机电传动控制实验指导书实验一、继电—接触器控制三相异步电动机一、实验目的1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法；3．了解继电—接触器断续控制电路的组成二、实验使用仪器、设备1．DB电工实验台；2．三相异步电动机二台；3．万用表一台；4．专用连接线一套。
三、实验要求实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。
满足以下具体要求：(1) M1可以正、反向点动调整控制；(2) M1正向起动之后，才能起动M2；(3) 停车时，M2停止后，才能停M1；(4) 具有短路和过载保护；(5) 画出主电路和控制电路。
四、实验参考电路五、实验步骤1．按布局图要求将各元器件定位；2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈；4．自查并互查连接线；5．合上电源，调试电路；6．观察电动机的运行情况。
六、实验注意事项1．操作前切断总电源；2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。
七、思考题1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？4．交流接触器可否带直流负载？为什么？实验二、PLC控制三相异步电动机一、实验目的1．了解PLC——AC电动机断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握继电—接触器逻辑电路与PLC梯形图的转换方式；3．熟悉PLC控制系统的接线方法；3．了解PLC断续控制电路的组成。
二、实验使用仪器、设备1．PLC模拟实验台；2．三相异步电动机二台；3．万用表一台；4．专用连接线一套。
三、实验要求实现PLC对三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。
满足以下具体要求：(1) M1可以正、反向点动调整控制；(2) M1正向起动之后，延时5分钟再可起动M2；(3) 停车时，M2停止后，延时2分钟再可停M1；(4) 主电路同实验一。
四、实验参考电路与梯形图1．电路2．梯形图学生自编五、实验步骤1．按布局图要求将各元器件定位；2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈；4．自查并互查连接线；5．编程，下载程序；6．调试程序（断开PLC输出与接触器线圈的连接线，通过PLC输出的发光二极管的明、暗状态调试程序）；7．程序正确后，合上电源，调试电路；8．观察电动机的运行情况。
六、实验注意事项1．操作前切断总电源；2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。
七、思考题1．梯形图与继电—接触器逻辑电路有什么相似之处？转换时应注意哪些事项？2．梯形图与继电—接触器中的触点在被引用时，数量上有什么限制？为什么？3．梯形图与继电—接触器中的时间继电器有哪些不同？为什么？4．继电—接触器电路中使用的常开或常闭触点，在PLC中可否对应地用常闭或常开触点替换？此时在梯形图中应如何编程？实验三、PLC时间顺序控制一、实验目的1．了解状态步进指令的适用场合和编程方法；2．了解状态步进指令与普通指令的区别；3．掌握LAD、STL和SFC之间的转换方式；4．掌握FX—GPP仿真软件的使用。
二、实验使用仪器、设备1．PC计算机；2．FX—GPP仿真软件。
三、实验要求1．四台电动机顺序启动，逆序停止；2．四台电动机启动间隔延时5分钟，停止间隔延时2分钟；3．正常停车时间可以发生在任一时刻；4．紧急停车时所有电动机立即全部停止运行。
四、实验参考流程状态图和程序1．流程状态图2．程序学生自编五、实验步骤1．按控制要求，在FX—GP环境下编程；2．在FX—LLT环境下，将FX—GP格式的程序转换成FX—LLT格式；3．用FX—LLT的仿真界面进行模拟运行；六、实验注意事项1．将时间继电器、各电动机的输出和各状态S作为观察对象；2．调整合适的时间坐标，使之便与观察；3．模拟运行开始后应该及时释放模拟运行按纽。
七、思考题1．顺序控制除了时间顺序以外，还可能有什么顺序控制？2．用FX—LLT的仿真界面进行模拟运行有什么好处？3．模拟运行能否完全替代实物调试？为什么？实验四、PLC水泵房控制一、实验目的1．了解条件、时间顺序控制的一般规律；2．熟悉状态步进指令的编程方法；3．掌握LAD、STL和SFC之间的转换方式；4．掌握FX—GPP仿真软件的使用。
二、实验使用仪器、设备3．PC计算机；4．FX—GPP仿真软件。
三、实验要求1．某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关x0、x1和x2。
xO接通，表示水压偏低；xl接通，表示水压正常；x2接通，表示水压偏高。
要求：1) 自动工作时，当用水量少，压力增高，x2接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，要求先工作的水泵先切断。
当用水量多，压力降低，x0接通，此时可延时30s后增设l台水泵工作，要求未曾工作的水泵增加投入运行。
当Xl接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量，工作时要求水泵数量最少不得低于1台，最多不得超出4台，4台水泵分别用YO—Y3输出点控制，Y4一Y7分别用于其工作指示。
2) 手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作，输入点X1O—X13分别表示4台水泵起动按钮，X14～X17分别接人4台水泵的停止按钮，此外，每台水泵设热过载保护，分别接入x3一x6，当它们使能时分别切断各自的输出Y0一Y3，x7=ON表示手动，x7=OFF表示自动，X20—自动运行，X21—自动运行停止。
四、实验参考梯形图1．梯形图五、实验步骤1．按控制要求，在FX—GP环境下编程；2．在FX—LLT环境下，将FX—GP格式的程序转换成FX—LLT格式；3．用FX—LLT的仿真界面进行模拟运行；六、实验注意事项1．将压力检测开关x0、x1和x2、各电动机的输出和各状态S作为观察对象；2．调整合适的时间坐标，使之便与观察；3．模拟运行开始后应该及时释放模拟运行按纽。
七、思考题1．本实验的顺序控制应属于何种类型的顺序控制？2．该压力控制属于有级还是无级控制？为什么？3．实现压力无级控制，本系统应如何修改？实验五、步进电动机控制一、实验目的1．掌握用PLC控制步进电动机的程序设计方法；2．学会用PLC功能指令设计环形分配器；3．掌握PLC控制步进电动机的实际连线。
二、实验使用仪器、设备1．PC计算机；2．FX2N PLC；3．步进电动机驱动器；4．步进电动机；5．连接线。
二、实验原理和参考梯形图数控机床的开环运动控制所用驱动，大多数采用步进电动机控制。
一般CNC输出信号通过功率放大器后再驱动电动机。
本次实验是采用PLC直接进行电动机控制。
假设某步进电动机的工作方式是三相六拍，电动机有三组线圈，分别用A、B、C表示，公共端为E，当电动机正转时，其环形分配方式为A—AB—B—BC—C—CA—A；当电动机反转时，其环形分配方式为A—AC—C—CB—B—BA—A。
步进电动机正、反转绕组的状态真值表如下表所示。
步进电动机正、反转绕组状态表控制步进电动机的输入开关和输出端所对应的PLC I／O地址如下表所示。
I／O地址分配表根据地址表输入及输出接口的安排，采用移位寄存器指令来实现控制，其状态如真值表所示。
由表可知：正转时反转时A相：Y0=M5+M4+M0 A相：Y0：M5+M4+M0B相：Y1=Ⅳ14+M3+M2 B相：Y1：M2+M1+MOC相：Y2=M2+M1+MO C相：Y2：M4+M3+M2再将正、反转A、B、C相关系进行相加即得下图所示控制程序。
移位寄存器及输出状态真值表下图所示为PLC和步进电动机实验演示装置的电气接口图。
步进电动机控制程序(一)步进电动机控制程序(二)三、实验内容及步骤1．按所示程序输入至PLC，并仔细检查，确保正确无误。
2．置PLC在运行状态，置开关0为ON，开关1为OFF，观察输出Y0一Y2的状态是否和状态表所示正转时序相一致。
再置X0为OFF，x1为ON，观察输出YO—Y2的状态是否为反转时序。
3．关PLC电源，根据接线图将PLC与步进电动机演示装置相连，接线正确后接通24 V电源再运行程序观察输出情况。
4．按下开关2，输出将保持不变，步进电动机就停止转动。
5．重复步骤3、4，你将发现步进电动机工作情况：在开关(XO)合上为正转，开关(x1)合上为反转。
6．置开关3(x3)在ON或OFF位置，就会发现步进电动机转动速度不一样。
这是因为采用的定时器定时脉冲速度提高了10倍。
四、思考题1．PLC的继电器输出对步进电动机的运行有什么影响？实用中应该如何考虑？2．拿否用时间中断的方法来控制步进电动机的速度？这时与用定时器控制脉冲速度的方法有何不同？实验六、步进电动机矩频特性研究一、实验目的1．掌握步进电动机脉冲驱动器的使用方法与性能指标的含义；2．研究步进电动机脉冲频率与输出电流、输出转矩的关系；3．研究细分驱动对步进电动机运行性能的影响。
二、实验使用仪器、设备1．PC计算机；2．FX2N PLC；3．步进电动机驱动器；4．步进电动机；5．连接线。
三、实验要求1．X轴控制时，步进电动机旋转360O定位；2．从200Hz起逐步提高步进电动机的脉冲频率，测试步进电动机的输出电流、输出转矩；3．X、Y轴控制时，X轴步进电动机旋转360O定位，同时Y步进电动机旋转180 O定位；4．X轴控制时，可单步调整理。
四、实验原理和参考梯形图1．实验原理3．参考程序1）梯形图2）指令表五、试验注意事项1．按所示要求接线，通电前仔细检查，并由指导教师确认接线无误后，方能同电；2．先做单轴实验，后做双轴实验；3．改变细分倍数，检验步进电动机的运行特性；六、思考题1．细分的作用是什么？在细分步内的定位精度如何？为什么？2．低频率和高频率对步进电动机运行的影响怎样？3．为什么步进电动机驱动器一般都具有全流/半流控制方式？4．本实验可否使用继电器输出型的PLC？为什么？5．如果使用高速输入/输出指令控制步进电动机，应该如何修改程序？实验七、PLC随动控制一、实验目的1．了解永磁低速同步电动机的工作原理与接线方法；2．了解电位差计测角位移的工作原理；3．了解PLC A/D与D/A工作模块的工作原理与接线方法；4．掌握随动控制系统的组成原理和应用方法；二、实验要求1．使用电位器和A/D,D/A组成角位移测量装置；2．使用PLC–- 电位器构成角位移随动系统。
三、电位差计–- PLC随动控制系统原理1．永磁低速同步电动机的接线方法PLC–- 电位器构成角位移随动系统四、参考程序五、思考题1．使用电位差计测角位移的测量范围一般为多大？2．若其中一个电位器的极性接反了，会产生什么结果？实验七、交流异步电动机的变频调速器参数设定一、实验目的1.熟悉变频器的使用方法；2.掌握变频器的参数设定方法；3.了解变频调速系统的组成原理。