电器控制实验指导.

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1、前 言本套实验指导书是与电气控制及可编程序控制器课程配套，从实际工程应用和便于教学出发，选择了常用的电气控制技术及PLC控制的典型环节做为实验项目。所设计的实验项目完全满足大、专院校本、专科工业电气自动化及相关专业在电气控制及可编程序控制器课程方面的课程实验，课程设计和毕业调试方面的要求。其中，本书中所列继电器控制部分的实验项目，全部可以演变成PLC模拟控制实验和PLC控制系统实验。大家可以自行按要求进行实验。由于时间紧迫，在编写本书过程中难免会有错误和不足之处，敬请读者批评指正。2008年1月3日目 录第一部分 基本控制线路实验- 1 -实验一、三相笼型异步电动机直接启动控制，电动控制、两地

2、控制- 2 -（方法一、继电器控制）- 2 -实验一：三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制- 6 -（方法二、PLC模拟控制）- 6 -实验一：三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制- 8 -（方法三、PLC控制）- 8 -实验二 三相笼型异步电动机正反转控制- 11 -（继电器控制）- 11 -实验三 两台电动机顺序启动控制- 13 -（继电器控制）- 13 -实验四 自动循环控制线路- 15 -实验五 三相笼型异步电动机串电阻降压起动控制- 17 -实验六 三相笼型异步电动机星形三角形降压起动控制- 19 -实验七 三相笼型异步电动机反接制动控制- 21 -（继电

3、器控制）- 21 -实验八 三相笼型异步电动机能耗制动控制- 23 -（继电器控制）- 23 -实验九 交通灯控制- 25 -（PLC模拟控制）- 25 -实验十 彩灯循环控制- 27 -（PLC模拟控制）- 27 -实验十一 段码显示- 28 -（PLC模拟控制 电梯楼层显示模拟实验）- 28 -第二部分 综合控制实验- 29 -实验一 两台电动机顺序起动/顺序停止控制- 30 -（方法一 继电器控制 两条传送带接力传递拖动控制模拟实验）- 30 -实验二 三台电动机顺序起动/顺序停止控制- 32 -（方法二 PLC模拟控制）- 32 -实验三 三台电动机顺序起动/顺序停止控制- 34 -（

4、方法三PLC控制）- 34 -实验四 三相笼型异步电动机串电阻降压起动/反接制动控制- 36 -（继电器控制）- 36 -实验五 三相笼型异步电动机星三角降压起动/能耗制动- 38 -（继电器控制 5225立式车床主轴电力拖动控制模拟实验）- 38 -实验六 三相笼型异步电动机星三角降压起动/反接制动控制- 40 -（继电器控制）- 40 -实验七 PLC控制交流电动机变频调速- 42 -（三段速 电梯门控系统及旋转门控制模拟实验）- 42 -实验八 PLC控制交流电动机变频调速- 45 -（七段速 机床主轴调速控制模拟实验）- 45 -第一部分 基本控制线路实验实验一、三相笼型异步电动机直接

5、启动控制，电动控制、两地控制（方法一、继电器控制）一 实验目的1、 掌握三相笼型异步电动机直接启动控制，点动控制、两地控制的工作原理和电路的接线。2、 了解三相笼型异步电动机运行时的保护方法。二 概述三相笼型异步电动机启动时，电源电压全部加在定子绕组，这种启动方法，成为全压启动、也叫直接启动。全压启动时，电动机的启动电流达到额定电流的47倍、容量较大的电动机的启动电流对电网具有大的冲击。因此，这种启动方式主要用于小容量电动机的启动。1、 三相笼型异步电动机单向直接启动控制电路主电路由电源隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触头，热继电器FR的热元件与电动机M构成。控制回路由启动按钮SB2、

6、停止按钮SB1，接触器KM的线圈及其常开辅助触头，热继电器FR的常闭触头和熔断器FU2构成。（1）线路的工作原理启动时，合上QS，引入三相电源。按下SB2，交流接触器KM的线圈通电，接触器主触头闭合，电动机接通电源直接启动运转。同时与SB2并联的常开辅助触点KM闭合，使接触器线圈经两条路径通电。这样，当SB2复位时，接触器KM的线圈仍可通过KM的辅助触头继续通电，从而保持电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助触头、而使其线圈保持通电的现象称为自锁。这一对起自锁作用的辅助触头称为自锁触头。要使电动机M停止运转，只要按下停止按钮SB1，将控制电路断开即可。这时接触器KM断电释放，KM的常开主触点

7、将三相电源切断，电动机M停止运转。当手松开按钮后，SB1的常闭触头在复位弹簧到 原来的常闭状态，但接触器线圈已不能再靠自锁触头通电了，因为原来闭合的自锁触头已随着接触器线圈的断电而断开了。（2）电路的保护环节 熔断器FU作为电路短路保护环节 热继电器FR作为电路过载保护环节 欠电压保护与失电压保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现的。当电源电压严重欠电压或失电压时，接触器的衔铁自行释放，电动机停止旋转。而当电源电压恢复正常时，接触器线圈也不能自动通电，只有操作人员再次按下启动按钮SB2后，电动机才会启动。2、点动控制在生产实际中，有的生产机械需要点动控制，还有生产机械在进行调整工作时采用点动控制

8、，也有些生产机械既需要常规工作，又需要点动控制。图12所示为能实现点动控制的几种电气控制线路。图12a是最基本的点动控制线路。控制启动按钮SB的闭合与断开，即可以控制接触器KM的吸合与断开，来实现电动机M的运转与停止。图12b是带手动开关SA的点动控制线路，当需要点动时，将开关SA打开，操作SB2即可实现点动控制。当需要连续工作时，合上开关SA，将自锁触头接入，即可实现连续控制。图12C中增加了一个复合控制按钮SB3。点动控制时，按下点动按钮SB3其常闭触头先断开自锁电路，常开触头后闭合，接通启动控制电路，KM线圈通电，主触头闭合，电动机启动旋转。当松开SB3时，KM线圈断电，主触头断开，电动

9、机停止转动。若需要电动机连续运转，则按启动按钮SB2即可，停机时需按停止按钮SB1。3、 两地控制有些生产设备需要在两地或两个以上的地点进行操作。例如：重型龙门刨床，有时在固定的操作台上控制，有时需要站在机床四周用悬挂按钮控制；有些场合，为了便于集中管理，由中央控制台进行控制，但每台设备调整检修时，又需要就地进行机旁控制等。要实现两地控制，就要有两组按钮，而且这两组按钮的连接原则必须是：常开按钮需并联；常闭停止按钮应串联。图13所示就是实现两地控制的控制电路。图中虚线框内的元件安放在另外一处，如电动机旁边，通过导线连接。这一原则也适用于三地或更多地点的控制。图11注：QS：主电路刀闸开关 FU

10、1：熔断器 KM：接触器的主触点 FR：热继电器 SB1：停止按钮 SB2：启动按钮图12注：QS：主电路刀闸开关 FU1：熔断器 KM：接触器的主触点 FR：热继电器SB：启动按钮图 13注：QS：主电路刀闸开关 FU1：熔断器 KM：接触器的主触点 FR：热继电器 SB1：停止按钮 SB2：启动按钮 SB3：复合按钮三 实验内容1、 三相笼型异步电动机直接启动控制（1） 按图11接线。（2） 合上电源开关，操作按钮SB2和SB1，使电动机启动和停止。（3） 拆除控制电路的自锁触头，在按下启动按钮SB2，体会自锁触头的作用。2、 点动控制（1） 按图12接线。（2） 合上电源开关，进行点动控

11、制实验。体会三种点动控制线路和区别。3、 两地控制（1） 按图13接线（2） 合上电源开关，进行两地控制实验。体会如何实现多地控制。四 实验设备1、 DJK1交流调速实验台 1台2、 DQ11电气控制技术实验箱 1台3、 DQ12电气控制技术实验箱 1台4、 交流电动机 1台五 预习要求1、 认真阅读实验指导书中各项内容、复习交流接触器、热继电器、按钮等元件的基本结构和工作原理。2、 分析图1-1、图1-2和图1-3电路的工作原理。六 实验报告要求1、 分析直接起动电路中的短路、过载和失压三种保护功能是如何实现的？2、 分析自锁点的作用。3、 分析三种点动控制线路的特点。4、 根据两地控制线路

12、如何进行多地控制？实验一：三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制（方法二、PLC模拟控制）一 实验目的1、 掌握三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制的PLC程序设计和模拟控制。2、 掌握PLC的控制逻辑。二 概述与继电器控制采用硬接线逻辑不同，PLC是采用软件实现控制逻辑。是通过PLC的程序来实现PLC的输入和输出之间的控制关系，上述实验是在PLC教学实验系统上进行的一种模拟实验，各控制信号的输入、接到PLC的输入端上，而PLC的输出接到发光二极管。实验时，各控制按钮，开关作为输入信号，传送给PLC，通过程序来控制PLC的各输出端，用发光二极管的亮与灭，表示PLC的输

13、出端是否有输出，并以此来模拟接触器的通、断和电动机的运行，停止。在PLC的程序中也可以实现“自锁”的功能。图14注：SB1：停止按钮 SB2启动按钮 SB3：模拟热继电器常开触点按钮 1HL：发光二极管（模拟接触器线圈）图15（a） 图15（b）注：SB1：点动控制按钮 SB2模拟热继电器 注：SB1：点动按钮1HL：发光二极管（模拟接触器线圈）SA：点动/连续控制转换按钮SB2：模拟热继电器常开触点按钮图15（c） 图16注：SB1：停止按钮 SB2：连续控制起动 注：SB1；停止按钮 SB2：异地按钮 SB3：点动 SB4：模拟热继电器 停止 SB3：启动 SB4：异地起动1HL：二极管（

14、模拟接触器线圈）三 实验内容 1、 编写相应PLC控制程序，并进行调试。2、 按图14、图15和图16接线，并进行模拟实验。3、 检验软件自锁的作用。四 实验设备1、 DJK1交流调速实验台 1台2、 PLC1型教学实验系统 1套五 预习要求1、 认真阅读实验指导书中各项内容、复习PLC位指令编程。2、 画出PLC硬件接线图，I/O地址分配，编写相应的PLC控制程序。六 实验报告要求1、 写出各实验的PLC控制程序及PLC硬件接线图，I/O地址分配2、 分析PLC软件自锁与继电器控制硬件自锁的区别。3、 说明PLC硬件与软件之间的关系。实验一：三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制（方法三、PLC控制）一 实验目的1、 掌握三相笼型异步电动机直接启动控制、点动控制、两地控制的PLC程序设计和PLC控制。2、 掌握如何组建PLC控制系统。二、概述在电气控制领域，PLC控制系统是以PLC为核心构成的电气控制系统，该系统的输入元件和输出元件分别连接到PLC的输入端和输出端，系统中输入元件和输出元件之间的控制逻辑，由PLC的程序建立。改变PLC的程序既可改变输入、输出之间的控制逻辑。因此PLC控制系统有结构简单、通用性强等特点，在工业上广泛应用。上述实验是在PLC教学实验系统和电气控制技术教学实验系统共同组建的PLC控制系统上进行