电气控制实验指导书.docx
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电气控制实验指导书
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电气控制实验指导
目录
实验一三相笼型异步电动机正-停-反转控制4
一、实验目的及要求4
二、实验装置及仪表4
三、电气原理图4
四、实验步骤5
五、注意事项7
六、思考题7
实验二 三相笼型异步电动机的正反转控制9
一、实验目的及要求9
二、实验装置及仪表9
三、电气原理图9
四、实验步骤10
五、注意事项11
六、思考题11
实验三 三相笼型异步电动机Y—△减压起动控制12
一、实验目的及要求12
二、实验装置及仪表12
三、电气原理图12
四、实验步骤13
五、注意事项14
六、思考题14
实验四 欧姆龙PLC编程软件的熟悉及基本指令的练习15
一、目的要求15
二、实验设备15
三、实验内容与步骤15
四、实验报告要求20
实验五PLC控制电动机正反转实验22
一.目的要求22
二、实验设备22
三、实验内容与步骤23
四、思考题26
实验六PLC控制电动机Y—△实验27
一.目的要求27
二、实验设备27
三、实验内容与步骤28
四.思考题31
实验七三相异步电动机调速实验32
一.目的要求32
二、实验设备32
三、实验内容与步骤32
四、思考题38
附录一:
实验板接线图介绍39
实验板139
实验板244
附录二:
欧姆龙PLC编程软件的练习49
附录三:
变频器控制端子简介60
实验一三相笼型异步电动机正-停-反转控制
一、实验目的及要求
1)熟悉控制电路中各电器元件结构、型号规格、工作原理、使用方法及其在电路中所起的作用。
2)通过实验加深对三相异步电动机和正-停-反转控制电路工作原理的理解。
3)掌握三相异步电动机正转和反转控制电路安装接线的步骤、方法、调试及排除故障的方法。
二、实验装置及仪表
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
空气开关
1个
热继电器
1个
按钮
3个
万用表
1块
交流接触器
2个
导线
若干
三、电气原理图
实验电气原理图,如图1.1所示。
图1.1三相电机正-停-反控制原理图
四、实验步骤
1.熟悉、检查电器元件
查看本次实验各电器元件,并将其型号规格等填入表中。
检查各电器元件的质量,用万用表的欧姆档检测各电器的常开、常闭触点的通断情况。
实验一电器元件的型号规格
名称
文字符号
型号规格
数量
用途
异步电动机
接触器
热继电器
熔断器
按钮
空气开关
2.按图接线
按图1.1主电路和正-停-反转控制电路接线,从空气开关的下端开始自上而下地接线,先接主电路后接控制电路,先串联后并联,先控制点后保护点的接线规律连接,最后接电源进线。
主电路使用导线的粗细按电动机的工作电流选取,中小容量电动机的辅助电路一般可用截面积为1mm2左右导线,实验中使用实验室提供的导线即可。
3.检查电路
接线完成后,仔细检查电路有无漏接、短接、错接以及接线端的接触是否良好。
检查主电路,断开FU,切除控制电路,用万用表欧姆档对各接点做通断检查。
检查控制电路,也是同样断开FU,切断主回路,用万用表欧姆档对各接点做通断检查。
4.通电实验
1)电动机正转起动、停止控制:
合上电源开关QS,接通电源,按下按钮SB2,观察接触器KM1动作情况以及电动机运行情况,放开按钮SB2,接触器KM1的常开触点闭合,进行“自保”,电动机仍继续运转。
按下停止按钮SB1,接触器KM1失电,电动机停转。
反复操作SB1、SB2,观察电路的工作情况。
切记千万不能同时按下SB2、SB3按钮,否着可能会烧毁电机。
2)电动机反转起动、停止控制:
合上电源开关QS,接通电源,按下按钮SB3,观察接触器KM2动作情况以及电动机运行情况,放开按钮SB2,接触器KM2的常开触点闭合,进行“自保”,电动机仍继续运转。
按下停止按钮SB1,接触器KM2失电,电动机停转。
反复操作SB1、SB3,观察电路的工作情况。
切记千万不能同时按下SB2、SB3按钮,否着可能会烧毁电机。
3)热继电器的触点动作对电路的影响:
可用手动断开热继电器FR的常开触点,观察电动机停转情况。
4)故障的分析及排除:
实验过程中若出现异常现象,应立即切断电源,并记录下故障现象。
分析并排除故障,再通电实验(也可由老师人为设置故障点)。
5)结束实验:
实验完成后,先切断电源,再拆线并清点整理电器元件和实验器材。
五、注意事项
1)把电路接好后,先进行自检,经老师检查正确后,再通电实验。
2)实验中如发现有接触器振动、有噪声、主触点燃弧严重、电动机不能正常起动等异常现象,应立即切断电源,分析原因,排除故障后再通电实验。
3)热继电器安装时应使盖板向上以便散热,确保在工作时使其保护特性符合要求。
六、思考题
1)主电路中若有一相熔体接触不良,会出现什么情况?
2)说明图1.1正-停-反转控制电路中按下SB2或是SB3为何不是点动?
3)从图1.1的接线上分析电机正反转的区别?
然后从原理上分析这样接线的原因?
实验二 三相笼型异步电动机的正反转控制
一、实验目的及要求
1)掌握三相笼型异步电动机正反转转控制电路的工作原理,加深理解电路中电气联锁与机械联锁的原理。
2)进一步熟悉异步电动机控制电路的接线方法。
3)学会正反转控制电路的故障分析及排除故障的方法。
二、实验装置及仪表
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
空气开关
1个
热继电器
1个
按钮
3个
万用表
1块
交流接触器
2个
导线
若干
三、电气原理图
实验电气原理图如图2.1所示
图2.1三相电机正反控制原理图
四、实验步骤
1.检查元器件及接线
1)检查按钮、交流接触器、热继电器、三相空气开关、熔断器等所有电器元件质量是否良好,查看型号规格,明确使用方法。
2)按电气原理图,遵循一般接线规律,正确连接电路。
3)自检电路无误,经老师检查后,可接通电源。
2.通电实验
1)正反转运行。
分别按SB2、SB3,观察电动机正反转运行情况,按SBl则停机。
2)电气互锁、机械互锁控制的验证。
同时按下SB2和SB3,接触器KMl和KM2均无电,电动机不转。
按下正转按钮SB2,电动机正向运行,再按反转按钮SB3,电动机从正转变为反转。
3)若在实验中出现异常现象,则断开电源,记录下故障现象分析并排除故障,再通电实验。
五、注意事项
1)主电路KMl和KM2主触点的换相连线须正确。
2)按钮SB2和SB3常开、常闭触点接成联锁连线须正确,并仔细检查,以防“自起动”甚至造成短路故障。
3)电动机不宜频繁持续由正转变反转,反转变正转,故不能频繁持续操作SB2和SB3。
六、思考题
1)若频繁持续操作SB2和SB3,会产生什么现象?
为什么?
2)同时按下SB2和SB3,会不会引起电源短路?
为什么?
3)当电动机正常正向/反向运行时,很轻地碰一下反向起动按钮SB3/正向起动按钮SB2,即未将按钮按到底,电动机运行状况如何?
为什么?
4)如何判断与检查,主电路是否倒相接线?
实验三 三相笼型异步电动机Y—△减压起动控制
一、实验目的及要求
1)了解空气阻尼式时间继电器的结构、原理和使用方法
2)掌握Y-△减压起动控制电路工作原理。
3)进一步熟悉电路的接线方法,故障分析及排除方法。
二、实验装置及仪表
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
空气开关开关
1个
热继电器
1个
按钮
3个
万用表
1块
交流接触器
3个
导线
若干
时间继电器
1个
三、电气原理图
实验电气原理图如图3.1所示。
图3.1三相电机Y—△启动控制原理图
图3.2三相电机△运行接线原理图
四、实验步骤
1.检查元器件及接线
1)按常规要求查看各电器元件型号规格、质量情况,明确使用方法。
特别是对空气阻尼式时间继电器,用手操作检查延时情况,再检查时间继电器的瞬时、延时动作触点的位置。
2)遵循一般接线规律,按图接线。
注意电动机六个出线标志的正确接线。
3)自检电路无误后,适当调整时间继电器的延时时间,经老师再作检查后,可接通电源。
2.通电实验
1)自动实现Y-△减压起动控制。
要求设置好KT时间继电器的时间后,操作SB2观察KM1、KM3、KT的动作情况并记录。
然后观察当KT的定时时间达到后KM2、KM3、KT的动作情况并记录。
这样就完成了电动机Y-△切换的减压起动过程。
2)实验过程中若出现异常现象,断开三相电源,记录下故障现象。
分析并排除故障,再通电实验。
五、注意事项
1)通电前重点检查主电路中电动机六个出线端的接线,以及KM2、KM3主触点的接线,确保电动机实现Y-△切换。
2)注意控制电路中联锁线的正确接线,KM2、KM3常闭点的不能接错位置,KT常开、常闭触点接线要正确。
3)时间继电器的衔铁释放方向正确。
六、思考题
1)若把图中时间继电器的延时常开、常闭触点,错接成瞬时动作的常开、常闭触点电路的工作状态如何变化?
2)请设计一个用断电延时的时间继电器控制的Y-△减压起动控制电路。
实验四 欧姆龙PLC编程软件的熟悉及基本指令的练习
一、目的要求
1)认识PLC,并初步掌握PLC的接线方法。
(见附录1)
2)熟悉CX-Programmer编程软件的使用(见附录2)。
3)加深对基本指令的理解。
二、实验设备
主控单元(CMP2AH,工作电源选交流220V)PLC 一台
实验开关板 一块
计算机(已安装CX-Programmer编程软件) 一台
三、实验内容与步骤
1、PLC的接线
1)正确连接计算机与PLC,通过老师发的串口线一段接到计算机,另一端接到PLC。
确保PLC的串口位置的开关拨到ON。
2)将PLC主控单元上的各输入接口分别与开关板上的开关相连接,使用主控单元提供的24V直流电源。
如图4.1PLC的端口线图,其余参考附录1提供的实验板原理图介绍。
图4.1PLC的端口线图
注:
图中粗线框起来的部分为一个回路
2.本实验的接线图,如图4.2所示
(a)
(b)
图4.2(a)PLC点灯接线图(b)PLC输出方波
如图4.2可知,通过将1、2、3、4分别与输入点00、01、02、03可以让相应的线圈得电,断开则该输入线圈失电的控制。
3.熟悉CX-Programmer编程软件
按照实验指导书后面附录2的内容熟悉编程软件。
会用符号梯形图编程方式进行编程,以及程序编辑、调试、监控、下载等功能的使用。
4.基本指令的练习
(1)按图4.2(a)接线
1)输入程序Ⅰ(如图4.3)并运行,将运行结果记录于表4.1中。
2)输入程序Ⅱ(如图4.4)并运行,将运行结果记录于表4.2中。
3)输入程序Ⅲ(如图4.5)并运行,将运行结果记录于表4.3中。
图4.3PLCI/0口实验编程试例
图4.4PLC定时器口实验编程试例
图4.5PLC计数器口实验编程试例
(2)按图4.2(b)接线
输入程序代码Ⅳ(如图4.6所示)并运行,按下按钮,观察现象,分析程序。
图4.6PLC输出方波
表4.1程序Ⅰ运行情况记录
输入
输出
X0
X1
X2
X3
Y0
Y1
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
ON
ON
ON
ON
表4.2程序Ⅱ运行情况记录
X0
X1
X2
X3
X4
输出
Y0“ON”
Y0“ON”后经过_______S
Y1“ON”
表4.3程序Ⅲ运行情况记录
X0
X1
X2
X3
X4
输出
Y0“ON”
Y0“ON”后经过_______S
Y1“ON”
当X5“ON”时
Y1
5.回答问题
1)比较程序Ⅰ运行时Y0和Y1的状态。
2)如果将程序Ⅲ的计数器CNT000输入端的25313(常ON点)改为25314(常OFF点),或将X5改为25313,运行的情况有什么不同?
四、实验报告要求
1)实验名称、日期、班别、学号、姓名、同组人姓名、实验台号。
2)实验目的及要求。
3)实验设备、电器元件型号规格。
4)电气原理图、主要实验过程及步骤。
5)写出本次实验的三个程序(梯形图和指令表)。
6)写出程序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的指令表。
7)填表记录程序运行情况并分析三个程序的运行情况。
8)认真思考回答相应的思考题
9)实验总结及心得体会。
实验五PLC控制电动机正反转实验
一.目的要求
1.利用PLC进行电动机的正反转控制,加深对电机正反转原理的理解。
2.通过PLC进行电动机的控制,代替了常规的由接触器构成的控制回路,来了解PLC在工业场合的实用性。
3.通过该实验,同学们要掌握PLC是如何控制电气设备的运行,为以后的运用提供了一个实验平台。
二、实验设备
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
空气开关
1个
热继电器
1个
按钮
3个
万用表
1块
交流接触器
2个
导线
若干
主控单元(CMP2AH机型,工作电源选交流220V)
一台
计算机(已安装CX-Programmer)
一台
三、实验内容与步骤
1)实验接线图
图5.1主回路
+
图5.2PLC控制回路
如图5.2所示,该实验用到4个输入点、2个输出点。
输入点00000~00003分别接正转按钮的常开触点、反转按钮的常开触点、停车按钮的常闭触点、热继电器常闭触点。
输出点01004~01006分别接ZJ1、ZJ2、ZJ3中间继电器的线圈。
2)实验例程代码
3)实验步骤
①首先,按照上述图5.1、图5.2进行接线,从刀开关的下端开始自上而下地接线,先接主电路后接控制电路,先串联后并联,先控制点后保护点的接线规律连接,最后接电源进线。
主电路使用导线的粗细按电动机的工作电流选取,中小容量电动机的辅助电路一般可用截面积为1mm2左右导线,实验中使用实验室提供的导线即可。
根据以上的原则先按照图5.1进行主回路的接线,然后按照图5.2开始控制回路的接线,最后再接入电源。
②接线的检查。
接线完成后,仔细检查电路有无漏接、短接、错接以及接线端的接触是否良好。
检查主电路,断开FU,切除控制电路,用万用表欧姆档对各接点做通断检查。
检查控制电路,,切断主回路,检查COM段与输入输出点的接线,电源的接线、中间继电器、交流接触器线圈的接线以及自锁和互锁连接是否正确。
③程序输入。
用串口线将PLC与计算机相连,确定PLC串口位置的开关拨到ON状态。
然后双击计算机桌面CX-Programme图标,进入PLC编程界面,按照附录2提供的CX-Programme软件的操作流程新建一个工程。
输入实验提供的例程代码。
输入完毕后,编译链接,没有错误后将代码下载PLC。
下载成功后将PLC从编程状态转入运行状态。
④按钮的操作。
如果硬件和软件都没有问题的情况下,就可以进行按钮的操作了。
按下正转按钮,观察电机是否正转,然后按下停车按钮观察电机的状态并做记录。
同样的按下反转按钮,观察电机是否反转,然后按下停车按钮再次观察电机的状态并做记录,最后同时按下正转按钮和反转按钮观察电机的状态。
⑤若在实验中出现异常现象,则断开电源,记录下故障现象分析并排除故障,再通电实验。
四、思考题
1)比较PLC构成的控制回路与实际继电器、接触器构成的控制回路的区别?
优缺点?
实验六PLC控制电动机Y—△实验
一.目的要求
1.利用PLC进行电动机的Y—△控制,加深对电机Y—△启动原理的理解。
2.通过PLC进行电动机的控制,代替了常规的由接触器构成的控制回路,来了解PLC在工业场合的实用性。
3.通过该实验,同学们要掌握PLC是如何控制电气设备的运行,为以后的运用提供了一个实验平台。
二、实验设备
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
空气开关
1个
热继电器
1个
按钮
2个
万用表
1块
交流接触器
3个
导线
若干
主控单元(CMP2AH机型,工作电源选交流220V)
一台
计算机(已安装CX-Programmer)
一台
三、实验内容与步骤
1)实验接线图
图6.1主回路
图6.2PLC控制电机Y—△启动控制回路
如图6.2所示,可知利用PLC进行电机Y—△启动的控制回路需要3个输入点,3个输出点,其中3个输入点00~02分别接启动按钮的常开触点,停止按钮的常开触点以及热继电器的常闭触点。
输出点01004~01006分别接到ZJ1、ZJ2、ZJ3的线圈上。
2)实验例程代码
3)实验步骤
①首先,按照上述图6.1、图6.2进行接线,从刀开关的下端开始自上而下地接线,先接主电路后接控制电路,先串联后并联,先控制点后保护点的接线规律连接,最后接电源进线。
主电路使用导线的粗细按电动机的工作电流选取,中小容量电动机的辅助电路一般可用截面积为1mm2左右导线,实验中使用实验室提供的导线即可。
根据以上的原则先按照图6.1进行主回路的接线,然后按照图6.2开始控制回路的接线,最后再接入电源。
②接线的检查。
接线完成后,仔细检查电路有无漏接、短接、错接以及接线端的接触是否良好。
检查主电路,断开FU,切除控制电路,用万用表欧姆档对各接点做通断检查。
检查控制电路,,切断主回路,检查COM段与输入输出点的接线,电源的接线、中间继电器、交流接触器线圈的接线以及自锁互锁的接线是否正确。
③程序输入。
用串口线将PLC与计算机相连,确定PLC串口位置的开关拨到ON状态。
然后双击计算机桌面CX-Programme图标,进入PLC编程界面,按照附录2提供的CX-Programme软件的操作流程新建一个工程。
输入实验提供的例程代码。
输入完毕后,编译链接,没有错误后将代码下载PLC。
下载成功后将PLC从编程状态转入运行状态。
④电动机的控制。
按照图6.1和图6.2可知,按下启动按钮后,KM1、KM3线圈得电这样电动机Y启动,通过PLC进行延时控制一段时间后,KM3将失电同时KM2将得电。
KM1和KM2组成△运行的方式。
通过按下停止按钮可以使线圈KM1、KM2失电使电机停车。
热继电器的按钮也可以让线圈KM1、KM3失电,达到保护过载保护的作用。
四.思考题
1)比较PLC构成的控制回路与实际继电器、接触器构成的控制回路的区别?
优缺点?
实验七三相异步电动机调速实验
一.目的要求
1.熟悉变频器接线原理。
2.学会欧瑞F1000变频器的设置,对电动机进行调速控制。
3.通过该实验,同学们要掌握变频器是如何控制电气设备的运行,为以后的运用提供了一个实验平台。
二、实验设备
元器件
数量
元器件
数量
三相笼型异步电动机
1台
熔断器
3个
三相空气开关
1个
热继电器
1个
按钮
2个
万用表
1块
交流接触器
3个
导线
若干
三相变频器(欧瑞F1000)
一台
一台
三、实验内容与步骤
1)实验接线
图7.1
图7.2
2)实验步骤
1.用变频器操作面板进行频率设定、启动、正转、停止的操作过程。
功能码
设定值
功能描述
F204
0
选择键盘调速
F206
0
选择正转锁定
F113
10.00
设定频率为10.00Hz
F200
0
选择键盘控制启动方式
F202
0
选择键盘控制停机方式
①按照图7.1进行接线,检查接线正确后,合上空气开关,变频器上电。
②按方式键进入编程菜单,设置变频器的功能参数。
主要需要设置的有5个功能参数和一个密码输入。
每次上电之后,要想更改变频器的原始参数设置,就要输入密码进行解码,然后设置的参数才可以生效。
设置的方法如下:
按下变频器面板的“方式”键,出现如下图7.3所示,面板上出现的F100为密码输入命令。
图7.3
然后,按下面板的“设置”键,出现如下图7.4所示,该款变频器的默认密码为数字“8”。
利用面板的“正三角形键”和“倒三角形键”进行数字的增减控制。
将面板的数字变为“8”后,按“设置”键保存设置。
图7.4
变频器解密后,就可以进行参数的更改了,其中主要要更改的5个参数的相应命令为F113、F200、F202、F204、F206、其中F113为设置频
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