《电气控制与PLC原理及应用》实验指导

（实验不分先后顺序，每位老师可根据实际情况选择。）

实验一 可编程控制器基本指令编程练习

一、实验目的

熟悉PLC实验装置，西门子编程控制器S7-200、S7-1200系列的外部接线方法,了解编程软件STEP7 V4.0 SP9及 STEP7 TIA(博途)的编程环境，软件的使用方法。掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

完成与或非功能的实验,在基本指令的编程练习单元完成本实验。

二、实验说明

首先应根据参考程序，判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，在拨动输入开关I0.1、I0.3，观察输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。

三、实验步骤

1、输入输出接线。

2、打开主机电源将程序下载到主机中。 3、启动并运行程序观察实验现象。

四、梯形图参考程序

程序见具体软件包。

五、实验报告

1、学习基本指令的编程。

2、实现基本的点动和自锁的逻辑关系控制。 3、将梯形图绘制到实验报告上。

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可编程控制器实验指导书

实验二 舞台灯光的模拟控制

一、实验目的

用PLC构成舞台灯光控制系统 二、实验内容 1.控制要求

L6L2L1L9L5L3L7L4 舞台灯光控制示意图

L1、L2、L9→L1、L5、L8→L1、L4、L7→L1、L3、L6→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L1、L2、L6→L1、L3、L7→L1、L4、L8→L1、L5、L9→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L1、L2、L9→L1、L5、L8……循环下去。

方式一、1200主机接线方式：

1.I/O分配 输入 器件模块 起动:SB1 停止:SB2

主机 I0.0 I0.1 功能说明 起动按钮 停止按钮 2

输出 模块 L1 L2 L3 L4 L5 L6 主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 功能说明 L8可编程控制器实验指导书

L7 L8 L9 Q0.6 Q0.7 Q1.0

2、舞台灯光的模拟控制接线图如下图所示：

3．实验步骤

（1）按照电气原理图把实验接线接好，确认无接线错误。 （2）将实验程序下载到PLC中，运行PLC。 （3）按下SB1启动程序，观察实验运行现象。 （4）按下SB2停止实验。

三、舞台灯光部分控制梯形图

程序见具体软件包。

四、实验报告

1、学习基本指令的编程。

2、描述本实验的工作原理以及应用场合。 3、将梯形图绘制到实验报告上。

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实验三 交通灯的模拟控制

一、实验目的

用PLC构成交通灯控制系统

二、实验内容

1．控制要求 交通灯控制示意图

起动后，南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。1s后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。

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可编程控制器实验指导书

方式一、1200主机接线方式：

1．I/O分配 输入 器件模块 起动:SB1 主机 I0.0 功能说明 起动按钮 输出 模块 南北红灯:L1 南北黄灯:L2 南北绿灯:L3 东西红灯:L4 东西黄灯:L5 东西绿灯:L6 南北车灯（乙）:L7 东西车灯（甲）:L8 主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 功能说明 2、交通等的模拟控制接线图如下图所示：

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可编程控制器实验指导书

3．实验步骤

（1）按照电气原理图把实验接线接好，确认无接线错误。 （2）将实验程序下载到PLC中，运行PLC。 （3）按下SB1启动程序，观察实验运行现象.

三、交通灯部分控制梯形图

程序见具体软件包。

四、实验报告

1、学习基本指令的编程。

2、描述本实验的工作原理以及应用场合。 3、将梯形图绘制到实验报告上。

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实验四 水塔水位的模拟控制

一、实验目的

用PLC构成水塔水位控制系统

二、实验内容

1．控制要求

SB1SB2L1L2SB3SB4水塔水位控制示意图

按下SB4，水池需要进水，灯L2亮；直到按下SB3，水池水位到位，灯L2灭；按SB2，表示水塔水位低需进水，灯L1亮，进行抽水；直到按下SB1，水塔水位到位，灯L1灭，过2秒后，水塔放完水后重复上述过程即可。

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方式一、1200主机接线方式：

2．I/O分配 输入 器件模块 SB1 SB2 SB3 SB4 主机 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 功能说明 停止按钮 起动按钮 停止按钮 起动按钮 输出 模块 L1 L2 主机 Q0.1 Q0.2 功能说明 3.水塔水位的模拟控制接线图如下所示：

3．实验步骤

（1）按下SB4，水池需要进水，灯L2亮

（2）直到按下SB3，水池水位到位，灯L2灭；

（3）按SB2，表示水塔水位低需进水，灯L1亮，进行抽水；

（4）直到按下SB1，水塔水位到位，灯L1灭，过2秒后，水塔放完水后重复上述过程即可。

三、水塔水位控制梯形图

程序见具体软件包。

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四、实验报告

1、学习基本指令的编程。

2、描述本实验的工作原理以及应用场合。 3、将梯形图绘制到实验报告上。

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实验五 Y/Δ换接起动模拟实验

一．实验目的

用PLC构成Y/△换接起动控制系统。

二．实验内容

1．控制要求

按下启动按钮SB1，电动机运行，U1，V1，W1亮，表示是Y型起动，2s后，U1，V1，W1灭，，U2，V2，W2亮表示△型起动。按下停止按扭SB2，电动机停止运行。

Y/△换接起动控制示意图

方式一、1200主机接线方式：

I/O分配 输入 器件模块 起动:SB1 停止:SB2

主机 I0.0 I0.1 功能说明 起动按钮 停止按钮 输出 模块 U 1 V1 W1 10

主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 功能说明 V2W1V1W2U1U2可编程控制器实验指导书

U 2 V2 W2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 3、Y/△换接起动的模拟控制接线图如下所示：

SB1 I 0.0 Q0.0Q0.1U1V1W1U2V2W2SB2I 0.1Q0.2Q0.3PLC0V+24V1MQ0.4Q0.5+24V0V3L2L1L

三、换接起动控制梯形图

程序见具体软件包。

四、实验报告

1、学习基本指令的编程。

2、描述本实验的工作原理以及应用场合。 3、将梯形图绘制到实验报告上。

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实验六 三相异步电动机的直接起动控制

一．概述

三相笼式异步电机由于结构简单、性价比高、维修方便等优点获得了广泛的应用。在工农业生产中，经常采用继电器接触控制系统对中小功率笼式异步电机进行直接起动，其控制线路大部分由继电器、接触器、按钮等有触头电器组成。

图1是三相鼠笼异步电动机直接起动控制图。

起动时，合上漏电断路器及空气开关QF，引入三相电源。按下起动按钮SB2，交流接触器KM1线圈通电，主触头KM1闭合，电动机接通电源直接起动。要使电机停止运转，按下开关SB1即可。

二．实验目的

1．熟悉三相鼠笼式异步电机直接起动控制线路中各电器元件的使用方法及其在线路中所起的作用。

2．掌握三相鼠笼式异步电动机直接起动控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。

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三．实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 电源仪表及控制屏 M14B型异步电动机 交流接触器 热继电器 按钮开关 万用表、剥线钳、螺丝刀、尖嘴钳等（自备） 导线若干 数量 1 1 1 1 2 1套 备注 提供三相四线制380V、220V电压 四．实验内容

三相鼠笼式异步电动机直接控制。

五．实验步骤

1．检查各实验设备外观及质量是否良好。

2．按图1三相鼠笼异步电机直接控制线路进行正确接线，先接主回路，再接控制回路。自己检查无误并经指导老师检查认可后方可合闸通电实验。

（1）热继电器值调到1.0A。

（2）合上漏电断路器及空气开关QF，引入三相电源。 （3）按下起动按钮SB2，观察电机工作情况。 （4）按下停止按钮SB1，切断电机控制电源。 （5）断开空气开关QF，切断三相主电源。 （6）断开漏电保护断路器，关断总电源。

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实验七 三相异步电动机接触器点动控制线路

一．概述

三相笼式异步电机由于结构简单、性价比高、维修方便等优点获得了广泛的应用。在工农业生产中，经常采用继电器接触控制系统对中小功率笼式异步电机进行点动控制，其控制线路大部分由继电器、接触器、按钮等有触头电器组成。 图2是三相鼠笼异步电动机接触器点动控制线路。

起动时，合上漏电保护断路器及空气开关QF，引入三相电源。按下起动按钮SB2时，交流接触器KM1的线圈通电，主触头KM1闭合，电动机接通电源起动。当手松开按钮时，接触器KM1断电释放，主触头KM1断开，电动机电源被切断而停止运转。

L1L2L3FU2QFFU1KM1NFR1SB1SB2KM1FU2LLFR1M3~

图2

二．实验目的

1．熟悉三相鼠笼异步电动机点动控制线路中各元器件的使用方法及其在线路中所起的作用。

2．掌握三相鼠笼异步电动机点动控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。

三．实验设备

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序号 1 2 3 4 5 6 名称 电源及仪表控制屏 M14B型异步电动机 交流接触器 按钮开关 热继电器 导线若干 数量 1 1 1 2 1 备注 提供三相四线制380V、220V电压 四．实验内容

三相鼠笼异步电动机接触器点动控制。

五．实验步骤

1．检查各实验设备外观及质量是否良好。

2．按图2三相鼠笼式异步电动机接触器点动控制线路进行正确的接线。先接主回路，再接控制回路。自己检查无误并经指导老师检认可后方可合闸通电实验。

（1）热继电器值调到1.0A。

（2）合上漏电保护断路器及空气开关QF，引入三相电源。

（3）按下起动按钮SB2时，观察电机工作情况，体会点动操作。（注意，操作次数不宜频繁过多）

（4）断开空气开关QF，切断三相主电源。 （5）断开漏电保护断路器，关断总电源。

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实验八 三相异步电动机接触器自锁控制线路

一．概述

三相笼式异步电机由于结构简单、性价比高、维修方便等优点获得了广泛的应用。在工农业生产中，经常采用继电器接触控制系统对中小功率笼式异步电机进行自锁控制，其控制线路大部分由继电器、接触器、按钮等有触头电器组成。 图3是三相鼠笼异步电动机接触器自锁控制线路。

起动时，合上漏电断路器及空气开关QF，引入三相电源。按下起动开关SB2，接触器KM1的线圈通电，主触头KM1闭合，电动机接通电源直接起动运转。同时与SB2并联的常开辅助触头KM1闭合并自锁。当手松开按钮时，由于辅助触点KM1闭合自锁，所以电动机一直运转。要使电机停止运转，按下开关SB1即可。

二．实验目的

1．熟悉三相鼠笼异步电动机的接触器自锁控制线路中各元器件的使用方法及其在线路中所起的作用。

2．掌握三相鼠笼式异步电动机接触器自锁控制线路的工作原理、接线方法、调试及故障排除技能。

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三．实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 电源仪表及控制屏 M14B型异步电动机 交流接触器 热继电器 按钮开关 万用表、剥线钳、螺丝刀、尖嘴钳等（自备） 导线若干 数量 1 1 1 1 2 1套 备注 提供三相四线制380V、220V电压 四．实验内容

三相鼠笼异步电动机接触器自锁控制线路。

五．实验步骤

1．检查各实验设备外观及质量是否良好。

2．按图3三相鼠笼异步电动机接触器自锁控制线路进行正确接线，先接主回路，再接控制回路。自己检查无误并经指导老师检查认可方可合闸实验。

（1）热继电器值调到1.0A。

（2）合上漏电断路器及空气开关QF，引入三相电源。 （3）按下起动按钮SB2，观察电机工作情况。 （4）按下停止按钮SB1，切断电机控制电源。 （5）断开空气开关QF，切断三相主电源。 （6）断开漏电保护断路器，关断总电源。

六．思考题

1．在图3中，若自锁常开触头错接成常闭触头，会发生什么现象？

2．自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用的现象，试结合有关资料分析产生的原因。

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实验九 基于PLC控制方式的三相异步电动机点动与自锁控制 一．实验目的

1．通过对三相鼠笼式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。

2．通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。

二．实验接线图

电机接线图 PLC接线图

三．实验内容

1．控制要求 1）点动控制

启动：按启动按钮SB1，I0.0触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。每按动SB1一次，电机运转一次。

2）自锁控制

启动：按启动按钮SB2，I0.1触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。只有按下停止按钮SB3时电机才停止运转。

2．I/O分配

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输入 输出 点动按钮：I0.0 Q0.0 自锁按钮：I0.1 停止按钮：I0.2

3．按图所示的梯形图输入程序。 4．调试并运行程序。

I0.0M 0.0I0.1I0.2M 0.1M 0.1M 0.0Q0.0M 0.1

点动与自锁梯形图

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