基于西门子PLC电动机正反转互锁控制实验报告

实验报告实验课程：基于西门子PLC电动机正反转互锁控制学生姓名：张荣学号：130302062专业班级：13级应电一班二〇一六年六月十六日1实验报告传统的继电器控制系统中都使用了继电器、接触器等器件。在这样的纯硬继电器系统中，系统的接线难度会随着系统的复杂程度增加。再者，继电器系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损和电弧烧伤等缺点。以上原因使系统的可靠性和可维护性都变得很差。当前在工业控制领域广泛使用的PLCPLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC具有功能强、可靠性高，抗干扰能力强、安装维护方便等很多优点，完全可以取代传统的继电器控制系统。一、实验目的1.能够独立制作I/O分配表；2.能够独立完成程序的编辑；3.能够调试并运行程序，能够学以致用，把所学知识融会贯通来控制电机的运行；4.能够在所学习的基础上有所创新，让电机有一些新的功能；5.增强实践动手能力，熟悉相关电汽结构和电器的使用；6.了解相关电子线路布线与布局；7.了解控制电路中各种保护及互锁、自锁环节的作用；8.学会分析故障与排除故障的方法；二、实验设备1.西门子实验箱2.编程软件STEP7V5.5SP23.计算机一台4.按钮开关3个，接触器2个，热过载1个，熔断器2个，电动机1台2三、实验步骤1.了解电路相关控制要求，制作出电气控制原理图。图3.1.1电动机正反转互锁控制电气图2.电路原理介绍图3.1.1为正反转互锁控制电路，电路分为主电路可控制电路两部分。主电路中的两个交流接触器KM1和KM2分别构成正反两个相序电源连接线。控制原理分析：KM1为电动机正向运行交流接触器，KM2为电动机反向运行交流接触器，SB1为正向启动按钮，SB3为反向启动按钮，SB2为停止按钮，KH为过载保护热继电器。当按下SB1时，KM1的线圈通电吸合，KM1主触点闭合，电机开始正向运行，同时KM1的辅助常开触点闭合而使KM1线圈保持吸合，实现了电动机的正向连续运行；反之，当按下SB3时，KM2的线圈通电闭合，KM2的主触点闭合，实现了电动机反向运行，同时KM2的辅助常开触点闭合而使KM2的线圈保持吸合，从而实现了电动机的反向持续运行，任何时候按下SB2电机都会停止运行。KM2,KM1线圈互锁，保正了不同时通电。33.进行I/O分配表制作及利用西门子软件编程I/O分配表输入信号停止开关SB1I0.0正转开关SB2I0.1反转开关SB3I0.2输出信号正转Q1.0反转Q1.1图3.3.1I/O分配表图3.3.2梯形图4.进行程序调试以及布线、布局的安排程序调试：根据电气控制编译出相关梯形图，进行程序调试。监控程序运行过程，是否符合相关电气控制要求。将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通／断状态用PLC上有关的发4光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。布线、布局的安排：1.总体布线时应注意使用电线尽量远离发热件，发热温度在100℃以内的发热器件，电线与之距离保持在20mm以上。在100～300℃者，电线与之距离需保持在30mm以上，发热在300℃以上，如无隔热、防火措施者，电线与之距离保持在80mm以上。2.控制电路如需接地，应集中接地，接地点不得超过2处。3.穿入线管的电线电缆，外径面积之和不应超过线管内孔横截面积的70%。4.电线两端头接线，除了与插接件相连者外，必须采用接头压接。5.每根电线两端必须有清晰牢固的线号，每个插头、插座，每个接线端子上或安装位置处必须有清晰牢固的代号标记。6.安装槽应牢固，电线要用扎线带、线卡待以适当间隔可靠固定，防止振动造成损失。7.电线、电缆出入线槽，线管及穿过金属隔板的孔、口时，必须加以防护。5四、实验结果本次基于西门子PLC电动机正反转互锁控制实验顺利完成。1、检查主回路路的接线是否正确，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。2、检查接线无误后，通电试验，通电试验时为防止意外，应先将电动机的接线断开。故障现象预处理；1、不启动；原因之一，检查控制保险FU是否断路，热继电器FR接点是否用错或接触不良，SB1按钮的常闭接点是否不良。原因之二按纽互锁的接线有误。2、起动时接触器“叭哒”就不吸了；这是因为接触器的常闭接点互锁接线有错，将互锁接点接成了自己锁自己了，起动时常闭接点是通的接触器线圈的电吸合，接触器吸合后常闭接点又断开，接触器线圈又断电释放，释放常闭接点又接通接触器又吸合，接点又断开，所以会出现“叭哒”接触器不吸合的现象。3、不能够自锁一抬手接触器就断开，这是因为自锁接点接线有误。图4.1.1实验结果图6五、实验小结在做实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅.在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.比如做应变片的实验,你要清楚电桥的各种接法,如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,实验后,还要复习,思考,这样,你的印象才深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会忘得一干二净,这还不如不做.做实验时,老师还会根据自己的亲身体会,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到这门课程在生活中的应用是那么的广泛。通过这次的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅。