电气控制与PLC应用课程综合实践指导书Word文档下载推荐.docx

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PLC实验箱、PPI通讯电缆、紧锁导线若干、PLC扩展实验板（根据自选项目确定）

三.实验内容

1．基本实践项目

基本实践项目有以下两项：

1）机械手模拟控制―――――――――顺序控制设计法

2）液体混合装置模拟控制――――――经验设计法

以上两项基本实践项目的设计方法不同，各组可根据自己的学习兴趣和特长，任选其一。

2．自选实践项目

1）液体混合装置模拟控制――――――顺序控制设计法

2）五相步进电机模拟控制――――――顺序控制设计法

3）四节传送带模拟控制―――――――顺序控制设计法

4）编码器信号采集与显示――――――控制方法不限

以上四项自选实践项目请根据指定的设计方法进行系统设计，各组可根据自己的学习兴趣和特长，任选其一。

上述所有实践项目的指导内容参见附件。

四.考核标准

1．实践成果形式

1）实践成果以小组为单位提交实践项目的PLC控制软件电子版（.mwp格式文件）

2）如果实践项目采用顺序控制设计法，须同时递交顺序功能图电子版（.jpg或者.vsd格式文件）

2．考核标准

考核以小组为单位。

考核成绩以实践项目成果验收结果为主，以出勤、纪律等因素为辅，具体的各档成绩考核标准如下：

1）以基本实践项目为考核基准，如果没有按时完成实践项目概述中要求的相关控制效果，没有成果文档（软件、顺序功能图等），考核成绩为不及格。

2）以基本实践项目为考核基准，按时完成实践项目概述中要求的相关控制效果，经指导教师验收合格，电子文档齐全，没有明显的缺席、迟到、早退、损坏设备等违纪记录，考核成绩为合格。

3）在考核成绩合格的前提下，教师在验收基本实践项目通过的同时登记验收时间。

各基本实践项目以验收通过的登记时间为顺序，前三名，原则上可评定为良好。

但小组成员应该没有明显的缺席、迟到、早退、损坏设备等违纪记录。

4）在考核成绩为合格的前提下，采用基本实践项目考核标准通过自选实践项目验收，且以验收通过的登记时间为顺序，排前二名的小组原则上可评定为优秀。

5）教师凭考核过程的观测、交流与查证，在完成自选实践项目过程中贡献突出的学生个人可在学期总评分中予以3～10分的加分。

附件1机械手模拟控制（基本实践项目）实践指导

一、项目简述

本项目在实验箱的机械手动作的模拟实验区进行，实验区控制面板如右图所示。

图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。

另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位和左、右限位开关（如右图所示的SQ2、SQ1、SQ4、SQ3），它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

原位→第一次下降→夹紧→第一次上升→右移

↑↓

左移←第二次上升←放松←第二次下降

具体的工作过程为：

PLC上电后，当左限位开关SQ4以及上限位开关SQ2均闭合，则机械手进入原位状态，原位指示灯HL亮。

此后当按下启动按钮SB1，机械手进入第一次下降状态，下降电磁阀YV1激励导通。

此后当机械手碰到下限位开关SQ1，机械手进入夹紧状态，夹紧电磁阀YV2激励导通，下降电磁阀YV1保持激励导通，同时启动3秒的夹紧延时。

此后当3秒的夹紧延时时间到，机械手进入第一次上升状态，上升电磁阀YV3激励导通，下降电磁阀YV1断开，夹紧电磁阀YV2保持激励导通。

此后当机械手碰到上限位开关SQ2，机械手进入右移状态，右行电磁阀YV4激励导通，夹紧电磁阀YV2保持激励导通，上升电磁阀YV3保持激励导通。

此后当机械手碰到右限位开关SQ3，机械手进入第二次下降状态，下降电磁阀YV1激励导通，上升电磁阀YV3断开，右行电磁阀YV4保持激励导通，夹紧电磁阀YV2保持激励导通。

此后当机械手碰到下限位开关SQ1，机械手进入放松状态，夹紧电磁阀YV2断开，下降电磁阀YV1保持激励导通，右行电磁阀YV4保持激励导通，同时启动2秒的放松延时。

此后当2秒的放松延时时间到，机械手进入第二次上升状态，上升电磁阀YV3激励导通，下降电磁阀YV1断开，右行电磁阀YV4保持激励导通。

此后当机械手碰到上限位开关SQ2，机械手进入左移状态，左行电磁阀YV5激励导通，上升电磁阀YV3保持激励导通。

此后当机械手碰到左限位开关SQ4，系统作如下选择：

（1）在前面的所有状态中，未曾按下停止按钮SB2，则机械手进入第一次下降状态。

机械手重复前面的工作循环，相当于原位状态按下启动按钮SB1。

（2）在前面的所有状态中，曾经按下停止按钮SB2，则机械手进入原位状态，原位指示灯HL亮。

二、接线与控制方法

1．接线设计

上图下框中的YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；

SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；

SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。

上图中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀的原位指示灯用发光二极管来模拟。

2．控制方法：

顺序控制设计法

三、设计要求

1．根据上述控制要求、接线设计、控制方法，分析控制流程，绘制顺序功能图。

2．根据顺序功能图编写S7-200PLC控制软件，连接系统，完成调试。

附件2液体混合装置模拟控制（基本实践项目）实践指导

本项目在实验箱的液体混合装置控制的模拟实验区进行，实验区控制面板如上图所示。

本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A阀门、B阀门以及混合液体阀门分别由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机，控制要求如下：

初始状态：

装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。

然后等待启动。

启动操作：

按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：

液体A阀门打开，液体A流入容器。

当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。

液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。

搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。

当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期（即液体A阀门再次打开）。

停止操作：

按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态结束后的等待启动状态）。

二、接线与控制方法

上图下框中的YV1、YV2、YV3、YKM分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；

起、停按钮SB1、SB2分别接分别主机的输入点I0.0、I0.1；

液面传感器SL1、SL2、SL3分别接主机的输入点I0.2、I0.3、I0.4。

上图中，液面传感器利用钮子开关来模拟（模拟时应该遵循液面升降的自然过程），启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液体阀门的打开与关闭以及搅动电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。

经验设计法

三、设计要求

1．根据上述控制要求、接线设计、控制方法，分析控制流程。

2．编写S7-200PLC控制软件，连接系统，完成调试。

附件3液体混合装置模拟控制（自选实践项目）实践指导

一、项目概述

同附件2

附件4五相步进电机模拟控制（自选实践项目）实践指导

本项目在实验箱的五相步进电机的模拟控制实验区进行，实验区控制面板如右图所示。

要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制：

第一步：

A-B-C-D-E

第二步：

A-AB-BC-CD-DE-EA

第三步：

AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA

第四步：

EA-ABC-BCD-CDE-DEA

两次邻近的通电间隔时间为3秒，每次通电的持续时间为1秒。

上图中，下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；

SD接主机的输入点I0.0。

上框中发光二极管的点亮与熄灭用以模拟步进电机五个绕组的导电状态。

附件5四节传送带模拟控制（自选实践项目）实践指导

本项目在实验箱的四节传送带的模拟实验区进行，实验区控制面板如右图所示。

四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：

启动时先起动最末一条皮带机（图中D所示的位置），经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。

停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后依次停止其它皮带机。

当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。

例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。

当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。

如，M3上有重物，M1、M2立即停，再过5秒，M4停。

上图下框中的KM1、KM2、KM3、KM4分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4；

SB1、SB2分别为主机的输入点I0.0、I0.5；

表示负载或故障设定的A、B、C、D分别接主机输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。

上框中启动、停止用动合按钮来实现，负载或故障设置用钮子开关来模拟，电机的停转或运行用发光二极管来模拟。

附件6拨码盘信号采集与显示（自选实践项目）实践指导

本项目在PLC扩展实验板的拨码盘实验区进行（无示意图）。

控制要求：

按动编码器的“+”、“-”按钮，拨码盘的数字发生变化后，将该数字所对应的发光二极管点亮，其它发光二极管熄灭。

具体对应规则如下：

拨码盘按钮数值

LED点亮编号

1

4

7

2

5

8

1、7

3

6

9

2、7

面板上下框中的K1、K2、K3、K4分别接主机的输出点I0.3、I0.2、I0.1、I0.0。

各数字对应的发光二极管根据编号分别接主机输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7。

顺序控制设计法或者经验设计法

1．根据上述控制要求、接线设计、控制方法，分析控制流程，绘制顺序功能图（如果采用顺序控制设计法）。

2．根据顺序功能图（如果采用顺序控制设计法）编写S7-200PLC控制软件，连接系统，完成调试。