电气规划设计说明（精选8篇）
一、设计依据
1.建设单位委托设计任务书； 2.批准的建筑设计方案； 3.有关专业提供的设计资料；
4.《民用建筑电气设计规范》JG16-2008； 5.《低压配电设计规范》GB50054-95； 6.《住宅建筑设计标准》DBJ14-S1－2000； 7.《住宅设计规范》GB50096-1999（2003年版）； 8.《住宅建筑规范》GB50368-2005；
9.《高层民用建筑设计防水规范》GB50045-95（2005年版）； 10.《电力工程电缆设计规范》GB502217-2007； 11.《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98； 12.《建筑物降雷设计规范》GB50057-94（2000年版）； 13.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004； 14.《建筑照明设计标准》GB50034-2004； 15.《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94； 16.《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007。
二、工程概况
1.本工程为金地凯旋城四期C15＃楼，地上十一层，地下一层为储藏室和机房，-1层层高为2.9米，一至十一层均为住宅，层高为2.9米，顶层为机房层。本楼建筑主体高度为37.6米，总面积为10875平方米；结构形式为剪力墙结构，基础形式为桩筏基础，现浇混凝土楼板。
2.本工程为二类高层住宅建筑；在地下一层设有电气室，每层调配电小间。
三、设计范围
（一）.强电部分：1.22/380V配电系统 2.电气照明系统 3.防触电安全保护系统 4.建筑防雷及接地系统
(二)弱电部分：1.计算机网络系统 2.电话系统 3.有线电视系统 4.可视对讲系统 5.火灾报警及消防联动控制系统
四、200/380V配电系统
1.负荷等级：本工程为二类高层建筑，消防风机、应急照明等消防负荷为二级负荷，普通电梯为二级负荷，其余负荷为三级负荷。
2.供电电源：本工程每单元由变配电室引来三路220/380V电源DY1～3，三相四张；其中DY1为住户生活用电，DY2，3为双电源专线，DY2与DY3分别引自不同10KV变压器的低压侧。
3.计费：根据建设单位要求，本工程住宅和储藏室用电在配电室内设电表箱计量；其他负荷用电集中设置电表计量。
4.住宅用电指标及户内电源箱配置；根据住宅设计规范及建设单位要求，本工程用电标准为：每户用电负荷6KW划或8KW；住宅每户内设一开关箱，照明、普通电源插座、空调插座、厨房插座、卫生间插座分别设置回路。5.供电方式：电源进户后在电气室配电箱内进行零线重复接地及电力分配；重要的动力负荷采用放射供电；所有二级负荷采用双电源供电，末端自动切换，并设有自投自复装置。
五、电气照明系统
1.根据建设单位要求，住宅户内预留座灯口，卫生间采用防水防尘灯；楼梯间内普通照明灯具采用声光控开关控制，应照明灯具采用应急型声光控开关控制(电梯厅照明具除外)，其余照明灯具采用普通翘板开关控制。2.楼梯间、走廊、电梯机房内设应急灯及疏散及批示灯；应急灯及疏散批示灯在火灾时自动点亮。
3.消防疏散批示灯采用EPS作为备用电源供电，应争时间为30min。4.应急灯及疏散指示灯须设置玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩，消防状态下满足最低照度为5LX。
5.电梯井道设永久照明壁灯；距井道最高点0.5m各设置一盏灯，中间每隔7m设置一盏灯。
6.报有Ι类灯具及安装高度低于2.4米的灯具，均增加一根PE线保护。
六、设备选型、安装及导线选择、敷设
1.本工程配电箱选用非标产品，由配电箱厂家根据本设计配电系统图制作；户内配电箱底边距地1.8米暗装，其余配电箱安装方式详见各层主要电气设备图例表。
2.所有开关、插座均选用86系列产品，所有开关均为1.3米暗装，MEB、LEB箱下沿距地0.4米暗装，所有插座均选用安全型，墙上暗装，插座型号及安装高度详见层主要电气设备图例表。
3.普通电源进线均采用YJV-51KV电力电缆，由总箱配出干线采用YJV-0.5/1KV电力电缆或BV-0.45/0.75KV导线。普通照明及插座支线选 用BV-500V导线，所有配电干线均沿桥架、穿 钢管或PVC管沿墙及楼板间敷设。
4.消防电源进线采用YJV-IKV电力电缆，消防动力及应急照明配电及支线NHYJV-1KV电力电缆或NHBV-500V导线，消防负荷支线穿钢管，普通负荷支线穿PVC管沿墙及楼板间敷设。
5.消防负荷电线路敷线桥架须采用防火封闭式金属桥架(配电竖井除外)，桥架内加装金属隔板以分开二级负荷和三级负荷配电线路及双电源供电的两个回路；消防设备及应急照明线路暗敷设时，保护层厚度不小于3CM，明敷时做防火处理；电气竖井内孔洞在设备安装完毕后用防火材料封堵。电缆桥架水平安装时，支架间距不大于1.5米，垂直安装时，支架间距不大于2米。
七、防触电安全保护系统
1.采用TN-C-S接地系统，零线自进线箱内做重复接地后，PE线与N线严格分开，凡正常情况下不带电而当绝缘破坏后呈现电压之所的电气设备金属外壳及单相本级插座接地极均要求与PE可靠连接。
2.在电气室内设总等电位联结箱(MEB)，进出建筑物的所有金属管道如给排水管、燃气管(须做绝缘处理)进户钢管均用40×4镀锌扁钢与MEB箱内接地端子可靠连接。
3.住宅用电配电箱内插座回路(壁挂空调回路除外)设30MA漏电保护装置。
4.过电压保护：电源进线柜(箱)、屋顶正压送风机配电内装一级电涌保护器，电梯控制箱内装一级电涌保护器；有线电视系统引入端、电信引入端设过电压保护装置，由弱电总承包公司负责。
5.至住户电表箱干线回路装设300MA漏电保护装置，以防电气火灾。
八、建筑防雷与接地系统
1.本工程防雷等级三类设计。建筑的防雷满足防直击雷、防雷电感及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。
2.接闪器：屋顶避雷带采用Φ10镀锌圆钢，避雷带网格不大于20M*20M或24M*16M。
3.引下线：利用建筑物外墙部分钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根对角Φ16以上主筋通长焊接做为引下线，间距不大于18M引下线上部与屋顶避雷带可靠焊接，下部与接地极可靠焊接，所有引下线距地0.5M做测试点。4.为防侧击雷，应将建筑物内钢构架和钢筋混凝圭的钢筋相互连接，利用钢筋混凝土柱子内钢筋作为防雷装置引下线。结构圈梁中的钢筋应每三层连成闭合回路，并应同防雷装置引下线连接，将45米及以下外墙的栏杆、门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置相连；垂直敷设的金属管道及类似金属物每三层与局部电位联结端子板连接一次并在顶端和底端与防雷装置连接。
5.接地极：将基础底板上下两层主筋沿建筑物外圈焊接成环形，并将主轴线上的基础上下两屋两根主筋焊接、绑扎成网作为接地极。并于引下线位置距地面下1.5米引出1.0米40*4镀锌扁钢，以便接地电阻不符合设计要求时另敷接地体之用，接地电阻要求大于1欧姆。
6.凡突出屋面的各种金属构件，如屋顶风机等均避雷带可靠连接。7.避雷装置均镀锌防腐，高出屋面的金属物体均应与避雷带焊接，焊点做防腐处理。
8.本工程防雷接地、电气设备的保护接地、电梯机房的接地共用统一的接地极，要求接地电阻不大于1欧姆，实侧不满足要求时，增设人工接地极。9.配电小间内设接地干线，并每层与地板及侧墙内钢筋可靠焊接；电缆架及其架全长应不少于两处与接地干线连接；室内电气的金属外皮与接地端子可靠连接。
10.卫生间内设局部等电位联结箱(LEB)，所有金属构件、建筑物钢筋网及三孔插座PE线等均应与之联结，做法见LD4D502-99。
九、火灾报警及消防联动控制系统
1.本工程为组区域报警系统，消防控制室及消防泵房设在本楼外，消防电话、消防总线均穿钢管引至电气室内报警线葙。
2.在一层门厅处设区域火灾显示盘，楼梯间、走廊及电梯前室均有感烟探测器，每层设声光报警器、手动报警按钮(带电话插孔)及消火栓钮等，配电室、风机房及消防电梯机内设消防电话分机。
3.火灾报警：(1)任一火灾探测器报警；(2)任一手动报警按钮动作。4.火灾确认：(1)同层二个或二个以上探测器同时或相短时间报警；(2)两个报警单位(火灾探测器+手动报警按钮)同时动作。(3)任一消炎栓按钮动作；(4)人工确认。
5.火灾确认后的荷枪实弹联动功能：强制所有电梯迫降至一层叠，消防电梯待命，普通电梯停电；接通本层及相关层的声光报警器；非消防电源在配电室内由人工切除；点亮有关部位应急照明及疏散照明；自动打开单元对讲门；并由消防控制中心接收各联动设备的反馈信号。消防系统逻辑关系表详见单元火灾报警及联动控制系统图。
6.在消火栓内设置消炎栓按钮，当动用消炎栓，打碎按钮玻璃时，启动消防水泵运行，同时向消防控制中心反馈动作信号。
7.所有消火栓启泵控制线均应引至消防泵房，施工时应注意此部分管线预留。
8.本系统线路沿桥架或穿钢管沿墙及现浇板暗敷设，穿钢敷设保护层厚度 不小3CM，管线规格及型号详见系统图。
十、计算机网络系统
1.计算机风格进线采用非屏蔽多模光纤，进线沿桥架由弱电中心引来，进线规格由当地部门负责。
2.计算机网络跳线箱设于地下一层电气内，距地1.0米明装；光纤经计算机网络跳线箱配出五类非屏蔽双绞线至每层弱电箱，然后配至各用户，每户配置一根五类八芯双绞线；由电气室至各层的线路在电气小间内沿弱电桥敷设，出桥架至户内信息配线箱以及配线箱至计算机插座之线路穿 PVC管沿墙及楼板暗敷设。
3.计算机插座选用RJ45超五类型，与网线匹配，底边距地0.3米暗装，计算机插设于书房及客厅内。
4.信息配线箱高于每户内，底边距地0.5暗装。
十一、电话系统
1.电话电缆进线采用大对数电缆，进线沿桥架由弱电中心引来，理线由当地电信部门负责。
2.电话箱设于地下一层电气室内，每层配电小间内设弱电箱，距地0.5米明装；电话电缆进线经电话箱采用放射式配出线路至各层弱电箱然后配至各住宅用户，每户配置两对电话线；由电气室至各层的线路在电气小间内沿弱电桥架敷设，出桥架至户内信息配线箱以及由配线箱至电话 插座之线路穿PVC管沿墙及楼板暗敷设。
3.电话插座底边距0.3米间装，电话插座设于客厅及卧室和书房内国。
十二、有线电视系统
1.电视电缆进线沿桥架由弱电中心引来，电视电缆进线由电视部门负责。2.住宅电视前端箱设于地下地层电所室内，距地0.5明装，电视电缆进线经电视前端箱配出电视干线至各层弱电电接线箱RDX，再配出线路至户内信息配线箱，再配出至各意视插座，由电气室到层弱电箱RDX之竖向电视干 线采用SYKV-75-9，在电气小间弱电桥架敷设，排出 RDX及配线箱之线路用SYKV-75-5，穿 PVC管沿墙及楼板间敷设。
“电”作为二次能源, 得到了广泛应用, 电气化给人类带来了巨大的物质文明和精神文明。目前我们国家国民经济得到了迅猛发展, 以2010年为例, 我国发电机总装机容量约8亿k W, 其总发电量约为4. 8万亿k W·h。广大农村已基本上实现了通电, 人们的生活水平得到了很大改善。
电虽然是“福”之源, 但如果使用不当也是 “祸”之根, 将给人们造成电气危害, 所谓电气危害主要是指触电伤害及电气火灾事故。随着用电设备的增加和普及, 人们的触电几率也与日俱增, 同时, 使用不当或线路接地引发短路故障造成的电气火灾也时有发生。
目前, 世界上用电水平较高的国家每耗电20亿k W·h, 触电死亡的就有1人, 安全用电水平较低的国家每耗电1亿k W·h, 触电死亡的就有1人［1］; 我国按1987年统计, 全国平均每耗电1亿k W· h, 触电死亡的就有3人。而据文献[2]介绍, 20世纪80年代我国农村每年死于触电伤亡事故的就有4 000多人。
据文献[3]记载, 在美国发生的火灾中, 有50% 源于人的行为和疏忽, 另50% 则源于设备故障与环境。1986年我国全国火灾次数达38 764次, 死亡人数共2 685人, 直接经济损失达3. 24亿元, 其中电气火灾约占30% , 且近年来还有上升的势头［1］; 而在美国、德国等工业较发达国家, 电气火灾仅占约10%［3］, 相比之下中国电气火灾发生率比工业较发达国家高出约2倍!
从以上数据可见, 电气危害是关系到老百姓切身安全、人命关天的大事。为此, 文献[4]第1句话就明确指出: 本标准的全部技术内容为强制性的。因此, 作为电气设计工作者一定要认真学习、坚决贯彻执行国家标准, 在工业企业和民建供配电设计中, 要千方百计防止电气危害的发生。 作者结合多年从事电气系统设计的实际经验, 在简单介绍电气安全相关参数的基础上, 分析了电气危害的特点以及产生电气危害的原因, 并指出在进行工程电气设计时, 应该采取一些防范措施, 有效防止电气危害的发生。
1电气安全相关参数
人体触电时, 通过人体的电流与人体接触电压及人体电阻有关。
1. 1安全电压
接触电压升高时, 人体电阻减小, 触电电流增大, 触电的人就十分危险。不言而喻, 尽可能降低加于人体的电压即接触电压的数值, 是防止触电事故发生的手段之一, 这也是世界各国长期以来努力解决的问题之一。
IEC-TC64 ( 国际电工委员会第64技术委员会) 根据大量测试数据说明, 在常规环境下, 人体的平均总阻抗在1 000 Ω 以上; 潮湿环境下, 则在1 000 Ω 以下。据此, IEC-TC64规定了安全电流为30 m A时长期保持的接触电压最大值, 并称为通用接触电压极限UL ( 即安全电压) , 如表1所示。
V
注: 如果全身浸没在导电的液体中或全身接触导体 ( 如在水中或锅炉炉膛内) , 则必须采用更低的安全电压, 一般为12 V。
我国及其他国家采用的安全电压分别如表2和表3所示。
对比表2和表3可以看出, 目前我国标准规定的安全电压为交流50 V ( 直流120 V) , 与其他国家规定的安全电压对比明显偏高!
1. 2接触电压与人体电阻的关系
美国学者佛莱贝尔加提出的在正常环境下接触电压与人体电阻的关系曲线如图1所示［1］。
V
从图1可以看出, 人体电阻随着接触电压升高而降低。在正常环境下 ( 潮湿皮肤) , 人体电阻平均值约为1 700 Ω, 这时安全电压为交流50 V。 但在潮湿环境下 ( 潮湿皮肤) , 则人体电阻平均值降低约一半 ( 约850 ~ 1 000 Ω) , 这时, 安全电压为交流25 ~ 36 V, 可见人体电阻与环境条件有关。
由此可见, 表3中世界各国规定的安全电压标准是考虑在最不利的夏、秋潮湿环境下 ( 潮湿皮肤) 的安全电压值, 该安全电压规定值得我国学习、参考和采纳!
2电气危害的特点
为了防止电气危害的发生, 有必要了解电气危害的特点, 其特点如下:
( 1) 在生活中, 人们可以说天天离不开电, 但是, 电是看不见、嗅不着, 也听不到的, 因此, 在发生电气火灾与触电前人们是感觉不到电的。
( 2) 人体是很脆弱的, 医学试验证明, 当流入人体电流超过30 m A级的小电流 ( 这个电流称为安全电流) 时, 就会导致人体触电伤亡事故。
( 3) 人体触电时, 电流流入人体的那一部分是看不见的, 但从医学试验证实, 当电流流过人体的心脏和肺部时, 其危害是最大的。
( 4) 电气危害是发生在一瞬间的事, 往往防不胜防。为了防止电气危害造成的严重后果, 要求电源开关必须能在发生电气危害瞬间的0. 01 ~ 1 s内切除故障回路, 才能使人从电气危害的危险中解脱出来。
( 5) 即使触电当时没有造成死亡, 但由于触电时人会痉挛, 因此会造成人体坠落等次生伤害事故发生, 其后果不堪设想。
( 6) 由触电引起的死亡率高于其他事故引起的死亡率。据1976 ~ 1980年日本发布的统计数据表明［1］, 触电伤亡事故率约占整个死亡事故率的22. 2% , 高于交通伤亡事故率。
( 7) 据统计［3，5］, 电气危害中的触电伤亡事故大部分发生在380 /220 V低压电网中, 约占整个触电伤亡事故总数的70% , 而发生在6 k V以上高压电网系统的约占30% 。
( 8) 据不完全统计, 在每年7, 8, 9月发生的触电死亡事故约占全年电气火灾和触电死亡总数的60% 左右, 这是由于在7 ~ 9月气候高温、多雾 ( 雾霾) 的非正常的潮湿环境下, 人体出汗较多, 皮肤潮湿, 人体电阻减小的缘故。
3造成电气危害的主要原因
3. 1对系统最大短路电流值的校验不重视
在我国高低压供电系统设备和电缆线路设计时, 经常发生没有进行最大短路电流校验的不良设计 ( 特别是低压系统) 。按规定, 系统最大短路电流应考虑以10年内可能产生的最大短路电流为基准, 但由于种种原因, 设计人员往往无法得到系统最大短路容量的数据, 因此通常就盲目估算选定设备所能承受的额定短路电流和电缆所能承受最大短路电流的最小截面等关键参数。这样设计带来的问题是: 选大了, 浪费投资; 选小了, 一旦发生短路将造成设备和电缆线路爆裂或烧坏, 甚至引发火灾事故!
3. 2未设置单相接地保护
在高低压供电系统的设备和电缆配电线路设计时, 特别是低压供电系统, 往往只考虑了过负荷、过电流和短路保护, 而没有设置专门的单相接地保护 ( 含变压器中性点的零序电流互感器及单相接地后备保护) 。这样, 一旦发生系统单相接地时, 不能灵敏地瞬间断开单相接地事故回路, 从而引发多相短路, 进而导致电气危害事故!
3. 3低压接地系统不完善
低压接地系统不完善也是产生电气火灾危险与触电伤亡事故的原因之一。低压中性点接地系统的类型有: TT接地系统、TN-C接地系统、IT接地系统、TN-C-S接地系统及TN-S接地系统。下面分析前两种常用接地系统的特点及存在的问题。
3. 3. 1 TT接地系统
TT接地系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统, 第1个符号T表示电力系统中性点直接接地; 第2个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接连接。TT接地系统之所以能防止触电, 是因为接地电阻与触摸带电设备外壳的人体是并联相连的［2，6］。在我国, 有部分低压配电系统采用TT接地方式。
TT接地方式存在的缺陷是, 当系统发生单相接地短路时, 其短路电流比较小, 无法使容量稍大的电气设备保护开关动作跳闸。
此时, 相电压UΦ= 220 V, 如低压系统中性点接地电阻R2= 4 Ω, 负荷侧接地电阻最大值r = 4 Ω, 则当系统发生单相接地短路时, 其短路电流
一旦发生单相接地短路, 如果开关无法动作造成保护装置不能切断时, 电源中性点和设备外壳都将呈现故障电压, 且故障电压一直存在。此时, 用电设备的对地电压为
对地电压Ud= 110 V远远大于正常环境下的安全电压值50 V。这时, 人若触及该设备外壳, 则流过人体的电流为:
式中, Rr为人体电阻, 取平均值1 000 Ω。
流过人体的电流110 m A, 超过人体可承受的安全电流限值30 m A , 该触电电流无疑会危害人的生命。
3. 3. 2 TN-C接地系统
TN-C接地系统是将电气设备的金属外壳与工作零线 ( 兼作接零保护线, 即NPE线) 相接的保护系统, 称作接零保护系统。这种接地系统虽然在我国被广泛采用, 但却存在诸多缺陷。
TN-C接地系统存在的缺陷如下［1 － 3，5 － 6］:
( 1) 不能可靠切断所有的单相短路。如果维护操作人员不了解设计意图, 随意加大熔丝安培数, 或调换自动开关增大脱扣器整定值, 或由于设备增加、容量变大、各级保护设备的额定电流或动作电流发生变化等, 都将无法保证单相短路电流不小于4倍熔丝的额定电流或1. 3倍自动开关整定电流的要求, 造成保护装置不能准确切断单相接地短路故障线路。这时, 电源中性点和设备外壳都将呈现故障电压大于50 V。
( 2) 正常运行时, 设备金属外壳带电。在大量使用TN-C的系统中, 正常运行时, 由于负荷不平衡和三次谐波电流的作用, 与设备外壳相连的NPE线中有不平衡零序电流流过。所以, 即使是正常运行情况, 设备金属外壳也会带电位, 且距离电源端越远, 外壳上的电位越高, 对地电压也越大, 往往可高达几十伏 ( 约30 ~ 90 V) 。在家用电器设备日渐增多的今天, 生活用电负荷不平衡日趋严重, 而且操作和使用这些设备的又多是缺乏安全用电知识的人们, 所以, TN-C系统的这种不安全因素, 无疑会危及人的生命安全。
( 3) NPE线断线导致设备外壳带电。如果就地没有设置重复接地, 那么当NPE线断线时, 设备外壳电压为220 V, 大于人体可承受的50 V安全电压。
值得注意的是, 有时会同时出现TT及TN-C两种保护系统, 这时, 中性点对地会呈现103. 5 V的危险电压。
为此, 文献[4]在前言第4条明文规定: “TN- C系统只有经过改造为TN-C-S或TN-S系统, 才能正确安装使用剩余电流动作保护装置”。国标对新建项目的低压系统中性点接地方式的具体规定如下: 三相动力为主的低压系统 ( 工业企业) 采用TN-C-S接地方式; 照明与检修低压系统应采用TN-S接地方式; 民用建筑低压系统应采用TN-S接地方式; 在广大农村低压系统应采用TN-S接地方式。
3. 4未安装避雷装置或安装不当
雷电事故分为直击雷电事故和感应雷电事故, 有关建筑物与构筑物防雷设计标准［7］规定, 必须设置必要的防直击雷电和感应雷电的相关避雷装置 ( 避雷针、避雷带) 及防雷电过电压保护器 ( 避雷器) ; 如不装设或装置不当, 就可能引发雷击伤人及雷击火灾事故。直击雷电的雷击电流可以达到10 ~ 40 k A, 这将对人员造成可怕的雷击伤害事故并引发火灾事故! 而感应雷电也十分可怕, 感应雷电对于高低压架空线路的雷电瞬间电磁感应电压可高达100 ~ 140 k V, 这时, 如果高低压供电系统没有设置避雷器或避雷器安装不当, 同样会对人员造成雷击伤害事故并引发火灾事故!
3. 5未安装操作过电压保护装置或安装不当
供电系统内部的电容和电感等储能元件, 在发生故障或进行供电系统的相关操作时如果工作状态突变, 将发生充电、再充电或能量转换产生谐振变化的过程, 使电压暂态分量强制振荡并叠加, 形成操作过电压, 其作用时间约为几毫秒到数十毫秒, 其过电压倍数高达5倍及以上 ( 一般不允许超过3 ~ 4倍) 。
供电系统常见内部操作过电压及谐振过电压类别和危害程度如表4所示。其中, 1 ~ 7为内部操作过电压; 8 ~ 10为谐振过电压。
选择系统绝缘水平时, 操作过电压不得超过如下规定的限值［8］: 3 ~ 35 k V以下 ( 非直接接地系统) 内部过电压为4倍; 110 ~ 154 k V ( 非直接接地系统) 内部过电压为3. 5倍; 110 ~ 154 k V ( 直接接地系统) 内部过电压为3. 0倍; 0. 4 k V低压系统 ( 直接接地系统) 内部过电压为2 k V ( 5倍) 。
与表4对照可知, 最危险、有常见损坏设备实例的内部过电压类别是1, 4, 6, 7, 8种。
从以上分析可见, 高低压供电系统必须按有关标准规定装设各种操作过电压保护器 ( 即避雷器, 低压系统中称为浪涌保护器) , 如没按规定装设或安装不当, 就会击坏绝缘, 引发击伤人员及火灾事故, 特别是高压供电系统和绝缘较薄弱的部位: 电缆头、电压互感器、潮湿环境的电动机等处更需要安装。
3. 6中性点接地方式选择不当
中性点接地分为直接接地和非直接接地方式, 其中, 直接接地是指至少有一个中性点直接或经小电阻与接地装置相连 (110 k V以上系统及低压380 V系统的中性点采用直接接地方式) , 采用TN-S直接接地的系统, 当发生单相接地故障时, 接地电流一般较大 (500 A) , 所以称为大电流接地系统;非直接接地是指中性点不接地或经消弧线圈接地 (3~35 k V工业企业与城网供配电系统通常采用此方式) , 采用非直接接地的系统, 当发生单相接地故障时, 由于不构成短路回路, 接地短路电流比负荷电流小很多, 因此这种系统称为小电流接地系统。
对3 ~ 35 k V中压供配电系统中性点接地系统分类及对设备绝缘的最大过电压限制倍数的要求如下:
( 1) 中性点不接地系统。当发生接地故障时, 其接地电流一般小于30 A, 最大过电压限制为3. 5倍 ( 当发生间歇电弧接地故障时, 过电压倍数可达3 ~ 6倍) 。
( 2) 中性点经消弧线圈接地。按规定当发生接地时, 其接地电流大于30 A时, 最大过电压限制3. 2倍 ( 当发生间歇电弧接地过电压倍数可达3 ~ 6倍) 。
( 3) 中性点经电阻接地。当发生单相接地时, 其中性点接地电流在100 ~ 500 A ( 其中主要是电阻性电流, 占60% ~ 70% 以上, 在国外称为中电流接地系统。而对发电机中性点电阻接地系统, 其接地电流限制在10 A以下, 可称之为小电流高电阻接地系统) , 最大过电压限制在2. 5倍以下 ( 当接地电阻电流为2. 5 ~ 3倍电缆电容电流时, 最大过电压限制在2倍以下) 。
以上所述中性点接地方式有4种: 直接接地、 经电阻接地、中性点不接地或经消弧线圈接地。 其中, 采用中性点不接地或采用消弧线圈接地的系统, 在发生间歇电弧时, 接地过电压倍数可达3 ~ 6倍, 超过绝缘限制的倍数 ( 3. 2 ~ 3. 5倍) , 实际事故案例证明, 可能引发电缆多相短路及引起电缆火灾事故和触电事故!
(待续)
参考文献
[1]凌智敏.漏电开关及其应用[M].北京:水利电力出版社, 1991.
[2]李家贤, 纪贤宝.剩余电路保护系统及运行管理[M].北京:中国水利水电出版社, 2002.
[3]任长宁, 谢炜.美国电气火灾防控经验之借鉴[J].消防科学与技术, 2012 (12) :1 345-1 348.
[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.GB 13955-2005剩余电流动作保护装置安装和运行[S].北京:中国标准出版社, 2005.
[5]丁宏军.谈谈配电线路电气火灾防控[J].建筑电气, 2012 (5) :23-25.
[6]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].北京:中国电力出版社, 2003.
[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.GB 50057-2010建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2010.
关键词：建筑工程；电气设计；节能；措施；
前言：当前，建筑耗能问题越来越严重，已与工业耗能、交通耗能并列为我国能源消耗的三大"耗能大户"。在此背景下，作为电气设计工程人员，在文中对电气节能设计规范和施工规范的要求和应用谈了一下自己的体会，希望通过此能够对各位读者在以后的建筑电气设计工作起到一点帮助。
一、电气节能应遵循的原则
建筑电气节能方面要遵循以下几个原则，尤其是不能为了节能而忽视建筑功能的体现，更不能为了损害建筑的安全性而进行盲目的节能措施，建筑节能在本着保障建筑安全性和功能性的前提，采取相应的措施进行处理。其具体原则如下：
（1）适用性原则的把握，适用性是在满足人们日常生活功能的需求下对建筑采取节能措施，在不影响建筑设备的良好运行的基础上，根据用电设备对电能所需质量和可靠性等几个方面的要求，来对配电系统进行优化，保障电能能够被合理利用，起到建筑电气节能的效果。
（2）实际性原则的把握，实际性原则要求在建筑节能方面充分考虑实际经济效益，在设备以及材料的选取上，尽可能能本着从实际除非，物尽其用，不超标使用，避免造成资源浪费，从而达到建筑电气节能的效果。
（3）节能性原则的把握，在充分分析建筑功能的基础上，减少无关紧要的电气设备，或者对电气系统进行优化，尤其是电能传输线路上的电能消耗，积少成多，防微杜渐，真正实现建筑的整体节能效果
二、建筑工程中建筑电气节能措施研究
随着经济的发展，建筑工程行业也呈现出异常迅猛的发展态势。但是，在发展的过程中也呈现出能耗过大的现象。这些现象既浪费了资源，也阻碍了建筑工程的长远可持续发展。因此说加强建筑工程中的建筑电气节能工作十分重要。下面本文就从以下四个方面论述建筑电气节能的措施，希望能够对今后的建筑电气节能工作的开展有所帮助。
（1） 优化建筑电气系统的节能设计
要想保证建筑电气节能工程的顺利开展，首先需要做的就是要完善建筑电气系统的节能设计。对此，设计单位需要严格要求设计人员，对于建筑电气工程的每个环节，都需要有详细的电气负荷计算书，并根据实际的情况采取相应的节能措施。同时还需要注意的是，在进行建筑电气节能设计的时候，要秉承“以人为本、尊重实际“的设计理念。设计之前深入现场做好调查工作，制定完善的设计方案，同业主进行有效地沟通，在设计时充分考虑所供电能类型符合特点、建筑电气的实用功能要求以及周围的综合环境等。经过前面的分析之后，最后确定完善的方案。在设计的过程中，需要根据季节的变化设计出灵活的投切变压器，从而实现节能经济运行，减少不必要的能耗损失。
（2）加强建筑电气节能管理
实现建筑电气节能除了要加强改进技术之外，最重要的还需要进行建筑电气的节能管理，在保证技术的同时可以实现监管，保证节能目标的实现。要加强管理，首先需要建立健全的监管机制，制定完善的监管政策，保证管理工作的顺利进行和建筑电气节能工程的顺利进行；其次，要加强管理者的管理技能，使管理者熟知建筑电气节能的基本程序，避免管理过程中出现差错。例如，可以定期进行管理者的技能培训，增加他们的管理理论知识水平和建筑电气节能常识，还可以在平时利用多种手段进行宣传，使得这种节能的意识深入人心。这样，在管理过程中就更为得心应手；最后需要建立奖惩制度和激励机制，充分调动各方面人员的积极性，保证在有效监管的力度下实现建筑电气节能的目标。需要注意的是，由于建筑电气节能在很大程度上取决于建筑电气设备的运行状况，所以说需要认真管理，使得各种设备有效且安全的运行。
（3）保证施工过程中的各个环节实现节能
要实现建筑电气节能目标，除了要采用新型的节能技术和加强管理之外，还需要保证施工的每个环节实现节能。这就要求在设备选择上格外注意。首先，需要合理选择变压器的型号和规格。为了实现节能的目标，减少电能的损耗，可以适当的降低变压器的负载率，但是这样又会造成工程投资的提高。采用非晶态合金作为变压器的铁芯，此种材料拥有特殊的磁特性，与普通的材料相比同容量能够降低损耗达到80%左右，所以说选择合理的变压器十分重要。其次要选择合适的电缆和电线。线路要尽可能走直线以减少导线的长度，低压线路要少走“回头线”，减少电能的损耗。同时要保证变压器接近负荷中心，减少供电的距离。需要注意的是，可以增加导线的截面，还可以利用某些季节性的负荷线路减少线路的阻抗。最后需要注意的是保证电动机的节能。实现电动机的节能主要需考虑电动机的工作效率和功率因数。因此说要实现电动机的节能，在进行选择时一定要正确掌握其负荷特性，分清是否是连续的。而为了降低无功功率流动引起的能量损耗，需要改变电容器集中安装的做法。
（4）合理选择节能设备
合理选择建筑电气的节能设备也是实现节能的一个至关重要的措施。能源的浪费主要是光能和热能。因此，首先需要合理选择节能光源。荧光灯在节能方面应用的十分广泛。气体放电光源也由于其结构简单、使用寿命长、光效高以及无电磁辐射等优势成为建筑电气节能照明的首选。同时还需要选用节能的设备，诸如节能变压器和电动机等。这些都能够减少能量的消耗，实现建筑電气节能的目标。如采用建筑智能化技术中的建筑设备监控系统，
利用智能控制技术进行节能主要体现在对空调和给排水专业建筑设备的监控。对照明设计及控制方面建筑设备监控系统的功能包括：实现受控机组和设备的启、停控制和必要的连锁操作。实时监测和存储设备运行的工作状态及故障报警信号。实时监测和采集系统的主要参数。如温度、湿度、压力、流量、监测变配电系统的主要开关状态、电源电压、电流和功率因数等。按预定的控制程序对系统的被控参数进行最佳自动调节，使其运行在相关专业系统设计工艺所要求的设定范围。实现机组的台数控制和优化运行。采用综合措施实现节能运行。在实现自动控制功能的同时.提供远程操作和就地操作的功能。自动形成系统运行报告、设备故障报警报告及设备维修报告。提供的系统运行状态、故障报警的实时数据和历史数据记录等均可以图形化界面显示建筑设备监控系统的内容按系统和设备的功能可分成以下子系统进行监控：制冷系统、热源和热交换系统、空调系统、通风系统、给排水系统、供配电系统、公共照明系统、电梯系统。
结束语
综上所述，建筑行业的发展带来了能源的大量消耗，因此，建筑电气节能成为建筑行业发展最为紧迫的话题之一。我们在以后的工作中应不断地探讨，不断地创新，从而实现建筑电气节能的目标，促进建筑电气实现长远可持续的发展。
参考文献：
[1] 张盼领.建筑电气节能设计问题的几点探讨[J].科技风.2009（04）
[2] 吴海英，欧文权，何滔.我国建筑电气节能的有效途径探讨[J].企业科技与发展.2009（04）
《工厂电气控制与PLC》综合设计说明书
专业： 自动化
班级： 1802
学号： 1008518030203
姓名： 单留伟
指导教师： 栗梦媛 姜久超 刘振方 王继超
2021年 5月 14 日
综合设计题目 | 深井泵PLC控制系统设计 |
分组情况 | 孙响 许天浩 武兴栋 单留伟 |
指导教师 | 栗梦媛 姜久超 刘振方 王继超 |
教师评阅与成绩 | |
评定项目 | 评分成绩 |
1.设计方案正确，具有可行性、创新性（20分） | |
2.设计结果（30分） | |
3.态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分） | |
4.设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（20分） | |
5.答辩环节的内容、逻辑、语言组织（15分） | |
综合评定： | |
评阅教师： 日期： 年 月 日 |
深井泵PLC控制系统
目录深井泵PLC控制系统 4
一、绪论 4
二、总体方案设计 8
三、系统的硬件设计 9
四、PLC控制系统的软件设计 12
五、安装与调试 14
六、性能测试与分析 16
七、结论语 16
八、致谢 17
参考文献： 17
一、绪论
1.1
随着计算机控制技术的迅速发展，以微处理器为核心的可编程序控制器（PLC）控制已逐步取代继电器控制，普遍应用于各行各业的自动化控制领域。相对于工业也不例外，水泵的开停及选择切换均需人工完成，完全依赖于工人的技术、经验和责任心，也预测不了水位的增长速度，做不到根据水位和其他参数在用电的峰谷期自动开停水泵，这将严重影响工业自动化管理水平和经济效益，同时也容易由于人为因素造成各种安全隐患。
深井泵是电机与水泵直联潜入水中工作的提水机具，它适用于从深井提取地下水,也可用于河流、水库、水渠等提水工程:主要用于农田灌溉及高原山区的人畜用水,亦可供城市、工厂、铁路、矿山、工地供排水使用。由于深井泵是电机及水泵体直接潜入水中运行的，其是否安全可靠将直接影响到深井泵的使用以及工作效率，因此，安全可靠性能高的深井泵也成为首选。
在地下水源热泵系统中，经常一台深井泵的供水量能满足两台或更多热泵机组所需的水量。但是在实际运行中发现，热泵机组大部分时间都在部分负荷运行，而深井泵一直处于满负荷运行，结果造成了电费及水费的大量增加。
变频调速技术以其显著的节能效果和可靠的控制方式在空调系统中水泵和风机应用较多，并且其技术也比较成熟，但在地下水源热泵空调系统中深井泵供水应用，还很少见，但是却相当有必要。对沈阳地区的地下水源热泵应用试点调查发现，在地下水源热泵空调系统中，当热泵容量不大一台深井泵的供水量能满足两台或更多热泵机组所需的水量。在实际运行中发现，热泵机组大部分时间部分负荷运行，而深井泵一直在满负荷状态运行，结果造成了电费及水费的大量增加。因此深井泵变频调速供水技术在地下水源热泵系统中的应用具有很大的节能潜力。
1.2
1)几十年来国内学者在井泵研究方面取得了显著成果,但目前急需加强深井泵系统的水力模型设计,并探求更为准确的结构设计.2)丹麦格兰富的冲压不锈钢井泵具有高效、节能、节材、保护环境等突出优点,因此具有广阔的应用前景,市场潜力巨大.3)拥有自主知识产权的专利技术“一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵”和“一种深井离心泵”的设计方法可将深井泵的单级扬程提高5%,效率也得到提高,而生产成本却大幅度降低,并可完全平衡轴向力,代表了深井泵更新换代的一个重要方向.4)针对深井泵轴向力的问题,利用数值模拟进行轴向力计算并进行新轴向力平衡试验的方法将成为研究井泵轴向力最重要也是最主要的设计手段之一.但数值模拟的精度及可靠性还有待于进一步研究.2.1 题目要求设计
1、某深井泵电机一台 30kw，额定电压380V频率50Hz。
设计要求：
(1）深井泵电机启动时采用降压起动，可以工频和变频两种方式运行，变频和工频不能同时进行,两者之间要有互锁关系。
（2）降压启动时采用自耦变压器降压启动。
(3）启动结束后转到变频运行。
(4）深井泵通过传统电气控制和 PLC 两种控制，通过设置切换开关实现控制方式的改变。
(5）变频器的型号和 PLC的型号以及其他电气设备的选择按设计需求选用。
2、指导教师简要讲解题目，参考国内外同类产品的有关资料或论文、网络资源，对应用对象的工作过程进行深入的调查和分析。需求分析通常需要综合用户的意见及用途，工程师根据系统的工作环境、应用领域，综合性地考虑系统的可靠性、通用性、可维护性、先进性，从工程角度完善整套设备的控制需求。任务需求分析是系统设计的开始，也是系统设计的依据，是决定系统用途的关键。
一、Introduction
1.1
With the rapid development of computer control technology, PLC control, which is based on microprocessor, has gradually replaced relay control, and is widely used in the field of automation control in all walks of life.Compared with industry, the start-up and selection of water pump shall be completed manually, which is completely dependent on the workers technology, experience and responsibility, and the growth rate of water level cannot be predicted.It is impossible to automatically start and stop the water pump in peak valley period according to water level and other parameters, which will seriously affect the level of industrial automation management and economic benefits, At the same time, it is easy to cause various safety hazards due to human factors.Deep well pump is a water lifting machine which is directly connected with motor and water pump to dive into water.It is suitable for extracting groundwater from deep wells, and also for water extraction projects such as rivers, reservoirs, canals, etc.it is mainly used for farmland irrigation and human and animal water in Plateau and mountainous areas, and also for drainage of cities, factories, railways, mines and construction sites.Because the deep well pump is operated by the motor and the pump body directly, whether it is safe and reliable will directly affect the use and working efficiency of the deep well pump, so the high safety and reliability performance of the deep well pump is also the first choice.In the underground water source heat pump system, the water supply quantity of one deep well pump can meet the water demand of two or more heat pump units.But in practice, it is found that the heat pump unit is running at partial load most of the time, while the deep well pump is always in full load operation, which results in a large increase in electricity and water costs.Frequency conversion speed regulation technology is widely used in water pump and fan in air conditioning system with its remarkable energy saving effect and reliable control method, and its technology is also relatively mature.But it is rare to apply deep well pump in underground water source heat pump air conditioning system, but it is very necessary.The pilot investigation of the application of the underground water source heat pump in Shenyang shows that in the air conditioning system of the underground water source heat pump, the water supply of one deep well pump with small capacity of the heat pump can meet the water demand of two or more heat pump units.It is found that the heat pump unit is running partially at most of the time, while the deep well pump is running at full load, which results in a large increase in the electricity and water costs.Therefore, the application of frequency conversion and speed regulating water supply technology of deep well pump in the underground water source heat pump system has great potential for energy saving.1.2
1)In recent decades, domestic scholars have made remarkable achievements in the research of well pump, but it is urgent to strengthen the hydraulic model design of deep well pump system and to explore more accurate structural design.2)The stamping stainless steel well pump of gryfu, Denmark, has many outstanding advantages such as high efficiency, energy saving, material saving and environmental protection, so it has a broad application prospect and huge market potential
3)The patented technology of independent intellectual property rights, the design method of “a multi-stage centrifugal pump with balanced axial force of impeller” and “one deep well centrifugal pump” can increase the single stage lift of deep well pump by 5%, and the efficiency is also improved.However, the production cost is greatly reduced, and the axial force can be completely balanced, which represents an important direction of the renewal and replacement of deep well pump
4)In view of the problem of axial force of deep well pump, the method of calculating axial force by numerical simulation and carrying out new axial force balance test will become one of the most important and main design methods for studying the axial force of well pump.However, the accuracy and reliability of numerical simulation need further study.二、总体方案设计
该系统设计一共分为三部分：主电路设计图，PLC外部设备连接图，传统电气控制电路图。如下图 1总体设计图。
（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求，如控制的基本方式，需要完成的动作和操作方式。
（2）根据被控对象对PLC控制系统的功能要求和所需的I/O信号的点数等，选择合适类型的PLC，若需要网络控制系统，还需选择网络通信系统的类型。
（3）根据被控要求所需的用户I/O设备，确定PLC类型，并确定PLC的I/O地址分配，设计I/O端子的接线图。
（4）根据工作循环图表或状态流程图设计梯形图。若被控对象已经有了继电器控制电路图，可把电路图变成梯形图。设计梯形图时编制程序关键的一步，也是较困难的一步。设计好梯形图，首先熟悉控制要求，还需要有电气设计的实际经验。
（5）根据梯形图编制程序清单。
（6）将程序写入PLC用户程序存储器，调试检查，包括局部调试、整体调试、联机调试等。
1、主电路
深井泵电机，需要自耦变压器降压启动。电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。原理是电动机启动后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运动。
需要外接变频器，改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
2、PLC外部连接图
I0.0~I0.3输入采样阶段，用户程序执行阶段，Q0.0~Q0.1输出阶段。
3、传统电气控制设计
开关按钮SB2,SB3.急停按钮SB1，热继电器FR。SA1转换开关。
按下SB2，继电器KM3,KM2,时间继电器KT1得电，电机降压启动。一段时间后，时间继电器KT1的通电延时常开按钮闭合，通电延时常闭按钮断开。继电器KM1得电，KM2,KM3断电，电机变频运行。
按下SB3，KM1得电，电机变频启动运行。
图 1 总体设计图
三、系统的硬件设计
1.PLC的机型选择
通过熟悉控制对象和要求，分析控制过程，结合输入输出设备的数目与电气特性，选择合适型号的PLC，PLC是控制系统的核心部件，对于保证整个控制系统的技术性能指标起着重要作用。机型选择的基本原则是在满足控制功能要求前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。
在机型选择的过程中，主要注意以下几点：
1）结构合理
在工艺过程比较稳固、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的PLC。针对具体的项目进行PLC选型时，注意控制系统的复杂程度选择合适的型别，并分析项目中PLC的特点及功能。
2）功能强弱适当
对于开关量控制的工程项目，若是控制速度要求不高，一般选用抵挡的PLC；对于开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目，可选用含有AD转换的模拟量输入模块和含有DA转换的模拟量输出模块以及具有加减乘除和数据传输功能的低档PLC；对于较复杂、控制功能要求较高的工程项目，可根据控制规模及复杂程度，选用中档或高档机。
3）PLC的处理速度应满足实时控制的要求
选用CPU速度快的PLC，提高PLC的实时处理速度，对编制的程序进行优化，缩短扫描周期；必要时可采用高速响应模块，其响应时间不受PLC扫描周期的影响，只取决于硬件延时。
5）是否在线编程
采用较经济的离线编程方式还是采用应用领域较宽的在线编程方式取决于被控设备的工艺要求，对于产品定型的设备和工艺不长变动的设备，往往选用离线编程的PLC，反之，考虑选用在线编程的PLC。
2.PLC容量选择
1）PLC容量
关于PLC的容量主要包括两个方面：一是I/O点数；二是用户存储容量（字数）。PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的容量，以做备用。
2）减少I/O点数的措施
在PLC控制系统的实际应用中，常通过合并输入点、单按钮起/停控制、分组输入、利用PLC外部电路等方法减少输入点数；通过负载并联、借助接触器辅助触点、使用数字显示其代替指示灯、输出设备多用化等方法减少输出点数。
3.I/O模块的选择
通过I/O接口模块检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控对象进行控制的依据。I/O模块选择时首先需要确定点数，要充分考虑到裕量，从而方便地对功能进行扩展。其余还包括对开关量I/O、模拟量I/O、特殊功能I/O、智能式I/O的选择。
4.电源模块的选择
电源模块一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块和专用模块等消耗电流的总和。
5.绘制电路图
绘制电路图的目的是把系统的输入和输出所涉及的地址和名称联系起来。这是很关键的一步，绘制输入电路时，不仅要考虑信号的连接点是否与命名一致，还要考虑输入端的电压和电流是否合适，也要考虑到特殊条件下运行的可靠性和稳定条件问题等。绘制输出电路时，不仅要考虑输出信号连接点是否与命名一致，还要考虑PLC输出模块的带负载能力与耐电压能力。设计的步骤为主电路、控制电路、辅助电路、联锁与保护、检查、修改与完善
序号 | 文字符号 | 名称 | 型号 | 规格 | 数量 |
PLC | PLC | FX2N-32MR | （详见PLC介绍） | ||
FU | 熔断器 | RLI-60/50 | 3A | ||
KM | 继电器 | CZ10-BHM | 5A/250VAC | ||
FR | 交流接触器 | CJ10-40 | 20A380V | ||
SQI-4 | 热继电器 | JR16-60/3 | 24-36A/380V | ||
KT | 时间继电器 | JT3 | 220V | ||
SB | 按钮（自复位） | LA38-11 | AC15 220V/5.5A | ||
变频器 | M440 | ||||
SA | 转换开关 | LW5-16 | 5A/380V | ||
QF | 低压断路器 | DZ15-40/2901 | 40A/380V | ||
QS | 开启式负荷开关 | HK2-100/3 | 100A/380V |
四、PLC控制系统的软件设计
1.系统功能设计
在用户需求分析和工程师系统分析基础上，对整个控制系统进行功能的划分。首先需要将复杂的工程分解成多个较简单的小任务，便于编程与维护。其次编制控制系统的逻辑关系图，可以反映控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反映了输入和输出的关系。
2.编写PLC程序并进行模拟调试
1）程序框图与执行流程图
根据需求分析与工艺要求，绘制出各种功能单元的详细功能框图。框图是程序的主要依据，尽可能详细，以便对全部控制功能有一个整体的概念。绘制PLC控制系统程序流程图，完成程序设计过程的分析说明。
2）I/O口的点数及地址分配
根据选题的输入输出设备、控制要求，确定PLC外部I/O端口的分配。首先做I/O分配表，对个I/O点功能做出说明。然后画出PLC外部I/O接线图，依据输入输出设备和I/O口分配关系，画出I/O接线图，接线图中标明各元件代号及编码。I/O输入输出图，如下图所示。
输入 | 备注 | 输出 | 备注 |
I0.0 | SB2 | Q0.0 | KM2,KM3 |
I0.1 | SB1 | Q0.1 | KM1 |
I0.2 | FR | ||
I0.3 | SB3 |
3）PLC梯形图设计
根据上述框图与流程图逐条编写控制程序，这是整个设计过程工作的核心部分。在绘制梯形图过程中，应熟练掌握基本指令和简单编程，可借鉴现成的典型控制环节程序，另外，应及时对编出的程序进行注释，提高程序的逻辑性与可读性。
如上图所示，按下I0.0，Q0.0得电。此时为自耦变压器降压启动运行。同时定时器开始定时1S。时间一到，定时器的触点开始动作，Q0.0断电，Q0.1得电，电机变频运行。
如下图所示，按下I0.3，Q0.1得电，电机变频启动运行。
上图Q0.1的常闭以及下图Q0.0的常闭为工频和变频的互锁。
五、安装与调试
PLC控制系统的安装与调试，涉及到各项工作，并且只能按序进行，-环紧扣一环，稍.有不慎都将导致调试失败，不但延误工期,甚至会损坏设备。本文介绍了在现场实践中总结出的PLC控制系统的安装与调试技术经验，并对现场经常出现的安装、调试相关问题，提出探讨意见和解决方案。
一、系统的安装与调试
合理安排系统安装与调试程序，是确保高效优质地完成安装与调试任务的关键。
1、前期技术准备
系统安装调试前的技术准备工作越充分，安装与调试就会越顺利。前期技术准备工作包括下列内容:
(1)熟悉PC随机技术资料、原文资料,深入理解其性能、功能及各种操作要求，制订操作规程。
(2)深入了解设计资料、对系统工艺流程，特别是工艺对各生产设备的控制要求要有全面的了解，在此基础上，按子系统绘制工艺流。程联锁图、系统功能图、系统运行逻辑框图、这将有助于对系统运行逻辑的深刻理解，是前期技术准备的重要环节。
(3)熟悉各工艺设备的性能、设计与安装情况，特别是各设备的控制与动力接线图，并与实物相对照，以及时发现错误并纠正。
(4)在全面了解设计方案与PC技术资料的基础上，列出PC输入输出点号表(包括内部线圈一览表，I/0所在位置，对应设备及各I/O
(5)研读设计提供的程序，对逻辑复杂的部分输入、输出点绘制时序图，一些设计中的逻辑错误，在绘制时序图时即可发现。
(6)分子系统编制调试方案，然后在集体今的基础。上综合成为全系统调试方案。
3、实验室调试
(1)PLC的实验室安装与开通制作金属支架,将各工作站的输入、输出模块固定其上，按安装提要以同轴电缆将各站与主机、编程器、打印机等相连接，检查接线正确，供电电源等级与PLC电压选择相符合后，按开机程序送电，装入系统配置带，确认系统配置，装入编程器装载带、编程带等，按操作规程将系统开通，此时即可进行各项操作试
(2)键入工作程序
(3)模拟I/O输入、输出，检查修改程序本步骤的目的在于验证输入的工作程序的正确性，该程序的逻辑所表达的工艺设备的联锁关系是否与设计的工艺控制要求相符，程序是否畅通。若不相符或不能运行完成全过程，说明程序有误，应进行修改。在这人!程中，对程序的理解将逐步加深，为现’二试作好了准备，同时也可以发现程序不口理和不完善的部分，以便进一步优化。
3、PLC仿真图如下图所示
六、性能测试与分析
PLC是为了工业生产设计的控制装置，本身已经针对工业生产的环境进行了抗干扰的设计研究，在一般情况下已经具备了相当的抗干扰能力。但是由于现代化生产大型化、准确化、高效化的要求，以及某些特殊生产环境的影响都要求PLC要具备更强的抗干扰能力，针对PLC系统的可靠性探讨，主要从输入可靠性和输出稳定性两方面考虑。在输入可靠性程序构建中，需要注意防抖动设计、确保输入脉冲的稳定性、避免非法输入、检测多余或错误输入等。在输出稳定性程序构建中，应该用高质量的输出监控，如动作反应监控和看门狗监控。采用PLC系统的错误判断功能，利用计算机程序保证系统正常工作，减少错误的输出。
七、结论语
在本次为期两周的课程设计基本达到了预期目标，使我们的PLC设计知识更加的系统化，更清晰更直观化。在涉及过程中接触了大量的资料，对电气控制技术以及PLC设计有了更深刻的认识，解决了一些在学习本课程时的一些当时不太明白的问题，极大的丰富了相关知识，同时也扫清了知识盲区。
通过本次课程设计,使所获得的有关PLC的知识加以系统化,整体化,更好的巩固扩大所学的专业知识，如果有不懂,那么整个设计就进行不下去了,必须搞懂了，就能继续设计下。同时培养我的独立分析能力，解决实际问题的能力,在相当程度上锻炼了自己，同时也提高设计和编写说明书及绘画能力。
以西门子S7-200 型PLC 为核心的水泵自动控制系统，通过合理的程序设计和对原排水系统的改进，减轻工人劳动强度.同时也实现了水泵运行的合理调度，提高设备利用率，节能增效。
自动控制系统采用了技术先进的西门子S7-200 型PLC，性能稳定，故障率低，且具有完备的故障诊断和保护功能，保留的人工控制方式可在PLC控制系统故障时正常启动水泵。可实现界面切换、系统巡查、故障复位、控制方式转换等功能。总之，该系统的使用必将提高煤矿生产的自动化水平，对矿井安全生产具有重要意义。
八、致谢
本课题在选题及研究过程中得到几位老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，几位老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。老师们不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向各位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
参考文献：
[1]胡奇芸－《基于带式输送机电控系统设计及应用》－重庆大学出版社－2009年
[2]乔东 －《PLC和变频器在电厂控制系统中的应用》－矿山机械出版社－2009年
[3]陈远立－《电气控制与可编程控制器》－华南理工大学出版社－2004年
[4]白铭声－《流体机械煤炭工业出版社》－上海交通大学出版社－2005年
[6]李胜旺－《PLC梯形图程序的设计方法与技巧》－电工技术出版社－1998年
[7]王孝颖－《PLC在煤矿井下主排水控制系统中的应用》－中国煤炭工业出版社－2002年
[8]周峰软－《PLC技术的发展现状及应用前景》－计算机工程与应用－2004年 [9]李泽松－《井下水泵房自动排水系统研究》－中央广播电视大学出版社－2005年
《数控机床电气控制》课程说明
一、课程的性质与任务
《数控机床电气控制》是中央广播电视大学开放专科数控技术专业的一门必修核心课程，是中央广播电视大学开放专科数控技术（机电一体化方向）专业的一门选修课程，均由中央电大统一组织考试。课内72学时，4学分，开设学期为第3学期。
数控机床电气控制课程用来解决有关数控机床电气控制应用方面的一般工程控制问题。
二、课程的目的和要求
通过本课程的学习，应使学生在理论上初步掌握机床电气控制系统的结构组成、工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识，为学习后续课程和专业知识奠定理论基础；实践上能对数控机床电气控制系统工作原理进行分析，初步具有认知、测试及设置数控机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修数控机床打下较坚实基础。
本课程的理论、技能两方面的教学要求如下：
1．理论知识要求
根据本课程的性质、任务以及数控专业的要求，对于《数控机床电气控制》，理论知识重点在于：1）掌握机床常用电器的结构、工作原理及用途，普通机床控制电路的基本环节。2）了解数控装置的软件、硬件组成。3）了解PLC的结构、工作原理，熟练掌握编程方法及在数控机床上的应用。4）掌握进给及主轴驱动系统。5）掌握常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识。
2．技能要求
通过1）对生产型数控机床的参观及电控部分的现场讲解；2）在“数控机床综合培训系统”上的实验，应使学生达到：（1）具有认知及测试数控机床电气控制系统中控制元件、部件的基本能力；（2）具有对机床控制电路进行初步分析的能力；同时，通过实验提高学生动手能力以及分析问题、解决问题的能力，进一步深化理论知识，要求学生能独立完成实验，并对实验过程中出现的一些简单故障能够分析解决，对实验中出现的各种现象能做出解释，正确读取数据和编写实验报告。
三、教学媒体
1．文字教材：《数控机床电气控制》舒大松 等编，中央广播电视大学出版社。
2．音像教材：电视录像及IP课件。
四、课程主要内容以及本课程与其他课程联系
1．本课程的主要内容
数控机床强电控制电路；数控装置（CNC）的结构；数控机床的伺服驱动；数控机床的位置检测装置；数控机床的可编程控制器（PLC）；典型数控系统等。
2．与其他课程的联系
前期课程为《电工电子技术》。《电工电子技术》是数控技术专业电学基础知识课程，其内容包括电路基础、电机、继电逻辑控制、模拟电路和数字电路，掌握该课程的知识，为本课程的学习奠定了基础。
标准岗位名称：电气维修技术与管理
自然岗位名称：
所属单位：XXXX
编制人：XXX
审定人：XXX
一、岗位工作概况
从事与生产设备有关的数控、动力等电气控制部分的安装调试、运行、维修、改造、更新和报废维修等技术及相关管理工作。
二、岗位工作职责
1、贯彻国家、企业关于设备管理与维修的政策与法规、确保机械电气设备完好率。建立健全并认真执行机械设备电气维修管理制度和操作规程。
2、根据机械设备电气维修标准，负责拟定大、中、小维修及日常维修的工作标准与计划，监控设备安全运行，处理设备运行和维修中的电气方面技术问题，负责相关易损备件的储备。
3、编制分厂机械设备电气技术改造规划的设计与拟订，组织和参与设备安装调试，指导解决机械设备电气维修及保养中的重大技术问题。
4、掌握并推广应用国内外先进的机械设备电气维修技术，针对机械设备电气出现的重大典型技术故障组织科研攻关，提高设备的修理精度和设备性能。
5、建立完善的机械设备电气档案，有重点地开展设备状态监测和预防维修。
6、审核机械设备电气维修管理的各项经济、技术指标，检查维修项目的计划执行情况，提出改进措施和对策，对维修计划的实施进度负责。
7、参与新增设备采购或大修改造的技术商务谈判以及设备的报废鉴定和安全性评价工作。
8、参加设备事故的调查、分析、处理工作、并提供必要的措施和修复方案。
9、指导维修人员及操作人员正确维护保养设备，带领现场维修人员及时解决现场电气疑难问题，对相关人员组织针对性技术培训和技术交流。
10、负责厂房的土建项目。
三、工作条件与环境
室内及现场工作环境。
四、上岗资格要求
1、学历要求：大学本科及以上学历或学识水平。
2、技术职称：助理工程师及以上技术职称。
3、专业知识要求：掌握工业电气自动化基础理论、机电一体化知识、数控数显技术知识；了解掌握典型机床计算机程序编制方法、PLC基本应用和简单设计；熟悉企业主要设备控制系统结构、性能、特点、工作原理；了解掌握分厂常用电气产品结构、性能及测试技术；具备设备电气维护和修理的基本知识与技能。
4、身体状况：身体健康，能适应本岗位工作
5、业务能力
5.1、电气维修技术与管理Ⅲ（电气维修岗位初级阶段）：一般应具备本科及以上学历或学识水平。经过2-3年从事设备电气修理工作实践，了解和熟知主要设备电控制系统概况，掌握设备电气修理预检和修理的基本技能，具有处理和解决一般技术问题和质量问题能力；再经过3-4年的工作实践，掌握数控技术、自动控制系统、设备电气检测和修理的技能，能编制或修订部分设备修理和调试方案、修理工艺等技术文件，具有处理和解决普通设备电气中较为复杂的技术问题的能力，基本达到中级专业技术水平，能有效的组织相关人员进行设备电气维修。
5.2、电气维修技术与管理Ⅱ（电气维修岗位中级阶段）：具备初级阶段工作经历和中级专业技术水平。经过3-4年的工作实践，具有处理精、大、稀和关键设备的电气（数控）的技术问题的能力；再经过4-5的工作实践，掌握重大技术装备中电气控制系统修理和技术转化及应用的技能；具有承担精、大、稀和关键设备的复杂电气（数控）技术问题的能力，达到高级专业技术水平，能有效的组织相关人员进行设备电气维修。
5.3、电气维修技术与管理Ⅰ（电气维修岗位高级阶段）：具备中级阶段的工作经历和高级专业技术水平。经过5-8年的工作实践，具有主持编制或审查复杂电气设备和集团公司关键设备大修技术文件、提出完整的修理方案和检验标准以及解决重大技术装备项目关键复杂技术问题的能力和承担集团公司重大技术装备电气技术改造方案和技术任务书的编制以及相关技术设计、技术攻关项目的审核与鉴定的能力。具备集团公司装备维修技术与管理专业的领军人物或学术带头人的技术水平，能有效的组织相关人员进行设备电气维修。
五、岗位行为规范
(一)产品体
材料:ABS;材料收缩率:0.5%;
技术要求:表面光洁无毛刺、无缩痕,浇口不允许设在产品外表面。
(二)原材料分析
题目要求该塑件使用ABS工业塑料为原材料,ABS的全称为:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,此种塑料适宜作为本产品的原材料。
(三)成型工艺分析
ABS具有好的易加工性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性,高抗冲击强度,提高模温可提高塑件光洁度等特性,所以在模具结构方面无需考虑太多。
(四)产品质量、体积及表面质量的分析
通过软件计算可以得到产品的体积:10.289 cm3,已知ABS密度为1.05 g/cm3,所以可以计算出产品的质量为10.803 g。该题目要求表面光洁无毛刺、无缩痕,浇口不允许设在产品外表面;所以采用潜伏式浇口,成型面的表面精度应该达到Ra0.2以上。
二、结构方案
(一)分型面的选择
(二)型腔数目的确定及排列
题目要求一模两腔,平衡布置,我们根据所给毛坯排布,这样做方便浇口的布置以及整个模架的平衡。
(三)侧抽机构
因为塑件侧壁上有两个垂直于脱模方向的孔,它们阻碍了脱模的顺利进行,所以要设置侧抽机构,外表面的两个孔,我们设置滑块机构,滑块便于加工,成本低,是侧抽机构的首选。在塑件内部还有一个倒钩,也阻碍了脱模的顺利进行,因为无法设置滑块,所以我们用斜顶机构代替,解决了脱模时形成的倒扣问题。
(四)注塑机的选择及校核
1. 额定注射量的计算。
根据软件计算得到塑件的体积为:10.289 cm3,估算流道的体积为5 cm3,可求出塑件与流道的总体积为:V总=25.578 cm3。
塑件的体积应该小于或者等于注塑机的额定注射量,最大利用系数为0.8
2. 锁模力计算。
塑件的成型压力应该小于或者等于注塑机的最大射出压力,已知ABS的成型压力为120~140 Mpa,因为塑件尺寸适中,所以我们取一个平均的注射压力130 Mpa。由数据查得XS-Z-60、XS-Z-80、XS-ZY-130、XS-ZY-200、XS-ZY-250五种型号注塑机符合使用要求。出于成本考虑,选择螺杆式注塑机:XS-Z-60它的注射容量为55 cm3,注塑压力为245 Mpa,锁模力为585 k N,均满足使用要求。
3. 闭合高度的校核。
根据经验公式选择龙记CI-A70-B60-C80型模架,它的各板高度为:动模座板:H动座=25 mm;垫脚:H垫=80 mm;动模板:H动=60 mm;定模板:H定=70 mm;定模座板:H定座=25 mm,A、B板之间的间隙:H间隙=1 mm。
因为注塑机所允许模具最大厚度为350 mm,最小厚度为130 mm,所以闭合高度满足使用要求。
4. 安装尺寸的校核。
模具最大外形尺寸为300×300 mm,注塑机所允许的模架安装尺寸为570×555 mm,因此安装尺寸满足使用要求。
5. 开模行程的校核。
模具开模行程为模具总高度加上顶出距离,已知顶出距离为40,因此开模行程为261+40+10=311 mm,注塑机所允许的最大开模行程为650,因此开模行程满足使用要求。
综上所述,XS-Z-60型注塑机满足使用要求。
三、尺寸计算
(一)型芯型腔结构的确定
本套模具属于中等模具,形状虽不复杂,但整体热处理成本过高,所以我们将其设置成整体嵌入式结构,A板B板选择1050型钢材,型芯型腔选用2083型钢材,镶件选用SKD61型钢材,单独开加工,最后组装到一起。这样做的好处有:
A.分开加工,缩短了模具制造周期;B.根据强度选择所需钢材,根据需要单独后处理,节约成本;C.零件损坏便于更换。
(二)型芯型腔尺寸的计算
根据经验公式,将产品向外延伸15 mm封胶距离,再向外适度延伸取整数得到型芯尺寸180×130mm,型腔尺寸180×130mm,型腔上表面距分型面40 mm,型芯下表面距离分型面39 mm。
(三)侧抽机构尺寸的计算
延伸产品体,向外延伸2~3 mm安全距离,取一个整数得到抽拔距为5 mm,根据抽拔距以及滑块的高度得出角度为12°。
(四)模架的选择
根据经验公式选择模架龙记CI2530-A70-B60-C80型模架。
四、主要系统
(一)浇注系统
1. 主流道设计。
主流道通常设计在浇口套中,为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出,主流道设计成圆锥形。现取锥角2°,小端直径5 mm,小端直径比喷嘴直径大1 mm。浇口套一般采用碳素工具钢材料制造,热处理淬火硬度50~55 HRC。由于小端的前面是球面,其深度为3 mm,注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2 mm。浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合。
2. 分流道的设计。
因为分型面是曲面,为了方便脱模,将分流道设计成圆形。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想,因分流道的内表面粗糙度Ra要求很低,一般取1.6μm左右既可,这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差,以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。
3. 浇口设计。
因为产品对外表面要求很高,故浇口考虑设置在塑件下方,设置潜伏式浇口。根据本塑件的特征,综合考虑以上几项原则,进浇点,进浇点的分流道开在型芯顶杆上。
(二)顶出系统
顶出系统可以考虑推板顶出和推杆顶出,推板顶出只有塑件周围受力,中心不受力,容易造成受力不均,影响脱模。推杆顶出受力均衡,加工方便,成本低廉。因此我们选择推杆顶出的形式。
(三)冷却系统
分型面由两个平面组成,塑件也没有复杂结构,所以我们采用一般水冷的方法,在不影响其他结构的前提下,水路尽可能的大,以达到更好的冷却效果。
关键词：工艺,注塑机,模架
参考文献
苏教版小学数学六年级上册P80～81例1、“练一练”以及练习十五第1～5题。
教材简析：
《数学课程标准》指出：“数学教学要从学生的经验和已有知识出发，在现实情境中体验和理解数学。”学生在学习分数四则混合运算之前，已经掌握了整数四则混合运算的运算顺序和运用运算律进行整数的简便计算，也已经有了把整数四则混合运算的相关知识推广到小数四则混合运算的经验。在学习本课内容时，就有可能联系实际问题，自觉地把整数四则混合运算的有关知识进一步推广到分数四则混合运算中。因此，教材在编排上创设了需要用分数四则混合运算解决的问题情境，使学生在解决问题的过程中自主类推，理解和掌握分数四则混合运算的运算顺序，并通过两种解法的比较，发现整数的运算律在分数运算中同样适用。
教学目标：
1．在具体情境中理解分数四则混合运算的运算顺序，并能按照运算顺序正确进行分数四则混合运算。
2．认识到整数的运算律同样适用于分数运算，体会简便计算的优越性，增强简算意识。
3．灵活运用乘法分配律进行简便计算，培养观察、比较、分析和抽象概括的能力。
4．使学生感受数学知识之间的内在联系，体验数学的严谨性与系统性，对数学学习产生兴趣。
教学重点：
理解并掌握分数四则混合运算的运算顺序，正确进行分数四则混合运算；灵活应用乘法分配律进行分数四则混合运算。
教学难点：
乘法分配律的灵活运用。
教学过程：
一、 激活旧知，引发质疑，准备知识迁移
1． 复习分数四则计算。
口算： ÷ 1÷ ×2 －
× ÷ 0÷ +
（指名口算，重点交流÷、1÷、÷、+的计算方法）
【设计说明：分数四则计算是学习混合运算的知识基础，口算练习可以帮助学生复习基本的计算法则，为后续学习做知识和技能上的必要准备。同时，针对有学生在计算时套用法则的现象，引导学生探究和交流不同算法。这样既尊重了学生的算法，让学生体会到计算策略的多样性，又培养了简算意识，提高计算效率。】
2.引发质疑、猜想。
师：同学们已经学习过整数、小数四则混合运算，知道整数四则混合运算与小数四则混合运算不仅运算顺序相同，而且运算律或运算性质也同样适用。猜想一下，分数四则混合运算的顺序是否也和它们相同呢？整数的运算律或运算性质是否也适用于分数运算呢？同学们的猜想是否正确呢？让我们通过具体问题来验证。
【设计说明：当教师提出疑问之后，学生会很快根据经验做出有根据的猜想。“引发疑问——合理猜想——实例验证”，不仅是学生数学学习应经历的基本过程，也符合儿童的年龄和心理特征，有利于激发他们的探究欲望。】
二、创设情境，引起讨论，自主建构新知
1．创设情境，理解分数四则混合运算顺序。
（多媒体出示例1，学生读题、思考后写出算式，教师将两种不同的算式板书在黑板上，指名说两种算式的意思）
师：根据表示的意思，这两个算式各应按什么顺序计算？（同桌讨论、交流，指名口答）
师：这两个算式都含有加法和乘法两种运算，它们都是分数四则混合运算。（板书课题）现在我们能得出“分数和整数、小数四则混合运算的运算顺序相同”这个结论吗？
生：能。
师：祝贺你们验证了自己的第一个猜想是正确的。
【设计说明：情境的创设有利于学生结合实际问题，在理解算式意思的基础上，自主理解分数四则混合运算的运算顺序，体会运算顺序的合理性、必要性和可操作性。同时，引导学生把整数四则混合运算顺序和分数四则混合运算顺序相比较，使学生对运算顺序形成更具概括性的认识。】
2．自主类推，将整数运算律推广到分数运算中。
（1）计算竞赛，体会简便计算的优越性。
师：在验证第二个猜想之前，我们来进行一次计算比赛怎么样？第一和第二两组与第三和第四两组各推一个代表板书两种算式的计算过程，其他同学在作业纸上完成。（强调：要按照刚才说的运算顺序计算）
（2）顺势利导，体会整数运算律适用于分数运算。
师：同学们，这两个算式不同，计算过程也不同，但是结果相等。（教师在两个算式之间板书“=”）看到这个式子［（+）×18=×18+×18］，你想到了整数乘法的哪个运算律？
【设计说明：两种解法的结果相同，不但相互印证解答正确，还为理解运算律创造了具体的背景。计算竞赛的形式，让学生切身体会到简便计算的优越性，激发了学习运算律的欲望，增强了简算意识。】
（3）自觉应用，将整数运算律推广到分数运算中。
师：整数乘法分配律适用于分数运算，那其他运算律或性质也适用于分数运算吗？
（多媒体出示：++ -- ×× ÷÷）
师：你想怎样算？（同桌讨论、交流算法，指名口答，出示简算过程，重点强调：第3小题既可以运用乘法交换律，又可以直接交叉约分；第4题既可以运用除法性质，又可以将除法转化成乘法，运用结合律简便计算）
师（小结）：根据算式所表示的意义，我们发现分数四则混合运算也可以运用整数运算律进行简便计算。
【设计说明：有了将整数运算律推广到小数运算的经验，无需逐一验证，学生就能自觉应用整数运算律进行分数运算。这一环节既是对整数运算律的推广，也让学生在观察、分析中了解分数简便计算的特点，灵活地选择简便方法进行计算。】
3．回顾小结，培养良好的计算习惯。
师：整数、小数、分数的四则混合运算不仅运算顺序相同，而且运算律或性质也同样适用。过去在计算时，有的同学总是出错，都有哪些原因？（根据学生的回答进行评价）
师：同学们，态度决定一切，细节决定成败。在计算时，看错一个符号、写错一个数字，都会让你前功尽弃，满盘皆输。因此，计算的过程就是培养认真的态度和细心习惯的过程。在下面的计算练习中，看谁更细心，更会计算！
三、巩固练习，引导探究，感受内在联系
1．运算顺序练习。
多媒体出示：先说说运算顺序，再计算。
÷×+ +×+
师（指第2小题）：能不能先算乘？能不能先算加？
（学生独立完成，教师巡视指导，通过实物投影出示学生作业中的典型问题，提醒学生按运算顺序计算，并养成良好的计算习惯）
【设计说明：在计算中，不少学生容易受数据和符号的影响，不按运算律（性质）进行计算，错误地进行简便计算。这一环节，既是运算顺序的练习，又让学生理解简便计算的应用条件。】
2．乘法分配律应用练习。
（1）简单应用，夯实知识基础。
师：在过去的学习中，我发现很多同学在运用乘法分配律简便计算时有点困难，想不想来研究研究乘法分配律？
多媒体出示：30×（+） ×+×
师：观察两个算式里的数据和符号，你有什么发现？可以应用什么运算律进行简便计算？（学生在作业纸上独立完成，教师巡视，找出计算正确和不正确的作业在实物投影上展示，然后组织学生讨论、交流）
（2）灵活应用，促进技能形成。
多媒体出示：×-×
师：方框里填几可以运用乘法分配律进行简便计算？（学生回答后追问）为什么填？（学生口答，并说出计算过程）
师（将方框前的乘号改为除号）：这时候方框里应该填几呢？（学生回答后追问理由，并强调：除以等于乘）
出示：×+÷9（让学生口答计算过程和结果）
师（将算式改为÷ +÷9）： 方框里填几？可以怎样简便计算？
师（小结）：在学习过程中，只掌握知识还不够，还要学会灵活运用知识来解决具体问题。同学们在今后的学习中要善于观察、思考、分析、比较，总结出知识间的联系，举一反三才能融会贯通，才能让学习更轻松、更有效。
（3）拓展应用，发展数学思考。
多媒体出示：× + × -
师：方框里可以填哪些数？（学生讨论、交流，然后指名口答并说明想法）
【设计说明：所有运算律中学生最难理解，应用中最容易出错的是乘法分配律。根据分数乘除法可以相互转化等特点，利用“变式”充分挖掘教材中的开放性因素，引导学生建立知识间的内在联系，体会数学知识的严谨性与系统性。同时，在逐层深入探究中深刻理解乘法分配律的本质特征，达到举一反三与培养学生思维发散性、批判性的目的。】
3．综合练习，增强简算意识和应用意识。
（1）÷（1-） （-×）÷
-（÷+） 5-（÷+）
（2）练习十五第4、第5题。（要求学生先列出综合算式，结合题目要求理解算式的运算顺序，再独立解答）
【设计说明： 综合练习旨在进一步强化学生按运算顺序计算、运用运算律简便计算的意识，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力，感受数学学习的价值。】
四、课堂总结，引用名言，关注习惯养成
师：请同学们用1分钟时间静静地回顾本节课所学内容，再把自己在本课学习中最大的收获说给同桌听。
师（小结）：在很多人看来，计算是简单的，但又总是出错，所以老师想用一句话和大家共勉——“从最简单的做起”（国际著名数学家波利亚语）。
【设计说明：学习的过程，不仅是学习知识、形成技能的过程，更是学会学习、学会反思及养成良好习惯的过程。数学家的话旨在教育学生无论学习还是做事都要从小处做起，从而培养学生正确的学习观、人生观。】
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