情境一 开环数控机床控制系统的分析 1
任务一 数控机床电气控制系统的初步认识 1
一、了解开环控制与闭环控制 2
二、了解自动控制系统的一般概念 3
三、提出控制系统的性能要求 4
四、了解系统的传递函数 4
五、绘制方框图并进行等效变换 5
任务实施 9
任务二 脉冲发生器的设计与制作 10
一、掌握基本逻辑运算规则 11
二、多谐振荡器的设计 13
三、多谐振荡器应用实例 15
任务实施 17
任务三 脉冲分配器的设计与制作 18
一、基本触发器 18
二、同步RS触发器 19
任务实施 22
任务四 功率放大器的设计与制作 23
一、分析三极管的结构、分类及其放大作用 23
二、共射极基本放大电路 27
三、功率放大电路的类型及使用 29
任务实施 34
拓展任务 34
情境二 数控机床伺服系统及常用执行元件的选择与维护 35
任务一 认识数控机床的伺服系统 35
一、数控机床的初步认识 35
二、认识数控机床伺服系统及其组成 36
三、对数控机床伺服系统进行分类 37
四、根据数控机床的特点提出对数控机床伺服系统的要求 39
任务实施 39
任务二 数控机床伺服系统执行元件的认识与维护 40
一、直流电动机的认识与维护 40
二、交流电动机的认识与维护 46
三、步进电机的认识与维护 54
任务实施 57
拓展任务 57
情境三 直流调速系统的设计 58
任务一 提出改造开环直流调速系统方案 58
一、认识转速控制的要求和调速指标 60
二、分析存在问题 61
任务实施 61
任务二 单闭环直流调速系统的设计 62
一、单闭环调速系统 62
二、开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 63
三、单闭环调速系统的基本性质 64
任务实施 65
任务三 设计有电流截止环节的单闭环调速系统 66
一、电流截止负反馈调速系统 66
二、系统的静特性方程 67
三、系统稳态结构 68
四、静态特性的特点 69
任务实施 69
任务四 设计单闭环无静差调速系统 70
一、无静差系统的实现方法 70
二、设计步骤 70
三、设计方法 71
四、积分调节器的设计 71
五、比例与积分控制的比较 71
六、比例积分控制规律 72
七、PI调节器输出时间特性 73
任务实施 74
任务五 设计双闭环直流调速系统 75
一、转速电流双闭环直流调速系统及其静特性 75
二、双闭环系统的启动过程 78
任务实施 79
任务六 可逆调速系统的设计 80
一、单片微机控制的PWM可逆直流调速系统 80
二、有环流控制的可逆晶闸管－电动机系统 81
任务实施 83
拓展任务 83
情境四 交流调速系统的设计 85
任务一 对交流调速系统进行认识与分类 85
任务实施 86
任务二 交流异步电动机转差功率消耗型调速系统的设计 87
一、异步电动机变压调速电路 87
二、电磁转差离合器调速系统 90
三、串电阻调速电路 92
任务实施 93
任务三 交流异步电动机转差功率不变型调速系统的设计 94
一、异步电动机变极调速的设计 94
二、异步电动机变频调速系统的原理 96
三、电力电子变压变频器的主要类型 102
四、变频器的选择、使用与维护 104
五、变频器的选择与安装 109
任务实施 111
任务四 交流异步电动机转差功率回馈型调速系统的设计 112
一、异步电动机双馈调速的设计 112
二、串级调速系统的实现 117
任务实施 118
拓展任务 118
情境五 数控机床常见检测元件的认识 119
任务一 认识数控机床常用检测元件 119
一、旋转变压器的认识 120
二、感应同步器的认识 122
三、认识脉冲编码器 123
四、绝对式编码器的认识 124
五、认识光栅 125
六、磁栅的认识 127
任务实施 128
任务二 测速发电机的选用与维护 129
一、认识测速发电机 129
二、直流测速发电机 129
三、交流异步测速发电机 134
四、其他类型的测速发电机 140
任务实施 141
任务三 数控机床控制系统中常见传感器的选择与维护 142
一、传感器的分类 142
二、传感器的基本特性 142
三、机床中常用传感器简介 143
四、数控机床中传感器的正确选择和使用 153
任务实施 155
拓展任务 155
情境六 自动化仪表的设计安装与调试 156
任务一 典型传感器使用 156
一、自动检测技术及其应用 156
二、检测技术的误差 158
三、传感器及其应用 159
四、传感器基本特性 160
五、典型传感器 161
任务实施 171
任务二 自动化仪表的安装和调试 172
一、常用检测系统中自动化仪表的选型 172
二、检测信号抗干扰电路的设计和信号变送的方法 178
三、常用测温检测仪表的安装与使用 182
任务实施 185
拓展任务 186
情境七 工业锅炉控制任务的实现 187
任务一 锅炉工艺流程简介 187
任务实施 188
任务二 锅炉控制的任务及实现 189
一、自动控制系统及分类 189
二、锅炉控制系统 190
任务实施 196
拓展任务 196
情境八 控制系统远程监控的实现 197
任务一 利用计算机实现远程监控 197
一、什么是组态，它的作用是什么 198
二、“组态王”简介 198
三、实例教程 199
任务实施 244
任务二 讨论设计后系统的可行性与改造方案 245
一、组态王高级功能简介 245
二、组态王高级功能 245
任务实施 273
拓展任务 273
情境九 典型自动化系统上位机监控系统设计 275
任务一 恒压供水控制系统上位机监控系统设计 275
一、恒压供水系统工艺 275
二、监控系统要求 276
任务实施 276
任务二 物料输送控制系统上位机监控系统设计 277
一、概述 277
二、输煤程控系统工艺简介 277
任务实施 278
任务三 加工车间控制系统上位机监控系统的设计 279
一、自动化生产线概述 279
二、数控机床 279
三、加工车间监控系统 279
任务实施 279
任务四 装配车间上位机监控系统的设计 281
一、工业机器人 281
二、组装车间监控系统 281
任务实施 282
拓展任务 282
附录 283