《电气控制系统（微课版）》课件全套 0-4 绪论 电气控制系统与低压电器 - 数字孪生与系统集成

绪论电气控制系统与低压电器2学时·理论讲授＋实物演示低压电器分类·接触器·继电器·主令电器·熔断器与保护电器本课程学什么绪论1▸课程定位：电气自动化技术、机电一体化技术专业的专业核心课程（理实一体化）▸技术主线：继电器-接触器控制→PLC编程与HMI→变频器与伺服驱动→数字孪生与系统集成▸课程结构：4个项目、22个学习任务、共72学时（理论24＋实践44＋考核4）▸学习方式：任务驱动、虚实结合、理实一体，做到“做中学、学中做”▸能力目标：能设计、安装、编程、调试并维护典型工业电气控制系统▸职业面向：电气控制系统安装调试、PLC编程、驱动系统调试、自动化设备运维等岗位电气控制系统（微课版）·绪论1电气控制系统与电器的概念绪论2▸机电设备的构成：驱动装置（机械传动、流体传动、电动机拖动）＋配套控制系统▸控制系统组成：各类电器、传感检测装置、主控制器及附件▸电器的定义：对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械▸低压电器的定义：工作在交流1200V或直流1500V及以下电路中，起通断、保护、控制或调节作用的电器产品▸低压电器特点：种类繁多、功能多样、用途广泛、构造与工作原理各有差异电气控制系统（微课版）·绪论2低压电器的分类绪论3分类方式类别典型元件按用途控制电器接触器、继电器主令电器按钮开关、行程开关、接近开关保护电器熔断器、热继电器配电电器低压断路器、隔离器执行电器电磁铁、电磁离合器、异步电动机按原理电磁式电器交直流接触器、各种电磁继电器非电量控制电器刀开关、行程开关、按钮、速度/压力/温度继电器电气控制系统（微课版）·绪论3接触器绪论4▸作用：频繁地遥控接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制电器，主要用于控制各类电动机▸分类：交流接触器、直流接触器；随技术发展还衍生出智能化接触器▸组成：电磁系统（衔铁、静铁芯、电磁线圈）＋触点系统（主触点、辅助触点）＋灭弧装置▸工作原理：线圈得电→铁芯磁化产生电磁吸力→衔铁吸合带动触点动作（动断断开、动合闭合）；失电后靠复位弹簧复位▸关键要求：交流接触器线圈工作电压应为其额定电压的85%～105%，以保证接触良好▸直流接触器：由软钢或工程纯铁制成圆形铁芯，无涡流、无冲击启动电流，寿命长，适用于频繁启动制动的场合▸灭弧：容量较大的交流接触器常采用灭弧栅灭弧；直流接触器常用磁吹和纵缝灭弧装置电气控制系统（微课版）·绪论4继电器绪论5▸定义：根据一定信号（电流、电压、时间、速度等物理量）变化来接通或断开小电流电路的自动控制电器▸特点：一般不直接控制主电路，而是通过接触器等间接控制；触点电流容量小、一般不需灭弧装置，但对动作准确性要求高▸基本组成：检测机构（接收输入信号）＋中间机构（判断、转换、放大）＋执行机构（触点动作）▸中间继电器：实质是电压继电器，触点对数多、容量大、动作灵敏，起扩展控制范围或传递信号的中间转换作用▸时间继电器：得到输入信号后经过一段时间延时触点才动作；按原理分电磁式、空气阻尼式、晶体管式；按延时方式分通电延时、断电延时、通/断电延时▸固态继电器（SSR）：全固态电子元件组成的无触点开关器件，由输入电路、隔离（耦合）电路和输出电路组成，工作可靠、寿命长、开关速度快▸电流/电压继电器：分别按输入电流、电压大小动作，可分为过电流/欠电流、过电压/欠电压/零电压继电器▸热继电器：利用电流的热效应断开电路，专门用于连续运转电动机的过载及断相保护电气控制系统（微课版）·绪论5主令电器与低压开关绪论6▸主令电器：用于发送或转换控制指令的电器，包括按钮开关、位置开关、行程开关、接近开关等▸按钮开关：短时接通或断开小电流电路的主令电器；结构有紧急式、钥匙式、旋钮式、带灯式、打碎玻璃式等▸动合/动断触点：动合触点在原始状态下断开（常用于启动），动断触点在原始状态下闭合（常用于停止）▸复合按钮：集动合与动断于一体，按下时动断触点先断开、动合触点后闭合，用于联锁控制电路▸位置开关（限位开关）：实现顺序控制、定位控制和位置状态检测；分机械接触式（行程开关、微动开关）与接近式（接近开关）▸行程开关：利用机械运动部件碰撞使触点动作，用于限制位置或行程，实现自动停止、反向、变速或自动往返▸接近开关（无触点行程开关）：非接触式触发、动作快、寿命长、重复定位精度高，还可用于高速计数、测速、液位控制等▸低压开关：刀开关、组合开关、低压断路器等，用于隔离、转换及接通断开电路电气控制系统（微课版）·绪论6绪论小结与学习要求绪论7一、核心概念低压电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器、执行电器；按原理分为电磁式电器与非电量控制电器。二、关键元件接触器（电磁系统＋触点系统＋灭弧装置）、继电器（检测＋中间＋执行机构）、主令电器（按钮、行程开关、接近开关）、保护电器（熔断器、热继电器）。三、学习提示低压电器是后续所有控制电路的“积木”。请对照实物认识元件外观、铭牌参数与图形符号，为项目1的配线实训打好基础。四、思政融入“安全第一”是电气技术人员的职业底线，规范使用与维护电器设备，既是技术问题，更是责任问题。电气控制系统（微课版）·绪论7谢谢观看课后任务：①对照实物认识常用低压电器并记录铭牌参数；②抄画接触器、按钮、行程开关的图形符号；③预习项目1任务1。项目1基础电气控制实训共8个任务·16学时任务1～任务8人民邮电出版社电气控制系统（微课版）（书号70586）项目1简介项目11本项目聚焦工业电气控制的八大典型场景，通过递进式任务培养读者对电动机控制系统的逻辑构建、安全保护及自动化实现能力。任务1、任务2从异步电动机简单的点动操作切入，延伸至自锁保持电路；任务3结合机械限位需求，引入行程开关实现工作台自动往返；任务4、任务5对比手动按钮控制与时间继电器自动切换的差异；任务6、任务7介绍串联电阻降压启动搭配能耗制动、反接制动；任务8通过多台设备手动/自动顺序启停控制的联锁编程，训练系统性思维。电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训1项目1学习目标项目12【知识目标】•理解点动、自锁、互锁、联锁等基础控制逻辑，以及星-三角降压启动、反接制动、能耗制动等典型电路的工作原理•熟悉继电器、接触器、时间继电器、限位开关等关键元件的功能、选型及工作特性•能够独立设计符合GB/T4728.1—2018（IEC标准）的电气原理图，包括主电路与控制电路的分区布局、符号标注及安全规范•理解不同控制方式（手动/自动切换、正反转联锁）的电路实现方法及适用场景•掌握常见电路故障（接触器粘连、短路、绝缘失效）的成因与排查流程【技能目标】•能独立完成电气线路的配线、接线及调试，确保横平竖直、标号清晰，符合工艺标准•熟练使用万用表、示波器等工具检测通断、电压、电流及绝缘性能•能实现多种控制功能（点动/自锁切换、星-三角启动、反接制动），并通过时间继电器等元件调整动作时序（3～10s切换）•能测试并记录运行参数（启动电流、制动距离），分析数据以优化系统性能•能按流程排查电源、触点、线圈等关键节点故障，具备逻辑化问题解决能力电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训2项目1素养目标与思政融入项目13▸严格遵守安全操作规程（断电作业、戴绝缘手套），树立“安全第一”的职业观念▸养成设备检查、实验记录、场地清理等规范化习惯▸分工协作完成设计、接线、调试等任务，相互监督接线正确性▸提升问题分析效率，能清晰表达技术观点▸注重实验数据的准确记录与分析，培养系统性思维（从原理到实践的闭环验证）▸在规范操作的基础上探索优化方案（调整制动时间、改进联锁逻辑）▸【思政融入】以“安全第一”的职业准则贯穿接线、检查、通电全过程，通过“横平竖直、标号清晰”的工艺要求培养严谨规范的工匠精神。电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训3任务1异步电动机点动/自锁控制配线项目1·任务14【任务描述】设计实现异步电动机的点动控制与自锁控制：点动控制时按下启动按钮电动机运转，松开启动即停止；自锁控制时按下启动按钮电动机持续运转，直至按下停止按钮。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训4任务分析项目1·任务15明确任务的实现思路与关键技术点▸按原理图完成主电路（BV2.5mm²）与控制电路（BV1.0mm²）配线▸使用万用表蜂鸣挡检测通断、500V兆欧表检测对地绝缘电阻（≥1MΩ）▸实现点动与自锁两种控制功能，并完成通电试运行▸验证热继电器过载保护的有效性▸三相异步电动机的启动方式：全压（直接）启动与降压启动的概念、特点及适用场合▸全压启动电流为额定电流4～7倍带来的电网冲击与绕组发热问题电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训5知识链接（1/2）项目1·任务16知识点讲解▸三相异步电动机的启动方式：全压（直接）启动与降压启动的概念、特点及适用场合▸全压启动电流为额定电流4～7倍带来的电网冲击与绕组发热问题▸刀开关直接启动控制电路的组成与局限▸接触器、按钮构成的点动控制回路工作原理电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训6知识链接（2/2）项目1·任务17知识点讲解（续）▸点动连续运行（自锁）控制回路的工作原理与自锁触点作用▸电气原理图分区绘制规范（GB/T4728.1—2018）与元件符号▸配线工艺与线色规范：红色相线、蓝色零线、黄绿双色PE线电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训7任务准备项目1·任务18清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：电工工具（剥线钳、压线钳、螺丝刀）、万用表、500V兆欧表、三相异步电动机、交流接触器、按钮盒、热继电器、熔断器、BV2.5mm²/BV1.0mm²导线、OT型铜鼻▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训8任务实施（1/2）项目1·任务19按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：电路图绘制与核对：先画点动控制电路（L1→FU2→FR常闭→SB1常闭→SB2常开→KM线圈→N），再在其基础上把KM辅助常开触点并联到SB2两端形成自锁▸步骤2：配线工艺：主电路按电源→QS→FU1→KM主触点→FR→电动机（U/V/W）连接；控制电路按线号标注（1-2、2-3）接线；导线横平竖直、转角90°、线束固定电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训9任务实施（2/2）项目1·任务110按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：通电前检查：万用表测主电路相间电阻为∞；按下SB2时KM线圈两端导通；兆欧表测绝缘；机械检查接触器衔铁与按钮触点▸步骤4：通电试运行：点动测试（按下运转、松开停止）→自锁测试（松开持续运行、按SB1停止）→故障模拟（断开FR常闭触点，电动机应停止）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训10安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务111要点1断电作业、验电后接线，严禁带电操作要点2万用表、兆欧表按规范选挡与使用要点3佩戴绝缘手套、绝缘鞋，使用绝缘垫收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训11任务1任务评价项目1·任务112评价项目评分标准分值接线正确性功能实现无错误4工艺美观度线束整齐、标号清晰3安全规范断电操作、防护到位2故障排除能力独立解决1类故障1总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训12任务1任务思考与拓展项目1·任务113任务思考•1．若自锁控制中接触器无法保持吸合，可能原因有哪些？•2．点动控制能否通过修改线路实现自锁？如何操作？任务拓展•增加指示灯（运行/停止状态显示），引入时间继电器实现延时启动•分析自动化生产线中的多电机联锁控制案例（如顺序启停）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训13任务2双向复合联锁控制与互锁逻辑实现项目1·任务214【任务描述】设计并实现一个基于继电器逻辑的双向复合联锁控制系统，不使用PLC，通过传统继电器、接触器等硬件元件构建互锁逻辑电路，实现对设备双向运行的安全控制。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训14任务分析项目1·任务215明确任务的实现思路与关键技术点▸设计包含电气互锁与机械互锁的正反转主电路与控制电路▸按规范完成元件布局、安装与线路连接▸完成断电检查与通电调试，验证互锁的可靠性▸完成过载、短路保护功能验证与故障分析▸三相异步电动机的可逆运行原理：任意两相对调即可实现反转▸带电气互锁的正反转控制电路：KM1、KM2动断触点互为互锁电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训15知识链接（1/2）项目1·任务216知识点讲解▸三相异步电动机的可逆运行原理：任意两相对调即可实现反转▸带电气互锁的正反转控制电路：KM1、KM2动断触点互为互锁▸机械互锁：利用复合按钮实现双重互锁，提高可靠性▸双重互锁正反转控制电路的动作过程与保护逻辑电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训16知识链接（2/2）项目1·任务217知识点讲解（续）▸状态指示电路（正转/反转指示灯）的设计▸紧急停止、过载保护（热继电器）、短路保护（熔断器）的配置电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训17任务准备项目1·任务218清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器2个、按钮开关（正转、反转、停止各1个，复合按钮）、热继电器、指示灯2个、熔断器/断路器、导线与端子排、万用表、螺丝刀▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训18任务实施（1/2）项目1·任务219按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：设计主电路：三相电源→熔断器→两个具电气互锁的接触器主触点（切换相序）→热继电器→电动机▸步骤2：设计控制电路：正转支路（FR常闭→SB3常闭→SB1常开并KM1常开→SB2常闭→KM2常闭→KM1线圈）；反转支路结构对称，两接触器常闭触点互串实现电气互锁▸步骤3：添加指示电路：HL1与KM1辅助常开触点串联，HL2与KM2辅助常开触点串联电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训19任务实施（2/2）项目1·任务220按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：元件安装与线路连接：先主电路（注意相序调整）、再控制电路、最后指示电路，布局合理、固定牢靠、标识清晰▸步骤4：系统调试：断电用万用表查通断→通电测电源指示→分别测正反转→验证互锁（正转时不能直接启动反转）→测停止按钮→模拟过载电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训20安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务221要点1严禁KM1、KM2同时吸合，必须双重互锁要点2接线完成后必须断电检查方可通电要点3通电调试时手离带电部位，防止电弧灼伤收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训21任务2任务评价项目1·任务222评价项目评分标准分值电路设计原理图正确完整，符合设计要求2元件安装安装规范，布局合理，标识清晰1线路连接接线正确，工艺规范，无安全隐患2功能实现正反转控制正常，互锁功能可靠2保护功能过载、短路保护有效1调试能力调试方法正确，问题解决有效1安全规范操作符合安全规范，现场整洁1总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训22任务2任务思考与拓展项目1·任务223任务思考•1．为什么需要在正反转控制中加入双重互锁？•2．如果取消电气互锁只保留机械互锁，系统会出现什么问题？•3．如何扩展此系统实现多点控制？•4．热继电器参数选择不当会导致什么后果？任务拓展•在正反转切换时自动加入延时功能•加入限位开关实现自动正反转切换•通过电阻箱或变压器实现速度调节•设计故障报警功能，当互锁失效时触发声光报警•通过选择开关实现手动/自动切换功能电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训23任务3工作台自动往返+点动控制项目1·任务324【任务描述】设计并实现一个工作台的电气控制系统：工作台能在两个限位开关之间自动循环运动，并能通过按钮手动控制工作台前进或后退，用于调试或紧急操作。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训24任务分析项目1·任务325明确任务的实现思路与关键技术点▸设计自动往返+点动控制的主电路与控制电路▸完成接线并调试自动往返与点动两种功能▸验证限位开关触发的换向与极限位停机▸完成常见故障排查（电机不转、往返失效）▸行程开关（限位开关）的结构、符号与在位置控制中的作用▸平面磨床、铣床等机床自动往返的典型应用电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训25知识链接（1/2）项目1·任务326知识点讲解▸行程开关（限位开关）的结构、符号与在位置控制中的作用▸平面磨床、铣床等机床自动往返的典型应用▸工作台自动往返控制电路的工作原理与自锁、互锁配合▸极限位保护：极限行程开关的强制停机作用电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训26知识链接（2/2）项目1·任务327知识点讲解（续）▸点动控制与自动循环控制的共存设计（绕过自锁回路）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训27任务准备项目1·任务328清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器2个、按钮开关（点动正转、点动反转、启动、停止各1个）、行程开关（含极限位）、热继电器、三相异步电动机、熔断器、导线与端子排、万用表、剥线钳、螺丝刀▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训28任务实施（1/2）项目1·任务329按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：主电路：电机正反转由KM1、KM2控制，设置互锁防止相间短路▸步骤2：控制电路：自动模式按SB2→KM1吸合（正转）→触碰SQ1→KM1断开、KM2吸合（反转）→触碰SQ2→KM1吸合，如此往复；点动模式按SB3/SB4直接接通对应接触器线圈，不经过自锁回路电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训29任务实施（2/2）项目1·任务330按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：调试与验证：先测点动功能→启用自动模式观察限位触发换向是否灵敏→检查互锁有效性（同时按正反转按钮电机应不动作）▸步骤4：故障排查：电机不转查电源、熔断器及按钮触点；自动往返失效查限位开关接线或机械位置电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训30安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务331要点1极限位开关必须可靠，防止工作台冲出轨道要点2点动调试时注意机械运动范围，防止夹伤要点3通电前确认所有行程开关安装牢固、动作正常收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训31任务3任务评价项目1·任务332评价项目评分标准分值电路接线正确性主电路与控制电路无错误，保护电路完整3功能实现自动往返与点动均正常运作3安全规范操作符合安全规程，工具使用规范2问题解决能力能独立分析并排除至少1处故障2总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训32任务3任务思考与拓展项目1·任务333任务思考•1．如何优化电路以减少接触器切换时的机械磨损？•2．若采用PLC控制，程序逻辑与传统继电器的相比有何差异？任务拓展•加入手动/自动模式切换开关•用HMI设定往返次数或速度电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训33任务4星-三角降压启动控制项目1·任务434【任务描述】设计并实现三相异步电动机的星-三角（Y-△）降压启动控制电路，通过按钮操作完成启动、运行与停止功能，确保电动机启动时电流降低，减小对电网的冲击。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训34任务分析项目1·任务435明确任务的实现思路与关键技术点▸按主电路图完成星形短接与三角形跨接接线▸完成控制电路的启动、互锁与手动切换接线▸完成空载测试与带载测试，观察启动电流与切换过程▸分析并处理KM_△不吸合等常见故障▸降压启动的必要性：大容量笼型异步电动机启动电流过大的危害▸降压启动的常见方法：定子串电阻（电抗）、自耦变压器、星-三角、软启动器电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训35知识链接（1/2）项目1·任务436知识点讲解▸降压启动的必要性：大容量笼型异步电动机启动电流过大的危害▸降压启动的常见方法：定子串电阻（电抗）、自耦变压器、星-三角、软启动器▸星-三角降压启动原理：启动时接成星形降低相电压，运行后改接三角形▸星形启动电流为三角形启动电流1/3的推导（I_Y=I_△/√3的绕组电流关系）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训36知识链接（2/2）项目1·任务437知识点讲解（续）▸接触器互锁：严防KM_Y与KM_△同时吸合造成相间短路▸星-三角降压启动的适用条件：正常运行时定子绕组为三角形连接电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训37任务准备项目1·任务438清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器3个、按钮开关（启动、切换/停止各1个）、热继电器、三相异步电动机、指示灯3个、熔断器/断路器、导线与端子排、万用表、剥线钳、螺丝刀▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训38任务实施（1/2）项目1·任务439按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：主电路接线：电源L1/L2/L3→熔断器→KM主触点→电机U1/V1/W1；KM_Y主触点短接U2/V2/W2（星形）；KM_△主触点跨接U1-W2、V1-U2、W1-V2（三角形）▸步骤2：控制电路接线：启动回路（FR常闭→停止按钮→启动按钮→KM线圈）；星形回路（KM常开自锁，KM_△常闭串入KM_Y线圈回路）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训39任务实施（2/2）项目1·任务440按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：安全互锁：KM_Y与KM_△常闭触点串联在对方回路，形成电气互锁▸步骤4：调试：空载测试（不接电动机，手按接触器模拟动作听吸合声）；带载测试（星形启动电流约为全压的1/3，切换时无火花）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训40安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务441要点1严禁KM_Y与KM_△同时吸合要点2降压启动必须在空载或轻载条件下进行要点3接线后必须核对相序与短接点，避免错接导致短路收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训41任务4任务评价项目1·任务442评价项目评分标准分值电路正确性主/控制电路无短路、逻辑错误3功能实现成功完成星-三角切换，运行平稳3安全规范工具使用规范、断电操作2团队协作分工明确、记录完整1故障处理能分析常见故障（如KM_△不吸合）1总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训42任务4任务思考与拓展项目1·任务443任务思考•1．切换时间过短（如3s）会有什么后果？•2．为什么热继电器不保护短路故障？任务拓展•用S7-1200编写梯形图程序，替代时间继电器•加入电流检测模块，动态调整切换时间•断开KM_△线圈线路，观察现象并记录解决方案电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训43任务5星-三角时间继电器控制项目1·任务544【任务描述】设计并实现一个通过时间继电器控制的电动机星-三角降压启动电路，完成电路连接、参数设置及功能调试。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训44任务分析项目1·任务545明确任务的实现思路与关键技术点▸绘制并识读星-三角时间继电器控制电路图▸按规范完成主电路与时间继电器控制电路接线▸整定时间继电器延时（约3s）并完成自动切换调试▸完成故障排查（电机不启动、无法切换三角形）▸通电延时型时间继电器的结构、触点类型与符号▸时间继电器延时切换星-三角的动作时序电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训45知识链接（1/2）项目1·任务546知识点讲解▸通电延时型时间继电器的结构、触点类型与符号▸时间继电器延时切换星-三角的动作时序▸KT常闭/常开触点在星形断开与三角形接通回路中的接线位置▸延时时间整定对电动机绕组保护的影响电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训46知识链接（2/2）项目1·任务547知识点讲解（续）▸星形启动电流更小的原理分析（I_Y=I_△/3的线电流关系）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训47任务准备项目1·任务548清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器3个、按钮开关（启动、停止各1个）、热继电器、三相异步电动机、指示灯3个、通电延时型时间继电器、熔断器/断路器、导线与端子排、万用表▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训48任务实施（1/2）项目1·任务549按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：绘制电路图：主电路（KM主触点接电源、KM_Y短接U2/V2/W2、KM_△跨接U1-W2等）；控制电路（启动→KM与KM_Y吸合→KT计时→延时后KT断开KM_Y、接通KM_△）▸步骤2：接线与调试：主电路按线色区分相序（L1黄、L2绿、L3红）；控制电路中KT线圈与KM线圈并联，KT常闭触点串入KM_Y回路、KM_Y常闭触点串入KM_△回路电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训49任务实施（2/2）项目1·任务550按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：功能测试：上电观察星形启动是否正常，约3s后是否自动切换至三角形运行▸步骤4：故障排查：不启动查KM线圈供电或FR是否跳闸；无法切换查KT整定时间或KM_△触点接触情况电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训50安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务551要点1时间继电器整定值须经计算与验证，避免切换过早导致电流冲击要点2切换过程不得出现两接触器同时吸合要点3调试时避开机械传动部位收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训51任务5任务评价项目1·任务552评价项目评分标准分值电路图规范性符号正确、逻辑清晰，主/控制电路区分明确2接线工艺线号清晰、走线整齐，无裸露铜线3功能实现星形启动正常，延时切换准确，电机运行平稳3安全与团队协作操作全程断电，工具归位，小组成员分工明确2总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训52任务5任务思考与拓展项目1·任务553任务思考•1．若时间继电器损坏，如何通过手动按钮实现星-三角切换？•2．为什么星形启动时电流更小？结合公式I_Y=I_△/3分析。任务拓展•用PLC程序替代时间继电器控制逻辑（如S7-1200的TON指令）•针对不同负载（风机/水泵）调整切换时间，观察启动电流变化电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训53任务6串电阻降压启动与能耗制动综合实验项目1·任务654【任务描述】完成三相异步电动机串电阻降压启动与能耗制动的电路设计、接线、调试及故障分析，验证两种控制方式的原理与协同作用。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训54任务分析项目1·任务655明确任务的实现思路与关键技术点▸完成串电阻降压启动与能耗制动主电路、控制电路的搭建▸用钳形表测量启动电流并调整电阻值（启动电流≤2倍额定电流）▸调节直流制动电压并记录制动时间（≤3s）▸完成数据记录、误差分析与故障模拟▸定子绕组串电阻降压启动的基本原理：电阻分压与电流限制▸启动电阻的阻值计算与功率匹配（电阻热损耗分析）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训55知识链接（1/2）项目1·任务656知识点讲解▸定子绕组串电阻降压启动的基本原理：电阻分压与电流限制▸启动电阻的阻值计算与功率匹配（电阻热损耗分析）▸能耗制动的原理：断电后向定子绕组注入直流电流形成静止磁场▸直流制动电压的取值（一般为电机额定电压的1.5～2倍）与制动时间控制电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训56知识链接（2/2）项目1·任务657知识点讲解（续）▸启动电阻切换与制动触发的时序协调与联锁电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训57任务准备项目1·任务658清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器2个、按钮开关、热继电器、三相异步电动机、电阻箱、直流电源、时间继电器、指示灯2个、熔断器/断路器、钳形表、万用表、导线与端子排▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训58任务实施（1/2）项目1·任务659按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：电路搭建：主电路连接电机、电阻箱、接触器主触点，确保电阻串联在启动回路；控制电路由时间继电器控制电阻短接时序（约5s后切换全压），制动部分在停止时触发直流注入并与启动回路联锁▸步骤2：参数调试：启动阶段用钳形表测量各相电流，调整电阻值使启动电流≤2倍额定电流；制动阶段调节直流电压（1.5～2倍额定电压），记录制动时间电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训59任务实施（2/2）项目1·任务660按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：数据记录：记录启动峰值电流、制动时间，与理论值对比并做误差分析▸步骤4：故障模拟：断开一相电阻观察电机振动现象；调整制动延时过长分析电机温升影响电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训60安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务661要点1直流注入必须与启动回路可靠联锁要点2电阻箱工作时温度高，禁止触摸要点3制动过程注意电机温升，防止绕组过热收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训61任务6任务评价项目1·任务662评价项目评分标准分值电路接线正确性主/控制电路无短路、漏接，电阻安装牢固2参数调试达标启动电流、制动时间符合理论范围（误差≤10%）3数据记录完整性包含关键参数、故障现象及解决方案2安全与团队协作无操作事故，分工明确，实验台整理规范2思考题回答深度能结合实验数据解释电阻功率选型依据1总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训62任务6任务思考与拓展项目1·任务663任务思考•1．若取消启动电阻直接全压启动，电机会发生什么现象？•2．能耗制动中直流电压过高或过低对电机有何影响？任务拓展•用PLC编程实现自动切换启动/制动模式，增加HMI状态监控•对比能耗制动与反接制动的能量损耗差异电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训63任务7反接制动控制项目1·任务764【任务描述】设计并实现三相异步电动机的反接制动控制电路，通过改变电源相序使电机快速停止，分析制动过程中的电流、转矩特性及安全保护措施。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训64任务分析项目1·任务765明确任务的实现思路与关键技术点▸设计反接制动的主电路与控制电路（含相序切换与限流电阻）▸正确接线并检查KM1/KM2互锁触点与制动电阻连接▸测量制动电流峰值（≤2倍额定电流）并整定制动时间（≤3s）▸完成过电流安全验证与异常现象分析▸反接制动的原理：切断正常运转的同时改变定子绕组电源相序形成制动转矩▸速度继电器的结构（笼型定子+永磁转子）与工作原理电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训65知识链接（1/2）项目1·任务766知识点讲解▸反接制动的原理：切断正常运转的同时改变定子绕组电源相序形成制动转矩▸速度继电器的结构（笼型定子+永磁转子）与工作原理▸速度继电器动作转速的调节（约130r/min动作、100r/min复位）▸制动过程中电流激增的原因与限流电阻的作用电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训66知识链接（2/2）项目1·任务767知识点讲解（续）▸反接制动的适用场合与不适用高速电机的原因电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训67任务准备项目1·任务768清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器2个、按钮开关、热继电器、三相异步电动机、电阻箱、速度继电器、时间继电器、指示灯2个、熔断器/断路器、万用表、导线与端子排▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训68任务实施（1/2）项目1·任务769按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：电路设计：主电路由KM1（正转）和KM2（反转/制动）切换电源相序，主回路串联限流电阻R；控制电路中正转启动SB2→KM1自锁→电机运行，制动时按SB1→KM1断电→KM2通过速度继电器KS触点（或时间继电器延时断开）通电▸步骤2：接线与检查：按电路图接线，重点检查KM1/KM2互锁触点、制动电阻连接；用万用表测相间绝缘电阻（>0.5MΩ）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训69任务实施（2/2）项目1·任务770按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：调试与记录：空载启动电机，测量制动电流峰值（≤2倍额定电流）；调整KT延时或电阻R使制动时间≤3s▸步骤4：安全验证：短接电阻R模拟过电流，观察热继电器FR是否跳闸电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训70安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务771要点1转速接近零时必须立即切断制动电源，防止电机反转要点2制动电流大，限流电阻与线路须满足热容量要求要点3佩戴绝缘手套，防止制动瞬间电弧收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训71任务7任务评价项目1·任务772评价项目评分标准分值电路设计正确性原理图无逻辑错误，保护元件齐全2接线规范度线号清晰、无裸露铜线1.5制动效果制动时间≤3s且无异常振动3数据记录完整性包含电流、时间、故障记录1.5安全操作戴绝缘手套、工具使用规范2总分—10.0电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训72任务7任务思考与拓展项目1·任务773任务思考•1．反接制动为何不适用于高速电机？•2．若制动后电机反转，可能是什么原因？任务拓展•设计PLC控制的反接制动系统，增加HMI设定制动参数•分析起重机吊钩制动案例中反接制动的优缺点电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训73任务8手动/自动顺序启动控制项目1·任务874【任务描述】设计并实现一个手动/自动顺序启动控制系统（不使用PLC），控制3台电机的顺序启动（如M1→M2→M3），要求能通过切换手动/自动模式完成操作。【任务类型】理实一体·2学时·项目1基础电气控制实训【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训74任务分析项目1·任务875明确任务的实现思路与关键技术点▸设计手动/自动顺序启动主电路与控制电路，绘制原理图▸完成选择开关、时间继电器、接触器、指示灯的接线▸调试手动模式（按钮逐台启动）与自动模式（延时顺序启动）▸验证时序精度（误差≤0.5s）与联锁有效性▸工艺顺序启动的工程意义（如主轴必须在油泵工作后才能启动）▸手动顺序启动控制的工作原理与联锁保护电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训75知识链接（1/2）项目1·任务876知识点讲解▸工艺顺序启动的工程意义（如主轴必须在油泵工作后才能启动）▸手动顺序启动控制的工作原理与联锁保护▸自动顺序启动控制中时间继电器的延时递进逻辑▸选择开关实现手动/自动模式切换的电路设计电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训76知识链接（2/2）项目1·任务877知识点讲解（续）▸顺序启动中的故障隔离与紧急停止策略电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训77任务准备项目1·任务878清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：交流接触器2个、按钮开关（启动、停止各1个）、热继电器、三相异步电动机、时间继电器、选择开关、指示灯2个、熔断器/断路器、导线与端子排、万用表▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训78任务实施（1/2）项目1·任务879按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：硬件接线：主电路三相电源→熔断器→接触器主触点→电机；控制电路220VAC→选择开关→模式分支电路▸步骤2：手动模式电路：按钮SB1控制M1接触器KM1，SB2控制KM2（需KM1常开触点自锁实现顺序联锁）电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训79任务实施（2/2）项目1·任务880按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：自动模式电路：启动按钮触发KM1，同时时间继电器KT得电延时（5s）→KT延时闭合常开触点接通KM2线圈▸步骤4：调试流程：断电检查所有接线（重点检查常开/常闭触点、继电器线圈电压）→手动模式依次按下SB1、SB2观察顺序启动→自动模式切换后按启动按钮验证时序准确性电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训80安全操作要点（必须逐项确认）项目1·任务881要点1严禁跨越联锁顺序启动，避免设备冲突与人身伤害要点2模式切换须在设备停止状态下进行要点3调试前确认所有电机具备启动条件收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训81任务8任务评价项目1·任务882评价项目评分标准分值电路图设计正确性原理图无逻辑错误，标注清晰（每处错误扣0.5分）2接线规范与安全性线号标识完整，无裸露铜线（每处隐患扣0.5分）2手动模式功能实现电机能按顺序启动/停止（故障1次扣1分）2自动模式功能实现时序误差≤0.5s（超时或顺序错误扣1分/项）2安全操作与团队协作操作中无短路/触电行为，分工明确（违规扣1分/次）2总分—10电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训82任务8任务思考与拓展项目1·任务883任务思考•1．若时间继电器损坏，如何用普通继电器替代实现延时？•2．如何增加紧急停止功能？任务拓展•设计电机正反转顺序控制（需互锁电路）•通过无线模块实现手动模式的远程触发电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训83项目1小结项目184▸【任务回顾】任务1异步电动机点动/自锁控制配线；任务2双向复合联锁控制与互锁逻辑实现；任务3工作台自动往返+点动控制；任务4星-三角降压启动控制；任务5星-三角时间继电器控制；任务6串电阻降压启动与能耗制动综合实验；任务7反接制动控制；任务8手动/自动顺序启动控制▸【核心技能】按原理图完成主电路（BV2.5mm²）与控制电路（BV1.0mm²）配线；使用万用表蜂鸣挡检测通断、500V兆欧表检测对地绝缘电阻（≥1MΩ）；设计手动/自动顺序启动主电路与控制电路，绘制原理图；完成选择开关、时间继电器、接触器、指示灯的接线▸【安全底线】断电作业、验电后通电、互锁与限位保护有效、异常立即急停▸【过程方法】任务分析→方案设计→规范实施→数据记录→评价整改→优化拓展▸【课后任务】完成本项目的课后习题与实训报告，预习下一个项目电气控制系统（微课版）·项目1基础电气控制实训84谢谢观看课后任务：完成本项目8个任务的实训报告与课后习题；整理配线工艺与安全操作要点笔记；预习项目2。项目2PLC编程与HMI基础应用共5个任务·18学时任务9～任务13人民邮电出版社电气控制系统（微课版）（书号70586）项目2简介项目21本项目围绕PLC（可编程逻辑控制器）与HMI（人机界面）的核心技术展开，通过5个递进式任务，系统讲解TIAPortal平台下的编程、通信及交互设计方法。以西门子S7-1200PLC为核心，涵盖软件操作、程序设计、HMI画面编辑及PLC间以太网通信。电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用1项目2学习目标项目22【知识目标】•理解TIAPortal的模块化架构（STEP7、WinCC、Startdrive集成）及S7-1200的硬件组成与选型原则•熟悉LAD、FBD编程语法，掌握变量类型、数据块（DB）分配及结构化编程思想•掌握星-三角降压启动、电机控制等典型电路的PLC实现方法，包括定时器参数设定与逻辑优化•理解S7协议通信原理、HMI与PLC交互机制（KTP900HMI的变量绑定与画面设计）•熟悉工业自动化项目的标准化流程（硬件组态、IP地址规划、变量命名规范）【技能目标】•能独立完成项目创建、硬件（CPU、I/O模块）配置、PLC编程及仿真调试（S7-PLCSIMAdvanced）•能设计并优化HMI（按钮、指示灯、数据监控），实现PLC的数据交互•能配置PLC间S7通信（PUT/GET指令）、以太网参数，并通过监控表验证数据传输•能排查常见故障（通信中断、逻辑错误），结合万用表、TIAPortal诊断工具定位问题•能按规范完成项目文档（硬件清单、程序注释、调试记录）电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用2项目2素养目标与思政融入项目23▸养成规范操作习惯（变量命名、IP地址规划、断电调试操作规范），严格遵守工业安全准则▸在项目中主动考虑冗余设计、故障避免等可靠性措施▸通过逻辑化分析（分段调试、数据追踪）提升故障排查效率▸在传统控制逻辑基础上探索优化方案（时序调整、界面人性化改进）▸强化跨角色协作（PLC程序员与HMI设计者分工对接）▸弘扬精益求精的工匠精神与国产化替代、自主可控的工程师担当▸【思政融入】通过国产PLC/工业软件发展历程的对比，认识自主可控的战略意义，激发技能报国的学习动力。电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用3任务9PLC及TIAPortal软件基础项目2·任务94【任务描述】学习西门子S7-1200硬件基础和TIAPortal（全集成自动化）软件的基础操作，包括项目创建、硬件组态、PLC编程（LAD/FBD）、仿真调试等。【任务类型】理实一体·2学时·项目2PLC编程与HMI基础应用【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用4任务分析项目2·任务95明确任务的实现思路与关键技术点▸创建新项目并正确选择CPU型号与版本▸完成硬件组态、添加信号模块/信号板▸规划并设置CPU与计算机的IP地址▸完成项目编译、下载与在线连接▸PLC的起源、定义与基本结构（CPU、存储器、输入/输出、电源、编程装置）▸S7-1200简介与基本结构：CPU面板、信号板、信号模块、通信模块电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用5知识链接（1/2）项目2·任务96知识点讲解▸PLC的起源、定义与基本结构（CPU、存储器、输入/输出、电源、编程装置）▸S7-1200简介与基本结构：CPU面板、信号板、信号模块、通信模块▸TIAPortal软件概述：STEP7、WinCC、Startdrive的集成架构▸TIAPortal安装要点与Portal视图、项目视图的差异电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用6知识链接（2/2）项目2·任务97知识点讲解（续）▸硬件组态中模块的放置、I/O地址的自动分配规则▸CPU与计算机IP地址、子网掩码的设置方法▸项目编译与下载流程（PG/PC接口选择、搜索设备、下载并启动）电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用7任务准备项目2·任务98清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：TIAPortalV20（或更新版本）、S7-PLCSIMAdvanced仿真组件、S7-1200CPU1214CDC/DC/DC、编程电缆/网线、24V直流电源、《TIAPortal入门手册》、S7-1200硬件规格手册▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用8任务实施（1/2）项目2·任务99按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：创建新项目：打开TIAPortal，在“创建新项目”对话框输入项目名称与存储路径▸步骤2：添加新设备：选择“设备与网络”→双击“添加新设备”→选择控制器→SIMATICS7-1200→CPU1214C→选择订货号与版本▸步骤3：硬件组态添加模块：将I/O模块或通信模块拖放至机架插槽；注意硬件目录过滤功能；查看自动分配的I/O地址电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用9任务实施（2/2）项目2·任务910按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤3：设置CPU的IP地址与子网掩码；设置计算机IP（默认192.168.0.2，子网掩码255.255.255.0）▸步骤4：下载项目到PLC：选择计算机网卡→更新并查找实物PLC→下载并启动PLC电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用10安全操作要点（必须逐项确认）项目2·任务911要点1PLC与计算机共地后再连接通信线要点2下载前确认PLC处于可停止状态，避免误动作要点3严禁带电插拔模块与端子收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用11任务9任务评价项目2·任务912评价项目评分标准分值项目创建规范项目命名正确，硬件型号选择无误3硬件组态完整性I/O模块配置完整，IP地址分配合理3下载实物下载正确，无报错4总分—10电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用12任务9任务思考与拓展项目2·任务913任务思考•1．TIAPortal的“在线与诊断”功能如何帮助排查通信故障？•2．如何在TIAPortal中快速备份和恢复项目？任务拓展•尝试添加HMI画面（如WinCCBasic控制面板）•配置错误的I/O地址，观察系统报警信息•对比TIAPortal与CODESYS平台的开发流程差异电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用13任务10S7-1200程序设计基础项目2·任务1014【任务描述】以S7-1200为基础设备，通过电机启停控制这一工业自动化典型应用案例，系统讲解PLC程序设计的基本流程，内容包括变量定义方法、程序调试技巧、仿真操作步骤，并重点强调结构化编程思想在实际工程中的应用价值。【任务类型】理实一体·4学时·项目2PLC编程与HMI基础应用【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用14任务分析项目2·任务1015明确任务的实现思路与关键技术点▸完成输入输出分配并绘制PLC硬件接线图▸编辑PLC变量表，规范命名与注释▸设计并编写电机启停控制的梯形图程序（含自锁与保护）▸完成程序编译、下载、仿真与在线调试，排查触点竞争、信号抖动等问题▸PLC编程语言国际标准IEC61131-3与S7-1200支持的编程语言（LAD、FBD、SCL、STL）▸存储器的分类与寻址、数制与数据类型（Bool、Int、Real、Time等）、系统存储区（I、Q、M、DB）电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用15知识链接（1/2）项目2·任务1016知识点讲解▸PLC编程语言国际标准IEC61131-3与S7-1200支持的编程语言（LAD、FBD、SCL、STL）▸存储器的分类与寻址、数制与数据类型（Bool、Int、Real、Time等）、系统存储区（I、Q、M、DB）▸位逻辑指令：常开/常闭触点、线圈、置位（S）/复位（R）指令▸输入输出变量的定义与PLC变量表的编辑、命名规范电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用16知识链接（2/2）项目2·任务1017知识点讲解（续）▸自锁逻辑在梯形图中的实现（触点并联、置位/复位）▸程序编译、下载、在线监控（监控表）与S7-PLCSIM仿真调试▸结构化编程思想：功能模块划分、子程序与FC/FB的复用电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用17任务准备项目2·任务1018清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：S7-1200一套、电机控制实验板或模拟装置、24V直流电源、以太网/编程电缆、TIAPortalV20及以上软件、预先绘制完成的电气原理图▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用18任务实施（1/2）项目2·任务1019按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤1：输入输出分配：FR→I0.0（热继电器辅助）、SB1→I0.1（停止按钮）、SB2→I0.2（启动按钮）；KM1→Q0.0（主接触器）▸步骤2：绘制PLC硬件接线图：按输入输出分配表完成，保证接线正确▸步骤3：编辑PLC变量：在PLC变量表中定义名称、数据类型、地址与注释电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用19任务实施（2/2）项目2·任务1020按步骤操作·边做边记录·随时自检▸步骤4：设计梯形图程序：用自锁回路实现启停保持，串联热保护常闭触点▸步骤5：程序编译：单击“编译”检查语法错误，按提示修改，确保无错误无警告▸步骤6：程序下载与调试：连接PLC与编程设备→下载→在线模式→用监控表监视变量→操作物理按钮测试功能电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用20安全操作要点（必须逐项确认）项目2·任务1021要点1下载程序前确认现场无人在设备旁要点2在线修改程序须谨慎，避免误触发输出要点3调试时使用急停按钮，保持随时可断电收尾要求断电→整理工位（7S）→工具归位→填写任务工单→小组互检电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用21任务10任务评价项目2·任务1022评价项目评分标准分值项目创建正确创建项目，硬件组态无误1变量定义变量定义完整、命名规范、注释清晰1.5程序编写逻辑正确、结构清晰、注释完整2程序编译编译通过，无错误0.5程序调试调试方法正确，能发现并解决问题1.5程序仿真仿真操作规范，能验证各种工况1.5结构化编程能正确应用结构化编程思想，程序模块划分合理1.5安全规范操作过程符合安全规范，设备使用正确0.5总分—10.0电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用22任务10任务思考与拓展项目2·任务1023任务思考•1．自锁电路在电机控制中的作用是什么？如果不使用自锁电路会有什么问题？•2．结构化编程相较传统编程有哪些优势？在实际工程中如何应用？•3．程序仿真与实际硬件调试各有什么优缺点？如何结合使用？•4．变量命名规范对程序可维护性有什么影响？任务拓展•在现有程序基础上增加电机启动延时、故障报警、运行时间统计功能•尝试使用SCL实现相同的控制功能：设计3台电机顺序启动控制系统、编写故障诊断程序、设计简单HMI电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用23任务11PLC星-三角降压启动程序优化项目2·任务1124【任务描述】对用S7-1200控制的电动机星-三角降压启动程序进行优化设计，通过改进传统控制逻辑，提高系统可靠性和响应速度，同时降低启动电流对电网的冲击。【任务类型】理实一体·4学时·项目2PLC编程与HMI基础应用【学习要求】理解任务要求→分析关键难点→掌握相关知识→按步骤完成实施→依据评价表自检电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用24任务分析项目2·任务1125明确任务的实现思路与关键技术点▸完成星-三角降压启动的输入输出分配与硬件接线图绘制▸编写含TON定时器的梯形图程序并实现延时切换▸增加故障保护与状态指示，完成程序优化▸完成编译、下载、在线调试与运行验证▸定时器指令的分类与用法：TP脉冲定时器、TON接通延时、TOF关断延时、TONR保持型接通延时▸定时器背景数据块的结构与RT复位指令电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用25知识链接（1/2）项目2·任务1126知识点讲解▸定时器指令的分类与用法：TP脉冲定时器、TON接通延时、TOF关断延时、TONR保持型接通延时▸定时器背景数据块的结构与RT复位指令▸传统继电器星-三角控制的局限（切换冲击大、时间控制不精确）▸用TON指令替代时间继电器的程序实现电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用26知识链接（2/2）项目2·任务1127知识点讲解（续）▸星-三角程序的优化要点：故障保护机制、切换平滑性、状态指示电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用27任务准备项目2·任务1128清点器材·检查设备·落实防护▸设备与工具清单：S7-1200CPU1214CAC/DC/RLY、三相异步电动机、星-三角降压启动专用接触器组、断路器与热继电器、操作按钮与指示灯、TIAPortalV20、PLC仿真软件▸安全防护准备：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、绝缘垫（按任务需要佩戴）▸资料准备：教材、任务工单、技术手册、参数记录表▸分工准备：明确主操作、记录、安全监督、汇报等角色并轮换电气控制系统（微课版）·项目2PLC编程与HMI基础应用28任务实施（1/2）项目2·任