电气控制与PLC实验实验指导.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、(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

9、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

10、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、

11、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

12、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

13、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，

14、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

15、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

16、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

17、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、

18、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

19、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

20、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

21、、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

22、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

23、、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

24、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

25、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

26、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。