電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(2017)

1、電 氣 控 制 技 術(shù) 實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū)南通大學(xué)電氣工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)一 電氣控制線路設(shè)計(jì)與調(diào)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解常用控制電器基本結(jié)構(gòu)及其選用方法。2、掌握復(fù)雜電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法。3、掌握電氣控制線路的安裝與調(diào)試方法。4、掌握電氣控制線路的故障分析及排除方法。二、 實(shí)驗(yàn)儀器電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置 1臺(tái)電動(dòng)機(jī) 1 臺(tái)；萬(wàn)用表 1只電工工具及導(dǎo)線 若干三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：以煉焦系統(tǒng)中運(yùn)煤小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)的工程應(yīng)用為背景，設(shè)計(jì)一小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制線路，小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制要求如圖所示：初態(tài)：小車(chē)從原點(diǎn)啟動(dòng)（如圖中位置），啟動(dòng)前壓住行程開(kāi)關(guān)SQO。系統(tǒng)運(yùn)行要求如下：按啟動(dòng)按鈕SB2，小車(chē)前進(jìn)，到SQA

2、處停車(chē)，緊接著后退；小車(chē)后退至SQO處停車(chē)，再轉(zhuǎn)第二次前進(jìn)，到SQB處后再次后退；上述過(guò)程循環(huán)運(yùn)行，直至按下停止按鈕SB1，立即后退至SQO處停車(chē)。 2、實(shí)驗(yàn)要求：根據(jù)小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)的控制要求設(shè)計(jì)運(yùn)煤小車(chē)電氣控制系統(tǒng)主電路和控制電路，并按電氣控制線路的繪圖原則繪制電氣原理圖；依據(jù)電機(jī)參數(shù)確定所有電器元件的型號(hào)與參數(shù)；按照GB50171 92電氣裝置安裝工程盤(pán)柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范（附后，請(qǐng)重點(diǎn)關(guān)注其中的第四章）和“維修電工中、高級(jí)工”考核的要求完成設(shè)計(jì)線路的安裝與調(diào)試。1)運(yùn)用狀態(tài)表進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)具有多次通斷電單元線路設(shè)計(jì)問(wèn)題，要求針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中“約束信號(hào)選擇”和“輔助單

3、元設(shè)計(jì)”等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論與分析。利用狀態(tài)表進(jìn)行該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：(1)填寫(xiě)狀態(tài)表時(shí)應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制間的聯(lián)鎖關(guān)系，在正轉(zhuǎn)向反轉(zhuǎn)切換時(shí)，KM2通電是以KM1失電為前提，也就是只有互鎖常閉觸頭KM1閉合后KM2才能得電，因此從KM1失電到KM2得電要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這反映在狀態(tài)表上就是KM1的通電區(qū)域并不是占滿整個(gè)工步而留有一定空隙，KM1也是如此。(2)對(duì)于執(zhí)行元件KM1和KM2而言，在整個(gè)工作過(guò)程中要通斷電多次，對(duì)應(yīng)狀態(tài)表上將有多段通電區(qū)域，對(duì)于每一段而言，都應(yīng)有一個(gè)X開(kāi)、X關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)通電元件，若有N次通斷電，則應(yīng)有N個(gè)X開(kāi)、X關(guān)。在選取X開(kāi)、X關(guān)信號(hào)時(shí)應(yīng)注意，選取X開(kāi)、X關(guān)

4、信號(hào)應(yīng)只能開(kāi)啟和關(guān)斷對(duì)應(yīng)的通電區(qū)域，而不能開(kāi)啟和關(guān)斷別的區(qū)域，以免造成誤開(kāi)啟和誤關(guān)斷。(3)要根據(jù)誤開(kāi)啟和誤關(guān)斷信號(hào)的數(shù)量，確定增加輔助繼電器的類型、數(shù)目和通電區(qū)域，正確選取各輔助繼電器的開(kāi)啟與關(guān)斷信號(hào)。元器件數(shù)量在充分考慮經(jīng)濟(jì)性的情況下要盡量最少,線路必須簡(jiǎn)化。2) 小車(chē)拖動(dòng)電機(jī)功率為4.5KW，選擇電器元件的型號(hào)和參數(shù)。3) 畫(huà)元件布置圖，完成小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制線路的安裝與調(diào)試。(1)電氣元件的布置按主回路上元件的次序從上到下布置，如：進(jìn)線進(jìn)線端子排空氣開(kāi)關(guān)熔斷器接觸器熱繼出線端子排。其他控制器件根據(jù)接線的需要和方便排列在接觸器或熱繼的旁邊，同一類型的器件盡量排列在一起，以保證器件布置的美觀

5、和同一器件之間接線的方便和美觀。（參見(jiàn)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)后附圖）(2)采用硬線接線，要求做到橫平豎直。電器元件接線時(shí)可以走線的平面一般有兩個(gè)：一個(gè)是底平面，另一個(gè)是與接觸器等常開(kāi)觸點(diǎn)端子平行的平面。在同一個(gè)平面內(nèi)不允許出現(xiàn)導(dǎo)線的交叉(特別是底平面)。（參見(jiàn)下圖1-1）圖1-1電氣接線要做到橫平豎直、同一個(gè)平面內(nèi)不允許出現(xiàn)導(dǎo)線的交叉(特別是底平面)(3)采用螺絲、墊片壓接的端子（如熔斷器端子），線頭必須順時(shí)針彎制成圓圈，壓在墊片下面用螺絲壓緊。采用瓦片壓接的端子(如接觸器、中間繼電器等的端子)可以將導(dǎo)線頭直接插入壓接，但建議插入壓接的導(dǎo)線數(shù)目一般不宜多于2根。圖1-2 螺絲、墊片壓接的端子、瓦片壓接的端

6、子接線例 (4)控制回路接線時(shí)，根據(jù)原理圖，按從上而下，從左至右的原則，一個(gè)接點(diǎn)一個(gè)接點(diǎn)的完成接線，即同一標(biāo)號(hào)的接點(diǎn)一次完全接好，再接該接點(diǎn)下方的一個(gè)接點(diǎn)。控制回路不必講究器件上下端子電路的“上進(jìn)下出”，但主回路一定要保證“上進(jìn)下出”。(5)接線時(shí)建議先把橫向的導(dǎo)線接好（一般是控制回路的），按照接線的順序，由近及遠(yuǎn)，逐步增加端子出線后彎折的長(zhǎng)度，使導(dǎo)線盡量靠近器件?？刂苹芈返墓簿€一般最先一次接好。豎向的線（一般為主回路粗線）一般最后接。(6)接線時(shí)思路要清晰，先在原理圖上確定接線接在元器件的上下端子的哪里（參見(jiàn)圖1-3），再在元器件布置圖上預(yù)先畫(huà)一畫(huà)示意圖，再接線。要減少上下端子之間的繞接。

7、如必須繞接，則要考慮走線的長(zhǎng)短和布局的美觀。圖1-3 電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路接線“上、下”標(biāo)注圖例4)記錄實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障，畫(huà)出故障現(xiàn)象的原理圖，分析故障原因并排除。四、思考題1、對(duì)于由某個(gè)信號(hào)引起的誤開(kāi)啟或誤關(guān)斷問(wèn)題，在電路設(shè)計(jì)時(shí)一般采用何種方法加以解決？2、在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，若出現(xiàn)行程開(kāi)關(guān)觸頭數(shù)目不夠使用時(shí)應(yīng)采用什么方法加以解決？3、運(yùn)煤小車(chē)如在原位O點(diǎn)裝煤需要三分鐘，在A點(diǎn)、B點(diǎn)卸煤需要兩分鐘，試修改設(shè)計(jì)電路。4、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)的一般要求完成兩個(gè)報(bào)告的撰寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告批改通過(guò)后方能開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中要詳細(xì)論述

8、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用狀態(tài)表設(shè)計(jì)小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)控制線路的過(guò)程，并按電氣控制線路國(guó)標(biāo)的繪圖原則繪制實(shí)驗(yàn)用電氣線路原理圖。3、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中要根據(jù)電氣線路中電氣元器件選擇的原則，選擇線路中用到的元器件，并列表標(biāo)明實(shí)驗(yàn)電路所用器件型號(hào)。4、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中要設(shè)計(jì)電氣接線，即在原理圖上確定接線接在元器件的上下端子的哪里，再在元器件布置圖上預(yù)先畫(huà)出接線示意圖。3、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題、錯(cuò)誤、故障及解決的方法。附圖實(shí)驗(yàn)二 簡(jiǎn)單順序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解和熟悉FX2N系列PLC的結(jié)構(gòu)和外部接線方法。2、進(jìn)一步掌握PLC的基本邏輯指令，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用方法。3、掌握基于邏輯代數(shù)

9、的PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法。4、掌握基于GX Works2 或GX Developer 軟件的PLC應(yīng)用程序輸入和編輯方法，熟悉Simulation仿真調(diào)試軟件的使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、FX2N可編程序控制器 1臺(tái)2、PLC實(shí)驗(yàn)接口板卡及接線端子 1套3、微型計(jì)算機(jī)(含虛擬對(duì)象、編程與仿真軟件) 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用實(shí)驗(yàn)室提供的PLC虛擬控制對(duì)象（界面如下圖），完成十字路口交通信號(hào)燈PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)正常時(shí)序控制及“急車(chē)強(qiáng)通”控制兩種控制方式：1)正常時(shí)序控制正常時(shí)序控制時(shí)序圖如圖所示，其控制要求如下：(1) 當(dāng)啟動(dòng)按鈕SQ2按下后，信號(hào)燈控制系統(tǒng)開(kāi)始工作，此時(shí)

10、設(shè)南北向紅燈亮，東西向綠燈亮。當(dāng)停止按鈕SQ1按下后，所有信號(hào)燈都熄滅。(2) 南北紅燈維持亮60s。同時(shí)東西綠燈持續(xù)亮54s，到54s時(shí)東西綠燈閃亮3s后熄滅，接著東西黃燈持續(xù)亮3s后熄滅。而后，東西紅燈亮，南北綠燈亮。(3）東西紅燈持續(xù)亮36s。南北綠燈持續(xù)亮30s，然后閃亮3s后熄滅。接著南北黃燈持續(xù)亮3s后熄滅，這時(shí)南北紅燈亮，東西綠燈亮。(4）上述工作過(guò)程周而復(fù)始。(5）東西綠燈和南北綠燈不能同時(shí)亮，否則關(guān)閉信號(hào)燈系統(tǒng)并報(bào)警。2)急車(chē)強(qiáng)通控制：急車(chē)強(qiáng)通控制時(shí)序圖如圖所示，其控制要求如下：(1)“急車(chē)強(qiáng)通”信號(hào)受“急車(chē)強(qiáng)通”開(kāi)關(guān)控制。無(wú)急車(chē)時(shí)，信號(hào)燈按正常時(shí)序控制。有急車(chē)來(lái)時(shí)，將“急車(chē)

11、強(qiáng)通”開(kāi)關(guān)接通，不管原來(lái)信號(hào)燈的狀態(tài)如何，一律強(qiáng)制讓急車(chē)來(lái)車(chē)方向的綠燈亮，使急車(chē)放行，直至急車(chē)通過(guò)為止。(2)急車(chē)通過(guò)后，將“急車(chē)強(qiáng)通”開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，信號(hào)燈的狀態(tài)立即轉(zhuǎn)為急車(chē)放行方向上的綠燈閃3次，隨后按正常時(shí)序控制。(3)急車(chē)強(qiáng)通信號(hào)只能響應(yīng)一路方向的急車(chē)，即若兩個(gè)方向先后來(lái)急車(chē)，則響應(yīng)先按下“急車(chē)強(qiáng)通”開(kāi)關(guān)的一方，松開(kāi)該方向的“汽車(chē)強(qiáng)通”開(kāi)關(guān)后隨即再響應(yīng)另一方。（此功能的操作在虛擬對(duì)象中無(wú)法完成，但要求程序中有此考慮）2、實(shí)驗(yàn)要求：采用PLC基本邏輯控制指令，按照上述控制要求，設(shè)計(jì)一道口交通燈PLC控制系統(tǒng)。要求設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試。借助

12、于實(shí)驗(yàn)室虛擬對(duì)象實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的安裝與編程調(diào)試。1）采用PLC基本邏輯控制指令，按照上述控制要求，設(shè)計(jì)一道口交通燈PLC控制系統(tǒng)。要求設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。2）根據(jù)虛擬對(duì)象的輸入/輸出定義，在實(shí)驗(yàn)室針對(duì)虛擬對(duì)象編輯調(diào)試程序，達(dá)成控制要求。 3）在GX Works2 或GX Developer 軟件環(huán)境下進(jìn)行控制程序的編輯與調(diào)試。 4）記錄在調(diào)試程序過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并分析產(chǎn)生的原因。四、 思考題1、實(shí)現(xiàn)指示燈的閃爍通常有哪些編程方式？舉例之。2、東西綠燈和南北綠燈不能同時(shí)亮，要采取哪些互鎖控制措施？3、在交通燈實(shí)際控制電路中，若紅、黃和綠信號(hào)燈采用交流220V指示燈，其實(shí)際電氣

13、接線圖應(yīng)如何設(shè)計(jì)？4、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)的一般要求完成兩個(gè)報(bào)告的撰寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告批改通過(guò)后方能開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)對(duì)紅綠交通燈控制的PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表。3、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中繪制實(shí)現(xiàn)對(duì)紅綠交通燈控制的PLC控制系統(tǒng)的原理圖。4、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試通過(guò)的采用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)紅綠交通燈控制的程序清單。4、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中整理出調(diào)試該程序的步驟，整理出實(shí)際調(diào)試后的程序清單。5、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中記錄實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)得問(wèn)題、錯(cuò)誤、故障及解決方法。實(shí)驗(yàn)三 簡(jiǎn)單順序控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2一、

14、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解和熟悉FX2N系列PLC的結(jié)構(gòu)和外部接線方法。2、進(jìn)一步掌握PLC的基本邏輯指令，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用方法。3、掌握基于邏輯代數(shù)的PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法。4、掌握基于GX Works2 或GX Developer 軟件的PLC應(yīng)用程序輸入和編輯方法，熟悉Simulation仿真調(diào)試軟件的使用。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置 1臺(tái) 2、FX2N可編程序控制器 1臺(tái)3、微型計(jì)算機(jī)(含編程與仿真軟件) 4、電動(dòng)機(jī) 1 臺(tái)；5、萬(wàn)用表、電工工具及導(dǎo)線 若干 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以煉焦系統(tǒng)中運(yùn)煤小車(chē)往返運(yùn)動(dòng)的工程應(yīng)用為背景，完成運(yùn)煤小車(chē)PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。小車(chē)往返

15、運(yùn)動(dòng)控制要求如圖所示： 系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤小車(chē)的自動(dòng)循環(huán)控制及手動(dòng)控制兩種控制方式：1) 自動(dòng)循環(huán)控制：初態(tài)：小車(chē)從原點(diǎn)啟動(dòng)（如圖中位置），啟動(dòng)前壓住行程開(kāi)關(guān)SQO。（1）按啟動(dòng)按鈕SB1，小車(chē)開(kāi)始裝料，30s后裝料結(jié)束，小車(chē)前進(jìn)，到SQA處停車(chē)。 （2）小車(chē)在SQA處卸料，10s后卸料結(jié)束，小車(chē)后退，到SQo處停車(chē)。（3）小車(chē)在SQo處裝料，30s后裝料結(jié)束，小車(chē)前進(jìn)，到SQB處停車(chē)。（4）小車(chē)在SQB處卸料，10s后卸料結(jié)束，小車(chē)后退，到SQo處停車(chē)。（5）小車(chē)在SQo處裝料后繼續(xù)前進(jìn)，按上述過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)。要求可設(shè)定循環(huán)次數(shù)，循環(huán)到設(shè)定次數(shù)時(shí)小車(chē)自動(dòng)停在SQO處。按下停止按鈕SB2，立即

16、后退至SQO處停車(chē)。2) 手動(dòng)控制：要求小車(chē)具備點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)與后退控制功能。2、實(shí)驗(yàn)要求：采用PLC基本邏輯控制指令，設(shè)計(jì)運(yùn)煤小車(chē)PLC控制系統(tǒng)。要求設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試。借助于實(shí)驗(yàn)室電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。1）采用PLC基本邏輯控制指令，設(shè)計(jì)送煤小車(chē)PLC控制程序，設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。2）GX Works2 或GX Developer 軟件環(huán)境下進(jìn)行控制程序的編輯與模擬調(diào)試。3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，完成送煤小車(chē)硬件線路的安裝與調(diào)試。4）完成系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)。5）記錄在調(diào)試程序過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并分析產(chǎn)生的原因。四、

17、思考題1、實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)次數(shù)設(shè)定有哪些編程方式？ 2、自動(dòng)循環(huán)與手動(dòng)操作兩種控制方式的選擇有哪些實(shí)現(xiàn)方式？舉例之。3、要實(shí)現(xiàn)“按下停止按鈕SB2，小車(chē)完成當(dāng)前裝卸任務(wù)后退至SQO處停車(chē)”功能，控制程序應(yīng)如何修改？4、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)的一般要求完成兩個(gè)報(bào)告的撰寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告批改通過(guò)后方能開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)煤小車(chē)控制的PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表。3、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中繪制運(yùn)煤小車(chē)控制的PLC控制系統(tǒng)的硬件原理圖。4、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試通過(guò)的采用PLC實(shí)現(xiàn)運(yùn)煤

18、小車(chē)控制的程序清單。5、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中整理出調(diào)試該程序的步驟，整理出實(shí)際調(diào)試后的程序清單。6、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中記錄實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)得問(wèn)題、錯(cuò)誤、故障及解決方法。實(shí)驗(yàn)四 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法2、掌握PLC的一些特殊指令和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法。3、掌握具有多種工作方式的控制系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)方法。、實(shí)驗(yàn)儀器1、電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置 1臺(tái) 2、FX2N可編程序控制器 1臺(tái)3、微型計(jì)算機(jī)(含編程與仿真軟件) 1臺(tái)4、萬(wàn)用表、電工工具及導(dǎo)線 若干 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以機(jī)械手工程應(yīng)用為背景，完成機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試。機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖及工作

19、狀態(tài)示意圖如圖所示。 要求機(jī)械手將物體從位置A搬至位置B，其工作順序?yàn)椋簷C(jī)械手從原點(diǎn)下移到位，從A處夾緊物品后再上移，上升到位后手臂右移，右移到位后手臂下移，下將到位后手臂放松將物品放于位置B處，然后手臂上升，上升到位后手臂左移，左移到原點(diǎn)后停止，一次循環(huán)結(jié)束。系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的連續(xù)、單周期、單步控制及手動(dòng)控制等多種工作方式：1)手動(dòng)控制當(dāng)系統(tǒng)選擇“手動(dòng)控制”工作方式時(shí)，采用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的上升/下降、右行/左行、夾緊/放松動(dòng)作單獨(dú)進(jìn)行操作，具體控制要求如下：選擇開(kāi)關(guān)于“右行/左行”方式，按住啟動(dòng)按鈕SB1，機(jī)械手左行；按住停止按鈕SB2，機(jī)械手右行；選擇開(kāi)關(guān)于“上升/下降”方式，按住啟動(dòng)

20、按鈕SB1，機(jī)械手上升；按住停止按鈕SB2，機(jī)械手下降；選擇開(kāi)關(guān)于“夾緊/放松”方式，按住啟動(dòng)按鈕SB1，機(jī)械手夾緊；按住停止按鈕SB2，機(jī)械手放松。手動(dòng)時(shí)必須有限位保護(hù)。2)單步操作當(dāng)系統(tǒng)選擇“單步操作”工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕機(jī)械手按順序完成一步后自動(dòng)停止。3)單周期操作當(dāng)系統(tǒng)選擇“單周期操作”工作方式時(shí)，機(jī)械手從原位開(kāi)始每按一次起動(dòng)按鈕機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。在工作中若按停止按鈕，則機(jī)械手動(dòng)作停止。4) 當(dāng)系統(tǒng)選擇“連續(xù)操作”工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，按起動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)、連續(xù)不斷的周期性循環(huán)。在工作中若按停止按鈕，則機(jī)械手動(dòng)作停止。2、實(shí)驗(yàn)要求：采用PLC控制

21、指令，設(shè)計(jì)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)。要求設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試。借助于實(shí)驗(yàn)室電氣控制實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。1）采用PLC控制指令，設(shè)計(jì)機(jī)械手PLC控制程序，設(shè)計(jì)并按國(guó)標(biāo)繪制PLC控制線路。2）在GX Works2 或GX Developer 軟件環(huán)境下進(jìn)行控制程序的編輯與模擬調(diào)試。3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，完成機(jī)械手硬件線路的安裝與調(diào)試。4）完成系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)。5）記錄在調(diào)試程序過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并分析產(chǎn)生的原因。四、思考題1、多種控制方式的選擇能否采用主控指令實(shí)現(xiàn)？若能則應(yīng)注意什么問(wèn)題？2、要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手“自動(dòng)回原位控制”功能，控制程序

22、應(yīng)如何修改？3、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、按照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)的一般要求完成兩個(gè)報(bào)告的撰寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告批改通過(guò)后方能開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。2、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)對(duì)機(jī)械手控制的PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表。3、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中繪制實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手控制的PLC控制系統(tǒng)的原理圖。4、在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告中列寫(xiě)利用Simulation仿真調(diào)試軟件預(yù)習(xí)調(diào)試通過(guò)的采用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手控制的的程序清單。5、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中整理出調(diào)試該程序的步驟，整理出實(shí)際調(diào)試后的程序清單。6、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中記錄實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)得問(wèn)題、錯(cuò)誤、故障及解決方法。實(shí)驗(yàn)五 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試2一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌

23、握可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法2、掌握PLC的一些特殊指令和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法。3、掌握具有多種工作方式的控制系統(tǒng)應(yīng)用程序的調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、FX2N可編程序控制器 1臺(tái)2、PLC實(shí)驗(yàn)接口板卡及接線端子 1套3、微型計(jì)算機(jī)(含虛擬對(duì)象、編程與仿真軟件) 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求利用實(shí)驗(yàn)室提供的PLC虛擬控制對(duì)象（界面如下圖），完成全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。洗衣機(jī)虛擬對(duì)象界面圖1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)物示意圖如圖所示。內(nèi)桶外桶波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)

24、、外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)過(guò)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將脫水桶旋轉(zhuǎn)離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。起動(dòng)按鈕用來(lái)起動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。控制要求：該全動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求可以用所示的流程圖來(lái)表示。1)PC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好起動(dòng)。2)按起動(dòng)按鈕洗衣機(jī)開(kāi)始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高水位時(shí)）停止進(jìn)水并開(kāi)始洗滌。3)正轉(zhuǎn)洗滌15s后暫停，暫停2s后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌。4)反洗15s后暫停，暫停2s后，若正、反洗未滿3次，則返回從正洗開(kāi)始的動(dòng)作；若正、反洗滿3次時(shí)，則開(kāi)始排水。5)水位下降到低水位時(shí)