电气控制与PLC实验实验报告.docx

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电气控制与PLC实验实验报告

实验报告

实验项目名称：

低压电器的认识同组人

试验时间实验室指导教师

一、实验目的

1、了解常用低压元件的结构、原理、符号、作用，熟悉低压元件规格。

2、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。

能按照原理图实物，并能排除故障。

3、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、实验设备

三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器等。

三、实验方法

1、常用低压元件的识别。

根据电器元件实物，了解常用低压元件的结构原理，正确写出电器元件的名称、型号、符号、作用，填写下表

名称

文字符号

图形符号

作用

线圈/其它

常开触点

常闭触点

接触器

熔断器

热继电器

断路器

控制按钮

三相笼型异步电动机

2、三相异步电动机点动控制线路：

按图8-1接线。

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：

图8-1点动控制线路

（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。

（记录）

3、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8-2接线。

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）按下起动按钮SB2，松手后观察电动机M运转情况（记录）；

（3）按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况（记录）。

图8-2自锁控制线路

4、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8-3接线，检查无误后通电实验：

图8-3既可点动又可自锁控制线路

（1）合上Q1接通三相交流220V电源；

（2）按下起动按钮SB2，松手后观察电机M是否继续运转（记录）；

（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（记录）；

（4）按下停止按钮SB1，松手后观察M是否停转（记录）。

四、讨论题

1、试分析什么叫点动，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8-2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8-1、8-2、8-3的工作原理流程图。

五、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

异步电动机的正反转控制同组人

试验时间实验室指导教师

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。

培养调试及故障排除的技能。

2、掌握电气自锁、连锁的原理；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

电源、三相鼠笼异步电机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线等。

三、实验方法

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8-4接线。

（3）启动电源后，把开关Q1合向“左合”位置，观察电机转向（记录）。

（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（记录）。

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8-5接线。

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。

（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8-6接线。

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。

图8-4倒顺开关正反转控制线路图8-5接触器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8-7接线。

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。

图8-6按钮联锁正反转控制线路

图8-7按钮和接触器双重联锁正反转控制线路

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？

五、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

异步电动机星-三角降压起动控制同组人

试验时间实验室指导教师

一、实验目的

1、通过对三相异步电动机降压起动的接线，熟悉三相异步电动机星-三角降压控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。

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、实验设备

电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线、交流电流表等。

三、实验方法

1、接触器控制Y-Δ降压起动控制线路：

关断电源后，按图8-15接线。

（1）起动控制屏，合上Q1，接通220V交流电源。

（2）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IY起动=A。

（3）按下SB2，使电机为Δ接法正常运行，注意观察Δ运行时，电流表电流为IΔ运行=A。

（4）按SB3停止后，先按下SB2，再同时按下起动按钮SB1，观察电机在Δ接法直接起动时电流表最大读数IΔ起动=安。

（5）比较IY起动/IΔ起动=，结果说明什么问题？

图8-15接触器控制Y-Δ降压起动控制线路

2、时间继电器控制Y-Δ降压起动控制线路：

图8-16时间继电器控制Y-Δ降压起动控制线路

关断电源后，按图8-16接线。

（1）合上Q1，接通220V三相交流电源。

（2）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。

（3）经过一定时间延时，电机按Δ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）按下SB2，电动机M停止运转。

8-13手动接触器控制串电阻降压起动控制线路8-14时间继电器控制串电阻降压起动控制线路

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、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-Δ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？

五、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

异步电动机多点起动、停止控制同组人

试验时间实验室指导教师

一、实验目的

1、设计三相异步电动机多点起动、停止控制控制电路，熟悉其工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。

2、掌握两地控制的特点，使学生对机床控制中两地控制有感性的认识。

3、通过对此实验的接线，掌握两地控制在机床控制中的应用场合。

二、实验设备

电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线等。

三、实验方法

1、三相异步电动机两地控制：

在确保断电情况下按图8-12接线。

（1）按下屏上起动按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。

（2）按下SB2，观察记录电机及接触器运行状况。

（3）按下SB1，观察记录电机及接触器运行状况。

（4）按下SB4，观察记录电机及接触器运行状况。

（5）按下SB3，观察记录电机及接触器运行状况。

图8-12两地控制线路

2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8-7接线。

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。

图8-7按钮和接触器双重联锁正反转控制线路

四、讨论题

1、什么叫两地控制？

两地控制有何特点？

2、两地控制的接线原则是什么？

3、设计一键启停或1#电机先起先停的两台电机的顺序控制或电机正反转的Y-Δ控制线路图，并实验调试之，应有相应的文字说明。

五、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

可编程控制编程器使用同组人

试验时间实验室指导教师

一，实验目的

1，掌握编程器的使用、常用指令的运用。

2，熟悉用逻辑指令编写简单程序。

二，实验设备

FX—10P—E手持式编程器，三菱MELSEC—FX系列PLC。

三，试验方法

1，熟悉编程器，了解它的功能：

FX—10P—E手持式编程器（以后称之为HPP）可与三菱MELSEC—FX系列PLC相连，以便向PLC写入程序或监控PLC的操作状态。

它的功能如下：

2、了解编程器的组成与操作面板各键的使用：

（1）HPP的组成

FX—10P—E手持式编程器是由一个2×6的液晶显示屏及一个含有5×7橡胶状键盘等组成。

这些键盘有功能键、指令键、符号键和数字键，其外型如图1所示。

手持编程器（HPP）与FXONPLC相连使用FX—20P—CAB0编程电缆。

（2）HPP的操作面板

各键的功能说明—HPP共有7×5共有35键，各键功能如下表1

键符号

键名称

功能说明

RD/WR

读/写键

这三个为复式功能键，按第一下功能，按第二下选择第二功能

INS/DEL

插入/删除键

MNT/TEST

监控/检测键

OTHER

其它键

无论在使用何种操作，按此键，用屏幕显示菜单选择方式

CLEAR

（红色键）

消除键

在按下[GO]确认键之前，按此键，可消除错误信息返回到上一个屏幕

HELP

帮助键

显示应用指令菜单，在监控功能下，显示十进制与十六进制之间的转换

SP

空格键

元器件号或常数，连续输入时用此键

STEP

步长键

设置地址号（步数号）

↑↓

上、下移动键

移动光标或快速卷动屏幕，选定已用过或未用过的装置号

GO

执行键

确认或执行指令，或连续搜寻屏幕信息

LDAND

XM

NOPMPS

01

指令键

数字键

符号键

这组键均是复式键，有两重功能，键上部为只指令，键下部为数字键或元器件符号，何种功能有效，是在当前操作状态下，功能自动定义的。

E/V、K/H、P/I未被定义

（3）编程准备

A、电缆连接

在PLC主控制器上打开连接至HPP的端口盖板。

将FX—20P—CAB0编程电缆接至该端口。

该电缆的另一端接至HPP的右侧端口。

B、打开电源

接通PLC主机电源，则HPP也接通电源，在HPP液晶显示屏显示如下内容：

若按下[RST]和[GO]键可以对HPP进行复位。

◆符号：

是指当前“执行”行，显示于屏幕的左侧。

■符号：

是指当前“执行”行中的某一位，闪烁显示在左侧。

—符号：

光标，显示于字符下的下划线，等待输入字符处。

（4）编程

Ａ.接HPP和PLC，置PLC的RUN/STOP选择开关为STOP。

RD/WR

Ｂ.式选择：

按键一次、二次，使液晶显示屏上左边显示Ｗ时，即可进行编程

Ｃ.清零：

在写入一个新的程序之前，按如下操作步清除PLC内存RAM的原有内容（用ＮＯＰ指令写入），操作顺序为下：

D．程序例子：

画出左边程序的梯形图：

按下列操作步骤，输入该程序。

00LDX00015OUTY002

01ANDX00116LDX005

02OUTY00017RSTC0

03LDX00219LDX006

04ORX00320OUTC0K10

05OUTY00123LDC0

06LDX00424OUTY003

07ANIT125END

08OUTT0K10

11LDT0

12OUTT1K10

Ｅ.程序读出

程序输入完毕后，检查程序输入是否有错。

可按【RD/WR】键在“R”读

状态，按【STEP】键，再按步长键【GO】，即可从该地址号检查。

◆０　ＬＤ　　Ｘ０００Ｒ

１　ＡＮＤ　Ｘ００１

　　例如【STEP】【0】【GO】，则显示

Ｒ　０　ＬＤ　　Ｘ０００◆

１　ＡＮＤ　Ｘ００１

若继续往下查看，则按【↓】，此时显示

Ｒ　０　ＬＤ　　Ｘ０００

◆１　ＡＮＤ　Ｘ００１

往下查看，按【↓】键，显示

以此方法一直往下，直至END程序结束。

Ｆ.模拟运行

确定编制程序的正确性，可通过模拟运行。

按下表输入X0~X6开关信号，观察Y0~Y3输出结果。

模拟输入开关信号

输出结果

a

X和X接通

Y0通

b

X2和X3通

Y1通

c

X4接通

Y2通

d

X6开关接通10次

Y3通

e

Y3接通后，X5接通

Y４通

如果a~e不是所给定的结果，则上述程序编制失败，用读功能重新查程序正

确否。

Ｇ.检测功能运用

可通过液晶显示屏看清程序执行过程中指定器件的开/关状态。

置ＰＬＣ在“ＳＴＯＰ”状态。

a.在HPP显示屏上读出Y0、Y1、Y2的状态，按下列键

MY000Y001

◆Y002

GO

0

Y

SP

MNT

b.Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２在屏幕上显示后，接通或关断Y1，利用“T”测试功能。

◇显示Ｙ０~Ｙ１被读到的状态

◇按下【ＴＥＳＴ】键切换测试功能，通过【↑】【↓】键选定器件号码

◇功能方式从Ｍ－Ｔ，光标移志Ｙ１

◇按下【ＳＥＴ】键，Ｙ１前“■”指示，说明ＹＩ接通

◇按下【ＲＳＴ】键，ＹＩ前“■”指示，说明ＹＩ关断

重复上述步骤，可分别对输出Ｙ０~Ｙ２进行实际操作

注：

ＰＬＣ在ＳＴＯＰ位置，若Ｙ１被置“1”，主机上ＹＩ（ＯＮ）灯亮

３.编程操作

程序的编制按下述步骤进行。

准备

……　与ＰＬＣ连接

启动系统

……　接通ＰＬＣ电源及ＨＰＰ复位［ＲＳＴ］＋［ＧＯ］

设定联机／脱机方式

……根据所采用的方式，选择连机或脱机方式，按［ＧＯ］

编程操作

……利用写入、读出、插入、删除功能编制程序

结束

（１）读出

读出方式有根据步序号、指令、元件及指针等４种。

Ａ、根据指定步序号读出（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

从用户程序存储器读出并显示程序。

基本操作如图所示：

GO

指定该步序号

STEP

RD

读出功能执行

Ｂ、根据指定指令读出（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

从用户程序存储器出并显示程序。

基本操作如图所示：

不需要元件的指令

GO

指令

RD

元件号

元件符号

需要元件的指令在搜索

Ｃ、根据指针读出（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

再搜索

GO

指定指针号

I

P

RD

按步序号读出

Ｄ、根据指定元件号读出

再搜索

GO

元件号

元件符号

SP

RD

按步序号读出

（2）写入（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

写入操作有基本指令、应用指令、元件、符号等输入。

①、本指令的输入

基本指令（包括步进指令）有３种情况：

Ａ：

仅有指令符号，不带元件。

Ｂ：

指令和一个元件。

Ｃ：

指令和两个元件。

这三中情况输入的基本操作如图所示：

GO

指令

Ａ：

【WR】

GO

元件号

元件符号

指令

Ｂ：

【WR】

元件符号

SP

元件号

元件符号

指令

Ｃ：

【WR】

GO

元件号

修改：

读出程序，将光标移到指定处进行写入修改，操作如图所示：

CLEAR

确认前的修改

元件符号

指令

GO

元件号

【WR】

确认后的修改

②、应用指令的确认

在输入应用指令时，按［ＦＮＣ］键后在输入应用指令号。

基本操作如下图：

应用指令编号

GO

FNC

16位指令

【WR】

P

D

元件号

元件符号

SP

（32位指令）脉冲操作数

Ａ、按［ＦＮＣ］键

Ｂ、指定３２位指令时，在键入指令之前或之后按［Ｄ］键。

Ｃ、键入指令号。

Ｄ、指定脉冲指令时，在键入指令号后按［Ｐ］键。

Ｅ、写如元件时，按［ＳＰ］键后，依次键入元件符号的元件号。

Ｆ、按［ＧＯ］键，指令写入完毕。

（３）插入（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

根据步序号读出程序，在指定的位置上插入指令，其操作如下：

GO

INS

【读出程序】

元件号

元件

符号

元件号

元件符号

SP

插入功能

指定第一元件指定第二元件

（4）删除（ＰＬＣ状态—ＳＴＯＰ）

①、逐条删除

逐条删除用光标指定的指令，其基本操作如下图：

GO

DEL

INS

【读出程序】

删除功能

②、指定范围的删除

从指定的起始步序号到终止步序号之间的程序，成批删除，其操作如下图：

STEP

SP

步序号

STEP

DEL

INS

步序号

GO

删除功能起始步序号

终止步序号

③、ＮＯＰ的成批删除

GO

NOP

DEL

INS

4．监视/测试操作

监视功能是通过HPP的显示屏监视和确认在联机方式下PLC的动作和控制状态。

它包括元件的监视、导通检查和动作状态的监视等内容。

测试功能是由HPP对PLC信元件的触点和线圈进行强制ON/OFF以及常数的修改。

它包括强制ON/OFF，修改T、C、D、Z、V的当前值和T、C的设定制，文件寄存器的写入等内容。

（1）元件监视（PLC状态――STOP）

监视它的ON/OFF状态，设定值及当前值，其基本操作如下图所示：

GO

元件号

元件

符号

SP

MNT

D

符号

元件符号

SP

元件号

GO

（2）导通检查（PLC状态――STOP）

监视元件触点的导通及线圈动作，触点导通或线圈动作，其基本操作图如下：

步序号

GO

STEP

MNT

需要元件的指令

元件号

元件符号

指令

行滚动

不需要元件的指令

（3）动作状态的监视（PLC状态――STOP）

监视S的动作状态操作：

【MNT】—【STL】—【GO】

可监视状态范围：

S0―S899（当M8049为ON,可监视S900―S999）

（4）强制ON/OFF（PLC状态――RUN、STOP）

元件的强制ON/OFF，其基本操作图如下：

元件监视TESTSET强制ON

RST强制OFF

修改T、C、D、Z、V的当前值

PLC状态：

STOP、RUN（在一定条件下）

元件监视TESTSPKH新当前值GO

按[K]（设定十进制数）或[K]/[H]（设定十六进制数）。

（5）修改T、C的设定值（PLC状态――STOP、RUN）

元件监视TESTSPD新寄存器号GO

测试功能指定设定值

导通检查TESTK新设定值

测试功能

四、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

基本指令训练同组人

试验时间实验室指导教师

一，实验目的

1，理解LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、ANB、ORB、OUT、END等逻辑指令。

2，熟悉和掌握SET（置位）、RST（复位）、PLS（上升沿脉冲）和PLF（下降沿脉冲）的使用方法。

二，实验设备

FX—10P—E手持式编程器，三菱MELSEC—FX系列PLC。

三，试验方法

1，与、或、非基本逻辑指令

实验内容与操作

输入下面的梯形图

2，置位、复位及脉冲指令

输入如下程序，观察运行结果，画出输出波形。

3栈及主控指令：

．输入如下程序，观察运行结果，填写表格

4定时器、计数器指令

输入如下程序，观察运行结果，监视各定时器、计时器的内容及状态，完成输出波形。

四、实验小结

指导教师批阅及成绩

指导教师签名：

年月日

实验报告

实验项目名称：

电动机正反转及能耗制动同组人

试验时间实验室指导教师

一、实验目的：

用PLC构成电机正反转及制动自动控制。

二、实验器材：

1、PLC―Ⅲ型可编程序控制台

2、PLC―电机正反转及制动

3、编程器

4、实验导线

三、模块I/O说明：

输出控制：

KM1—电机正转，KM2—电机反转，KMZ—电