《工厂电气与PLC控制技术》实验报告详解.docx
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《工厂电气与PLC控制技术》实验报告详解
《工厂电气与PLC控制技术》实验报告
实验一三相异步电机起动控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的长动和点动控制线路的工件原理及接线方法。
2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。
二、实验器材及工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
11
热继电器
NR-25
1
2
尖嘴钳
2
12
熔断器及熔管
RT28N-32X
5
3
手虎钳
1
13
二极断路器
DZ47-60/C16
1
4
剥线钳
1
14
导线
1.5mm2
5
万用表
DT2025
1
15
三相异步电机
1
6
按钮
NP2
3
16
7
交流接触器
CJX2-12
2
17
8
交流接触器辅助触头
F4-11
2
18
9
三极断路器
DZ47-60/D16
1
19
10
漏电保护器
NM1LE-100S
1
20
三、实验要求和步骤
1、按控制电路接线图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。
3、操作控制按钮，观查并记录实验结果。
解答思考题，书写心理体会和实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验电路和原理
实验图长动、点动控制电路原理图和接线图
五、思考题
1、按下SB1后电机可以转动但不能自锁。
是什么原因？
解：
原因一，没有接KM的辅助常开触头。
原因二，KMKM的辅助常开触头连接错误，与SB3的常开触头串联。
2、在实验图1中，按下SB3后电机可以转动，但松开SB3后电机仍继续转动。
是什么原因？
解：
原因一，SB3的常闭触头没有与KM的辅助常开触头串联。
这样就形成了SB3的常开触头与KM的辅助常开触头并联。
所以按下SB3后造成KM自锁。
原因二，NP-2型按钮的行程较短，按下SB3后其常闭触头断开，如果突然松开SB3，由于KM还没来得及释放，而SB3的常闭触头已经重新闭合。
造成KM自锁。
所以操作时，当按下SB3后，需要缓慢释放SB3，以免造成错误。
六、实验结果分析和实验过程体会
本次试验中，我们学习了三相异步电机的长动和点动控制线路的工件原理及接线方法。
对线路的故障分析及排除故障的方法有了一定的掌握。
由于接线图比较复杂，要注意各接触器和断路器的接线方式。
接好线路后要仔细检查，由于具有危险性，接好线以后要让辅导老师检查一下，再进行通电实验。
如果实验过程中出现了不正常的现象，应先切断电源防止故障，再进行排查。
通过实验，我们对电动机的接线图有了更深刻的理解的同时，也加强了对异步电动机的控制方法和工作原理的理解。
还有熔断器保护器所在接线图的位置和它们对电路的保护作用。
这就是理论联系实际，充分的把书本上的知识应用到实际操作中来。
实验中有问题，电机不能运转时，可切断电源后再用万用表检查线路的短路情况。
可能由于螺丝松动，或者手工制作的引线不合格导致电流不能导通的情况。
实验二三相异步电机的正反转控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的正反转控制线路的工作原理及接线方法。
2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。
二、实验器材及工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
11
漏电保护器
NM1LE-100S
1
2
尖嘴钳
2
12
热继电器
NR-25
2
3
手虎钳
1
13
熔断器及熔管
RT28N-32X
5
4
剥线钳
1
14
二极断路器
DZ47-60/D16
1
5
断线钳
1
15
导线
1.5mm2
6
万用表
DT2025
1
16
三相异步电机
1
7
按钮
NP2
3
17
8
交流接触器
CJX2-12
2
18
9
交流接触器辅助触头
F4-11
2
19
10
三极断路器
DZ47-60/D16
1
20
三、实验要求和步骤
1、按控制电路接线图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写心得体会和实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验电路与原理
实验图1接触器联锁正反转控制电路原理图和接线图
五、思考题
1、在实验图1中，KM1的常闭触头没有与KM2的电磁线圈串联，会出现什么样情况？
为什么会出现这样的情况？
答：
当正反转启动按钮同时按下时可能造成短路事故。
因为，若KM1的常闭触头与KM2的电池线圈串联，当一个接触器得电动作时，通过常闭触头断开使另一个接触器不得动作，若不串联便不能形成断路，不能形成联锁。
2、在实验图2中，SB2的常闭触头没有与KM2的电磁线圈串联，会出现什么样的情况？
为什么会出现这样的情况？
答：
SB2的常闭触头没有与KM2的电磁线圈串联 ，会导致SB2复合按钮不能控制线
圈KM2，操作部方便，导致不能实现正反转切换，则必须先按下停止按钮SB1才能
按反转启动按钮，否则由于接触器的联锁作用不能实现反转。
六、实验结果分析和实验过程体会
通过本次实验，我们学习了三相异步电机的正反转控制线路的工作原理及接线方法。
试验中可用倒顺开关来控制电机的正反转。
电机要实现正反转控制，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相对调节器，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，常采用按钮联锁与接触器联锁的双重联锁正反转控制线路；使用了按钮联锁，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，机械上避免了相间短路。
另外，由于应用的接触器联锁，所以只要其中一个接触器得电，其长闭触点就不会闭合，这样在机械、电气双重联锁的应用下，电机的供电系统不可能相间短路，有效地保护了电机，同时也避免在调相时相间短路造成事故，烧坏接触器。
在进行换相的过程中采用一定的保护方式，及联锁保护，来保证换相的时候不会发生短路故障。
经过上次实验接线图等操作的经验，对此次接线图不再感觉那么复杂。
只有慢慢的积累才会感到更简单的操作。
实验三三相异步电机的位置控制和自动往复循环控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握三相异步电机的自动往复控制线路的工作原理及接线方法。
2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。
二、实验器材和工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
11
漏电保护器
NM1LE-100S
1
2
尖嘴钳
2
12
热继电器
NR-25
2
3
手虎钳
1
13
熔断器及熔管
RT28N-32X
5
4
剥线钳
1
14
二极断路器
DZ47-60/D16
1
5
断线钳
1
15
导线
1.5mm2
6
万用表
DT2025
1
16
三相异步电机
1
7
按钮
NP2
3
17
行程开关
YBLX-K1/111
4
8
交流接触器
CJX2-12
2
18
9
交流接触器辅助触头
F4-11
2
19
10
三极断路器
DZ47-60/D16
1
20
三、实验要求和步骤
1、按控制电路接线图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写心得体会和实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验电路和原理
五、思考题
1、在实验图1中，拨动SQ1的轮子，会出现什么样的情况？
拨动SQ2的轮子，会出现什么样的情况？
答：
拨动SQ1的轮子，SQ1常闭触头断开，交流接触器KM1线圈失电，交流接触器- 14 -
KM1主触头恢复断开，交流接触器KM1常开自锁触头恢复断开，电动机M停转（正转限位）。
拨动SQ2的轮子，SQ2常闭触头断开，交流接触器KM2线圈失电，交流接触器KM2主触头恢复断开，交流接触器KM2常开自锁触头恢复断开，电动机M停转（反转限位）。
2、按实验图1接线通电试车，按下SB1时KM1频繁地吸合释放是什么原因？
答：
交流接触器的KM1触头和KM1的常开触头接在了一起。
六、实验结果分析和实验过程体会
通过本次实验：
我们学习了三相异步电机的自动往复控制线路的工作原理及接线方法。
此过程用到了行程开关的作用。
提高了实际操作能力。
对线路出现故障时候的检查应注意以下1.检查核对认真逐线核查接线是否正确,有无错接线和漏接线,同一条导线两端的导线标号有无标错。
重点检查.以下部位。
（1）主电路中交流接触器KMI和KM2的主触头端子接线,换相接线是否正确,有无错接线,否则将造成电动机不能正常运行和换方向运行。
有了上一次实验中电机正反转控制的经验以后，对于电机的自动往复循环减轻了一定的难度，我们知道几次实验中都要注意电路的保护装置如保护器，熔断器，接触器等一定要仔细检查他们是否已经接入线路，或者是否已经接入正确。
这些所有的经验都是对我们将来的从事的行业的基础。
实验四CA6140车床电气控制线路（2节）
一、实验目的
1、掌握CA6140车床控制线路的工作原理及接线方法。
2、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。
二、实验器材和工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
11
漏电保护器
NM1LE-100S
1
2
尖嘴钳
2
12
热继电器
NR-25
2
3
手虎钳
1
13
熔断器及熔管
RT28N-32X
5
4
剥线钳
1
14
二极断路器
DZ47-60/D16
1
5
断线钳
1
15
导线
1.5mm2
6
万用表
DT2025
1
16
三相异步电机
3
7
按钮
NP2
5
17
行程开关
YBLX-K1/111
1
8
交流接触器
CJX2-12
3
18
信号灯
1
9
交流接触器辅助触头
F4-11
3
19
10
三极断路器
DZ47-60/D16
1
20
三、实验要求和步骤
1、按控制电路接线图正确连接线路。
2、检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。
3、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写心得体会和实验报告。
4、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验电路与原理
实验图1
五、思考题
1、KM1没吸合时，按下SB5，KM2能吸合。
是什么错误造成的？
解：
与KM2交流接触器的线圈串联的KM1常开触头短路，或者接在了KM2的常闭触头上。
2、合闸后，指示灯亮。
但按下任何启动按钮都没反应，可能出现的故障部位在哪里？
解：
行程开关SQ的常闭触头断路。
3、按下SB2，KM1吸合。
但M1电机不转且发出嗡嗡声，是什么原因？
解：
三相交流电动机的三相缺一相，及问题在主电路中，可能是主触头KM1、熔断器FU1~FU3其中一个、热继电器FR1或电动机的接线端有一个没接上造成的一相断路，或者过载了使其通电发声而不能启动。
六、实验结果分析和实验过程体会
通过本次实验，我们学习了CA6140车床控制线路的工作原理及接线方法。
同时还了解了车窗的构造及部件的作用等。
（1）主轴箱。
主轴箱的功用是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转。
（2）床鞍和刀架部件。
其功能是装夹车刀，并使车刀做纵向、横向或斜向运动。
（3）尾座。
在尾座上还可以安装钻头等加工刀具，以进行孔加工。
（4）进给箱。
其功能是改变被加工螺纹的螺距或机动进给的进给量。
（5）溜板箱。
在溜板箱上装有各种操作手柄及按钮，工作时工人可以方便地操作机床。
（6）床身。
在床身上安装着机床的各个主要部件，工作时床身使它们保持准确的相对位置。
对车床的构造有了一定的了解以后就能更好的对其进行操作与理解。
在此次实验中，新加入了车床，也学习了接入车床后的电路接线图，但也结合了上几次实验的知识与经验。
通过相互结合，就能更好的进行实验。
实验五三相异步电机的正反转PLC控制电路（2节）
一、实验目的
1、掌握PLC对继电装置、电机的控制线路的工作原理及接线方法。
2、熟悉PLC控制继电装置的编程方法和程序高调试方法。
3、加深PLC在工业电气设备中的应用。
二、实验器材
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
11
热继电器
NR-25
1
2
尖嘴钳
2
12
熔断器及熔管
RT28N-32X
5
3
手虎钳
1
13
三相异步电机
1
4
剥线钳
1
14
PLC
FX1S-30MR
1
5
万用表
DT2025
1
15
三极断路器
DZ47-60/D16
1
6
按钮
NP2
3
16
漏电保护器
NM1LE-100S
1
7
交流接触器
CJX2-12
2
17
二极断路器
DZ47-60/D16
1
8
交流接触器辅助触头
F4-11
2
18
计算机
通用
1
9
编程软件
GXDevloper8C
三、实验步骤和要求
1、根据控制要求，确定输入输出设备，进行PLC的I/O分配。
2、用上位机的编程软件编写PLC梯形图控制程序，经仿真调试运行无误后，方可写入。
3、按电气接线图正确连接线路，经指导教师检查后方可合闸通电试验。
4、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写实验报告。
5、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验原理和内容
1、PLC的I/O分配
输入信号
输入点
输出信号
输出点
过载保护FR
X0
正转KM1
Y1
停止按钮SB1
X1
反转KM2
Y2
正转按钮SB2
X2
反转按钮SB3
X3
2、原理图
1PL控制三相异步电机正反转电路图
3、接线图
4、梯形图程序
说明：
在PLC的外部电路中，利用交流接触器的常闭触头实现互锁。
3、梯形图程序
实验图3梯形图程序之一
说明：
利用PLC内部的输出继电器的常开触头实现交流接触器的自锁。
利用PLC内部的输出继电器的常闭触头实现输出继电器的互锁。
利用PLC内部的输入继电器的常闭触头实现按钮联锁。
实验图4梯形图程序之二
说明：
利用置位指令实现PLC内部的输出继电器自锁。
利用复位指令实现PLC内部的输出继电器的互锁。
利用PLC内部的输入继电器的常闭触头实现按钮联锁。
五、思考题
1、两个梯形图程序相比较，有什么区别？
解：
程序的连接方式不同，程序1是利用PLC内部的输出继电器的常开触头实现交流接
触器的自锁。
利用PLC内部的输出继电器的常闭触头实现输出继电器的互锁。
程序2是利用置位指令实现PLC内部的输出继电器自锁。
利用复位指令实现PLC内部的输出继电器的互锁。
2、采用第二个梯形图程序时，PLC一通电，就执行Y01、Y02的复位操作，是什么原因？
解：
因为当通电时KM1线圈得电，执行Y01的复位操作，KM1常闭触头断开实现对KM2线圈得联锁。
因为当通电时KM2线圈得电，执行Y02的复位操作。
六、实验结果分析和实验过程体会
通过本次实验我们学习了PLC对继电装置、电机的控制线路的工作原理及接线方法。
和PLC控制继电装置的编程方法和程序高调试方法。
我们知道PLC具有使用方便，编程简单，系统构成灵活，可靠性高等特点，于是能广泛应用到对继电装置的控制和调试等。
在做实验的同时，也是对以前学过的PLC知识的回顾。
同时将PLC应用于工厂电气控制，大大的拓宽了我们的视野。
加深了我们对PLC在工业电气设备中的应用的认识。
提高了实际操作能力。
对线路出现故障时候的检查有了更多的认识和经验。
实验六三相异步电机能耗制动的PLC控制电路
一、实验目的
1、熟悉FX系列编程软件的使用方法和程序调试方法。
2、掌握PLC的I/O点数的选择原则。
3、掌握PLC的硬件接线方法。
4、通过PLC的控制，加深对PLC的控制指令和功能的理解。
二、实验器材和工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
10
漏电保护器
NM1LE-100S
1
2
尖嘴钳
2
11
熔断器及熔管
RT28N-32X
4
3
手虎钳
1
12
二极断路器
DZ47-60/C16
1
4
剥线钳
1
13
三极断路器
DZ47-60/D16
1
5
断线钳
1
14
导线
1.5mm2、1.0mm2
1
6
万用表
DT2025
1
15
PLC
FX1S-30MR
3
7
按钮
NP2
4
16
交流接触器
CJX2-12
2
8
计算机
通用
1
17
接触器辅助触头
F4-11
2
9
编程软件
GXDeveloper8C
1
18
热继电器
NR-25
1
三、实验步骤和要求
1、根据控制要求，确定输入输出设备，进行PLC的I/O分配。
2、用上位机的编程软件编写PLC梯形图控制程序，经仿真调试运行无误后，方可写入。
3、按电气接线图正确连接线路，经指导教师检查后方可合闸通电试验。
4、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写实验报告。
5、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验内容和原理
1、控制要求
按下启动按钮SB2，KM1通电通吸合，电机正转。
按下停止按钮SB1，KM1断电释放，KM2通电吸合，电机停转，电机绕组通直流电源，执行能耗制动。
经3S后，KM2断电释放，能耗制动结束。
电路应有必要的过载和短路保护。
2、PLC的I/O分配。
输入信号
输入点
输出信号
输出点
热继电器FR
X0
正转KM1
Y1
停止按钮SB1
X1
能耗制动KM2
Y2
启动按钮SB2
X2
3、PLC控制电路
实验图1PLC控制电路原理图
实验图2PLC控制电路接线图
4、梯形图程序
实验图3梯形图程序
五、思考题
1、使用SET和RST指令编写PLC控制程序。
2、按下停止按钮SB1时，KM1断电释放，但KM2没有吸合。
有哪些原因造成这种故障？
按下SB1，KM断电释放，其主触头断开从而切断了三相电源，使电机停转。
与此同时，KM辅助常开触头断开，松开SB1后，KM线圈不能通电。
六、实验结果分析和实验过程体会
通过本次实验，我们学习了FX系列编程软件的使用方法和程序调试方法。
PLC的I/O点数的选择原则。
PLC的硬件接线方法。
通过PLC的控制，加深对PLC的控制指令和功能的理解。
此次实验还用了，PLC的梯形图程序来控制异步电动机的能耗制动电路。
梯形图的特点就是简单，形象直观，降低了操作实验的难度。
这次实验同上次相比熟悉了很多操作，虽然比上次的复杂，但是学习到了很多，较好的实践了老师课堂上讲的理论，使理论实践化，提高了我们的动手能力，而且能初步分析实验过程中遇到的问题并解决他们
锻炼了我们把不同学科间的知识结合在一起，运用他们结合起来后的特点来解决实际运用中的问题。
实验七三相异步电机反接制动的PLC控制电路
一、实验目的
1、熟悉FX系列编程软件的使用方法和程序调试方法。
2、掌握PLC的I/O点数的选择原则。
3、掌握PLC的硬件接线方法。
4、通过PLC的控制，加深对PLC的控制指令和功能的理解。
二、实验器材和工具
序号
名称
型号
数量
序号
名称
型号
数量
1
改刀
一字、十字
5
10
熔断器及熔管
RT28N-32X
4
2
尖嘴钳
2
11
二极断路器
DZ47-60/C16
1
3
手虎钳
1
12
三极断路器
DZ47-60/D16
1
4
剥线钳
1
13
导线
1.5mm2、1.0mm2
1
5
断线钳
1
14
PLC
FX1S-30MR
3
6
万用表
DT2025
1
15
交流接触器
CJX2-12
2
7
按钮
NP2
2
16
辅助触头
F4-11
2
8
计算机
通用
1
17
热继电器
NR-25
1
9
编程软件
GXDeveloper8C
1
18
速度继电器
JY-1
1
10
漏电保护器
NM1LE-100S
1
三、实验步骤和要求
1、根据控制要求，确定输入输出设备，进行PLC的I/O分配。
2、用上位机的编程软件编写PLC梯形图控制程序，经仿真调试运行无误后，方可写入。
3、按电气接线图正确连接线路，经指导教师检查后方可合闸通电试验。
4、操作控制按钮，并观查实验结果。
解答思考题，书写实验报告。
5、实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，才能再通电试验。
四、实验内容和原理
1、控制要求
按下启动按钮SB2，KM1通电通吸合，电机正转。
按下停止按钮SB1，KM1断电释放，KM2通电吸合，执行反接制动。
经1S后，KM2断电释放，反接制动结束。
电路应有必要的过载和短路保护。
3、PLC的I/O分配。
输入
输入端口
输出
输出端口
热继电器FR
X0
正转KM1
Y1
停止按钮SB1
X1
反接制动KM2
Y2
启动按钮SB2
X2
速度继电器KS-1
X3
3、PLC控制电路
实验图1控制电路原理图
实验图2控制电路接线图
4、PLC控制程序
实验图3梯形图程序
五、思考题
1、使用SET和RST指令编写PLC控制程序。
2、按下停止按钮SB1时，KM1断电释放，但KM2没有吸合。
有哪些原因造成这种故障？
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