机电控制技术基础实训指导书.docx
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机电控制技术基础实训指导书
机电控制技术基础
编者:
麦兆昌
2010年秋季版
顺德职业技术学院
实验指导书
注意事项:
1.实验前认真预习本实验指导书,明确实验目的及实验内容。
2.学生进入实验室必须遵守实验室的一切规章制度,爱护实验仪器设备,并要注意人身及设备安全。
3.实验时,接线完毕要仔细检查线路,并以指导教师检查同意后方可接通电源进行实验。
4.损坏仪器设备要立即报告指导老师,并按情况酌量赔偿。
5.实验结束后整理导线,归还借用的工具。
6.实验完毕后在实验记录册上,填写实验内容、参加实验人员名单,以教师签字后方可离开实验室。
第一篇基本电气控制线路实训
【实验1】三相异步电动机单方向运转控制
(一)实验目的
1.掌握三相异步电动机利用交流接触器实现单相运转、连续及点动的控制线路。
2.熟悉该实验线路所用各主要电器设备的结构、工作原理、使用方法。
3.研究控制线路经常出现的故障,学习及总结分析和排除故障的方法。
(二)
实验线路及主要设备
1.线路:
见实验1图。
2.设备:
(1)三相交流电源380V
(2)三相异步电动机1台
(3)交流接触器CJ10-201只
(4)按钮2只
(5)热继电器1只
3.电工工具及导线
(三)实验步骤
1.检查接触器、按钮的各触点通断状态是否良好。
2.在断电情况下,查对接线,并以指导教师检查后,方可进行操作。
(四)报告内容
1.在电动机旋转时控制电路是怎样实现自锁的?
2.若自锁控制线路错误,会出现哪些现象?
3.在实验中出现的问题的分析和讨论。
【实验2】三相异步电动机的正反转控制实验
(一)实验目的
1.学习异步电动机采用交流接触器正反转控制线路的接线方法并进行操作。
2.明确正反转控制线路中互锁的必要性。
3.了解复合按钮的联接方法及其所起的作用。
(二)实验线路及设备
1.线路:
见实验2图
2.设备:
三相刀开关1台
三相异步电动机JO212-121.1kW1台
交流接触器CJ10-202只
复合按钮3只
热继电器1只
(三)实验步骤
1.检查接触器、按钮的各触点通断状态是否良好。
2.在断情况下,查对接线,并以指导教师检查后,方可进行正反转控制操作。
(1)按下正转启动按钮SB1,观察电动机转向并设此方向为正转。
(2)按下停止按钮SB3,电动机应停转。
(3)按下反转按钮SB2,观察电动机转向应反转。
(四)注意事项
接线或检查线路时,一定要注意先断开三相刀闸开关。
(五)问题讨论
1.异步电动机正反转控制线路中,可否将两个互锁用的常用触头KM1和KM2去掉?
2.正反转变换能否直接进行?
为什么?
【实验3】三相异步电动机星形-三角形降压起动控制
(一)实验目的
1.掌握异步电动机星形-三角形降压起动控制电路的工作原理及接线方法。
2.掌握空气式阻尼时间继电器的调整和使用方法。
(二)实验线路及其设备
1.线路:
见实验3图
2.设备:
(1)三相刀开关1个
(2)三相异步电动机1台
(3)空气式时间继电器JS-2A1只
(4)交流接触器CJ20-203只
(5)热继电器1只
(6)按钮开关2只
(7)电工工具及导线
(三)注意事项
1.主回路与控制回路采用两种不同的导线。
2.经指导教师检查后才能进行合闸操作。
(四)报告内容
1.时间继电器KT延时时间的长短对降压起动有何影响?
2.图中接触器辅助常闭触点各有何作用?
【实验4】顺序启动同时停止控制
(一)实验目的
1.掌握顺序启动同时停止控制的工作原理、接线及调试方法。
2.掌握电路常见故障的原因及排除方法。
3.了解所用各电器元件的结构和工作原理。
(二)实验线路及其设备
1.线路:
见实验5图。
图5顺序启动同时停止控制线路
2.设备:
(1)空气开关1个
(2)交流接触器2只
(3)三相异步电动机2台
(4)按钮开关4只
(5)热继电器2只
(6)熔断器5只
(7)电工工具及导线
(三)实验步骤
1.主回路与控制回路用两种不同的导线进行接线。
2.经指导教师检查无误后方能进行合闸操作。
(四)报告内容
1.KM1的常开辅助触点在电路中起什么作用?
2.停止按钮SB3和SB4有什么不同?
【实验5】双速电动机控制
(一)实训目的
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起的作用。
2.熟悉电气控制原理图。
3.通过实训,加深对双速电动机制动控制电路工作原理的理解。
4.掌握双速电动机控制电路安装接线的步骤、方法、调试及排除故障的方法。
(二)实训电气原理图及其装置、器材
1.电气原理图:
见实验6图1和实验6图2
2.实训装置及器材
(1)三双速电动机1台
(2)交流接触器3个
(3)熔断器5个
(4)热继电器1个
(5)时间继电器1个
(6)万用表1个
(7)导线若干
(三)要求及注意事项
1.线路接好后,先进行自检,经指导教师检查正确后,再通电操作;
2.操作中如发现有接触器振动、有噪声、主触头燃弧严重、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训;
3.实训线路连接要按照标准走线方式,要求线路排布整齐;
4.要求检测线路正确使用万用表。
(四)实训报告书写要求
1.要求绘制电气原理图
2.要求分析操作过程中出现的问题
【实验6】三相异步电动机能耗制动控制
(一)实验目的
1.掌握能耗制动控制的工作原理、接线及调试方法。
2.进一步掌握电路故障原因及调试方法。
(二)实验内容
1.了解所用各电器元件的结构和工作原理、接线及调试方法。
2.了解时间继电器的使用和调整方法。
(三)实验线路及其设备
1.线路:
见实验4图。
2.设备:
(1)三相刀开关1个
(2)三相异步电动机1台
(3)空气式时间继电器JS-4A2只
(4)交流接触器CJ20-202只
(5)按钮开关2只
(6)另配置直流电器
(7)电工工具及导线
(8)热继电器
(四)实验步骤
1.主回路与控制回路用两种不同的导线进行接线。
2.经指导教师检查无误后方能进行合闸操作。
(五)实验后讨论
1.如果去掉了KM2辅助常开触头,控制时应注意什么问题?
2.如果KT延时过长或过短,线路出现什么现象?
【实训7】小车往返控制
一、实训目的及要求
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起的作用。
2)熟悉电气控制原理图。
3)通过实训,加深往复循环控制电路工作原理的理解。
4)掌握小车往复控制电路安装接线的步骤、方法、调试及排除故障的方法。
二、实训装置及器材
三相异步电动机1台
按钮3个
交流接触器3个
熔断器5个
热继电器1个
时间继电器2个
行程开关2个
万用表1个
导线若干
三、电气原理图
四、要求及注意事项
1)线路接好后,先进行自检,经老师检查正确后,再通电操作;
2)操作中如发现有接触器振动、有噪声、主触头燃弧严重、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训;
3)实训线路连接要按照标准走线方式,要求线路排布整齐;
4)要求检测线路正确使用万用表;
五、实训报告书写要求
1)要求绘制电气原理图
2)要求分析操作过程中出现的问题
第二篇可编程序控制器基础实训
【实验8】基本指令练习
(一)实验目的
1.掌握基本指令的功能。
2.进一步熟悉可编程控制器和梯形图输入方法。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
4.实验板1块
(三)实验内容
1.输入表实验8表1所列练习程序1,观察其运行情况,并与表中动态时序图比较。
该程序运行结果为:
(1)当X0、X1输入开关都都断开时,Y0灭,Y1亮。
(2)将X0输入开关闭合,主机上输入显示灯X0亮,Y0、Y1均保持前状态,接着,将X1输入开关闭合,主机上输入显示灯X1亮,同时Y0亮,Y1灭。
(3)只要X0、X1任何一个断开,Y0灭,Y1亮。
2.输入表实验8表2所列练习程序2(实验8图2),观察其运行情况,并以时序图的
形式描绘出其运行结果。
3.输入实验8表3所列练习程序3(实验8图3),观察其运行情况,并以时序图的形式描绘出其运行结果。
4.输入实验8表4所列练习程序4(实验8图4),观察其运行情况,并以时序图的形式描绘出其运行结果。
【实验9】定时指令与计数指令的应用
(一)实验目的
1.掌握定时器与计数器的用法。
2.进一步熟悉可编程控制器的梯形图输入方法。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
4.实验板1块
实验9.1图
实验9.2图
(三)实验内容
1.分析实验9图1,将答案填在线上。
(1)X0接通,______________有输出;_______________无输出。
(2)X0接通,延迟2s__________有输出;______________无输出。
(3)X0接通,延迟4s__________有输出;______________无输出。
(4)X0接通,延迟6s__________有输出;______________无输出。
(5)X0保持接通状态,则8s、10s、12s过后,输出结果分别为_______,_______。
2.分析实验图9.2,当X0处于“ON”状态时,SV0、SV1、EV0、EV1的内容是否发生变化?
若有,分别发生怎样的变化?
试画出X0,Y2,Y1的时序图。
3.用CT指令编制程序
要求:
用X0控制Y0、Y1、Y2,若X0闭合3次,Y0亮;X0再闭合3次,Y1亮,X0再闭合3次,Y2亮;X0再闭合,Y0~Y2灭。
如此循环。
【实验10】可编程控制器实现三相异步电动机的正反转控制
(一)实验目的
1.掌握如何用可编程控制器实现三相异步电动机的正反转控制。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
4.实验板1块
(三)实验内容
本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制,其主电路和控制电路接线图分别为图10-1和图10-2。
图中:
正向按钮接PLC的输入口X0,反向按钮接PLC的输入口X1,停止按钮接PLC的输入口X2,KM5为正向接触器,KM6反向接触器。
继电器KA3、KA4分别接于PLC的输出口Y1、Y2。
其基本工作原理为:
合上QF1、QF4,PLC运行。
当按下正向按钮,控制程序使Y0有效,继电器KA3线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM5的线圈得电,主触头闭合,电动机正转;当按下反向按钮,控制程序使Y1有效,继电器KA4线圈得电,其常开触点闭合,接触器KM6的线圈得电,主触头闭合,电动机反转。
实验步骤:
1.在断电的情况下,学生按图10-1和图10-2接线(为安全起见,控制电路的PLC外围继电器KA3、KA4以及接触器KM5、KM6输出线路要先接好);
2.在老师检查合格后,接通断路器QF1、QF4;
3.运行PC机上的工具软件FX2N,输入PLC梯形图;
4.对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC;
5.运行PLC,操作控制面板上的相应开关及按钮,实现电动机的正反转控制。
在PC机上对运行状况进行监控,同时观察继电器KA3、KA4和接触器KM5、KM6的动作及变化情况,调试并修改程序直至正确;
6。
记录运行结果。
主控电路图10-1(上)控制电路图10-2(下)
(四).实验报告要求
画出梯形图,写出指令代码,分析实验结果。
(五).思考题
1.试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点;
2.请说明本实验中继电器的线圈工作电压和接触器的线圈工作电压分别是多少?
3.试比较可编程控制器的三种输出接口:
晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电器输出方式的工作原理异同点;
4.能否将接触器KM5,KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y0、Y1(注:
本实验所用的PLC为FX2N系列PLC1台,其输出接口为继电器型)?
5.主电路加热继电器,过载保护如何处理?
能体现在程序上吗?
请你设计一套电路并调试一套实现的程序。
【实验11】抢答装置控制实验
(一)实验目的
1.进一步熟悉基本指令的功能及应用。
2.熟悉交通灯控制的编程及调试。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
4.实验板1块
(三)控制要求
可供4组参赛的抢答系统如实验11图1所示。
SB1~SB4分别为各组的抢答按钮,HL1~HL4为各级的指示灯,SB0为抢答开始按钮,HL0为抢答开始指示灯,SB5为复位按钮,HL6为违例指示灯,HA为超时电铃。
控制要求如下:
1.主持人按下抢答按钮SB0,灯HL0亮。
此时,参赛者要回答问题,需抢先按下抢答按钮,只有最先按下的那组指示灯亮,才能获得回答问题的机会。
2.若参赛者在主持人未按下开始按钮之前按下抢答按钮,则属违例,灯HL6亮,且最先违例的参赛组指示灯亦亮,以便对其惩罚。
3.指示灯亮后,需等主持人按下复位按钮才熄灭。
4.若在主持人按下开始按钮10s后无人抢答,则电铃HA响2s,此后抢答无效。
(四)I/O分配表
X0:
抢答开始按钮SB0Y0:
抢答开始指示灯HL0
X1:
抢答开始按钮SB1Y1:
指示灯HL1
X2:
抢答开始按钮SB2Y2:
指示灯HL2
X3:
抢答开始按钮SB3Y3:
指示灯HL3
X4:
抢答开始按钮SB4Y4:
指示灯HL4
X5:
抢答开始按钮SB5Y6:
违例指示灯HL6
Y7:
电铃HA
(五)预习要求
根据所给控制要求和I/O分配表,写出梯形图程序,并列出相应助记符表。
(六)提示
1.利用继电器自身触点实现自锁,使输出保持“ON”
2.利用对方继电器触点实现自锁,以保证最先按下的才有效。
3.利用两个定时器分别作10s、2s延时。
(七)实验步骤
1.在控制单元输入端X0~X5接入6个输入开关。
2.输入已编好的程序。
3.将程序投入运行,模拟抢答情形,观察控制单元的指示灯,核查是否符合控制要求,调试程序直至正确为止。
(八)实验报告要求
1.写出I/O分配表和调试好的程序(包括梯形图程序及注释说明、相应的及助记符表)。
2.画出程序运行时,输入、输出状态时序图。
3.写出实现中的问题及分析。
(九)思考题
1.画出相应的继电器控制电路,并与梯形图程序比较。
2.实验中,只要求对最先违例者给予惩罚指示,若希望对所有违例者都给予惩罚指示,应如何修改程序?
【实验12】交通灯控制实验
(一)
(一)实验目的
1.进一步熟悉基本指令的功能及应用。
2.熟悉交通灯控制的编程及调试。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
4.RS-232串行电缆线1根
5.断路器1个
6.按钮2个
7.指示灯3个
8.实验导线若干
(三)实验内容及步骤
图12-2为PLC和PC连接示意图。
其中:
编程电缆线将PC机的COM2和PLC的接口连接起来。
PC机上安装的工具软件FX2N具有如下基本功能:
●可进行PLC梯形图的输入﹑编辑及指令转换;
●可对PLC控制程序进行错误检查;
●实现PLC和PC之间程序的传输;
●对PLC控制程序的运行状况进行实时监控和调试。
运用FX2N软件,可大大缩短PLC控制程序的开发和调试时间。
图12-3为用于信号灯控制的PLC外部接线图。
其控制要求如下:
图12-1顺控示意图
图12-2PLC和PC连接示意图
图12-3PLC外部接线示意图
实验步骤:
1.在断电的情况下,学生按图12-3接线;
2.经老师检查合格后方可接通断路器QF1;
3.运行工具软件FXGP-WIN,输入梯形图并对其进行编辑;
4.将梯形图转换为指令代码并进行错误检查;
5.将控制程序传给PLC;
6.运行PLC控制程序并对其运行状况进行监控,观察信号灯的亮灭情况;
7.调试程序直至正确。
(四)实验前的准备
预习实验报告并画出控制程序梯形图。
(五)实验报告要求
1.简要说明工具软件FX2N的作用及其先进性;
2.画出控制程序梯形图并写出相应指令。
【实验12】交通灯控制实验
(二)
(一)实验目的
1.进一步熟悉基本指令的功能及应用。
2.熟悉交通灯控制的编程及调试。
(二)实验设备
1.FX2N系列PLC1台
2.计算机1台
3.一字(或十字)的旋具1个
(三)实验内容及步骤
实验12图4是城市十字路口交通灯示意图。
交通灯的控制要求如下:
当启动开关接通时,交通灯系统开始工作,红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。
先南北红灯亮,东西绿灯亮。
南北红灯亮维持35s,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持30s,到30s时,东西绿灯闪亮,闪亮周期为1s(亮0.5s,熄0.5s)。
绿灯闪亮3s后熄灭,东西黄灯亮,并维持2s。
到2s时,东西黄灯熄、红灯亮,同时南北红灯熄、绿灯亮。
东西红灯维持25s,南北绿灯亮维持20s。
到20s时,南北绿灯闪亮3s后熄灭,南北黄灯亮,并维持2s。
到2s时,南北黄灯熄、红灯亮,同时东西绿灯亮,开始第二周期的动作。
此后周而复始地循环。
当启动开关断开时,所有交通灯熄灭。
交通灯状态示意图如实验12图5所示。
a)I/O分配表
X0:
启动开关
Y0:
东西绿灯Y4:
南北绿灯
Y1:
东西黄灯Y5:
南北黄灯
Y2:
东西红灯Y6:
南北红灯
b)预习要求
根据所给的控制要求和I/O分配表,写出梯形图程序及注释说明。
c)提示
1.利用若干个定时器控制交通灯亮的时间及亮、灭顺序。
2.利用1s时钟脉冲继电器R901C做交通灯闪亮控制用。
d)实验步骤
1.按实验12图6接线。
2.输入已编好的程序。
3.将程序投入运行。
接通启动开关,观察交通灯亮、灭的顺序运行情况。
调试程序直至符合控制要求为止。
e)实验报告要求
1.写出I/O分配表和调试好的实验程序。
2.写出实验中的问题及分析。
f)思考题
1.试改用计数器替代定时器来编程。
2.上述实验为交通灯正常时序控制,若改为急车强通控制,试设计程序。
急车强通控
制的要求如下:
急车强通信号受两路急车强通开关控制。
无急车时,交通灯按正常时序控制。
有急车来时,将急车强通开关按通,不管原来交通灯的状态如何,一律强制让急车方向的绿灯亮,使急车放行,直至急车通过为止。
急车一过,将急车强通开关断开,交通灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次,随后按正常时序控制。
急车强通信号只能响应一路方向的急车,若两个方向先后来急车,则响应先来的一路,随后再响应另一路。
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