5机电综合实践0922.docx

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5机电综合实践0922

机电综合实践实验指导书

中国矿业大学机电工程学院

机电综合实验中心

编制：

吴宏志倪宏昭

2014.9

目　　录

实验一装配流水线的模拟控制1

实验二三相异步电机星/三角转换启动控制2

实验三机械手动作的模拟4

实验四四节传送带自动运行系统6

实验五水塔水位控制模拟系统8

实验六十字路口交通灯控制模拟系统10

附实验报告封面

实验一装配流水线的模拟控制

1、实验目的

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监控的方法，构建完成装配流水线的模拟控制系统。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台；

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态王软件的计算机一套；

（3）PC/PPI编程电缆一根；

（4）连接导线若干；

3、装配流水线模拟控制的实验面板图：

装配流水线的模拟控制面板

图中上框中的A～H表示动作输出（用LED发光二极管模拟），下框中的A、B、C、D、E、F、G、H插孔分别接PLC主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7。

启动、移位及复位插孔分别接PLC主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2。

4、实验内容及要求

TKPLC-1型实验装置上PLC作为下位机控制，传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库H；其它工位均用于传送工件。

计算机作为上位机，利用组态软件对PLC进行监视和控制，能够控制下位机PLC的运行和停止，并且对运行工况进行实时监视。

根据求编写PLC程序，并且上机调试通过；在进行组态软件设计调试，最终实现在线监控。

5、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

。

。

；2，2.1，2.2，。

。

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。

）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

实验二三相异步电机星/三角转换启动控制

1、实验目的

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成三相交流电机控制。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一套。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、三相异步电动机的星/三角换接启动控制的实验面板：

三相异步电动机的星/三角换接启动控制面板

4、实验内容

上图下框下的SS、ST、FR分别接PLC主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接PLC主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3；COM端与主机的1L端相连；本实验区的+24V端与主机的L+相连。

KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。

实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板。

学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。

380V电压已引至三相开关SQ的U、V、W端。

A、B、C、X、Y、Z与三相异步电动机（400W）的相应六个接线柱相连。

将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V电即引至U、V、W三端（注意：

实际试验时，没有经过老师检验，不允许接通强电开关）。

注意：

接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。

因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已得电。

所以，请在PLC程序调试通过后，才能连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件，能够控制下位机PLC的运行和停止，并且能够对运行工况进行实时监视。

5、实验要求

（1）根据实验内容编写PLC程序，并上机调试通过。

（2）根据工况，进行工业监控组态软件设计，推荐选用组态王软件进行设计。

按照软件的初级培训教程顺序，按照步骤调试，并上机调试通过。

（3）模拟工况，进行系统的局部调试，要求与控制要求相符。

（4）进行综合调试，其工业监控效果与控制要求一致。

（5）经实验教师检查通过。

6、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

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；2，2.1，2.2，。

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）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

实验三机械手动作的模拟

1、实验目的

用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成机械手动作模拟控制系统。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、机械结构和控制要求

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，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

原位→下降→夹紧→上升→右移

↑↓

左移←上升←放松←下降

4、机械手动作的模拟实验面板图：

机械手动作的模拟控制面板

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。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，和运行工况的组态画面监视。

5、实验要求

（1）根据要求编写PLC程序，并上机调试通过。

（2）根据工况，进行工业监控组态软件设计，推荐选用组态王软件进行设计。

按照软件的初级培训教程顺序，按照步骤调试，并上机调试通过。

（3）模拟工况，进行局部调试，要求与控制要求相符。

（4）进行综合调试，其工业监控效果与控制要求一致。

（5）经实验教师检查通过。

6、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

。

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；2，2.1，2.2，。

。

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）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

实验四四节传送带自动运行系统

1、实验目的

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成全四节传送带自动运行系统工作模拟系统。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、控制要求

有一个用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KM4，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KM1，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。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，和运行工况的组态画面监视。

4、四节传送带的模拟实验面板图：

四节传送带的模拟控制面板

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、停止用按钮SB1、SB2来实现，负载或故障设置用钮子开关A、B、C、D来模拟，电机的停转或运行用发光二极管来模拟。

5、实验要求

（1）根据要求编写PLC程序，并上机调试通过。

（2）根据工况，进行工业监控组态软件设计，推荐选用组态王软件进行设计。

按照软件的初级培训教程顺序，按照步骤调试，并上机调试通过。

（3）模拟工况，进行局部调试，要求与控制要求相符。

（4）进行综合调试，其工业监控效果与控制要求一致。

（5）经实验教师检查通过。

6、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

。

。

；2，2.1，2.2，。

。

。

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）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

实验五水塔水位控制模拟系统

1、实验目的

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、实验内容

当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。

当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。

当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，和运行工况的组态画面监视。

4、水塔水位控制的实验面板图：

水塔水位控制面板

上图下框中的S1、S2、S3、S4分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2、I0.3，M、Y分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，和运行工况的组态画面监视。

5、实验要求

（1）根据实验内容要求编写PLC程序，并上机调试通过。

（2）根据工况，进行工业监控组态软件设计，推荐选用组态王软件进行设计。

按照软件的初级培训教程顺序，按照步骤调试，并上机调试通过。

（3）模拟工况，进行局部调试，要求与控制要求相符。

（4）进行综合调试，其工业监控效果与控制要求一致。

（5）经实验教师检查通过。

6、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

。

。

；2，2.1，2.2，。

。

。

。

）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

实验六十字路口交通灯控制模拟系统

1、实验目的

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINSS7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成十字路口交通灯控制模拟系统。

2、实验装置与附件

（1）TKPLC-1型实验装置一台

（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、十字路口交通灯控制的实验面板图：

十字路口交通灯控制面板

3、实验内容

信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。

当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

南北红灯亮维持10秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持5秒。

到5秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。

在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒，到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。

东西红灯亮维持10秒。

南北绿灯亮维持5秒，然后闪亮3秒后熄灭。

同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，并且对运行工况进行实时监视。

5、实验要求

（1）根据实验内容要求，编写PLC程序，并上机调试通过。

（2）根据工况，进行工业监控组态软件设计，推荐选用组态王软件进行设计。

按照软件的初级培训教程顺序，按照步骤调试，并上机调试通过。

（3）模拟工况，进行局部调试，要求与控制要求相符。

（4）进行综合调试，其工业监控效果与控制要求一致。

（5）经实验教师检查通过。

6、实验报告

（1）实验报告采用小论文形式，不少于5000字。

（题目、作者、摘要、关键词，前部要求有英文翻译；论文内容需分篇章层次，即1，1.1，1.2。

。

。

；2，2.1，2.2，。

。

。

。

）

（2）画出控制系统原理接线图。

（3）列出PLC的I/O接口分布列表。

（4）列出PLC程序或程序框图，并附注关键步骤注释。

（5）组态软件组态顺序及步骤，必要说明和程截图。

（6）实验中的关键点和创新点。

中国矿业大学机电学院

机电综合实验中心实验报告

课程名称__________________

实验名称__________________

专业年级__________________

姓名______学号__________

姓名______学号__________

姓名______学号__________

姓名______学号__________

姓名______学号__________

实验日期__________________

实验成绩__________________

指导教师__________________