电器控制与PLC实验指导书.docx

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电器控制与PLC实验指导书

《电器控制与PLC》实验指导书

实验一三相笼型异步电动机单向点动、长动控制

一、实验目的及要求

①熟悉控制电路中各电器元件结构、型号规格、工作原理、使用方法及其在电路中所起的作用。

②通过实验加深对三相异步电动机点动和长动控制电路工作原理的理解。

③掌握三相异步电动机点动和长动控制电路安装接线的步骤、方法、调试及排除故障的方法。

二、实验装置及仪表

三相笼型异步电动机1台三相刀开关1个

按钮3只交流接触器1只

熔断器5只热继电器1只

万用表1块接线端子板1组

电工工具1套导线若干根

三、电气原理图

实验电气原理图如图1．1所示。

四、实验步骤

（一）熟悉、检查电器元件

查看本次实验各电器元件，并将其型号规格等填入表1－1内。

检查各电器元件的质量，用万用表的欧姆档检测各电器的常开、常闭触点的通断情况，以及熔断器、刀开关的通断情况。

（二）按图接线

按图1－la主电路和图l－1c点动控制电路接线，从刀开关的下端开始自上而下地接线，先接主电路后接控制电路，最后接电源进线。

主电路使用导线的粗细按电动机的工作电流选取，中小容量电动机的辅助电路一般可用截面积为lmm2左右导线。

（三）检查电路

接线完成后，仔细检查电路有无漏接、短接、错接以及接线端的接触是否良好。

检查主电路，断开FU2，切除控制电路，用万用表欧姆档对各接点作通断检查。

检查控制电路，断开FU1，接通FU2，用万用表欧姆档对各接点作通断检查。

自检无误后，清理线头杂物，把主令开关安放在便于操作的位置上，查看三相电源电压是否正常，经老师检查后，再接通电源。

（四）通电实验

1．点动控制

合上电源开关Q，接通电源，操作按钮SB2，观察接触器KM、电动机动作情况,理解点动意义.

2．电动机正转起动、停止控制

断开电源，主电路不变，按图1-1d长动控制电路接控制回路，经老师检查无误后，接通电源，操作SB2、SB1，观察接触器KM动作情况以及电动机运行情况，理解自锁的意义。

3．断开电源，主电路不变，按图1-1b点、长动控制电路接控制回路，经老师检查无误后，接通电源，反复操作SB2、SB3、SB1，观察接触器KM动作情况以及电动机运行情况，理解复合按钮SB3的作用。

4．故障的分析及排除。

实验过程中若出现异常现象，应立即切断电源，并记录下故障现象。

分析并排除故障，再通电实验（也可由老师人为设置故障点）。

5．结束实验

实验完成后，先切断电源，再拆线并清点整理电器元件和实验器材。

五、注意事项

①把电路接好后，先进行自检，经老师检查正确后，再通电实验。

②实验中如发现有接触器振动、有噪声、主触点燃弧严重、电动机不能正常起动等异常现象，应立即切断电源，分析原因，排除故障后再通电实验。

③热继电器安装时应使盖板向上以便散热，确保在工作时使其保护特性符合要求。

六、故障分析题

①图1-la主电路和图1-1b点动、正转控制电路一旦接通电源，不操作按钮SB2，电动机立即运转的故障是什么原因？

②图1-la主电路和图1－b点动、正转控制电路，按下起动按钮SB2后，电动机不能起动的故障原因是什么？

③图1-la主电路和图1-1c点动控制电路，操作SB2，不能实现点动的故障原因是什么？

④若在实验过程中出现故障，请把故障电路画出来，分析其原因并写出排除故障的过程。

七、思考题

①主电路中若有一相熔体接触不良，会出现什么情况？

②说明图1-1b点动、正转控制电路中按下SB3为何是点动？

③若将电源线的L2与L3对调，将会产生什么情况？

原因是什么？

实验二三相笼型异步电动机的正、反转控制

一、实验目的及要求

①掌握三相笼型异步电动机可逆旋转控制电路的工作原理，加深理解电路中电气联锁与机械联锁的原理。

②进一步熟悉异步电动机控制电路的接线方法。

③学会可逆旋转控制电路的故障分析及排除故障的方法。

二、实验装置及仪表

三相笼型异步电动机1台三相刀开关1个

交流接触器2只按钮3只

熔断器5只热继电器4只

接线端子板1组万用表1块

电工工具1套导线若干根

三、电气原理图

实验电气原理图如图所示。

四、实验步骤

（一）检查元器件及接线

①检查按钮、交流接触器、热继电器、三相刀开关、熔断器等所有电器元件质量是否良好，查看型号规格，明确使用方法。

②按电气原理图，遵循一般接线规律，正确连接电路。

③自检电路无误，经老师检查后，可接通电源。

主电路具有电气互锁的控制电路具有复合互锁的控制电路

（二）通电实验

1、具有电气互锁的控制电路。

①正反转运行。

分别按SB2、SB3，观察电动机正反转运行情况，按SB1则停机。

②电气互锁、机械互锁控制的验证。

同时按下SB2和SB3，接触器KM1和KM2均无电，电动机不转。

按下正转按钮SB2，电动机正向运行，再按反转按钮SB3，观察电动机运行情况。

2、具有复合互锁的控制电路

操作步骤同1、的①、②，观察电动机运行情况。

3、若在实验中出现异常现象，则断开电源，记录下故障现象分析并排除故障，再通电实验。

五、注意事项

①主电路KM1和KM2主触点的换相连线须正确。

②按钮SB2和SB3常开、常闭触点接成联锁线须正确，并仔细检查，以防“自起动”甚至造成短路故障。

③电动机不宜频繁持续由正转变反转，反转变正转，故不能频繁持续操作SB2和SB3。

六、故障分析

①按下正、反转按钮，电动机旋转方向不变的故障原因是什么？

②画出实验中出现故障的电路图，分析故障原因并写出排除故障的过程。

七、思考题

①若频繁持续操作SB2和SB3，会产生什么现象？

为什么？

②同时按下SB2和SB3，会不会引起电源短路？

为什么？

③当电动机正常正向／反向运行时，很轻地碰一下反向起动按钮SB3／正向起动按钮SB2，即未将按钮按到底，电动机运行状况如何？

为什么？

④如何判断与检查，主电路是否倒相接线？

实验三三相笼型异步电动机Y一减压起动控制

一、实验目的及要求

①了解空气阻尼式时间继电器的结构、原理和使用方法。

②掌握Y一减压起动控制电路工作原理。

③进一步熟悉电路的接线方法，故障分析及排除方法。

二、实验装置及仪表

三相笼型异步电动机1台

三相刀开关1个转换开关1只

熔断器5只交流接触器3只

时间继电器2只按钮3只

接线端子板2组万用表1块

秒表1块电工工具1套

导线若干根

三、电气原理图

实验电气原理图如图所示。

三相笼型异步电动机Y一减压起动控制电路

四、实验步骤

（一）检查元器件及接线

①按常规要求查看各电器元件型号规格、质量情况，明确使用方法。

特别是对空气阻尼式时间继电器，用手操作检查延时情况，再检查时间继电器的瞬时、延时动作触点的位置。

②遵循一般接线规律，按图接线。

注意电动机六个出线标志的正确接线。

③自检电路无误后，适当调整时间继电器的延时时间，经老师再作检查后，可接通电源。

（二）通电实验

操作SB2和SB1观察电动机实现Y-切换的减压起动过程，记录下从按下SB2、Y接法起动到切换成接法的时间s。

③实验过程中若出现异常现象，断开电源，记录下故障现象。

分析并排除故障，再通电实验。

五、注意事项

①通电前重点检查主电路中电动机六个出线端的接线，以及KM2、KM3主触点的接线，确保电动机实现Y-切换。

②注意控制电路中联锁线的正确接线，SB3常开、常闭触点接线正确。

③时间继电器的衔铁释放方向正确。

六、故障分析

①合上电源开关Q，按下SB2，KM1和KM2得电动作，电动机起动，

但时间继电器延时时间已过，电路仍无切换动作，故障的原因是什么？

又如何将故障排除？

②若在实验过程中出现故障，画出错接的电路图，对故障原因加以分析。

七、思考题

①若把图1－3中时间继电器的延时常开、常闭触点，错接成瞬时动作的常开、常闭触点，电路的工作状态如何变化？

②若把图中时间继电器的延时常开、常闭触点接反了，电路的工作状态如何变化？

③请设计一个用断电延时的时间继电器控制的Y-减压起动控制电路。

实验四三相笼型异步电动机制动控制

一、实验目的及要求

①掌握三相异步电动机时间原则能耗制动工作原理及方法。

②熟悉三相异步电动机时间原则能耗制动接线及调试方法，学会排除故障方法，了解能耗制动效果。

二、实验装置及仪表

三相异步电动机1台三相和单相刀开关各1个

熔断器7只交流接触器2只

热继电器1只按钮2只

滑线变阻器（100Ω／4A）1只万用表1块

直流电源1个接线端子板2组

电工工具2套导线若干根

三、电气原理图

实验电气原理图如图所示。

直流电源电压：

UDC＝IDCR

式中IDC--能耗制动直流电流（A）；

R--定子绕组的冷态电阻（Ω）。

能耗制动电流

IDC＝1.5IN

式中IN--电动机的额定电流。

四、实验步骤

①查看三相异步电动机铭牌上额定电流IN＝，测量三相异步电动机定子绕组的冷态电阻R＝，确定能耗制动直流电压UDC＝。

检查各电器元件的质量情况，明确各触点位置及使用方法。

②遵循一般接线规律，按图1．5接线。

③检查电路，调整直流电源电压为UDC的值，调整时间继电器KT的延时时间，经老师检查无误后，合上Q1和Q2，接通电源。

④通电实验。

操作SB1和SB2，观察电动机起动、运行及能耗制动的情况。

调节滑线变阻器RP，即改变电动机两绕组间直流电压UVW大小，操作SB1和SB2，观察能耗制动的情况。

将RP变大（UVW变小）的制动时间与RP变小（UVW变大）的制动时间作比较。

⑤在实验过程中若出现异常现象，断开电源，记录下故障现象。

分析并排除故障，然后再通电实验。

五、注意事项

①通电实验前将直流电源调整好，滑线变阻器也调整好。

②复习时间继电器用法，明确常开、常闭和延时及瞬时触点的位置，注意衔铁释放方向，调整好延时时间。

③仔细检查电路，操作注意安全。

六、故障分析

①电动机正常起动，按下SB1，电动机与三相电源断开，KM2得电进行能耗制动，但SB1松开后制动立即消失，电动机按惯性转动，试分析故障原因是什么？

请写出排除故障方法。

②电动机正常起动，按下SB1，电动机能耗制动，停车后发现定子绕组上仍有直流电流，这故障原因是什么？

又如何将故障排除？

③实验过程中若有异常现象，请分析故障原因是什么？

又是如何排除的？

七、思考题

①将滑线变阻器RP阻值变大，制动时间是变长了还是缩短了？

为什么？

②改变时间继电器的延时时间会对制动效果有什么影响？

实验五编程器的使用练习及定时器、计数器应用实验

1．实验目的

1）通过实验了解和熟悉PLC的结构和外部接线方法；

2）了解和熟悉简易编程器或编程软件的使用方法；

3）掌握简单程序的写入、编辑、监视和模拟运行的方法，熟悉PLC的基本指令，掌握定时器、计数器的工作原理。

2．实验装置

1）FX系列PLC1台；

2）FX-20P-E简易编程器1只或装有编程软件的计算机1台（附连接电缆）；

3）开关量输入电路板1块。

3．实验内容

（1）PLC外部接线PLC外部接线图如图8-28所示，用开关量输入电路板上的按钮或开关信号作为PLC的输入，PLC输出可不接，直接通过在PLC输出指示灯上观察输出情况。

图8-28PLC的外部接线图

（2）程序的写入、检查及修改将编程器或装有编程软件的计算机接到PLC上，并将PLC上的“RUN”开关拨到“STOP”位置，接通PLC的电源。

选择联机方式，按[RD/WR]键，使编程器处于W（WR）工作方式，再按以下顺序操作：

[NOP]-[A]-[GO]-[GO]，将PLC用户程序存储器中的内容全部清除。

同样，也可按编程软件的操作方法将用户程序清除。

用编程器或计算机写入图8-29a对应的梯形图或指令表程序，写入后从第0步开始逐条检查程序；如发现错误，显示出错误指令后再写入正确的指令。

图8-29简单梯形图程序

（3）程序模拟调试写入的程序经检查无错误后，断开实验板上的全部输入开关，将“RUN”开关拨到RUN位置，写入的程序开始运行，同时“RUN”的LED灯亮。

按照表8-1所示操作X0-X2对应的钮子开关，通过PLC上的LED观察Y0和Y1的状态，并填入表中。

表中

表示开关接通后马上断开（模拟按钮的操作），0、1分别表示开关断开和接通。

表8-1信号状态表

（4）指令的读出、删除、插入和修改将“RUN”开关拨到“STOP”位置，将图8-29a的梯形图程序改为如图8-29b所示的梯形图程序，按下述步骤进行操作：

1）删除指令ANDX2和OUTY1；

2）在ANIX1之前插入ANIX3；

3）将ORY0改为ORY2，将OUTY0改为OUTY2。

完成上述操作后，检查修改后的程序是否与梯形图一致；不一致，则按梯形图改正。

运行修改后的程序，检查程序是否能完成修改后的功能。

（5）清除已运行的程序，然后写入图8-30所示的定时器、计数器程序，检查无误后进行运行，并用编程器或计算机完成以下监视工作：

图8-30定时器、计数器梯形图程序

1）改变X0和X1的状态，监视M10和M11的状态。

2）用X1控制T1的线圈，监视T1的当前值和触点的变化情况。

3）在下述情况下监视C1的当前值、触点和复位电路的变化情况：

先接通X2对应的开关，并用X3对应的开关给C1提供计数脉冲；然后断开X2对应的开关，用X3对应的开关发出8个计数脉冲；最后重新接通X2对应的开关，记录上述各步观测到的现象。

4.实验报告内容

1）整理出模拟运行各程序及监视操作时所观察到的现象。

2）分析定时器T1、计数器C1的工作原理及相应触点动作的时序。