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任务描画： 图1.1所示是三相交流异步电动机点动的继电控制线路，启动时，合上自动开关QA0，主电路引入三相电源。按下启动按钮SF2，交流接触器QA1线圈通电，其主触点闭合，电动机接通电源启动。这样当松开启动按钮SF2后，接触器QA1线圈断电，其主触点断开，电动机中止。这种依托接触器自身主触点使其线圈通断电的现象称作点动。在电力拖动控制中，通常是用继电器来完成的，往常来学习用PLC完成对三相异步电动机正转点动的控制。 PLC是一种以逻辑和次第方式控制机器动作的控制器。 1．控制请求 （1）能够应用基本的驱动指令编程完成三相交流异步电动机的点动控制。 （2）能够控制绘制PLC的外部接线图。 2．继电器的控制电气原理图 继电器控制的三相交流异步电动机点动继电控制电气原理图如图1.1所示。
图1.1 三相异步电动机点动继电控制线路 学习目的： （一）专业才干目的 1、简单了解可编程控制器及其与继电接触器控制的区别。 2、控制西门子S7-200系列PLC的基本指令。 3、控制编程软件Step7-Micro/Win SP9的基本运用措施。 4、了解认识PLC的硬件接线图与I/O分配表。 5、控制基本PLC控制系统的装置、调试等操作过程。 （二）措施才干目的 1. 具有获取、剖析、类比、归结新学问的才干。 2. 具有自学才干、了解才干和表白才干。 3. 具有依据设计计划入手实施的才干。 （三）社会才干目的 1. 具有良好的职业道德和一丝不苟的敬业肉体。 2. 具有良好的团队认识和互助协作才干。 学问拓展： 一、什么是可编程控制器？它与继电接触器控制有什么的区别？ 1、可编程控制器的定义：可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC。 PLC 是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用可编程存储器，用来存储执行逻辑运算、次第控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并经过数字式或模仿式的输入/输出控制各种类型的机械或消费过程。PLC 及其相关设备都应按易于与工业控制系统构成一个整体、易于扩展其功用的准绳设计。 2、PLC与继电接触器控制的区别 （1）组成器件不同 继电接触器控制系统是由许多硬件继电器、接触器组成的，而PLC 控制系统则 是由许多“软继电器”组成的。传统的继电接触器控制系统由于用了大量的机械触点， 因物理性能疲倦、尘埃的隔离性及电弧的影响使系统的牢靠性大大降低，而PLC 控 制系统采用无机械触点的微电子技术，复杂的控制由PLC 控制系统内部的运算器完 成，故寿命长，牢靠性高。 （2）触点数量不同 继电接触器的触点数较少，普通只需4～8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。 （3）控制措施不同 继电接触器控制系统是经过元件之间的硬接线来完成的，其控制功用是固定的。 PLC控制功用是经过软件编程来完成的，只需改动程序，功用即可改动。 （4）工作方式不同 在继电接触器控制电路中，当电源接通时，电路中各继电器都处于受限制状态。 在PLC 控制系统中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电 器”受限制接通的时间是短暂的。 二、梯形图 在PLC应用中，最重要的是用PLC的编程言语来编写用户程序，以完成控制目的。PLC编程言语是多种多样的，但最主要的两种类型为：① 采用字符表白方式的编程言语，如语句表等；② 采用图形符号表白方式的编程言语，如梯形图等。 表1.1中的梯形图就是三相异步电机点动控制线路梯形图。 梯形图中有两个PLC的基本指令，分别是LD、OUT。 （1）指令功用 a）LD（取指令）。逻辑运算开端指令，用于与左母线衔接的常开触点。 b）OUT（输出指令）。驱动线圈的输出指令，将运算结果输出到指定的继电器。 表1.1 梯形图与指令表
（2）程序逻辑运算功用 a）能流概念 在梯形图的设计过程中引入能流概念，有助于了解程序逻辑。能流是一个虚拟的概念“电流”，梯形图中左边的垂直线称为左母线（起始母线），右边的垂直线成为右母线（终止母线），而能流的活动方向是从左母线流至右母线。能够将左母线近似为电路中的正极，右母线近似为负极，这样能流（“电流”）则从正极经过各种中间环节流入负极。 b）程序逻辑运算方向 PLC采用循环次第扫描的工作方式。在一个周期内，CPU从主程序第一条语句开端，按从左到右、从上到下的次第扫描到最后一条语句（包含中间呈现的中缀效劳程序），每个周期终了后后回到第一条语句开端下一周期的扫描。 三、三相交流异步电动机的点动控制线路中主要元器件的功用 三相交流异步电动机的点动控制线路中主要元器件的功用如表1.2所示。 表1.2 元器件功用表
四、绘制PLC硬件接线图 绘制PLC硬件接线图如图1.2所示。
图1.2 三相异步电机点动控制PLC硬件接线图 任务实施： 一、装置 1．工具、仪表及器材如表1.3所示。 （1）工具：螺丝刀、剥线钳、尖嘴钳等。 （2）仪表：万用表1只。 （3）器材选择（填写器材清单，此清单按此规范并依据实践电路由学生自己制造）。 表1.3 工具、仪表及器材清单 序号 称号 型号 数量 作用 1 PLC 西门子CPU226 1台 控制 2 计算机 XP或WIN7 1台 编写程序和监控 3 按钮 常开 1个 起动输入 4 接触器 1个 驱动电机 5 三相异步电机 1台 被控对象 6 通讯电缆 1根 下载监控调试程序 7 断路器 三相四线 1个 电压开关 8 熔断器 4个 维护 2．绘制元件布置图。 元件经检查合格后依据绘制好的元件布置图在控制板上装置电气元件，如图1.6所示。 电器装置应坚固，并契合工艺请求，并依据接线图接线。 二、输入/输出点分配 输入/输出点分配如表1.4所示。 表1.4 I/O分配表 输 入 输 出 输入元件 作用 PLC 输入继电器 输出元件 作用 PLC 输出继电器 SB 起动按钮 I0.0 KM 交流接触器 Q0.0 三、程序的编写与输入 编程软件为用户编辑和监控应用程序提供了良好的编程环境。在计算机中装置西门子 S7-200系列PLC编程软件V4.0 STEP7-Micro/Win SP9。桌面上显现图标如图1.4所示。
图1.4 STEP7 Micro/WIN 编程软件 （1）双击计算机屏幕上的STEP7 Micro/WIN图标，进入西门子S7-200PLC编程软件界面，如图1.5所示。
图1.5 STEP7 Micro/WIN编程软件界面 （2）编写新的程序，用鼠标把程序指令拖拽到程序编辑区域，如图1.6所示。
图1.6 选择梯形图指令 （3）S7-200的梯形图不用在程序最后运用“终了”指令。
图1.7 梯形图的编辑 （4）S7-200PLC的RS-485的通讯口可与计算机的RS-232串行口经过PC/PPI电缆中止衔接，如图1.8和图1.9所示。
图1.8 通讯端口图1.9 S7-200PLC(CPU226DC/DC/DC) (5)点击“通讯”功用，如图1.10所示。
图1.10 运用“通讯”功用 （6）在图1.11中双击刷新，查找联机PLC。
图1.11 查找与编程联机的S7-200PLC （6）找到衔接到计算机的PLC后，点击“确认”按钮，如图1.12。
图1.12 确认联机的PLC （7）然后点击“下载”，呈现程序下载对话框，如图1.13和图1.14所示。
图1.13 点击程序下载工具按钮
图1.14 程序下载对话框 （8）下载程序前，软件提示将PLC置于“STOP”状态，下载完成后，软件提示将PLC重新置于“RUN”状态，如图1.15和图1.16所示。
图1.15 将PLC置为“STOP” 图1.16 将PLC置为“RUN” （9）点击在线工具按钮，使STEP7-Micro/WIN软件处于在线监控状态，如图1.17所示。
图1.17 在线监控方式 当SB按钮按下时，对应的I0.0触点被接通，同时Q0.0得电，能够经过在线监控状态察看I0.0和Q0.0的变更，其中蓝色表示曾经接通，经过在线监控方式监控各输入和输出的状态能够了解PLC的工作原理和调试程序，如图1.18所示。
图1.18 在线监控-程序状态 四、程序调试 程序输入终了后中止自检，并运用万用表检查线路。请求确保无误后才允许通电调试。 按表1.5所示的步骤中止，并填写察看结果。 表1.5 程序调试步骤 操作步骤 操作内容 察看内容 记载察看结果 思索内容 第一步 将程序下载 到PLC后，RUN KM的动作 RUN 运转 第二步 按下SB KM吸合 了解PLC的工作过程 第三步 松开SB KM断电 操作请求 保险教育 难题待解 五、毛病扫除 (1)调试过程中若呈现软件/硬件的错误/毛病，应依据细致状况中止扫除。分别从主电路、 控制电路、通讯线路、PLC参数等方面思索排故。 （2）依据请求填写表1.6所示的毛病处置表。 表1.6 毛病处置表 姓名 学号 设 备 编 号 设备称号 毛病时间 毛病现象及现场调查 缘由剖析 实施维修计划 缘由总结 1 2 处置结果 问题点 处置措施 效果 1 2 注：毛病扫除时均运用该表格中止毛病记载。 六、任务验收 程序调试胜利后，依据验收请求中止任务验收，填写表1.7所示的任务验收表。 序号 主要内容 考核请求 评分规范 配分 扣分 得分 1 元件装置 1.按图纸的请求，正确运用工具和仪表，熟练装置电气元器件 2.元件在配电板上布置要合理，装置要精确、紧固 1.元件布置不划一、不匀称、分歧理，每处扣 2 分 2.元件装置不坚固、漏装螺钉，每处扣 2 分 3.损坏元件或设备，每次扣 10 分 20 2 程序编写 1、指令应用能否合理； 2、能否依照提意请求编程； 3.I/O分配能否合理； 1.选用导线分歧理，每处扣 5 分 2.不按原理图配线，每处扣5分 3.指令运用错误，每处扣 5 分 6.I/O分配扣10 分 40 3 通电调试 配线正确，通电实验正常 1.输入输出状态错误，每处扣 5 分 2.通电运转不正常，扣30分 30 4 保险与文化消费 恪守国度相关专业保险文化消费规程 违背保险文化消费规程，扣5～10分 10 备注 合计 100 考评员签字 年 月 日 表1.7 任务验收表 七、保险留意事项 本理论锻炼要接触到强电电路，装置与接线错误及操作不当会损坏设备，危及人的生命 保险，必须严肃认真、格外留意理论锻炼中的设备和人身保险。 1）强电电路的理论锻炼，必须在指导教员检查前方可通电试车； 2）强电电路的装置与接线要穿戴好必要的维护措施（绝缘鞋及绝缘手套等）； 3）强电电路的装置与接线及调试要养成单手作业的习气； 4）控制必要的毛病下的自救和抢救措施。 思索： 任务练习：用PLC完成对三相异步电机的连续运转控制线路，并加上中止按钮。 第一步：列出输入/输出分配表。 第二步：画出PLC控制系统原理图。 第三步：设计控制程序并调试，依照提示步骤中止操作。 |
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