气动与PLC指导书.docx
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气动与PLC指导书
气动与PLC指导书
第一部分:
气动系统动作演示和气动基础演示及控制实验
实验一、行程阀控制气缸连续往返气控回路………………………………………2
实验二、气动基础实验及PLC控制原理实验………………………………………3
第二部分:
基本回路
A压力控制回路…………………………………………………………………9
B方向控制回路…………………………………………………………………12
C速度控制回路…………………………………………………………………17
D常用气动回路…………………………………………………………………27
第三部分:
继电器控制部分
实验一电车、汽车自动开门装置…………………………………………………31
实验二、鼓风炉加料装置……………………………………………………………32
实验三、气缸给进(快进→慢进→快退)系统…………………………………33
实验四、双缸动作回路………………………………………………………………34
第四部分:
PLC控制部分
实验一、模拟钻床上占孔动作……………………………………………………36
实验二、雨伞试验机………………………………………………………………38
第五部分:
气动实用系统实验
家具试验机的设计…………………………………………………………………40
附录
实验报告内容………………………………………………………………………43
THPQD-1气动与PLC实验指导书
第一部分:
气动系统动作演示和气动基础演示及控制实验
实验一:
行程阀控制气缸连续往返气控回路
一:
实验目的
认识气缸、气动阀,气泵及三大件实物和职能符号,了解其工作原理及各元件在系统中所起的作用。
二:
实验气动元件:
序号
名称
规格
数量
备注
1
手旋阀
1
2
杠杆式机械阀
2
3
气控二位五1通阀
1
4
双作用气缸
1
三:
实验气动回路图:
图1气动回路图
四:
实验步骤:
1、根据图1,把所需的气动元件有布局的卡在铝型材上,再用气管把它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件。
调节三联件中间的减压阀,使压力为0.4MPa,由原理图可知,气缸首先应退回气缸最底部,调整机械阀3,使阀3处在动作状态位,此后手旋手动阀1,使之换位,气缸前进,到头后,调整机械阀4,使阀4也工作在动作状态位,这样气缸便可周而复始的动作
3、使手动阀1复位,气缸退回到最底部后,便停止工作。
手动阀1手旋1次,气缸便往返一2
减压阀
1
3
单电控二位五通阀
2
4
单电控二位三通阀
1
5
单向节流阀
1
6
双作用气缸
带磁性开关
2
三、实验气动系统图:
图2双缸动作气动系统图
四、实验步骤及内容:
A、基本回路动作演示:
(1)调压回路
打开放气阀,首先调节三联件的减压阀调节旋钮,得到一个压力值(即系统压力),然后调节系统中减压阀2的调节旋钮,系统的压力随之变化(但压力值比系统压力值低)。
(2)换向回路
打开放气阀,CT1得电,缸7前进,CT1失电,缸7后退。
CT2得电,缸8前进,CT2失电,缸8后退。
(3)节流调速回路
打开放气阀,调节节流阀5的开度,缸8在退回时就有不同的速度。
(4)差动快速回路
当只有CT1得电时,缸7正常前进,如果CT1和CT3都得电,缸7将快速前进。
继电器接线图如下:
5、双缸顺序动作回路
用不同的控制方式实现缸7和缸8的多种顺序动作控制。
a:
动作要求:
缸7前进→缸8前进→缸7后退→缸8后退→停止。
b:
气缸动作控制位移—步骤图
C:
控制方式
Ⅰ:
点动控制:
CT1+CT2-缸7前进
CT1+CT2+缸8前进
CT1-CT2+缸7后退
CT1-CT2-缸8后退
实验步骤:
ⅰ:
打开旋钮式阀1,电磁铁均失电,松节流阀5.
ⅱ:
认真仔细地按下图接好线:
注:
此处用的是带自锁的按钮,学生可以试这用不自锁的按钮来完成此动作过程
ⅲ:
待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,打开手旋阀1,按下SB11,气缸7前进,按下SB12,气缸8前进,再按下SB11,气缸7后退,再按下SB12,气缸8后退。
一次动作完成。
Ⅱ:
PLC控制:
PLC外部接线图
实验步骤:
ⅰ:
打开旋钮式阀1,电磁铁均失电,松节流阀5.
ⅱ:
认真仔细地按图接好线,待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,用下载电缆把计算机和PLC连接在一起,将PLC状态开关拔向“STOP”端,然后在开启PLC电源开关。
把以下程序下载到PLC主机里:
ⅲ:
检查好后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,打开手旋阀1,按下SB1,气缸便按“缸7前进→缸8前进→缸7后退→缸8后退→停止”动作一次,
6、双缸同步回路
a:
动作要求:
缸7缸8前进→缸7缸8后退→停止。
b:
控制方式
Ⅰ:
继电控制
实验步骤:
ⅰ:
打开旋钮式阀1,电磁铁均失电,松节流阀5.
ⅱ:
认真仔细地按下图接好线:
ⅲ:
待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,打开手旋阀1,按下SB1后,气缸7和8同时前进,到头后,磁性开关A发迅,由原理图可知,KZ1失电,缸7和8同时后退。
因为有单向节流阀的存在,气缸7和8会出现不同步现象,可以把单向节流阀从系统中拆除。
Ⅱ:
PLC控制:
PLC外部接线图
ⅰ:
打开旋钮式阀1,电磁铁均失电,松节流阀5.
ⅱ:
认真仔细地按图接好线,待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,用下载电缆把计算机和PLC连接在一起,将PLC状态开关拔向“STOP”端,然后在开启PLC电源开关。
把以下程序下载到PLC主机里:
ⅲ:
待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,打开手旋阀1,按下SB1后,气缸7和8同时前进,到头后,磁性开关A发迅,由原理图可知,KZ1失电,缸7和8同时后退。
因为有单向节流阀的存在,气缸7和8会出现不同步现象,可以把单向节流阀从系统中拆除。
五:
思考题:
1、缸7前进→缸7后退→缸8前进→缸8后退→循环,此动作分别用继电器和PLC如何
实现?
答案
PLC接线图如下:
程序如下:
上面的程序是带停止和计数功能,当C0的计数值发生变化时,循环次数将改变。
学生可自行设计利用继电器来实现动作要求的电气接线图。
第二部分:
基本回路
一个气动系统的构成及其复杂程度视主机要求而定,但它们均由各种功能的基本回路组成,基本回路主要有压力控制、速度控制、方向控制和一些常用气动回路。
撑握常用的基本回路是分析和设计气压传动系统的基础。
本实验部分例举了多种基本回路,学生可选择某几种基本回路,按动作要求选取元件,组成所需的系统,然后选取点动、继电器控制和PLC控制等不同控制方式完成实验。
A压力控制回路
一、实验目的
1、使学生了解常见的压力控制回路,各元件在系统中的作用。
2、了解气压传动中,压力控制的基本知识。
二、实验要求
对下例各回路,学生可自选取其中几项,来完成相应的实验报告,
实验报告内容:
1、动作要求
2、整个系统采用的气动元件的名称、数量
3、按动作要求模拟出气动系统图(见下例系统图)
4、绘制气缸动作控制的位移—步骤图
5、选择控制方式:
点动、继电器控制、PLC控制、手动控制
(1)对点动,列出电磁铁动作顺序图
(2)对继电器控制,绘出电气线路图
(3)对PLC控制,给出PLC外部接线图,并编出相应的程序
6、实验步骤即操作过程(动作过程的简述)
三、实验选用的压力控制回路图
1、高低压转换回路
图3
2、快排阀和减压阀的双压驱动回路
图4
3、气缸单向压力回路
图5
4、气缸双向压力回路
图6
四、实验实例
例一以高低压转换回路为例
1、动作要求,气缸4的夹紧力可以高低压转换。
2、采用元件及数量,气泵及三联件1套、减压阀2只、手旋阀1只、单作用气1只。
3、气缸动作控制位移—步骤图
4、气动系统图,见图3
5、控制方式,本实验只能用手动方式
6、操作过程,
(1)把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,并用气管将它们连接在一起,组成回路。
(2)仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,当把减压阀1和2调到不同压力时,通过手旋旋钮式二位三通阀3便可使系统得到不同的压力,来满足系统的不同需求。
实验报告填写大至如上,以下实验实例本指导书只写出操作过程,学生在做完实验要认真填写每一个步骤。
例二以气缸单向压力回路为例
1、动作要求到控制方式本实验省略
2、操作过程(实验采用继电器控制方式)
(1)把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,并用气管将它们连接在一起,组成回路。
(2)仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由图可知,气缸首先将被压回气缸的初始位置,然后按下图连接好电气线路:
按下主面板上的启动按钮,然后,按下SB2,CT1得电,压缩空气进入双作用气2的无杆腔,因为有单向节流阀的存在,双作用气缸前进的速度较快,当按下SB1后,气缸退回,此时减压阀起作用,调节减压阀的调节手柄,使压差发生变化,气缸退回的速度将变化,
B方向控制回路
一、实验目的
1、了解常见的方向控制回路,各元件在回路中的作用。
2、了解换向回路的基本知识,能绘制气缸运动位移—步骤图。
二、实验要求
对下列各回路,选取几种,对每项实验完成实验报告内容。
(见压力回路列举)
三、实验选用的方向控制回路图
1、手控二位三通阀控制单作用气缸换向回路
图7
2、电控二位三通阀控制单作用气缸换向回路
图8
3、气控二位三通阀控制单作用气缸换向回路
图9
4、双气控三位五通阀控制双作用气缸换向回路
图10
5、双电控三位五通阀中位可停控制双作用气缸换向回路
图11
6、手动控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路
图12
7、单电控控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路
图13
8、单电控二位五通阀控制双作用缸换向回路
图14
9、双电控二位五通阀控制双作用缸换向回路
图15
10、双气控二位五通阀控制双作用缸换向回路
图16
11、二个单电控二位三通阀控制双作用缸换向回路
图17
两个电磁阀必须同时动作
12、二个单气控二位三通阀控制双作用缸换向回路
图18
13、差动气缸的换向回路
图19
14、利用手动阀实现双作用气一次往返回路
图20
15、双缸顺序动作回路
图21
四、实验实例
例一、以手动控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路为例
操作过程:
1、根据系统回路图,把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由图可知,气缸将首先退回,通过手旋旋钮式阀1,气路到二位五通阀2的控制端,使二位五通阀2换向,气缸则前进,复位阀1,气缸则退回。
例二、以利用手动阀实现双作用气一次往返回路为例
操作过程:
1、根据系统回路图,把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由系统图可知,气缸将首先退回,通过手旋旋钮式阀1,使双气控二位五通阀2换位,气缸前进,此时必须将手旋阀1复位,否则将不能工作,当气缸运动到碰到机械阀3后,阀3换位,控制气使阀2换位,气缸退回到底停止运动,气缸一次往返结束。
例三、以双缸顺序动作回路为例
该回路可完成
1、A进→B进→B退→A退;分循环与不循环
2、A进→A退→B进→B退;分循环与不循环
3、A进→B进→A退→B退;分循环与不循环
4、A进→B进→AB退;分循环与不循环等实验
本实例ⅰ:
以A进→B进→B退→A退为例,控制方式采用继电器方式。
操作过程如下:
1、根据系统回路图,把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,然后按下图连接好电气线路:
按下主面板上的启动按钮,按下SB1,气缸便按A进→B进→B退→A退工作一次,停止。
ⅱ:
以A进→B进→A退→B退循环为例,控制方式采用PLC方式。
操作过程如下:
PLC接线图如下:
1、根据系统回路图,把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、待老师检查后,按下主面板上的启动按钮,用下载电缆把计算机和PLC连接在一起,将PLC状态开关拔向“STOP”端,然后在开启PLC电源开关。
把以下程序下载到PLC主机里:
3、检查好后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,打开手旋阀1,按下SB1,气缸便按“A进→B进→A退→B退循环”动作,按下SB2,气缸按最后电磁铁位,运动到底后,停止。
C速度控制回路
本实验分四个部分:
a:
单作用气缸速度控制回路b:
双作用气缸速度控制回路
c:
快速回路d:
缓冲回路
一:
实验目的
1、了解速度可变的意义。
2、了解气缸实现速度可变的手段和方法。
3、了解节流阀在速度控制回路中的应用及工作原理。
二:
实验要求
对下列各气动回路,选取几种,对每项实验完成实验报告的内容。
三:
实验选用的速度控制系统回路图
a:
单作用气缸
1、单向节流阀调节单作用气缸进气速度回路
图22
2、单向节流阀调节单作用气缸回气速度回路
图23
3、排气节流阀控制回路
图24
4、手动阀控制双向速度调节回路
图25
5、电控阀控制双向速度调节回路
图26
6、快速排气阀速度控制回路
图27
7、电控快速排气阀速度控制回路
图28
8、回气单向快速排气阀速度控制回路
图29
9、进气单向快速排气阀速度控制回路
图30
b:
双作用气缸
1、单向节流阀实现排气调速
图31
2、单向节流阀实现进气调速
图32
3、慢进快退调速回路
图33
4、快进慢退调速回路
图34
5、节流阀双向调速回路
图35
6、电气控控制实现单向节流阀进气调速
图36
7、机械阀控制实现单向节流阀进气调速
图37
8、中间变速回路
图38
9、电气控制实现慢进快退调速回路
图39
10、电气控制实现快进慢退调速回路
图40
11、单向节流阀双向调速回路
图41
12、三位五通阀慢进快退中位可停调速回路
图42
13、三位五通阀双向调速回路
图43
14、三位五通阀快进慢退调速回路
图44
c:
快速回路
1、高速动作回路
图45
2、电气控制实现高速动作回路
图46
3、手控阀实现高速动作回路
图47
4、高速动作中位可停回路
图49
5、差动快速回路
图50
d:
缓冲回路
1、三位五通阀缓冲回路
图50
2、二位五通阀缓冲回路
图51
四、实验实例
例一:
以手动阀控制双向速度调节回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,把它们有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,通过手旋旋钮式阀3,此时单向节流阀1起作用,调节阀1单作用气缸4的前进速度可变,当旋钮式阀复位后,此时单向节流阀2起作用,调节阀2气缸4在弹簧的作用下,退回的速度也可变。
这就实现了双向可调速的目的。
例二、以中间变速回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,把它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,,压缩空气首先经单电控二位五通阀1,单向节流阀4,使双作用气缸压回初始位置。
3、以继电器接线来实现回路过程:
按下图完成电气线路的连接:
4、仔细检查后,按下主面板上的启动按钮,按下SB2,CT1得电,气缸前进,调节单向节流阀4,气缸前进速度可变,因为有节流阀的阻碍作用,气缸前进的速度是比较慢的,此为慢速前进,当按下SB3后,CT3得电,压缩空气经二位二通阀5到大气,把节流阀4短路,因为没有阻碍,气缸快速前进,此为快进。
5、按下SB1,CT1、CT3失电,电磁阀复位,气缸退回,此时,单向节流阀2开始工作,调节阀2,气缸退回的速度可调,当按下SB4,当按下SB4,CT2得电,压缩空气经二位二通阀3到大气,把单向节流阀2短路,气缸快速退回。
按下SB1,CT2复位。
例三、以高速动作回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,把它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由图可知,气缸首先将被压回气缸初始位置,然后按下图连接好电气线路:
按下主面板上的启动按钮,按下SB2,CT1得电,双作用气缸4的有杆腔通过排气口把快排阀3顶开,气体快速的被排出,气缸快速前进,当按下SB1后,CT1失电,双作用气缸换向,气缸退回时,压缩空气把快排阀2顶开,气体快速排出,气缸4快速退回。
例四、以二位五通阀缓冲回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,把它们有布局的卡在铝型台面上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由图可知,气缸首先将被压回气缸初始位置,然后按下图连接好电气线路:
按下主面板上的启动按钮,按下SB2,CT1得电,压缩空气经单向节流阀2进入双作用气缸5的无杆腔,气缸前进,在未碰到机械阀4时,双作用气缸的排气经阀4排气,气缸速度较快,当碰到阀4后,阀4换位,双作用气缸通过单向节流阀3节流排气,速度放慢,起到缓冲的作用。
D常用气动回路
一、选用的常用气动回路
1、手动自动选用回路
图52
2、过载保护回路
图53
3、互锁保护回路
图54
4、双缸并联同步回路
图55
5、双缸串联同步回路
图56
6、逻辑非门
图57
7、逻辑与门
图58
8、逻辑或门
图59
9、逻辑与非门
图60
10、逻辑与或门
图61
11、计数回路
图62
在上图所示回路中,按下阀1按钮,则气管信号经阀2至阀4的左或右控制端使气缸推出或退回。
阀3的换向位置,取决于阀2的搁置,而阀2的换位又取决于阀4和阀5的搁置。
如图所示:
按下阀1,气信号经阀2至阀3的右端气缸后退,同时阀5换位至左位,当阀1复位后,原通入阀3右控制端的气信号经阀1排空,阀5复位,于是气缸无杆腔的气经阀5至阀2左端,使阀2换至左位等待阀1的下一次信号输入。
当阀1第二次按下后,气信号经阀2的左位至阀4左控制端使阀4换至左位,气缸前进,同时阀4将气路切断。
待阀1复位后,阀3右控制信号经阀2、阀1排空,阀4复位并将气导至阀2左端使其换至右位,又等待阀1下一次信号输入。
这样,第1、3、5…次(奇数)按压阀1,则气缸退回;第2、4、6…次(偶数)按压阀1,则使气缸前进。
二、实验实例
例一、以手动自动选用回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,将它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由图可知,气缸首先被压回气缸初始位置,然后按下图连接好电气线路:
按下主面板上的启动按钮,当需要自动控制时,就按下SB2,CT1得电,压缩空气便通过单电控二位三通阀1,顶开梭阀3,进入单气控二位五通阀4的气控端,阀4换位,气缸前进,按下SB1,气缸退回。
当需要手动控制时,通过手旋手动阀2,压缩空气通过手动阀到达阀4的气控端,闪阀4换位,气缸前进,复位手动阀,气缸退回。
例二、以过载保护回路为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,将它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,然后调节阀4处于一定开度,不过一定要低于三联件所调的压力值。
使手旋阀1换位,压缩空气通过单气控二位五通阀2进入气缸5的无杆腔,气缸5前进,当气缸的负载太在时:
气缸到头后,就可假设气缸的负载很大,当压力超过阀4的调定压力后,阀4工作,压缩空气通过阀4顶开梭阀3,使单气控二位五通阀2换位,气缸退回。
起到保护作用。
例三、以逻辑或门为例
1、根据回路图,选择所需的气动元件,将它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、仔细检查后,按下启动按钮,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,由系统图可知,气缸首先将被压回气缸初始位置,当两只手动阀都不动作时,单气控二位五通阀不会动作,当两只手动阀任何一个动作,气路便顶开或阀,进入单气控二位五通阀控制端,五通阀动作,气缸前进。
第三部分:
继电器控制部分
一个气动系统的实现方式有多种,用继电器来控制实现气动回路的过程是最基本的一种方式,本实验部分例举了一些现实生活中的一些气动回路,学习用继电器来实现对它们的控制。
实验一电车、汽车自动开门装置
实验回路图如下:
图61
当气缸3退回时,关门,气缸3前进时,开门
电磁铁动作顺序如下:
CT1–气源关
CT1+CT2–关门
CT1+CT2+开门
实验操作过程:
1、根据回路图,选择所需的气动元件,将它们有布局的卡在铝型材上,再用气管将它们连接在一起,组成回路。
2、按下图,把电气连线接好:
3、仔细检查后,按下启动按钮,打开气泵的放气阀,压缩空气进入三联件,调节减压阀,使压力为0.4MPa后,当按下SB2后,CT1、KZ2、KZ1得电,同时相应的触点也动作,电磁阀1动作,由系统图可知,气缸首先退回(关门),当按下SB3后,CT2、KZ3得电,系统变成差动前进(开门),当再次按下SB2后,KZ2的常闭触点断开,SB3回路断电,CT2复位,气缸退回(关门),这样就周而复始的开关门啦。
当按下SB1后,气源关。
思考题
1、此系统用PLC可以实现吗?
如何编程?
实验二、鼓风炉加料装置
实验回路图如下:
图62
电磁铁动作顺序如下:
CT1–CT2–缸5、6退回到底,上下门关
CT1+缸5开门
CT1–缸5关门
CT2+缸6开门
CT2–缸6关门
实验操作过程:
1、根据回路图,选择所需的气动元件,将它们有布局的卡
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