电气控制与PLC实验实验指导.docx

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电气控制与电气控制与PLC实验实验指导实验实验指导电气控制与PLC实验目录电气控制技术实验的基本要求2实验1低压电器的认识及点动控制和自锁控制线路4实验2异步电动机的正反转控制7实验3异步电动机星-三角降压起动控制12实验4异步电动机多点起动、停止控制16实验五三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路17实验六三相线绕式异步电动机的起动控制线路23实验七双速异步电动机的控制线路25实验八三相异步电动机的制动控制线路27低压电器的认识异步电动机的正反转控制异步电动机星-三角降压起动控制异步电动机多点起动、停止控制可编程控制编程器使用基本指令训练电动机正反转及能耗制动交通信号灯控制八段码显示电气控制技术实验的基本要求电气控制技术实验的基本要求电气控制技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。

培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。

在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。

现按实验过程提出下列基本要求。

一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等），并按照实验项目准备记录抄表等。

实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。

认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。

二、实验的进行1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行,每组由23人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。

2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。

3、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。

为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。

4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。

如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。

5、测取数据预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。

正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。

6、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将数据交指导教师审阅。

经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。

三、实验报告实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告包括以下内容：

1）实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温。

2）列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据（PN、UN、IN、nN）等。

3）列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。

4）数据的整理和计算5）根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。

实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

6）每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

实验实验1低压电器的认识及点动控制和自锁控制线路低压电器的认识及点动控制和自锁控制线路一、实验目的1、了解常用低压元件的结构、原理、符号、作用，熟悉低压元件规格。

2、通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。

能按照原理图实物，并能排除故障。

3、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制中的应用。

二、实验设备三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器等。

三、实验方法1、常用低压元件的识别。

根据电器元件实物，了解常用低压元件的结构原理，正确写出电器元件的名称、型号、符号、作用，填写下表名称文字符号图形符号作用线圈/其它常开触点常闭触点接触器熔断器热继电器断路器控制按钮三相笼型异步电动机2、三相异步电动机点动控制线路：

按图8-1接线。

接线时，先接主电路，它是从220V三相交流电源的输出端U、V、W开始，经三刀开关Q1、熔断器FU1、FU2、FU3、接触器KM1主触点到电动机M的三个线端A、B、C的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。

主电路经检查无误后，再接控制电路，从熔断器FU4插孔V开始，经按钮SB1常开、接触器KM1线圈到插孔W。

线接好经指导老师检查无误后，按下列步骤进行实验：

图8-1点动控制线路

（1）按下控制屏上“开”按钮；

（2）先合Q1，接通三相交流220V电源；（3）按下启动按钮SB1，对电动机M进行点动操作，比较按下SB1和松开SB1时电动机M的运转情况。

3、三相异步电动机自锁控制线路：

按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。

按图8-2接线。

检查无误后，启动电源进行实验：

（1）合上开关Q1，接通三相交流220V电源；

（2）按下起动按钮SB2，松手后观察电动机M运转情况；（3）按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况。

图8-2自锁控制线路4、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路：

按下控制屏上“关”按钮切断三相交流电源后，按图8-3接线，检查无误后通电实验：

图8-3既可点动又可自锁控制线路

（1）合上Q1接通三相交流220V电源；

（2）按下起动按钮SB2，松手后观察电机M是否继续运转；（3）运转半分钟后按下SB3，然后松开，电机M是否停转；连续按下和松开SB3，观察此时属于什么控制状态；（4）按下停止按钮SB1，松手后观察M是否停转。

四、讨论题1、试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图8-1和图8-2的结构和功能上有什么区别？

2、图中各个电器如Q1、FU1、FU2、FU3、FU4、KM1、FR、SB1、SB2、SB3各起什么作用？

已经使用了熔断器为何还要使用热继电器？

已经有了开关Q1为何还要使用接触器KM1？

3、图8-2电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？

4、画出图8-1、8-2、8-3的工作原理流程图。

实验实验2异步电动机的正反转控制异步电动机的正反转控制一、实验目的1、通过对三相异步电动机正反转控制线路的接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。

培养调试及故障排除的技能。

2、掌握电气自锁、连锁的原理；掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。

3、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。

二、实验设备电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线等。

三、实验方法1、倒顺开关正反转控制线路：

（1）旋转调压器旋钮将三相调压电源U、V、W输出线电压调到220V，按下“关”按钮切断交流电源。

（2）按图8-4接线。

（3）启动电源后，把开关Q1合向“左合”位置，观察电机转向。

（4）运转半分钟后，把开关Q1合向“断开”位置后，再扳向“右合”位置，观察电机转向。

2、接触器联锁正反转控制线路：

（1）按下“关”按钮切断交流电源。

按图8-5接线。

经指导老师检查无误后，按下“开”按钮通电操作。

（2）合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。

（3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。

（4）按下SB3，观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。

（5）再按下SB2，观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。

图8-4倒顺开关正反转控制线路图8-5接触器联锁正反转控制线路3、按钮联锁正反转控制线路：

（1）按下“关”按钮切断交流电源。

按图8-6接线。

经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。

（2）合上电源开关Q1，接通220V三相交流电源。

（3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

（4）按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

（5）按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

图8-6按钮联锁正反转控制线路4、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：

（1）按下“关”按钮切断三相交流电源按图8-7接线。

经检查无误后，按下“开”按钮通电操作。

（2）合上电源开关Q1，接通220V交流电源。

（3）按下SB1，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

（4）按下SB2，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

（5）按下SB3，观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。

图8-7按钮和接触器双重联锁正反转控制线路四、讨论题1、在图8-4中，欲使电机反转为什么要把手柄扳到“停止”使电动机M停转后，才能扳向“反转”使之反转，若直接扳至“反转”会造成什么后果？

2、试分析图8-4、8-5、8-6、8-7各有什么特点？

并画出运行原理流程图。

3、图8-5、8-6虽然也能实现电动机正反转直接控制，但容易产生什么故障，为什么？

图8-7比图8-5和8-6有什么优点？

4、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？

实验实验3异步电动机星异步电动机星-三角降压起动控制三角降压起动控制一、实验目的1、通过对三相异步电动机降压起动的接线，熟悉三相异步电动机星-三角降压控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。

进一步掌握降压起动在机床控制中的应用。

2、了解不同降压起动控制方式时电流和起动转矩的差别。

3、掌握在各种不同场合下应用何种起动方式。

二、实验设备电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、时间继电器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线、交流电流表等。

三、实验方法1、接触器控制Y-降压起动控制线路：

关断电源后，按图8-15接线。

（1）起动控制屏，合上Q1，接通220V交流电源。

（2）按下SB1，电动机作Y接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数IY起动=A。

（3）按下SB2，使电机为接法正常运行，注意观察运行时，电流表电流为I运行=A。

（4）按SB3停止后，先按下SB2，再同时按下起动按钮SB1，观察电机在接法直接起动时电流表最大读数I起动=安。

（5）比较IY起动/I起动=，结果说明什么问题？

图8-15接触器控制Y-降压起动控制线路2、时间继电器控制Y-降压起动控制线路：

图8-16时间继电器控制Y-降压起动控制线路关断电源后，按图8-16接线。

（1）合上Q1，接通220V三相交流电源。

（2）按下SB1，电动机作Y接法起动，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。

（3）经过一定时间延时，电机按接法正常运行后，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。

（4）按下SB2，电动机M停止运转。

四、讨论题1、画出图8-13、8-14、8-15、8-16的工作原理流程图。

2、时间继电器在图8-14、8-16中的作用是什么？

3、图8-14比图8-13中串电阻方法有什么优点？

4、采用Y-降压起动的方法时对电动机有何要求？

5、降压起动的最终目的是控制什么物理量？

6、降压起动的自动控制与手动控制线路比较，有哪些优点？

实验实验4异步电动机多点起动、停止控制异步电动机多点起动、停止控制一、实验目的1、设计三相异步电动机多点起动、停止控制控制电路，熟悉其工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。

2、掌握两地控制的特点，使学生对机床控制中两地控制有感性的认识。

3、通过对此实验的接线，掌握两地控制在机床控制中的应用场合。

二、实验设备电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、导线等。

三、实验方法1、三相异步电动机两地控制：

在确保断电情况下按图8-12接线。

（1）按下屏上起动按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。

（2）按下SB2，观察电机及接触器运行状况。

（3）按下SB1，观察电机及接触器运行状况。

（4）按下SB4，观察电机及接触器运行状况。

（5）按下SB3，观察电机及接触器运行状况。

图8-12两地控制线路四、讨论题1、什么叫两地控制？

两地控制有何特点？

2、两地控制的接线原则是什么？

实验五实验五三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路三相鼠笼式异步电动机的降压起动控制线路一、实验目的1、通过对三相异步电动机降压起动的接线，进一步掌握降压起动在机床控制中的应用。

2、了解不同降压起动控制方式时电流和起动转矩的差别。

3、掌握在各种不同场合下应用何种起动方式。

二、实验设备电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、交流电流表、三相可调电阻箱、时间继电器、导线等。

三、实验方法1、手动接触器控制串电阻降压起动控制线路：

把三相可调电压调至线电压220V，按图8-13接线。

R用三相可调电阻箱上180电阻。

图8-13手动接触器控制串电阻降压起动控制线路

（1）按下“开”按钮，合上Q1开关，接通220V交流电源。

（2）按下SB1，观察并记录电动机串电阻起动运行情况、安培表读数。

（3）再按下SB2，观察并记录电动机全压运行情况、安培表读数。

（4）按下SB3使电机停转后，按住SB2不放，再同时按SB1，观察并记录全压起动时电动机和接触器运行情况、安培表读数。

（5）试比较I串电阻/I直接=，并分析差异原因。

2、时间继电器控制串电阻降压起动控制线路：

关断电源后，按图8-14接线。

图中R用三相可调电阻箱上180电阻。

（1）起动电源，合上Q1，接通220V交流电源。

（2）按下SB2，观察并记录电动机串电阻起动时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。

（3）隔一段时间，时间继电器KT1吸合后，电动机全压运行时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。

图8-14时间继电器控制串电阻降压起动控制线路3、接触器控制Y-降压起动控制线路：

关断电源后，按图8-15接线。

图8-15接触器控制Y-降压起动控制线路

（1）起动控制屏，合上Q1，接通220V交流电源。

（2）按下SB1，电动机作Y接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数IY起动=A。

（3）按下SB2，使电机为接法正常运行，注意观察运行时，电流表电流为I运行=A。

（4）按SB3停止后，先按下SB2，再同时按下起动按钮SB1，观察电机在接法直接起动时电流表最大读数I起动=安。

（5）比较IY起动/I起动=，结果说明什么问题？

4、时间继电器控制Y-降压起动控制线路：

图8-16时间继电器控制Y-降压起动控制线路关断电源后，按图8-16接线。

（1）起动控制屏，合上Q1，接通220V三相交流电源。

（2）按下SB1，电动机作Y接法起动，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。

（3）经过一定时间延时，电机按接法正常运行后，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。

（4）按下SB2，电动机M停止运转。

四、讨论题1、画出图8-13、8-14、8-15、8-16的工作原理流程图。

2、时间继电器在图8-14、8-16中的作用是什么？

3、图8-14比图8-13中串电阻方法有什么优点？

4、采用Y-降压起动的方法时对电动机有何要求？

5、降压起动的最终目的是控制什么物理量？

6、降压起动的自动控制与手动控制线路比较，有哪些优点？

实验六实验六三相线绕式异步电动机的起动控制线路三相线绕式异步电动机的起动控制线路一、实验目的1、通过对三相线绕式异步电动机的起动控制线路的实际安装接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。

2、熟练掌握三相线绕式异步电动机的起动应用在何种场合，并有何特点？

二、实验设备电源、三相线绕式异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、交流电流表、三相可调电阻箱、时间继电器、导线等。

三、实验方法1、时间继电器控制线绕式异步电动机起动控制线路：

将可调三相电源输出调至220V线电压输出，按图8-17接线。

图中R三相可调电阻箱180电阻。

经检查无误后，按下列步骤操作：

（1）按下“开”按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。

（2）按SB1，观察并记录电动机M的运转情况。

电机起动时电流表的最大读数为A。

（3）经过一段时间延时，起动电阻被切除后，电流表的读数为A。

（4）按下SB2，电机停转后，用导线把电动机转子短接。

（5）再按下SB1，记录电机起动时电流表的最大读数为A。

图8-17时间继电器控制线绕式异步电动机起动控制线路四、讨论题1、三相线绕式异步电动机转子串电阻可以减小起动电流，提高功率因数增加起动转矩外，还可以进行什么？

2、三相线绕式电动机的起动方法有哪几种？

什么叫频敏变阻器，有何特点？

实验七实验七双速异步电动机的控制线路双速异步电动机的控制线路一、实验目的1、掌握由电路原理图换接成实际操作接线的方法。

2、掌握双速异步电动机定子绕组接法不同时转速有何差异。

二、实验设备电源、双速异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、交流电流表、中间继电器、时间继电器、导线等。

三、实验方法1、双速异步电动机的控制线路：

将三相调压输出电源调至三相线电压220V输出，按图8-18接线。

经检查无误后按以下步骤操作：

（1）起动电源，按下SB2，电动机按三角形接法起动，观察并记录电动机转速和安培表最大读数为A。

（2）经过一段时间延时后，电动机按双星形接法运行，观察并记录电动机转速和安培表读数为A。

（3）按下SB1，电动机停止运转。

图8-18时间继电器控制双速电动机自动加速控制电路四、讨论题1、双速电动机是靠改变什么来改变转速？

2、从三角形接法换接成双星形接法应注意哪些问题？

实验八实验八三相异步三相异步电动机的制动控制线路电动机的制动控制线路一、实验目的1、通过制动的实际接线，了解制动的特点和适用的范围。

2、充分掌握制动的原理。

二、实验设备电源、三相鼠笼异步电动机、接触器、热继电器、按钮、熔断器、断路器、三相可调电阻箱、中间继电器、时间继电器、速度继电器、导线等。

三、实验方法双向起动反接制动控制电路：

调节三相可调电源输出为220V线电压输出，按图8-19接线。

图中KA1、KA2、Q1、Q2（模拟速度继电器），R用三相可调电阻箱180电阻。

经检查无误后按以下步骤通电操作，其工作原理流程图如下：

合上开关Q1正转起动过程：

停车制动过程：

图8-19双向起动反接制动控制电路四、讨论题1、分析反接制动有什么特点？

适用在哪些场合？

2、速度继电器在反接制动中起什么作用？

3、画出图8-19中电动机反转时的反接制动原理流程图。