电气控制与可编程控制器实训报告Word文档下载推荐.docx
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序号
任务名称
开始时间
完成时间
持续时间
1
实训动员、讲解实训内容、要求及安全注意事项，并进行实训分组
12月30日
1天
2
对基本低压电器件的认识、掌握原理及使用方法、实现简单元器件连接的电路设计
12月31日
3
实现综合电路图的设计、按要求组装电控柜、实现综合器件连接
1月2日
4
PLC的基本硬件组成及工作方式，了解PLC的外部接线（输入、输出）
1月3日
5
实现与CP1E控制器的数据通信设置、及对CX-ONE编程软件使用、程序的上传、下载
1月4日
6
PLC典型的功能
1月7日
7
PLC控制系统的设计法之逻辑法---通风机的运行状态监测
1月8日
8
PLC控制系统的设计法之经验设计法---送料小车的自动控制系统
1月9日
9
实训总结，完成实训报告，组内、组外互评，答辩
1月10日
三、实训内容
一、实训内容
本次实训主要包括《机床电器控制》课程部分实验、电气控制柜的设计、安装与调试、过程控制以及PLC控制系统的设计、软件编程等四部分内容。
整个实训分指导教师讲解和同学们实践动手操作两个过程。
指导教师讲解内容包括：
1、讲解实训内容、要求、时间安排、安全注意事项及考核方法。
2、结合本指导书讲解YS-5624型电机控制系统实验装置的基本结构、工作原理，布置实验内容及要求。
3、布置电气控制系统的设计题目及具体要求。
4、结合实物，介绍接触器、继电器、行程开关等常见低压电器的结构、工作原理、电气参数和安装维护方法。
5、介绍电气控制线路设计应遵循的原则，电气原理图、接线图及位置图的绘制方法。
6、介绍系统安装、配线和调试的基本技巧，讲解一些常见故障的处理方法。
7、结合本指导书讲解过程控制系统实验装置的基本结构，各单元的功能。
8、布置过程控制系统的设计题目及具体要求。
9、介绍PLC系统设计的方法、步骤、注意事项，以及调试过程。
10、结合实验装置讲解PLC编程工具的使用以及注意事项。
11、除了指导教师讲授以上的内容外，其它时间由学生自己按要求实习操作，指导教师进行有针对性的辅导，随时解答学生们的疑问，及时处理实习中遇到的问题。
实训进行方式
为了提高效率、讲求实效、取得预期的收获，本次生产实训建议按以下方式进行。
实训前预习
预习是实训前的重要准备工作，是保证实训顺利进行的必要步骤，也是培养学生独立工作能力、提高实训质量与效率的重要环节，要求做到：
实训前应复习相关课程的内容，熟悉有关理论知识。
认真阅读实训指导书，了解本次实训的内容、方法、要求和系统工作原理，明确实训过程中应注意的问题，有些内容可到实训教室对照实物预习（如熟悉所用仪器设备、抄录有关电器产品的铭牌数据、产品的使用说明书等，有条件的同学也可上网了解相关内容）。
按照实训指导书熟悉有关实验线路，明确接线方式，拟出实训步骤，列出实训时需记录的各项数据表格等。
实训预习期间进行学生分组，每组4-6人，安排组长1人，明确组内合理分工，预习需人人进行，由组长负责检查，实训前每组应就有关实习内容进行讨论，做到心中有数。
实训进行
整个实训过程中必须严肃认真，集中精力按时完成工作。
（1）预习检查、严格把关
实训开始前应由指导教师检查预习质量（包括对本次实习的理解、认识及预习报告），当确认已做好了实训前的准备工作方可开始实训，对于因没有预习而对本次实习的目的、内容、方法、要求了解很差的同学，应拒绝其参加实训。
（2）分工配合、协调工作
实训以小组为单位进行，组长负责实习的安排，如分配记录、接线、安装、调试及检查等各项工作，务求在实训过程中人人动手、个个主动、分工配合、协调操作，做到实训内容完整、方法得当、数据准确。
（3）按图接线、力求简明
根据拟定的实训线路及选用的仪表设备，按图接线，力求简单明了。
接线原则是先串联后并联，即由电源开始先连接主要的串联电路，例如单相或直流电路，应从一极出发，经过主要线路的各仪表、设备，最后返回另一极。
串联电路接好后再把并联支路逐段并上。
主回路与控制回路应分清，根据电流大小，主回路用粗导线连接，控制回路用细导线连接，每个接线柱上的接线尽量不超过三根。
（4）确保安全、检查无误
为了确保安全，线路接好后应互相校对并请指导教师检查，确认无误后方可合闸通电。
（5）按照计划、操作测试
按实训步骤，由简到繁、逐步进行操作测试，实训中要严格遵守操作规程和注意事项，仔细观察实习中的现象，认真做好数据测试工作，并结合理论分析与预测趋势相比较，判断数据的合理性。
（6）认真负责、完成实训
实训完毕后，应将实习记录数据或完成制做的实物交指导教师审阅，经指导教师认可签字后才允许拆线、整理现场，并做到导线分类整理，仪表、工具物归原处。
实训报告
实训报告是实训工作的总结提高和最后成果，也是对学生分析能力和工作能力的进一步培养和锻炼，因此必须独立书写，每组一份，应对实训数据及实训中观察和发现的问题进行整理讨论、分析研究，得出结论，写出心得体会，以便积累一定的实际经验。
撰写实虚报告应具有严肃认真的态度，报告要求条理清楚、简明扼要，字迹端正、图表规范，分析认真、结论明确。
实习报告内容应主要包括以下几方面
实训名称、专业、班级、组别、姓名、学号、实习日期。
列出实训用主要仪器仪表、设备的名称、型号及数量。
实训目的和要求。
给出实训时所用的电气线路图。
写出实训项目、调试步骤，总结测试方法。
整理实训数据，在记录数据的表格上应注明试验条件，某些数据如系计算所得，应列出计算公式，并举例说明。
分析讨论实习中遇到的问题，写出心得体会以及合理化建议和改进措施。
安全操作注意事项：
为了保证生产实训的顺利进行，确保实训时的人身与设备安全，要严格遵守实习安全操作规程，并注意以下事项：
人体不可接触带电线路。
电源必须经过自动空气开关、熔断器之后接入设备、系统。
接线或拆线都必须在切断电源（即拉开电源空开）的情况下进行。
学生完成接线并允许合闸时，须招呼全组同学引起注意后方可接通电源，实习中如发生事故，应立即切断电源开关，并保持线路原状和故障现场，报告并协助指导教师查清问题、妥善处理故障后才能继续进行实训。
实训时应注意衣服、围巾、发辫及实训接线用的导线等不得卷入电机的旋转部分，不得用手或脚去促使电机起动或停转，以免发生危险。
操作开关时应迅速果断、快合、快断，以保持开关接触良好。
YS-5624电机控制系统实验装置的电动机励磁电源熔丝容量有限，一般不要作为其它直流电源使用。
当实验中采用接触器两组变流装置时，须特别注意输出电压的极性及Ublf、Ublr的接法。
在实训过程中，若突然发现电网停止供电，须立即切断实训地点的全部电源开关。
若实习中接线偶然脱落，也须很快切断电源，并只准在切断电源后才可以把导线接回原处。
实训场地的总电源由实验室老师负责操作，其他人员不得乱动。
1、项目需求描述
一．实训主要仪器有：
电柜箱（一个）、行程开关（二个）、接触器（二个）、热继电器（一个）、时间继电器（1个）、电机（1个）、接线端子（二个）、PLC（一个）、24V直流电源（一个）、三项空气开关（二个）、两项空气开关（一个）电流表（一个）电压表（一个）、按钮（8个）、指示灯（8个）、导线若干。
实训工具：
发黑斜嘴钳（一个）、螺丝刀（二个）。
三．实训目的：
电气实训是我院数控技术专业教学计划中一个重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解和掌握本专业电气自动化控制方面的知识，检查巩固和丰富已学过的专业知识，培养学生理论联系实际，在实践中调查研究，观察问题、分析问题和解决生产实际问题的能力及方法，培养学生的实践动手能力，为后续专业课程的学习及以后参加工作打下基础。
实训应安排在学生学习完全部基础理论课、技术基础课及部分专业课后进行，现安排在第三学期期末进行。
为了使学生更好地了解和掌握本专业基本的生产实际知识及发展方向，结合我院具体情况，现将实训主要安排在本院的各实验室进行，目的是利用我院现有的场地、设备及器材等有利条件，给学生创造更多的实践动手、接触实际的机会，增强其综合素质，适应当今社会对学生动手能力的更高的要求。
四．实训要求：
1.熟悉和掌握一些基本低压电器的结构，工作原理，性能参数及其在自动控制系统中的应用。
2.掌握YS-5624型电机控制系统试验装置的基本构成，功能及电路原理。
3.掌握电控柜的各部件连接的电路原理图，实现其综合布线。
4.掌握PLC（CP1E）的基本组成及工作方式。
5.了解PLC的指令系统及典型控制程序。
6.根据电气控制的时间原则、速度原则、行程原则和电流原则，可独立进行电气控制线路的设计，并按要求绘制出准确、完整的电气原理图、接线图和位置图。
7.能够独立进行系统的安装、调试及简单故障的分析处理。
8.正确的应用PLC，培养学生解决工业控制、工业检测等领域的具体问题的能力。
9.通过实训，熟悉PLC应用系统设计，软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。
10.进行基本技能训练，例如组成系统、编程、调试、查阅资料、绘图、编写说明书等；
使学生理论联系实际，提高动手能力、分析问题和解决问题的能力。
五．通过实训是我们充分的了解了各个部件的工作原理和使用的方法，并且使我们在课堂上学习到的知识充分的得到了巩固，使我们的动手能力有了很大的提高，尤其对各个元器件的基本知识有了充分的认识。
一、继电器（relay）的工作原理和特性
当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。
可分为电气量（如电流、电压、频率、功率等）继电器及非电气量（如温度、压力、速度等）继电器两大类。
具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。
广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；
处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。
它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。
热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。
恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。
按开关型式可分为常开型和常闭型。
按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。
二、继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。
根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。
在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。
而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。
当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。
这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。
它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
三、继电器测试
1、测触点电阻
用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0，（用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内）；
而常开触点与动点的阻值就为无穷大。
由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。
2、测线圈电阻
可用万能表R×
10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。
3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表，给继电器输入一组电压，且在供电回路中串入电流表进行监测。
慢慢调高电源电压，听到继电器吸合声时，记下该吸合电压和吸合电流。
为求准确，可以试多几次而求平均值。
4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试，当继电器发生吸合后，再逐渐降低供电电压，当听到继电器再次发生释放声音时，记下此时的电压和电流，亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。
一般情况下，继电器的释放电压约在吸合电压的10～50％，如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。
四、继电器的电符号和触点形式
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。
同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。
继电器的触点有两种表示方法：
一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。
另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。
继电器的触点有三种基本形式：
1.动合型（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。
以合字的拼音字头“H”表示。
2.动断型（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。
用断字的拼音字头“D”表示。
3.转换型（Z型）这是触点组型。
这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。
线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。
这样的触点组称为转换触点。
用“转”字的拼音字头“z”表示。
五、继电器的选用
1.先了解必要的条件
①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；
②被控制电路中的电压和电流；
③被控电路需要几组、什么形式的触点。
选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。
控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。
2.查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。
若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。
最后考虑尺寸是否合适。
3.注意器具的容积。
若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。
对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
六、继电器技术的发展
微电子技术、电子计算机技术、现代通讯技术、光电子技术以及空间技术的飞速发展，对继电器技术提出了新的要求，新工艺、新技术的发展无疑对继电器技术的发展起到促进作用。
微电子技术和超大规模IC的飞速发展对继电器也提出了新的要求。
第一是小型化和片状化。
如IC封装的军用TO－5（8.5×
8.5×
7.0mm）继电器，它具有很高的抗振性，可使设备更加可靠；
第二是组合化和多功能化，能与IC兼容、可内置放大器，要求灵敏度提高到微瓦级；
第三是全固体化。
固体继电器灵敏度高，可防电磁干扰和射频干扰。
计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加，带微处理器的继电器将迅速发展。
80年代初，美国生产的数字式时间继电器就可用指令对继电器进行控制，继电器与微处理器的组合发展，可形成一个小巧完善的控制系统。
由计算机控制的工业机器人目前以每年3.5％的速度增长，现在，计算机控制的生产体制已能在一条生产线上生产多种低成本的继电器，并可自动完成多种操作及测试工作。
通讯技术的发展对继电器的发展具有深远的意义。
一方面是由于通讯技术的迅速发展使整个继电器的应用增加。
另一方面，由于光纤将是未来信息社会传输的主动脉，在光纤通讯、光传感、光计算机、光信息处理技术的推动下将出现光纤继电器、舌簧管光纤开关等新型继电器。
光电子技术对于继电器技术将产生巨大的促进作用，为实现光计算机的可靠运行，目前已试制出双稳态继电器。
为了提高航空、航天继电器的可靠性，期望继电器失效率应由目前的0.1PPM降至0.01PPM；
载人空间站则要求达到0.001PPM。
耐温要达到200℃以上，耐振要求高于490m/s，同时应能承受2.32×
10（4）C/Kg的α射线辐射。
为满足空间要求，必须加强可靠性研究，并建立专门的高可靠生产线。
新型特殊结构材料、新分子材料、高性能复合材料、光电子材料，还有吸氧磁性材料、感温磁性材料、非晶体软磁材料的发展对研制新型磁保持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重要的意义，并必将出现新原理、新效应的继电器。
随着微型和片式化技术的提高。
继电器将向二维、三维尺寸只有几毫米的微型和表面贴装化方向发展；
现在国际上有些厂家生产的继电器，体积只有5～10年前的1/4～1/8。
因为电子整机在减小体积时，需要高度不超过其它电子元件的更小的继电器。
通讯设备厂家对密集型继电器的需求更加热切，日本FujitsuTakamisawa公司生产的一种BA系列超密集信号继电器的大小只有14.9（W）×
7.4（D）×
9.7（H）mm，主要用于传真机和调制解调器，能承受3kV的波动电压。
该公司推出的AS系列表面安装继电器的体积仅为14（W）×
9（D）×
6.5（H）mm。
在功率继电器领域尤其需要安全可靠的继电器，如高绝缘性继电器。
日本FujitsuTaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含五个放大器，采用高绝缘性小截面设计，尺寸为17.5（W）×
10（D）×
12.5（H）mm。
由于机芯和外缘之间采用强化绝缘系统，其绝缘性能达到5kV。
日本NEC推出的MR82系列功率继电器的功耗只有200mW。
在继电器内部装入各种放大、延时、消触点抖动、灭弧、遥控、组合逻辑等电路可使其具有更多的功能。
随着SOP技术（SmallOutlinePackage）的突破，生产厂家有可能把越来越多的功能集成到一起。
而继电器与微处理器的组合将具备更广泛的专门控制功能，从而实现高智能化。
新技术的成群崛起，将促进不同原理、不同性能、不同结构和用途的各类继电器竞相发展。
在科技进步、需求牵引以及敏感、功能材料发展的推动下，特种继电器，如温度、射频、高压、高绝缘、低热电势以及非电量控制等继电器的性能将日臻完善。
电磁继电器（EMR）从最初使用电话继电器算起，至今已有150多年的历史了。
伴随着电子工业的发展，特别是20世纪70年代初期光耦合技术的突破，使固态继电器（SSR，亦称电子继电器）异军突起。
同传统继电器相比，它具有寿命长、结构简单、重量轻、性能可靠等优点。
固态继电器没有机械开关，而且具有诸如与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特性。
同时，由于这种产品没有机械接点，不产生电磁噪声，从而不需要附加诸如电阻和电容等元件来保持静音。
而传统继电器则需要这些附加元件，因此，传统继电器往往笨重而复杂，且成本较高。
今后，小型密封继电器市场开发的重点是与IC兼容的TO－5继电器和1/2晶体罩继电器。
军用继电器将加速向工业/商业化转移。
美国军用继电器约占继电器总额的20％。
通用继电器市场继续向小型、薄型和塑封方向发展。
小型印制板用继电器仍将是通用继电器市场发展的主流产品，固体继电器将更趋广泛，价格将继续下降，并向高可靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗干扰性靠拢。
舌簧继电器市场将继续扩大。
表面安装继电器的应用领域和需求量将呈上升之势
1、继电器的定义
继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
2、继电器的继电特性继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。
一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。
当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。
我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即
Kf=xf/xx
触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P0
■继电器的分类■
继电器的分类方法较多，可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。
按作用原理分
1．电磁继电器
在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。
它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。
（1）直流电磁继电器：
输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。
（2）交流电磁继电器：
输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。
（3）磁保持继电器：
将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。
（4）极化继电器：
状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。
（5）舌簧继电器：
利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。
（6）节能功率继电器:
输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大（一般30-100A）,体积小,节电功能.
2.固态继电器
输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。
3.时间继电器
当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。
4.温度继电器
当外界温度达到规定值时而动作的继电器.
5.风速继电器
当风的速度达到一定值时，被控电路将接通或断开。
6.加速度继电器
当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。
7.其它类型的继电器
如光继电器、声继电器、热继电器等。
按外形尺寸分
表1继电器外形尺寸分类
名称定义
微型继电器最长边尺寸不大于10mm的继电器
超小型继电器最长边尺寸大于10mm，但不大于25mm的继电器
小型继电器最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器
按触点负载分
表2继电器触点负载分类
微功率继电器小于0.2A的继电器。
弱功率继电器0.2～２Ａ的继电器。
中功率继电器2～10A的继电器。
大功率继电器10A以上继电器。
节能功率继电器2
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