序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇電氣控制設(shè)計(jì)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

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2控制電路的優(yōu)化

我們知道,一件電器的運(yùn)行,需要各個(gè)零件的集體配合。正如我們所熟知的木桶效應(yīng)一樣,如果在設(shè)計(jì)中,存在一些短板,那么,電氣線路的整體優(yōu)化效果就會(huì)不如人意。因此,在對(duì)電氣的主電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之后,我們也應(yīng)該對(duì)其它部分進(jìn)行整合與優(yōu)化。比如,對(duì)控制電路的優(yōu)化。當(dāng)電氣線路的主電路設(shè)計(jì)出來(lái)后,我們應(yīng)該認(rèn)真的,具體的對(duì)其探討和分析,把對(duì)電器的控制轉(zhuǎn)化為對(duì)接觸器和繼電器的控制,也就是提出更為適合的控制要求,然后進(jìn)行控制電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化。對(duì)電氣的控制電路的控制要求,是我們進(jìn)行控制電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和重要依據(jù)。只有認(rèn)真分析主電路的設(shè)計(jì),并且結(jié)合實(shí)際,完備的選擇合適的控制方法和控制手段,才能得到具體的控制線路。當(dāng)然,就像對(duì)主電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)一樣,我們同樣可以用已知的或熟悉的控制電路來(lái)對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行控制。因?yàn)樵诤芏喾N情況下,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),雖然設(shè)備的運(yùn)行不同,但實(shí)際上,其中的控制電路是完全一樣的。因此,我們可以借鑒已知的電路來(lái)幫助我們更好更快的解決當(dāng)前的問(wèn)題。這樣,可以簡(jiǎn)化我們的設(shè)計(jì)工作,節(jié)約操作用時(shí),提高工作效率。

3控制方法的優(yōu)化

俗話說(shuō),只有對(duì)癥下藥,才能徹底解除病癥。在對(duì)電氣的控制電路的優(yōu)化中也同樣如此。選擇對(duì)一個(gè)正確的控制方法,對(duì)于我們的工作來(lái)說(shuō),簡(jiǎn)直就是事半功倍。因此,我們要謹(jǐn)慎的選擇控制方法。當(dāng)然,在這個(gè)過(guò)程中,是一定要符合要求進(jìn)行選擇的。比如,如果選擇的控制方法和控制手段不合適則會(huì)使控制電路的設(shè)計(jì)工作復(fù)雜或難以進(jìn)行。舉個(gè)例子,在對(duì)一件電器的設(shè)計(jì)中,選擇手動(dòng)控制,還是自動(dòng)控制,就需要結(jié)合當(dāng)前的情況,來(lái)進(jìn)行選擇。如果是設(shè)計(jì)走廊的聲控?zé)裟敲?燈亮以后的熄滅,就需要線路的自動(dòng)控制來(lái)進(jìn)行。如何選擇手動(dòng)控制,就會(huì)加大人們的操作,那么顯然,這樣的設(shè)計(jì),就是不合理的。再比如,一件電器的手動(dòng)控制和時(shí)間控制,同樣也需要根據(jù)實(shí)際來(lái)正確選擇。在煲飯的電壓鍋中,人們所需要的,就是食物烹飪結(jié)束之后,能夠自行關(guān)閉電源,這樣,既可以便捷的通知我們食物的烹飪狀況,又可以節(jié)約電能。由此可知,電氣的控制方法的選擇,對(duì)于電氣控制線路的優(yōu)化的重要性。

4接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)化

在電氣的控制線路的優(yōu)化中,接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)化,也具有非常重要的作用。繼電器接觸器控制系統(tǒng)中,主要是通過(guò)觸點(diǎn)之間的接觸運(yùn)作,進(jìn)而控制電氣設(shè)備而運(yùn)行的。也就是通過(guò)常開(kāi)觸點(diǎn)以及常閉觸點(diǎn)二者組合而成的。通過(guò)一些物理知識(shí),我們可以了解到一些對(duì)接觸器的控制系統(tǒng)的優(yōu)化。比如,當(dāng)幾個(gè)條件中,只要具備一個(gè)其中任何一個(gè)條件,所控制的電器線圈就能通電,這時(shí)可以使幾個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)采用并聯(lián)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。而當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)具備,使電器線圈通電,可以使這幾個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián),進(jìn)而能夠正常運(yùn)行。復(fù)合按鈕的使用,也可以促進(jìn)控制線路的優(yōu)化。也就是說(shuō),當(dāng)控制要求中,有一次動(dòng)作要求連續(xù)進(jìn)行幾個(gè)動(dòng)作指令才能完全進(jìn)行時(shí),就可以采用復(fù)合按鈕。比如,在日常的家居電器中,很對(duì)按鈕都可以采用復(fù)合按鈕。最常見(jiàn)的就是電源的開(kāi)啟與關(guān)閉功能,時(shí)間預(yù)約與時(shí)間增減等等一系列情況。

篇（2）

1.1電氣控制線路設(shè)計(jì)法的重要性

電氣控制線路的設(shè)計(jì)直接決定和影響了控制系統(tǒng)的的性能。在電氣控制線路的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)遵要求對(duì)電氣控制系統(tǒng)的制造和使用，及維護(hù)資料進(jìn)行編制和設(shè)計(jì)，確保其設(shè)備的安裝、操作具有可靠性和安全性，這是保證電網(wǎng)正常運(yùn)行的首要前提。

1.2電氣控制線路設(shè)計(jì)法的基本特點(diǎn)

現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的三個(gè)特點(diǎn)：(1)功能強(qiáng)且體積小，靈活性較強(qiáng)，同時(shí)具有很強(qiáng)的通用功能，便于使用和維護(hù)。(2)采用了無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)代替部分電器元件，執(zhí)行程序的時(shí)間較短。(3)能夠用軟件實(shí)現(xiàn)電氣控制，改變控制參數(shù)和要求時(shí)只需改動(dòng)程序的對(duì)應(yīng)部分，節(jié)省資源。

2電氣控制線路設(shè)計(jì)法的優(yōu)化策略

2.1了解生產(chǎn)機(jī)械和工藝

對(duì)電氣控制線路的要求在進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)前應(yīng)當(dāng)對(duì)其生產(chǎn)工藝的要求有一定的掌握，同時(shí)要了解各程序的工作情況、保護(hù)措施及運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查和分析，將此結(jié)果作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

2.2線路設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)單

在滿足生產(chǎn)工藝的前提要求下，爭(zhēng)取控制線路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。（1）選用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的線路環(huán)節(jié)。（2）賤導(dǎo)線連接的長(zhǎng)度數(shù)量降到最低。在電器元件設(shè)計(jì)中合理安排觸頭位置，減少導(dǎo)線的連接數(shù)量和長(zhǎng)度。（如圖1）將啟動(dòng)、停止按鈕都放在操作臺(tái)上，接觸器則放置在電器柜內(nèi)。而由于按鈕盒接觸器之間距離較長(zhǎng)，因此要將啟動(dòng)按鈕盒停止按鈕連接在一起，以簡(jiǎn)化導(dǎo)線連接。（3）采用標(biāo)準(zhǔn)件，同時(shí)注意將電氣原件數(shù)量降到最少，盡量選擇同一型號(hào)。（4）通過(guò)減少鋤頭來(lái)簡(jiǎn)化線路，增強(qiáng)可靠性。

2.3保障控制線路的安全可靠性

選用的電器機(jī)械使用壽命較長(zhǎng)動(dòng)作較為可靠、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)同時(shí)抗干擾較強(qiáng)能夠有效保障控制線路的安全可靠。在設(shè)計(jì)中注意以下幾點(diǎn)：（1）選擇正確的電氣連接線圈進(jìn)行線路設(shè)計(jì)法。在控制線路的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)將線圈的一段統(tǒng)一接電源的同一端，使得電器觸頭在電源另一端。避免因?yàn)殡娖饔|頭引發(fā)電源短路現(xiàn)象，也便于安裝。（2）交流控制電路不能串聯(lián)兩個(gè)電器線圈。如果兩個(gè)線圈串聯(lián)，其中某一原件就只能得到一半電源電壓。由于電壓和線圈的阻抗成正比，不能同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作。使交流接觸器KM吸合，此時(shí)KM的磁路處于閉合狀態(tài)，線圈的電感明顯增大，使另一個(gè)接觸器線圈的電壓達(dá)不到工作電壓。應(yīng)當(dāng)將兩個(gè)電器線圈并聯(lián)且保持同時(shí)動(dòng)作才能保證運(yùn)行。（3）避免因意外而在線路中接通的寄生電路。會(huì)造成誤動(dòng)影響線路的工作。（4）應(yīng)當(dāng)避免設(shè)計(jì)多個(gè)電器依次動(dòng)作后接通另一個(gè)電器的控制線路。（5）線路的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)電網(wǎng)的情況，根據(jù)電網(wǎng)容量、電壓和頻率波動(dòng)范圍以及沖擊電流的數(shù)值決定啟動(dòng)方式是直接或是減壓?jiǎn)?dòng)。（6）以小容量繼電器的鋤頭控制大容量接觸器線圈來(lái)進(jìn)行線路設(shè)計(jì)法，通過(guò)計(jì)算繼電器觸頭斷開(kāi)和接通容量判斷是否應(yīng)當(dāng)增加中間繼電器和小容量控制器，增強(qiáng)可靠性。（7）將必要保護(hù)環(huán)節(jié)考慮在內(nèi)，避免操作失誤帶來(lái)的線路事故。

2.4應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)

（1）短路保護(hù)電氣控制線路中通常采用熔斷器、斷路器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)容量較小時(shí)可以講主電路的熔斷器作為在控制線路中的短路保護(hù)，不需要再設(shè)熔斷器進(jìn)行保護(hù)。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量大時(shí)就需要另設(shè)熔斷器作短路保護(hù)。斷路器在線路中既能做短路保護(hù)又可以當(dāng)過(guò)載保護(hù)，而電氣線路發(fā)生故障造成斷路器跳閘時(shí)，排除故障后可直接合上斷路器繼續(xù)工作。（2）過(guò)流保護(hù)啟動(dòng)方法錯(cuò)誤或是負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大都會(huì)熬制電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流故障。由于過(guò)電流較小，常用于直流電動(dòng)機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)控制線路。通過(guò)繼電器、接觸器相互配合將繼電器的線圈和主電路串聯(lián)，常閉觸頭和接觸器控制電路串聯(lián)。在電流達(dá)到整定值后斷開(kāi)常閉觸頭同時(shí)使繼電器繼續(xù)工作，同時(shí)切斷控制電源和電動(dòng)機(jī)電源進(jìn)行線路保護(hù)。（3）過(guò)載保護(hù)三相鼠籠電動(dòng)機(jī)會(huì)因?yàn)樨?fù)載增加、斷相動(dòng)作或電網(wǎng)電壓降低時(shí)引起過(guò)載，而電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行會(huì)造成過(guò)熱導(dǎo)致的絕緣損壞。因此通常采用熱繼電器作為鼠籠型電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。（4）零電源保護(hù)通常將并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕兩側(cè)的接觸器自鎖觸頭作為零電源保護(hù)。而主令控制器SA控制電動(dòng)機(jī)則通過(guò)零電壓繼電器實(shí)現(xiàn)。

篇（3）

可編程序控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用了可編程序的存儲(chǔ)器是將邏輯運(yùn)算、順序控制時(shí)序、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存儲(chǔ)器中，然后根據(jù)存儲(chǔ)的控制內(nèi)容，經(jīng)過(guò)模擬、數(shù)字等輸入輸出部件，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的裝置。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，可編程序控制器得到了迅速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，以滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的高效、高可靠性、高難度的自動(dòng)化要求。

現(xiàn)代機(jī)器向著高速度高效率高精度方向的發(fā)展，對(duì)機(jī)器制造業(yè)也提出了新的要求：機(jī)器零件的精度越來(lái)越高。同時(shí)，結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，特別是箱體零件具有孔系多的特點(diǎn)，它的加工除了本身又尺寸精度的要求外，還有形狀精度和孔系之間相對(duì)位置精度的要求。

鏜床主要用于加工精確的孔和各孔間的距離要求較為精確的零件。目前國(guó)內(nèi)使用鏜床90%都是使用繼電器-接觸器傳統(tǒng)的控制方式，這種方式使機(jī)械震動(dòng)噪聲大，接線復(fù)雜，維修工作量大。

孔加工一般可在鉆床、車床、鏜床、拉床、內(nèi)圓磨床上進(jìn)行，有些工件也在鏜床上加工。鏜床加工的特點(diǎn)是：主運(yùn)動(dòng)由刀具作旋轉(zhuǎn)來(lái)完成，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由主軸或工作臺(tái)的移動(dòng)來(lái)達(dá)到，并且可以通過(guò)鏜床工作臺(tái)的三個(gè)方向移動(dòng)，很方便、準(zhǔn)確地調(diào)整切削刀具與工件的相對(duì)位置。因此在鏜床上進(jìn)行鉆孔、鉸孔和鏜孔也是一種重要的加工方法。

本書選用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N—48MR PLC可編程序控制器對(duì)T68臥式鏜床的電器控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。在編寫過(guò)程中得到了許多同學(xué)們和老師的幫助和大力支持，并提出了許多寶貴意見(jiàn)和建議，在此向他們表示衷心的感謝。由于時(shí)間倉(cāng)促，加上編寫經(jīng)驗(yàn)不足，書中還難免有存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，在此懇切的希望指導(dǎo)教師提出批評(píng)和指正，以便進(jìn)一步修改和完善。

目錄

第一章 可編程序控制器的介紹----------------------5 1-1 可編程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作過(guò)程-------------------------9

1-4 PLC的主要技術(shù)指標(biāo)---------------------9

第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析

一、主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式----------------------11

二、電力拖動(dòng)方式及電氣控制要求--------------11

三、T68型鏜床的電氣控制線路分析------------12

第三章 T68臥式鏜床的PLC控制

一. 梯形圖編程語(yǔ)言--------------------------20

二. 助記符語(yǔ)言------------------------------21

三. PLC對(duì)T68臥式鏜床梯形圖的繪制----------21

四. PLC狀態(tài)表------------------------------22

五. 匯編語(yǔ)言--------------------------------25

元件明細(xì)表----------------------------------------28

總結(jié) --------------------------------------29

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（四）

指導(dǎo)教師：田林紅

一、設(shè)計(jì)題目用PLC對(duì)專用鏜孔機(jī)床的電氣控制設(shè)計(jì)（二）

二、設(shè)計(jì)的目的

1）掌握鏜孔機(jī)床加工動(dòng)作流程。

2）掌握機(jī)床電氣控制元件的選擇與計(jì)算方法。

3）掌握PLC選擇與應(yīng)用。

三、設(shè)計(jì)要求

一臺(tái)機(jī)床用于零件的鏜孔與鉸孔兩種工序加工，進(jìn)給速度分為快進(jìn)和一次和二次工進(jìn)，進(jìn)給采用液壓控制。主軸采用1500W電機(jī)，液壓系統(tǒng)是1000W電機(jī)。設(shè)計(jì)要求

1）主軸雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，停車采用反向制動(dòng)。

2）主軸加工采用兩地控制，必須液壓泵電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)。

3）有工作狀態(tài)指示及照明。

4）有必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖。

四、完成的任務(wù)

要求說(shuō)明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。

（1）設(shè)計(jì)與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（8000以上）

1）設(shè)計(jì)題目

2）控制原理說(shuō)明設(shè)計(jì)方案論證

3）主要器件選擇依據(jù)與計(jì)算

4）設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見(jiàn)

5）主要參考資料

第一章 可編程序控制器的介紹

1.1 可編程序控制器的概述

可編程序控制器（Programmable Logical Controller,簡(jiǎn)稱PLC)是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上，以微機(jī)處理器為核心，引入微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置。可編程序控制器在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)、輸入/輸出（I/O）接口以及用戶界面等方面都有獨(dú)特性。目前，可編程序控制器不僅具有繼電器控制系統(tǒng)所能完成的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)等控制功能，同時(shí)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模擬量控制、過(guò)程控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。

. 圖2 PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖 1.2.1. 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)

世界各國(guó)生產(chǎn)的可編程控制器外觀各異，但作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)大體相同，主要由中央處理器、存儲(chǔ)器

、I／O接口、電源及編程設(shè)備幾大部分構(gòu)成。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖2-1所示

1.中央處理器（CPU） 2.存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是可編程控制器的存放系統(tǒng)程序、用戶程序及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。和一般計(jì)算機(jī)一樣，可編程控制器的存儲(chǔ)器有只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)讀/寫存儲(chǔ)器（RAM）兩大類。只讀存儲(chǔ)器是用來(lái)保存那些需永久保存的程序的存儲(chǔ)器，即使機(jī)器掉電后其保存的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，一般為掩膜只讀存儲(chǔ)器和可編程電擦寫只讀存儲(chǔ)器。只讀存儲(chǔ)器用來(lái)存放系統(tǒng)程序。隨機(jī)讀/寫存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是寫入與擦除都很容易，但在掉電情況下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，一般用來(lái)存放用戶程序及系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)。

3.輸入/輸出接口

輸入/輸出接口是可編程控制器和工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)各類信號(hào)連接的部分。輸入口是用來(lái)接受生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)。輸出口是用來(lái)送出可編程控制器運(yùn)算后得出的控制信號(hào)，并通過(guò)機(jī)外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類控制。主要有以下幾中：

⑴ 開(kāi)關(guān)量輸入接口。

（2）開(kāi)關(guān)量輸出接口。

（3）模擬量輸入接口。

（4）模擬量輸出接口。

（5）智能輸入/輸出接口。

4．電源

可編程控制器的電源包括可編程控制器各工作單元供電的開(kāi)關(guān)電源及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源，后者一般為電池。

5.外部設(shè)備

(1) 編程器。可編程控制器的特點(diǎn)是它的程序是可變更的，能方便的加載程序，也可方便地修改程序，因此編程設(shè)備就成了可編程控制器工作中不可缺少的部分。可編程控制器的編程設(shè)備一般有兩類，一類專用編程器，有手持的，也有臺(tái)式的，還有的可編程控制器機(jī)身上自帶編程器，其中手持式的編程器攜帶方便適合工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；另一類是個(gè)人計(jì)算機(jī)，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行可編程控制器相關(guān)的編程軟件即可完成編程任務(wù)，借助軟件編程比較容易，一般是編好了以后再下載到可編程控制器中去。

（2）其他外部設(shè)備。PLC還可能配設(shè)其他一些外部設(shè)備。

①盒式磁帶機(jī)，用以記錄程序或信息。

②打印機(jī)，用以打印程序或制表。

③EPROM寫入機(jī)，用以將程序?qū)懭胗脩鬍PROM中。

④高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)，用以顯示或 監(jiān)視有關(guān)部分的運(yùn)行狀態(tài)。 與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。

PLC的基本工作如下:

(1)輸入現(xiàn)場(chǎng)信息:在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài);

(2)執(zhí)行程序:順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算:

(3)輸出控制信號(hào):根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。

上述過(guò)程執(zhí)行完后，又重新開(kāi)始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。

PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。

1-3、PLC的工作過(guò)程

圖4 PLC的工作過(guò)程

1.4 PLC的主要技術(shù)指標(biāo)

1. I/O(輸入/輸出)點(diǎn)數(shù)

如前所述，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是PLC組成控制系統(tǒng)時(shí)所能接入的輸入/輸出信號(hào)的最大數(shù)量，表示PLC組成系統(tǒng)時(shí)可能的最大規(guī)模。這里有個(gè)問(wèn)題要注意，在總的點(diǎn)數(shù)中，輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)總是按一定比例設(shè)置的，往往是輸入點(diǎn)數(shù)大于輸出點(diǎn)數(shù)，且輸入和輸出點(diǎn)數(shù)不相互代替。

2.應(yīng)用程序的存儲(chǔ)容量 3.掃描速度 另外，可編程控制器的可擴(kuò)展性、可靠性、易操作性及經(jīng)濟(jì)性等 指標(biāo)也是用戶關(guān)心的問(wèn)題。

第二章 T68型臥式鏜床的電氣控制線路分析

一、主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

鏜床的床身是一個(gè)整體鑄件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導(dǎo)軌上又安裝有鏜頭架，鏜頭架可沿垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。在鏜頭架里集中里裝有主軸、變速箱、進(jìn)給箱和操縱機(jī)構(gòu)等部件。切削刀具一般安裝在鏜軸前端的錐形孔里，或安裝在花盤的刀具溜板上。在切削過(guò)程中，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而花盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在他上面的刀具溜板可作垂直主軸軸線方向的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，鏜軸和花盤軸分別通過(guò)各自的傳動(dòng)鏈傳動(dòng)，可以獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)。后立柱位于鏜床床身的另一端 ，后立柱上的尾座用來(lái)支撐裝夾在鏜軸上的鏜桿末端，它與鏜頭架同時(shí)升降，兩者的軸線始終在同一水平直線上。根據(jù)鏜桿的長(zhǎng)短，可通過(guò)后立柱沿床身水平導(dǎo)軌的移動(dòng)來(lái)調(diào)整前、后立柱之間的距離。

有以上分析可知，T68型臥式鏜床運(yùn)動(dòng)形式為：

（1）主運(yùn)動(dòng) 鏜軸和花盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

（2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 鏜軸是軸向進(jìn)給、花盤上刀具的徑向進(jìn)給、鏜頭架的垂直進(jìn)給、工作臺(tái)的橫向和縱向進(jìn)給。

（3）輔助運(yùn)動(dòng) 工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)、后立柱的軸向水平移動(dòng)、尾座的垂直移動(dòng)及各部分的快速移動(dòng)。

二、電力拖動(dòng)方式及電氣控制要求 T68型臥式鏜床的電氣控制要求如下：

（1）為了擴(kuò)大調(diào)速范圍和簡(jiǎn)化機(jī)床的傳動(dòng)裝置，本機(jī)采用機(jī)電聯(lián)合調(diào)速，使用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)M1作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其繞組接法為/YY。

（2）主軸或進(jìn)給變速時(shí)，為了便于齒輪之間的嚙合，要有變速?zèng)_動(dòng)。

（3）為了適應(yīng)調(diào)整的需要，要求主軸電動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行正、反向旋轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)操作

（4）為了快速準(zhǔn)確地停車，要求主軸電動(dòng)機(jī)具有制動(dòng)過(guò)程，本機(jī)床采用反接制動(dòng)方式。

（5）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2應(yīng)能進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)操作。

（6）工作臺(tái)或鏜頭架的自動(dòng)進(jìn)給與主軸或花盤刀架的自動(dòng)進(jìn)給不能同時(shí)進(jìn)行，兩者之間應(yīng)有連鎖保護(hù)。

三、T68型鏜床的電氣控制線路分析

T68鏜床的電氣控制原理圖如下圖所示。

(一)主電路分析 快速電動(dòng)機(jī)M2由接觸器KM6和KM7控制其正、反轉(zhuǎn)，用熔斷器FU2作其短路保護(hù)。

（二）控制電路分析

1.主軸電動(dòng)機(jī)M1的正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)控制 當(dāng)要求主軸低速運(yùn)行時(shí)，將速度選擇手柄置于低速擋，此時(shí)與速度選擇手柄有關(guān)聯(lián)的行程開(kāi)關(guān)SQ不受壓，SQ觸頭斷開(kāi)。若使主軸電動(dòng)機(jī)M1正向運(yùn)行，可按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB2，此時(shí)，中間繼電器KA1通電并自鎖，KA1常開(kāi)觸頭閉合，使接觸器KM3通電，短接電阻R，KA1常開(kāi)觸頭閉合，使得接觸器KM1，KM4相繼通電。主軸電動(dòng)機(jī)M1在接法下全壓起動(dòng)并運(yùn)行（低速）。此時(shí)，KA1，KM1，KM3，KM4通電。 KM4線圈的通電電流線路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點(diǎn)3SQ5（3－4）常閉觸點(diǎn)4KM1（4－14）常開(kāi)觸點(diǎn)14KT（14－23）常閉觸點(diǎn)23KM5（23－24）常閉觸點(diǎn)24KM4線圈PE。 若要求主軸高速運(yùn)行時(shí)。將速度選擇手柄置于高速擋，此時(shí)行程開(kāi)關(guān)SQ壓下，使SQ觸頭（12－13）閉合。這樣，在接觸器KM3通電的同時(shí)，時(shí)間繼電器KT也通電。于是，主軸電動(dòng)機(jī)M1在低速擋起動(dòng)并經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，時(shí)間繼電器通電延時(shí)時(shí)常閉觸頭KT（14－23）斷開(kāi)，通電延時(shí)閉合觸頭KT（14－21）閉合，分別使接觸器KM4斷電，接觸器KM5、KM8通電。從而使主軸電動(dòng)機(jī)M1由低速接法自動(dòng)切換成高速YY接法。構(gòu)成了雙速電動(dòng)機(jī)按低速擋起動(dòng)再自動(dòng)切換成高速擋運(yùn)行的自動(dòng)控制環(huán)節(jié)。正向高速運(yùn)行時(shí)，KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通電。KM5,KM8線圈的通電電流通路為： 2.主軸電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)時(shí)，按SB4,KM1,KM4接通，接觸器KM1線圈的通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點(diǎn)3SQ5（3－4）常閉觸點(diǎn)4SB1（4－5）常閉觸點(diǎn)5SB4（5－15）常開(kāi)觸點(diǎn)15KM2（15－16）常閉觸點(diǎn)16KM1線圈PE。 3.主軸電動(dòng)機(jī)的停車與制動(dòng)

主軸電動(dòng)機(jī)M1在運(yùn)行中，可以通過(guò)按下停止按鈕SB1來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)M1的自然停止或反接制動(dòng)（將SB1按到底）。

以主軸電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行在低速正轉(zhuǎn)狀態(tài)為例，此時(shí)中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4均通電吸合，速度繼電器的常開(kāi)觸頭KS1-1（14－19）閉合，為正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。

當(dāng)需要自然停止停車時(shí)，輕按下停止按鈕SB1（4－5），其常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，使中間繼電器KA1、接觸器KM3,KM1,KM4相繼斷電釋放，切斷了主軸電動(dòng)機(jī)M1正向電源。主軸電動(dòng)機(jī)M1自然停止。 此 時(shí)，KM4線圈通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點(diǎn)3SQ5（3－4）常閉觸點(diǎn)4KM2（4－14）常開(kāi)觸點(diǎn)14KT（14－23）常閉觸點(diǎn)23KM5（23－24）常閉觸點(diǎn)24KM4線圈PE。 若主軸電動(dòng)機(jī)M1已運(yùn)行在高速正轉(zhuǎn)狀態(tài)下，按下停止按鈕SB1,可實(shí)現(xiàn)自然停車和反接制動(dòng)停車，反接制動(dòng)時(shí)，SB1（4－5）斷開(kāi)，中間繼電器KA1、接觸器KM3、時(shí)間繼電器KT、接觸器KM1、接觸器KM5,KM8相繼斷電，SB1（4－14）閉合則使接觸器KM2通電，接觸器KM4通電。于是主軸電動(dòng)機(jī)M1串入反接制動(dòng)電阻，繞組接成接法，進(jìn)行低速反接制動(dòng)，直至速度繼電器常開(kāi)觸頭KS1-1（14－19）釋放，反接制動(dòng)結(jié)束。電流通路同上。要注意的是：在進(jìn)行制動(dòng)停車操作時(shí)，應(yīng)該將停止按鈕SB1按到底，否則將無(wú)法接通反接制動(dòng)回路，只能實(shí)現(xiàn)自然停車。

4.主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速控制

T68型臥式鏜床主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速，是通過(guò)變速操縱盤實(shí)現(xiàn)的。他急既可以在主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)未起動(dòng)前預(yù)選速度，也可以在運(yùn)行中進(jìn)行變速。 若主軸在正轉(zhuǎn)運(yùn)行中需要變速，可將主軸變速操縱手柄向外拉出，這時(shí)行程開(kāi)關(guān)SQ1不在受壓，其常開(kāi)觸頭SQ1（5－10）斷開(kāi)接觸器KM3,KM1,接觸器KM2經(jīng)行程開(kāi)關(guān)SQ1（4－14）的常閉觸頭、速度繼電器常開(kāi)觸頭KS1-1（14－19）而通電吸合，使主軸電動(dòng)機(jī)M1定子串入電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)。接觸器KM2線圈的通電電流通路為：1FU3（1－2）2FR（2－3）常閉觸點(diǎn)3SQ5（3－4）常閉觸點(diǎn)4SQ1-1（4－14）常開(kāi)觸點(diǎn)14KS1-1（14－19）常開(kāi)觸點(diǎn)19KM1（19－20）常閉觸點(diǎn)20KM2線圈PE。若主軸電動(dòng)機(jī)M1原來(lái)運(yùn)行在低速擋，則此時(shí)接觸器KM4仍保持通電，接觸器KM3,KM1斷電，接觸器KM2通電，主軸電動(dòng)機(jī)M1接成，串入電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)。若主軸電動(dòng)機(jī)M1原來(lái)運(yùn)行在高速擋，則此時(shí)有時(shí)間繼電器KT的觸頭將繞組YY接自動(dòng)切換成接法，低速串入電阻R進(jìn)行反接制動(dòng)。隨后轉(zhuǎn)動(dòng)變速盤，選擇所需要的速度，最后將變速操縱手柄推回原位。

如果變速齒輪不能嚙合而造成變速手柄推不動(dòng)，則此時(shí)行程開(kāi)關(guān)SQ2受壓，其常開(kāi)觸頭SQ2（17－15）閉合，接觸器KM1經(jīng)速度繼電器常閉觸頭KS1-1（14－17）、行程開(kāi)關(guān)SQ1常閉觸頭（4－14） 接通電源，同時(shí)接觸器KM4通電，使主軸電動(dòng)機(jī)M1定子串入電阻R,繞組接成在低速擋起動(dòng)。接觸器KM1線圈的通電電流通路為： 當(dāng)轉(zhuǎn)速升到速度繼電器KS1的動(dòng)作值時(shí)，其常閉觸頭KS1-2（14－17）斷開(kāi)，使接觸器KM1斷電釋放；另一速度繼電器常開(kāi)觸頭 KS1-1（14－19）閉合，使接觸器KM2通電吸合，對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)M1進(jìn)行反接制動(dòng)，使轉(zhuǎn)速下降。當(dāng)?shù)竭_(dá)速度繼電器KS1的釋放值時(shí)，其常開(kāi)觸頭KS1-1（14－19）斷開(kāi)，常閉觸頭KS1-2（14－17）閉合，反接制動(dòng)結(jié)束。 2. 在進(jìn)給變速時(shí)，首先將進(jìn)給變速操縱手柄向外拉出，然后轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給變速盤，選擇所需要的進(jìn)給速度，最后將變速操縱手柄推回原位。在拉出變速操縱手柄時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ3釋放，而行程開(kāi)關(guān)SQ4受壓。推回手柄時(shí)的壓合情況正好相反。如果變速齒輪不能嚙合而造成進(jìn)給變速手柄推不動(dòng)，則主軸電動(dòng)機(jī)M1處于間歇起動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)，獲得變速時(shí)的低速?zèng)_動(dòng)，直到變速操縱手柄能推回原位為止。整個(gè)過(guò)程和主軸變速控制相同，其控制電路不再另行分析。由于變速過(guò)程中KA1或KA2一直保持自鎖，從而記憶了變速前的主軸方向，保證變速后M1仍按原來(lái)的方向起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.鏜頭架、工作臺(tái)快速移動(dòng)的控制

鏜頭架和工作臺(tái)等部件各方向的快速移動(dòng)由快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，通過(guò)快速移動(dòng)操作手柄來(lái)控制，而移動(dòng)方向則由位于工作臺(tái)前方的操作手柄進(jìn)行預(yù)選。當(dāng)扳動(dòng)快速操作手柄時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ7或SQ8被壓合，接觸器KM7或KM6通電，使快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。當(dāng)快速操作手柄復(fù)位時(shí)，行程開(kāi)關(guān)SQ7或SQ8不再受壓，接觸器KM7或KM6斷電釋放，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M2停止旋轉(zhuǎn)，快速移動(dòng)過(guò)程結(jié)束。

第三章 T68鏜床的PLC控制

PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言、布兒代數(shù)語(yǔ)言等。其中前兩種語(yǔ)言用得較多，流程圖語(yǔ)言也在許多場(chǎng)所被采用。本章僅介紹梯形圖語(yǔ)言和助記符語(yǔ)言的編程及特點(diǎn)。

一. 梯形圖編程語(yǔ)言

1.梯形圖與繼電控制的區(qū)別

梯形圖結(jié)構(gòu)沿用繼電控制原理圖的形式，采用了常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈和功能塊等結(jié)構(gòu)的圖形語(yǔ)言。對(duì)于同一控制電路，繼電 控制原理圖和梯形圖的輸入/輸出信號(hào)基本相同，控制過(guò)程等效。二者的區(qū)別在于繼電控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時(shí)器，靠硬件連接組成控制線路，而PLC梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，靠軟件實(shí)現(xiàn)控制。

因此，PLC的使用具有很高的靈活性，程序修改過(guò)程非常方便。圖3-1所示是一個(gè)繼電器線路圖和與其等效的PLC梯形圖 二. 助記符語(yǔ)言

助記符語(yǔ)言是PLC的命令語(yǔ)句表達(dá)式。用梯形圖編程雖然直觀、簡(jiǎn)便，但要求PLC配置較大的顯示器方可輸入圖形符號(hào)，這在有些小型機(jī)上常難以滿足，故需借助助記符語(yǔ)言。應(yīng)該指出的是，不同型號(hào)的PLC其助記符語(yǔ)言也不相同，但其基本原理相近的。編程時(shí)，一般先根據(jù)要求編制梯形圖，然后再根據(jù)梯形圖轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言。

三. PLC對(duì)T68鏜床梯形圖的繪制

四. PLC狀態(tài)表

分類 用途及名稱 元件代號(hào) PLC數(shù)據(jù) 備注

輸

入

信

號(hào)

正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕

反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕

正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕

反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕

停止按鈕 SBI 1101 按鈕在設(shè)計(jì)中選用了“11”通道繼電器 SB3 1103

SB4 1104

SB5 1105

高低速轉(zhuǎn)換限位開(kāi)關(guān)

主軸變速限位開(kāi)關(guān)

主軸變速限位開(kāi)關(guān)

進(jìn)給變速限位開(kāi)關(guān)

進(jìn)給變速限位開(kāi)關(guān)

快移電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)

快移電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)限位開(kāi)關(guān)

速度繼電器正向觸點(diǎn)

速度繼電器反向觸點(diǎn) SQ 1000 限位開(kāi)關(guān)和速度繼電器在設(shè)計(jì)中選用了PLC“10”通道輸入繼電器

SQ1 1001 SQ3 1003

SQ4 1004

SQ7 1007

SQ8 1008

KV1 1011 主軸箱與工作臺(tái)進(jìn)給互鎖限位開(kāi)關(guān)

主軸箱與工作臺(tái)進(jìn)給互鎖限位開(kāi)關(guān)

熱繼電器常閉觸點(diǎn) SQ5 - 未進(jìn)PLC

SQ6 -

FR1 -

主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)起停接觸器 KM2 2002 輸出信號(hào)選用的是“20”通道的輸出繼電器

輸

出

信

號(hào)

主軸電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)接觸器

主軸電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)接觸器

主軸電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)接觸器

短接限流電阻接觸器

快速電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器

快速電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 KM6 2006

KM7 2007

KM8 2008

KM3 2003

KM4 2004

KM5 2005

中

間

繼

電

器 主電機(jī)正轉(zhuǎn)中間繼電器

主電機(jī)反轉(zhuǎn)中間繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器

PLC內(nèi)部輔助繼電器 KA1 3001 中間繼電器選用了“30”通道和“40”通道

KA2 3002

- 3005

- 4000

- 4001

- 4002

- 4003

- 4004

時(shí)間繼電器 主電機(jī)高速延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間繼電器聯(lián)結(jié)防電弧延時(shí)時(shí)間繼電器 KT1

- 5000

5001 延時(shí)5S

延時(shí)1S

五 匯編語(yǔ)言：

序號(hào) 指令 代號(hào) 序號(hào) 指令 代號(hào) 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003

005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001

008 OR 3002 029 ILC

009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002

014 AND 1001 035 OUT 3005

015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002

018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001

044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002

047 LD 3005 068 LDI 1007

048 ANI 5000 069 AND 1008

049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007

052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005

055 LD 5001 END

056 ANI 2006

057 OUT 2007

058 OUT 2008

059 LD 4000

060 OR 4002

061 OR 4003

062 ANI 2002

063 OUT 2001

元件明細(xì)一覽表

符號(hào) 數(shù)量 名稱及用途

M1 1 主電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

M2 1 快速移動(dòng)用電機(jī)

Q 1 空氣開(kāi)關(guān)，限流、欠壓保護(hù) KM3 1 限流電阻短路用接觸器

KM4、KM5 2 快速電機(jī)正反轉(zhuǎn)用接觸器

KM6、KM7 3 主電動(dòng)機(jī)高低速轉(zhuǎn)換用接觸器 SB3、SB4 2 主電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕

SB5 1 主電動(dòng)機(jī)停止用按鈕

Kn 1 主電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)制動(dòng)用速度繼電器

總結(jié)

隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于 做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師田林紅對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。

1、《工廠電氣控制技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社 主編 方承遠(yuǎn)

2、《工廠電氣控制設(shè)備》機(jī)械工業(yè)出版社 主編 許廖

3、《機(jī)床電氣控制技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王炳實(shí)

篇（4）

1控制理論基礎(chǔ)

1．1回路增益

對(duì)于一般負(fù)反饋控制系統(tǒng)，其閉環(huán)系統(tǒng)方框圖如圖1所示。閉環(huán)傳遞函數(shù)C（s)/R(s)=G(s)/[1+G(s)H(s)]，其特征方程式為F(s)=1＋G(s)H(s)=0，特征方程式的根即為系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)。由此方程式可以看出G(s)H(s)項(xiàng)，其包含了所有關(guān)于閉環(huán)極點(diǎn)的信息，一般稱G(s)H(s)為回路增益。實(shí)際應(yīng)用中，可通過(guò)對(duì)回路增益Bode圖的分析來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求。

1．2Bode定理

Bode定理對(duì)于判定所謂最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及求取穩(wěn)定裕量是十分有用的。其內(nèi)容如下：

1）線性最小相位系統(tǒng)的幅相特性是一一對(duì)應(yīng)的，具體地說(shuō)，當(dāng)給定整個(gè)頻率區(qū)間上的對(duì)數(shù)幅頻特性（精確特性）的斜率時(shí)，同一區(qū)間上的對(duì)數(shù)相頻特性也就被唯一地確定了；同樣地，當(dāng)給定整個(gè)頻率區(qū)間上的相頻特性時(shí)，同一區(qū)間上的對(duì)數(shù)幅頻特性也被唯一地確定了；

2）在某一頻率（例如剪切頻率ωc）上的相位移，主要決定于同一頻率上的對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率；離該斜率越遠(yuǎn)，斜率對(duì)相位移的影響越小；某一頻率上的相位移與同一頻率上的對(duì)數(shù)幅頻特性的斜率的大致對(duì)應(yīng)關(guān)系是，±20ndB/dec的斜率對(duì)應(yīng)于大約±n90°的相位移，n=0，1，2，…。

例如，如果在剪切頻率ωc上的對(duì)數(shù)幅頻特性的漸進(jìn)線的斜率是－20dB/dec，那么ωc上的相位移就大約接近－90°；如果ωc上的幅頻漸近線的斜率是－40dB/dec，那么該點(diǎn)上的相位移就接近－180°。在后一種情況下，閉環(huán)系統(tǒng)或者是不穩(wěn)定的，或者只具有不大的穩(wěn)定裕量。

在實(shí)際工程中，為了使系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)南辔辉Ａ浚@樣設(shè)計(jì)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，即使幅頻漸近線以－20dB/dec的斜率通過(guò)剪切點(diǎn)，并且至少在剪切頻率的左右，從ωc/4到2ωc的這段頻率范圍內(nèi)保持上述漸近線斜率不變。

2逆變器電壓環(huán)傳遞函數(shù)（建模）

一個(gè)逆變器的直流輸入電壓24V，交流輸出電壓110V，頻率400Hz，電路開(kāi)關(guān)頻率40kHz，功率500W。其控制至輸出整個(gè)電壓環(huán)的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。現(xiàn)求其回路增益。

2．1驅(qū)動(dòng)信號(hào)d（s）至輸出Vo?s）的傳遞函數(shù)

1）驅(qū)動(dòng)信號(hào)d為SPWM脈沖調(diào)制波，加在IGBT管的柵極（G）上，而輸入母線電壓Vin加在管子的集電極（C）和發(fā)射極（E）兩端，根據(jù)圖2所示結(jié)構(gòu)，輸出電壓Vd與驅(qū)動(dòng)d之間相差一個(gè)比例系數(shù)，設(shè)為K1，則K1=。在具體的逆變器電路中，母線電壓Vin為±200V，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為12V，代入可得K1=400/12=33.33。2）LC低通濾波網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)推導(dǎo)可得=Vo(s)/Vo''''(s)=1/(s2LC+1)，其中L=3mH，C=2μF。

綜上，驅(qū)動(dòng)信號(hào)d（s）至輸出Vo（s）的傳遞函數(shù)為Vo(s)/d(s)=G1(s)=K1/(s2LC+1)；

2．2輸出Vo（s）至反饋信號(hào)B（s）的傳遞函數(shù)H（s）

1）輸出電壓采樣變壓器的傳遞函數(shù)為一個(gè)比例系數(shù)，即其變比，設(shè)為K2，即V''''o(s)/Vo(s)=K2，具體電路中，K2=18/110=0.164。

2）電阻電容分壓網(wǎng)絡(luò)如圖2虛線框所示，其傳遞函數(shù)為=B(s)/V''''o(s)=1/(sR1C2+R1/R2+1)，其中R1=820Ω，R2=5.1kΩ，C2=10nF。

綜上，Vo（s）至B（s）的傳遞函數(shù)H(s)=B(s)/Vo(s)=K2/(sR1C2+R1/R2+1)；

2.3脈寬調(diào)制器（PWM）傳遞函數(shù)Gd(s)

一般PWM調(diào)制器的傳遞函數(shù)為Gd(s)==，其中Vm為三角波最大振幅。在具體電路中，反饋信號(hào)與基準(zhǔn)正弦波信號(hào)送入差動(dòng)放大器，輸出誤差信號(hào)再與標(biāo)準(zhǔn)三角波比較，生成SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此處所用三角波的振幅為Vm=3V。

綜上，在未加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)之前，整個(gè)回路增益為

G（s）=G1(s)H(s)Gd(s)

=K1/(s2LC+1)[K2/(sR1C2+R1/R2+1)(1/Vm)

=1.569/[(6×10-9s2+1)(7×10-6s+1)

繪制其幅頻Bode圖，如圖3所示。

3補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

由前述Bode定理，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)加入后的回路增益應(yīng)滿足，幅頻漸近線以－20dB/dec的斜率穿過(guò)剪切點(diǎn)（ωc點(diǎn)），并且至少在剪切頻率左右從到2ωc的范圍內(nèi)保持此斜率不變。

由此要求，首先選擇剪切頻率。實(shí)際應(yīng)用中，選fc=fs/5為宜，其中fs為逆變器工作頻率或開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)頻率。具體逆變器中，開(kāi)關(guān)頻率為40kHz，則fc=40/5=8kHz。

在未加補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)之前的回路增益Bode圖如圖3所示，在fc=8kHz處的增益為－20.17dB，由此，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足如下條件，即在fc=8kHz處的增益為＋20.17dB，斜率為＋20dB/dec，而且，此斜率在fc/4=2kHz與2fc=16kHz（取15kHz）的范圍內(nèi)保持不變。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的Bode圖如圖4所示（幅頻）。

由圖4可得：f1=2kHz處，G(ω)=20lg(2πf1)=8.129dB或者2.55（倍數(shù)）=AV1，f2=15kHz處，G(ω)=20lg(2πf2)=25.63dB或者19.12（倍數(shù)）=AV2，兩個(gè)零值對(duì)應(yīng)頻率為fz1=fz2=2kHz，一個(gè)極值在fp1=15kHz處，另一個(gè)極值在fp2=20kHz處。考慮選用如圖5所示補(bǔ)償放大器時(shí)，其電阻電容參數(shù)值可計(jì)算如下：

取R3=5.1kΩ，R0=39kΩ，則R2=R3AV2=97.5kΩ，C2=1/(2πfp2R2)=81.6pF，C1==816pF，R1=1/(2πfp1R3)=39kΩ，C3=π=2040pF。

實(shí)際電路中，取R2=100kΩ，C2=100pF，C1=800pF，R1=39kΩ，C3=2200pF。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

篇（5）

1 引言

隨著可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來(lái)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)。基于此，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。

本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過(guò)程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。

2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述

2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能

數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過(guò)近1000萬(wàn)臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1） 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制；

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無(wú)需人工手動(dòng)干預(yù)；

（3） 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等；

（4） 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無(wú)人值守的目的。

2.2 電氣化改造的總體方案

結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：

（1） 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。

（ 2）下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存；另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來(lái)自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。

（3） 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。

3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 底層設(shè)備

底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)；其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

3.1.2 本地PLC站

本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作；另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來(lái)自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過(guò)對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器（比如電機(jī)）的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。

3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端

遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開(kāi)發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能。

基于PLC的數(shù)控車床電氣自動(dòng)化改造框圖

3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過(guò)上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開(kāi)關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過(guò)接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過(guò)繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。

4 結(jié)語(yǔ)

篇（6）

電氣控制及PLC應(yīng)用課程是電氣控制及自動(dòng)化專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，在工業(yè)自動(dòng)化控制、智能儀器儀表、精密加工、數(shù)控機(jī)床以及機(jī)電一體化技術(shù)等領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。本課程是浙江工業(yè)大學(xué)（我校）電氣工程及自動(dòng)化教育專業(yè)和機(jī)械工程及自動(dòng)化教育的專業(yè)必修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)電氣控制和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)基本知識(shí)外，還以提高學(xué)生的素質(zhì)和全面能力為宗旨。具體教學(xué)要求是熟悉常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及應(yīng)用，掌握繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計(jì)能力，掌握典型電氣控制電路的分析和設(shè)計(jì)方法，掌握可編程控制器的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，熟練掌握基本邏輯指令的應(yīng)用，掌握步進(jìn)順控指令編程方法及應(yīng)用，了解PLC網(wǎng)絡(luò)及通訊基本知識(shí)，繼電接觸器控制系統(tǒng)基本分析能力，特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力，重點(diǎn)是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術(shù)、通信模式及調(diào)試技巧。

項(xiàng)目教學(xué)是以項(xiàng)目實(shí)施為主線有效組織理論和實(shí)踐知識(shí)，師生共同實(shí)施并完成一個(gè)“項(xiàng)目”為主要學(xué)習(xí)方式的教學(xué)活動(dòng)，是建立在建構(gòu)主義和情景學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上體現(xiàn)行動(dòng)導(dǎo)向教育理念的教學(xué)方法，將傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿身?xiàng)目、職業(yè)體驗(yàn)和解決問(wèn)題為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)模式，在職業(yè)教育的專業(yè)課程教學(xué)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)必要的理論知識(shí)及掌握必備的專業(yè)技能，突出知識(shí)的學(xué)習(xí)服務(wù)于職業(yè)能力的建構(gòu)。

一、電氣控制及PLC應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)模塊

實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)，項(xiàng)目的選取要具有典型性、代表性和全面性，以往的教學(xué)選取的項(xiàng)目經(jīng)常基于小項(xiàng)目來(lái)教學(xué)，僅能說(shuō)明一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或某個(gè)問(wèn)題，綜合知識(shí)無(wú)法體現(xiàn)，這樣各知識(shí)點(diǎn)之間彼此孤立，章節(jié)的聯(lián)系比較匱乏，彼此的知識(shí)點(diǎn)無(wú)法連貫，邏輯關(guān)系無(wú)法得到梳理，不能對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行鍛煉。然而學(xué)生畢業(yè)后往往面對(duì)的是比較綜合的工程項(xiàng)目，而他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)是孤立的，面對(duì)綜合設(shè)計(jì)一個(gè)項(xiàng)目不知道從何處下手，尤其是既需要分析、設(shè)計(jì)又要安裝調(diào)試的復(fù)雜的項(xiàng)目無(wú)從下手了。學(xué)生不能立即投入到生產(chǎn)實(shí)踐中，無(wú)奈還要從頭學(xué)起。

基于以上的問(wèn)題，在展開(kāi)項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施過(guò)程中，選取一個(gè)比較綜合典型的真實(shí)項(xiàng)目——節(jié)能環(huán)保中水回用水處理廠智能控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。參照教學(xué)大綱和緊扣教材內(nèi)容，根據(jù)項(xiàng)目組成設(shè)計(jì)以下主要教學(xué)模塊：（1）項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施前準(zhǔn)備工作及模擬招投標(biāo)介紹；（2）中水回用水廠供配電介紹及用電安全；（3）中水回用水廠的用到的低壓電器設(shè)備教學(xué)及知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)；（4）提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房?jī)x器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；（5）提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、反沖泵、送水泵的不同啟動(dòng)形式設(shè)計(jì)；（6）S7-200（含7個(gè)從站）和S7-300（含2個(gè)主站）PLC設(shè)計(jì)及編程；（7）主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實(shí)現(xiàn)；（8）主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機(jī)系統(tǒng)組態(tài)；（9）整個(gè)中水回用系統(tǒng)與Intenet通信；（10）項(xiàng)目的竣工及驗(yàn)收—課程總結(jié)。隨著自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展，該課程涉及到許多新知識(shí)、新技術(shù)領(lǐng)域。我們以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)為突破口，以創(chuàng)新為契機(jī)，構(gòu)建以項(xiàng)目為載體的理論實(shí)踐一體化教學(xué)模式，符合技術(shù)師范本科專業(yè)的培養(yǎng)特點(diǎn)和定位，既要具備工程性，又要具備師范性，通過(guò)課程和專業(yè)訓(xùn)練使學(xué)生成為具有“講師”、“工程師”等知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)的“雙師型”人才。

二、項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

1.項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動(dòng)化教育和機(jī)械工程及自動(dòng)化教育的專業(yè)崗位對(duì)電氣方面的知識(shí)和技能需求為目標(biāo)，以就業(yè)單位人才需要為基準(zhǔn)，結(jié)合技術(shù)師范培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)選擇教材。以現(xiàn)行主流PLC為參考，以必需、實(shí)用知識(shí)為主，加強(qiáng)學(xué)生電氣控制技能的培養(yǎng)，教材的內(nèi)容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)、可編程控制器基礎(chǔ)、S7-200PLC的系統(tǒng)配置及質(zhì)量系統(tǒng)、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統(tǒng)配置與編程及通信及網(wǎng)絡(luò)等；被選取的項(xiàng)目與教材結(jié)合緊密，涵蓋的知識(shí)比較吻合，也是現(xiàn)在自動(dòng)化行業(yè)及大學(xué)競(jìng)賽的主流技術(shù)。

（2）項(xiàng)目實(shí)施前，先完成模擬投標(biāo)及中標(biāo)過(guò)程，讓學(xué)生明白項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中必經(jīng)的流程和步驟，體會(huì)真實(shí)項(xiàng)目的投標(biāo)中標(biāo)和方案實(shí)施的過(guò)程。標(biāo)書設(shè)計(jì)就是按項(xiàng)目模塊來(lái)分類，每進(jìn)行一個(gè)模塊就是完成標(biāo)書方案中的一部分。 　（3）項(xiàng)目教學(xué)模塊借助組態(tài)軟件給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)圖，標(biāo)出了每個(gè)模塊應(yīng)完成的項(xiàng)目任務(wù)，根據(jù)模塊工作量和知識(shí)的多少合理安排課時(shí)。每個(gè)模塊預(yù)先提出問(wèn)題，讓學(xué)生先思考，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮與創(chuàng)新，根據(jù)學(xué)生人數(shù)，恰當(dāng)分組，每組模擬為一個(gè)施工團(tuán)隊(duì)，選出隊(duì)長(zhǎng)，由其對(duì)整個(gè)組的人員進(jìn)行協(xié)調(diào)分工，課前每組先設(shè)計(jì)一套實(shí)施項(xiàng)目模塊的方案，課間展開(kāi)討論，老師甄別或指出最佳方案及實(shí)施方法，課后留給學(xué)生擴(kuò)展的空間。

（4）對(duì)要完成的項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)要提出具體要求。如基本的工廠供配電；常用的低壓電器；基本的電氣控制及啟動(dòng)方式；電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制；PLC編程、通信、組態(tài)等。課后要求學(xué)生提交項(xiàng)目教學(xué)實(shí)訓(xùn)報(bào)告，電子圖紙，學(xué)生團(tuán)隊(duì)自己評(píng)價(jià)，教師講評(píng)驗(yàn)收。

（5）師生共要明確項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中要重點(diǎn)鍛煉和加強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)。力求既全面又重點(diǎn)突出，能最大限度的鍛煉技能；對(duì)于項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可能遇到的難點(diǎn)，要及時(shí)為學(xué)生重點(diǎn)講解及輔助突破。

（6）每個(gè)項(xiàng)目模塊怎么實(shí)施，什么時(shí)間實(shí)施計(jì)劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學(xué)生完成各個(gè)項(xiàng)目模塊的實(shí)施內(nèi)容及計(jì)劃表，開(kāi)學(xué)二周制定好計(jì)劃，同時(shí)要及時(shí)拓展學(xué)生視野，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定良好激勵(lì)機(jī)制和完善的管理制度，立爭(zhēng)協(xié)調(diào)高效的完成項(xiàng)目任務(wù)。

三、項(xiàng)目教學(xué)具體實(shí)施

（1）在理論教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用電機(jī)拖動(dòng)及自動(dòng)控制原理的基礎(chǔ)知識(shí)，分析PLC專業(yè)課程編程內(nèi)容，強(qiáng)化閉環(huán)控制模型知識(shí)的掌握，使學(xué)生能在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中體會(huì)PLC的智能控制思路。

（2）強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，以實(shí)際的節(jié)能環(huán)保中水回用水廠電氣設(shè)備的基本功能、結(jié)構(gòu)組成及電路工作原理的分析為重點(diǎn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析復(fù)雜的實(shí)際電氣設(shè)備的工作原理，具備識(shí)讀電路圖、繪制電路圖、設(shè)計(jì)電路圖的能力。在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生安裝、調(diào)試、維修及維護(hù)自動(dòng)化常用電氣設(shè)備的能力。對(duì)重點(diǎn)應(yīng)用知識(shí)在實(shí)訓(xùn)室訓(xùn)練，學(xué)生自評(píng)，教師嚴(yán)格考評(píng)，直到達(dá)到教學(xué)目標(biāo)為止。

（3）教師將自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際搜集的智能電氣設(shè)備及相關(guān)資料補(bǔ)充到課堂中，并從網(wǎng)絡(luò)搜索相關(guān)智能電氣控制系統(tǒng)新技術(shù)，利用組態(tài)軟件做成展示項(xiàng)目，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示工程項(xiàng)目的技術(shù)細(xì)節(jié)，如煤礦絞車提升系統(tǒng)、遠(yuǎn)程恒壓供水系統(tǒng)、電廠脫硫智能控制系統(tǒng)等，使學(xué)生直觀、方便地學(xué)到先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)。

（4）將計(jì)算機(jī)輔助軟件的使用引入教學(xué)中，如Pro/e繪制電氣原理圖，SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態(tài)6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等，使學(xué)生既學(xué)到知識(shí)的理論知識(shí)也拓展了知識(shí)面，使他們明白現(xiàn)代化的電氣控制系統(tǒng)是很多先進(jìn)技術(shù)協(xié)調(diào)服務(wù)和集成的綜合效果。

四、教學(xué)考評(píng)方法

（1）設(shè)置學(xué)生自我評(píng)價(jià)機(jī)制，其包括學(xué)生自我評(píng)分，也包括組長(zhǎng)對(duì)每個(gè)成員的打分。

（2）設(shè)計(jì)項(xiàng)目教學(xué)驗(yàn)收表格，細(xì)化子項(xiàng)目注意事項(xiàng)的考評(píng)。

（3）每人必須對(duì)項(xiàng)目調(diào)試通過(guò)，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

篇（7）

0 引言

自20世紀(jì)90年代以來(lái)，采礦設(shè)備的發(fā)展日新月異，世界上采礦設(shè)備生產(chǎn)巨頭們像卡特彼勒、小松、久益環(huán)球、利勃海爾等公司紛紛推出自己的各種新產(chǎn)品，這些新的產(chǎn)品共同的特點(diǎn)是不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新元件時(shí)還廣泛應(yīng)用新的控制技術(shù)，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)在于增加產(chǎn)品的電、液技術(shù)含量，應(yīng)運(yùn)更先進(jìn)的電氣、液壓控制系統(tǒng)和更先進(jìn)、靈敏的原件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)操作的優(yōu)化。現(xiàn)在越來(lái)越多的控制技術(shù)和控制理論開(kāi)始應(yīng)運(yùn)到前裝機(jī)上，如變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器控制技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用在控制精確度和效率上使前裝機(jī)達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度。

節(jié)能減排技術(shù)將是未來(lái)裝載機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向[1]，更是采礦設(shè)備行業(yè)的發(fā)展方向。節(jié)能減排是個(gè)世界性的大課題，對(duì)于以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ吹那把b機(jī)來(lái)說(shuō)，這不僅因?yàn)楣?jié)能和減排本身就是一對(duì)兒矛盾，而且還要考慮產(chǎn)品的性價(jià)比與可靠性。節(jié)能減排不僅僅關(guān)乎發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、液壓和電控等系統(tǒng)，這是一個(gè)綜合性的課題。對(duì)于裝載機(jī)來(lái)說(shuō)，合理的工作裝置設(shè)計(jì)可以提高作業(yè)效率，減小作業(yè)阻力，降低油耗，但是控制系統(tǒng)的合理、先進(jìn)設(shè)計(jì)同樣對(duì)節(jié)能減排起巨大的作用。

本次選題準(zhǔn)備以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)明裝載機(jī)目前的自動(dòng)化控制水平和將來(lái)的發(fā)展方向。為了保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)平穩(wěn)、快速的運(yùn)轉(zhuǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了本選題的電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)，在對(duì)各種電氣和液壓元件控制方法的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析的基礎(chǔ)上，提出了L1150型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的選題。希望通過(guò)我們的研究能把前裝機(jī)目前的自動(dòng)控制技術(shù)提高到一個(gè)新的高度。

1 L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體模型設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向是電液控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。則轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

由上述結(jié)構(gòu)圖可以得出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為以下三部分組成，其中G1（S）是電氣系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，G2（S）是電液比例控制閥占空比對(duì)換向閥流量的傳遞函數(shù)，G3（S）是液壓系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，如圖2所示：

所以本論文的設(shè)計(jì)分為倆部分，一部分為電氣控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，另一部分為液壓控制結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2 L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

2.1 電氣控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電氣控制是當(dāng)操作手柄給左轉(zhuǎn)向命令時(shí)，操作手柄移動(dòng)被轉(zhuǎn)換成CAN信息。CAN全稱為Controller Area Network即控制器局域網(wǎng)[2]，CAN總線是國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。由操作手柄輸出轉(zhuǎn)向命令值輸入到控制器，控制器接收到輸入信號(hào)后輸出PWM脈沖信號(hào)給控制閥，控制執(zhí)行元件動(dòng)作。轉(zhuǎn)向位置傳感器隨時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)向的位置角度并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋給VCU，和操作手柄的給定值比較以便進(jìn)一步的控制。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，所謂反饋控制系統(tǒng)，就是指根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過(guò)比較系y行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電氣控制控制結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.2 液壓控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

液壓技術(shù)的發(fā)展[3]，可追溯到 17 世紀(jì)帕斯卡提出了著名的帕斯卡定律，開(kāi)始奠定了流體靜壓傳動(dòng)的理論基礎(chǔ)。液壓系統(tǒng)：液壓油從油箱流入轉(zhuǎn)向泵的入口。轉(zhuǎn)向泵輸出液壓壓力油經(jīng)控制閥和流量放大器后流入轉(zhuǎn)向油缸，轉(zhuǎn)向油缸動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)負(fù)載感知把負(fù)載的壓力分別反饋回控制閥和轉(zhuǎn)向泵，反饋回控制閥的壓力油與給定值比較后進(jìn)一步控制方向閥芯的開(kāi)口大小從而進(jìn)一步的控制壓力油流向轉(zhuǎn)向油缸的流量。由于液壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)容易發(fā)熱，為了節(jié)省功率和減少發(fā)熱量負(fù)載反饋的壓力油同時(shí)反饋給轉(zhuǎn)向泵，從而可以控制轉(zhuǎn)向泵斜盤角度，進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)向泵的輸出功率。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，所謂反饋控制系統(tǒng)，就是指根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過(guò)比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動(dòng)控制的主要形式。在工程上常把在運(yùn)行中使輸出量和期望值保持一致的反饋控制系統(tǒng)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而把用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某種過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)或隨動(dòng)系統(tǒng)。L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓控制控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓控制結(jié)構(gòu)圖

3 轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的測(cè)試和分析

把設(shè)備所有的電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)以及其他的結(jié)構(gòu)件等安裝調(diào)試完成后，啟動(dòng)設(shè)備做了左轉(zhuǎn)向、無(wú)轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向等的一系列空載、有載測(cè)試，空載測(cè)試是指設(shè)備沒(méi)有裝載并處于平整的地面上，有載是指設(shè)備處于裝載的工作狀態(tài)，并處于工況不是很好的環(huán)境下，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1所示。（下轉(zhuǎn)第287頁(yè)）

從表1中的測(cè)試結(jié)果可以看到當(dāng)有禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向接口卡無(wú)輸出。當(dāng)發(fā)出左轉(zhuǎn)向命令的時(shí)候，轉(zhuǎn)向接口卡輸出的電壓為12V-18V；當(dāng)操作手柄處于中位時(shí)轉(zhuǎn)向接口卡的輸出為12V；當(dāng)發(fā)出右轉(zhuǎn)向命令時(shí)轉(zhuǎn)向接口卡的輸出為6V-12V；這完全符合當(dāng)初設(shè)計(jì)的期望值，在進(jìn)一步的測(cè)試中該電路輸出穩(wěn)定、可靠符合要求。

4 結(jié)論

本論文的設(shè)計(jì)以L型前裝機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為主題，主要包括電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)倆部分。電氣系統(tǒng)采用LINCS II控制系統(tǒng)，由操作手柄通過(guò)CAN控制系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)向命令通過(guò)數(shù)字接口卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后輸入到VCU（VECHICLE CONTROL UNIT） VCU接受到信號(hào)后發(fā)出PWM輸出信號(hào)給數(shù)字接口卡的轉(zhuǎn)向接口卡通道，然后再傳輸?shù)絇VG32先導(dǎo)控制閥控制液壓系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向位置傳感器隨時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)向的位置角度并反饋給VCU和給定值比較以便進(jìn)一步的控制。液壓系統(tǒng)采用電液比例先導(dǎo)控制，液壓油從油箱流入轉(zhuǎn)向泵的入口，液壓壓力油從泵流過(guò)高壓過(guò)濾器后到達(dá)流量放大器閥（Danfoss） 的HP口。當(dāng)有轉(zhuǎn)向命令時(shí)PVG32先導(dǎo)控制閥控制先導(dǎo)油推動(dòng)流量放大器的方向閥芯后從泵出來(lái)的油經(jīng)流量放大閥芯被導(dǎo)向轉(zhuǎn)向油缸從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】

篇（8）

一、結(jié)合畢業(yè)論文課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：

摘要：本課題主要研究的是成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房的電氣部分研究問(wèn)題[1]。案為成都國(guó)際金融中心項(xiàng)目，成都國(guó)金中心凈用土地面積82畝[2]。為香港九龍倉(cāng)投資的西部地標(biāo)性建筑整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)由4座塔樓及裙樓組成，包括超五星級(jí)酒店、高端寫樓、高檔酒店式公寓及高品位住宅等，其中主樓雙塔最高達(dá)248米[3]。2007年9月香港九龍倉(cāng)集團(tuán)在成都以8800萬(wàn)元/畝[4]。總價(jià)72.4億元拍下了位于成都市最繁華的商業(yè)中心春熙路片區(qū)82畝土地建成后，將成為中國(guó)西部地區(qū)最高檔次、最具規(guī)模和影響力的地標(biāo)性建筑物，將引進(jìn)數(shù)百個(gè)中西部最具代表性的商鋪，其中包括世界上最出名的國(guó)際名牌、港澳名牌，再加上其九龍倉(cāng)本身之馬哥孛羅酒店等，有望成為中國(guó)西部今后最具影響力的國(guó)際商貿(mào)金融中心[5]。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；配電系統(tǒng)；智能化系統(tǒng)；電氣控制；電機(jī)；制冷機(jī)房；水泵

1.前言

建筑電氣技術(shù)是以電能、電子、電器設(shè)備及電氣技術(shù)為手段來(lái)創(chuàng)造、維持和改善人民居住或工作的生活環(huán)境的電、光、聲、冷和暖環(huán)境的一門跨學(xué)科的綜合性的技術(shù)科學(xué)[6]。它是強(qiáng)電和弱電與具體建筑的有機(jī)結(jié)合[7]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)有關(guān)供配電、照明、消防、防雷接地、通信、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，使得建筑開(kāi)始走向高品質(zhì)、多功能領(lǐng)域，并進(jìn)一步向多功能的縱深方向和綜合應(yīng)用方向發(fā)展[8]。建筑電氣設(shè)計(jì)是在認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下，進(jìn)行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設(shè)計(jì)，并滿足保障人身、設(shè)備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理[9]。

2.設(shè)計(jì)內(nèi)容

成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房的電氣部分研究問(wèn)題。通過(guò)到成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房實(shí)地實(shí)習(xí)，了解制冷機(jī)房電機(jī)啟動(dòng)類型，啟動(dòng)方式，啟動(dòng)速率。研究其中各個(gè)電機(jī)與電氣控制裝置之間是如何協(xié)調(diào)工作的[10]。了解系統(tǒng)的電氣設(shè)備及其主回路工作原理[11]。探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應(yīng)。計(jì)算電氣設(shè)備的負(fù)荷、功率，了解相關(guān)電氣設(shè)備的選用[12]。

3.設(shè)計(jì)依據(jù)

1)中戶人民共和國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文(房屋建筑部分)(2002年版)

2)民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范CB50736-2012

3)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范CB50045-95(2005年版)

4)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范CB50016-2006

5)汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范CB50067-97

6)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)CB50189-2005

7)《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-暖通空調(diào).動(dòng)力》(2009年版)

8)《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇-暖通空調(diào).動(dòng)力》(2007年版)

9)通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范CB50243-2002

4.總結(jié)

本次的文獻(xiàn)綜述內(nèi)容主要是對(duì)成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房的電氣部分的一個(gè)概述，簡(jiǎn)要說(shuō)明了畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述應(yīng)該做些什么系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在查閱了大量的資料后的一個(gè)總結(jié)，也是對(duì)這段時(shí)間的工作的一個(gè)匯報(bào)[13]。并對(duì)一些規(guī)范和國(guó)標(biāo)有了初步的了解，對(duì)以后的畢設(shè)做一個(gè)鋪設(shè)[14]。小區(qū)的建筑電氣設(shè)計(jì)主要是對(duì)變配電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等的一個(gè)設(shè)計(jì)[15]。對(duì)這些系統(tǒng)的初步了解可以確定以后電氣設(shè)計(jì)的方向，對(duì)之后的畢設(shè)起一個(gè)帶頭作用[16]。從對(duì)電氣設(shè)計(jì)的迷茫到初步的認(rèn)知，有老師的指導(dǎo)同學(xué)的幫助，更重要的還是自己的解收獲的是實(shí)踐知識(shí)，本次的文獻(xiàn)綜述對(duì)之后的畢設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)[17]。

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二.本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段(途徑)：

1.研究的問(wèn)題

本課題主要研究的是成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房的電氣部分研究問(wèn)題。通過(guò)到成都國(guó)際金融中心負(fù)5層制冷機(jī)房實(shí)地實(shí)習(xí)，了解制冷機(jī)房電機(jī)啟動(dòng)類型，啟動(dòng)方式，啟動(dòng)速率。研究其中各個(gè)電機(jī)與電氣控制裝置之間是如何協(xié)調(diào)工作的。了解系統(tǒng)的電氣設(shè)備及其主回路工作原理。探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應(yīng)。計(jì)算電氣設(shè)備的負(fù)荷、功率，了解相關(guān)電氣設(shè)備的選用。最終了解現(xiàn)場(chǎng)施工的程序等。

2.研究的途徑

1)收集相關(guān)資料，查閱中外文獻(xiàn)。學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，了解國(guó)金中心項(xiàng)目的基本情況。做好前期準(zhǔn)備。

2)請(qǐng)教校外導(dǎo)師學(xué)習(xí)、掌握國(guó)金中心負(fù)5層的解制冷機(jī)房的電機(jī)啟動(dòng)類型、啟動(dòng)方式、啟動(dòng)速率，系統(tǒng)的電氣設(shè)備及其主回路工作原理，探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應(yīng)。

3)通過(guò)計(jì)算電氣設(shè)備的負(fù)荷、功率，了解相關(guān)電氣設(shè)備的選用。

篇（9）

電氣火災(zāi)高發(fā)的嚴(yán)峻形勢(shì)，使得電氣防火的教學(xué)工作任重道遠(yuǎn)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生產(chǎn)和生活用電量大幅度增加。據(jù)《國(guó)際能源展望2006》判斷，“十一五”期間，中國(guó)用電量年均增長(zhǎng)約8．0%。至2015年，將達(dá)到4．5萬(wàn)億千瓦時(shí)。按此發(fā)展計(jì)算，至2020年，將達(dá)到5．6萬(wàn)億千瓦時(shí)。在用電量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，電氣火災(zāi)近年來(lái)也頻繁發(fā)生［1］。據(jù)消防部門統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代以來(lái)，電氣火災(zāi)在全國(guó)總火災(zāi)數(shù)中所占的比例一直居高不下。1997年～2007年的十年間，我國(guó)共發(fā)生重特大電氣火災(zāi)1324起，直接經(jīng)濟(jì)損失156526．2萬(wàn)元，造成1936人死亡、1116人受傷，年均占有比例為31．56%、44．3%、28．3%、28．6%，表明重特大惡性火災(zāi)多數(shù)為電氣火災(zāi)［2，3］。由于電氣火災(zāi)的形勢(shì)嚴(yán)峻，為了預(yù)防電氣火災(zāi)頻發(fā)，有必要在消防工程專業(yè)開(kāi)設(shè)電氣防火類課程，在該類課程中，講授電氣火災(zāi)形成機(jī)理、從電源供配電、電氣設(shè)備與線路選擇、應(yīng)急照明與疏散、防爆電氣以及防雷防靜電等設(shè)計(jì)源頭加強(qiáng)電氣防火措施。

火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)是火災(zāi)處置的最佳手段之一，其核心內(nèi)容必然納入消防工程專業(yè)教學(xué)范圍火災(zāi)監(jiān)控實(shí)際上是火災(zāi)探測(cè)報(bào)警和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制的總稱，它是依據(jù)主動(dòng)防火對(duì)策，以被監(jiān)測(cè)的各類建筑物、油庫(kù)等為警戒對(duì)象，通過(guò)自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)早期火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)報(bào)警和消防設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。所以，火災(zāi)監(jiān)控主要包括了火災(zāi)探測(cè)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火控制系統(tǒng)等。火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性一直是消防行業(yè)探討的熱門課題。作為火災(zāi)處置的最佳手段之一，有關(guān)火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的核心內(nèi)容必然納入消防工程專業(yè)教學(xué)范圍。而火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)是基于弱電技術(shù)，在建筑設(shè)計(jì)中，歸屬于電氣設(shè)置范圍，因此，火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的內(nèi)容被納入電氣防火課程群。

開(kāi)設(shè)電氣防火類課程已成為全國(guó)消防工程專業(yè)的共識(shí)由于電氣火災(zāi)高發(fā)的形勢(shì)及火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的重要性，大部分地方高校消防工程專業(yè)均開(kāi)設(shè)了電氣防火類課程［4］－［6］。7所地方高校均開(kāi)設(shè)了電氣防火類課程。只是不同學(xué)校有不同側(cè)重，如中南大學(xué)和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)側(cè)重于火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)，西南林學(xué)院注重電氣防火技術(shù)，而沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院、華北水利水電學(xué)院、南京工業(yè)大學(xué)對(duì)電氣防火和火災(zāi)監(jiān)控均開(kāi)設(shè)了相關(guān)課程。這從一定程度上反映了電氣防火類課程的重要性。

消防工程專業(yè)電氣防火課程群體系設(shè)置及相互關(guān)系

與地方大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)有所不同，武警學(xué)院消防工程專業(yè)畢業(yè)學(xué)員從事的是消防監(jiān)督管理業(yè)務(wù)。電氣消防審核和電氣防火監(jiān)督檢查是消防監(jiān)督業(yè)務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，構(gòu)建以《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程為核心的電氣防火課程群體系在2010版人才培養(yǎng)方案中得到了充分的重視。電氣防火課程群體系如圖1所示。在圖1所列的課程中，《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》、《消防電氣控制技術(shù)》為必修課程，其他課程為選修課程。從圖1可以看出《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程的核心地位，并且該門課程由多門課程支撐，保證了課程間的相互聯(lián)系和融合，緊密銜接和漸次深化。《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》作為河北省精品課程，其課程體系相對(duì)成熟，課程內(nèi)容完整，課程實(shí)踐豐富。各門課程圍繞該門課程來(lái)建設(shè)這是由它的主要內(nèi)容決定的。該門課程的主要內(nèi)容包括兩部分，一部分是電氣防火部分，在這部分內(nèi)容中包括電氣火災(zāi)原因分析、消防供配電系統(tǒng)、變配電所防火、電氣設(shè)備及線路防火、防爆電氣、防雷及防靜電等。圍繞其核心內(nèi)容，必然需要《建筑供配電技術(shù)基礎(chǔ)》作為第一部分的知識(shí)補(bǔ)充。同時(shí)，對(duì)于電氣火災(zāi)高發(fā)的現(xiàn)狀，可以運(yùn)用先進(jìn)的電氣防火檢測(cè)技術(shù)加以預(yù)防，因此，及時(shí)補(bǔ)充《建筑電氣防火檢測(cè)技術(shù)》選修課作為新技術(shù)的介紹。第二部分是火災(zāi)監(jiān)控部分，在部分內(nèi)容中包括火災(zāi)探測(cè)與信息處理概述、火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組成、火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)等。這部分火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)知識(shí)相對(duì)完整，但是，對(duì)于不斷發(fā)展的、新的火災(zāi)探測(cè)與信息處理技術(shù)可以由選修課《火災(zāi)探測(cè)與信息處理》來(lái)完成補(bǔ)充。而對(duì)于消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制需要加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，因此，開(kāi)設(shè)了《消防電氣控制技術(shù)》必修課程講授技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，而在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中的聯(lián)動(dòng)控制部分只講授聯(lián)動(dòng)控制要求。同時(shí)，作為消防工程專業(yè)的學(xué)員，有必要加強(qiáng)對(duì)建筑消防設(shè)施的監(jiān)管，因此，開(kāi)設(shè)了《建筑消防設(shè)施維護(hù)與管理》選修課作為有益的必要補(bǔ)充。

電氣防火課程群改革的具體內(nèi)容

近年來(lái)，電氣防火課程群一直在不斷改革。從課程內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)方式及手段、考核改革等方面作了大量工作。改革始終圍繞武警學(xué)院人才培養(yǎng)方案進(jìn)行，按照公安部黨委構(gòu)建“大教育”、“大培訓(xùn)”格局的總要求，遵循高等教育基本規(guī)律，突出公安現(xiàn)役教育特色，以改革人才模式為切入點(diǎn)，以優(yōu)化課程體系、深化教學(xué)內(nèi)容改革為重點(diǎn)，著力培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，積極構(gòu)建課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、日常練兵有機(jī)結(jié)合的教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化教學(xué)訓(xùn)練體系，更好地滿足公安消防部隊(duì)對(duì)人才培養(yǎng)的新要求、新期待。因此，電氣防火課程群的改革目標(biāo)是培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí)，專業(yè)知識(shí)深厚，實(shí)踐能力強(qiáng)，富有創(chuàng)新精神，能在公安消防部隊(duì)從事消防監(jiān)督檢查、建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收等方面工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才。圍繞這一改革目標(biāo)，電氣防火課程群的改革核心是改革教學(xué)內(nèi)容、完善實(shí)踐教學(xué)體系、更新教學(xué)方式及手段、改革考核方式等。

貼近消防實(shí)際，追蹤消防科技前沿，改革教學(xué)內(nèi)容隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，新材料、新工藝不斷出現(xiàn)，不斷有新的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范出臺(tái)或更新。教學(xué)內(nèi)容必須要緊跟消防形勢(shì)加以調(diào)整。因此，在核心課程《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中，對(duì)電氣絕緣材料等級(jí)，依據(jù)最新的規(guī)范《電氣絕緣耐熱等級(jí)》進(jìn)行了重新劃分;按2008版《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)消防設(shè)備供配電、供配電系統(tǒng)防火等進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容更新;按防爆電氣設(shè)備的系列標(biāo)準(zhǔn)GB3836－2010，及時(shí)更新了防爆電氣設(shè)備的選擇;依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，及時(shí)增加了電氣火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并且結(jié)合工程實(shí)例講解火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的工程應(yīng)用。在選修課程《建筑消防設(shè)施維護(hù)與管理》、《建筑電氣防火檢測(cè)技術(shù)》和《火災(zāi)探測(cè)與信息處理》課程中，更是強(qiáng)調(diào)了與消防科技前沿的結(jié)合，根據(jù)最新發(fā)展科技及時(shí)更新講義，始終帶給學(xué)員最新的消防前沿知識(shí)。課程建設(shè)小組2009年完成的學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程教學(xué)內(nèi)容改革與實(shí)踐”獲得了專家組的好評(píng)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

突出能力，強(qiáng)化實(shí)踐，完善實(shí)踐教學(xué)體系在保證學(xué)員專業(yè)素質(zhì)的同時(shí)，更加突出能力培養(yǎng)，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，按照武警學(xué)院教、學(xué)、練、戰(zhàn)一體化思想，將實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、模擬演練和綜合演練貫穿于教學(xué)活動(dòng)的全過(guò)程。因此，核心課程《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程中，開(kāi)設(shè)了電氣火災(zāi)模擬實(shí)驗(yàn)，電氣火災(zāi)隱患檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、火災(zāi)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)等模塊，突出考核學(xué)員的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，由課程組設(shè)計(jì)完成的“電氣火災(zāi)隱患模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究”獲學(xué)院教學(xué)成果三等獎(jiǎng)。在《消防電氣防控制技術(shù)》課程中，提出了理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式，搭建了實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，強(qiáng)調(diào)了學(xué)員動(dòng)手實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，電氣防火課程群從基礎(chǔ)到專業(yè)，均有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，強(qiáng)化學(xué)員理論與實(shí)踐的結(jié)合。此外，在畢業(yè)前的綜合演練中，電氣防火消防監(jiān)督檢查和電氣防火審核貫穿于整個(gè)專業(yè)綜合演練的全過(guò)程，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用于消防實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了教、練、用的完美統(tǒng)一。

側(cè)重創(chuàng)新，“教”“導(dǎo)”結(jié)合，促進(jìn)能力提高課堂教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力、動(dòng)手能力等綜合能力為出發(fā)點(diǎn)。開(kāi)展教學(xué)方法改革，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的“四個(gè)轉(zhuǎn)變”［7］。即課堂教學(xué)從傳統(tǒng)灌輸向探索性教學(xué)轉(zhuǎn)變，實(shí)驗(yàn)教學(xué)從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)向綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，考試從知識(shí)考核向能力考核轉(zhuǎn)變，畢業(yè)設(shè)計(jì)從模擬訓(xùn)練向工程實(shí)踐轉(zhuǎn)變。

探索性教學(xué)的實(shí)現(xiàn)。教學(xué)方法的改革方向應(yīng)把傳統(tǒng)的重演繹按部就班的教學(xué)方法與側(cè)重歸納、分析、滲透、綜合有機(jī)結(jié)合。如在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》專業(yè)課程中的應(yīng)用“研討型”教學(xué)。講課重心從“授”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;導(dǎo)”，包括引導(dǎo)、指導(dǎo)、誘導(dǎo)、教導(dǎo)等，使學(xué)生由傳統(tǒng)教學(xué)所形成的被動(dòng)的思維方式向積極主動(dòng)的思維方式轉(zhuǎn)變。首先緊扣課程重點(diǎn)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)每一個(gè)教學(xué)單元的研討主題。主題的設(shè)計(jì)還要能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性，培養(yǎng)其知識(shí)的應(yīng)用能力。提前布置研討主題，給學(xué)生留出查找資料的時(shí)間。在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，設(shè)計(jì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和討論，教師只提供分析的思路，學(xué)生自主完成對(duì)問(wèn)題的分析和解答。最后，教師對(duì)于整個(gè)過(guò)程進(jìn)行講評(píng)和總結(jié)，糾正研討過(guò)程中的問(wèn)題。因此，在消防供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)探測(cè)器設(shè)計(jì)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)這幾個(gè)研討式教學(xué)環(huán)節(jié)中，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的消防部隊(duì)業(yè)務(wù)，設(shè)置教案和教學(xué)方法，增加互動(dòng)式教學(xué)，利用開(kāi)發(fā)的輔助教學(xué)軟件，調(diào)用相關(guān)CAD圖紙，模擬場(chǎng)景，讓學(xué)員參與審核。此外，在變配電所防火和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電氣設(shè)備選擇這兩個(gè)研討式教學(xué)環(huán)節(jié)中，將研討式教學(xué)與教學(xué)參觀相結(jié)合，選擇變配電所、加油加氣站等場(chǎng)所作為實(shí)踐教學(xué)地點(diǎn)，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際單位做設(shè)計(jì)、做審核、做檢查。

綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)。在《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，設(shè)置了電氣火災(zāi)模擬、電氣火災(zāi)隱患檢測(cè)和火災(zāi)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)。學(xué)員不僅能進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更能設(shè)計(jì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如有的同學(xué)對(duì)不同型號(hào)的插座進(jìn)行過(guò)載實(shí)驗(yàn)，得出與電氣線路過(guò)載實(shí)驗(yàn)不一樣的結(jié)論;有的同學(xué)在對(duì)電氣線路過(guò)載進(jìn)行測(cè)溫實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)煙量進(jìn)行了測(cè)定，得出不同過(guò)載倍數(shù)的電流發(fā)煙量不同規(guī)律;還有的同學(xué)對(duì)人體靜電在不同情況下的帶電量進(jìn)行測(cè)量，得出相應(yīng)的規(guī)律;特別是有同學(xué)利用紅外成像儀對(duì)電氣線路進(jìn)行實(shí)地火災(zāi)隱患檢測(cè)，發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。在《消防電氣控制技術(shù)》課程，設(shè)置了綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，教師只講授基礎(chǔ)理論部分，在“教”的同時(shí)，更加注重“導(dǎo)”，引導(dǎo)學(xué)員在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)于消防設(shè)施的聯(lián)動(dòng)控制，這樣既加深了學(xué)員對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解，又強(qiáng)化了實(shí)踐能力的培養(yǎng)。并且，通過(guò)實(shí)訓(xùn)，變換不同的接線方式，得出不同的控制關(guān)系。

能力考核的實(shí)現(xiàn)。高等教學(xué)要按照知識(shí)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展的人才培養(yǎng)總體要求，更新課程考核理念，改革課程考核方式。因此，《電氣防火及火災(zāi)監(jiān)控》課程考核改革作為專門的教學(xué)改革項(xiàng)目進(jìn)行了立項(xiàng)研究，在全院作為首批示范考核改革課程。在該門課程的考核環(huán)節(jié)設(shè)置了實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)考核、研討式教學(xué)環(huán)節(jié)考核、課程設(shè)計(jì)考核、平時(shí)表現(xiàn)考核及課終考核。在《消防電氣控制技術(shù)》課程考核中，設(shè)置了實(shí)訓(xùn)考核，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。通過(guò)過(guò)程考核與課終考核、理論考核與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)考核的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)知識(shí)考核向能力考核的轉(zhuǎn)變。

工程實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)。近三年，消防工程專業(yè)的畢業(yè)論文和設(shè)計(jì)進(jìn)行了大改革。強(qiáng)調(diào)學(xué)員的選題必須符合人才培養(yǎng)方案、符合消防部隊(duì)的需求，滿足第一任職需要。再加之電氣防火課程群的設(shè)置深化了課程內(nèi)容，為學(xué)員進(jìn)行工程實(shí)踐的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了較好的理論基礎(chǔ)。學(xué)員的畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密圍繞工程實(shí)踐這一主題進(jìn)行畢業(yè)論文的撰寫，如撰寫建筑消防供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)等論文，本科畢業(yè)論文的水平均有所提高。

篇（10）

中圖分類號(hào)：TD525 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）10-0273-01

在電力市場(chǎng)飛速發(fā)展的今天，隨著電力體制改革的進(jìn)一步深入，對(duì)電廠的控制水平的定位，自動(dòng)化水平的要求越來(lái)越高。分散控制系統(tǒng)（DCS）已經(jīng)成為 50MW 以上機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)配置；加之企業(yè)為了適應(yīng)現(xiàn)代管理的需要，采用信息技術(shù)、建立 SIS（實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)）、MIS（生產(chǎn)管理系統(tǒng)）已成為必然趨勢(shì)。為了適應(yīng)“廠網(wǎng)分家，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”這一新的形勢(shì)，最大限度的提高機(jī)組的控制水平，發(fā)展 DCS 系統(tǒng)，建立信息共享、管理、決策平臺(tái)，已成為必然趨勢(shì)。

一、電氣控制對(duì)象的特點(diǎn)和要求

電氣控制量與熱工控制量相比在控制要求及運(yùn)行過(guò)程中有著很多不同點(diǎn)，電氣的主要特點(diǎn)表現(xiàn)為：

（1）電氣控制系統(tǒng)相對(duì)熱機(jī)設(shè)備而言控制信息采集量小、對(duì)象少，操作頻率低，但強(qiáng)調(diào)快速性、準(zhǔn)確性；

（2）電氣設(shè)備保護(hù)自動(dòng)裝置要求可靠性高，動(dòng)作速度快；同時(shí)對(duì)抗干擾要求較高。

（3）熱力系統(tǒng)控制處理信息量大，系統(tǒng)復(fù)雜，以過(guò)程控制為主；電氣控制系統(tǒng)（ECS）主要以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和順序控制為主，聯(lián)鎖保護(hù)較多。

因此，機(jī)組的電氣系統(tǒng)納入 DCS 控制，要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性。除了能實(shí)現(xiàn)正常起停和運(yùn)行操作外，尤其要求能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)顯示異常運(yùn)行和事故狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并提供相應(yīng)的操作指導(dǎo)和應(yīng)急處理措施，保證電氣系統(tǒng)自動(dòng)控制在最安全合理的工況下工作。

二、常規(guī) ECS 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能和水平

目前，大多數(shù)電廠和 DCS 廠家所實(shí)現(xiàn)的 ECS 控制功能主要局限在以下幾個(gè)方面：

（1）監(jiān)視部分 發(fā)電機(jī)―變壓器組系統(tǒng)，勵(lì)磁系統(tǒng)，高、低壓廠用電系統(tǒng)及備用電源系統(tǒng)，220V 直流系統(tǒng)和 UPS 電源系統(tǒng)，電氣公用系統(tǒng)，所控電氣設(shè)備開(kāi)關(guān)、閘刀的狀態(tài)監(jiān)視；中央信號(hào)及事故報(bào)警，事故記錄及追憶功能。

（2）控制部分 發(fā)電機(jī)―變壓器組單元電氣一次設(shè)備的控制、聯(lián)鎖，發(fā)電機(jī)程序起停，ASS 的投切；廠用工作電源，高、低壓廠變與高、低壓備變之間的正常切換操作；電氣接地系統(tǒng)管理；220kV 斷路器、隔離開(kāi)關(guān)的控制。

應(yīng)該說(shuō)在傳統(tǒng)的 DCS 系統(tǒng)中對(duì)電氣量的監(jiān)視、控制非常有限，尤其是對(duì)電氣專用智能設(shè)備信息的采集更是少之又少，致使這些設(shè)備各自為政，對(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，無(wú)法在操作員站的監(jiān)視器上了解相關(guān)信息。有時(shí)不得不采用大量的電流、電壓變送器將部分模擬量采集進(jìn) DCS 系統(tǒng)；或者采用硬接線的方式接入 DCS 系統(tǒng)，使系統(tǒng)復(fù)雜、投資增加和資源浪費(fèi)。

三、功能擴(kuò)展后的 ECS 系統(tǒng)

1.設(shè)計(jì)原則

（1）系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)原則：保護(hù)測(cè)控裝置的高可靠性滿足 IEC61000-4 的四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，重要設(shè)備和關(guān)鍵環(huán)節(jié)考慮冗余設(shè)計(jì)，如發(fā)變組保護(hù)、通信服務(wù)器等；通訊網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)具有自診斷和糾錯(cuò)功能；

（2）系統(tǒng)的大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足大容量數(shù)據(jù)采集的要求；

（3）系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性設(shè)計(jì)原則：通訊網(wǎng)選用高速工業(yè)以太網(wǎng)/高速現(xiàn)場(chǎng)總線，通訊主控單元選用工業(yè)計(jì)算機(jī)和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，確保了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性；

（4）通信服務(wù)器、通訊網(wǎng)絡(luò)采用冗余方式，每個(gè)控制設(shè)備可采用主/備雙通道，故障時(shí)自動(dòng)切換，任何單一故障不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；

（5）快速的主/備機(jī)故障切換機(jī)制；

（6）嚴(yán)格的同步機(jī)制，確保主/備機(jī)數(shù)據(jù)的一致性。

2.電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

廠用電系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（也叫現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層）設(shè)備采用分散式就地安裝的集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊于一體的基于微處理器的微機(jī)綜合智能終端設(shè)備，如發(fā)變組保護(hù)裝置、微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置、微機(jī)備用電源自投裝置、電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置、低壓變壓器保護(hù)測(cè)控裝置、廠用分支保護(hù)測(cè)控裝置、同期合閘裝置、廠用電快切裝置、小電流接地選線裝置等。用現(xiàn)場(chǎng)總線（或以太網(wǎng)）將這些終端設(shè)備的通信接口連接起來(lái)，構(gòu)成電氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)通信處理機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的分層管理；通信處理機(jī)（也叫通信管理層）進(jìn)而與廠用電監(jiān)控主站相連，最終由廠用電監(jiān)控主站（主控單元）連接至 DCS 系統(tǒng)及電廠MIS 系統(tǒng)、SIS 系統(tǒng)、Internet 網(wǎng)等；同時(shí)也可通過(guò)通信處理機(jī)直送 DCS 的 DPU 等設(shè)備，以提高測(cè)控的可靠性和響應(yīng)速度。

四、電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）的控制網(wǎng)絡(luò)及構(gòu)架

電氣監(jiān)控系統(tǒng)（ECS）應(yīng)采用開(kāi)放、分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電氣控制網(wǎng)絡(luò)宜采用三層設(shè)備兩層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為主控層、通信管理層、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)具有自診斷功能及網(wǎng)絡(luò)糾錯(cuò)能力，選用工業(yè)高速網(wǎng)絡(luò)能滿足大容量信息和接點(diǎn)的要求。

1.主控層

主控層網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)可采用以太網(wǎng)線，它負(fù)責(zé)主控層各個(gè)交換機(jī)之間和來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層的全部數(shù)據(jù)的傳輸和各種訪問(wèn)請(qǐng)求。其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 OSI 模型。具有良好的開(kāi)放性。主控層網(wǎng)絡(luò)按冗余雙網(wǎng)配置，采用 10M/100Mbps 以太網(wǎng)，通信速率高、容量大，易于與 SIS、DCS及其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。主控層分別設(shè)置兩臺(tái)服務(wù)器（或交換機(jī)），每臺(tái)機(jī)組設(shè)置一臺(tái)操作員站，工程師站可根據(jù)機(jī)組情況設(shè)定。交換機(jī)采用采用雙機(jī)冗余配置，交換機(jī)負(fù)責(zé)接受將通信管理機(jī)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成 TCP/IP 的通信協(xié)議通過(guò) 10M/100Mbps 以太網(wǎng)與 DCS 的以太網(wǎng)連接。主控層主要設(shè)備包括交換機(jī)、GPS 對(duì)時(shí)裝置、路由器（選配）、硬件防火墻（選配）等。

2.通信管理層

通信管理層為通信轉(zhuǎn)換和接口設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備通訊協(xié)議、通訊介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。設(shè)備采用雙機(jī)熱備原則設(shè)置，以提高可靠性。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層保護(hù)測(cè)控裝置采用 RS485，RS232 接口或總線。通信管理機(jī)將多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)管理的保護(hù)測(cè)控裝置信號(hào)采集后經(jīng)過(guò)集線器、通信電纜或光纜、光電轉(zhuǎn)換器等轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)與站控層交換機(jī)通信。通信網(wǎng)絡(luò)通訊速率應(yīng)滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。當(dāng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某個(gè)差錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)采取安全措施，如自動(dòng)要求重發(fā)該數(shù)據(jù)、切除故障設(shè)備或切換至冗余的裝置等。與各類現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊可采用屏蔽雙絞線、五類線或光纖等介質(zhì)。通信管理機(jī)負(fù)責(zé)把各個(gè)保護(hù)測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)整理匯總，再將這些信息上送至 ECS 和 DCS。另一方面，接收由 ECS 下達(dá)的命令并轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的保護(hù)測(cè)控裝置。

3.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用層

在 ECS 各裝置的硬件配置上，采用通信模塊化設(shè)計(jì)，可以同時(shí)支持多種類型的通信口，包括以太網(wǎng)、串行通信口、可擴(kuò)充的其他現(xiàn)場(chǎng)總線接口等；軟件上，采用規(guī)約庫(kù)，支持MODBUS、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（TCP/IP）等。

總之，功能擴(kuò)展的 ECS 系統(tǒng)首次將微機(jī)保護(hù)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)際應(yīng)用到電廠電氣自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了電廠廠用電部分的綜合自動(dòng)化、實(shí)現(xiàn)了與 DCS 系統(tǒng)的無(wú)縫連接。