实验指导书.docx

实验指导书.docx

《实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验指导书.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

实验指导书

实验指导书

实验1三相异步电动机单向点动控制线路

电动机单向点动控制线路常用于电动葫芦以及某些机床辅助运动的电器控制等。

通过制作这种简单的线路，可以熟悉安装控制线路的基本步骤。

一、实验目的

1．理解电动机单向点动的控制原理及特点，加深对各低压电器的理解；

2．掌握控制线路的连接方法。

二、实验前准备

1．掌握控制线路的控制动作过程，了解各电器的使用方法；

2．熟悉电气原理图；

3．绘制安装接线图。

三、实验器材及工具

1．实验器材：

HKl--15/3开启式负荷开关1只，CJ10--20交流接触器2只；RC1一10A瓷插式熔断器5只，LA4系列按钮1只；380V、2kW三相电动机1台；各色导线若干。

2．工具：

电工基本工具一套，万用表1块。

四、熟悉电气原理图

附图1所示是电动机单向点动控制线路的原理图。

主电路中刀开关Q起隔离作用；熔断器FU，对主电路进行短路保护；接触器KM的主触点控制电动机M的起动、运行和停止。

由于线路所控制的电动机一般只作短时间运行，而且操作者必须在近处监视，所以未设过载保护环节。

辅助电路中熔断器FU2起短路保护作用；点动按钮SB控制接触器KM的线圈的得电和失电，接触器的电磁机构还具有失压保护作用。

线路控制动作如下：

合上隔离开关Q：

起动：

按下起动按钮SB（不松开）→KM的线圈得电→KM的主触点闭合→电动机M得电起动并进人运行状态；

停止：

松开按钮SB→KM的线圈失电→KM的主触点断开→电动机M失电停转。

五、绘制安装接线图

线路中的刀开关Q、两组熔断器FU1和FU2及交流接触器KM安装在安装底板上，控制按钮SB和电动机安装在底板外，通过接线端子板XT与安装底板上的电器连接。

绘图时注意Q、FU1及KM排在一条直线上。

对照原理图上的线号，在接线图上作好端子标号。

安接线图见附图2。

六、检查电器元件

检查刀开关的三极触刀与静插座的接触情况；拆下接触器的灭弧罩，检查相间隔板；检查各主触点表面情况；按压其触头架观察动触点（包括电磁机构的衔铁、复位弹簧）的动作是否灵活；用万用表测线圈的通断，并记下直流电阻值；测量电动机每相绕组的直流电阻值，并作记录。

检查中发现异常应进一步检查或更换电器。

七、固定电器元件

按照接线图规定的位置将电器元件摆放在安装底板上。

注意使Q中间一相触头、FU1间的一相熔断器和KM中间一极触点的接线端子成一直线，以保证主电路走线美观规整。

定位打孔后，将各电器元件固定牢靠。

八、照图接线

从刀开关Q下接线端子开始，先做主电路，后做辅助电路的连接线。

主电路使用导线的横面积应按电动机的工作电流适当选取。

将导线校直，剥好两端的绝缘皮后成型，套上写好的线号管并接到端子上。

做线时要注意水平走线尽量靠近底板；中间一相线路的各段导线成一直线，左右两相导线应基本对称。

三相电源线直接接人刀开关Q的上接线端子，电动机接线盒与安装底板上的接线端子板之间应使用护套线连接。

注意做好电动机外壳的接地保护线。

辅助电路（对中小容量的电动机控制线路而言）一般可以使用截面积为1.5mm左右的导线连接。

将同一走向的相邻导线并成一束。

接人螺丝端子的导线先套好线号管，将芯线按顺时针方向弯成圆环，压接人端子，避免旋紧螺丝时将导线挤出，造成虚接。

九、检查线路和试车

1．对照原理图、接线图认真逐线核对，防止错接、漏接。

2．检查各端子处接线的坚固情况，排除虚接处。

3．用万用表检查。

断开Q，摘下接触器的灭弧罩，以便用手操作来模拟触头的分合动作，用万用表的R×l档做以下几项检查。

（1）检查主电路

断开FU2，切除辅助电路，用万用表笔分别测量刀开关下端各两相之间的电阻，结果均应为断路（电阻→∞）。

如果某次测量的结果为短路（电阻→0），则说明所测量的两相之间的接线有短路问题，应仔细逐线检查并排除。

用手按下接触器的触头架，使三极主触点都闭合，重复上述测量，应分别测得电动机各相绕组的电阻值。

若某次测量的结果为断路（电阻→∞）则应仔细检查所测两相的各段接线，找出断路点，并予以排除。

（2）检查辅助电路

拆下电动机接线，接通FU2。

万用表接FU1下端的U2、W2端子处，应测得断路；按下按钮SB，应测得接触器KM线圈的电阻值。

如果所测得的结果不正常，应检查出断路或短路点，并予以排除。

移动表笔测量，逐步缩小故障范围是一种快速可靠的探察方法。

4．试车

完成上述检查后，清点工具，清理安装板上的线头杂物，检查三相电源电压。

一切正常后，在指导教师的监护下试车。

（1）空操作试验

合上刀开关Q，按下点动按钮SB，接触器KM应立即动作；松开按钮SB，则接触器KM是否正常。

反复做几次试验，检查线路动作的可靠性。

（2）带负荷试车

断开Q，接好电动机接线，再合上Q，注意观察电动机的起动和运行情况，松开SB观察电动机能否停车。

试车中如发现接触器振动，发出噪声、主触点燃弧严重，以及电动机嗡嗡响，不能起动等现象，应立即停车断电。

重新检查接线和电源电压，必要时拆开接触器检查电磁机构，排除故障后重新试车。

十、故障分析举例

1．线路进行空操作试验时，按下SB后，接触器KM虽能动作，但衔铁剧烈振动，发出严重噪声。

分析：

线路经过万用表检测未见异常，电源电压也正常。

怀疑辅助电路熔断器FU2接触不良，当接触器动作时，振动造成辅助电路时断时通，使接触器振动；或接触器电磁机构有故障造成振动。

检查：

先检查熔断器接触情况，将各熔断器瓷盖上的触刀向内压紧，保证与静插座接触良好。

装好后通电试验，接触器振动如前。

再将接触器拆开，检查电磁机构，发现铁心端面的短路环断裂。

处理：

更换短路环（或更换铁心），也可直接更换接触器。

重新检查后试验，故障排除。

2．线路空操作试验正常，带负荷试车时，按下SB发现电动机嗡嗡响不能起动。

分析：

线路空操作试验未见异常，带负荷试车时接触器动作正常，而电动机起动异常现象是缺相造成的，怀疑线路中间一相连接线有断路点，因主电路、辅助电路共用L1、L3相电源，而接触器电磁机构工作正常，表明L1、L3相电源正常。

检查：

用万用表检查各接线端子之间连接线，未见异常。

摘下接触器灭弧罩，发现中间一极主触点歪斜，接触器动作时，这一极触点无法接通，致使电动机缺相起动。

处理：

仔细装好接触器主触点，装好灭弧罩后重新试车，故障排除。

十一、实验报告

1.画出实验电路原理图和接线图。

2．实验中发现哪些不正常现象？

说明是怎样解决的。

实验2电动机正反转控制电路

采用按钮联锁和接触器动断触点联锁双重联锁方式的电动机正反转控制线路，既安全又方便，因而在各种机电设备中得到了广泛的应用。

一、实验目的

1.理解电动机正反转控制线路的控制原理及双重联锁的特点，加深对各低压电器的理解；

2．掌握电动机正反转控制线路的连接方法。

二、实验前准备

1．掌握控制线路的控制动作过程，了解各电器的使用方法；

2．绘制安装接线图。

三、实验器材及工具

1．实验器材：

HK1--15/3开启式负荷开关1只，CJ10--20交流接触器2只；RC1--10A瓷插式熔断器5只，LA4系列三联按钮盒1只；JR16--20/3热继电器1只，380V,2kW三相电动机1台；各色导线若干。

2．工具：

电工基本工具一套，万用表1块。

四、熟悉电气原理图

附图3所示是三相异步电动机双重联锁正反转控制线路的电气原理图。

其原理很好理，请读者自己分析。

五、绘制安装接线图

安装接线图见附图4所示。

线路中的刀开关Q、两组熔断器FU,,FU：

及交流接触器KM,,KM,装在安装底板上，控制按钮SB1、SB2、SB3和电动机在底板外，通过接线端子板XT与安装底板上的电器连接。

由于这种线路自锁、联锁线号多，应仔细标注端子号。

尤其注意区分触点和线圈的上、下端。

六、检查电器元件

检查刀开关的三极触头与静插座的接触情况；拆下接触器的灭弧罩，检查相间隔板；检查各主触点表面情况；按压其触头架观察动触点（包括电磁机构的衔铁、复位弹簧）的动作是否灵活；用万用表测电磁线圈的通断，并记下直流电阻值；测量电动机每相绕组的直流电阻值，并作记录。

认真检查热继电器，打开其盖板，检查热元件是否完好，用螺丝刀轻轻拨动导板，观察常闭触点的分断动作。

检查其它电器动作情况并进行必要的测量、记录，排除发现的电器故障。

检查中发现异常应查找原因或更换电器。

七、固定电器元件

按照接线图规定的位置，将各电器元件定位，打孔后固定牢靠。

八、照图接线

从刀开关Q下接线端子开始，先做主电路，后做辅助电路的连接线。

主电路使用导线的横截面积应按电动机的工作电流适当选取。

将导线先校直，剥好两端的绝缘皮后成型，套上写好的线号管并接到端子上。

做线时要注意水平走线尽量靠近底板（两只接触器主触点端子之间的连线可以直接在主触点高度的平面内走线，不必向下贴近安装底板，以减少导线的弯折。

）中间一相线路的各段导线成一直线，左右两相导线应对称。

三相电源直接接人刀开关Q的上接线端子，电动机接线盒与安装底板上的接线端子板之间应使用护套线连接。

注意做好电动机外壳的接地保护线。

辅助电路（对中小容量电动机控制线路而言）一般可以使用截面积为1.5mm2左右的导线连接。

将同一走向的相邻导线并成一束。

接人螺丝端子的导线先套好线号管，将芯线按顺时针方向弯成圆环，压接人端子，避免旋紧螺丝时将导线挤出，造成虚接。

接线时，可先做各接触器的自锁线，然后做按钮联锁线，最后做辅助触头联锁线。

由于辅助触头电路线号多，应随时做线随时核查。

可以采用每做一条线，就在接线图上标一个记号的方法，这样可以避免漏接、错接和重复接线。

九、检查线路和试车

1．对照原理图、接线图认真逐线核对接线，重点检查主电路KM1和KM2之间换相线及辅助电路中按钮、接触器辅助触点之间的连接线。

特别要注意每一对触点的上下端一子接线不可颠倒，同一导线两端不可错号。

2．检查各端子处接线的坚固情况，排除接触不实的隐患。

3．用万用表检查

断开Q，摘下KM1和KM2的灭弧罩，用万用表的R×l档做以下几项检查。

（1）检查主电路

断开FU2，切除辅助电路。

①检查各相通路

两只表笔分别接L1—L2、L2—L3和L1--L3端子，测量相间电阻值。

分别按下KM1、KM2的触头架，均应测得电动机一相绕组的直流电阻值。

②检查电源换相通路

两只表笔分别接L1端子和接线端子板上的U1端子，按下KM1的触头架时应测得R→0；松开KM1而按下KM2的触头架时，应测得电动机一相绕组的电阻值。

用同样的方法测量L1--W1之间的电路。

（2）检查辅助电路

拆下电动机接线，接通FU2。

万用表接Q下端的L1、L3端子，做以下几项检查。

①检查起动和停车控制

分别按下SB2、SB3，各应测得KM1、KM2的线圈电阻值；在操作SB2和SB3的同时按下SB1，万用表应显示电路由通而断。

②检查自锁线路

分别按下KM1、KM2的触头架，各应测得KM1、KM2的线圈电阻值；如果操作的同时按下SB1，万用表应显示电路由通而断。

如果测量时发现异常，则重点检查接触器自锁触点上下端子的连线。

容易接错处是：

将KM1的自锁线错接到KM2的自锁触点上；将常闭触点用作自锁触点等等，应根据异常现象分析、检查。

③检查按钮联锁

按下SB2测得KM1线圈电阻值后，再同时按下SB3，万用表显示电路由通而断；同样，先按下SB3再同时按下SB2，也应测得电路由通而断。

发现异常时，应重点检查按钮盒内SB1、SB2和SB3之间接线；检查按钮盒引出护套线与接线端子板XT的连接是否正确，发现错误予以纠正。

④检查辅助触点联锁线路

按下KM1触头架测得KM1线圈电阻值后，再同时按下KM2触头架，万用表应显示电路由通而断；同样，先按下KM2触头架再同时按下KM1触头架，也应测得电路由通而断。

如发现异常，应重点检查接触器常闭触点与相反转向接触器线圈端子之间的连线。

常见的错误接线是：

将常开触点错当作联锁触点；将接触器的联锁线错接到同一接触器的线圈端子上，等等，应对照原理图、接线图认真核查排除错接。

4．试车

检查好电源、作好准备，在指导教师的监护下试车。

（1）空操作试验

合上Q做以下试验。

①检查正反向起动、自锁线路和按钮联锁线路，交替按下SB2、SB3，观察KM1和KM2受其控制的动作情况，细听它们运行的声音，观察按钮联锁作用是否可靠。

②检查辅助触点联锁动作

用绝缘棒按下KM1触头架，当其自锁触点闭合时，KM1线圈立即得电，触头保持闭合；再用绝缘棒轻轻按下KM2触头架，使其联锁触点分断，则KM1应立即释放；继续将KM2触头架按到底则KM2得电动作。

再用同样的方法检查KM1对KM2的联锁作用。

反复操作几次，以观察线路联锁作用的可靠性。

（2）带负荷试车

断开Q，接好电动机接线，再合上Q，先操作SB2起动电动机，待电动机达到额定转速后，再操作SB3，注意观察电动机转向是否改变。

交替操作SB2和SB3的次数不可太多，动作应慢，防止电动机过载。

十、故障分析举例

1．试车时按下SB2从后KM1不动作，检查接线无错接处；检查电源，三相电压均正常，线路无接触不良处。

分析：

故障现象表明，问题出在电器元件上，怀疑按钮的触头、接触器线圈、热继电器触头有断路点。

检查：

分别用万用表R×l挡测量上述元件。

表笔跨接于SB2的两端子，按下SB2时测得R→0，证明按钮完好；测量KM2线圈阻值正常；测量热继电器常闭触点，测得结果为断路。

说明在检查FR过载保护动作时，曾拨动FR热元件使其触点分断，切断了辅助电路，忘记使触点复位，因此KM2不能起动。

处理：

按下FR复位按钮，重新试车，故障排除。

2．按下SB2或SB3时，KM1、KM2均能正常动作，但松开按钮时接触器释放。

分析：

故障是由于两只接触器的自锁线路失效引起的，怀疑KM1、KM2自锁线路接线错误。

检查：

核对接线，发现将KM1的自锁线错接到KM2的常开辅助触点上，KM2的自锁线错接到KM1的常开辅助触点上，使两只接触器均不能自锁。

处理：

改正接线重新试车，故障排除。

3．按下SB2接触器KM1剧烈振动，主触点严重起弧，电动机时转时停；松开SB2则KM1释放。

按下SB3时KM2的现象与KM1相同。

分析：

由于SB2、SB3分别可以控制KM1及KM2，而且KM1、KM2都可以起动电动机，表明主电路正常，故障是辅助电路引起的。

从接触器振动现象看，怀疑是自锁、联锁线路有问题。

检查：

核对接线，按钮接线及两只接触器自锁线均正确，查到联锁线时，发现将KM1线圈端子引出的7号线错接到KM1联锁触点的11号端子，而将KM2线圈端子引出的11号线错接到KM2联锁触点的7号端子。

当操作任一按钮时，接触器得电动作后，联锁触点分断，则切断自身线圈通路，造成线圈失电而触点复位，又使线圈得电而动作……接触器将振动。

处理：

改正接线，检查后重新通电试车，接触器动作正常且有自锁作用，故障排除。

＋一、实验报告

1．画出实验电路原理图和接线图。

2．实验中发现哪些不正常现象？

说明是怎样解决的。

实验3基本指令练习

一、实验目的

1．掌握基本指令的功能。

2．学习编程器的使用方法。

二、实验器材

CPMIA可编程控制器和配套用的编程器、按钮、灯等（后面的实验也用相同器材）。

三、实验内容

1．程序的输人、检查和修改

按附图6（a）接线，将编程器连到PLC上，接通PLC电源。

编程器的工作方式选择开关拨到PROGRAM位置。

清除用户程序存储器中的全部内容，然后输人附图5（a）对应的梯形图程序。

输人后检查程序错误，如果发现错误，记下出错地址。

待检查完毕后，对显示出错的指令再输人正确的指令。

2．模拟运行程序

输人的程序经检查无误后，断开输人板上的全部输人开关。

工作方式开关拨到RUN或MONITOR位置，用户程序开始运行。

3．指令的检索、删除、插人和修改。

工作方式开关拨到PROGRAM位置，按下列步骤将附图5（a）对应的梯形图程序改为附图5（b）对应的梯形图程序。

完成修改操作后，检查修改后的程序是否与附图5（b）一致，如果发现错误，加以改正。

然后运行程序，检查程序能否完成梯形图要求的功能。

检查的步骤由实验者拟定。

四、参考电路及梯形图

实验4定时指令的应用

一、实验目的

l．掌握定时指令的功能及应用。

2．熟悉TIM/CNT监控功能的使用。

二、实验内容

1．利用TIM指令编程，产生周期为3s，占空比为2:

1的方波。

2．某工件加工过程分为四道工序完成，共需要31s，每个过程都从第一道工序开始，其时序要求如附图7所示。

试编制一个程序，完成工件的加工任务。

设输人接点00100为运行控制开关。

三、设计提示

TIM定时器应先设定预置值，该设定值（SV）的取值范围0～9999，实际定时时间为SV×0.1s。

定时器为通电延时，当定时器的输入为OFF时，定时器输出为OFF，当定时器的输人变为ON时，开始定时，定时器的当前值PV从设定值开始每隔0.1s减去1，直至PV减为0，此时定时器的输出为ON。

若定时器输入再次为OFF，定时器复位。

思考：

若改用一个定时器设置全过程时间，再用若干条比较指令来判断和启动各道工序，程序将如何编写。

实验4的参考电路如附图8所示，程序如附图9所示。

实验5计数指令的应用

一、实验目的

1．掌握计数指令的功能及应用。

2．进一步熟悉TIM/CNT监视功能的使用。

二、实验内容

1．用CNT指令代替TIM指令实现附图7所示的加工工序要求。

2．用一个输人开关（00100）控制三个灯（01001,01002,01003），若开关闭合三次，01001灯亮；再闭合三次，01002灯亮；再闭合三次，01003灯亮；再闭合一次，三个灯全灭。

如此反复。

三、设计提示

提示：

CNT重新装入设定值，CNT减到‘`0'’时，该继电器为ON。

断电时，计一数器的当前值不变。

程序1中可用特殊内部继电器25500（0.1时钟脉冲）作为计数脉冲。

四、参考电路及梯形图

附图10是实验内容2的参考电路。

附图11是参考梯形图。

实验6数据移位指令的应用

一、实验目的

1．掌握数据移位指令的功能及应用。

2掌握使用监控功能进行程序调试的方法。

二、实验内容

1．利用移位指令SFI'使输出的8个灯从左至右以1秒速度依次亮；当灯全亮后再从左至右依次灭。

如此反复运行。

2．利用可逆移位指令SFIR使一个亮灯以0.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回左侧。

如此反复。

三、设计提示

通过设置可逆移位指令SFFR的控制通道值，可控制数据的左移和右移方向转换。

在梯形图中可设置计数器，并且用同一输人接点控制移位指令和计数器的触发。

在程序2中可用特殊内部继电器25501（0.2s时钟脉冲）作为计数／计时脉冲。

四、参考电路及梯形图

附图12是参考电路，附图13是参考梯形图。

实验7数据传送指令的应用

一、实验目的

1．掌握数据传送指令的功能及应用。

2．学习使用监控功能进行程序调试。

二、实验内容

1．用传送指令编程，输人接点00100=ON时，将“1、2、3”三个数分别送人数据存储器DM0000～DM0002中；00101=ON时，全清零且清零优先。

调试运行时，需用通道监视功能进行监视。

2．用传送指令编程，输人接点00100～00107的通断控制输出指示灯01000～01007亮灭的个数，00108的通断控制被控灯的亮灭。

要求：

（1）当00108＝ON时：

若00100=ON，则01000一个灯亮，其余灯灭；

若00101＝ON，则01000和01001两个灯亮，其余灯灭；

依此类推。

（2）当00108＝OFF时：

若00100=ON，则01000一个灯灭，其余灯亮；

若00101＝ON，则01000和01001两个灯灭，其余灯亮；

依此类推。

三、设计提示

程序2的设计在参照程序1的基础上，使输人接点00100～00107中选择其中一个接点使之“ON'’时，将相应控制灯亮灭的值传送给输出接点01000～01007，同时通过00108选择是用方式

（1）或方式

（2）来运行。

（1）如当00108＝ON时，

若00100＝ON，将“1”送入输出通道010；

若00101＝ON，将“3”送人输出通道010；

依此类推。

（2）如当00108＝OFF时，

若00100＝ON，将“FE”送人输出通道010；

若00101＝OFF，将“FC”送人输出通道010；

依此类推。

四、参考电路及梯形图

附图14是参考电路，附图15,、16是参考梯形图。

实验8十字路口交通灯控制

一、实验目的

1．进一步熟悉基本指令的功能及应用。

2．熟悉十字路口交通灯控制的编程及调试。

二、实验内容

附图17是城市十字路口交通灯示意图，交通灯的控制要求如下：

当启动开关接通时，交通灯系统开始工作。

先东西绿灯亮，南北红灯亮。

南北红灯亮维持35s，在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持30s，到30s时，东西绿灯闪亮，闪亮周期为1s（亮0.5s，灭0.5s）。

绿灯闪亮3s后熄灭，东西黄灯亮，维持2s，南北绿灯亮维持20s，到20s时，南北绿灯闪亮3s后熄灭，南北黄灯亮，维持2s，到2s时，南北黄灯灭、红灯亮，同时东西红灯灭、绿灯亮，进人第二周期的动作。

此后周而复始地循环。

当启动开关断开时，所有交通灯熄灭。

交通灯状态示意图如附图18所示。

I/0分配表：

输人信号启动开关00100

输出信号东西绿灯01000

东西黄灯01001

东西红灯01002

南北绿灯01100

南北黄灯01101

南北红灯01102

三、设计提示

1．利用若干个定时器控制红黄绿灯亮的时间及亮、灭顺序。

2．利用1s时钟脉冲继电器25502作绿灯闪亮控制用。

思考：

上述实验为交通灯正常时序控制，若改为急车强通控制，试编制程序。

急车强通控制的要求如下：

急车强通信号受两路急车强通开关控制，无急车时，交通灯按正常时序控制。

有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来交通灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行，直到急车通过为止。

急车一过，将急车强通开关断开，交通灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制。

急车强通信号中能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一路，随后再响应另一路。

四、参考电路及梯形图

附图19是参考电路，附图20是参考梯形图。