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国家电大可编程控制器应用实训形考任务7答案

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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1万用表MF47型1块2可编程控制器S7-200/2241只3计算机1台4S7200编程软件V3.1STEP-71套5空气断路器C65N D201只6交流接触器NC309/2204只7控制变压器JBK3-1001只380V/220V8按钮、导线、端子等9三相交流异步电动机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

2、异步电动机能正反向转动。如下图所示，将三相电源进线（L1、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QA2。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

3、）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PLC-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。图3 系统原理图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，I0.0接通，脉冲输出功能关闭，电机停止。安全评价是落实“安全第一，预防为主，综合治理”方针的重要技术保障，是安全生产监督管理的重要手段。图5 电机正转梯形图2）按下正转键，I0.1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1000um的脉冲，电机正转。图6 电机反转梯形图3）按下反转键，I0.2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1000um的脉冲，电机反转。（2）语句表程序LD I0.0O Q0.0AN I0.2AN I0.1AN Q0.1= Q0.0LD I0.1O Q0.1AN I0.2AN I0

4、.0AN Q0.0= Q0.10五、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。图7 常开按钮作停止按钮实现电动机正反转的PLC控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I0.0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I0.0，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。

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