PLC控制变频器实电动机的正反转-.pptx

主讲：主讲：电气电气工程工程系系 徐海滨徐海滨NEXT1介绍课题介绍课题课题名称：课题名称：PLCPLC控制变频器实现电动机的正反转控制变频器实现电动机的正反转课题难度：课题难度：中等偏上难度中等偏上难度教授模式：教授模式：采用一体化教学模式采用一体化教学模式NEXT前后衔接：前后衔接：本课题为教学的第二十二课题，前一课题为本课题为教学的第二十二课题，前一课题为“PLCPLC与变频器的连接与变频器的连接”,”,下一课题为下一课题为“PLCPLC控制变频器实控制变频器实现多段速运行现多段速运行”5/21/20242教学说明教学说明教学目标教学目标教法学法教法学法教学教学过程过程知识目标知识目标能力目标能力目标提出任务提出任务复习点评复习点评分析任务分析任务学习新知学习新知情感目标情感目标解决任务解决任务总结课题总结课题布置作业布置作业引入新课引入新课教材设备教材设备教材说明教材说明教材运用教材运用设备设备说明说明设备运用设备运用学生分析学生分析教法一教法一教法二教法二教法三教法三教法四教法四学法一学法一学法二学法二组织教学组织教学NEXT5/21/20243教材设备教材设备教材说明教材说明教材运用教材运用设备设备说明说明设备运用设备运用BACK5/21/20244教教 材设备材设备教材说明之教科书教材说明之教科书教科书地位教科书地位:教科书内容教科书内容:教科书特点教科书特点:本教材为原劳动和社会保障部教材办公室组织编写、中国劳动社会出版社出版本教材为原劳动和社会保障部教材办公室组织编写、中国劳动社会出版社出版2006年第一版年第一版,是国家级职业教育规划教材、高等职业技术是国家级职业教育规划教材、高等职业技术院校电气自动化专业用教材。是电气自动化新技术应用课程。院校电气自动化专业用教材。是电气自动化新技术应用课程。本教材主要涉及通用变频器的基本工作原理、功能及参数设置、实际操作与本教材主要涉及通用变频器的基本工作原理、功能及参数设置、实际操作与运行及其在一些典型机电设备控制系统中的应用等。运行及其在一些典型机电设备控制系统中的应用等。本教材以模块化、任务化的形式编写本教材以模块化、任务化的形式编写,以三菱通用变频器进行示例编写，以三菱通用变频器进行示例编写，教材具有结构较为全面、实践运用水平要求较高等优点教材具有结构较为全面、实践运用水平要求较高等优点,但部分模块也存在知识但部分模块也存在知识不够连贯、层次性不强、任务不够明确、内容不够详尽等的缺点。故在教学中不够连贯、层次性不强、任务不够明确、内容不够详尽等的缺点。故在教学中要结合实际教学加以优化调整和补充。要结合实际教学加以优化调整和补充。VIEWNEXT5/21/20245 教科书教科书 BACK5/21/20246教教 材设备材设备教材说明之说明书教材说明之说明书变频器说明书变频器说明书:使用的是与三菱变频器配套的FR-A700说明书,说明书中有设备的使用及参数的功能等内容,可方便学生查阅,但其缺点是说明不够详细,需要教师进行指导。PLC说明书说明书:使用的是与三菱PLC配套的FX2N说明书,说明书中有设备的安装、使用、维护、检修等相关知识,可方便学生查阅。NEXT5/21/20247教教 材设备材设备教材说明之演示参考盘教材说明之演示参考盘配制配制:课前教师独立规范设计配制（初次全程设计配制耗时约22小时），经调试运行合格。作用作用:1、教师演示示范用 2、学生参考学习用BACK5/21/20248教科书教科书:学生每人一本学生每人一本,上一体化课时都带上上一体化课时都带上,需要时可随时查阅需要时可随时查阅。教教 材设备材设备教材运用教材运用说明书说明书:每个实习小组每个实习小组(3人人)两本说明书两本说明书,上一体化课时可随时查阅。上一体化课时可随时查阅。演示参考盘演示参考盘:1、教师演示示范用、教师演示示范用 2、学生参考学习用。、学生参考学习用。BACK5/21/20249 教教 材设备材设备设备说明设备说明教学所使用的设备为我系自行配置的变频调速技能训练专用组盘教学所使用的设备为我系自行配置的变频调速技能训练专用组盘,每个盘配有相适应的三相异步电机一台每个盘配有相适应的三相异步电机一台,组成一组成一个工位，本课题所使用的个工位，本课题所使用的PLC可方便的卡到盘上预设的卡轨上。一体化教学实训室共有此设备可方便的卡到盘上预设的卡轨上。一体化教学实训室共有此设备15套套,技能训练时技能训练时,3人一个工位人一个工位,可供可供45人同时使用。人同时使用。BACK5/21/202410 教教 材设备材设备设备运用设备运用技能训练时技能训练时,3人一组一个工位人一组一个工位,设计时设计时集体完成设计方案，集体完成设计方案，实施时实施时一人负责安装接线、一人负责设参一人负责安装接线、一人负责设参编程、一人负责安全监察；编程、一人负责安全监察；调试运行时调试运行时小组成员轮流独立完成技能操作。小组成员轮流独立完成技能操作。BACK5/21/202411教学目标教学目标学生分析学生分析知识目标知识目标能力目标能力目标情感目标情感目标重点重点难点难点VIEWVIEWBACK5/21/202412学生基础学生基础:学生已学习过电工基础、电机与变压器、电力电子技术、电力拖动及其控制、电工基本技能、PLC,具有了学习本课程的基础知识和技能。教学目标教学目标学生分析学生分析学生层次学生层次:按学生接受新事物的能力可动态将学生划分为三层：1.接受能力迅速 2.接受能力中等3.接受能力慢。在教学中要注意发掘，采取恰当的教学方法、因材施教。学生特点学生特点:学生学习本课的兴趣较强，乐于动手，有强烈的成功感的需求，故要抓住其特点，合理安排教学，采用恰当的教学方法，最大限度地提升学生的知识和技能水平。BACK5/21/202413重点：重点：1、使用变频器实现电动机正反转的优点。2、使用PLC控制变频器运行的优点。3、各种报警及保护功能的实现。难点：难点：控制系统程序的编制（PLC程序、变频器参数）。教学目标教学目标知识、能力、情感目标知识、能力、情感目标知识知识目标：目标：1、掌握利用PLC和变频器控制电动机进行正反转的方法。2、能够进行PLC和变频器的连接和控制程序的编制。3、会根据功能要求设置有关参数。能力目标：能力目标：1、培养学生根据工艺要求设计并调试机电控制系统的能力。2、引导和培养学生考虑问题的综合性和全面性的能力。3、培养和增强学生安全规范操作的意识和能力。情感目标：情感目标：1、培养学生爱岗敬业、认真负责的良好职业道德情操。2、培养师生间互信互敬、学生间团结协作的良好情感。3、进一步激发学生的学习兴趣、增强学生的成功感和自信心。BACK5/21/202414教法学法教法学法教法一教法一教法二教法二教法三教法三学法一学法一学法二学法二教法四教法四BACK任务驱动教学法任务驱动教学法启发引导法启发引导法演示示范法演示示范法口诀押韵记忆法口诀押韵记忆法小组讨论学习法小组讨论学习法交替监督学习法交替监督学习法VIEWVIEWVIEWVIEWVIEWVIEW5/21/202415教法学法教法学法 教法（一）教法（一）一、任务驱动教学法。一、任务驱动教学法。任务驱动教学法任务驱动教学法:选取一个与实践应用结合比较紧密的任务，把教学中课题知识点的学习选取一个与实践应用结合比较紧密的任务，把教学中课题知识点的学习融入到任务的解决实施过程中融入到任务的解决实施过程中;以任务推动新知识的学习、用学习的新知识解决具体的任以任务推动新知识的学习、用学习的新知识解决具体的任务问题务问题,来达到来达到学以致用学以致用,用以助学用以助学的目标的目标(结合近年来教学的实践经验结合近年来教学的实践经验,根据自己的一点理解根据自己的一点理解,简单认识如下简单认识如下)实践任务实践任务新知识点新知识点实践任务实践任务转化转化解决解决用以助学用以助学学以致用学以致用 1、应用的环节、应用的环节:应用在提出任务、分析任务、解决任务的整个过程中。2、优点、优点:使新知识的学习和实践应用紧密结合起来，让理论和技能的学习更具目的性，同 时也提升了学生的学习兴趣、增强了学生学习的主动性，更有利于学生对知识的 理解和知识应用能力的提高。BACK5/21/202416教法学法教法学法 教法（二）教法（二）二、启发引导法。二、启发引导法。1、应用的环节、应用的环节:在引入课题时（应用了三种引导方式在引入课题时（应用了三种引导方式),在分析任务、讲解新知的过程中。在分析任务、讲解新知的过程中。2、优点、优点:使学生对课题有更清晰的理解使学生对课题有更清晰的理解,让学生的思路更加明确让学生的思路更加明确,提高了授课的效果和效率。提高了授课的效果和效率。BACK5/21/202417教法学法教法学法 教法（三）教法（三）三、演示示范法。三、演示示范法。1、应用的环节、应用的环节:在提出并分析任务的时候在提出并分析任务的时候,将任务的每一步要求一一清晰的演示操作。将任务的每一步要求一一清晰的演示操作。2、优点、优点:使任务的要求及分析更加形象直观使任务的要求及分析更加形象直观,有利于学生的理解。有利于学生的理解。BACK5/21/202418教法学法教法学法 教法（四）教法（四）四、口诀押韵记忆法。四、口诀押韵记忆法。1、应用的环节、应用的环节:在总结课题时在总结课题时,将理论和技能要点采用编制成口诀的形式。将理论和技能要点采用编制成口诀的形式。2、优点、优点:由于押韵的特点由于押韵的特点,提高了学生的新鲜感提高了学生的新鲜感,减少了学习的枯燥减少了学习的枯燥 感感,有利于学生的识记。有利于学生的识记。BACK5/21/202419教法学法教法学法 学法一学法一一、小组讨论学习法。一、小组讨论学习法。1、应用的环节、应用的环节:在组内各成员之间在组内各成员之间,在小组成员分析任务、解决任务的过程中在小组成员分析任务、解决任务的过程中,共同讨论、集思广义。共同讨论、集思广义。2、优点、优点:充分发挥学生的主观能动性充分发挥学生的主观能动性,有利于培养学生的逻辑思维和语言表达能力。有利于倡导学有利于培养学生的逻辑思维和语言表达能力。有利于倡导学 生的团队协作精神。生的团队协作精神。BACK5/21/202420教法学法教法学法 学法二学法二二、交替监督学习法。二、交替监督学习法。1、应用的环节、应用的环节:在组内成员之间在组内成员之间,在学生实训过程中在学生实训过程中,互相帮助、互相监督、共同讨论、观察学习。互相帮助、互相监督、共同讨论、观察学习。2、优点、优点:充分调动学生的积极主动性充分调动学生的积极主动性,有利于培养学生的成功感和自豪感及团队协作能力有利于培养学生的成功感和自豪感及团队协作能力,减少了错减少了错 误操作的概率误操作的概率,同时也减少了教师的工作量同时也减少了教师的工作量,提高了教学效率和效果。提高了教学效率和效果。BACK5/21/202421 教学过程教学过程（6课时）课时）提出任务提出任务组织教学组织教学复习点评复习点评分析任务分析任务学习新知学习新知解决任务解决任务总结课题总结课题引入新课引入新课约3分钟约3分钟约8分钟约3分钟约3分钟约10分钟约50分钟约200分钟布置作业布置作业约2分钟BACK5/21/202422 教学过程教学过程 组织教学组织教学主要内容主要内容:1、准备一体化设备及耗材;进行设备使用前的安全检查。2、检查实训室供电开关是否在断电的安全状态。3、将学生合理分组就位,端正课堂气氛,清点人数,做好记录。目的目的:1、准备工作,提高一体化教学的效率。2、排除隐患,为教学提供安全的环境。3、稳定秩序,培养学生养成良好的学习工作的纪律、习惯。约3分钟BACK5/21/202423 教学过程教学过程 复习点评复习点评复习提问复习提问:1、PLC与变频器的连接方法有几种?是哪几种?各有何特点?2、如何利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器?点评点评:1、点评学生回答问题的答案,及时纠正不当之处。2、点评学生作业完成情况及出现的问题,提出要求、纠正不当之处。目的:1、通过复习提问,了解学生的知识掌握情况,进一步巩固所学过的知识要点,也 为本课题的学习提供层进基础和过度。2、通过点评,及时处理学生的反馈信息,纠正不当之处。约8分钟BACK5/21/202424 教学过程教学过程 引入新课引入新课引课一:承前启后 同学们,我们上次课学习了PLC与变频器的连接,通过连接可以控制变频器的运行,那么用PLC控制变频器运行有什么优点呢?这是我们这次课要学习的内容之一。引课二:对比引导 同学们,我们在以前学习的没有变频器时是怎样控制电动机进行正反转的(参见教材73页图2-6A),现在学习的通过变频器是怎样控制电动机进行正反转的(参见教材73页图2-6B),那么通过变频器控制电动机的正反转有什么优点呢?这是我们这次课要学习的内容之二。引课三:假设想象 同学们,既然PLC可以控制变频器,而变频器又可以控制电动机,那么我们能不能用PLC、变频器和电动机组成一个控制系统来实现一些复杂的控制任务呢?这就是我们这次课要学习的课题“用PLC控制变频器实现电动机的正反转”。约3分钟BACK5/21/202425 教学过程教学过程 提出提出任务任务 提出任务:试设计如下图所示用PLC控制变频器实现电动机的正反转的变频调速控制系统。约3分钟 L N 24+COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PLC FX-2N COM1 Y0 Y1 Y2 Y3 COM2 Y4 Y5 Y6 Y7 COM3 Y10 Y11 Y12R S T SE RUN A 1 B 1 C1 VVVF 变频器U V W 10 2 5 STR STF SDM3220V KMHL1HL3HL2HL4HL5RPKMSA2SB0SB4SB3SB1BACK5/21/202426 教学过程教学过程 分析分析任务任务一、任务要求:KM动作 变频器上电1、按下SB1 X0动作 Y0动作并保持 Y1动作 HL1亮(上电指示)STF接通 电机正转2、SA2旋至左“正转启”X2动作 Y10动作 Y2动作 HL2亮(正转指示)STR接通 电机反转3、SA2旋至右“反转启”X3动作 Y11动作 Y3动作 HL3亮(正转指示)4、SA2旋至中间“停”电机停转5、按下SB2 X1动作 Y0复位 KM失电 变频器断电 (但是:当变频器运行时禁止切断电源!故要求:当X2或X3动作时,按SB2无效!)Y0复位 KM失电 变频器断电6、变频器运行发生故障时 X4动作 Y4脉动 HL4快闪亮(故障报警)7、变频器停止中时 X5动作 Y5动作 HL5慢闪亮(变频器停止运行指示)8、SB3按下 X6动作 M0置位 Y0复位 KM失电 变频器断电 Y4脉动 HL4快闪亮(故障报警)9、SB4按下 X7动作 M0复位 Y4断开 HL4灭(故障报警消除)10、HL1绿灯,HL2绿灯,HL3绿灯,HL4红灯,HL5红灯 约10分钟（演示！）NEXT5/21/202427 教学过程教学过程 分析分析任务任务约10分钟二、二、任务分步演示任务分步演示:教师边讲解分析任务要求边演示示范,将每一步要求清晰展现,利于学生的理解。通过演示,增强任务的感性化,激发学生学习兴趣,并将任务要求分步清晰地展现,以利后续讲解。（演示示范教学法演示示范教学法)NEXT5/21/202428 教学过程教学过程 分析分析任务任务三、任务涉及到的主要知识点三、任务涉及到的主要知识点:约10分钟1、使用变频器实现电动机正反转的优点2、使用PLC控制变频器运行的优点3、PLC与变频器的连接方法4、各种报警及保护功能的实现5、控制系统程序的编制（PLC程序、变频器参数）BACK5/21/202430 教学过程教学过程 学习新知学习新知约50分钟一、使用变频器实现电动机正反转的优点。1、传统的继电器接触器控制的正反转控制电路。(参见课本73页图2-6a)2、变频器实现的电动机正反转控制电路。(参见课本73页图2-6a)优点：（）操作方便，无须停机即可实现正反转的切换。（）无需专门的外部正反转切换装置，控制电流小。二、使用PLC控制变频器运行的优点。1、取代大量的继电接触器的功能,从而节能、减少故障率、体积小。2、灵活方便,容易实现各种保护、报警、指示、定时、计数等功能。三、PLC与变频器的连接方法。使用三菱可与三菱变频器FR-A700直接连接四、各种报警及保护功能的实现。1、使用变频器的故障输出端子及指示端子。2、通过程序实现。3、通过变频器的参数实现。五、控制系统硬件接线的分析讲解。（参见课本页图）优化补充接线图六、PLC程序的分析讲解。（参见课本页程序图）优化补充程序图七、变频器参数的分析讲解。（参见课本页表）优化补充参数 VIEWVIEWVIEWBACK5/21/202431教学过程教学过程 学习新知学习新知 优化补充接线图 L N 24+COM X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 PLC FX-2N COM1 Y0 Y1 Y2 Y3 COM2 Y4 Y5 Y6 Y7 COM3 Y10 Y11 Y12R S T SE RUN A 1 B 1 C1 VVVF 变频器U V W 10 2 5 STR STF SDM3220V HL1HL3HL2HL4HL5RPSA2SB0SB4KMSB3SB1KMBACK5/21/202432教学过程教学过程 学习新知学习新知 优化补充程序图BACK5/21/202433教学过程教学过程 学习新知学习新知 优化补充参数PR0=10%PR9=0.4APR10=10HZPR13=15HZPR14=0PR21=1PR78=0BACKPR1=50HZPR2=0HZPR3=50HZPR7=4SPR8=3SPR20=50HZPR79=1优化补充原参数5/21/202434 教学过程教学过程 解决任务解决任务一、任务实施步骤:(讲解)1、安装电器元件。2、编制PLC的输入/输出分配表。3、控制系统硬件接线。4、PLC编程。5、PLC程序模拟仿真调试。6、设置变频器参数。7、控制系统的联机调试。8、填写技能实训报告书。约200分钟二、安全强调！(强调)先接线,后设参。(参数设置前要先进行初始化!)拆装变频器时,注意勿带电操作。(断电后也要等指示灯熄灭之后,再进行接线)接线后通电试验前,须征得指导教师的许可,方可继续操作。(调试、改动线路后,也要再次征得指导教师的许可,方可继续操作)小心不要触及强电端子。严格按照合理通断电顺序操作。NEXT5/21/202435 教学过程教学过程 解决任务解决任务 三、学生分组按照老师的要求独立完成实训。(注意:严格按照一体化教师的要求操作)约200分钟 0、参考体验。1、安装电器元件。2、编制PLC的输入/输出分配表。3、控制系统硬件接线。4、PLC编程。5、PLC程序模拟仿真调试。6、设置变频器参数。7、控制系统的联机调试。8、填写技能实训报告书。步骤:四、指导教师巡回指导。五、验收总结。对每个小组进行验收。点评各组完成情况及表现。总结知识技能训练要点。VIEWVIEWVIEWBACK5/21/202436 学生实训过程学生实训过程 参考体验。参考体验。NEXT5/21/202437 学生实训过程学生实训过程 安装电器元件。安装电器元件。NEXT5/21/202438学生实训过程学生实训过程 编制编制PLC的输入的输入/输出分配表。输出分配表。NEXT5/21/202439 学生实训过程学生实训过程 控制系统硬件接线。控制系统硬件接线。NEXT5/21/202440 学生实训过程学生实训过程 PLC编程。NEXT5/21/202441 学生实训学生实训 过程过程 PLC程序模拟仿真调试。NEXT5/21/202442 学生实训学生实训 过程过程 设置变频器参数。NEXT5/21/202443 学生实训学生实训 过程过程 控制系统的联机调试。NEXT5/21/202444 学生实训学生实训 过程过程 填写技能实训报告书。BACK5/21/202445教学过程教学过程 解决任务解决任务 指导教师巡回指导。NEXT5/21/202446教学过程教学过程 解决任务解决任务 指导教师巡回指导。NEXT5/21/202447教学过程教学过程 解决任务解决任务 指导教师巡回指导。指指 导导NEXT5/21/202448教学过程教学过程 解决任务解决任务 指导教师巡回指导。指指 导导BACK5/21/202449教学过程教学过程 解决任务解决任务 验收总结。验收总结。验验 收收NEXT5/21/202450教学过程教学过程 解决任务解决任务 验收总结。验收总结。技技 能能 总总 结结BACK5/21/202451 教学过程教学过程 总结课题总结课题二、课题总结：本次课我们学习并实践了“PLC控制变频器实现电动机的正反转”的理论和技能。掌握了系统的设计、安装、调试、运行的基本方法。掌握了系统的硬件接线及程序(参数)编制的方法和技巧。扩充了知识面，丰富了经验。同学们考虑问题的综合性和全面性的能力得以提高，安全规范操作的意识得以加强；同学们认真负责、团结协作，较好地完成了课题任务，特别是小组比较出色，但也有个别同学不够熟练，希望以后继续加强训练。约3分钟一、知识归纳：重点：重点：1、使用变频器实现电动机正反转的优点。2、使用PLC控制变频器运行的优点。3、各种报警及保护功能的实现。难点：难点：控制系统程序的编制（PLC程序、变频器参数）。三、课题口诀:NEXT5/21/202452 总结课题总结课题三、课题口诀:点击察看NEXT5/21/202453 总结课题总结课题 课题口诀课题口诀电机运行正反转电机运行正反转PLC变频有优点变频有优点编程设参又接线编程设参又接线团结协作是关键团结协作是关键考虑问题须全面考虑问题须全面安全规范要实现安全规范要实现BACK5/21/202454 教学过程教学过程 布置作业布置作业1、使用变频器实现电动机正反转的优点。2、使用PLC控制变频器运行的优点。3、完成任务的实训报告。约2分钟BACKVIEW5/21/202455 教学过程教学过程 布置作业布置作业技能实训报告书 约2分钟BACK5/21/202456板书设计板书设计 课题二十二 PLC控制变频器实现电动机的正反转一、使用变频器实现电动机正反转的优点。1、传统的控制电路。2、变频器的控制电路。优点：（）操作方便，无须停机即可实现正反转的切换。（）无需专门的外部正反转切换装置，控制电流小。二、使用PLC控制变频器运行的优点。1、取代大量的继电接触器的功能,从而节能、减少故障率、体积小。2、灵活方便,容易实现各种保护、报警、指示、定时、计数等功能。三、PLC与变频器的连接。（直接连接）四、任务分析。、各种报警及保护功能的实现。（1）端子 端子。（2）通过程序实现。（3）通过变频器的参数实现。、硬件接线。、PLC程序。、变频器参数。五、任务实施步骤。(注意安全!)1、安装电器元件。2、编制PLC的输入/输出分配表。3、控制系统硬件接线。4、PLC编程。5、PLC程序模拟仿真调试。6、设置变频器参数。7、控制系统的联机调试。8、填写技能实训报告书。NEXT5/21/202457说课结束说课结束 不妥之处 敬请指正 5/21/202458