电气控制及可编程控制器指导书学生.doc

电气控制及可编程控制器实验指导书 五邑大学机电系目 录第一章 可编程控制器概述…………………………………………………………………………2第二章 实验内容……………………………………………………………………………………4（一）电气控制技术实验………………………………………………………………………………4实验一 三相异步电动机Y/△换接起动控制…………………………………………4 实验二 三相异步电动机带延时正反转控制…………………………………………7实验三 基于PLC的三相异步电机Y/△换接起动控制………………………………9（二）PLC典型控制模拟及应用实验…………………………………………………………………10 实验四 十字路口交通灯控制的模拟……………………………………………………10实验五 装配流水线控制的模拟…………………………………………………………12 实验六 水塔水位控制的模拟……………………………………………………………13实验七 天塔之光…………………………………………………………………………14实验八 机械手动作的模拟………………………………………………………………15实验九 液体混合装置控制的模拟………………………………………………………17实验十 温度PID控制……………………………………………………………………19 实验十一 三层电梯控制系统的模拟………………………………………………………22实验十二 轧钢机控制系统模拟……………………………………………………………24实验十三 邮件分拣系统模拟………………………………………………………………25实验十四 运料小车控制模拟………………………………………………………………26实验十五 舞台灯光的模拟…………………………………………………………………27（三）变频调速控制技术实验…………………………………………………………………………28实验十六 变频器功能参数设置与操作实验……………………………………………28实验十七 三相异步电机的变频开环调速………………………………………………30实验十八 基于PLC通信方式的变频器开环调速…………………………………………32实验十九 基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制……………………………………34实验二十 基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速………………………………………36（四）触摸屏组态控制实验……………………………………………………………………………38实验二十一 基于触摸屏的三相异步电机调速……………………………………………38实验二十二 基于触摸屏的温度PID控制…………………………………………………39附录：THPLC-D型网络型可编程控制器及电气控制实验装置使用说明…………………………43第一章 可编程控制器概述 可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置，近几年来，在国内已得到迅速推广普及。

正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的根据实际应用对象，将控制内容写入控制器的用户程序内，控制器和被控对象连接也很方便 随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的已不再是仅有逻辑判断功能，还同时具有数据处理、调节和数据通信功能 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。

目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

编程的八个步骤 （一）决定系统所需的动作及次序 当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出，这主要取决于系统所需的输入及输出接口分立元件输入及输出要求：（1）第一步是设定系统输入及输出数目，可由系统的输入及输出分立元件数目直接取得 （2）第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应二）将输入及输出器件编号 每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置继电器等都有一个唯一的对应编号，不能混用三）画出梯形图 根据控制系统的动作要求，画出梯形图 梯形图设计规则（1）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上应根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画2）不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少4）不能将触点画圈的右边，只能在触点的右边接线圈四）将梯形图转化为程序 把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它编码成可编程控制器能识别的程序。

这种程序语言是由地址、控制语句、数据组成地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，控制语句告诉可编程控制器怎样利用数据作出相应的动作五）在编程方式下用键盘输入程序六）编程及设计控制程序七）测试控制程序的错误并修改八）保存完整的控制程序二）电气控制技术实验实验一 三相异步电机Y－△换接起动控制一、实验目的1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用2.熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法二、原理说明1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔，使用的元件主要是时间继电器时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定的时间间隔此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等其基本功能可分为两类，即通电延时式和断电延时式，有的还带有瞬时动作式的触头 2．按时间原则控制鼠笼式电动机Y－△降压自动换接起动的控制线路如下图所示 从主回路看，当接触器KM1、KM2主触头闭合，KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接。

因此，所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转该线路具有以下特点: (1) 接触器KM3与KM2通过动断触头KM3(5-7)与KM2(5-11)实现电气互锁，保证KM3与KM2不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生 (2) 依靠时间继电器KT延时动合触头(11-13)的延时闭合作用，保证在按下SB1后，使KM2先得电，并依靠KT(7-9)先断，KT(11-13)后合的动作次序，保证KM2先断，而后再自动接通KM3，也避免了换接时电源可能发生的短路事故 (3) 本线路正常运行（△接）时，接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态三、实验设备序号名 称数量1三相交流电源 12三相鼠笼式异步电动机（DJ24）13交流接触器 24时间继电器 15按钮 16热继电器 17万用电表 18切换开关1四、实验内容1.手动控制Y－△降压起动控制线路。

按右图线路接线1）开关Q2合向上方、使电动机为△接法2) 按控制屏启动按钮，接通三相交流电源，观察电动机的转速3) 按控制屏停止按钮，切断三相交流电源，待电动机停稳后，开关Q2合向下方，使电动机为Y接法 (4）按控制屏启动按钮，接通三相交流电源，观察电动机在Y接法直接起动时，电动机的转速5) 按控制屏停止按钮，切断三相交流电源，(6) 待电动机停稳后，操作开关Q2，使电动机作Y－△降压启动 a. 先将Q2合向下方，使电动机Y接，按控制屏启动按钮，使电动机转动 b. 待电动机接近正常运转时，将Q2合向上方△运行位置，使电动机正常运行 实验完毕后，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源 2. 接触器控制Y-△降压起动线路 按图线路接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作1) 按控制屏启动按钮，接通三相交流电源 (2) 按下按钮SB2，电动机作Y接法起动，注意观察起动时，电机的转速 (3)待电机转速接近正常转速时，按下按钮SB2，使电动机为△接法正常运行 (4) 按停止按钮SB3，电动机断电停止运行。

5) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路电源3. 时间继电器控制Y－△自动降压起动线路 (1) 按图线路进行接线，先接主回路后接控制回路要求按图示的节点编号从左到右、从上到下，逐行连接 (2) 在不通电的情况下，。