电气控制与PLC实验指导书.pdf
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1、电气控制与电气控制与PLCPLC实验指导书实验指导书 目 录(电气控制部分)(电气控制部分)实验一 电缆制作、电磁继电器结构原理认识实现.1实验二 三相异步电动机点动和自锁控制线路.6实验三 三相异步电动机的正反转控制线路.14实验四 三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路.22(PLCPLC 部分)部分)实验五 PLC与FXGPWIN 的认识实验.31实验六 基本指令编程练习(自学).42实验七 交通信号灯PLC自动控制实验.47实验八 加工中心刀具库选择控制实验.51实验九 电机的自动控制实验.55实验十 LED数码管显示PLC 自动控制实验(选做).59 D DZSZ-1ZSZ-1 型试
2、验台型试验台试验中用到的主要挂件试验中用到的主要挂件实验一 电缆制作、电磁继电器结构原理认识实现实验一 电缆制作、电磁继电器结构原理认识实现1、实验器材:1、实验器材:1)继电器(带座)1只 250/12V,10A2)时间继电器 1 只3)12V 直流电源 1套4)剥线钳 1只5)压接钳 1只6)接线头 6只(叉形)7)万用表 1只8)导线(1mm2 多股)0.5m*49)按钮开关 1只2、实验器具的认知2、实验器具的认知(1)继电器(带座)如图 1.1所示:图1.11(2)12V直流电源如图 1.2所示:(3)剥线钳如图 1.3 所示:(4)压接钳如图 1.4 所示:图1.2图1.3图1.4
3、2(5)接线头如图1.5 所示:(6)万用表如图 1.6 所示:(7)导线(1mm2 多股)如图 1.7所示:图1.5图1.6图1.73(8)按钮开关如图1.8 所示:(9)时间继电器如图 1.9 所示:图1.9图1.843、实验内容:3、实验内容:1)电缆接头制作:用剥线钳剥除线头的塑胶层,用压线钳将接线叉压接到线端。检查抗拉性能2)用万用表测量继电器座上的端子台,找出线圈的二个端子,并将带叉子的导线安装到端子3)用万用表找出各组常闭触头对应的端子,并将二根带叉子的导线连接到这两个端子台上4)将线圈端子的导线连接到 12V电源的正负极(先不上电)5)将 12V 电源的开关合上,同时观察继电器
4、触点的动作;6)用万用表检测继电器触点,观察通断转换4、实验报告要求4、实验报告要求1、写一段说明文,描述实验(300字左右)2、搜集电线接头和压线钳的资料,写一段介绍电缆接线断头制作的科普文章(500 字)3、写一段介绍继电器工作原理的文章(500字)。5实验二 三相异步电动机点动和自锁控制线路实验二 三相异步电动机点动和自锁控制线路一、实验目的一、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,掌握由电气原理图便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。二、选用组件二、选用组件1、实验设备序号 型 号 名 称 数量
5、1DJ16(图 1)三相鼠笼异步电动机(/220V)1件2D61(图 2)继电接触控制挂箱(一)1件3D62继电接触控制挂箱(二)1件 图1 图1 图 2 图 2 6注:若未购买 D62 挂箱,图中的注:若未购买 D62 挂箱,图中的1Q和 FU 可用控制屏上的接触器和熔断器代替,学生可从 U、V、W 端子开始接线。需要特别留意,以后同此。和 FU 可用控制屏上的接触器和熔断器代替,学生可从 U、V、W 端子开始接线。需要特别留意,以后同此。三、实验方法三、实验方法实验前要检查控制屏左侧断面上的调压器旋钮须在零位,下面“直流电机电源”的”电枢电源”开关及“励磁电源”开关须在“关”断位置。开启“
6、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。按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。以后再实验接线之前都应如此。调压器旋钮须在零位流电源直流电机电源的电枢电源开关及励磁电源开关须在“关”断位流电源72.1、三相异步电动机点动控制线路:2.1、三相异步电动机点动控制线路:先先旋转调压器旋钮将三相 交 流 电 源 输 出 端U、V、W 的线电压调到后后按下控制屏上的“停止”按钮以切断三相交流电源先先开启电源总开关流电源后后按下“启动”按钮流电源8按图8-1 接线。图中1SB、1KM选用D61上元器件,1Q、1FU、2FU、3FU、4FU选用
7、控制屏上的接触器和熔断器代替,电机选用 DJ16(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1Q、熔断器1FU、2FU、3FU接触器1KM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4FU,插孔V开始,经按钮1SB,常开、接触器1KM线圈到插孔W。接线:线接好经指导老师检查无误后,按下列步骤进行实验:(1)(2)2.2、三相异步电动机自锁控制线路:2.2、三相异步电动机自锁控制线路:启动按钮,对电动机 M 进行点动操作,比较按下和松开时电动机 M 的运转情况按下“停
8、止”按钮切断三相交流电源按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 9按图8-2 接线,图中1SB、2SB、1KM、1FR选用D61挂件,1Q、1FU、2FU、3FU、4FU选用 D62 挂件,电机选用DJ16(220V)。检查无误后,启动电源进行实验:10(1)(2)(3)2.3、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路:2.3、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路:按图8-3接线,图中1SB、2SB、3SB、1KM、1FR选用D61挂件,1Q、1FU、2FU、3FU、4FU选用D62挂件,电机选用DJ16(/220V),检查无误后通电实验:按下“启动”按钮切断三相交然后
9、合1Q,接通三相交流220V电源 按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电源按下起动按钮,松手后观察电动机M 运转情况切断三相交流电源匀按下停止按钮,,松手后观察电动机M运转情况11(1)按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 12(2)(3)(4)四、讨论题四、讨论题1、试分析析什么叫点动,什么叫自锁,并比较图 8-1 和图 8-2 的结构和功能上有什么区别?2、图中各个电器如1Q、1FU、2FU、3FU、4FU、1KM、FR、1SB、2SB、3SB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1Q为何还要使用接触器1KM?3、图 8-2 电路能否对电
10、动机实现过流、短路、欠压和失压保护?4、画出图 8-1、8-2、8-3 的工作原理流程图。按下起动按钮,松手后观察电机M 是否继续运转切断三相交流电源运转半分钟后按下,然后松开,电机M 是否停转;连续按下和松开,观察此时属于什么控制状态按下停止按钮,松手后观察M 是否停转状态13实验三 三相异步电动机的正反转控制线路一、实验目的一、实验目的1、通过对三相异步电动机正反控制线路的接线,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、按钮连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
11、哪些不同之处。二、选用组件二、选用组件1、实验设备序号型 号名 称数量1DJ16(图1)三相鼠笼异步电动机(220V)1 件2D61(图2)继电接触控制挂箱(一)1 件3D62继电接触控制挂箱(二)1 件三、实验方法三、实验方法3.1、倒顺开关正反转控制线路:3.1、倒顺开关正反转控制线路:(1)先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 U、V、W 输出线电压调到 220V14(2)按图8-4接线。图中1Q(用以模拟倒顺开关)、1FU、2FU、3FU选用D62挂件,电机选用DJ16(220V)。(3)启动电源后,把开关1Q合向“左合”位置,观察电机转向。(4)运转半分
12、钟后,把开关1Q合向“断开”位置后,再扳向“右合”位置,观察电机转向。按下“停止”按钮切断交流电源153.2、接触器联锁正反转控制线路:3.2、接触器联锁正反转控制线路:按图 8-5 接线。图中 SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1 选用D61件,Q1、FU1、FU2、FU3、FU4 选用 D62挂件,电机选用 DJ16(220V)。经指导老师检查无误按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电源16(1)(2)(3)(4)3.3、按钮联锁正反转控制线路:3.3、按钮联锁正反转控制线路:按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 按下,观察并记录电动机M 的转向、接触器
13、自锁和联锁触点的吸断情况按下,观察并记录 M 运转状态、接触器各触点的吸断情况再按下,观察并记录 M 的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电源17按图8-6 接线。图中 SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1 选用D61件,Q1、FU1、FU2、FU3、FU4 选用D62挂件,电机选用DJ16(220V)。经检查无误18(1)(2)(3)(4)3.4、按钮和接触器双重联锁止反转控制线路:3.4、按钮和接触器双重联锁止反转控制线路:按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 按下SBl,观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况
14、按下SB3,观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况按下SB2,观察并记录电动机M 的转向、各触点的吸断情况按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电源19按图8-7 接线。图中 SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1 选用D61件,Q1、FU1、FU2、FU3、FU4 选用D62挂件,电机选用DJ16(220V)。经检查无误(1)按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 20(2)(3)(4)四、讨论题四、讨论题1、在图 8-4 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
15、图 8-4、8-5、8-6、8-7各有什么特点?并画出运行原理流程图。3、图 8-5、8-6 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 8-7 比图8-5和8-6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?按下SB1,观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况按下SB3,观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况按下SB2,观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况21实验四 三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路一、实验目的一、实验目的1、通过对三相异步电动机降压起动的接线,进一步掌握降压起动在机床控制中的应用。2、了解不同降压起动
16、控制方式时电流和起动转矩的差别。3、掌握在各种不同场合下应用何种起动方式。二、选用部件二、选用部件1、实验设备序号型号名称数量1DJ16(图1)三相鼠笼异步电动机(220V)2件2D61(图2)继电接触控制挂箱(一)1件3D62继电接触控制挂箱(二)1件4D41(图3)三相可调电阻箱1件5D32(图4)交流电流表1件2、屏上挂件排列顺序D41、D61、D62、D32 图 1图 3图 2图 422三、实验方法三、实验方法4.1、手动接触器控制串电阻降压起动控制线路:4.1、手动接触器控制串电阻降压起动控制线路:按图 8-13 接线。图 FR1、SB1、SB2、SB3、KM1、KM2选用D61挂件
17、,FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62挂件,R用D41上180电阻,安培表用 D32 上 2.5A 档,电机用 DJ24(220V)。先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 U、V、W 输出线电压调到 220V按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电源23图 8-13 手动接触器控制串降压起动控制线路图 8-13 手动接触器控制串降压起动控制线路(1)(2)(3)按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 按下 SB1,观察并记录电动机串电阻起动运行情况、安培表读数再按下 SB2,观察并记录电动机全压运行情况、安培表读数24(4)(5
18、)试比较II串电阻直接=_,并分析差异原因。4.2、时间继电器控制串电阻降压起动控制线路:4.2、时间继电器控制串电阻降压起动控制线路:按图 8-14接线。图中FR1、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1选用 D61 挂件,FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件,R选用D41上180 电阻,安培表选用 D32上2.5A档,电机用DJ24(220V)。图 8-14 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路图 8-14 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路按下 SB3 使电机停转后,按住SB2 不放,再同时按 SB1,观察并记录全压起动时电动机和接触器运行情况、安培表读数按下控制屏上“停
19、止”按钮切断三相交流电源25(2)(3)隔一段时间,时间继电器 KT1 吸合后,电动机全压运行时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。4.3、接触器控制 Y-降压起动控制线路:接触器控制 Y-降压起动控制线路:按图 8-15 接线。图中 SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、FR1用D61挂件、FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62挂件,安培表用 D32上2.5A档,电机选用 DJ24(220V)。按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 按下SB2,观察并记录电动机串电阻起动时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数按下控制屏上“停止”
20、按钮切断三相交流电源26 图8-15 接触器控制Y-图8-15 接触器控制Y-降起控制路压动线按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 27(2)(3)(4)(5)比较YII起动起动=_,结果说明什么问题?4.4、时间继电器控制 Y-降压起动控制线路:4.4、时间继电器控制 Y-降压起动控制线路:按下SB1,电动机作Y 接法起动,注意观察起动时,电流表最大读数=_ A按SB3 停止后,先按下SB2,再同时按下起动按钮 SB1,观察电机在接法直接起动时电流表最大读数=_A按下SB2,使电机为 接法正常运行,注意观察运行时,电流表为=_A按下控制屏上“停止”按钮切断三相交流电
21、源28按图8-16 接线。图中 SB1、SB2、KM1、KM2、KM3、KT1、FR1选用D61挂件,FU1、FU2、FU3、FU4、Q1 选用 D62挂件,安培表用 D32上2.5A档,电机用 DJ24(220V)图8-16 时间继电器控制Y-降压起动控制线路图8-16 时间继电器控制Y-降压起动控制线路(1)按下“启动”按钮切断三相交然后合1Q,接通三相交流220V电源 29(2)(3)经过一定时间延时,电机按 接法正常运行后,观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。(4)四、讨论题四、讨论题1、画出图 8-13、8-14、8-15、8-16的工作原理流程图。2、时间继电器在图 8-14、
22、8-16中的作用是什么?3、图 8-14 比图 8-13 中串电阻方法有什么优点?4、采用 Y-降压起动的方法时对电动机有何要求?5、降压起动的最终目的是控制什么物理量?6、降压起动的自动控制与手动控制线路比较,有哪些优点?按下SB1,电动机作Y 接法起动,观察并记录电机运行情况和交流电流表读数按下SB2,电动机M 停止运转30五 实验 PLC与FXGPWIN的认识实验1、实验目的、实验目的1)初步认识 PLC 与 FXGPWIN 的组成及功能。2)掌握编程器或编程软件的编辑与调试的使用方法。2、实验任务与要求、实验任务与要求1)熟悉 FXGPWIN 的操作界面。2)熟悉 FXGPWIN 菜单
23、的显示和操作方式。3)注意观察 FXGPWIN 系统提供的信息。4)学会设置路径、新建程序。5)初步学习用指令表、梯形图方式编制 PLC 程序。6)理解指令表和梯形图的对应关系。7)掌握 FXGPWIN 中的程序传送到 PLC 的方法。8)掌握将 PLC 中的程序传送到FXGP 的方法。9)掌握校对 FXGPWIN 和 PLC 中的程序的方法。10)掌握调试程序的方法。3、实验原理、实验原理分析被控对象 编程输入程序 连接实验线路 运行 PLC 程序(运行实验辅助程序)观察现象。4、实验设备与器件、实验设备与器件1)可编程序控制器(PLC)三菱FX2N 1台 2)通讯电缆 1根313)PLC
24、教学实验系统 1台4)微机 1台5)编程软件包 GX Developer 1 套6)设备连接5、仪器简介、仪器简介PLC 三菱(MITSUBISHI)FX2N 可编程序控制器是由电源+CPU输入输出+程序存储器(RAM)的单元型可编程序控制器。其主机称为基本单元,为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元(电源+I/O)”和“扩展模块(I/O)”,此外,还可连接扩展设备,用于特殊控制。GX Developer 是由三菱应用于 FX 系列 PLC 的编程软件,可在Windows下运行。在该软件中,可通过梯形图、指令表及SFC 符号来编写 PLC 程序,建立注释数据及设置寄存器数据等。创建的程序可在
25、串行系统中与 PLC 进行通讯、文件传送、操作监控以及完成各种测试功能。也可将其存储为文件,用打印机打印出来。安装好软件后,在计算机桌面上自动行成 GX Developer 的图标(图1.1),用鼠标双击该图标,可打开编程软件。执行菜单中工程-GX Developer 关闭(X),将退出编程软件。执行菜单中工程-创建新工程,可创建一个新的用户程序,在弹出的窗口中选择 PLC 的型号(FX2N)后单击确定,此时计算机屏幕的显示如图 1.3 所示。工程菜单中的其它命令与 Windows 软件的操作相似,不再说明。32 图1.1GX Developer 的图标图 1.2 选择 PLC 的型号图 1.
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