課程類別：專業基礎課
適用專業：機電一體化技術
適用層次：高起專
適用教育形式：網路教育/**教育
考核形式：考試
所屬學院：製造科學與工程學院
先修課程：電工電子學
一、課程簡介
工具機電氣控制技術是機電一體化技術專業的一門主幹專業課。本課程主要學習、研究、解決工具機電氣控制的有關問題。它以工具機電氣控制為主導，通過工具機電氣控制線路的典型環節及典型工具機控制線路分析，闡述工具機電氣控制原理、實際工具機控制線路及其設計方法，常用電氣元件的選擇，交、直流調速系統，可程式設計序控制器等，學習和掌握工具機電力拖動系統所需的電氣控制技術知識。
二、課程學習目標
1、掌握工具機電氣控制的基本原理、工具機電氣控制系統典型基本環節的使用方法和相關知識，學會解決問題的基本原則和方法。
2、學會分析、設計基本的工具機電氣控制系統，能正確選用電氣元件及電氣引數，提高動手能力。
3、掌握plc的基礎知識，程式設計的基本指令及其應用，熟悉工具機電氣調速系統的基本內容和調速方法。
三、與其他課程的關係
先修課程為：電工電子學
後續課程為：數控技術基礎
四、課程主要內容和基本要求
本課程以工具機電氣為主線展開，學習和掌握工具機電力拖動系統所需的電氣控制技術知識。主要內容分為三篇六章，包括工具機電氣、調速系統與plc程式設計。主要內容分為以下幾個模組：
模組一：工具機電氣
具體包括工具機常用低壓電器、工具機電氣控制線路基本環節與典型工具機控制電路分析與設計等內容，主要介紹低壓電器的分類、結構與原理，基本控制環節和典型工具機控制線路。要求掌握在掌握工具機電氣控制線路基本環節的工具機上，能分析、設計典型的工具機電氣控制線路。
模組二：調速系統
包括第四章和第五章，具體包括直流調速系統和交流調速系統等內容。本部分是針對電動機調速進行，主要介紹調速系統的組成、基本原理以及適用場合。
模組三：plc程式設計
主要介紹邏輯可程式設計控制器在工具機電氣控制系統方面的應用。主要介紹了plc的基礎知識、程式設計**、梯形圖等內容，熟悉plc開發應用的方法及應用場所。
第一章工具機電氣控制線路的基本環節
『知識點』
本章以工具機電氣控制展開闡述，主要是：繪製電氣原理圖的原則與要求，工具機電路的邏輯表示，電氣控制的基本環節。電氣原理圖的畫法及閱讀方法，電動機的啟動、制動、調速控制線路，電動機正反轉控制線路，時間控制、行程控制以及控制線路的保護裝置。
『基本要求』
通過本章的學習，掌握繼電器--接觸器控制線路的基本環節的構成和工作原理。熟悉電氣原理圖的畫法及閱讀方法，繪製電氣原理圖的基本規則。學會分析和設計一些較簡單的控制線路。
『關鍵知識』
1、電氣原理圖（electrical schematic diagram）：是用來表明裝置電氣的工作原理及各電器元件的作用，相互之間的關係的一種表示方式。一般由主電路、控制電路、保護、配電電路等幾部分組成。
2、自鎖（self locking）：所謂自鎖，即依靠接觸器自身的輔助觸點而使其線圈保持通電的現象。
3、互鎖 (interlocking)：是幾個迴路之間，利用某一回路的輔助觸點，去控制對方的線圈迴路，進行狀態保持或功能限制。一般物件是對其他迴路的控制。
作用：實現相互制約。場合：
凡是有相反動作的控制線路，如:工作台上下左右移動，電動機正反轉等等。
4、保護裝置 (relay protection equipment)：當電力系統中的電力元件（如發電機、線路等）或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全執行時，能夠向執行值班人員及時發出警告訊號，或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和裝置。實現這種自動化措施的成套裝置，一般通稱為繼電保護裝置。
5、自動迴圈 (automatic circulation)：能自動重複完成的工作迴圈。
6、點動控制（inching）：用於工具機刀架、橫樑、立柱等快速移動和工具機對刀等場合。點動控制的一般步驟為：
按下點動按鈕（即sb點動按鈕）--接觸器km線圈導通---km主觸點閉合---電動機m通電啟動執行；當手鬆開按鈕sb時--接觸器km線圈斷電---km主觸點斷開--電動機m失電停機。
7、兩地控制(two land control)：兩地控制是電路中兩地控制線的簡稱，其原則是即先串聯後併聯。
『重點』
應當理解工具機電氣控制的基本要求，側重於對工具機電氣邏輯控制的理解，對電路圖閱讀分析有乙個基本認識，在此基礎上掌握電氣控制的基本環節。這是本章的重點。
1、 閱讀、分析和繪製電氣原理圖。
2、 掌握自鎖、互鎖環節，按時間、按順序和按行程的自動控制。
3、 熟悉並準確地應用各種保護裝置。
第二章工具機電氣控制線路的分析
『知識點』
本章以工具機電氣控制分析展開闡述，主要知識點是：繼電器—接觸器控制線路分析方法，生產機械的工藝過程，工具機電氣的基本環節，工具機的主要技術效能。常用的臥式車床、銑床、鏜床等工具機電氣線路分析。
『基本要求』
閱讀分析工具機的電氣電路圖時，應先從主電路入手，了解電機的動作要求。分析控制電路時，可把它分解為各種基本電路或區域性電路，即化整為零，最後再統觀整個電路，注意各基本電路之間的聯鎖關係及主電路、控制電路之間的對應關係。熟悉工具機繼電器—接觸器控制方案的選擇。
『關鍵知識』
1、主電路（power circuit）：是指在電器裝置或電力系統中，直接承擔電能的交換或控制任務的電路。
2、控制電路 (control circuit)：一般指能夠實現自動控制功能的電路，工作電路指的是實現某些功能的電路。
3、訊號電路 (signal circuit)：是指把模擬訊號變換為用於資料採集、控制過程、執行計算顯示讀出或其他目的的數碼訊號的電路。
『重點』
1、 繼電器—接觸器控制線路分析方法。
『難點』
1、具體工具機電氣線路分析。一般說來，對於一台工具機，只要根據它的控制要求，正確地選用、組合相應的基本控制環節，就能設計出滿足需要的電氣控制線路。
第三章工具機電氣控制線路設計及電氣元件的選擇
『知識點』
本章主要學習工具機電氣線路設計，包括：電動機的容量選擇、發熱、過載、啟動能力、寄生電路、電路競爭等，控制電器、執行電器和保護電器的結構、工作原理、作用、特點、分類、技術資料、表示符號和應用範圍。
『基本要求』
學習本章後，能夠了解工具機電氣設計的一般內容；熟悉工具機電氣控制線路的設計方法；掌握電力拖動電動機的選擇方法和工具機電氣控制線路設計的典型應用，具備一般電氣控制線路設計的能力。
『關鍵知識』
1、控制線路設計 (control line design)：設計出具體工具機的電氣控制線路，包括主迴路、控制迴路，完成電器元件選擇和實現各種保護的過程。
2、電器元件 (electrical components)：是各種工具機控制電路及電力拖動- 自動控制系統的基本組成元件，起通斷、保護、控制或調節作用。
3、低壓保護電器 (electrical protective devices)：主要用來獲取、轉換和傳遞訊號，井通過其他電器對電路實現控制，熔斷器和熱繼電器屬於最常見的低壓保護電器。
4、控制電器(control electrical apparatus)：用來接通或斷開電路，以及用來控制、調節和保護用電裝置的電器。
『重點』
1、電動機的選擇。
2、電氣控制線路的設計要求。
3、常用控制電器之間的關係。
『難點』
繼電器—接觸器控制線路設計思路和應注意的一些問題。
第四章直流自動調速系統
『知識點』
本章主要學習直流電機調速系統。包括：調速控制系統方案、靜差度、系統調速範圍、最高轉速、轉速降、恆轉矩型、恆功率型、有靜差調速系統、無靜差調速系統、pwm。
『基本要求』
學習本章應該領會在保證一定靜差度的前提下，擴大系統調速範圍的方法。掌握調速控制系統方案的確定原則，能對有靜差調速系統和無靜差調速系統進行分析，掌握其工作原理與應用。理解電晶體—電動機直流脈寬調速系統原理。
『關鍵知識』
1、靜差度(static difference degree)：是指負載從理想空載轉速到額定負載所對應的轉速降落於理想空載轉速之比。
2、有靜差調速系統(static differential speed control system)：有靜差調速系統是依靠偏差進行調節，最終一定存在靜差。
3、無靜差調速系統(no static difference speed control system)：無靜差調速系統是依靠偏差的積累進行調節的，最終一定會消除靜差。
4、電晶體脈寬調速（transistor pulse width modulation）：脈衝寬度調製是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來調製電晶體基極或mos管柵極的偏置，來實現電晶體或mos管導通時間的改變，從而實現開關穩壓電源輸出的改變。
『重點』
1、靜差的概念，有、無靜差調速系統使用應注意哪些問題。
2、脈寬調速系統原理及其特點。
3、自動調速系統中各個基本環節，各種反饋環節的作用及特點；
『難點』
本章的難點是各種常用的自動調速系統的調速原理、特點及適用場所。
第五章交流調速系統
『知識點』
本章主要學習交流電機調速系統，包括：串級調速方法、變頻調速、向量變換控制系統、交一直一交電壓型和電流型變頻調速系統、脈寬型變頻調速系統、交一交變頻調速系統等。
『基本要求』
通過學習，了解交流調速系統的基本原理與型別。熟悉調速系統的基本組成。掌握交流電動機調速的特性、特點以及適用場合。
『關鍵知識』
1、調速系統 (adjustable speed drives system)：通過控制改變電動機的轉速已達到機械裝置的工藝要求，這種裝置稱為調速系統。
2、串級調速 (cascade control)：指當時非同步機轉子與外附的直流電動機兩級聯接所形成的調速，雖然後來改進，用靜止的電力電子變流裝置和變壓器取代直流電動機，但串級調速的稱謂被習慣地沿用下來。
3、變頻調速(frequency control)：是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關係，通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。
『重點』
1、 根據實際要求確定系統的調速方法。
2、 串級調速和變頻調速系統的原理、工作方式、特點及其應用。
『難點』
非同步電動機向量變換控制系統。
第六章可程式設計控制器
工具機電氣控制技術複習
機械裝置電器控制 綜合複習資料 一 判斷題 1 電氣原理圖用於表示各元器件的安裝位置 2 按鈕和行程開關具有相同的工作原理，可互換使用 3 交直流接觸器是按線圈的電源劃分的 4 熔斷器具有過載保護功能 5 無反饋的調速系統比有反饋的調速系統的調速範圍廣 6 恆功率電機的輸出轉矩隨著轉速的增加而減少 ...
裝置電氣控制與維修教學大綱
一 課程的性質與任務 裝置電氣控制與維修 課程是高職電子電氣工程專業的一門專業課。在學習 數學 電工技術基礎 電子技術基礎 電機與電力拖動 等課程的基礎上進行授課。通過講課 實驗和課程設計完成下列任務 1 在授課的同時進行電器的拆裝，進一步熟悉常用低壓控制電器的結構 原理 型號 規格和用途。了解目前...
5《電氣控制與PLC技術》課程標準
電氣控制與plc技術 學習領域課程標準 本課程標準由 電氣控制與plc技術 課程組與湖北天堂抽水蓄能電廠等單位聯合開發制定。電氣控制與plc技術 學習領域課程標準以遵循職業性 開放性 實踐性為原則，以 校企合作 工學結合 思想為指導，以通過完成整體化工作任務培養訓練學生的 綜合職業能力 為核心，以 ...