电气控制与plc应用综合实训装置实训指导书(学生版).doc

电气控制与plc应用综合实训装置 实 训 指 导 说 明 书 长沙市电子器材有限公司 二九年八月目录技术说明2实训一 电动机点动控制和自锁控制4实训二 电动机双重联锁正反转控制7实训三 电动机顺序控制10实训四 三相异步电动机星-三角起动控制13实训五 plc基本指令的编程练习15实训六 plc控制led数码显示控制20实训七 plc控制彩灯闪烁显示控制25实训八 plc控制电动机星-三角起动控制27实训九 plc控制机械手动作模拟控制29实训十 plc控制十字路口交通灯模拟控制32实训十一 plc控制三层电梯模拟控制35实训十二 plc控制全自动洗衣机模拟控制40技术说明一、 概述“电气控制与plc应用综合实训装置”是专为目前我国各院校开设的“可编程控制器技术”和“电气控制”课程配套设计的，它由实验桌、电源控制屏、实训组件等组成，集继电控制系统、可编程逻辑控制系统于一体。在本装置上，可以直接进行三相异步电动机的各种电气控制，可直观地进行plc的基本指令练习、plc实际应用的模拟实验及实物实验与有关的电气控制实验。主机配备采用三菱fx系列可编程序控制器。电源部分设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电超过一定值，即切断电源，对人身安全起到一定的保护作用。二、 实验装置1、装置特点：（1）设有电源总开关和漏电保护装置以确保操作和人身安全。（2）装置采用组件式结构，更换便捷，如需要扩展功能或开发新产品，只需添加部件即可。（3）实验项目齐全，包含了继电控制系统及plc控制系统两大类。（4）采用三菱fx系列可编程序控制器，功能强大、性能优越，采用模块化设计，组合灵活，用户可根据不同的需要组成不同的控制系统。（5）实验现象形象逼真，通过本实验装置的训练，学生可快速适应工业现场的工作环境。2、包含部件：1）实验桌实验桌采用铁质喷塑结构，桌面为防火耐磨高密度板，有极为宽敞的工作台面。实验桌设有两个抽屉，用于放置连接线、编程器、资料等。 2）电源控制屏（1）交流电源部分三相四线380v交流电源供电，漏电断路器与熔断器双重保护。由一只电压表与换相开关配合监控电网电压，并有三只指示灯指示。三只交流电流表监控负载电流。由三相四孔插座对外提供三相四线电源。由2-2-3单相插座对外提供单相电源。由启动与停止按钮控制电源的输出。（2）直流电源部分提供+24v/3a、+5v/3a直流稳压电源；提供+12/3a、-12/3a直流正负稳压电源一路。3）继电控制部分提供顺序控制模块及星-三角启动模块各一件。4）plc控制部分（1）plc主机组件plc主机为三菱fx1n-40mr， 24路开关量输入，16路继电器输出。为保证在输出端短路时不损坏plc，本实训装置已经使用16路中间继电器将输出继电器隔离。本组件中输入部分k0k17使用复位按钮输入信号，k20k27使用自锁按钮输入信号。（2）plc实验组件本装置中的plc实验组件箱包括3个箱体，分别完成led数码管显示、彩灯闪烁显示、电动机星-三角启动控制、机械手动作模拟控制、十字路口交通灯模拟控制、三层电梯模拟控制、全自动洗衣机模拟控制等7个项目。三、操作、使用说明（一）装置的启动、交流电源控制1将装置后侧的四芯电源插头插入三相交流电源插座。2接通电源总开关，按下电源启动按钮。（二）实验连接及使用说明1为了使各元件的输入输出接线柱和螺钉不因实验时频繁的装拆而导致损坏，本装置设计时已将这些接点用固定连接线连到实验面板的接线排或固定插孔处。实验板上容易接错导致系统损坏的部分线路，以及一些对学生无技能要求的部分线路已经连好。2编程时，先用编程电缆将主机和计算机连起来，再将主机上的“run/stop”开关置于“stop”状态，即可将程序写入主机。3实验时，断开电源开关，按实验要求接好外部连线。检查无误后，接通电源开关，将主机上的“run/stop”开关置于“run”状态，即可按要求进行实验。4在进行“plc应用实验”时，只要将主机箱的24v电源“+”端与各实验模块的v+输入连接；主机箱的24v电源“-”端与实验模块中的com端相连；主机输出端的com0、com1、com2、com3、com4、com5与主机箱的24v电源“+”端相连即可。四、技术性能1输入电源：三相四线380v5% 50hz2工作环境：温度-10+40 相对湿度85%（25）实训一 电动机点动控制和自锁控制在顺序控制实验箱完成电动机点动控制和自锁控制实验。一、实验目的1. 通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。2.通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点二、实验原理 1. 继电接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电接触控制。 交流电动机继电控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为： (1) 电磁系统铁心、吸引线圈和短路环。 (2) 触头系统主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。 (3) 消弧系统在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。 (4) 接线端子，反作用弹簧等。 2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。 3. 控制按钮通常用以短时通、断小电流的控制回路，以实现近、 远距离控制电动机等执行部件的起、停或正、反转控制。按钮是专供人工操作使用。对于复合按钮，其触点的动作规律是：当按下时，其动断触头先断，动合触头后合；当松手时，则动合触头先断，动断触头后合。 4. 在电动机运行过程中，应对可能出现的故障进行保护。 采用熔断器作短路保护，当电动机或电器发生短路时，及时熔断熔体，达到保护线路、保护电源的目的。熔体熔断时间与流过的电流关系称为熔断器的保护特性，这是选择熔体的主要依据。 采用热继电器实现过载保护，使电动机免受长期过载之危害。其主要的技术指标是整定电流值，即电流超过此值的20时，其动断触头应能在一定时间内断开，切断控制回路，动作后只能由人工进行复位。 5. 在电气控制线路中，最常见的故障发生在接触器上。 接触器线圈的电压等级通常有220v和380v等，使用时必须认请，切勿疏忽，否则，电压过高易烧坏线圈，电压过低，吸力不够，不易吸合或吸合频繁，这不但会产生很大的噪声，也因磁路气隙增大，致使电流过大，也易烧坏线圈。此外，在接触器铁心的部分端面嵌装有短路铜环，其作用是为了使铁心吸合牢靠，消除颤动与噪声，若发现短路环脱落或断裂现象，接触器将会产生很大的振动与噪声。三、实验设备序号名 称数量1三相交流电源12三相鼠笼式异步电动机13交流接触器14按 钮25热继电器16万用电表四、实验内容认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并在断电状态下用万用电表检查各电器线圈、触头是否完好。 鼠笼机接成y接法；实验线路电源端接三相电源的u、v、w端。1. 点动控制按图1-1点动控制线路进行安装接线，接线时，先接主电路，即从三相交流电源的输出端u、v、w开始，经接触器km的主触头，热继电器fr的热元件到电动机m的三个线端a、b、c，用导线按顺序串联起来。主电路连接完整无误后，再连接控制电路，即从三相交流电源某输出端(如v)开始，经过常开按钮sb1、接触器km的线圈、热继电器fr的常闭触头到三相交流电源的零线端。 图1-1 点动控制线路 图1-2 自锁控制线路接好线路，经指导教师检查后，方可进行通电操作。(1) 开启控制屏电源总开关。(2) 按起动按钮sb1，对电动机m进行点动操作，比较按下sb1与松开sb1电动机和接触器的运行情况。（3）实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路三相交流电源。 2. 自锁控制电路按图1-2所示自锁线路进行接线，它与图1-1的不同点在于控制电路中多串联一只常闭按钮sb2，同时在sb1上并联1只接触器km的常开触头，它起自锁作用。接好线路经指导教师检查后，方可进行通电操作。 （1）按控制屏启动按钮，接通三相交流电源。 （2）按起动按钮sb1，松手后观察电动机m是否继续运转。 （3）按停止按钮sb2，松手后观察电动机m是否停止运转。 (4) 按控制屏停止按钮，切断实验线路三相电源，拆除控制回路中自锁触头km，再接通三相电源，启动电动机，观察电动机及接触器的运转情况。从而验证自锁触头的作用。实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路的三相交流电源。五、实验注意事项 1. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠。 2. 操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及各电器元件的导电部分及电动机的转动部分，以免触电及意外损伤。 3. 通电观察继电器动作情况时，要注意安全，防止碰触带电部位。六、思考题 1. 试比较点动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什么？从功能上看主要区别是什么？ 2. 自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。 试分析产生的原因是什么？ 3. 交流接触器线圈的额定电压为220v，若误接到380v 电源上会产生什么后果？反之，若接触器线圈电压为380v，而电源线电压为220v，其结果又如何？ 4. 在主回路中，熔断器和热继电器热元件可否少用一只或两只？熔断器和热继电器两者可否只采用其中一种就可起到短路和过载保护作用？为什么？实训二 电动机双重联锁正反转控制在顺序控制实验箱完成电动机双重联锁正反转控制。一、实验目的 1. 通过对三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。 2. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。 3. 学会分析、排除继电-接触控制线路故障的方法。二、实验原理 在鼠笼电机正反转控制线路中，通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。本实验给出两种不同的正、反转控制线路，具有如下特点： 1. 电气互锁 为了避免接触器km1（正转）、km2（反转）同时得电吸合造成三相电源短路，在km1（km2）线圈支路中串接有km1（km2）动断触头，它们保证了线路工作时km1、km2不会同时得电（如图2-1），以达到电气互锁目的。2. 电气和机械双重互锁除电气互锁外，可再采用复合按钮sb1与sb2组成的机械互锁环节（如图2-2），以求线路工作更加可靠。3. 线路具有短路、过载、失、欠压保护等功能。三、实验设备序号名 称数量1三相交流电源2三相鼠笼式异步电动机13交流接触器24按 钮35热继电器16万用电表1四、实验内容 认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并用万用电表档检查各电器线圈、触头是否完好。鼠笼电机接成y接法。 1. 接触器联锁的正反转控制线路按图2-1接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。 (1) 开启控制屏电源总开关，打开电源。 (2) 按正向起动按钮sb1，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。 (3) 按反向起动按钮sb2，观察并记录电动机和接触器的运行情况。 (4) 按停止按钮sb3，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。 (5) 再按sb2，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。(6) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。图2-1 接触器联锁的正反转控制线路 2. 接触器和按钮双重联锁的正反转控制线路 按图2-2接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。图2-2 接触器和按钮双重联锁的正反转控制线路(1) 按控制屏启动按钮，接通三相交流电源。(2) 按正向起动按钮sb1，电动机正向起动，观察电动机的转向及接触器的动作情况。按停止按钮sb3，使电动机停转。 (3) 按反向起动按钮sb2，电动机反向起动，观察电动机的转向及接触器的动作情况。按停止按钮sb3，使电动机停转。 (4) 按正向(或反向)起动按钮，电动机起动后，再去按反向(或正向)起动按钮，观察有何情况发生？ (5) 电动机停稳后，同时按正、反向两只起动按钮，观察有何情况发生？ (6) 失压与欠压保护 按起动按钮sb1(或sb2)电动机起动后，按控制屏停止按钮，断开实验线路三相电源，模拟电动机失压(或零压)状态，观察电动机与接触器的动作情况，随后，再按控制屏上启动按钮，接通三相电源，但不按sb1(或sb2)，观察电动机能否自行起动？ 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源。五、故障分析 1. 接通电源后，按起动按钮(sb1或sb2)，接触器吸合，但电动机不转且发出“嗡嗡”声响；或者虽能起动，但转速很慢。这种故障大多是主回路一相断线或电源缺相。2. 接通电源后，按起动按钮(sb1或sb2), 若接触器通断频繁，且发出连续的劈啪声或吸合不牢，发出颤动声，此类故障原因可能是：(1) 线路接错，将接触器线圈与自身的动断触头串在一条回路上了。(2) 自锁触头接触不良，时通时断。(3) 接触器铁心上的短路环脱落或断裂。(4) 电源电压过低或与接触器线圈电压等级不匹配。六、思考题1在电动机正、反转控制线路中，为什么必须保证两个接触器不能同时工作？采用哪些措施可解决此问题，这些方法有何利弊，最佳方案是什么？2.在控制线路中,短路、过载、失、欠压保护等功能是如何实现的? 在实际运行过程中,这几种保护有何意义?实训三 电动机顺序控制使用顺序控制实验箱及星-三角起动控制实验箱配合完成电动机顺序控制。一、实验目的1、通过各种不同顺序控制的接线，加深对一些特殊要求机床控制线路的了解。2、进一步加深学生的动手能力和理解能力，使理论知识和实际经验有效结合。二、实验设备序号名 称数量1三相交流电源2三相鼠笼式异步电动机23交流接触器24按 钮35热继电器26万用电表1三、实验内容1、三相异步电动机起动顺序控制（一）图3-1 起动顺序控制（一）按图3-1接线。(1) 按下启动按钮，合上开关q1，接通三相交流电源。(2) 按下sb1，观察电机运行情况及接触器吸合情况。(3) 保持m1运转时按下sb2，观察电机运转及接触器吸合情况。(4) 在m1和m2都运转时，能不能单独停止m2。(5) 按下sb3使电机停转后，先按sb2，分析电机m2为什么不能起动。2、三相异步电动机起动顺序控制（二）图3-2 起动顺序控制（二）按图3-2接线。(1) 按下屏上起动按钮，合上开关q1，接通三相交流电源。(2) 按下sb2，观察并记录电机及各接触器运行状态。(3) 再按下sb4，观察并记录电机及各接触器运行状态。(4) 单独按下sb3，观察并记录电机及各接触器运行状态。(5) 在m1与m2都运行时，按下sb1，观察电机及各接触器运行状态。3、三相异步电动机停止顺序控制图3-3 停止顺序控制按图3-3接线。(1) 按下屏上起动按钮，合上开关q1，接通三相交流电源。(2) 按下sb2，观察并记录电机及接触器运行状态。(3) 同时按下sb4，观察并记录电机及接触器运行状态。(4) 在m1与m2都运行时，单独按下sb1，观察并记录电机及接触器运行状态。(5) 在m1与m2都运行时，单独按下sb3，观察并记录电机及接触器运行状态。(6) 按下sb3使m2停止后再按sb1，观察并记录电机及接触器运行状态。四、思考题1、画出图3-1、3-2、3-3的运行原理流程图。2、比较图3-1、3-2、3-3三种线路的不同点和各自的特点。3、例举几个顺序控制的机床控制实例，并说明其用途。实训四 三相异步电动机星-三角起动控制在星-三角起动控制实验箱中完成。一、实验目的1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用。2.熟悉异步电动机星-三角降压起动控制的运行情况和操作方法。二、实验原理1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器。时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔。此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头。 2按时间原则控制鼠笼式电动机星-三角降压自动换接起动的控制线路如图4-1所示。图4-1 电动机星-三角降压起动线路 从主回路看，当接触器km1、km2主触头闭合，km3主触头断开时，电动机三相定子绕组作y连接；而当接触器km1和km3主触头闭合，km2主触头断开时，电动机三相定子绕组作连接。因此，所设计的控制线路若能先使km1和km2得电闭合，后经一定时间的延时，使km2失电断开，而后使km3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。图4-1的控制线路能满足上述要求。该线路具有以下特点: (1) 接触器km3与km2通过动断触头km3(5-7)与km2(5-11)实现电气互锁，保证km3与km2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。 (2) 依靠时间继电器kt延时动合触头(11-13)的延时闭合作用，保证在按下sb1后，使km2先得电，并依靠kt(7-9)先断，kt(11-13)后合的动作次序，保证km2先断，而后再自动接通km3，也避免了换接时电源可能发生的短路事故。 (3) 本线路正常运行（接）时，接触器km2及时间继电器kt均处断电状态。三、实验设备序号名 称数量1三相交流电源 12三相鼠笼式异步电动机13交流接触器 34时间继电器 15按钮 16热继电器 17万用电表 1四、实验内容 1. 按图4-1线路进行接线，先接主回路后接控制回路。要求按图示的节点编号从左到右、从上到下，逐行连接。 2. 在不通电的情况下，用万用电表档检查线路连接是否正确，特别注意km2与km3两个互锁触头是否正确接入。经指导教师检查后，方可通电。 3. 开启控制屏电源总开关，按控制屏启动按钮，接通三相交流电源。 4. 按起动按钮sb1，观察电动机的整个起动过程及各继电器的动作情况，记录星-三角换接所需时间。 (5) 按停止按钮sb2，观察电机及各继电器的动作情况。 (6) 调整时间继电器的整定时间，观察接触器km2、km3的动作时间是否相应地改变。 (7) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源。五、实验注意事项 1. 注意安全，严禁带电操作。 2. 只有在断电的情况下，方可用万用电表档来检查线路的接线正确与否。六、思考题 1. 如果要用一只断电延时式时间继电器来设计异步电动机的星-三角降压起动控制线路，试问三个接触器的动作次序应作如何改动，控制回路又应如何设计？2. 控制回路中的一对互锁触头有何作用？ 实训五 plc基本指令的编程练习在plc主机实验箱中完成基本指令的编程练习基本指令编程练习的实验面板图图5-1 led指示部分图5-1中，上边一排y0y17是led指示灯，可接plc主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。图5-2 plc输出插孔图5-2中，plc输出插孔通过装置内部的中间继电器与plc主机连接。图5-3 模拟控制开关图5-3中，模拟控制开关用于plc的输入控制。k0k17为复位按钮，k20k27为自锁按钮。 图5-4 plc输入插座 图5-5 开关量输出图5-4中，接线孔通过导线与plc的主机相应的输入插孔直接相接。图5-5中，接线孔通过导线与图5-3中的开关直接相接。练习一 与或非逻辑功能实验在plc主机实验箱中完成本实验。一、实验目的1熟悉plc装置2熟悉plc及实验系统的操作3掌握与、或、非逻辑功能的编程方法二、实验原理调用plc基本指令，可以实现“与”“或”“非”逻辑功能三、输入/输出接线列表输入接线x10x11x10x11输出接线y1y2y3y4y01 y02 y03y04四、实验步骤 通过专用电缆连接pc与plc主机。打开编程软件，逐条输入程序，检查无误并把其下载到plc主机后，将主机上的stop/run按钮拨到run位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。 拨动输入开关x10、x11，观察输出指示灯y1、y2、y3、y4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。五、梯形图参考程序图5-6 与或非逻辑功能练习二 定时器/计数器功能实验在plc主机实验箱中完成本实验。1.定时器的认识实验（1）实验目的认识定时器，掌握针对定时器的正确编程方法（2）实验原理定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般继电器。（3）梯形图参考程序图5-7 定时器功能2定时器扩展实验（1）实验目的掌握定时器的扩展及其编程方法（2）实验原理由于plc的定时器都有一定的定时范围围。如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器的串联组合来扩充设定值的范围。（3）梯形图参考程序图5-8 定时器扩展3计数器认识实验（1）实验目的认识计数器，掌握针对计数器的正确编程方法（2）实验原理三菱fxos系列的内部计数器分为16位二进制加法计数器和32位增计数减计数器两种。其中的16位二进制加法计数器，其设定值在k1k32767范围内有效。这是一个由定时器t0和计数器c0组成的组合电路。t0形成一个设定值为1秒的自复位定时器，当x10接通，t0线圈得电，经延时1秒，t0的常闭接点断开，t0定时器断开复位，待下一次扫描时，t0的常闭接点才闭合，t0线圈又重新得电。即t0接点每接通一次，每次接通时间为一个扫描周期。计数器对这个脉冲信号进行计数，计数到10次，c0常开接点闭合，使y0线圈接通。从x10接通到y0有输出，延时时间为定时器和计数器设定值的乘积：t总=t0c0=110=10s。（3）梯形图参考程序图5-9 计数器功能4计数器的扩展实验（1） 实验目的掌握计数器的扩展及其编程方法（2） 实验原理由于plc的计数器都有一定的定时范围。如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个计数器的串联组合来扩充设定值的范围。此实验中，总的计数值c总=c0c1=2031=60s（3） 梯形图参考程序 图5-10 计数器扩展实训六 plc控制led数码显示控制在plc实验组件箱(一)中完成led数码显示控制实验。一、实验目的了解并掌握置位与复位指令set、rst在控制中的应用及其编程方法。二、实验原理set为置位指令，使动作保持；rst为复位指令，使操作保持复位。set指令的操作目标元件为y、m、s。而rst指令的操作元件为y、m、s、d、v、z、t、c。这两条指令是13个程序步。用rst指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。三、控制要求按下启动按钮后，由八组led发光二极管模拟的八段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是a、b、c、d、e、f、g、dp。随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f，再返回初始显示，并循环不止。四、实验面板五、输入/输出接线输入：x0输出接线abcdefgdpy0y1y2y3y4y5y6y7六、思考题 使用什么指令通过a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2、d2使另外两个数码管显示数字？实训七 plc控制彩灯闪烁显示控制在plc实验组件箱(一)中完成led彩灯闪烁显示控制实验。一、实验目的用plc控制彩灯闪烁显示模拟系统。二、控制要求合上启动按钮 后，按以下规律显示：12345678如此循环，周而复始。 三、实验面板四、输入/输出接线输入：x0输出接线12345678y0y1y2y3y4y5y6y7五、思考题编制程序，使彩灯闪烁的速度加快、并变换花样，运行并验证可行性。实训八 plc控制电动机星-三角起动控制在plc实验组件箱(一)中完成本控制实验。一、实验目的学会用可编程控制器实现电机星-三角降压起动过程的编程方法。二、控制要求触动启动按钮sb2后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转；触动停止按钮sb3后电机停止转动。三、实验面板 图9-1 电机接线图 图9-2 plc接线图四、实验原理启动：按启动按钮sb2，x000的动合触点闭合，m100线圈得电，m100的动合触点闭合，y001线圈得电，即接触器km1的线圈得电，1秒后y003线圈得电，即接触器km3的线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时器线圈t0得电，当启动时间累计达6秒时，t0的动断触点断开，y003失电，接触器km3断电，触头释放，与此同时t0的动合触点闭合，t1得电，经0.5秒后，t1动合触点闭合，y002线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。定时器t1的作用使km3断开0.5秒后km2才得电，避免电源短路。停车：按停止按钮sb3，x001的动断触点断开，m100、t0失电；m100、t0的动合触点断开，y001、y003失电。km1、km3断电，电动机作自由停车运行。过载保护：当过载时，热过载保护继电器fr的动断触点断开，电动机也停车。注意：接通电源之前，将三相电源模块的开关置于“关”位置，请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。五、思考题编制程序，使电动机只有在按下sb1后才能进行星-三角转换，运行并验证可行性。实训九 plc控制机械手动作模拟控制在plc实验组件箱(二)中完成机械手动作的模拟控制实验。一、实验目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。二、控制要求图中为一个将工件由a处传送到b处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：三、实验面板图10-1 机械手动作的模拟实验面板此面板中的启动、停止用按钮来实现，限位开关用也按钮来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。四、输入/输出接线输入接线 sb1 sq1 sq2 sq3 sq4 sb2 x0x1x2x3x4x5输出接线yv1yv2yv3yv4yv5hly0y1y2y3y4y5五、工作过程当机械手处于原位时，上升限位开关x002、左限位开关x004均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使m100置“1”，y005线圈接通，原位指示灯亮。按下启动按钮，x000置“1”，产生移位信号，m100的“1”态移至m101，下降阀输出继电器y000接通，执行下降动作，由于上升限位开关x002断开，m100置“0”，原位指示灯灭。当下降到位时，下限位开关x001接通，产生移位信号，m100的“0”态移位到m101，下降阀y000断开，机械手停止下降，m101的“1”态移到m102，m200线圈接通，m200动合触点闭合，夹紧电磁阀y001接通，执行夹紧动作，同时启动定时器t0，延时1.7秒。机械手夹紧工件后，t0动合触点接通，产生移位信号，使m103置“1”，“0”态移位至m102，上升电磁阀y002接通，x001断开，执行上升动作。由于使用s指令，m200线圈具有自保持功能，y001保持接通，机械手继续夹紧工件。当上升到位时，上限位开关x002接通，产生移位信号，“0”态移位至m103，y002线圈断开，不再上升，同时移位信号使m104置“1”，x004断开，右移阀继电器y003接通，执行右移动作。待移至右限位开关动作位置，x003动合触点接通，产生移位信号，使m103的“0”态移位到m104，y003线圈断开，停止右移，同时m104的“1”态已移到m105，y000线圈再次接通，执行下降动作。当下降到使x001动合触点接通位置，产生移位信号，“0”态移至m105，“1”态移至m106，y000线圈断开，停止下降，r指令使m200复位，y001线圈断开，机械手松开工件；同时t1启动延时1.5秒，t1动合触点接通，产生移位信号，使m106变为“0”态，m107为“1”态，y002线圈再度接通，x001断开，机械手又上升，行至上限位置，x002触点接通，m107变为“0”态，m110为“1”态，y002线圈断开，停止上升，y004线圈接通，x003断开，左移。到达左限位开关位置，x004触点接通，m110变为“0”态，m111为“1”态，移位寄存器全部复位，y004线圈断开，机械手回到原位，由于x002、x004均接通，m100又被置“1”，完成一个工作周期。再次按下启动按钮，将重复上述动作。实训十 plc控制十字路口交通灯模拟控制在plc实验组件箱(二)中完成十字路口交通灯模拟控制实验。一、实验目的熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握plc的编程方法和程序调试方法，了解用plc解决一个实际问题的全过程。二、控制要求 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当按下停止按钮时，所有信号灯都熄灭。 南北红灯亮维持25秒。东西绿灯亮维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。三、实验面板实验面板图中，东西南北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。四、输入/输出接线输入接线sb1sb2x0x1输出接线南北g南北y南北r东西g东西y东西r y0 y1y2y3y4y5五、工作过程 当启动开关sb1合上时，x000触点接通，y002得电，南北红灯亮；同时y002的动合触点闭合，y003线圈得电，东西绿灯亮。1秒后，t12的动合触点闭合，y007线圈得电，模拟东西向行驶车的灯亮。维持到20秒，t6的动合触点接通，与该触点串联的t22动合触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使东西绿灯闪烁。又过3秒，t7的动断触点断开，y003线圈失电，东西绿灯灭；此时t7的动合触点闭合、t10的动断触点断开，y004线圈得电，东西黄灯亮，y007线圈失电，模拟东西向行驶车的灯灭。再过2秒后，t5的动断触点断开，y004线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达25秒，t0的动断触点断开，y002线圈失电，南北红灯灭，t0的动合触点闭合，y005线圈得电，东西红灯亮，y005的动合触点闭合，y000线圈得电，南北绿灯亮。1秒后，t13的动合触点闭合，y006线圈得电，模拟南北向行驶车的灯