机电控制系统实验.docx
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机电控制系统实验
实验一星形/三角形起动控制
一、操作所需电器元件
代号
名
称
型
号
规
格
数量
备
注
QS
低压断路
DZ47-63
脱扣器整定电流
1
器
0.63-1A
FU
螺旋式熔
RL1-15
配熔体3A
3
断器
KM1、
KM2、
交流接触
KM3各加
KM2
LC1-D0610Q5N
线圈AC380V
3
器
LA1-DN11C
KM3
辅助触头
FR
热继电器
LR2-D1305N
整定范围0.63-1A
1
整定值0.63A
SB1
按钮开关
2个开关按钮位
1
SB1红色
SB2
盒
SB2绿色
通电延时
KT
时间继电
ST3PA-B
二常开二常闭
1
器
继电器方
PF-083A
1
座
XT
接线端子
JF5
AC660V25A
10位
排
三相鼠笼
M
式异步电
WDJ26
UN380V（△）
1
厂编
动机
二、电气原理
星形/三角形起动控制电气原理如图1-12所示。
星形/三角形起动是指：
将正常
工作接法为三角形的电动机，在刚开始起动时采用星形接法，此时起动电流降为原
来的1/3，起动转矩也降为原来的1/3。
经过自动延时一段时间后，再改成正常的三
角形接法，使电动机正常运行。
图1-12星形/三角形起动原理图
Y→Δ自动换接过程：
——→KM1（2-3）闭合自锁
按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合，为M的起动做准备
→KM3线圈得电→KM3主触头闭合→M作星形降压起动
→KT线圈得电→KT（4-5）延时断开→KM3线圈失电
→KM3主触头断开→电动机暂时失电
→KM3（3-6）恢复闭合
→KT（6-7）延时闭合—→KM2线圈得电、主触头闭合→电动机三角形运行
→KM2（3-4）断开，与KM3互锁
→KM2（6-7）闭合自锁
停车过程：
按SB1→KM1、KM2失电释放，电动机停转。
三、安装与接线
按图1-13布置，再按图1-14和图1-15接线，其中图1-14仅画出接线号（没有
画出连接线），图1-15是用中断线表示的单元接线图。
图
图1-13
图1-14
图2-15
四、检查与调试
确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，控制线路将自动完成Y→换接启动过程，若操作中发现有不正常现象，应断开电源分析排故后重新操
作。
实验二基本电路的编程实验
一、实验目的
1）进一步熟悉STEP7-Micro/WINV4.0/SP3编程软件的使用方法。
2）熟悉S7-200PLC的基本指令。
二、实验装置
计算机（PC）1台，可编程控制器实验装置一台，PC／PPI编程电缆1根；导线若干。
PLC的输出量的状态用各输出点对应的LED来观察，调试程序时一般可以不接实际的外部负载。
三、实验内容
在断电的情况下用编程电缆连接CPU的通信口和计算机的串行通信接口，经教师检查后给计算机和PLC通电。
1.正/负跳变触点指令
1）打开STEP7-Micro／WIN编程软件，执行菜单命令“文件”→“新建”，或点击工具条上最左边的“新建项目”图标，生成一个新的项目。
2）执行菜单命令“PLC”→“类型”，设置PLC的型号。
3）执行菜单命令“工具”→“选项”，将弹出选项窗口，一般如下图所示的选项进行选择：
4）在主程序中输入图2-1（a）所示的梯形图程序。
5）点击工具条中的“编译”或“全部编译”按钮，编译输入的程序，如果程序有错误，编
译后将在输出窗口显示与错误有关的信息。
双击显示的某一条错误，程序编辑器中的矩形光标将移到该错误所在的网络。
必须改正程序中所有的错误，编译成功后，才能下载程序。
6）点击工具条中的“下载”按钮，在下载对话框中选择要下载的块，点击“下载”按钮，开始下载。
7）下载成功后，点击工具栏中的“运行”按钮，用户程序开始运行，“RUN”LED亮。
按
下接在端子10．0和10．1上的按钮，观察Q0．0对应的LED的状态，画出图示1-1（b）中
M0.0、M0.1、Q0.0、Q0.1的波形。
2．分频电路的编程实验
输入图1-2（a）所示的分频电路梯形图程序，编译成功后运行该程序。
改变输入点I0.0的
状态，观察O0.0的状态是否符合图示的逻辑关系，说明该梯形图程序完成什么逻辑功能。
画出图1-2（b）中M0.0、M0.1、Q0.0的波形。
3.定时器的编程实验
输入图2-3所示的梯形图程序，编译成功后下载和运行该程序。
各定时器均为
时器。
用状态表监视各定时器的输出位和当前值，通过接通和断开各定时器的IN
和T5的复位电路，观察各定时器位和当前值的变化情况。
100ms定
输入电路
4.计数器的编程实验
输入图1-4所示的梯形图程序，编译成功后下载和运行该程序。
的输出位和当前值。
接通和断开各计数器的计数输入电路和复位电路，
用状态表监视各计数器观察各计数器的当前
值和计数器位的变化情况。
I0.0
M0.0
I0.1
M0.1
Q0.0
（a）（b）
图1-1正/负跳变触点指令
I0.0
M0.0
M0.1
Q0.0
（a）（b）
图2-2分频电路
图2-3定时器
图2-4计数器
四．思考题
1）OUT指令与S、R指令有何不同?
用置位和复位指令实现电动机的起、停控制程序实验
输入图示的梯形图程序，编译成功后下载和运行该程序。
用“程序状态监控”功能监
视程序的运行情况。
改变各有关输入点的状态，观察Q0.0状态是否符合图示的逻辑关系。
2）用定时器和计数器都能实现定时功能，有何区别？
实验三定时器、计数器指令的编程实验
一、实验目的
1）进一步熟悉STEP7-Micro/WINV4.0/SP3编程软件的使用方法。
2）熟悉S7-200PLC的定时器和计数器指令的编程方法。
二、实验装置
计算机（PC）1台，可编程控制器实验装置一台，PC／PPI编程电缆1根；导线若干。
PLC
的输出量的状态用各输出点对应的LED来观察，调试程序时一般可以不接实际的外部负载。
三、实验内容
在断电的情况下用编程电缆连接CPU的通信口和计算机的串行通信接口，经教师检查后给计算机和PLC通电。
1．定时器的扩展电路
打开STEP7-Micro／WIN编程软件，执行菜单命令“文件”→“新建”，或点击工具条上最左边的“新建项目”图标，生成一个新的项目。
在主程序中输入图3-1（a）所示的梯形图程序。
编译成功后运行该程序。
按下按钮I0.1，
观察定时器和计数器的状态位和当前值的变化情况，试画出图3-1（b）对应的Q0.0状态位的波形图，观察当I0.1ON后，经多长时间输出Q0.0变为ON。
I0.1
Q0.0
（a）（b）
图3-1定时器扩展电路
2．计数器扩展电路实验
在主程序中输入图3-2（a）所示的梯形图程序。
编译成功后运行该程序。
通过控制计
数器C1的计数端CU，观察各计数器的状态位和当前值的变化情况，用状态表监视各计
数器的状态位和当前值，若图3-2（b）所示的I0.0
Q0.0状态位的波形图，观察当输出Q0.0为ON时
为脉冲信号，试画出其对应的
I0.1的脉冲数。
C1、C2、
I0.0
C1状态位
C2状态位
Q0.0
（a）（b）
图3-2计数器扩展电路
3．延时断开电路实验
在主程序中输入图3-3（a）所示的梯形图程序。
编译成功后运行该程序。
定时器为100ms定时器。
通过接通定时器的IN输入电路，观察定时器的状态位和当前值的变化情况，用状
态表监视定时器的状态位和当前值，画出2-3（b）所示的Q0.0的波形图。
I0.0
Q0.0
（a）（b）
图3-3延时断开电路
4．延时接通和延时断开电路实验
在主程序中输入图3-4（a）所示的梯形图程序。
编译成功后运行该程序。
通过接通定时器的IN输入电路，观察定时器的状态位和当前值的变化情况，用状态表监视定时器的状态位和当前值，画出3-4（b）所示的Q0.0、T37和T38状态位的波形图。
（a）（b）
图3-4延时接通和延时断开电路
5．闪烁电路
在主程序中输入图3-5（a）所示的梯形图程序。
编译成功后运行该程序。
通过接通定时器T37的IN输入电路，观察各定时器的状态位和当前值的变化情况，用状态表监视各
定时器的状态位和当前值，画出3-5（b）所示的Q0.0、T37和T38状态位的波形图。
I0.0
Q0.0
T37状态位
T38状态位
（a）（b）
图3-5闪烁电路
6．分频电路
输入图3-6（a）所示的分频电路梯形图程序，编译成功后运行该程序。
改变输入点I0.0的状态，观察O0.0的状态是否符合图示的逻辑关系，说明该梯形图程序完成什么逻辑功能。
画出图示3-6（b）中M0.0、Q0.0的波形。
（a）（b）
图3-6分频电路
实验四数码显示的模拟控制
一、实验目的
1）进一步熟悉STEP7-Micro/WINV4.0/SP3编程软件的使用方法；
2）熟悉S7-200PLC的定时器、移位寄存器指令的编程方法。
3）学会用PLC构成数码显示控制系统
二、实验内容
1．控制要求
A→B→C→D→E→F→G→H→ABCDEF→BC→ABDEG→ABCDG→BCFG→ACDFG→ACDEFG→ABC
→ABCDEFG→ABCDFG→A→B→C循A环下去
FB
G
EC
D
H
图
4-1
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