實(shí)驗(yàn)六—電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

實(shí)驗(yàn)六、電動(dòng)機(jī)正/反轉(zhuǎn)控制

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)和停止，正、反轉(zhuǎn)間要有互鎖；2.連線輸入模擬按鈕，通過觀察輸出模塊的指示燈觀察運(yùn)行情況；3.修改程序，實(shí)現(xiàn)：

電機(jī)上電后正轉(zhuǎn)10秒，停5秒，反轉(zhuǎn)10秒，停5秒，連續(xù)重復(fù)上述狀態(tài)

運(yùn)行。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

動(dòng)作流程、梯形圖、程序自行設(shè)計(jì)編寫。提高自己的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考和交流想法。

三、實(shí)驗(yàn)流程圖：

啟動(dòng)P10互鎖停止啟動(dòng)P04互鎖電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)P10停止電機(jī)正轉(zhuǎn)10s復(fù)位

電機(jī)停止5s電機(jī)反轉(zhuǎn)10s電機(jī)停止5s

四、實(shí)驗(yàn)梯形圖：

（1）簡單電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的梯形圖

（2）加了正反轉(zhuǎn)的梯形圖

五、實(shí)驗(yàn)心得：

前幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的梯形圖在課件上都可以找到，所以不是太難。而這個(gè)實(shí)驗(yàn)室我們第一個(gè)自己來設(shè)計(jì)的梯形圖，一開始我們都摸不到頭腦，不知從何做起。后來經(jīng)過我們的討論，和與孟老師的交流才知道，這個(gè)時(shí)間控制可以用TON這給命令實(shí)現(xiàn)。然后我們一起設(shè)計(jì)梯形圖，不久就把圖的雛形設(shè)計(jì)出來了。真的感謝孟老師的指導(dǎo)語幫助。

還有通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我懂得了，不是遇到問題就慌張，要知道車到山前必有路。認(rèn)真思考一定可以找到答案的，這只是時(shí)間的問題。

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一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)和掌握PLC的實(shí)際操作和使用方法；

2．學(xué)習(xí)和掌握PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)方法；3．學(xué)習(xí)和掌握PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序設(shè)計(jì)方法；4．學(xué)習(xí)和掌握PLC控制系統(tǒng)的現(xiàn)場接線與軟硬件調(diào)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理

三相異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組接入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力，在感應(yīng)電流和電磁力的共同作用下，轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是通過改變定子旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)的方向來實(shí)現(xiàn)的，而旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向只需改變?nèi)�相定子繞組任意兩相的電源相序就可實(shí)現(xiàn)。如圖2.1所示為PLC控制異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)原理電路。

圖2.1PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)原理圖

左邊部分為三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的主回路。由圖2.1可知：如果KM5的主觸頭閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，那么KM6主觸頭閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)則反轉(zhuǎn)，但KM5和KM6的主觸頭不能同時(shí)閉合，否則電源短路。

右邊部分為采用PLC對三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制的控制回路。由圖可知：正向按鈕接PLC的輸入口X0，反向按鈕接PLC的輸入口X1，停止按鈕接PLC的輸入口X2；繼電器KA4、KA5分別接于PLC的輸出口Y33、Y34，KA4、KA5的觸頭又分別控制接觸器KM5和KM6的線圈。

實(shí)驗(yàn)中所使用的PLC為三菱FX2N系列晶體管輸出型的，由于晶體管輸出型的輸出電流比較小，不能直接驅(qū)動(dòng)接觸器的線圈，因此在電路中用繼電器KA4、KA5做中間轉(zhuǎn)換電路。

在KM5和KM6線圈回路中互串常閉觸頭進(jìn)行硬件互鎖，保證軟件錯(cuò)誤后不致于主回路短路引起斷路器自動(dòng)斷開。

電路基本工作原理為：合上QF1、QF5，給電路供電。當(dāng)按下正向按鈕，控制程序要使Y33為1，繼電器KA4線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM5的線圈得電，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)按下反向按鈕，控制程序要使Y34為1，繼電器KA5線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，接觸器KM6的線圈得電，主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1．?dāng)嚅_QF1、QF5，按圖2.2接線（為安全起見，虛線框外的連線已接好）；2．在老師檢查合格后，接通斷路器QF1、QF5；

3．運(yùn)行PC機(jī)上的工具軟件FX-WIN，并使PLC工作在STOP狀態(tài)；4．輸入編寫好的PLC控制程序并將程序傳至PLC；

5．使PLC工作在RUN狀態(tài)，操作控制面板上的相應(yīng)按鈕，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。在PC機(jī)上對運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)觀察繼電器KA4、KA5和接觸器KM5、KM6的動(dòng)作以及主軸的旋轉(zhuǎn)方向，調(diào)試并修改程序直至正確；

6．重復(fù)4、5步驟，調(diào)試其它實(shí)驗(yàn)程序。

圖2.2實(shí)驗(yàn)接線圖

四、實(shí)驗(yàn)說明及注意事項(xiàng)

1．本實(shí)驗(yàn)中，繼電器KA4、KA5的線圈控制電壓為24VDC，其觸點(diǎn)5A220VAC（或5A30VDC）；接觸器KM5、KM6的線圈控制電壓為220VAC，其主觸點(diǎn)25A380VAC。

2．三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制是通過正、反向接觸器KM5、KM6改變定子繞組的相序來實(shí)現(xiàn)的。其中一個(gè)很重要的問題就是必須保證任何時(shí)候、任何條件下正反向接觸器KM5、KM6都不能同時(shí)接通，否則會(huì)造成電源相間瞬時(shí)短路。為此，在梯形圖中應(yīng)采用正反轉(zhuǎn)互鎖，以保證系統(tǒng)工作安全可靠。

3．接線和拔線時(shí)，請務(wù)必?cái)嚅_QF5；

4．QF5合上后，請不要用手觸摸接線端子；

5．請務(wù)必不能將導(dǎo)線一端接入交流電源、交流電機(jī)、KM5、KM6的接線端子上，另一端放在操作臺上而合上QF5。

6．通電實(shí)驗(yàn)時(shí)，請不要用手觸摸主軸。五、實(shí)驗(yàn)用儀器工具

PC機(jī)1臺PLC1臺編程電纜線1根三相異步電動(dòng)機(jī)1臺斷路器（QF1、QF5）2個(gè)接觸器（KM5、KM6）2個(gè)繼電器（KA4、KA5）2個(gè)按鈕3個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線若干六、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

1．預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，復(fù)習(xí)教材的相關(guān)章節(jié)；

2．熟悉三菱FX2N編程工具、編程方法以及調(diào)試監(jiān)控方法；

3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路，編寫好如下實(shí)驗(yàn)程序（梯形圖、指令代碼均可）：

1）按“正向”按鈕，主軸正轉(zhuǎn)，按“反向”按鈕，主軸反轉(zhuǎn)。但主軸由正轉(zhuǎn)變反轉(zhuǎn)或由反轉(zhuǎn)變正轉(zhuǎn)必須先停止；

2）無論主軸處于何種狀態(tài)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止），按“正向”按鈕，主軸正轉(zhuǎn)，按“反向”按鈕，主軸反轉(zhuǎn)。

3）改變“正向”、“反向”、“停止”按鈕與PLC輸入接口的連接對應(yīng)的程序。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

畫出調(diào)試好的程序梯形圖，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。八、思考題

1．試比較繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理的異同點(diǎn)。

2．請說明本實(shí)驗(yàn)中繼電器的線圈工作電壓和接觸器的線圈工作電壓分別是多少？3．試比較可編程控制器的三種輸出接口：晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式、繼電器輸出方式的工作原理異同點(diǎn)。

4．能否將接觸器KM5，KM6的線圈直接接至PLC的輸出端Y33、Y34（注：本實(shí)驗(yàn)所用的PLC為FX2N-80MT，其輸出接口為晶體管型）？

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