国开电大-可编程控制器应用实训-形考任务7实训报告.docx

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1、可编程控制器应用实训形考任务七实训报告S7-200实现电机正反转PLC控制一、实验目的1 .能够正确理解三相异步电动机的正反转控制工序及控制要求，应用PLC 技术实现对电动机的控制。2 .训练PLC控制系统编程的思想和方法。3 .熟悉PLC的使用，提高应用PLC的能力。二、实验要求1）通过查找相关资料和教师讲解了解步进电机运转的基本原理和步进电机 控制系统的基本组成；2）以实验室西门子SIMATIC S7-200为硬件设备，认识掌握用PLC控制系 统控制步进电机正反转的方法；3）学习STEP7-Micro/WIN4.0软件，运用梯形图语言进行编程。三、实验设备序号名称型号规格数量单位备注1_万

2、用表MF47 型1块2_可编程控制器S7-200/2241只计算机1台4_S7-200编程软件V3.1STEP-71套5_空气断路器C65N D201只交流接触器NC3-09/2204只7_控制变压器JBK3-1001只380V/220V按钮、导线、端子等三相交流异步电动机JW6324-380V1台250W, 0. 85A四、实验内容1、实验原理各种生产机械常常要求具有上下、左右、前后等相反方向的运动，这就要求 三相交流异步电动机能正反向转动。如下图所示，将三相电源进线（LI、L2、L3） 依序与电动机的三相绕组首端（U、V、W）相连，就可使电动机获得正序交流电 引起误动作。良好的接地是抑制噪

3、声干扰和电压冲击保证PLC可靠工作的重要条件。PLC 系统接地的基本原则是单点接地，一般用独自的接地装置，单独接地，接地线应 尽量短，一般不超过20nb使接地点尽量靠近PLC。（2）交流电源接线安装如图7-42所示。L1 4 bN 1PE图7-42 120般30 V交流电源接线接线说明：1）用一个单极开关a将电源与CPU所有的输入电路和输出（负载）电路隔开。2）用一台过流保护设备b以保护CPU的电源输出点以及输入点，也可以为 每个输出点加上保险丝。3）当使用Micro PLC 24VDC传感器电源c时可以取消输入点的外部过流保 护，因为该传感器电源具有短路保护功能。4）将S7-200的所有地线

4、端子同最近接地点d相连接以提高抗干扰能力。 所有的接地端子都使用14 AWG或1. 5mm2的电线连接到独立接地点上（也称一点 接地）。5）本机单元的直流传感器电源可用来为本机单元的直流输入e,扩展模块f, 以及输出扩展模块g供电。传感器电源具有短路保护功能。6）在安装中如把传感器的供电M端子接到地上h可以抑制噪声。（3）直流电源安装如图7-43所示。浮地m或接地24 VDC L+ M图7-4324V直流电源的安装接线说明：1）用一个单极开关a,将电源同CPU所有的输入电路和输出（负载）电路隔 开。2）用过流保护设备b、c、d,来保护CPU电源、输出点，以及输入点。或 在每个输出点加上保险丝进

5、行过流保护。当使用Micro 24VDC传感器电源时不 用输入点的外部过流保护。因为传感器电源内部具有限流功能。3）用外部电容e来保证在负载突变时得到一个稳定的直流电压。4）在应用中把所有的DC电源接地或浮地f （即把全机浮空，整个系统与大 地的绝缘电阻不能小于50兆欧）可以抑制噪声，在未接地DC电源的公共端与 保护线PE之间串联电阻与电容的并联回路g ,电阻提供了静电释放通路，电容 提供高频噪声通路。常取R=1M , C=4700pfo5）将S7-200西门子plc所有的接地端子同最近接地点h连接，采用一点 接地，以提高抗干扰能力。24V直流电源回路与设备之间，以及120/230V交流电源与

6、危险环境之间， 必须进行电气隔离。（4） I/O接线和对扩展单元的接线可编程控制器的输入接线是指外部开关设备PLC的输入端口的连接线。输出 接线是指将输出信号通过输出端子送到受控负载的外部接线。I/O接线时应注意：I/O线与动力线、电源线应分开布线，并保持一定的距 离，如需在一个线槽中布线时，须使用屏蔽电缆；I/O线的距离一般不超过300叱 交流线与直流线，输入线与输出线应分别使用不同的电缆；数字量和模拟量I/O 应分开走线，传送模拟量I/O线应使用屏蔽线，且屏蔽层应一端接地。PLC的基本单元与各扩展单元的连接比较简单，接线时，先断开电源，将扁 平电缆的一端插入对应的插口即可。HLQ的基本单元

7、与各扩展单元之间电缆传送 的信号小，频率高，易受干扰。因此不能与其他连线敷设在同一线槽内。六、心得体会尽管PLC外部接线比较简单，但通过PLC的安装配线，可实现对PLC硬件组 成及各部分作用的的初步认知，为进一步理解PLC是如何工作的打下良好的基 础。而正向旋转；只要将三相电源进线中的两个边相对调，就可改变电动机的通电相 序，使电动机获得反序交流电而反向旋转。PLC可以非常方便地对三相交流异步电动机进行“正反转”控制。需要进行 硬件设计和I/O分配。(1)正转：按下正转按钮SF2,接触器QA1控制电动机正转线圈得电，QA1 常开触点闭合自锁，SF2动断触点断开，控制电动机反转线圈无法得电，电动

8、机 锁定正转；(2)反转：按下反转按钮SF3,接触器QA2控制电动机反转线圈得电，QA2 常开触点闭合自锁，SF3动断触点断开，控制电动机正转线圈无法得电，电动机 锁定反转。(3)停止：按下停止按钮SF1,电动机停止旋转。因此，PLC需要3个输入触点分别连接停止按钮SF1、正转按钮SF2和反转 按钮SF3,同时需要2个输出触点分别连接正转接触器QA1和反转接触器QA2o通常，PLC实现对三相异步电动机的“正反转”控制的过程中，配合硬件接 线图，我们需要编制梯形图程序，即可完成电动机正反转控制程序的编制。2、系统原理图(1)分配I/O通道根据任务分析可知，选用西门子公司的S7-200系列小型PL

9、C-CPU 222。使 用其两个输出点和三个输入点，进行PLC的输入/输出分配表。图西门子公司的S7-200地址分配表输入输出主机实给模块注释主机实验模块注释10.0输入口正蕤Q0.0J1 ( QA1 )电机正转I0J输入口反转Q0.1J2 ( QA2 )电机反蕤102输入停止1L0V1M24V直流电源24V实验区24V电源区24V0V0V图2地址分配表(2) PLC硬件控制电路设计用PLC实现对交流电动机的“正反转”控制，需要停止按钮SF1、正转按钮 SF2、反转按钮SF3、热继电器BB、正转接触器QA1、反转接触器QA2等。jl (QA1)电机正转J2 (QA2)电机反转-DC24V图3系

10、统原理图3、编写程序代码(1)梯形图图4电机停止梯形图1)按下停止键，10.0接通，脉冲输出功能关闭，电机停止。Network 210.1Q0.2图5电机正转梯形图2)按下正转键，10.1接通，方向电平复位，脉冲输出功能PWM输出脉冲周期为2000um,脉宽为lOOOum的脉冲，电机正转。图6电机反转梯形图3)按下反转键，10. 2接通，方向电平置位，脉冲输出功能PWM输出脉冲周 期为2000um,脉宽为lOOOum的脉冲，电机反转。(2)语句表程序LD 10.00 Q0. 0AN 10.2AN 10. 1AN Q0. 1=Q0. 0LD 10. 10 QO. 1AN 10. 2AN 10.

11、0AN QO. 0=QO. 10五、观察实训结果(1)点击“开始”按钮后，点击“正转”电机快速正转；(2)点击“开始”按钮后，点击“反转”电机快速反转；(3)正转和反转可随时通过按钮切换电机运行状态；(4) “开始”按钮变成“停止”按钮后，运行过程中，无论是处于正转还 是反转运行转台，只要按下“停止”按钮，电机即停止运行。六、实验总结1. “自锁”编程技巧依靠接触器自身的辅助触点而使其线圈保持通电的现象。例如，按下启动按 钮SF2, PLC得到启动信号后输出一个数字量信号Q0. 0启动控制电机运行的接触 器QA1,程序中可以用这个数字信号Q0.0进行自锁。这样松开启动开关后，电 机启动仍然保持

12、正转运行。2. “互锁”编程技巧使用PLC进行多个用电器互锁控制时，必须同时使用软互锁和硬互锁，以确 保安全。例如，为了可靠地对正反转接触器进行互锁，在PLC输出端两个接触器 之间仍然采用常闭触点构成互锁，这种互锁称为外部硬互锁。在梯形图程序中， 两个输出线圈Q0.0和Q0.1之间，还相互构成互锁，这种互锁称为内部软互锁。3. 停止按钮的选择使用PLC控制电动机的启停，还可以使用常开按钮作为停止按钮，只需要将SF1换成常开按钮，修改一下梯形图程序即可。网络1 控制电机正转10.2Q0.1Q0.0()网络2 控制电机反转10.1QO.OQ0.1()图7常开按钮作停止按钮实现电动机正反转的PLC控

13、制程序但要注意的是，这样做存在一定的安全隐患。使用常开按钮作为停止按钮时, 如果因停止按钮接触不良或断线等原因使停止按钮失效，程序中对应的常闭触点 10.0也会失效，一直处于常闭状态，这将可能引起生产安全或人身事故。因此, 在现场设备的控制电路中，从安全角度出发，停止按钮通常选用常闭按钮，则程 序中对应使用常开触点10.0,保证停止按钮失效时，网络1和2无输出。七、实验心得通过做本课题，我巩固并掌握了三相异步电动机的基本理论知识，较为全面 地应用了控制电路的知识，熟悉了现代中小型电动机的发展，加深了对课本知识 的进一步了解，同时也对PLC有了更深的掌握。深入地学习和分析了三相异步电 动机的正反

14、转控制电路，掌握了其PLC控制的设计方法。这次大作业设计的完成 为以后从事电控类或其他的电子硬件产品的设计开发打下了良好的基础，树立独 立从事产品研发的信心，并在这种能力上得到了较为充分的锻炼。可编程控制器应用实训形考任务一实训报告S7-200系列PLC的安装配线一、实训目的：通过对实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线，使 学生对PLC的机型、配置、功能及主要技术性能指标等基础知识进行了解。 二、实训要求：1 .选择实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线；2 .结合S7-200系列PLC的实物，指出了解S7-200系列PLC的其组成结构 及各部

15、件的作用。三、实习内容1 .按照PLC端子接线图，使用工具进行安装配线。2 .根据板前线槽布线操作工艺，按照“CPU226AC/DC/继电器的端子连接图” 进行布线安装。接线时，注意PLC端子接线要用别径压端子接线。四、实训硬件设备：按下表所示器材清单配齐所用电器元件，并进行质量检查，然后安装固定。序1号名称型号与规格单位数 量备注1三相四线电源3X380/220V, 20A处12单相交流电源220V 和 36V, 5V处13PLCS7-226或自定台14配线板500mmX 600mmX 20mm块15组合开关HZ10-25/3个16交流接触器CJ10-20,线圈电压380V只37熔断器及熔芯

16、配套RL6-60/20套38熔断器及熔芯配套RL6-15/4套29三联按钮LA10-3H 或 LA4-3H个210接线端子排JX2-1015, 500V、10A 15 节或配套自定条111木螺钉f3mmX 20mm； f3mmX 15mm个3012平垫圈f4mm个3013塑料软铜线BVR-1. 5mm2,颜色自定m2014塑料软铜线BVR-0. 75mm2,颜色自定m1015别径压端子UT2. 5-4, UT1-4个4016行线槽TC3025,两边打f3.5inni孔条517异型塑料管f3nlmm0.2五、实训步骤：1. PLC安装（1）安装方式S7-200的安装方法有两种：底板安装和DIN导

17、轨安装。底板安装是利用PLC 机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模 块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。导轨安装既可以水平安 装，也可以垂直安装。（2）安装环境PLC适用于工业现场，为了保证其工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安 装时要注意周围环境条件：环境温度在055范围内；相对湿度在35%85% 范围内（无结霜），周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免过 度的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。（3）安装注意事项除了环境因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸; 切勿将导线头、金属屑等杂物落入机体内

18、；模块周围应留出一定的空间，以便于 机体周围的通风和散热。此外，为了防止高电子噪声对模块的干扰，应尽可能将 S7-200西门子plc模块与产生高电子噪声的设备（如变频器）分隔开。2. PLC的配线PLC的配线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元的接线等。（1）电源接线与接地PLC的工作电源有120/230V单相交流电源和24V直流电源。系统的大多数 干扰往往通过电源进入PLC,在干扰强或可靠性要求高的场合，动力部分、控制 部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线，用带屏蔽层的隔离变压器给 PLC供电。隔离变压器的一次侧最好接380V,这样可以避免接地电流的干扰。输 入用的外接直流电源最好采用稳压电源，因为整流滤波电源有较大的波纹，容易