职业技能综合实训11电气Word文档格式.docx
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图1-1自动往复运动示意图
2．工作台前进——后退自动循环控制线路如图1—2所示。
图1-2自动往复循环控制电路原理图
电路的工作分析：
合上电源开关QS，按下正向起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机M正向起动运转并拖动运动部件前进，当工作台前进到一定位置时，固定在工作台上的撞块B压下行程开关SQ1（固定在床身上），其常闭触点断开，KM1线圈断电，电动机停转；
同时SQ1的常开触点闭合，使KM2的线圈通电并自锁，电动机M反向起动运转并拖动运动部件向后运动。
当工作台向后运动到一定位置时，撞块A压下行程开关SQ4，使KM2线圈断电，同时接通KM1线圈回路，电动机又从反转变为正转，拖动运动部件
由后退变为前进，如此周而复始地往复循
环工作。
按下SB1，KM1或KM2接触器断电释放，电动机停止转动，工作台停止。
SQ2和SQ3为正反向极限保护行程开关。
（二）PLC程序设计
1．选择PLC型号并画出I/O接线图
1）选择PLC型号。
表1-1输入与输出端口分配表
输入信号
输出信号
功能
PLCI/O点
停止按钮SB1
X0
向前运行KM1
Y0
正向起动按钮SB2
X1
向后运行KM2
Y1
反向起动按钮SB3
X2
正向限位开关SQ1
X3
正向极保开关SQ2
X4
反向极保开关SQ3
X5
反向限位开关SQ4
X6
根据表1-1PLCI/O点数的确定，选择PLC型号为FX2N-48MR主机完全可以满足控制要求。
2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图1-3所示）。
图1-3PLC的I/O接线图
2．画出梯形图
根据图1-2自动往复循环控制电路原理图来设计梯形图如图1-4a）所示。
在梯形图中，当按下起动按钮SB2，X1变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自锁，使KM1的线圈通电，工作台向前运行至一定位置B撞块压下行程开关SQ1，其常闭触点X3断开，KM1线圈断电，电动机停转；
同时SQ1的常开触点X3闭合，使KM2的线圈通电并自锁，电动机M反向起动运转。
当工作台向后运动到一定位置时，A撞块压下行程开关SQ4，使KM2线圈断电，同时接通KM1线圈回路，电动机又从反转变为正转，往复循环工作。
按下停止按钮SB1，X0变为ON，其常闭触点断开，使Y0、Y1的线圈均“失电”，电动机M停止运行。
3．编写指令表
把图1-4a）梯形图转换成为指令表如图1-4b）所示。
图1-4限位自动往复梯形图与指令表
4．硬件的安装与接线
1）硬件的安装：
硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固，PLC使用DIN导轨安装。
2）接线：
原则上动力线应采用2.5mm2以上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股电线连接，剥头后应配接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。
应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。
3）输入程序与运行、调试程序
①输入程序：
在断电情况下，连接编程器与PLC，PLC主机开关置于“STOP”位置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。
注意，此时控制板各部位均处于带电状态，一定要注意安全。
程序编写好后，编程器不要脱离PLC以便调试时监控或修改程序。
②运行、调试程序：
将PLC主机开关置于“RUN”位置，按下列步骤观察工作状态检验程序。
a）按下起动按钮SB2、SB3，观察接触器及电动机的动作情况是否和要求相符；
b）按下停止按钮SB1，观察接触器及电动机的停止方式是否相符要求；
c）在电动机的起动过程中按下停止按钮，观察结果；
d）将编程器置于监控状态，观察相关元件的状态。
情境二用PLC实现钻床主轴多次进给控制的编程及安装接线
1．钻床主轴进给控制系统控制工艺要求
工件的深孔加工需要多次进给，钻床主轴多次进给控制系统控制要求为，钻头初始位置在原点行程开关SQ1（X1）处按下启动按钮SB1（X0），钻头进给至行程开关SQ2（X2）处后返回原点，然后再送给至行程开关SQ3（X3）处后返回原点，紧接着钻头再次进给至行程开关SQ4（X4）处后返回原点停止，至此完成钻床主轴进给控制系统全过程，其控制流程如图19-5。
图1-5钻床主轴进给控制系统控制流程图
2．钻床主轴进给控制系统主电路图如图19—6所示。
起动按钮SB1
进给运行KM1
原位限位开关SQ1
后退运行KM2
限位开关SQ2
限位开关SQ3
限位开关SQ4
停止按钮SB2
图1-6钻床主轴进给控制系统主电路图
表1-2输入与输出端口分配表
根据表1-2PLCI/O点数的确定，选择PLC型号
为FX2N-48MR主机完全可以满足控制要求。
2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图1-7所示）。
图1-7钻床主轴进给控制系统PLC的I/O接线图
图1-8功能图
2．画出功能图
根据工艺流程图1-5控制要求画出功能图如图1-8所示。
3．画出梯形图
根据功能图1-8设计钻床主轴进给控制系统控制的梯形图[用步进（STL）指令编程]如图1-9所示。
在梯形图中，当按下起动按钮SB1，X0变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”，使KM1的线圈通电，钻床主轴第一次进给，钻头进给至行程开关SQ2处后Y0的线圈“断电”，Y1的线圈“得电”，使KM2的线圈通电，实现第一次后退返回原点，然后再送给至行程开关SQ3（X3）处后返回原点，紧接着钻头再次进给至行程开关SQ4（X4）处后返回原点停止，如果运行中按下SB2实现中途停止，当按下起动按钮SB1时系统继续运行。
图1-9钻床主轴进给控制系统PLC的梯形图
4．编写指令表
把图1-9梯形图转换成为指令表如图1-10所示。
0LDX00026LDX003
1ORM027SETS23
2ANIX00529STLS23
3OUTM030LDM0
4LDM800231OUTY001
5SETS032LDX001
7STLS033SETS24
8LDX00035STLS24
9SETS2036LDM0
11STLS2037OUTY000
12LDM038LDX004
13OUTY00039SETS25
14LDX00241STLS25
15SETS2142LDM0
17STLS2143OUTY001
18LDM044LDX001
19OUTY00145OUTS0
20LDX00147RET
21SETS2248END
23STLS22
24LDM0
25OUTY000
图1-10钻床主轴进给控制系统PLC的指令表
5．硬件的安装与接线
a）按下起动按钮SB1，依次按下SQ2→SQ1→SQ3→SQ1→SQ4→SQ1,观察接触器及电动机的动作情况是否和要求相符；
b）按下停止按钮SB2，观察接触器及电动机的停止方式是否相符要求；
情境三星-角降压启动控制及PLC编程安装接线
（一）电路控制原理简述
图1-11是三相异步电动机的Ｙ-△降压起动继电—接触器控制电气原理图。
KM1是电源接触器，KM3是电动机定子绕组联接成星形的接触器，KM2是电动机定子绕组联接成三角形的接触器。
图1-11三相异步电动机的Ｙ-△降压起动
继电—接触器控制电气原理图
电路工作时，合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，KM1、KT、KM3线圈同时通电并自锁，电动机三相定子绕组联接成星形接入三相交流电源进行减压起动；
当电动机转速接近额定转速时，通电延时型时间继电器动作，KT（5-6）常闭触点断开，KM3线圈断电释放；
同时KT（7-8）常开触点闭合，KM2线圈通电吸合并自锁，电动机绕组联接成三角形全压运行。
当KM2通电吸合后，KM2（4-5）常闭触点断开，使KT线圈断电，避免时间继电器长期工作。
常闭触点KM2（4-5）、KM3（4-7）触点为互锁触点，以防止同时接成星形和三角形造成三相电源短路。
按下停止按钮SB1，接触器KM1、KM2线圈均断电，电动机M停车。
表1-3输入与输出端口分配表
电源接触器KM1
起动按钮SB2
Ｙ形起动KM3
△形运行KM2
Y2
根据表1-3PLCI/O点数的确定，考虑开关量输入需要2～3点，开关量输出（继电器）需要3～4点，有定时器即可，故选择PLC型号为FX2N-48MR主机完全可以满足控制要求。
2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图1-12所示）。
根据图1-11Ｙ-△降压起动控制电气原理图来设计梯形图如图1-13a）所示。
图1-12PLC的I/O接线图
在梯形图中，用一个起保停电路来控制电动机M的。
按下起动按钮SB2，X1变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自锁，使KM1的线圈通电，同时Y0的常开触点也使Y1、T0的线圈“得电”，Y1使KM3的线圈通电，将电动机M联接成星形进行减压起动。
当T0延时3s后，其常闭触点断开，Y1的线圈“失电”，使KM3的线圈断电，T0常开触点接通，Y2的线圈“得电”，使KM2的线圈通电，将电动机M联接成三角形进行全压运行。
按下停止按钮SB1，X0变为ON，其常闭触点断开，使Y0、T0、Y2的线圈均“失电”，电动机M停止运行。
梯形图中Y1和Y2常闭触点起到“软件互锁”的作用，而图1-11中的KM3和KM2常闭触点起到“硬件互锁”的作用。
把图1-13a）梯形图转换成为指令表如图1-13b）所示。
图1-13Ｙ-△降压起动梯形图与指令表
5．输入程序与运行、调试程序
1）输入程序：
2）运行、调试程序：
a）按下起动按钮SB2，观察接触器及电动机的动作情况是否和要求相符；
情境四用PLC实现引风机、鼓风机手动与自动顺序控制的编程及安装接线
（一）电路控制要求
1．控制要求：
锅炉房中的引风机、鼓风机要按顺序起动和停止，其手动与自动顺序控制要求分别为：
1）手动顺序控制要求：
起动的顺序为应先按下引风机起动按钮SB2后，引风机起动（KM1得电），再按下鼓风机起动按钮SB4，鼓风机起动（KM2得电）。
停止的顺序为先按下鼓风机停止按钮SB3后，鼓风机先停，再按下引风机停止按钮SB1后，引风机后停。
图1-14引风机、鼓风机顺序控制主电路图与手动顺序控制回路
2）自动顺序控制要求：
按下起动按钮SB1后，应先开引风机（KM1得电），延时5s后再开鼓风机（KM2得电）。
按下停止按钮SB2后，应先停鼓风机，延时5s后再停引风机。
2．引风机、鼓风机顺序控制主电路图如图1-14
表1-4手动顺序控制的输入与输出端口分配表
引风机停止按钮SB1
引风机KM1
引风机起动按钮SB2
鼓风机KM2
鼓风机停止按钮SB3
鼓风机起动按钮SB4
表1-5自动顺序控制的输入与输出端口分配表
根据表1-4和表1-5的PLCI/O点数的确定，考虑开关量输入需要2～4点，开关量输出（继电器）需要2～4点，有定时器即可，故选择PLC型号为FX2N-48MR主机（学院现有的PLC）完全可以满足控制要求。
2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图1-15所示）。
图1-15引风机、鼓风机手动与自动顺序控制PLC的I/O接线图
2．画出手动控制的引风机、鼓风机手动顺序控制梯形图
根据图1-14引风机、鼓风机手动顺序控制电气原理图来设计梯形图如图1-16a）所示。
把图1-16a）梯形图转换成为指令表如图1-16b）所示。
图1-16引风机、鼓风机手动顺序控制梯形图与指令表
a）按下起动按钮SB2、SB4，观察接触器及电动机的动作情况是否和要求相符；
b）按下停止按钮SB3、SB1，观察接触器及电动机的停止方式是否相符要求；
6．画出自动控制的引风机、鼓风机自动顺序控制功能图如图1-17。
7．画出自动控制的引风机、鼓风机自动顺序控制梯形图（用起动、保持、停止电路编程）如图1-18。
图1-17引风机、鼓风机自动顺序控制功能图
图1-18引风机、鼓风机自动顺序控制梯形图
8.编写指令表（学生自己编写）
指令表：
0LDM316LDM2
1ANDT117ANDX001
2ORM800218ORM3
3ORM019ANIM0
4ANIM120OUTM3
5OUTM021LDM1
6LDM022ORM2
7ANDX00023ORM3
8ORM124LDM1
9ANIM225OUTT0K50
10OUTM128LDM2
11LDM129OUTY001
12ANDT030LDM3
13ORM231OUTT1K50
14ANIM334END
15OUTM2
9.硬件的安装与接线（同上步骤4）
10.输入程序与运行、调试程序（同上步骤5）
情境五三相异步电动机定时自动循环控制电路及PLC编程安装接线
图1-19三相异步电动机定时自动循环正反转控制电路电气原理图。
KM1是正转接触器，KM2是反转接触器,KA为预起动继电器，
KT1、KT2为断电延时时间继电器。
电路工作时，合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，KA通电并自锁，使电路处于预起动，按下按钮SB3，KT1线圈通电，KT1断电延时触点闭合，KM1线圈通电，电动机正向运转；
KM1常开辅助触点闭合，KT2线圈通电，与KM2线圈串接的KM1常闭辅助触点因为断开使KM2线圈无法接通，保证电动机正向可靠运行。
当到达延时时间时，KT1断电延时触点断开时，使KM1线圈失电，KM2线圈得电，电动机反向运转。
KM2常开辅助触点闭合，KT1线圈得电，KT1断电延时触点闭合，KM1线圈通电，电动机又正向运转，如此反复正向逆向运行，实现自动循环运转。
（二）PLC程序计
根据表1-6PLCI/O点数的确定，考虑开关量输入需要2～3点，开关量输出（继电器）需要2～3点，有定时器即可，故选择PLC型号为FX2N-48MR主机完全可以满足控制要求。
2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图1-20所示）
图1-19定时自动循环正反转控制电路原理图
表1-6输入与输出端口分配表
正向运转KM1
反向运转KM2
根据图1-19定时自动循环正反转控制电路原理图来设计梯形图如图1-21a）所示。
在梯形图中，按下起动按钮SB2，X0变为ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自锁，使KM1的线圈通电，同时Y0的常开触点也使T0的线圈“得电”，电动机M正向运转。
当T0延时10s后，其常闭触点断开，Y0的线圈“失电”，使KM1的线圈断电，T0常开触点接通，T1、Y1的线圈“得电”，使KM2的线圈通电，电动机M反向运转。
当T1延时10s后，其常闭触点断开，Y0的线圈“失电”，T1常开闭合，Y0线圈又“得电”，电动机M又开始正向运转，如此反复循环正向逆向运行。
按下停止按钮SB1，X1变为ON，其常闭触点断开，使Y0、T0、T1、Y1的线圈均“失电”，电动机M停止运行。
把图1-21a）梯形图转换成为指令表如图1-21b）所示。
图1-20PLC的I/O接线图
图1-21定时自动循环正反转梯形图与指令表
①输入程序：
②运行、调试程序：
b）按下停
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