SGX-51A网络型PLC可编程控制器综合实训装置
（PLC+变频+电气控制+触摸屏）
一、概述
该装置是根据《中华人民共和国教育行业标准--电工电子类实训基地仪器设备配备标准》，教育部"振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划"要求，按照职业教育的教学和实训要求研发的产品。适合高职院校、职业学校的机电设备安装与维修、机电技术应用、电气运行与控制、电气技术应用、电子电器应用与维修等专业和非机电类专业的《可编程控制器技术》、《电气及PLC控制技术》、《PLC及其应用》、《变频调速技术》、《现场总线控制技术》课程的教学与技能实训。
实训装置也适合技工学校、职业培训学校、职教中心、鉴定站/所各工种PLC实操、技能鉴定考核。
二、装置特点
1、采用积木组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸彩屏、总线通信
4.数码显示控制
5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）
6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）
7.音乐喷泉控制（具有声效功能）
8.十字路口交通灯控制
9.水塔水位控制
10.自动送料装车系统控制
11.四节传送带控制
12.装配流水线控制
13.多种液体混合装置控制
14.自控成型机控制
15全自动洗衣机控制（具有声效功能）
16.电镀生产线控制
17.自控轧钢机控制
18.邮件分拣机控制
19.自动售货机控制
20.机械手控制
21.三层电梯控制
22.四层电梯控制（实物）
23.加工中心控制（实物）
（三）PLC实物控制实训
24.直线运动位置识别、运动轨迹控制、定位控制
25.步进电机运动控制
26.直流电机控制
27.温度PID控制（具有声效功能）
（四）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）
28.C620车床的电气控制线路
29.卧式车床电气控制线路
30.机床两地控制线路
31.M7130平面磨床的电气控制线路
32.Z3040摇臂钻床的电气控制线路
33.液压滑台式自动攻螺纹机的电气控制线路
34.运行小车的电气控制线路
（五）PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训
35.变频器功能参数设置与操作
36.变频器报警与保护功能
37.外部端子点动控制
38.变频器控制电机正反转
39.多段速度选择变频调速
40.变频器无级调速
41.基于外部模拟量(电压/电流）控制方式的变频调速
42.瞬时停电启动控制
43.PID变频调速控制
44.PLC控制变频器外部端子的电机正反转
电气控制与PLC实验实验报告 报告实验项目名称： 低压电器的认识同组人试验时间实验室指导教师 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Q
1、熔断器FU 1、FU 2、FU 3、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(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。（记录） 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（记录）； (3) 按下停止按钮SB1，松手后观察电动机M运转情况（记录）。图8-2 自锁控制线路
考试题型 第一部分填空题 第一章常用低压控制电源(33’) 1、低压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V以下的电路中。 2、接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。 3、电磁系统包括铁心(衔铁)、静铁心和电磁线圈3部分。 4、常见的灭弧装置有电动力灭弧、灭弧栅灭弧和磁吹灭弧。 5、时间继电器按延时方式可分为通电延时和断电延时。 6、速度继电器主要有定子、转子和触头3个部分组成，动作转速在120r/min 左右，复位转速在100r/min以下。 7、低压断路器又称自动空气开关或自动开关。 8、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器组合。 9、当低压电网发生人体触电或设备漏电时，漏电保护器能迅速自动切断电源，从而避免造成事故。 10、漏电保护器按其检测故障信号的不同可分为电压型和电流型。 11、低压隔离器也称刀开关，品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关3种。 12、位置开关按其结构不同可分为直动式、滚轮式和微动式。 第二章电气控制线路的基本原则和基本环节(26’) 1、电气控制线路的表示方法有：电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图3种。 2、电气控制工程图中，文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 3、三相笼型电动机减压启动的方法有定子绕组串电阻减压启动、自耦变压 器减压启动、Y-△减压启动和延边三角形减压启动等。 4、三相异步电动机常用的电气制动方法有：反接制动、能耗制动、发电制 动和电容制动等。
5、三相异步电动机的调速方法有：改变电动机定子绕组的磁极对数p、改 变电源频率f1和改变转差率s等。 第三章可编程控制器基础(14’) 1、PLC的存储器单元可分为两个部分：系统程序存储器和用户程序存储器。 2、PLC的输入单元通常有直流、交流和交直流3种类型。 3、PLC的输出方式通常有继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式3种方式。 4、PLC的运行周期一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。 5、一个继电接触器控制系统必然包括3个部分：输入部分、逻辑电路部分 和输出部分。 第四章S7-200 PLC的系统配置(6’) 1、PLC的存储器主要用于存放：系统程序、用户程序和工作状态数据。 2、S7-200 PLC的接口模块有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和智能模块等。 第五章S7-200 PLC的指令系统(34’) 1、使用SIMATIC指令集，可以用梯形图、功能块图和语句表编程语言编程。 2、S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位 字节型(BYTE)、16位无符号整数(WORD)、有符号整数(INT)、32位无符号 双字整数(DWODE)、有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。 3、PlC的存储器分为程序区、系统区、数据区3个部分。 4、S7-200 PLC定时器的时基有3种：1ms、10ms、100ms。 5、S7-200 PLC定时器有3种类型：TON(通电延时)、TONR(有记忆通电延时)、TOF(断电延时）。 6、S7-200 PLC计数器有3种类型：增计数、减计数、增减计数。 7、S7-200 PLC寻址方式有3种：立即寻址、直接寻址、间接寻址。 8、用户程序可分为3个程序区：主程序、子程序、中断程序。 9、每一个SCR程序段中均包含3个要素：输出对象、转移条件、转移目标。 10、S7-200 系统提供3个顺序控制指令：顺序控制开始指令(LSCR)、顺序 控制转移指令(SCRT）、顺序控制结束指令(SCRE)。 第九章S7-200可编程控制器的通信与网络(22’) 1、按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为并行通信和串行通信两种。 2、串行通信按信息传输格式分为同步通信和异步通信。 3、按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全 双工通信方式3种。
《电气控制》复习资料 一、填空题 1.按用途分类，低压电器分为(控制电器)、(主令电器)、(保护电器)、(配电电器)和(执行电器)。 2.按执行机能分类，低压电器分为(有触点)电器和(无触点)电器。 3.按工作原理分类，低压电器分为(电磁式电器)和(非电量控制电器)。 4.电磁机构由(吸引线圈)、(铁心)、(衔铁)等几部分组成。 6.刀开关接线时，电源进线应接在(静插座)一边的进线端，用电设备应接在(动触刀)一边的出线断。 7.使用铁壳开关时，外壳应可靠(接地)，防止以外漏电造成触电事故8.接触器主要由(电磁系统)、(触点系统)、和(灭弧装置)组成。9.(直流)接触器不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。 10.继电器是一种根据(外界输入)信号来控制电路通断的自动切换电器。11.继电器和接触器相比用于切换(小电流)的控制电路和保护电路，故继电器没有(灭弧)装置，也无(主辅)触点之分。 12.速度继电器主要用于笼型异步电动机的(反接)制动控制。13.接近开关又称做(无触点)行程开关。 14.熔断器主要由(熔体)和(安装熔体的熔管)组成。15.断路器主要由(触点)、(灭弧系统)和(脱扣器)组成。16.常用的短路保护电器是(熔断器)和(自动空气断路器)。17.常用的过载保护电器是(热继电器)。 18.PLC的硬件是由(主机)、(I/O扩展模块)和各种外部设备组成。19.PLC的软件系统由(系统程序)和(用户程序)组成。 20.PLC执行程序的过程分为(输入采样或输入处理)、(程序执行)和(输出刷新或输出处理)三个阶段。 21.通常一条PLC指令由(步序号)、(助记符)和(元件号)三部分组成。22.PLC等效电路中的继电器并不是实际的继电器，为了将其与实际继电器区别，通常把它们称为(“软继电器”)。 23.状态转移图中，每一状态提供：(驱动负载)、(指定转换条件)、(置位新状态)三个功能。二、选择题 1.接触器属于( A )电器。 A.有触点
电气控制与P L C应用期 末考试卷子 Revised as of 23 November 2020
试卷一 一、填空题。（30分，每空分） 1、说明下列指令意义： ON 并联的常闭触点 ALD电路块的串联指令 OLD 电路块的并联指令 LD 装载指令 LPS 入栈指令 TON 通电延时定时器指令 AN串联的常闭触点 CTU加计数器指令 2、继电器的线圈断电时，其常开触点断开，常闭触点闭合。 3外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为 1 状态， 梯形图中对应的常开触点接通，常闭触点断开。 4、点动控制要变为长动控制，需在启动按钮上加上自锁环节。 5、星形—三角形换接的采用是三相笼型异步电动机中常用的起动方法。 6、电气控制图一般分为论主电路和控制电路两部分。 7、热继电器是对电动机进行过载保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备的短路保护的电器。 8、将编程器内编写好的程序写入PLC时，PLC必须处在 STOP 模式。（RUN，STOP） 二、指出下列电路有何错误应如何改进（画图说明）（15分） 评分标准：能正确画出电气互锁的给5分。两个机械互锁画出的给10分，少画一个扣5分 三、写出下图语句表。（10分）
四、简答题（15分） 试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处，并说明如果采用PLC控制，还需要中间继电器吗（5分） 相同：电磁机构相同；（5分） 不相同：用途不同。接触器用于自动接通和断开大电流负荷电路。中间继电器用于增加控制点数或信号放大。 不需要。（5分） 五、设计控制一台电动机长动和点动的电气控制电路。 （主电路6分，控制电路9分，共 15分） 要求：1．有启动和停止及点动按 钮；2．有短路和过载保护。请画 出主电路和控制电路。 评分标准：画出主电路的给6分，没 有画保险的扣2分，没有画过载保护 的扣2分接接触器没有正确换向的扣 4分。 控制电路：没有启动按钮的扣分，没 有停止按钮的扣分。没有画自锁的扣 分 没有画电气互锁的扣分 六、试用PLC来实现第五题的控制。 要求1。画出I/O分配图；2。画出 梯形 图或写出语句表。（I/O分配图5 分，画出梯形图或写出语句表 10 分） 评分标准：没有画出扣I/O分配图5分，其中少一输入和输出扣1分。画出梯形图或写出语句表 10分）两个网络少一个扣5分，其中每网络少一环节扣1分
第一章课后习题参考答案 2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性 之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称 作反力特性。电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且 彼此靠近。 3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么 现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁 芯松散得到现象。 原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。 5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。 直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。 8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？ 答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。 三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。
1、常用的低压电器是指工作电压在交流（1200 ）V以下、直流（1500 ）V以下的电器。 2、选择低压断路器时，额定电压或额定电流应（）电路正常工作时的电压和电流。 不小于 3、行程开关也称（）开关，可将（）信号转化为电信号，通过控制其 它电器来控制运动部分的行程大小、运动方向或进行限位保护。 限位机械位移 4、按钮常用于控制电路，（）色表示起动，（）色表示停止。 绿红 5、熔断器是由（）两部分组成的。 熔体和熔管 6多台电动机由一个熔断器保护时，熔体额定电流的计算公式为（）I＞（1.5~2.5 ）INmax+ 刀IN 。 7、交流接触器是一种用来（）接通或分断（）电路的自动控制电器。 频繁主 8、交流接触器共有（）个触头，其中主触头为（）个，辅助触头为（）个。 14 6 8 9、时间继电器是一种触头（）的控制电器。 延时接通或断开
10、一般速度继电器的动作转速为（）r/min，复位转速为（）r/min。 120 100
11、三相异步电动机的能耗制动可以按（）原则和（）原则来控制。 时间速度 12、反接制动时，当电机接近于（）时，应及时（）。 零断开电源防止反转 13、双速电动机的定子绕组在低速时是（）联结，高速时是（）联 结。 三角形双星形 14、通常电压继电器（）联在电路中，电流继电器（）联在电路中。 并串 15、自锁电路是利用（）来保持输出动作，又称“自保持环节”。 输出信号本身联锁 16、在机床电气线路中异步电机常用的保护环节有 短路过载零压和欠压 18、电气原理图一般分为（）和（）两部分画出。 主电路和辅助电路 19、电气原理图设计的基本方法有（）两种。 经验设计逻辑设计 20、异步电动机的转速公式n=( n= 60fh(^s) P
《电气控制及PLC 应用》复习资料 一、填空题 1．按用途分类，低压电器分为（控制电器）、（主令电器）、（保护电器）、（配电电器）和（执行电器）。 2．按执行机能分类，低压电器分为（有触点）电器和（无触点）电器。 3．按工作原理分类，低压电器分为（电磁式电器）和（非电量控制电器）。 4．电磁机构由（吸引线圈）、（铁心）、（衔铁）等几部分组成。 5．电磁式电器分为（直流）和（交流）两大类，都是利用（电磁铁）的原理制成的。 6．刀开关接线时，电源进线应接在（静插座）一边的进线端，用电设备应接在（动触刀）一边的出线断。 7．使用铁壳开关时，外壳应可靠（接地），防止以外漏电造成触电事故 8．接触器主要由（电磁系统）、（触点系统）、和（灭弧装置）组成。 9．（直流）接触器不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。 10．继电器是一种根据（外界输入）信号来控制电路通断的自动切换电器。 11．继电器和接触器相比用于切换（小电流）的控制电路和保护电路，故继电器没有（灭弧）装置，也无（主辅）触点之分。 12．速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接）制动控制。 13．接近开关又称做（无触点）行程开关。 14．熔断器主要由（熔体）和（安装熔体的熔管）组成。 15．断路器主要由（触点）、（灭弧系统）和（脱扣器）组成。 16．常用的短路保护电器是（熔断器）和（自动空气断路器）。 17．常用的过载保护电器是（热继电器）。 18．PLC 的硬件是由（主机）、（I/O 扩展模块）和各种外部设备组成。 19．PLC 的软件系统由（系统程序）和（用户程序）组成。 20．PLC 执行程序的过程分为（输入采样或输入处理）、（程序执行）和（输出刷新或输出处理）三个阶段。 21．通常一条PLC 指令由（步序号）、（助记符）和（元件号）三部分组成。 22．PLC 等效电路中的继电器并不是实际的继电器，为了将其与实际继电器区别，通常把它们称为（“软继电器”）。 23．状态转移图中，每一状态提供：（驱动负载）、（指定转换条件）、（置位新状态）三个功能。 二、选择题 1．接触器属于（ A ）电器。 A ．有触点 B ．无触点 2．吸引线圈的作用是将（ A ）。 A ．电能转换为磁场能 B ．磁场能转换为电能 3．（ A ）不会产生涡流和磁滞损耗。 A ．直流接触器 B ．交流接触器 4．根据外界输入信号来控制电路通断的自动切换电器是（ B ）。 A ．接触器 B ．继电器 5．常用的过载保护电器是（ C ）。 A ．接触器 B ．继电器 C ．热继电器 D ．自动空气断 路器 6．常用的短路保护电器是（ D ）。 A ．接触器 B ．继电器 C ．热继电器 D ．自动空气断 路器 7．直流电器的线圈能否串联使用？（ A ） A ．能 B ．不能 8．交流电器的线圈能否串联使用？（ B ） A ．能 B ．不能 9．电气控制系统中，常用的起过载保护作用的电器是（ B ）。 A ．自动空气开关 B ．热继电器 C ．接触器 D ．电磁式电压 继电器 10．（ A ）是用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路的自动控制电器，按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种。 A ．接触器 B ．继电器 C ．接近开关 11．下列属于PLC 用户程序的是（ D ）。 A ．系统管理程序 B ．用户程序编辑和指令解释程序 C ．标准子程序 D ．逻辑符号图 12．某PLC 的I/O 点数为3072点，那么该PLC 属于（ C ）。 A ．小型PLC B ．中型PLC C ．大型PLC D ．超大型PLC 13．PLC 等效的输入继电器由什么驱动？（ B ）。 A ．PLC 内部信号 B ．外部信号 C ．程序内部指令 D ．定时 器信号 14．PLC 等效的输出继电器由什么驱动？（ C ） A ．输入信号 B ．外部信号 C ．程序内部指令 D ．定时器信号 15．PLC 中的什么继电器相当于继电器控制电路中的中间继电器？（ B ） A ．输入继电器 B ．辅助继电器 C ．输出继电器 D ．顺序控制继 电器 16．下列哪种是表示数据按“字节”寻址方式进行数据的存取（ C ）。 A ．I3.2 B ．Q0.0 C ．IB3 D ．VD100 17．在PLC 梯形图中，哪种软继电器的线圈不能出现（ A ）。 A ．输入继电器 B ．辅助继电器 C ．输出继电器 D ．变量存储器 18．PLC 中，什么软继电器的触点才可以驱动外部负载（ C ）。 A ．输入继电器 B ．辅助继电器 C ．输出继电器 D ．变量存储器 三、简答题 1．什么是电器? ——凡是根据外界特定信号自动或手动地接通或断开电路，实现对电路或非电对象控制的电工设备都称为电器。 2．什么是低压电器？ ——工作在交流电压1200V ，或直流1500V 及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫做低压电器。 3．交流电磁铁的短路环是如何消除振动和噪声的？ ——短路环把铁心中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的和穿过短路环的，切滞后，使合成吸力始终大于反作用力，从而消除振动和噪声。 4．电弧是如何产生的？对电路有何影响？常用的灭弧方法有哪些？ ——在大气中断开电路时，如果被断开电路的电流超过某一数值，断开后加在触点间隙两端电压超过某一数值（在12~20V 之间）时，则触点间隙中就会产生电弧。 ——电弧产生后，一方面使电路仍旧保持导通状态，延迟了电路的断开；另一方面会烧毁触点，缩短电器的使用寿命。 ——常用的灭弧方法有——机械灭弧；电动力灭弧；磁吹灭弧；窄缝灭弧；栅片灭弧；气吹灭弧。 5．PLC 执行程序的过程分为哪三个阶段？其工作方式的主要特点是什么？ ——PLC 执行程序的过程分为输入采样或输入处理、程序执行和输出刷新或输出处理三个阶段。 ——工作方式的主要特点是采用扫描周期循环扫描、集中输入与集中输出的方式。这种“串行”工作方式可以避免继电器控制系统中触点竞争和时序失配问题，使PLC 具有可靠性高，抗干扰能力强的优点，但也存在输出对输入在时间上的响应滞后，速度慢的缺点。 6．可编程控制器如何按I/O 点数分为哪几类？ ——可编程控制器如何按I/O 点数分小型、中型和大型3种。I/O 点数在256点及以下的，属于小型；I/O 点数在256～2048点，属于中型；I/O 点数在2048点及以上的，属于大型。 7．简述PLC 控制系统设计的基本原则 ——1）充分发挥PLC 的功能，最大程度地满足被控对象的控制要求；2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便；3）保证控制系统安全可靠；4）在选用PLC 时，在I/O 点数和内存容量上适当留有余地，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 8．简述PLC 程序设计的一般步骤 ——1）对于较复杂的系统，需要绘制系统功能表（简单控制系统可省去）；2） 设计梯形图程序；3）根据梯形图编写语句表清单；4）对程序进行模拟测试及及修改，直到满意为止。 四、阅读分析题（答案仅供参考） 1．试说明图1、2、3电路的控制功能（是什么控制电路），并分析其工作原理（过程）。图1解答： 是一台三相异步电动机定子串电阻降压启动的控制电路。 其工作过程如下： 1KM 线 圈得电 常开触点 闭合，自锁 常开触点 闭合，M 定子中接入R 降压启动 KT 线圈得 闭合→2KM 电，延时后 闭合，自锁 断开，1KM 线圈失电 断开 闭合，M 正常运行 按2SB →2KM 线圈失电→M 停转 按 1SB
《电气控制与PLC技术》 实训报告 专业年级（班）：班 组别：第组 组长： 同组成员： 指导老师： 实习时间：2018 年8 月20 日至8 月24 日 实习报告完成时间：2018 年8 月24 日 机械与汽车工程学院
电气控制与PLC技术课程实训（实习）学生成绩评定表
机械与汽车工程学院实训（实习）报告 目录 项目1 C650卧式车床电气控制电路 (1) 1.1电气原理图分析 (1) 1.2电气系统改造 (1) （1）主电路设计 (1) （2）元件清单 (2) （3）I/O分配 (2) （4）PLC外部接线图 (3) （5）元件布置图 (3) （6）安装板接线图 (4) （7）控制面板接线图 (4) （8）梯形图设计与调试 (5) （9）控制过程分析 (7) 项目2 工业机械手控制系统设计与调试 (9) 2.1 I/O分配 (9) 2.2 PLC外部接线图 (9) 2.3顺序功能图设计 (10) 2.4梯形图设计 (10) 2.5控制过程分析 (17) 项目3 四组抢答器PLC控制系统设计与调试 (17) 3.1I/O分配 (17) 3.2PLC外部接线图 (18) 3.3梯形图设计 (19) 3.4控制过程分析 (28) 总结……
项目1：C650卧式车床电气控制电路 1.电气原理图分析 KM1得电，主电机正转，KM2得电主电机反转。KM3得电主电机加速转动。KM4得电冷却泵转。KM5得电快移电机转。 2.电气系统改造 （1）主电路设计（如图1-1所示） 图1-1 C650卧式车床电器控制线路主电路
（2）元件清单（如表1-2所示） 表1-2 元器件目录表 （3）I/O分配（如表1-3所示） 表1-3 I/O分配表
【电气控制与PLC】课后习题及答案 第一章课后习题参考答案 2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性 之间应满足怎样的配合关系？ 答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。 电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。 3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什 么现象？为什么？ 答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。 原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。 由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。 5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触 器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。 直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。 8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保
护的三相式热继电器各用在什么场合？ 答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。 三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。 9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。 答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。 11、中间继电器与接触器有何异同？ 答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁机构的工作原理。 不同点：中间继电器用于小电流控制电路中，起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制； 接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电器，分主、辅助触点，大多有灭弧装置 第二章作业参考答案 1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能？ 答：小容量的三相笼型异步电动机（<10kW）
《机床电气控制与PLC》试卷（A卷） 考试时间：90分钟闭卷任课老师： 班级：学号：姓名：成绩： 一、填空题（每空1分、共26分） 1、电气控制技术的拖动方式可以分为：、。 2、通常低压是指交流。 3、低压控制电器常用的具体灭弧方法 有、、。 4、热继电器主要参数有、、、 及。 5、笼型异步电动机的电气制动方法有：、。 6、可编程控制器主要由、、、组 成。 7、PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型。分别 为、、 。 8、PLC工作时，全过程扫描一次所需的时间称为。 9、PLC工作过程分为、、、、 。 二、选择题（每题2分、共20分） 1、速度继电器的动作转速一般不低于（）。 A、0r/m B、120r/m C、1000r/m D、
3600r/m 2、( )的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大的继电器。 A、中间继电器 B、交流继电器 C、热继电器 D、时间继电器 3、绕线转子异步电动机一般采用（）。 A、电阻分级起动 B、星形-三角形减压起动 C、串电阻减压起动 D、自耦变压器减压起动。 4、PLC的输出有三种形式：继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。请问只 能带直流负载是哪种输出形式。（） A、继电器输出 B、晶体管输出 C、晶闸管输出 D、其它 5、在电气控制回路中，启动按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 6、在电气控制回路中，停止按键在多地控制中是（）联结。 A、串联 B、并联 C、既可串联又可并联 D、其它 7、熔断器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 8、热继电器具有（）保护。 A、短路 B、过载 C、欠压 D、过电流 9、交流继电器具有（）保护。
《电气控制与PLC应用》教学大纲（56课时） 西门子S7-200系列PLC版1 课程编码： 课程类别：职业核心能力课 课程归属：信息与控制技术学院 编制人：徐文 编（修）制日期：2008年10月 审定组（人）： 审定日期：2008年10月 适用专业：计算机控制技术 一、课程的性质与任务 《电气控制与PLC应用》课程是计算机控制技术专业的职业核心能力课，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性学科。目前PLC集三电（电控、电仪、电传）为一体，性能价格比高、高可靠性的特点已使其成为自动化工程的核心设备。PLC作为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位。PLC目前是现代工业自动化的三大技术支柱（PLC、机器人、CAD/CAM ）之一。 本课程的任务是让学生学习和掌握低压电器的基本知识、电气控制系统的基本控制环节、典型电路的基本原理，具有电气控制系统分析和阅读电气系统图的基本能力；掌握可编程控制器工作原理、系统构成、指令系统及编程方法（包括开关量控制、模拟量控制、数据通信及网络），具备一定的PLC程序设计和PLC 应用能力，能熟练使用一种典型的PLC设备进行控制系统的结构组成设计、I/O 地址分配设计、以梯形图为主的PLC程序设计、控制系统的软件调试以及故障分析。教学内容大致分为低压电器（模块一）、电气控制基本环节（模块二）、PLC 基础知识（模块三）和PLC控制系统设计与编程实现（模块四）部分。其中PLC 控制系统设计与编程实现（模块四）部分可以根据教学条件和教师资源选择三菱FX2N系列或西门子S7-200系列可编程控制器。 1本教学大纲中涉及PLC实际教学的部分均采用西门子S7-200系列PLC
第二章习题与思考题参考答案 1.电气图中，SB、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号? 答：SB-控制按钮；SQ-行程开关；FU-熔断器；KM-接触器；KA-中间继电器；KT-时间继电器。 2.说明“自锁”控制电路与“点动”控制电路的区别，“自锁”控制电路与“互锁”控制电路的区别。 答：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。 点动电路为“一按（点）就动，一松（放）就停”，不需要自锁触点，因短时工作，电路中可不设热继电器作过载保护；而自锁电路需要在起动按钮的两端并联自锁触点，在按下起动按钮并松开后，依靠自锁触点（接触器自身的辅助常开触点）接通电路，因电路工作时间较长，需要设热继电器作过载保护。 自锁是接触器（或其他电磁式电器）把自身常开辅助触点并接在起动按钮的两端，其作用是松开起动按钮后通过该常开辅助触点保持线圈通电。 互锁是把两个接触器的常闭辅助触点分别串接在对方接触器线圈的电路中以达到相互制约的作用。即其中任一接触器线圈先通电吸合，另一接触器线圈就无法得电吸合。 3.什么叫减压起动?常用的减压起动方法有哪几种? 答：减压起动：利用起动设备将电源电压适当降低后加到电机定子绕组上起动，以减小起动电流，待电机转速升高后再将电压恢复至额定值的起动方法称为降压起动。 笼型异步电动机常用的减压起动方法有：定子绕组串电阻减压起动、星-三角减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动和使用软起动器起动等方法。 绕线转子异步电动机减压起动方法主要有转子绕组串电阻减压起动方法。 4. 电动机在什么情况下应采用减压起动?定子绕组为星形联结的三相异步电动机能否用星-三角减压起动?为什么? 答：当电动机容量大于10kW以上通常采用降压起动。正常运行时定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星-三角减压起动方法来限制起动电流。 定子绕组为星形联结的三相异步电动机不能否用星-三角减压起动，因为星接电动机绕组的额定电压为220V，当变为三角形联结时，加在绕组上的电压为380V，超过了绕组所能承受的电压值，时间一长绕组将发热而烧毁。 5. 什么是反接制动?什么是能耗制动?各有什么特点及适应什么场合? 答：反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子惯性旋转方向相反，因而产生制动作用的一种制动方法。 能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，立即使其两相定子绕组加上一个直流电源，利用转子感应电流与静止磁场的作用来达到制动目的的一种制动方法。 反接制动的特点是制动迅速、效果好，但冲击力大，通常仅用于10kW以下的小容量电动机要求制动迅速及系统惯性大，不经常起动与制动的设备，如铣床、镗床等主轴的制动控制。为了减小冲击电流，通常要求在主电路中串接反接制动电阻以限制反接制动电流。 能耗制动的优点是制动准确、平稳且能量消耗较小，缺点是需要附加直流电源装置，制动效果不及反接制动明显。所以能耗制动一般用于电动机容量较大，起动、制动频繁的场合，如磨床、立式铣床等控制电路中。 6. 试设计一个具有点动和连续运转功能的混合控制电路，要求有合适的保护措施。
电气控制与PLC期末考试复习题 一、填空题 1、工作在交流电压1200V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、 控制或调节作用的电器产品叫低压电器。 2、电磁机构由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成。 3、交流接触器的触点系统分为主触头和辅助触点，用来直接接通 和分断交流主电路和控制电路。 4、热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，从 而推动机构动作的一种保护电器，主要被用作电动机的长期过载保护. 5、熔断器主要由熔体、熔断管（座）、填料及导电部件等组成。 6、各种低压断路器在结构上都有主触头及灭弧装置、脱扣器和 操作机构等部分组成。 7、三相异步电动机常用的减压起动方式有：星形-三角形（Y-△） 减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动、定子串电阻减压起动等。 8、PLC的基本结构由中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、 扩展接口、通信接口、编程工具、智能I/O接口、智能单元等组成。 9、PLC的软件由系统程序和用户程序两大部分组成。 10、PLC常用的编程语言有：梯形图、布尔助记符和高级语言 11、触点系统的结构形式有桥式触点、指形触点。 12、工作在交流电压1200 V、或直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品叫低压电器。 13、交流接触器的触点系统分为主触头和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。 14、热继电器有多种结构形式，最常用的是双金属片结构，即由两种不同膨胀系数的金属片用机械碾压而成，一端固定，另一端为自由端。 15、熔断器主要作为电路的短路保护元件。 16 、三相笼型异步电动机的制动方法一般采用机械制动和电气制动，其中
课程教学设计 课程名称电气控制与PLC 授课对象高职院校在校学生（高中后、单招）总学时（参考）48（“光伏发电技术及应用”专业）课程性质专业核心课程 所属二级学院电子与电气工程学院 设计（人）团队PLC应用技术课程教学团队 审核人 批准人
《电气控制与PLC》课程教学设计 一、课程目标设计 1、总体目标 本课程以西门子S7-200 PLC 为基础，以岗位职业能力培养为目标、任务驱动为导向、项目为载体，将课程知识点与能力点融入到各个教学项目中，完成课程总体设计及子项目设计。通过本课程的学习和训练，能够具有初步的可编程控制器（PLC）工程应用能力和解决现场实际问题的能力。基于工作过程要求，重点培养学生工控项目构建、编程、调试能力，培养学生的创新能力与组织协调能力，提高电气自动化类学生的专业素质与操作技能。 2、知识目标： (1)、了解可编程控制器的基本结构，懂得PLC工作方式，熟悉PLC的编程软元件，掌握PLC编程软件的常用功能和使用方法。 (2)、熟悉PLC的基本指令、编程规则与典型程序块，弄清PLC编程的一般过程，通过对事件的分析、比较、归纳认知活动，学会经验编程法。 (3)、熟悉顺序功能图及顺序编程方法，理解数据处理类应用指令、程序控制类应用指令的含义，熟悉功能指令的应用方法。 (4)、领悟PLC编程思想，清楚PLC系统开发过程，熟悉PLC在工程中的一般应用方法。 (5)、掌握基于MPI现场总线的相关知识，掌握现场总线的编程调试、故障排除、设备维护等知识。 3、技能目标：
(1)、能够用STEP7编程软件进行梯形图、指令表的编辑、程序的读写、运行监视和调试工作。 (2)、能够根据PLC输入电路和输出电路，完成PLC输入、输出端口与设备间的连接。 (3)、能够使用PLC内部软元件、基本指令、步进指令及功能指令编写电动机正反转控制、工作台自动往返、昼夜报时器控制、抢答器控制、等开关量PLC控制程序。(4)、能够应用PLC知识和技能构建PLC控制系统，解决一定的PLC实际工程问题。 4、素质目标： (1)、培养5S日常管理素养，能独立进行实验实训室日常管理； (2)、培养学生团队协作与沟通交流能力，在工作过程中进行相互配合与协作； (3)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (4)、培养真诚做人、塌实做事的美好人格； (5)、培养独立自主的对新事物的探索精神，具备一定的创新能力； (6)、培养学生自主学习的能力，增强独立发现问题和解决问题的能力。 (7)、培养严格劳动纪律和安全规范； (8)、培养信息收集与文档整理能力； (9)、培养项目方案设计与管理能力； 二、课程定位 “电气控制与PLC”是工业电气自动化专业众多专业课程、专业基础课程相关知识的综合、集成与利用，能够较好的达到专业知识系统化学习与实践的目的，能够比较充
电气控制与PLC应用期末总复习 电气控制与PLC应用期末复习考试题型 一、填空题（40分）[每空1分] 二、简答题（40分）[每小题5到6分] 三、设计题（20分）[每题10分]第一部分填空题第一章常用低压控制电源(33’) 1、低压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V以下的电路中。 2、接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置组成。 3、电磁系统包括铁心(衔铁)、静铁心和电磁线圈3部分。 4、常见的灭弧装置有电动力灭弧、灭弧栅灭弧和磁吹灭弧。 5、时间继电器按延时方式可分为通电延时和断电延时。 6、速度继电器主要有定子、转子和触头3个部分组成，动作转速在120r/min左右，复位转速在100r/min以下。 7、低压断路器又称自动空气开关或自动开关。 8、低压断路器相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器组合。 9、当低压电网发生人体触电或设备漏电时，漏电保护器能迅速自动切断电源，从而避免造成事故。 10、漏电保护器按其检测故障信号的不同可分为电压型和电流型。
11、低压隔离器也称刀开关，品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关3种。 12、位置开关按其结构不同可分为直动式、滚轮式和微动式。第二章电气控制线路的基本原则和基本环节(26’) 1、电气控制线路的表示方法有：电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图3种。 2、电气控制工程图中，文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 3、三相笼型电动机减压启动的方法有定子绕组串电阻减压启动、自耦变压器减压启动、Y-△减压启动和延边三角形减压启动等。 4、三相异步电动机常用的电气制动方法有：反接制动、能耗制动、发电制动和电容制动等。 5、三相异步电动机的调速方法有：改变电动机定子绕组的磁极对数p、改变电源频率f1和改变转差率s等。第三章可编程控制器基础(14’) 1、PLC的存储器单元可分为两个部分：系统程序存储器和用户程序存储器。 2、PLC的输入单元通常有直流、交流和交直流3种类型。 3、PLC的输出方式通常有继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式3种方式。
电气控制及PLC技术实验指导书 （西门子S7-200） 电气工程学院
目录 前言 (1) 实验一三相异步电动机的继电－接触器控制 (3) 实验二三相异步电动机的PLC控制 (7) 实验三交通信号灯控制 (12) 实验四自主设计操作测验 (17) 附录四层电梯控制 (18) 混料罐控制 (22) 输料线控制 (25) 天塔之光控制 (29) 自控轧钢机控制 (31) 邮件分拣控制 (35) 自动售货机控制 (38)
前言 实验基本要求及操作 实验是科学技术得以发展的重要保证，是研究自然科学的手段。《PLC原理及应用》实验是《PLC原理及应用》理论课程的重要组成部分，也是培养从事电气控制、电力传动及其自动化等技术人员实验技能的重要环节。 一、实验设备 二、实验方法 一）实验目的 1.在《PLC原理及应用》理论课知识基础上，进行实验基本技能的训练。 2.巩固和加深所学的理论知识，培养运用理论分析和解决实际问题的能力。 3.培养实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯。 二）技能要求 1.能正确使用实验仪器设备，掌握实验方法及数据分析方法。 2.能正确连接实验线路，读取数据，观察曲线，能初步分析和排除故障。 3.能正确利用实验手段验证一些理论和结论。 4.能正确书写实验报告和绘制图表，对数据进行处理，曲线进行分析，得出结论。
三）实验要求 （一）课前预习 教学实验受时间及条件限制。在规定的时间内能否很好完成实验任务，达到实验目的与要求，很大程度上取决于课前准备的是否充分。因此，要求学生课前进行预习。 1.仔细阅读实验指导书及相关参考资料，明确实验目的及任务，了解实验的基本原理及实验线路、方法及步骤，具此编写实验报告。 2.对实验中要观察哪些现象，记录哪些数据曲线，注意哪些注意事项做到心里有数。 3.对实验指导书中提出的思考问题及注意事项要有深刻印象，以便在实验中观察和注意。 （二）.实验操作 1.学生到指定的实验台，认真领会指导老师对实验的讲解、要求及注意。 2.实验中所用仪器设备连线操作规范。 3.实验线路连接好后，认真检查后，一定要实验老师检查无误后，方可通电。 4.实验过程中，认真调试观察，发现异常，及时查找原因处理。 5.实验完毕，先切断电源，再根据实验要求核对实验数据，经指导教师审核通过后再拆线路，并将仪器、接线按要求安放整齐。 （三）.实验报告 实验报告是学生进行实验全过程的总结，是完成实验教学环节的凭证，要求文字简洁、工整、曲线图表清晰，结论要有科学根据。实验报告应包括以下内容： 1.实验目的 2.实验仪器：实验中使用的主要仪器名称、规格型号与参数。 3.实验原理 4.实验步骤：具体任务要求，绘实验电路图。 5.实验记录：数据表格、曲线。 6.实验分析：数据计算，曲线及误差分析。 7.实验结论：实验与理论相符，实验中发生的问题、现象及事故分析，对实验的建议和设想。 8.思考问题：对实验指导书中思考问题进行解答。
电气控制与PLC应用技术习题答案 第二章、继电-接触控制电路的基本环节 2-11、指出图2-29所示的Y-Δ减压启动控制电路中的错误，并画出正确的电路。 2-12：试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？ 1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。 2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。 2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求M1先起动，在M1起动15S后才可以起动M2；停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。 2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求即可实现M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的同时停止。试画出其电气原理图。
2-15、三台电动机MAl、MA2，MA3，要求按起动按钮SB1时，按下列顺序起动：MA l→MA2→MA3。当停止时，按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA3→MA2→MA1。起动和停止的时间间隔均为10S。试画出其电气原理图。 2、题目分解： 该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。 有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2，另外要用四个时间继电器KF1、KF2、KF3和KF4。其定时值依次为T1、T2、T3和T4。工作顺序如图2-34所示。 图2–34、三台电动机工作顺序 3、解题分析 1）、从图2-34中可以看出： MA的启动信号为SF，停止信号为KF计时到；4l1MA的启动信号为KF计时到，停止信号为KF计时到；312MA的启动信号为KF计时到，停止信号为SF。232在设计时，考虑到启/停信号要用短信号，所以要注意对定时器及时复位。 所示。2-35(a)、该电气控制系统的主电路如图） 2．