PLC实验报告.docx
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PLC实验报告.docx
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PLC实验报告
PLC实验报告
绪论1
综合设计实验内容1
1电动机正反转控制实验1
1.1设计要求1
1.2设计任务和目的1
1.3实验原理及电路1
1.4实验器材2
1.5I/O地址分配表及硬件接线图2
1.6实验程序3
1.7调试过程及结果4
2多种液体混合模拟实验4
2.1设计要求及控制要求4
2.2设计任务和目的5
2.3实验原理及电路5
2.4实验器材5
2.5I/O地址分配表及硬件接线图5
2.6实验程序6
2.7调试过程及结果7
3舞台灯光控制实验7
3.1设计要求及控制要求7
3.2设计任务及目的8
3.3实验原理及电路8
3.4实验器材9
3.5I/O地址分配表及硬件接线图9
3.6实验程序9
3.7调试过程及结果19
四心得体会20
五参考文献21
绪论
可编程控制器在工业领域早已得到广泛的应用和发展;它是一种数字运算操作的电子系统,采用可以编制程序的存储器,用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口,控制各种类型的机械设备或生产过程。
在这里,我们通过了解西门子S7-200系列PLC的工作原理,培养解决实际工程技术问题的能,培养综合应用所学知识的能力、独立工作能力和团结协作能力,掌握根据工艺要求设计较复杂的、现代化的电气控制系统的方法,并学会调试与操作。
综合设计实验内容
1电动机正反转控制实验
1.1设计要求
实现对电动机正转和反转的控制,在启动时电动机都是从星形(Y)联接开始,5s后转换为三角形(△)联接,电动机按全电压状态运行。
为了安全起见,正反转控制线路需要电气互锁。
1.2设计任务和目的
(1)熟悉机床电气中三相异步电动机的正反转控制;
(2)熟悉异步电动机星三角启动控制的工作原理;
(3)掌握异步电动机的常规控制电路设计;
(4)掌握顺序控制的原理及编程方法。
1.3实验原理及电路
星三角(Y-△)降压启动是在正常运行时定子绕组作三角形(△)联接的异步电动机使用的启动方式,通过改变电机定子绕组的接线方式从而改变电压,达到降低启动电流的目的。
使得启动电流是直接启动时的1/3。
电动机要实现正反转控制,只用将其电源的相序中任意两相对调即可,通常是V相不变,将U相与W相对调,为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序,接线时应使接触器的上口接线保持一致,在接触器的下口调相。
由于将两相相序对调,故须确保二个KM线圈不能同时得电,否则会发生严重的相间短路故障,因此必须采取联锁。
为安全起见,常采用按钮联锁(机械)与接触器联锁(电气)的双重联锁正反转控制线路;在这里应用接触器联锁,即使同时按下正反转按钮,调相用的两接触器也不可能同时得电,有效地避免了相间短路,保护了电机,同时也避免在调相时相间短路造成事故,烧坏接触器。
图1-1星三角启动及正反转控制的电气原理图
1.4实验器材
I/O转换模块装置一套、电动机正反转模块一块、编程电脑一台、PLCUSB/PPI编程电缆、万用表、连接导线若干根。
1.5I/O地址分配表及硬件接线图
表1-1I/O地址分配表
图1-2硬件接线图
1.6实验程序
1.7调试过程及结果
将此程序下载到PLC中,运行状态下,通过观察I/O的LED显示及电机的正反转符合实验要求。
2多种液体混合模拟实验
2.1设计要求及控制要求
图3-1为三种液体混合演示模块。
Li,i=1,2,3模拟液位传感器的状态,T模拟温度传感器,都用开关选择开断,达到规定温度后接通。
液体1、2、3与混合液体阀由Qi,i=1,2,3控制,用红色发光二极管表示阀门的通断,点亮表示阀门打开,熄灭表示阀门关闭,Q4表示加热器的状态,Q5表示搅拌器的状态,Q6表示混合液体的流量。
图2-1多种液体混合图
其控制要求如下:
(1)初始状态
装置投入运行时,液体1、2、3阀门Q1、Q2、Q3关闭,混合液体阀门Q6打开一定时间(3S)容器放空后关闭。
(2)启动操作
按下启动按钮,装置开始按下列给定规律运转:
①液体1阀门Q1打开,液体1流入容器,当液面到达L3时,L3接通,关闭液体1阀门Q1,打开液体2阀门Q2。
②当液面到达L2时,关闭液体2阀门Q2,打开液体3阀门Q3。
③当液面到达L1时,关闭阀门Q3。
并开启加热器Q4。
④当温度传感器到达设定温度时,Q5搅匀电机启动,开始对液体进行搅匀。
⑤通过一段时间的延时,搅匀电机停止工作,出水阀门Q6打开,将搅匀的液体放出。
(3)停止操作
按下停止按钮后,要将当前的混合操作处理完毕后,才停止操作。
2.2设计任务和目的
(1)了解多种液体混合的基本原理和工程应用;
(2)掌握置位和复位等多条基本指令;
(3)熟练使用PLC编程与程序调试。
2.3实验原理及电路
在化工生产中,经常存在将多种液体按照比例混合这一工艺过程,多使用PLC实现液体混合的控制。
根据液体的比例和流量,计算出液体流入时间,实现不同比例的混合,然后将混合液体充分搅拌并加热。
2.4实验器材
I/O转换模块装置一套、液体混合模块一块、编程电脑一台、PLCUSB/PPI编程电缆、万用表、连接导线若干根。
2.5I/O地址分配表及硬件接线图
地址
符号
地址
符号
I0.0
启动
Q0.0
阀门Q1
I0.1
停止
Q0.1
阀门Q2
I0.2
L1
Q0.2
阀门Q3
I0.3
L2
Q0.3
阀门Q4
I0.4
L3
Q0.4
阀门Q5
I0.5
T
Q0.5
阀门Q6
表2-1I/O地址表
图2-2硬件接线图
2.6实验程序
2.7调试过程及结果
按照电气接线图将输入与输出接好,在电脑上打开STEP7-Micro/WIN软件,新建项目,并与S7-200建立通讯连接,将上面编写好的程序下载到PLC中。
运行状态下,通过观察I/O的LED显示查看程序的符合控制要求。
3舞台灯光控制实验
3.1设计要求及控制要求
图4-1为舞台灯光自动控制演示装置,它共有10道灯管,直线、拱形、圆形及文字形状。
(1)闪烁的时序为:
外围灯管(G和A)从外向里依次闪烁(D和E),然后中间文字(K、N、T)依次闪烁,最后外围灯管从里向外依次闪烁,循环往复(所有的定时时间为3S);
从外围灯管A开始,依次按照字母顺序闪烁(A→B→C→D→E...),最后K、N、T三个字母同时闪烁5次后熄灭(所有的定时时间为3S);
(2)自行设计一个霓虹灯广告屏控制程序,霓虹灯的工作时序自定;
(3)写出I/O地址分配表、画出硬件接线图,并按照电气接线图将输入与输出接好;
(4)在电脑上打开STEP7-Micro/WIN软件,新建项目,并与S7-200建立通讯连接;
(5)将编写好的程序下载到PLC中。
运行状态下,通过观察I/O的LED显示查看程序的正确性。
3.2设计任务及目的
(1)掌握舞台艺术灯和广告屏控制器的设计方法
(2)掌握置位和复位等多条基本指令
(3)熟练使用PLC的编程与程序调试
3.3实验原理及电路
当今生活中,各式各样的霓虹灯广告和舞台灯光色彩缤纷,用以吸引观众的注意力。
而对于这些灯饰的控制都可以采用PLC进行控制,如灯光的闪耀、移位及时序的变化等。
这个舞台艺术灯饰共有10道灯,分别用白、黄、红色发光二极管组成。
图3-1舞台灯光图
3.4实验器材
I/O转换模块装置一套、舞台灯光模块一块、编程电脑一台、PLCUSB/PPI编程电缆、万用表、连接导线若干根。
3.5I/O地址分配表及硬件接线图
地址
符号
地址
符号
I0.0
启动
Q0.4
E
I0.1
停止
Q0.5
K
Q0.0
A
Q1.0
N
Q0.1
B
Q1.1
T
Q0.2
C
Q1.2
F
Q0.3
D
Q1.3
G
表3-1I/O地址表
图3-2硬件接线图
3.6实验程序
3.7调试过程及结果
按照电气接线图将输入与输出接好,在电脑上打开STEP7-Micro/WIN软件,新建项目,并与S7-200建立通讯连接,将编写好的程序下载到PLC中。
运行状态下,通过观察I/O的LED显示查看程序符合控制要求。
四心得体会
我们的自动控制综合实验基于学习了解西门子S7-200系列PLC的工作原理,培养解决实际工程技术问题的能力,培养综合应用所学知识的能力、独立工作能力和团结协作能力,掌握根据工艺要求设计较复杂的、现代化的电气控制系统的方法,并学会调试与操作。
很幸运,各位同学在各位老师的细心指导和同学之间的团结协作下都顺利完成各项任务。
此次实验包括电动机正反转控制实验,多种液体混合模拟实验以及舞台灯光控制实验和交通灯控制实验。
实验要在不足一周的时间里完成,我们每小组需要完成每项实验的硬件原理接线图、梯形图编写、程序运行调试等多项任务,我们该如何协同合作呢?
为了提高实验效率,同时又能让每位队员都积极参与到实验中来,共同学习和进步,我们小组自行分为硬件小组和软件小组。
我自行加入实验的硬件接线调试和运行观测小组。
起初,自己真是一无是处,连简单的接线图都不能顺利敲定,但在我们小组的商讨帮组下,我们个个都很快熟悉了PLC硬件接线,懂得了如何接好每根线,如何检查每个线路是否连线正确,最终我们达到了不看实验原理图接线图也能顺利完成接线。
任何事情开始都不会太顺利太简单,但我们要学会坚持、反思和学习。
任何熟悉的事都是从陌生开始的。
此次实验我再次体会到这句简单的哲理。
实验过程中,我们的同学都很积极,从同学的身影中看到,我们已不再是大一时那么慌慌张张的小孩子,四年来大家都学会了成长,如今看到的更多是他们的成熟和稳重。
实验中还出现了一个小小的插曲,我们XX届毕设选题在星期四下午拉开了帷幕,当时大家都忙着选毕设题目,没有心思做实验,真的很感谢老师当时给予我们的理解和支持。
最后也感谢给予我帮助的同学们。
五参考文献
[1]张凤珊.电气控制及可编程序控制器.2版[M].北京:
中国轻工业出版社,2003.
[2]《工厂常用电气设备手册》编写组.工厂常用电气设备手册.2版[M].北京:
中国电力出版社,1998.
[3]齐占庆,王振臣.电气控制技术[M].北京:
机械工业出版社,2002.
[4]S7-200CN可编程序控制器手册[M].西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团,2005.
[5]郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京:
东南大学出版社,2003.
[6]吴晓君,杨向明.电气控制与可编程控制器应用[M].北京:
中国建材工业出版社,2004.
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