自动控制实训指导书.doc

自动控制综合实训指导书电气工程系2011.9目 录实训设备简介1实训项目一 PLC基本操作26实训项目二 十字路口交通信号灯控制31实训项目三 彩灯控制实训34实训项目四 PLC控制三相异步电动机的起停、正反转、Y-降压启动. 37实训项目五 皮带传输线控制38实训项目六：变频器的安装及调试41实训项目七 变频器外部模拟量给定频率控制电动机转速43实训项目八 PLC控制变频器多段频率调速.44实训项目九 变频器调速恒压供水系统45I实验设备简介自动控制实训装置是根据目前电工技术、电子技术、运动控制技术等教学大纲和实训大纲的要求，广泛吸收同等院校相关实训教学经验，并结合我校实际情况而设计的服务于多专业的最新综合实训产品。本实训平台可以满足工厂电气控制类基本实训、PLC控制基本实训、交流调速基本实训、直流电动机调速控制基本实训、控制电机（步进电动机）基本功能实训及工业生产控制组态软件基本实训功能组成。可完成单一功能、综合功能实训内容达40多项；功能搭配灵活多变适应创新要求；各自动化元器件配置与现代工业流行配置一致，整个实训平台为模拟工业环境，做到了元器件配置的真实性和开放性。技术指标一、实训平台总体技术指标1输入电源：三相四线(或三相五线) 380V10% 50Hz；2工作环境：温度-10+40，相对湿度85%，海拔2000m；3整机容量：0.2kVA4外形尺寸：2000900500mm。二、各分单元技术指标1. 电气控制单元技术性能指标（1）控制电源：AC 220V10% 50Hz；（2）工作电源：三相四线(或三相五线) 380V10% 50Hz。2. PLC控制单元技术性能指标（1）工作电源：AC 220V10% 50Hz；（2）输入/输出点数：输入24点，输出16点，可扩展；（3）模拟量输入/输出点数：输入4点，输出2点；（4）晶体管输出点数：8点；（3）通信方式：RS-232或RS-485。3. 交流调速控制单元技术性能指标（1）工作电源：三相四线(或三相五线) 380V10% 50Hz；（2）控制方式：正弦波PWM控制；（3）模拟输入：010V或420mA；（4）外部电位器设定：15k；（5）可调频率范围：25400Hz；（6）输出功率：7.5kW；（7）调速控制范围：1:1200，速度控制精度：0.02%。4. 直流调速控制单元技术性能指标（1）工作电源：AC 220V10% 50Hz；（2）最大电枢输出电流：1.5A；（3）调速方式：调压调速；（4）速度调整范围：电机额定转速的（2510025）%；（5）典型电动机功率：0.125kW。5. 步进电动机控制单元技术性能指标（1）步进电动机驱动器工作电源：DC (1536)V，输出相电流设定范围：（0.52）A（2）驱动方式：PWM；（3）步进电动机步距角：1.8，步距角细分设定：2、4、8、16、32、64六档（4）工作电流：1.2A；（5）输出力矩：0.8N.m。三、实训平台技术要求1电气控制单元基本实训：利用常规电气控制器件完成电机及拖动、工厂电气控制课程要求的电动机启动控制、正反转控制、点动控制、制动控制和机床电气控制等基本实训和与课程设计相结合的提高实训；2PLC控制单元基本实训：利用40点PLC和外围输入/输出资源完成PLC技术课程要求的基本实训；利用 PLC模拟量控制功能实现数据采集、控制输出等提高实训；3交流调速单元基本实训：利用变频器完成电力拖动自动控制系统（交流调速部分）课程要求的变频器参数设置、接线及基本功能应用的基本实训和带三相异步电动机负载的开/闭环高级功能的提高实训。4直流调速单元基本实训：利用直流调速器完成电力拖动自动控制系统（直流调速部分）课程要求的调速器参数设置、接线及基本功能应用的基本实训和带直流电动机负载的开/闭环高级功能的提高实训。5步进电动机单元基本实训：利用两台步进电动机完成控制电机课程要求的单拍、多拍控制等基本实训和平面双坐标联合控制的提高实训。6组态控制单元基本实训：利用6.51网络版组态王软件完成组态技术课程的监控系统等基本实训和组态环境开发与仿真的提高实训。 实训平台面板组成及说明实训平台为标准电气控制柜尺寸2000900500mm，有电气控制柜必备的交流电源的启动装置，三相电源电压显示仪表，和直流电源显示表，急停按钮。屏上布置了电气控制类基本实训、PLC控制基本实训、交流调速基本实训、直流电动机调速控制基本实训所需要的各种控制器，五个单元以及一个预留的挂箱式的拓展单元模块，用于多种实训，多对象的拓展所用，包括控制电机（步进电动机）基本功能实训和后期教学中研制的新对象预留的空间，同时还有一台用于通讯的计算机。实训平台面板组如图1所示。图1 实训平台面板布局图实训平台电源及电机组使用说明一、实训平台总电源启动将总三相断路器拨至ON，此时，平台上的三块数字电压表表示出线电压值，电源停止按钮（红色按钮）等亮，如果电源电压符合要求，按下电源启动按钮（绿色按钮）绿灯亮，表明实训平台总电源380/220V即接通到电源单元的接线端子上。其他数字仪表显示0字符。本装置使用三相四线制。电源主电路电路如图2所示。图2自动控制综合实训平台电源主电路图二、电源的使用方法根据实训内容将电源从接线端子处通过塑料线槽引致所需的训练单元用电设备上。三、电机组的使用方法电机组由同一轴向连接的三相交流异步电动机、他励直流电动机（发电机）和永磁式测速电机组成，是自动控制综合实训平台的控制对象。PLC控制单元使用说明一、基本功能1CP1H的基本功能（1）热启动/热结束功能1） 热启动 运行开始时（程序监视或运行模式），在保持I/O存储器的不保持区域数据的情况下启动程序时，将特殊辅助继电器的I/O存储器保持标志置于1（ON）。2） 热结束运行停止时（监视或运行模式程序的模式变更时），希望保持I/O存储器的不保持区域的数据时，将特殊辅助继电器的I/O存储器保持标志置于1（ON）。注：I/O存储器的不保持区域：是指CIO（输入输出继电器、数据链接继电器、CJ系列CPU总线单元继电器、CJ系列总线I/O单元继电器、DeviceNet继电器、内部辅助继电器）、内部副主机电器（WR）、定时器标志、定时器当前值。（2）PLC系统设定 电源为ON时如表1所示。 表2电源位ON设定表 内容设定内容初始值电源为ON时，保持所有I/O内存区，启动时通过IOM保持I/O保持位的状态电源为ON时，保持I/O存储器不保持区域的情况下，电源为ON时也保持I/O存储器保持标志1：电源为ON时保持0：电源为ON时不保持不保持此外，电源接通（OFFON）时，要保持I/O存储器的不保持区域数据的情况下，将特殊辅助继电器的I/O存储器保持标志置于1(ON)并将PLC系统设定的电源为ON时保持设定（I/O存储器保持标志）设定为保持。二、技术要求1电源输入PLC供电电源为50Hz、220(110%)V的交流电。PLC供电电源可直接取自实训平台的电源模块。从平台的三相四线制电源端子上任意取一项接到PLC的L1端子上，然后在从平台的电源端子上把零线取出来接到PLC的L2端子上即可。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。对于可靠性要求很高的场合或电源干扰特别严重的环境，可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。还可以在电源输入端串接LC滤波电路。FX系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器(如光电开关或接近开关)提供直流24V电源。当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。 2 配置要求常开按钮5个，常闭按钮5个，红黄蓝绿指示灯各5个，组合工具一套，PLC使用说明书一本，PLC编程说明书一本，导线若干。三、 欧姆龙CP1H型PLC说明1.欧姆龙 YSMAC CP1H型PLC基本功能概述2. 欧姆龙 YSMAC CP1H型PLC I/O分配表3. CP1H的基本连接1./O端的接线 1）输入接线 输入接线一般不要超过30米。但如果环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可适当长些。输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。 2）输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板，因此，应用熔丝保护输出元件。 采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时选择继电器工作寿命要长。 PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。4 .编程软件及使用1编程软件的安装在CX-programe子目录中双击Setup应用程序，就可以启动安装过程。 软件安装使首先要注意安装语言，然后是要输入正确的密码，随后在选择是否安装CX-server时，应该选择是。2用编程软件CX-Progammer7.0编写、传送及试运行欧姆龙PLC编程软件CX-Progammer7.0的使用方法步骤。图 3用CX-P编程软件编制用户程序可按以下步骤进行：启动CX-P软件、建立新工程文件、绘制梯形图、编译程序、下载程序和监视程序运行等。第一步，打开CX-Progammer7.0软件首先打开桌面上的CX-Progammer图标，如图3所示，打开CX-Progammer7.0软件。图4第二步，新建文件点击菜单栏“新建”中的“新建或Ctrl+N”如图4所示，此时桌面上弹出“变更PLC”的对话框，如图5所示。图5第三步设定PLC型号及网络传输类型在图4-6所示“变更PLC”对话框“设备类型”中有欧姆龙PLC，C系列P型机的型号：CP1H,CP1L,CPM1（CPM1A）,CPM2*, CPM2*-S*等型号，选择你所用PLC的型号即可，然后设置传输网络类型如图6所示。图6图5所示为编程、监控计算机与PLC的程序下载及上传、监控信号、数据传输的网络类型设置。SYSMAC WAY（内部的协议）、Tool bus（编程电缆）、USB（USB线传输）。PLC机型和网络传输类型选择好以后，点击“确定”进入PLC梯形图编程界面，图7所示。图7第四步 梯形图编程图8所示为写好的简单梯形图程序，然后编译梯形图程序。注：梯形图的编程方法参阅欧姆龙CP1H编程手册。图8第五步 编译梯形图程序梯形图写好后，点击菜单栏“编译”中的“编译”或按快捷键“Ctrl+F7”如图4-9所示，完成梯形图的编译。提示“0错误”，“0警告”时可以将编译指令传输到PLC。图9第六步 上位机与PLC联机点击菜单栏“PLC”中的“在线工作”或按快捷键“Ctrl+W”如图9所示，使上位机准备与PLC联机。此时弹出如图4-10所示的对话框。图 10 如要传输编译PLC指令，则点击“是（Y）”，否则点击“否（N）”。如果PLC型号及网络类型选择无误，梯形图显示如图11所示的绿颜色。图 11 当梯形图颜色变绿以后如图11所示，表明此时上位机与PLC成功联机。可以传输指令。第七步 指令传输点击菜单栏“PLC”中的“传送”，或快捷键“（R）”,然后选“到PLC”或快捷键“Ctrl+T”选项，进行传输指令，如图12所示。图 12 图4-13提示下载选项，要下载指令“程序”是必选项。图14、图15为提示传输指令会影响PLC当前指令，若要下载点击“是（Y）”。图13 图14 图15图16图16所示为指令正在下载。图 17第八步 下载指令运行图17所示为指令下载成功，点击“是（Y）”切换到当前下载指令运行中。第九步：监视程序运行选择PLC/监视和运行菜单，可以在梯形图窗口观察到触点和线圈得电和失电的状态。第十步：助记符窗口观察程序执行情况。第十一步：建立观察窗口，观察PLC运行。选择视图/观察菜单，监视PLC运行。这需要在弹出的观察窗口单击鼠标右键，选择增加菜单，将要观察的地址添加到观察窗口中。3在线编辑CPU单元在监视模式或程序模式时，有通过CXProgrammer直接变更，追加CPU单元内的部分程序的功能。要在不停止CPU单元的运行而变更少量程序时使用。另外对于不同的任务可由多个CXProgrammer同时进行联机编辑。四、 注意事项1.不要将交流电源线接到输入端子上，以免烧坏PLC；2.接地端子应独立接地，不与其它设备接地端串联，接地线裁面不小于2mm2；辅助电源功率较小，只能带动小功率的设备（光电传感器等）；3.一般PLC均有一定数量的占有点数（即空地址接线端子），不要将线接上；4.输出有继电器型，晶体管型（高速输出时宜选用），输出可直接带轻负载（LED指示灯等）；PLC输出电路中没有保护，因此应在外部电路中串联使用熔断器等保护装置，防止负载短路造成损坏PLC;5.输入、输出信号线尽量分开走线，不要与动力线在同一管路内或捆扎在一起，以免出现干扰信号，产生误动作；信号传输线采用屏蔽线，并且将屏蔽线接地；为保证信号可靠，输入、输出线一般控制在20米以内；扩展电缆易受噪声电干扰，应远离动力线、高压设备等。6.输入/断开的时间要大于PLC扫描时间；7.PLC存在I/O响应延迟问题，尤其在快速响应设备中应加以注意。交流调速控制单元使用说明一、基本功能交流调速控制单元配备了日本富士公司的FRN0.4G11S-4CX型变频器一台，具有有PID调节、RS485通信、及面板设定和内部设定互锁等功能（厂家、型号可根据需要选配），可开设变频器参数设置、接线方式及基本功能应用等基本实训和带三相异步电动机负载的开/闭环、变频器高级功能应用等提高实训。通过实训，使学生了解变频器的工作机理、基本结构、接线方式和使用方法，学会根据电动机容量和调速要求选择变频器的方法，掌握交流调速开/闭环电路的基本构成和调试技巧。二、技术要求1.电源输入变频器供电电源为50Hz、380(110%)V的交流电。变频器供电电源可直接取自实训平台的电源模块。步骤如下：1)打开平台电源模块的空气开关，看平台电压表显示的当前电网电压等级是否符合变频器的电压等级要求，如果满足380(110%)V则可以将三相电源供给变频器。2)从平台电源模块的三相四线制电源端子上，三相电取出直接接到变频器的L1、L2、L3端子上即可。2. 技术规范变频器技术规范如表2所示。表2变频器技术规范项目规范输出频率设定最高频率50 400Hz基本频率25 400Hz起动频率0.1 60.0Hz，保持时间：0.0 10.0s载波频率0.75 15kHz准确度（稳定性）模拟设定：最高频率的 + 0.2%（25 + 10）数字设定：最高频率的 + 0.01%（-10 +50）设定分辨率模拟设定：最高频率的1/3000，例0.02Hz/60Hz时，0.04Hz/120Hz时，0.15Hz/400Hz时数字设定：0.01Hz（小于99.99Hz时），0.1Hz（大于100.0Hz时）链接设定：最高频率的1/20000，例0.003Hz（小于60Hz），0.006Hz（120Hz时），0.02Hz（400Hz时），0.01Hz（固定）保护过载使用电子热继电器和检测内部温度方法保护电动机和变频器。过电压检出主直流电路电压过电压，变频器停止运行（400V系列：800VDC，200V系列：400VDC）侵入电涌防止侵入主电路电源线和地之间电涌电压的影响，保护变频器。欠电压检出主直流电路电压欠电压，变频器停止运行（400V系列：400VDC，200V系列：200VDC）输入缺相检出输入电源电路缺相时，变频器停止运行。过热检出变频器散热板温度过高时，变频器停止运行。短路输出侧短路引起过电流时，保护变频器。对地短路输出侧对地短路引起过电流时，保护变频器。电动机过载通过变频器跳闸保护电动机。电子热过载继电器能能选择用于标准电动机或变频电动机。对不同的电动机可预设不同的热时间常数（0.5 10分）。1台变频器切换驱动 2 台电动机时，第 2 台电动机亦有热过载继电器保护。DB电阻过热由内部热过载继电器保护，防止DB电阻过热。（变频器停止放电动作保护DB电阻）失速防止加速时，如输出电流超过限值，则控制输出频率，防止过电流 OC跳闸。恒速运行时，如输出电流超过限值，则降低输出频率，以保持接近恒转矩。减速时，如主电路 DC 电压超过限值，则控制输出频率，防止过电压 OU 跳闸。输出缺相进行自整定时，检出 3 相阻抗不平衡，给出报警信号。PTC热敏电阻保护电动机当由 PTC 测出电动机温度超过允许值时，变频器自动跳闸，停止运行。自复位再起动跳闸停止时，能自动复位后再起动运行。环境使用场所室内，没有腐蚀性气体、可燃气体、灰尘和不受阳光直晒。海拔高度1000米，1000 3000米降功率使用（-10%/1000米）周围温度-10 +50周围湿度5 95% RH（不结露）振动2 9Hz 以下为 3mm，9 20Hz 以下为 9.8m/s220 55Hz 以下为 2m/s2，55 200Hz 以下为 1m/s2保存条件温度：-25 +65，湿度：5 95% RH（不结露）3. 配置要求5.1K电位器，三相交流电动机，导线若干 ，组合工具一套，变频器说明书一本。4 变频器基本使用方法1). 变频器基本连接方法变频器基本链接方法如图18所示。图18变频器基本链接方法2. 变频器基本参数设置方法1、变频器基本功能简介（1）键盘面板说明键盘面板有丰富的功能，诸如（频率设定、运行/停止命令）、功能数据确认和变更，以及各种状态确认，复写功能等。1）键盘面板外观键盘面板操作键如表3所示表3操作键的功能主要功能PRG由现行画面转换为菜单画面，或者在运行/跳闸木模式转换至其初始画面。FUNCDATALED监视更换，设定频率存入，功能代码数据存入。，数据变更，游标上下移动（选择），画面轮换。SHIFT数据变更时数位移动，功能组跳跃（同时按此键和增/减键）。RESET数据变更取消，显示画面转换。报警复位（仅在报警初始画面显示时有效）。STOP+通常运行模式和点动运行模式可相互切换（模式相互切换）。模式在LCD监视器中显示。本功能仅在键盘面板运行时（功能码F02数据为0）有效。STOP+ RESET键盘面板和外部端子信号运行方法的切换（设定数据保护时无法切换）。同时对应功能码F02的数据也相互在1和2间切换。所选模式显示于LCD监视器。（2）键盘面板的操作方法1）运行模式变频器正常运行画面包括一个现实变频器运行状态和操作指导信息以及另一个由棒图显示运行的画面两者可用功能E45进行切换。a 操作指导 （E45=0）b 棒图 （E45=1）四、 注意事项1.物理环境 1)工作温度。变频器内部是大功率的电子元件，极易受到工作温度的影响，产品一般要求为055，但为了保证工作安全、可靠，使用时应考虑留有余地，最好控制在40以下。在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，并严格遵守产品说明书中的安装要求，绝对不允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。2)环境温度。温度太高且温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，其绝缘性能就会大大降低，甚至可能引发短路事故。必要时，必须在箱中增加干燥剂和加热器。3)腐蚀性气体。使用环境如果腐蚀性气体浓度大，不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等，而且还会加速塑料器件的老化，降低绝缘性能，在这种情况下，应把控制箱制成封闭式结构，并进行换气。4)振动和冲击。装有变频器的控制柜受到机械振动和冲击时，会引起电气接触不良。这时除了提高控制柜的机械强度、远离振动源和冲击源外，还应使用抗震橡皮垫固定控制柜外和内电磁开关之类产生振动的元器件。设备运行一段时间后，应对其进行检查和维护。2.电气环境 1)防止电磁波干扰。变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。2)防止输入端过电压。变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相和变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。直流调速单元使用说明一、基本功能直流调速控制单元配备了英国欧陆公司的506型直流调速器一台，具有5个模拟输入点（速度给定/辅助给定/力矩或电流限制/零速阀值）、1个数字输入点（启动运行）、2个数字输出点（运行状态监测/零速锁定）、LED自诊断显示上电和运行状态等功能（厂家、型号可根据需要选配），配置了励磁电源：最大电枢电流2A和相应的励磁电压、电流的数字指示仪表。可开设调速器参数设置、接线方式及基本功能应用等基本实训和带直流电动机负载的开/闭环、调速器高级功能应用等提高实训。通过本单元的实训，使学生了解直流调速器的工作机理、基本结构、接线方式和使用方法，学会根据电动机容量和调速要求选择调速器的方法，掌握直流调速开/闭环电路的基本构成和调试技巧。二、技术要求1 电源输入 输入电源110V/220V(可通过开关选择)单相供电，有3、6和12A三种电枢电流规格。功率最大2KW。2 技术规格表5技术规格表模拟输入5个，速度给定/辅助给定/力矩或电流限制/零速阀值+10V/测速电机反馈（最大200VDC）电源110V-240VAC10%，单相供电，50-60Hz5%数字输入1个，启动运行（+10V）数字输出2个，运行状态监测/零速锁定（16V50mA）参考输入1个，+10VDCLED自诊断显示上电和运行状态防护等级IP20电位器调整最大速度/最小速度/电流限制/加速斜坡1-15秒/减速斜坡1-15秒/IR补偿/速度稳定性开关调整电枢电流校准/电枢电压校准/测速电机反馈/供电电压选择磁场供电0.9X供电电压，最大为2A环境温度0-45，1000米以下无需降容使用过载能力150%过载，可持续最长时间为60秒三、直流调速基本使用方法1直流调速器接线图说明直流调速器接线图如图19所示。相线/零相线地线极限+10V设定运行转速计滤波图19直流调速器接线图2直流调速器端子图说明 直流调速器端子图如图20所示。控制端子用户个人开关辅助输入端子主开关显示图20直流调速器端子图四、注意事项安装与操作说明 1将直流调速器机箱置于通风良好、无腐蚀性气体的场所。检查一下内部螺丝有无因运输而松动。 2分别接入三相AC 380V交流电源线，穿过机箱后，接入空开上端 A B C端子。在端子的零线位置接上零线3、在主电枢电路输出端。+正极接直流电动机主电枢。-极接主电枢负极。 4、在左侧励磁输出端+ - 接励磁。 5面板上的线接测速发电机反馈信号。 6操作前先把面板上手动调节电位器旋至零位。然后送上电源电压。听到散热风机开始工作，然后旋转手动调节电位器旋钮，即可启动电枢电机工作输出最高220V。步进电机控制单元使用说明一、基本功能步进电动机单元配备了步距角为1.8（可细分设定六档）、工作电流为1.2A的步进电动机及其驱动器各两台。可开设步进电动机接线方式、速度控制、定位控制等基本实训和两台步进电动机在平面坐标上联合运动的提高实训。通过实训，使学生了解步进电动机工作机理、接线方式和使用方法，学会根据项目要求选择合适的步进电动机和速度控制的方法，掌握电路的调试技巧。二、技术要求1 电源输入输人电源接口：采用一组自：流供电，电压值为15-36V，电流ZA 。VCC 接正极，GND 接负极。2 配置要求三、步进电机驱动器使用方法1步进电机驱动器的说明SH2024B2 型步进电机驱动器是二相混合式步进电机驱动器。该驱动采用PWM 方式驱动，具有工作电压范围宽、效率高，相电流、细分数可调、自动半流的特点，相电流设定从0.5-2A ，细分数设定有2 、4 、8 、16 、32 、64 共六档，可满足微步距驱动的要求。“说明式”的面板设计使操作使用方便直观。对于四相八线电机，通常将电机绕组两两并联后与驱动器相连，接法如图20所示。图20四相八线电机接法 电机接口：对于二相四线电机，可直接与驱动器相连。对于四相六线电机，中间两抽头悬空不接，其余四线与驱动器相连。警告：电机线不能连错，否则会损坏驱动器。2 步进电机驱动器与步进电机的链接方法步进电机驱动器接线示意图如图21所示。图21步进电机驱动器接线示意图警告：电压不能超出此范围，注意止负极。性。四、注意事项1、步进电机应用于低速场合-每分钟转速不超过1000转，（0.9度时6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。3、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。4、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。5、电机在600PPS（0.9度）以下工作，应采用小电流、大电感、低电压来驱动。实训一： PLC基本操作一、训练目的1.掌握PLC的外部接线方式。2.学习CX-Programmer软件的使用方法。3.学习程序的运行方法。二、训练材料及工具1.欧姆龙CP1H型PLC。2.电脑及CX-Programmer软件。3.连接导线，万用表，电工工具。三、训练内容1.PLC外部电源接线。2.辨清PLC的输入端子、输出端子位置及个数。3.CX-Programmer软件使用。4.PLC基本指令功能的理解。5.学习程序运行操作。四、训练步骤1.按照图1-1接线。 图1-1 接线示意图2.现通过一个简单梯形图程序编写实例来了解软件使用基本功能： 第1步：启动CX-P软件 第2步：建立新工程文件 在弹出的窗口输入设备名（随意）、设备类型（CP1H）、CPU型号（单击设定按钮后选择CPU30）、网络类型（因为使计算机与单个PLC的RS232通信，所以选择SYSMAC WAY）。这时屏幕显示出梯形图画图窗口。 第3步：在梯形图窗口画出如图1-2所示的梯形图图1-3 梯形图窗口第4步：编译程序梯形图画完之后，选择程序/编译菜单，对该梯形图程序进行编译，检查程序的正确性。无论正确还是错误，都会在输出窗口报告信息。 第5步：计算机与PLC连接 选择PLC/在线工作菜单，连接计算机和PLC。一般情况下，若是PLC使用默认的通信参数，计算机除串口号外也使用默认参数，则通信不会发生困难。若是不能通信，换个通信口试一试。第6步：下载程序 选择PLC/转换到PLC菜单，将梯形图程序下载到PLC中，如果下载过程中选择了扩展函数，则需要将PLC中的CPU的DIP开关的扩展函数使用开关置为ON。第7步：监视程序运行选择PLC/监视和运行菜单，可以在梯形图窗口观察到触点和线圈得电和失电的状态。第8步：助记符窗口观察程序执行情况。第9步：建立观察窗口，观察PLC运行。选择视图/观察菜单，监视PLC运行。这需要在弹出的观察窗口单击鼠标右键，选择增加菜单，将要观察的地址添加到观察窗口中。第10步：用时间图监视选择PLC/时间图监视菜单，在弹出的窗口选择操作/配置菜单后，在弹出的窗口选择位地址页面，然后在该页面单击鼠标右键，选择新建菜单后输入地址，关闭该窗口后，选择操作/执行菜单即可。第11步：练习强制置位和复位在梯形图窗口首先用鼠标选择需要进行强迫动作的触点0.01，然后单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择强制/ON菜单，这时就可以看见好像将这个触点闭合了一样，同时在该触点旁边显示一把锁，表示该触点是强制操作的触点。要解除强制，还需要选择鼠标右键菜单中的强制/取消菜单。3.定时器和计数器的程序实例。第1、2、3步同前例。图1-4 定时器和计数器的程序实例第4.5.6.7步同上例第8步：助记符窗口观察程序运行情况。图1-5 助记符窗口第9步：建立观察窗口，观察PLC运行。选择视图/观察菜单，监视PLC运行。这需要在弹出的观察窗口单击鼠标右键，选择增加菜单，将要观察的地址添加到观察窗口中。图1-6 观察窗口第10步：用时间图监视选择PLC/时间图监视菜单，在弹出的窗口选择操作/配置菜单后，在弹出的窗口选择位地址页面，然后在该页面单击鼠标右键，选择新建菜单后输入地址，关闭该窗口后，选择操作/执行菜单即可。图1-7 时间图监视第11步：练习强制置位和复位在梯形图窗口首先用鼠标选择需要进行强迫动作的触点0.01，然后单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择强制/ON菜单，这时就可以看见好像将这个触点闭合了一样，同时在该触点旁边显示一把锁，表示该触点是强制操作的触点。要解除强制，还需要选择鼠标右键菜单中的强制/取消菜单。第12步：使用微分监视器线圈10.00得电时间很短，必须使用微分监视器才能知道它是否得电，要使用微分监视功能，必须在梯形图窗口用鼠标右键选择线圈10.00，然后选择微分监视，弹出窗口如图9-8。图1-8 微分监视器第13步：更改设置值在梯形图窗口用鼠标单击计数器的预置值，然后单击鼠标右键，选择设置值菜单，在弹出的窗口里输入新值，然后单击确定，则可以看到计数器的预置值发生了变化。4.熟悉编程软件后，按照图9-9所给的梯形图，练习程序输入，通过通信电缆将程序下载到PLC的CPU中，并运行程序。在电脑屏幕上观察梯形图运行情况，通过 PLC上的LED指示灯观察结果。图1-9 梯形图实训项目二 十字路口交通信号灯控制一、实训目的1.熟悉PLC应用及编制梯形图的方法。2.掌握定时器使用方法及I/O端子接线方法。3.熟悉利用PLC解决实际问题的过程。二、实训材料及工具1.PLC 一台2.计算机 一台3.交通信号灯实验板一块4.若干导线三、实训内容1.PLC I/O分配及设计编程元件表（见表2-1，供参考）。表2-1 I/O分配及编程元件表输入端子地址输出端子地址交通灯开关：IN00.00南北绿灯：OUT0南北黄灯：OUT1南北红灯：OUT2东西绿灯：OUT3东西黄灯：OUT4东西红灯：OUT5100.00100.01100.02100.03100.04100.052.根据交通灯的控制要求编写的梯形图。(1)当起动开关接通时，信号灯系统开始工作。(2)首先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯熄灭。交通信号灯位置示意图和工作时序图如图2-1和图2-2所示。图2-1 交通信号灯位置示意图图2-2 交通信号灯工作时序图(3) 信号灯系统按时序图周而复始循环工作。(4) 当起动开关断开时，信号灯系统停止工作。3.按要求完成PLC、电源、计算机、实验台之间的连线。4.PLC交通灯控制参考梯形图如图2-3所示。图2-3 交通灯控制参考梯形图四、实训步骤1.根据控制要求和I/O分配表设计出I/O连线图。2.根据I/O连线图进行硬件连线，将PLC与计算机的通信电缆连接好。3.打开CX-Programmer软件，编写交通灯控制梯形图程序。4.下载程序后，通过观察PLC本身输出指示灯和程序的监视功能进行在线模拟调试，程序正常后，再接好输出硬件回路，带载试验。五、成绩评定本实训成绩可参考表2-2执行。表2-2 评分参考表项目内容配分评分标准扣分得分分配I/O地址10分能正确确定I/O数量和正确分配地址。I/O数量不对扣5分；地址编号不对扣5分。PLC I/O配线图20分能根据要求正确绘制PLC I/O配线图。画法错误或标注有问题酌情扣分。系统软件设计30分能编制简单合理的运行软件，实现工艺基本要求。流程图错误扣10分；梯形图编制错一步扣5分；不会做扣30分。正确接线20分正确连接硬件电路图。接线错误，每处扣5分。损伤电器元件，扣5分。线头松脱或螺钉未拧紧，扣5分。走线不整齐，不美观扣5分。布线松散，每处扣5分。其他可根据实际情况扣分。程序调试10分掌握在线调试的基本方法。对在线调试步骤不熟练酌情扣分。文 明 生 产10分每违反一次扣10分。工 时整个工时为4小时。每超过半小时扣10分。开 始 时 间结束时间实际时间评 分实训项目三 彩灯控制实训一、实训目的1.掌握移位寄存器的应用方法。2.熟悉PLC应用及编制梯形图的方法。3.熟悉利用PLC解决实际问题的过程。二、实训材料及工具1. PLC 一台2.计算机 一台3.彩灯模拟实验板一块4.导线若干三、实训内容1.PLC I/O分配及设计编程元件表（见表3-1，供参考）。表3-1 I/O分配及编程元件表输入端子地址输出端子地址开关：IN00.00灯1：OUT0灯2：OUT1灯3：OUT2灯4：OUT3灯5：OUT4灯6：OUT5灯7：OUT6灯8：OUT7100.00100.01100.02100.03100.04100.05100.06100.072.实训彩灯的位置示意图如图3-1所示：图3-1 彩灯位置示意图3.彩灯控制要求为：系统运行后，这8个彩灯依次按以下几种方式闪烁（时间间隔为1秒）：（1） 13572468。（2） 28641753。（3） 先亮2、4、6、8灯后亮1、3、5、7灯。（4） 1、2、3、4、5、7、8灯依次点亮。 4.PLC彩灯控制参考梯形图如图3-2所示。 图3-2 彩灯控制参考梯形图四、实训步骤1.根据控制要求和I/O分配表设计出I/O连线图。2.根据I/O连线图进行硬件连线，将PLC与计算机的通信电缆连接好。3.打开CX-Programmer软件，编写彩灯控制梯形图程序。4.下载程序后，通过观察PLC本身输出指示灯和程序的监视功能进行在线模拟调试，程序正常后，再接好输出硬件回路，带载试验。五、成绩评定本实训成绩可参考实训课题九成绩评定办法执行。实训项目四 PLC控制三相异步电动机的起停、正反转、Y-降压启动一、实训目的1.熟悉PLC的I/O接线。2.熟悉PLC编程指令及梯形图程序编写。3.熟悉简单PLC控制系统的设计与调试方法。二、实训材料及工具1. PLC 一台2.计算机 一台3.三相异步电动机 一台4.接触器、热继电器、保险及导线若干三、实训内容1. 三相异步电动机起、停控制。2. 三相异步电动机正、反转控制。3. 三相异步电动机Y-降压启动控制。四、实训步骤1.根据控制要求和I/O分配表分别设计出I/O三相异步电动机起停控制连线图、三相异步电动机正反转控制连线图和三相异步电动机Y-降压启动控制连线图。2.分别根据三种I/O连线图进行硬件连线，将PLC与计算机的通信电缆连接好。3.打开CX-Programmer软件，按照要求编写电动机控制梯形图程序。4.下载程序后，通过观察PLC本身输出指示灯和程序的监视功能进行在线模拟调试，程序正常后，再接好输出硬件回路，带载试验。五、成绩评定本实训成绩可参考实训课题九成绩评定办法执行。实训项目五 皮带传输线控制一、实训目的1.进一步熟悉PLC应用及编制梯形图的方法。2.巩固定时器的使用知识，掌握I/O端子的接线方法。3.初步了解使用PLC解决一个实际控制问题的过程。二、实训材料及工具1.PLC 一台2.计算机 一台3.皮带传输线模拟实验板一块4.若干导线三、实训内容1.PLC I/O分配及设计编程元件表。表5-1 I/O分配及编程元件表输入端子符号地址输出端子符号地址起动按钮SB10.01控制接触器（1# 电动机）KM1100.01停止按钮SB20.02控制接触器（2# 电动机）KM2100.021#皮带过载保护FR10.03控制接触器（3# 电动机）KM3100.032#皮带过载保护FR20.04控制接触器（4# 电动机）KM4100.043#皮带过载保护FR30.054#皮带过载保护FR40.06紧急停车按钮SB30.072. 根据皮带传输系统的控制要求编写的梯形图。控制要求如下：（1）皮带传输系统是由4条皮带组成。（2）起动顺序为：1#皮带机2#皮带机3#皮带机4#皮带机，起动间隔时间为10s。（3）停止顺序为：4#皮带机3#皮带机2#皮带机1#皮带机，停止间隔时间也为10s。（4）紧急停车时，1、2、3、4号电动机全部无条件停转。（5）任何一条皮带机发生过载现象，其保护停车顺序仍然按照上述顺序执行皮带传输线的工作示意图如图5-1所示。图5-1 皮带传输线示意图3.按要求完成PLC、电源、计算机、实验台之间的连线。PLC硬件连接图如图5-2所示。图5-2 PLC硬件连接图4.参考梯形图如图5-3所示。图5-3梯形图四、实训步骤1.根据控制要求和I/O分配表设计出I/O连线图。2.根据I/O连线图进行硬件连线，将PLC与计算机的通信电缆连接好。3.打开CX-Programmer软件，编写皮带传输系统控制梯形图程序。4.下载程序后，通过观察PLC本身输出指示灯和程序的监视功能进行在线模拟调试，程序正常后，再接好输出硬件回路，带载试验。五、成绩评定本实训成绩可参考实训课题九成绩评定办法执行。实训项目六：变