、创新能力和综合素质；让学生尽早接触社会、了解社会需求，为社会培养“创新型”人才。
一、创新校外实践教学基地管理体制
1.搭班子――建立了校企合作组织协调机制
成立了由分管院领导、企业负责人参加的企校合作领导小组，负责制定实践教学计划和实施方案，充分发挥校企双方优势，解决办学中遇到的重点、难点问题，对教学过程和质量进行日常性督导，为实践教学工作的顺利开展提供了有力的组织保证。
2.订协议――建立规范化的目标管理制度
制定了“电气工程及其自动化专业教育校企合作联盟章程”，并与相关企业签订了企校合作联盟协议，明确了企校合作联盟的组织架构、运行模式与合作期限，并规定了企校合作联盟各方的责任与义务等。结合学科专业实际，合理配置教学基地的人力资源和基础设施，提高教学基地的使用效益。要建立健全各项规章制度，制定和完善基地的管理办法。还要建立基地的管理组织体系，充分发挥其在实践教学基地建设与管理等方面的指导和协调作用。
3.定方案――建立了可操作的实践教学管理办法
结合企业的实际需求，在实习方案中规定各专业实践教学环节的具体教学内容、教学进度、指导教师与时间安排等，进一步提高了实习或实训工作的针对性。加强实习质量的监控，学院和企业要共同制定周密的实习计划，包括组织管理、实习内容、日程安排、实习纪律、突发事件的应急预案等；做好实习前的思想动员和实习纪律和安全教育。实习前与实习单位一起召开实习工作领导小组、执行组协调会，学生实习动员会。
4.抓落实――建立了经常性的督导检查制度
建立校企联动、共同管理的管理组织由学校与实习单位相关管理人员共同组建实习工作领导小组，开展教学效果督导检查活动，指导和协调解决实习工作中的主要问题，规范合作行为，提高实践教学质量。执行组应建立责任明确、分工具体、相互协作的制度，由实习指导老师负责实习内容的全面开展，专任教师负责学生管理和协调其他方面的工作。
5.加强实践教学的师资队伍建设
加强“双师型”师资队伍建设是提高学生校外实习质量的重要保证。通过政策倾斜来鼓励我院高水平的教师从事实践教学工作。同时，吸引校外实践教学基地合作单位的资深人员担当兼职实践教学教师，建立实践教学与理论教学两个层面之间有效的互通机制，建设成为一支热爱实践教学、专兼结合、数量充足、业务精湛、相对稳定的实践教学师资队伍。
联合指导实习能为学生提供较好的实习条件，加强实习管理和对学生的教育，及时解决学生实习过程中的技术问题、思想问题和生活问题，对于提高实习教学效果具有重要作用，另一方面，学生能协助指导教师完成一些具体工作，提高指导教师带教的积极性。
二、校外实习基地实践教学模式
一方面企业有人才、技术、设备资源的优势，另一方面参加实习的学生渴望了解企业、想知道所学知识如何应用到实际。校外实习中两者如果不能很好衔接，就无法达到理想的教学效果。“围绕实际工程，强化学生参与”的校外实习教学模式有效解决了这样的问题。
1.实习内容的选择具有针对性
参加校外企业实习的都是高年级的学生，这些学生已经学习和掌握了专业理论知识，但是缺少对具体应用对象的了解和理论联系实际的应用能力。学生对专业相关性强的实习内容特别感兴趣，想知道学校课堂所学知识有什么用、怎么用。因此实习内容应该根据参加学生的专业、知识点进行针对性的安排。如电气工程专业学生实习内容可以选择比如“港口桥式起重机及电气控制”。从工作原理、工程要求，到设计和制造，包含了机械结构、电气控制和可编程控制器、电机学、电力传动、变频器及传感器检测技术等电气专业知识点。通过实习使学生加深对专业理论知识及其应用的理解。
2.“围绕实际工程，强化学生参与”的实习教学方法
现在工科学生普遍对专业课程的学习缺乏积极性，造成实践能力的薄弱。实习指导需要考虑两方面：调动学生积极性、挖掘学生专业潜能。采取的措施是：
（1）实习以企业实际工程为主题进行展开。学生对企业产品和设备从需求分析，到设计、制造过程，应用的基础知识了解欲望十分强烈，实习如果围绕企业实际工程案例展开，会大大加强学生投入程度。实习时可以选择企业具体的产品设备或工程项目作为主题，通过企业工程师或专家的讲座、实地参观体验、教师讲解指导等形式逐步展开，使学生以类似亲身体验的方式了解企业实际工程的运作过程。
（2）以小组形式共同承担实习任务。让学生“有事做”是强化学生参与的手段。学生组成小组，指导教师按阶段每日下达实习任务，小组以团队合作方式共同完成。这样既培养了团队精神，又照顾小组成员的兴趣特点和特长，调动了学生的工作积极性。
3.考核形式
与校内课堂教学一样，考核也是校外实践教学的重要环节。而这一点往往被忽视。实习的考核的形式可以采取不同的形式，但必须做到及时。好的做法是，指导教师就当日实习中的相关问题与学生面对面进行讨论，一方面检测学生完成当日实习任务的情况，另一方面解决学生遇到的问题。要求每个学生就相关议题、实习体会进行发言，并且当日提交实习心得体会。通过这种方式杜绝了学生“出工不出力”的现象。
三、校外实习基地的教学实践
1.实习指导和管理
企业实习在振华基地进行，通过专家讲座、实地参观，学生对振华生产的设备有所了解并产生了兴趣，因此选择了振华实际产品资料作为培训的题材。企业实习专业技能培训围绕“电气控制”展开。要求学生：应用CAD软件绘制电气图纸；研读港口专用变频器等设备资料（英文），学习如何进行电气设备的选型、正确使用；结合讲座和设备资料，分析浮吊电气控制图纸；研讨浮吊电气控制系统存在的各种问题；体会电气工程设计人员从需求分析、设备选型、电气系统设计到制图的各方面的工作。
实习中，学生按4-6人组成小组，指导教师根据实习进程每日下达给小组实习任务。每日下午3-5点，指导教师就当日实习中的相关问题与学生面对面进行讨论，考核小组完成情况。
为期2周的实习基地教学实践，学生对电气控制从设备的机械结构原理、电气控制的各个环节、电气元器件的功能和选型，到电气图纸的制作都有了充分的了解，认识到企业对电气工程师的技术技能有什么要求，明确了学习目的性。
2.学生职业素质的培养
企业实习是学生走上工作前的重要环节。实习期间，实习学生在行为规范上按照企业职工来要求：准时上下班，服装整洁得体，行为规范。通过实习学生从振华重工发展中体会了个性化和创新的企业精神。
第8篇：电气控制设计论文范文
关键词：技工院校 电力拖动 校本课程 开发
目前，我国正在进行产业结构调整和技术升级换代，企业对用工提出了更高的要求。拥有高技能、良好的社交能力的高素质人才，越来越受到企业和社会欢迎。技工院校作为培养高素质技能人才的主体，必须以能力为本位，切实提高学生的综合职业能力。当前，相当多的技工院校在课程设置方面，没有充分体现这一要求，还存在重理论与知识传授、轻实践与综合能力培养的倾向，制约了学生的能力培养与发展。一体化校本课程开发作为技工院校一体化教学改革的重要组成部分，越来越受到业界的重视。笔者就电力拖动控制线路与技能训练一体化校本课程的开发，谈谈自己的看法。
一、开发思路
电力拖动控制线路与技能训练作为专业技能课，在电子电工类各专业，如电子技术、自动化电气安装与维修等专业中，是一门十分重要的课程，具有针对性强、可操作性强的特点，开发该校本课程也是一体化教学改革的需要。
该一体化课程的开发以国家职业标准为依据，以维修电工的综合职业能力为培养目标，以电力拖动的典型工作任务为载体，以学生为中心，并根据典型工作任务和工作过程制定一体化课程体系和内容。要从对工作岗位的分析出发，进行工作任务分析，确定工作领域要求，并转化为电力拖动控制线路与技能训练一体化校本课程的目标，再根据课程目标确定课程结构与内容及其评价方式。因此，课程的开发就要以电力拖动的典型工作任务为载体，对中、高级维修电工的相关工作领域及工作要求进行分析，确定其对知识结构、技能操作水平、工作态度等方面的要求，整合为课程的目标，从而构建课程结构，组织课程内容，确定课程评价体系。
一体化课程的开发是一个系统工程，需要各方面通力支持和协助。学院领导主要在办学方向、政策、课程开发的条件等方面提供保证，专业教师是校本课程开发的参与者、实施者。为保证课程的方向，真正做到“理实融合”“知行合一”，还应该搞好校企合作。如笔者所在学院与上海爱登堡电梯有限公司建立了长期的校企合作关系，并根据其岗位需求，定向培养电梯维修工，取得了良好效果。该校本课程的开发还应建立在教师、学生、图书资料、实验实训设备、校企合作等教学资源的基础之上。
二、开发步骤
1.课程目标
紧紧围绕现代企业对技能人才的岗位要求，结合电力拖动控制线路一体化课程的专业概况、职业能力、培养方案、教学资源和评价体系的规范性要求，制定课程目标。课程目标要在工作岗位分析的基础上，进行转换和整合，使其适应岗位需求，符合学生身心发展的规律，考虑学生职业发展的需求。
据此，电力拖动控制线路与技能训练校本课程的目标可确立为：
（1）知识目标：熟悉常用低压电器的功能、结构及工作原理，了解电气控制线路电路图、接线图、布置图的特点，掌握绘制、识读的原则，了解常用生产机械的主要结构及运动形式，熟悉其工作原理，熟悉变频器基本结构、功能、工作原理以及常用电力电子器件，了解常用电气设备的工作原理及使用方法。
（2）技能目标：能正确使用、识别和检测常用低压电器，会读识和分析电气控制线路、接线图、电路方框图，掌握实现异步电机的启动、正反转、制动和调速控制线路、位置往返控制、顺序控制、多地控制线路的构成工作原理及其安装、调试与维修方法，掌握常用生产机械电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修，熟悉变频器的选用、安装方法及常见故障的排除方法，掌握变频调速系统的调试步骤和方法。
（3）情感态度目标：具有良好的工作方法、作风和职业精神与素养，具有安全生产、产品质量意识、良好的团队精神和与人沟通的协作意识，具有认真、踏实的学风和创新意识。
2.课程内容
内容的确定是校本课程开发中十分重要的环节。既要符合典型工作任务的要求，理论与实践融合，适应学生综合能力提高的需求和职业资格的要求，又要考虑学生原有的知识背景、技能水平、认知特点，以及学校、社会的教学资源，有利于激发学生学习知识、钻研技能的积极性，有利于提高学习效率。
因此，该一体化课程的内容应以符合典型工作任务、行业岗位特征的教学项目的形式出现，并将其拆分为具体的多个任务，进而在任务中揉入知识探究、方法介绍、技能训练、总结评价等环节，使同学在做中学、学中做，达到知行合一、态度养成、综合职业能力提高的良好效果。
该课程拟分安全用电、交流电源、低压电器、电动机，电气控制线路原理、安装、调试与维修方法，以及变频器知识及其日常维护、故障的排除六个项目，内容覆盖电力拖动控制线路与技能训练的理论知识和基本技能。
3.实施要求
电力拖动控制线路与技能训练一体化课程，是把企业岗位的工作过程设计为学生的学习过程，并且在模拟工作情景中实施、展开。因此，与传统学科式教学相比，对教师、教学环境、教学方式、方法、评价方式等方面都提出了较高的要求。
在该一体化课程教学过程中，教师扮演作多种角色，既应该是拥有“双师型”能力的教师，又是生产、学习的组织者与管理者。教学环境既是学生学习的场所，又是学生实践的场所，教室即实训车间，书桌即工作台 ，讲台即演示台，因此相应场所、设备应具备实训车间的功效。教学方法在一体化课程中至关重要，方法得当才能效果良好、事半功倍，包含项目设计、项目实施、项目评价等环节的项目教学法是被实践证明了的切实可行、效果良好的方法。
作为一体化教学的一个重要组成部分，该课程评价体系的确定十分重要。它应该客观地反映知识、技能和情感态度目标与教学方法的创新，既有对学生学习具有甄别、导向、激励的作用，也要有促进其自我学习、增强与人沟通、培养团队精神等的功效。因此，教学中宜采取分组实施的学习方式，项目任务完成后又通过自评、互评、师评，填写考核评价表的方式，作为该一体化教学效果的评价与反馈。
表1 考核评价表
班级 时间 场地
项目：
考核评分 学生自评 学生互评 老师评价
知识、技能 熟悉原理（10）
工艺要求（10）
装接线正确（30）
过程、方法 步骤合理（10）
规范操作（10）
情感态度 职业态度（10）
与人沟通（10）
团队协作（10）
总评分
学生（签名）： 组别 工位号码 老师（签字）：
参考文献：
第9篇：电气控制设计论文范文
论文关键词：技能大赛；高职；专业教学；促进作用
职业教育以服务为宗旨，以就业为导向。为了培养更加符合就业岗位需求的高技能应用型人才，近年来，高职教育教学改革如火如荼地展开，而技能大赛作为检阅改革成果的重要手段，更是不断推动着专业建设与教学改革向纵深发展。我院是百所国家示范性高等职业院校建设单位之一，电气自动化专业作为重点建设专业群支撑专业，在推行“校企共育、产学研结合”人才培养模式的过程中，积极组织学生参加省内外各类职业技能大赛；并以此为借鉴，在课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、师资培养和实训基地建等方面，都融进了大赛因素。实践证明，职业技能大赛对人才培养环节的各层面都起到了积极的推动作用。
一、促进了课程体系和教学内容的重组
职业教育的核心价值在于服务于个体就业与社会经济发展的需要，而传统的课程体系和教学内容强调的是知识的系统性和逻辑性，理论性较强，实用性和针对性较差，这与职业教育的培养目标相去甚远。因此，冲破学科体系的束缚，构建符合电气自动化人才培养目标的基于工作过程的课程体系，就需要学校与企业的充分接触和交流，才能深入了解职业领域的典型工作任务以及完成这些任务所需要的知识与能力要求，专业教学团队也为此付出了积极的努力。但由于种种原因，企业在某些方面很难完全配合，职业技能大赛的举办正好弥补了这种缺憾。从2008年开始，全国职业技能大赛已连续举办了四届，各层次地方性职业技能大赛也不断举办。职业技能竞赛的项目都是组委会在充分的企业调研和听取行业企业技术专家对职业岗位能力要求的基础上经反复论证拟定的，它体现了高技术、新工艺的发展要求，既契合国家要求的最新职业标准，又与实际生产贴近，并且适合考量学生的知识、技能和素质水平。如历届大赛基本都包含“自动生产线安装与调试”项目，潍坊市的大赛试题“机电一体化设备组装与调试”与它的内容和要求基本相同。这类经典案例考查的是电气自动化和机电一体化专业的核心技术，涉及了电气控制技术、CAD绘图、PLC编程、变频器应用技术、触摸屏应用技术、机械设计等知识，以及仪器仪表的使用、电气控制线路和气路的安装、调试和变频器参数的设置等技能。这些知识和技能互相联系，互相融合，体现了工学结合、理实一体的教改理念，学生解决问题的过程就是综合职业能力培养的过程。
毋容置疑，职业技能大赛已成为职业教育教学改革与发展的风向标、助推器。因此，电气自动化专业抓住参加各类技能大赛的时机，与企业进行深层次接触，全面了解市场需求，参照“自动生产线安装与调试”等大赛项目的特点、涉及的知识、能力、素质要求，以及竞赛规则和评分标准等，对课程体系进行了重构；课程内容的选择，摒弃了陈旧的内容和艰涩难懂的理论推导，以应用为目的，选择载体，设计学习性工作任务来整合理论与实践知识，并按照学生的认知规律与职业成长规律对学习内容进行了序化，突出实践性。如《电力电子技术》理论性强、公式多、计算多、难理解，学生学的比较吃力，积极性差；在新的课程体系中取消了这门课程，增加了实用性强的《变频器应用技术》，并设置了支撑课程实施的理实一体化环境，课程实施工学结合，并适时穿插竞赛项目，大大提高了学习积极性，强化了实践与创新能力培养。又如，我们将原来分散的实训教学环节，按课程的关涉程度，整合成系列训练项目，以RXG-1C型电工实训考核装置为平台，将电气控制、PLC编程、变频器应用技术等专业课程有机结合，为学生的职业成长搭建了阶梯。
二、促进了教学方法和手段的改革
技能大赛的项目设置、命题方式以及问题解决的过程与图式都对专业教学改革起到了引领、示范作用。无论是“自动生产线安装与调试”，还是“机电一体化设备组装与调试”，大赛试题都是以工作任务书的形式命题的，这是“项目导向”、“任务驱动”职业教育理念转向教学实践的具体探索。电气自动化专业类技能大赛有其特殊性，所涉及的项目一般技术含量较高，学生按照任务书的要求要想很好地解决问题，一是需要他们将专业理论知识、操作技能与创新能力有机融合，二是需要团队的有效沟通与通力合作。而传统的教学方法注重系统的知识传授，老师讲、学生听，理实分离，严重影响了学生的学习积极性与实践能力和创新能力的培养。这种模式下培养的学生在参赛时往往很难快速适应，如题意分析和程序设计正确却很难有效实施，功能模块正确但无法完成整体调试、故障排除等。因此，电气自动化专业教学团队在学习先进职教理论的同时，深受大赛启发，专业课程的开发用源于企业、又高于企业的项目、案例等载体整合理论与实践知识；课程实施则采用了“四、六步教学法、任务驱动法、现场教学法、竞赛模拟法”等行动导向模式下的各种先进教学方法。如《可编程控制器应用技术》我们共设计了8个学习项目（情境），实施时利用任务驱动模式，将学生分成小组，教师给出具体的任务书，学生独立或合作完成本情境的指令学习、程序设计、元器件选择、控制线路连接及整体调试检验等学习性工作任务。在这个过程中老师只进行必要的指导，学生处于主体地位，人人参与，在完成任务、解决问题的过程中习得了背景知识，积累了工作经验，培养了综合职业能力，自信心与沟通合作能力得到加强。近两年，本专业学生在全国技能大赛中获得一等奖2项，三等奖1项，省、市级竞赛一等奖3项。
三、促进了“双师”结构教学队伍的建设
随着电子技术的飞速发展，PLC、变频器、触摸屏等一些新技术、新工艺在企业大量应用，这对教师的知识存量与知识更新提出了新的更高的要求。“自动生产线安装与调试”、“机电一体化设备组装与调试”等大赛项目，既体现了这些前沿新技术的实际应用，也反映了行业企业在产业结构调整与技术升级过程中对高技能人才的需求。作为职业院校的教师，能带领学生参加省内外各类技能大赛并取得优异成绩绝非易事。这首先需要教师树立终身学习的理念，不断拓宽知识面，加强新技术、新工艺的学习，跟上科技发展的步伐。其次，教师的实践能力与创新能力是业务能力提升的重点，新课程实施要求教师要熟悉生产现场的先进设备与工艺，懂得生产管理与劳动组织，具备较强的设备故障查排能力，只有跟上产业结构调整与技术升级的步伐，才能培养出符合现代企业要求的优秀高端人才。为此，学院在打造“双师”结构专业教学团队的同时，着力提升其理论水平与实践创新能力：一方面，通过外派学习、专家引领、校本教研、传帮带、结对子等形式，帮助教师理解现代职业教育的基本理念、方法与内涵，提高新背景下职业教育教学改革的适应能力；另一方面，制定政策，鼓励教师每三年到企业挂职锻炼一年，并为企业做好技术服务等工作，旨在积累现场工作经验，提升实践与创新能力；再次，聘请企业一线技术能手与实践专家参与学校的教育教学工作，组建了一支“双师”结构、优势互补、专兼结合的优秀教学团队；最后也是最关键的一点，是以技能大赛为抓手、为参照，进行专业教学改革，倡导教师在适当的时机用大赛的命题方式呈现学习任务，用大赛的流程组织教学活动，用大赛的评判标准作为学习质量的评价标准，达到了以赛促改、以赛促学的目的。
四、促进了实训基地的建设
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