机电班电气控制与plc实验指导书

电气控制系统与PLC课程实验指导书主编：安徽工业职业技术学院二零一零年八月2前言《电气控制系统与PLC》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求学生具有有较强的编程及操作能力，根据学院教学要求，我们特编写此《电气控制系统与PLC》课程实验指导书，与理论课程配套使用。本课程实验需要使用到的实验场地有电力拖动实训室、机床故障实训室、PLC实训室，学生在实验室可以进行电气控制线路的设计、安装、故障检测和排除、PLC控制技术等方面的实验与实习。本书宗旨是使学生更好的学习《电气控制系统与PLC》课程的理论学习，熟悉电力拖动实训设备、机床故障检测实训设备、可编程控制实训设备的使用和课程实验的操作，学习掌握电气控制线路的设计、安装、故障检测和排除的基本知识和PLC基础知识，为将来从事相应的专业工作打下坚实的基础。本书主要面向机电一体化专业的学生，共有十四个实验内容，可根据机电一体化专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。本实验指导书在编写过程中，得到电气系有关领导的帮助，在此谨致衷心的感谢。由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。编者2010年8月3目录实验一三相异步电动机点动和自锁控制………………………………………………4实验二三相异步电动机正反转控制……………………………………………………7实验三工作台自动往返循环控制……………………………………………………11实验四顺序控制………………………………………………………………………14实验五两地控制………………………………………………………………………17实验六三相鼠笼异步电动机降压启动…………………………………………………18实验七直流电动机正反转控制…………………………………………………………22实验八C620车床的电气控制线路……………………………………………………24实验九M7130K平面磨床电气实验……………………………………………………26实验十GPP软件简介……………………………………………………………………30实验十一基本逻辑指令编程应用实验………………………………………………42实验十二定时器、计数器指令编程实验……………………………………………48实验十三置位、复位及脉冲指令编程实验…………………………………………53实验十四基本逻辑指令综合设计实验…………………………………………………56实验一三相异步电动机点动和自锁控制线路一、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以及在机床控制中的应用。4图1-1点动控制线路二、实验设备序号型号名称数量1WDJ24三相鼠笼异步电动机(△/220V)1件2D61-2继电接触控制（一）1件3D62-2继电接触控制（二）1件三、实验内容实验前要检查控制屏左侧端面上的调压器旋钮须在零位。开启“电源总开关”，按下启动按钮，旋转调压器旋钮将三相交流电源输出端U、V、W的线电压调到220V。再按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。以后在实验接线之前都应如此。1、三相异步电动机点动控制线路：按图1-1接线。图中SB1、KM1选用D61-2上元器件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62-2上元器件，电机选用WDJ24（△/220V）。接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始，经三刀开关Q1、熔断器FU1、FU2、FU3、接触器KM1主触点到电动机M的三个线端A、B、C的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU4插孔V开始，经按钮SB1常开、接触器KM1线圈到插孔W。线接好，经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验：(1)按下控制屏上“开”按钮；(2)先合Q1，接通三相交流220V电源；(3)按下启动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1和松开SB1时电动机M的运转情况。2、三相异步电动机自锁控制线路：按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。按图1-2接线，图中SB1、SB2、KM1、FR1选用D61-2挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。5检查无误后，启动电源进行实验：(1)合上开关Q1，接通三相交流220V电源；(2)按下启动按钮SB2，松手后观察电动机M运转情况；(3)按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况。、3、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路：按下控制屏上“关”按钮切断三相交流电源后，按图1-3接线，图中SB1、SB2、SB3、KM1、FR1选用D61-2挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V），检查无误后通电实验：(1)合上Q1接通三相交流220V电源；(2)按下启动按钮SB2，松手后观察电机M是否继续运转；(3)运转半分钟后按下SB3，然后松开，电机M是否停转；连续按下和松开SB3，观察此时属于什么控制状态；(4)按下停止按钮SB1，松手后观察M是否停转。ABCKM1U21V21W21FU1U11V11W11Q1L1L2L3220VSB1KM1FU4FR1SB2KM1FR1FU2FU3图1-2自锁控制线路6四、讨论题1、试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图1-1和图1-2的结构和功能上有什么区别？2、图中各个电器如Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、KM1、FR、SB1、SB2、SB3各起什么作用？已经使用了熔断器为何还要使用热继电器？已经有了开关Q1为何还要使用接触器KM1？3、图1-2电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？4、画出图1-1、1-2、1-3的工作原理流程图。ABCKM1FU1U11V11W11Q1220VSB1KM1FU4FR1SB2KM1FR1SB3SB3UVWFU2FU3图1-3既可点动又可自锁控制线路7图2-1倒顺开关正反转控制线路ABCL1L2L3220VQ1FU3FU2FU1左合断开右合实验二三相异步电动机的正反转控制线路一、实验目的1、通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。2、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。3、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。二、实验设备序号型号名称数量1WDJ24三相鼠笼异步电动机(△/220V)1件2D61-2继电接触控制（一）1件3D62-2继电接触控制（二）1件三、实验内容1、倒顺开关正反转控制线路：(1)旋转调压器旋钮将三相调压电源U、V、W输出线电压调到220V，按下“关”按钮切断交流电源。(2)按图2-1接线。图中Q1（用以模拟倒顺开关）、FU1、FU2、FU3选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。(3)启动电源后，把开关Q1合向“左合”位置，观察电机转向。(4)运转半分钟后，把开关Q1合向“断开”位置后，再扳向“右合”位置，观察电机转向。2、接触器联锁正反转控制线路：(1)按下“关”按钮切断交流电源。按图2-2接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61-2件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。经指导老师检查无误后，按下“开”按钮通电操作。(2)合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。8(3)按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。(4)按下SB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。(5)再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。3、按钮联锁正反转控制线路：(1)按下“关”按钮切断交流电源。按图2-3接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61-2挂件，Q1、FU1、FU2、FU3、FU4选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。(2)合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。(3)按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(4)按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(5)按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。ABCKM1FU1Q1L1L2L3220VFR1FU4KM2KM1KM2KM2KM1KM1FU2FU3图2-2接触器联锁正反转控制线路9ABCKM1FU1Q1L1L2L3220VFR1FU4KM2SB2SB1FU2FU3图2-3按钮联锁正反转控制线路4、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：(1)按下“关”按钮切断三相交流电源。按图2-4接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61-2挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。(2)合上电源开关Q1，接通220V交流电源。(3)按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(4)按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(5)按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。10四、讨论题1、在图2-1中，欲使电机反转为什么要把手柄扳到“停止”使电动机M停转后，才能扳向“反转”使之反转，若直接扳至“反转”会造成什么后果？2、试分析图2-1、2-2、2-3、2-4各有什么特点？并画出运行原理流程图。3、图2-2、2-3虽然也能实现电动机正反转直接控制，但容易产生什么故障，为什么？图2-4比图2-2和2-3有什么优点？4、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？ABCKM1FU1Q1L1L2L3220VFR1FU4KM2SB2SB1KM1KM2FU3FU2图2-4按钮和接触器双重联锁正反转控制线路11实验三工作台自动往返循环控制线路一、实验目的1、通过对工作台自动往返循环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方法、掌握行程控制中行程开关的作用、以及在机床电路中的应用。2、通过实验进一步加深自动往返循环控制在机床电路中的应用场合。二、实验设备序号型号名称数量1WDJ24三相鼠笼异步电动机(△/220V)1件2D61-2继电接触控制（一）1件3D62-2继电接触控制（二）1件三、实验内容1、图3-1（a）为示意图，3-1（b）为控制线路图。当工作台的档块停在行程开关ST1和ST2之间任何位置时，可以按下任一启动按钮SB1或SB2使之运行。例如按下SB1，电动机正转带动工作台左进，当工作台到达终点时档块压下终点行程开关ST1，使其常闭触点ST1-1断开，接触器KM1因线圈断电而释放，电机停转；同时行程开关ST1的常开触电ST1-2闭合，使接触器KM2通电吸合且自锁，电动机反转，拖动工作台向右移动；同时ST1复位，为下次正转作准备，当电机反转拖动工作台向右移动到一定位置时，档块2碰到行程开关ST2，使ST2-1断开，KM2断电释放，电动机停电释放，电动机停转；同时常开触点ST2-2闭合，使KM1通电并自锁，电动机又开始正转，如此反复循环，使工作台在预定行程内自动反复运动。2、按图3-1（a）接线。图中SB1、SB2、SB3、FR1、KM1、KM2选用D61-2挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1、ST1、ST2、ST3、ST4选用D62-2挂件，电机选用WDJ24（△/220V）。经指导老师检查无误后通电操作：挡铁１挡铁２床身ST3ST1ST43-1（a）12(1)合上开关Q1，接通220V三相交流电源。(2)按SB1按钮，使电动机正转约十秒钟。(3)用手按ST1（摸拟工作台左进到终点，档块压下行程开关ST1），观察电动机应停止正转并变为反转。(4)反转约半