三相异步电动机正反转控制.doc

1、常熟理工学院电气与自动化工程学院课程设计用纸 电气与自动化工程学院 控制技术 任务一 三相异步电动机正反转控制一、 任务目的：1、熟悉STEP7软件的基本使用方法，巩固对基本指令的正确理解和使用。2、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。3、能根据“系统工艺及控制要求”和“设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。二、任务预备知识：1、三相鼠笼式异步电动机双重连锁正反转控制及其相关电路，了解继电-接触器控制系统各种保护、自锁、互锁等环节。 2、基本位逻辑指令功能。 3、梯形图程序的经验设计方法和继电器电路转换为

2、PLC控制的步骤和注意事项。 4、STEP 7 软件使用与程序调试步骤三、实验设备： 名称 型号 数量三相交流电源模块 MC2001E 1直流电源模块 MC4001 1PLC主机单元模块 MC04002 1按钮模块 MC4003 1交流接触器模块 MC4007 2交流电动机 200W 1个人计算机 PC 1PC/MPI 编程电缆 1四、任务控制要求：三相异步电动机正反转双重连锁控制电路图工作原理：按正转按钮SB2，其常开触点闭合，正转接触器KM1得电；电动机正向转动。同时正转按钮SB2常闭触点断开。正转接触器KM1辅助常闭触点断开，防止反转接触器KM2吸合。按反转按钮SB3，其常开触点闭合，反

3、转接触器KM2得电；电动机反向转动。反转接触器KM2辅助常闭触点断开，防止正转接触器KM1吸合。按停止按钮SB1，电机停止转动。五任务内容：1、进行PLC的I/O地址分配，并画出正反转运行PLC控制系统的接线图。 输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序 号名 称代 号地 址1启动按钮SB1I0.01 正转接触器KM1Q0.12 停止按钮 SB2I0.2 2反转接触器KM2Q0.23 反转按钮 SB3I0.13 过载FRI0.3 2、设计由PLC 控制三相异步电动机正反转双重连锁控制电路程序，画出控制程序梯形图。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。六. 程序：七、

4、分析与讨论：1、PLC的输出元件有哪几种类型？它们的主要区别是什么？答：（1）PLC的输出元件有：继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出； （2）主要区别：继电器输出的时候时间一般是10ms左右，而晶体管输出的之后时间一般在1ms 以下，晶闸管输出在通电时约为1ms,而由通电到断电的最大之后时间为10ms;若输出点输出频率高，要用晶体管输出；晶体管输出的电压只能是DV24V，而继电器则交直流都可以。 2、为什么PLC的触点可以使用无数次？ 答：因为PLC的软继电器是一个位存储单元，状态只有0和1，存储单元的状态取出多少次都不会影响存储单元的状态，所以在PLC程序里可以无数次使用存储单元的状态，即软

5、继电器的触点可以在PLC程序里无数次使用。任务二 霓虹灯的PLC控制实验一、 任务目的1、掌握霓虹灯显示的时序。2、进一步熟悉STEP7软件的基本使用方法。3、进一步巩固对常规指令的正确理解和使用，尤其是数据处理指令。4、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。5、能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。二、任务预备知识：1、定时器指令、位逻辑指令和移位指令。2、I/O口的地址分配和PLC接线图的绘制。3、STEP 7 软件使用与程序调试步骤三、实验设备： 名称 型号 数量 三相交流电源模块 MC2

6、001E 1直流电源模块 MC4001 1PLC主机单元模块 MC04002 1按钮模块 MC4003 1霓虹灯显示模块 18504003 1 个人计算机 PC 1PC/MPI 编程电缆 四、任务要求： 1）显示方式一：按下启动按钮，灯A亮，1秒后灯B,C,D,E,F,G,H,I亮，1秒后灯1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被点亮。1秒后，灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄灭，再过1秒，灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭，再过1秒后，灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再次被点亮，重复以上过程，循环往复。按下停止按钮后，所有灯

7、都熄灭。 2）显示方式二：按下启动按钮，B灯亮，隔1秒，依次点亮C、D、E、F、G、H、I等。全亮2秒后，全部熄灭，1秒后又点亮B灯，重复上述过程，循环执行。要求用移位指令实现。 上述两种方式分别编写FC块，由S1开关选择显示方式。五、任务内容：1、进行PLC的I/O地址分配，并画出PLC I/O接线图。输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序 号名 称代 号地 址1启动按钮SB1I0.01 发光二极管 AQ1.02 停止按钮SB2 I0.1 2 发光二极管 BQ0.0 3 发光二极管 CQ0.1 4 发光二极管 DQ0.2 5 发光二极管 EQ0.3 6 发光二极管 FQ0.

8、4 7 发光二极管 GQ0.5 8 发光二极管 HQ0.6 9 发光二极管 IQ0.7 10 发光二极管J1,J2Q1.1 11 发光二极管K1,K2Q1.2 12 发光二极管L1,L2Q1.3 13 发光二极管M1,M2Q1.4 14 发光二极管N1,N2Q1.5 15 发光二极管O1,O2Q1.6 2、设计由PLC 控制的霓虹灯程序，画出控制程序梯形图。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。4、自己设置一种显示方式六、程序 :OB1:FC1:Fc1地址：七、 分析与讨论：1、 可编程序控制器的定时器分哪几种？每一种指令的特点是什么？答：（1）、脉冲定时器（SP）：SP从输入信号

9、的上升沿到来时就输出脉冲信号，若输入脉冲的宽度大于等于时间预置值输出的脉冲宽度等于时间预置值，若输入脉冲的宽度小于时间预置值，输出脉冲的宽度等 于输入脉冲的宽度；复位信号总是优先； （2）、扩展脉冲定时器（SE）：只有在延迟时间到和复位信号到来时输出才为0； （3）、 接通延时定时器（SD）：延时动作，瞬时复位且只有在复位信号到来和输入信号为0时输出才为0；（4）、 保持型接通延时定时器（SS）：延时动作，瞬时复位且只有复位信号到来时输出才为0；（5）、 断开延时定时器（SF）：瞬时接通，延时复位。2、 移位指令有哪几种？每一种指令有什么特点？答：（1）、有符号数右移指令：右移后高端空出来的位

10、填以符号位对应的二进制数，正数的符号位为0，负数的符号位为1； （2）、无符号数移位指令：可以左移也可以右移，移位后空出来的位填以0； （3）、循环移位指令：将累加器1的整个内容逐位循环左移或循环右移032位，最后移出的位装入状态字的CC1位。循环移位的位数可以用指令中的参数来指定，也可以放在累加器2的最低字节； （4）、累加器1的双字通过CC1的循环移位指令：双子通过CC1循环左移指令RLDA将累加器1整个内容逐位左移1位，移出来的最高位装入CC1，CC1原有的内容装入累加器1的最低位。任务三 十字路口交通信号灯控制一、 任务目的1、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。2、

11、熟悉并逐步掌握运用梯形图程序设计顺序控制程序的方法。3、能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。二、任务预备知识：1、交通信号灯时序控制的原理。2、I/O口的地址分配和PLC接线图的绘制。3、顺序功能图及其实现方法三、实验设备： 名称 型号 数量 三相交流电源模块 MC2002E 1直流电源模块 MC4001 1PLC主机单元模块 MC04002 1按钮模块 MC4003 1交通信号灯模块 MC4012 1 个人计算机 PC 1 PC/MPI 编程电缆 1四、任务要求：R:红灯；Y:黄灯；G:绿灯。信号灯受一个启

12、动按钮控制，当启动按钮接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北红灯亮维持 25 秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 20 秒。到 20 秒时，东西绿灯闪亮，闪亮 3 秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持 2 秒。到 2 秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持 30 秒。南北绿灯亮维持 20 秒，然后闪亮 3 秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持 2 秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。按下停止按钮后，PLC无输出，发光二极管全部熄灭， 通信号灯停止工作。五任务内容：1、PLC的I

13、/O地址分配，并画出交通信号灯PLC控制系统的接线图。输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序 号名 称代 号地 址1启动按钮SB1I0.01 东西红灯东西灯RQ0.02 停止按钮SB2 I0.1 2东西黄灯东西灯YQ0.23东西绿灯东西灯GQ0.14南北红灯南北灯RQ0.35南北黄灯南北灯YQ0.56南北绿灯南北灯GQ0.478 六程序：地址：七、分析与讨论：1、 PLC的程序设计分为哪些步骤?答：（1）、根据控制要求，确定控制的操作方式（手动、自动、连续、单步等）、应完成的动作（动作的顺序和动作条件）、以及必须的保护和联锁、还要确定所有的控制参数； （2）、把所有的按钮、限

14、位开关、接触器、指示灯等配置按照输入、输出分类； （3）、每一类型设备按顺序分配输入/输出地址。列出PLC的地址分配表； （4）、编写程序。2、 顺序功能图中的步与步之间转换应满足什么条件？答：（1）、该转换所有的前级步都是活动步； （2）、相应的转换条件得到满足 任务四 模拟量输入输出PLC控制实验一、 任务目的1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理。2、熟悉数据处理指令的使用方法。3、熟悉功能和功能块的使用4、能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。二、任务预备知识：1、PLC信号模块AI/AO模块S

15、M334的主要特性。2、实验室模拟量输入模块MC4008和模拟量输出模块MC4009的基本功能、使用方法。3、模拟量I/O口的地址分配和PLC接线。4、模拟量转换模拟值方法。三、实验设备： 名称 型号 数量 三相交流电源模块 MC2001E 1直流电源模块 MC4001 1PLC主机单元模块 MC04002 1数字量输入模块 MC4006 1模拟量输入模块 MC4008 1模拟量输出模块 MC4009 1 个人计算机 PC 1 PC/MPI 编程电缆 1 四、任务要求： 1、用模拟量输入模块MC4008模拟温度测量变送器，假设当温度是0时，对应电位器输出0V电压，当温度为100时，对应电位器输

16、出10V电压。用PLC模拟量输入模块采集电位器电压，编写FC块采集温度数据，并进行标度转换，结果存储在共享DB块中。 2、用模拟量输出模块MC4009模拟电动执行器，电压为0V时，执行器开度为0%，电压为10V时执行器开度为100%。用PLC模拟量输出模块控制执行器，用编写FB块的方法控制执行器。五、任务内容1、输入输出设备的I/O地址按下表分配，画出外部接线图，并进行PLC实验线路连接。 输 入 设 备 输 出 设 备序 号名 称代 号地 址序 号名 称代 号地 址1开关S1I0.01 电压表M1或M2QW2722电位器10KIW272 2332、 设计梯形图程序，模拟量输入采集和模拟量输出

17、控制程序梯形图见下图六、 编程OB1：FB1:FC1：六、 分析与讨论：:1、S7-300的PLC模拟量模块的测量信号类型有几种?测量范围如何设定？答：S7-300的PLC模拟量模块的测量信号类型有电压、电流、电阻、温度四种，测量范围在硬件配置相应模块的属性里选择设定。2、 S7-300的PLC模拟量模块的模拟值用什么表示？答:S7-300的CPU用16位的二进制补码表示模拟量值。其中最高位位符号位S，“0”表示为正值，“1”表示为负值，被测值精度可以调整，取决于模拟量模块的性能和它的设定参数，对于精度小于15位的模拟量值，低字节中幂项低的位不用。任务五 中断程序的编程运用一、任务目的1、熟悉

18、PLC 的CPU属性组态；2、熟悉S7-300PLC中断功能的组态、编程与应用。二、任务预备知识：1、PLC的CPU属性组态。2、S7-300PLC中断功能的组态。3、循环中断激活与禁止三、实验设备： 名称 型号 数量三相交流电源模块 MC2001E1直流电源模块 MC4001 1PLC主机单元模块MC04002 1数字量输入模块 MC4003 1数字量输出模块 MC4007 1霓虹灯模块 1个人计算机 PC1PC/MPI 编程电缆 1四、任务内容及步骤 1、新建项目，设置CPU属性的OB35中断时间为1秒，输入以下程序，下载到PLC：变量表： CYC_INT5 OB 35 OB 35 DIS

19、_IRT SFC 39 SFC 39 EN_IRT SFC 40 SFC 40 OB1中程序： A I 0.0 FP M 1.1 JNB m001 CALL EN_IRT /激活OB35对应的循环中断 MODE :=B#16#2 OB_NR :=35 RET_VAL:=MW100m001: NOP 0 A I 0.1 FP M 1.2 JNB m002 CALL DIS_IRT /禁止OB35对应的循环中断 MODE :=B#16#2 OB_NR :=35 RET_VAL:=MW104m002: NOP 0OB35中程序： L MW 2 + 1 T MW 2进入RUN模式，观察每秒中MW2的值

20、是否加1。操作按钮产生I0.1的脉冲，循环中断被禁止，观察MW2是否停止加1，操作按钮产生I0.0的脉冲，循环中断被激活，观察MW2是否又开始加1。修改OB35执行的时间间隔，下载到CPU后运行程序，观察修改的效果。2、使用循环中断的彩灯控制程序。D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0为8盏彩灯，用循环中断编写控制程序彩灯按下面规律点亮：开始运行时D1、D0亮，2秒后D3、D2亮，2秒后D5、D4亮，2秒后D7、D6亮，2秒后D1、D0亮，依次循环。自行分配IO，按照上述要求编写程序，调试。五、 程序：五、 讨论与分析1、记录任务内容1的观察结果； 开始运行时D1、D0亮，2秒后D3、D2亮，2秒后D5、D4亮，2秒后D7、D6亮，2秒后 D1、D0亮，依次循环。若操作按钮产生I0.1的脉冲，循环中断被禁止，彩灯停止点亮循环，操作按钮产生I0.0的脉冲，循环中断被激活，彩灯又规律得继续点亮。2、 回答思考题：组织块与其他逻辑块有什么区别？答：组织块是OB1先运行，然后在组织块里调用逻辑块，逻辑块不能调用组织块。第 24 页 共 24 页