自动控制原理与系统课程实训电压一转角机电伺服控制系统的分析
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专业_____________________
姓名_____________________
学号
一、课题简介
二、控制系统的组成与工作原理
三、课程实训的任务与要求
四、控制系统数学建模
五、数学模型的仿真
六、控制系统的性能分析
七、心得体会
八、参考资料
一、课题简介电压—转角伺服控制系统是一类小功率位置随动实验装置，在高校和科研院、所的自动化实验室中可以看到它们的应用。利用这套设备不仅可以完成一些验证性实验（需要设置必要的外部接口和测试孔），例如位置伺服实验、直流电机调速实验、运算放大器性能实验、PID 校正实验和功率放大器性能实验；也可以做一些设计性、研究性的实验，比如将其与计算机接口，从而对一些控制方法进行研究。这类实验设备有多种成型产品，被普遍用于教学和科研。
机电伺服系统主要用于小功率伺服控制。驱动负载能力和响应速度偏低是这类控制方式的缺点。但在信号检测、传递、处理以及新控制策略再生等方面表现的灵活性、准确性、和经济性是其它控制方式所不能比拟的。
二、控制系统的组成与工作原理
电压—转角机电伺服控制系统的电气原理如图所示。该系统的输入量是给定的电压信号U i ，输出量是直流伺服电动机SYL — 5的转角a。运算放大器卩A741构成控制系统中的 PI 校正环节，可以增大系统的开环增益，从而提高系统的稳定精度。功率放大器由前置放大器 MC1536 和三级互补跟随器组成，具有较高的输入阻抗。系统中除了设置位置反馈外还设置了速度反馈，用来增加系统阻尼，减小伺服电机的时间常数，改善传递特性的线性度。从而进一步提高系统的动、静态品质。被控对象是直流伺服电机，它与反馈电位计和测速发电机同轴相连。该系统具有输出转角跟随输入电压变化的功能：当输入信号与位置反馈信号出现差值时，位置偏差信号经 PI 校正环节后与速度反馈信号比较，得到的速度偏差经功率放大后驱动直流伺服电机旋转，同时带动位置反馈电位计和测速发动机一起转动。最终消除偏差，伺服电机停止在与输入信号相应的位置上。位置反馈和速度反馈分别由电位计 WH— 1.5k、测速发电机
70CYD-1 和速度反馈分压电位计完成。由于反馈元件的精度对闭环控制系统的性能有着重要影响，应该选用性能稳定、精度高的元、器件作为反馈元件。
电压一转角伺服控制系统的电气原理图
该系统的主要技术参数为：
位置反馈精度0.2%; 功率放大器输出幅度土 20V;
直流伺服电机堵转力矩0.5N ? m
测速发电机线性误差v 1%
直流伺服电机空载转速8rad/s ;
测速发电机增益 1.15V ? s/rad
三、课程实训的任务与要求
1、建立系统的数学模型。要求数学模型用方框图表示。
2、为了说明 PI 校正和速度反馈的作用，采用 MATLAB 语言中的仿真工具 SIMULINK 对系统进行分析，在分析中将考察三种系统结构
(有一种结构涉及两种不同的PI、 K2 和B参数)对两种输入信号的响应。
结构 A ：原系统中去掉 PI 校正环节和速度反馈环节；
结构B :原系统中去掉PI校正环节；
结构 C1 :原系统中(心=12，K|=100，K2=10,B =0.6)；结构 C2:原系统中(K P=20,K I =10 , K2=20 ,B =1.0)；两种输入信号是单位阶跃函数和方波信号(幅值 4V ，频率 4HZ)
要求分别给出三种系统结构在 SiMULiNK 下的仿真框图，设定各环节的参数进行仿真计算。仿真结果可以在示波器
(SCOPE)中显示，也可以用 PLOT()函数将 MATLAB 工作空间的计算数据以图形的方式绘制出来。
3、进一步对三种系统的稳定性、稳态精度和响应速度进行分析。
4、按上面的要求完成实训报告。
四、控制系统数学建模
1.系统的数学模型
根据上面的原理图可得相应的传递函数方框图，如下图所 示。各环节数学模型的结构是已知的，模型中的参数可通 过实验确定。
取R1 =1.2M Q, C=0.1卩F,贝V PI 校正环节的传递函数为
其它参数有些兼顾系统性能而定，有些可以通过实验求得，
具体数值为: 功率放大器增益
K 2 =10 ；
K 3 =2.83rad/ (V ? S);
K
C =1.15 V ? S/rad;
T m = 0.1s ；
位置反馈电位计增益 K a = 4.7V/rad ;
G i (S)
U i2
(S)
E(S) 0.12S 1 0.01S
伺服电机传递系数 测速发电机传递系数 伺服电机机电时间常数
伺服电机电磁时间常数T a = 4ms；
速度反馈分压系数 B = 0.6;至此，可以得到系统的传递函
数。
五、数学模型的仿真
结构A （原系统中去掉PI校正环节和速度反馈环节）的数学仿
真模型。
结构A的单位阶跃信号的响应。
结构A方波（4V 0.5Hz）响应
结构B :原系统中去掉PI校正环节的数学仿真模型
结构C正弦波（1V , 1Hz）响应
结构B单位阶跃响应
结构B方波（4V 0.5Hz）响应
结构B正弦波（1V 1Hz）响应
结构 C1 :原系统中（心=12, K I =100 , K2=io，^ =0.6）
LlIllU
w -
BBnSEl
D
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
结构C单位阶跃响应
结构C方波(4V , 0.5Hz)响应
结构C正弦波（1V , 1Hz）响应
六、控制系统的性能分析
该系统在功率方面已经满足需求，下面只针对控制系统的稳定性、稳态精度和响应速度做一些分析：
（1）结构A
结构A的开、闭环传递函数分别为
用MATLAB语言中的ROOTS （）函数可以求出该系统的闭环
极点 Si= -245.35, S2,3 = -2.33 ± 36.74j
显然，系统是稳定的，因为所有闭环极点都分布在s平面的
左半面，而且共轭复数极点S2,3 是系统的闭环主导极点。这样，该系统可简化为一个二阶系统，其固有频率和阻尼比为
n = 37 rad/s, z= 0.063
由此可以计算出该系统时域、频域性能指标
可以验证，上述理论计算与仿真结果是相符的（频域响应略）。
结构A的性能取决它的两个特征参数——固有频率和阻尼比。该系统的阻尼比太小，在时域响应中表现为超调量大、振荡
次数多和调节时间长。系统虽然是稳定的，但稳定裕量很小。由于该结构是I型系统，可无静差地跟踪阶跃输入。至于响应速
度，由于系统频宽为57rad/s （近似为9Hz）,在图8.17中表现为
可以跟踪相应的方波信号。
（2）结构B
结构B的开、闭环传递函数和闭环极点分别为
1.3785
M 0,00001948/ 4 0.00495 41)
(8.22)
_______________ 02128 _________________ OXKXXX)3(X)7s^ +CXXMJ751 &疋 +0」544.^ 4 I
S i = -6.69, S 2,3= - 121.66 ± 186.86j
系统是稳定的，而且实数极点
s 是系统的闭环主导极点。这
样，该系统简化为一个一阶系统，系统的时间常数 T = 0.15s 。
因 此有
t s 4T = 0.6S
加入速度反馈以后，系统闭环极点在 s 平面上的位置发生
了变化。与结构A 相比，闭环主导极点由一对离j 3轴较近的 复数极点变成一个离j 3轴较远的实数极点，这表明系统的稳 定性增加了，调节时间也将被缩短。同时，速度反馈增加了系 统的阻尼，因而也降低了系统的频宽，在方波响应中表现出无 法跟踪相应的方波信号(幅值衰减和相位滞后都比较大)。由于 结构B 仍是I 型系统，无静差地跟踪阶跃输入是必然的。
(3) 结构C
结构C 选择了两种设计参数，同样可以求出它们的开、闭 环
传递函数和闭环极点：
+ G +
声点 0)
(8.23)
Si =— 9.43, S 2 = — 100.93, 83,4 = —70.12 ± 173.55j
8 = — 0.5, S 2 = — 87.61, 83,4 = — 81.24± 380.31j
在结构C1中，系统是稳定的。PI校正不仅使系统由I型系统变成H型系统，提高了系统的无差度，而且对闭环极点进行了合
理配置，即引入闭环零点s = - 8.3削弱了闭环极点S1 = -9.43
的惯性作用，使此时的闭环系统近似为三阶系统。比较闭环极
占
八、、
到j 3轴的距离可知，复数极点0,4= -70.12±仃3.55j的作用要大于实数极点S 2 = - 100.93的作用，而且结构C1的响应速度大于结构B的响应速度，时域响应说明了这一点。
在结构C2中，对上述过程做了更细致的调整，进一步提高了系统性能。上述分析说明了系统结构和参数对系统性能的影响。至于如何选择系统结构和参数使之具有较好的性能，这是系统设计问题。这里不再赘述。
七、心得体会
八、参考资料
（ 1）孔凡才 . 自动控制原理与系统 . 北京：机械工业出版社， 2005 （2）王积伟吴振顺.控制工程基础 . 北京：高等教育出版社，
2001
《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 实验报告是实验工作的全面总结 要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备
电气控制实训报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
电工实训报告 一.实训目的： 实习是机械学生不可缺少的实习环节，学校安排本次实习是在学生完成所有基础课、技术基础课后进行的。实习的目的在于通过在实习基地的实践，使学生能将所学的理论和实践相结合，巩固所学的专业知识，培养实践操作技能，建立电工电子应用的概念。 本次的实习要提高自己对社会的认知能力，让自己迅速适应社会，跟上电子信息前进的步伐。通过理论与实践的相结合、学校与社会相沟通，进一步提高学生的思想觉悟、业务水平，尤其是观察、分析解决问题的实际工作能力，以便培养自己成为能够主动适应神会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。 二,实训设备 十字改锥、一字改锥、尖嘴钳、剥线钳、万用表、热继电器、导线若干、交流接触器三,实习内容： 5周周二 1.电动机的点动控制电路 老师讲解原理、连接电路的方法和步骤，自己实践操作 ①.实习目的： （1）学会三相异步电动机的点动控制的接线和操作方法；
（2）了解交流接触器的工作原理和构造； （3）了解按钮开关的构造与作用； （4）掌握三相电动机点动控制的工作原理、安装及操作方法； （5）掌握交流接触器常开、常闭触头在电路中的应用； （6）通过对三相异步电动机点动线路的实际操作过程，掌握由电气原理图变换成实际电路接线图的知识； （7）理解点动控制线路的概念。 ②.实习元件： 十字改锥、一字改锥、尖嘴钳、剥线钳、万用表、热继电器、导线若干、交流接触器③.点动控制原理： 当按下启动按钮SB后，接触器KM的吸引线圈通电，常开主触点闭合，电动机定子绕组接通三相电源，电动机启动。松开启动按钮，接触器线圈断电，主触点分开切断三相电源，电动机停止 4.实习过程： (1)按点动控制线路进行安装接线，接线是先接主电路，后接控制电路； (2)线路接好后，对照电路原理图仔细检查；
《机电传动控制》实验报告 天津理工大学机械工程学院 2014年9月
实验一 直流他励电动机调速实验 一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能； 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知，改变串入电枢回路的电阻Rad ，电枢供电电压U 或主磁通Φ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。 （1）改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线，从图中可看出，在一定的负载转矩T L 下，串入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下，可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调速时的机电过程（如降低转速）见图中沿A →B →C 的箭头方向所示，即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点，如机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；在空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量电能等。
图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线 （2）改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性，如图7.2所示，从图中可看出，在一定负载转矩T L下，加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…，可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…，即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： ①当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； ②调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大； ③当T L=常数时，稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关，且Φ=ΦN，故电动机转矩T=KtΦN Ia不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； ④可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。 图7.2 改变电枢供电电压调速的特性
《机床电气控制》实验报告 单位______________________ 班级______________________ 学号______________________ 姓名______________________ 实验组____________________ 实验日期__________________ 实验一各种常见低压电器的识别、结构和使用方法（2节） 一、实验目的 1、掌握按钮、交流接触器、小型电磁式继电器、热继电器、行程开关、断路器、 熔断器、漏电断路保护器、万能转换开关、倒顺开关、变压器的型号识别、结构、测试及使用方法。 2、掌握导线的横截面积、色标的识别、选用、连接方法。
二、实验器材及工具
三、实验内容 1、按钮 理解按钮的用途。正确识别按钮的型号和参数的含义，掌握按钮的使用方法，用万用表测量按钮触头的好坏。 2、交流接触器
理解交流接触器的用途。正确识别交流接触器的型号和参数的含义，拆卸交流接触器，认识交流接触器的结构。掌握交流接触器的使用方法。用万用表测量交流接触器触头的好坏。 3、小型电磁式继电器 理解电磁式继电器的用途。正确识别继电器的型号和参数的含义，掌握继电器的使用方法。 4、热继电器 理解热继电器的用途。正确识别热继电器的型号和参数的含义，掌握热继电器的使用方法。掌握热继电器的整定电流调节方法。 5、行程开关 理解行程开关的用途。正确识别行程开关的型号和参数的含义，掌握行程开关的使用方法。用万用表测量行程开关触头的好坏。 6、断路器 理解断路器的用途。正确识别断路器的型号和参数的含义，掌握断路器的使用方法。用万用表测量断路器的好坏。
学号：0121018700306 课程设计 题目组合机床加工过程PLC自动控制设计 学院物流学院 专业物流工程 班级行政1001班 姓名徐宏华 指导教师徐沪萍 2013 年 6 月29 日
课程设计任务书 学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班 指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院 题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计 初始条件： 1.编程环境：Step7v5.5软件 2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 3.机电传动的相关资料指导书 4.仿真环境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。 时间安排：十八周 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
本科生课程设计成绩评定表姓名徐宏华性别男专业、班级物流行政1001班 课程设计题目：组合机床加工过程PLC自动控制设计 课程设计答辩或质疑记录： 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年月日
目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 1 1.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 2 1.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 2 1.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 2 1.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 4 1.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 6 2.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 6 2.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 6 3.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 10 4.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 10 4.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 11 4.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 21 5.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26
1. 引言 1.1 课程设计的目的： 电气控制系统是由各种低压电器和PLC 控制器按一定要求组成的控制系统。通过机电传动系统课程设计，进一步掌握各种低压电器和PLC 的结构原理、选用及使用；正确处理使用中出现的各种问题；了解器件和系统之间的关系；培养正确的设计思想、理论联系实际的工作作风、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 1.2 课程设计的内容及要实现的目标： 如图所示： 图1. 模型图 主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能; 3. 运用功能指令进行PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行设计； 5. 进行系统调试，实现机械手臂搬运加工流程的控制要求。 要实现的目标： 有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A 送到加工位置，然后由机械手将加工物送至工作台1的位置进行第一次加工，当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹
起送至工作台2进行第二步加工：当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。 15 左移 ST4 14 上升 YA3 ST1 图2. 机械手工艺流程图 机械手工作前应位于原点，不同的位置分别装有行程开关。ST1为下限为开关，ST2为上限位开关，ST3为右极限位开关，ST3为左限位开关。 机械手的上、下、左、右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YA1通电，机械手下降；电磁阀YA2通电，夹紧工件；电磁阀YA3通电，机械手上升；电磁阀YA4通电，电磁阀右移；电磁阀YA5通电，机械手左移。
机电传动控制 实 验 报 告 姓名：张泽超 学院：机电工程学院 班级：机械1301 学号： 0801130313 日期： 2016.6.15
一交流电机的点动与自动控制 1、电路原理图如下： 2、实验步骤: 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 该实验原理和操作都很简单，我们小组十分钟就做完了，运行也是正确的，给我们下面做实验也打好了基础，包括基本连线和基本设备，以及安全事项。
二、交流电机的能耗制动 1、电路原理图 2、实验步骤 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 能耗制动这个实验的原理接线图有一点复杂，所以我们组采取两个人分别接线主电路和控制电路。第一次接完运行后发现机器运行不了。证明我们接线有错误了。排查之后又重新连线，发现控制电路连错了。然后纠正后才能有正确的实验现象。总之，实验要认真的做，细心排查。
电工实训报告 一、实训目得: 实习就是机械学生不可缺少得实习环节,学校安排本次实习就是在学生完成所有基础课、技术基础课后进行得。实习得目得在于通过在实习基地得实践,使学生能将所学得理论与实践相结合,巩固所学得专业知识,培养实践操作技能,建立电工电子应用得概念。 本次得实习要提高自己对社会得认知能力,让自己迅速适应社会,跟上电子信息前进得步伐。通过理论与实践得相结合、学校与社会相沟通,进一步提高学生得思想觉悟、业务水平,尤其就是观察、分析解决问题得实际工作能力,以便培养自己成为能够主动适应神会主义现代化建设需要得高素质得复合型人才。 二,实训设备 十字改锥、一字改锥、尖嘴钳、剥线钳、万用表、热继电器、导线若干、交流接触器 三,实习内容: 5周周二 1、电动机得点动控制电路 老师讲解原理、连接电路得方法与步骤,自己实践操作 ①、实习目得: (1) 学会三相异步电动机得点动控制得接线与操作方法; (2)了解交流接触器得工作原理与构造; (3)了解按钮开关得构造与作用; (4)掌握三相电动机点动控制得工作原理、安装及操作方法; (5)掌握交流接触器常开、常闭触头在电路中得应用; (6)通过对三相异步电动机点动线路得实际操作过程,掌握由电气原理图变换成实际电路接线图得知识; (7)理解点动控制线路得概念。 ②、实习元件: 十字改锥、一字改锥、尖嘴钳、剥线钳、万用表、热继电器、导线若干、交流接触器 ③、点动控制原理:
当按下启动按钮SB后,接触器KM得吸引线圈通电,常开主触点闭合,电动机定子绕组接通三相电源,电动机启动。松开启动按钮,接触器线圈断电,主触点分开切断三相电源,电动机停止4、实习过程: (1)按点动控制线路进行安装接线,接线就是先接主电路,后接控制电路; (2)线路接好后,对照电路原理图仔细检查; (3)先自己用万用表测试电路就是否通畅,有没有出现短路得可能！然后找老师进行电路连接核对; (4)实习完毕,切断实验线路三相交流电源,拆除电路; (5)收拾实验台,整理工具后。 5周周三 2、电动机得长动控制电路 老师讲解原理、连接电路得方法与步骤,自己实践操作 ①、实习目得: (1) 学会三相异步电动机得长动控制得接线与操作方法; (2)了解交流接触器得工作原理与构造; (3)了解按钮开关得构造与作用; (4)掌握三相电动机自锁得工作原理、安装及操作方法; (5)掌握交流接触器常开、常闭触头在电路中得应用; (6)通过对三相异步电动机自锁线路得实际操作过程,掌握由电气原理图变换成实际电路接线图得知识;
引言 作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控 制领域接线逻辑到存储逻辑得飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制得进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务得跨越。今天得可编程控制器正在成为工业控制领域得主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大得作用。个人计算机(简称PＣ)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器得功能特点,可编程序控制器定名为Prｏｇrammａｂｌe Logic Ｃｏntｒoller(ＰLＣ),现在,仍常常将ＰLＣ简称ＰC、?可编程控制器得定义可编程控制器,简称ＰLC,就是指以计算机技术为基础得新型工业控制装置。在198７年国际电工委员会颁布得PLC标准草案中对ＰＬC做了如下定义:“PLＣ就是一种专门为在工业环境下应用而设计得数字运算操作得电子装置。它采用可以编制程序得存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作得指令,并能通过数字式或模拟式得输入与输出,控制各种类型得机械或生产过程。ＰＬＣ及其有关得外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能得原则而设 计、 PＬC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PＬC在工业自动化控制特别就是顺序控制中得地位,在可预见得将来,就是无法取代得、 1 PLC控制系统设计 １。１PLＣ控制系统设计得基本原则 任何一种控制系统都就是为了实现被控对象得工艺要求,以提高生产效率与产品质量。因此,在设计ＰLC控制系统时,应遵循以下基本原则: 1.最大限度地满足被控对象得控制要求 2.C控制系统安全可靠 3、力求简单、经济、使用及维修方便 4、适应发展得需要 １.2 PLC机型选择 随着ＰLＣ得推广普及,ＰLC产品得种类与型号越来越多,功能日趋完善。从美国,日本、德国等国家引进得PLＣ产品及国内厂商组装或自行开发得
《机电传动控制》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335030 总学时：48学时(讲课42学时，实验6学时) 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化 预修要求：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》 一、课程的性质、目的、任务： 1．性质 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。 2．目的 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，属专业技术基础课，其目的是培养机械设计制造及其自动化专业的学生掌握机电传动控制技术，掌握实际的工程应用能力，学会解决工业电气控制中实际问题的能力。增强学生的就业竞争能力。 3．任务 二、本课程的主要任务是使学生： 1．掌握用系统的观点如何分析机电传动控制系统。 2．具备分析、设计机电传动控制系统的能力。 3．正确运用理论解决实际问题的能力。 三、课程教学的基本要求： 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实验和考试等。通过各个教学环节重点培养学生分析 1．教学方法和教学手段的建议： 本课程教学环节包括：课堂讲授、工程应用实例讨论、课外作业和实验等。通过各个教学环节的教学重点培养学生的自学能力、理论联系实际的能力和解决实际工程问题的能力。采用启发式教学，鼓励学生开展课堂讨论，提出不同方法。采用电子教案、多媒体教室；适当引入计算机辅助电子设计软件；使学生建立机算机仿真在概念。实验是本课程的重要教学环节，通过实验，深化和扩展对课程内容的理解，培养实际动手的能力。 2．实验要求: 实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节，通过实验，加深学对课程内容的理解，掌握对机电传动控制的实际运用能力。 实验要求学生实验前认真准备，完成实验预习报告（对设计性实验需提交实验方案）；实验时积极思考，多动手，学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法，能正确联接电路，了解机电传动中常见的传动方式，学会电动机传动系统的参数调整方法；实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析，编写出整洁的实验报告。 3．课程习题要求
三一文库（https://www.doczj.com/doc/1c6521251.html,）/实习报告 机电实训报告【三篇】 【一】 不知不觉实习阶段已经接近尾声，回想在学校的日子还历历在目。在实习的期间我换了两份工作，在电子厂当过巡检。在金属制品厂技术部学制图和企业管理。其间我学到了很多在学校里学不到的东西。 学到的东西也比较广，从纯水的检测到发热片的加工，以及电子元件的质量标准和各种量具的用法。虽然工作并不复杂，可在操作过程中起了很大的作用，避免了很多不必要的损失，在工人们操作的时候加以纠正，传授正确方法，从而使产品质量提高。同时在工作中培养了自身交流潜力。促进了工作的效力。这些都是我在灵芝电子里学到的。 离开灵芝主要原因是因为交通不便，之后我来到了离家不远的鑫美金属制品厂。那里工作的环境很好。我和几个同事安排在一间办公室。我主要的工作是整理文件，图纸管理。最近又帮忙做起里加工进程跟踪。这个厂的历史虽然但是几年时间，但是实
力却是不错的。有专业的模具设计人才，先进的生产设备。我平时也会帮忙画画图纸。在学校学到的AUTOCAD此刻派上了用场。碰到不会的问题我还能够问我的几位师傅，他们都是专业的制图人员，画图纸又快又好。在他们的用心指导下我能够画很多以前不会画的图纸了。此外，我还明白了不少用于生产的机器。 一，线切割机车间里有几台线切割机。它主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。根据电极丝的运行速度不一样，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床(wedm-hs)，其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～ 10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式;另一类是低速走丝电火花线切割机床(wedm-ls)，其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0。2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。
目录 1.设计题目及要求 (2) 2.可编程控制技术介绍 (2) 3.I/O电器接口图 (5) 4.流程图 (6) 5.控制系统梯形图 (7) 6.总结 (10) 参考目录 (10) 布料车控制系统程序设计 1.设计题目及要求： 布料车的工作行程按“进二退一”的方式往返行使于四个光电开关之间，使得物料在传送带上分布更加合理。布料车由三相交流异步电机驱动。 布料车可以实现单周期、连续两种种方操作式。 1.1单周期循环控制要求： 按下单周期循环控制按钮SB1，布料车由起始位置，即光电开关SQ1处，向右运行到光电开关SQ3处，然后向左回到光电开关SQ2处；再向右运动到行程开关SQ4处，再向左运动到光电开关SQ2处，然后向右运动到光电开关SQ3处，最后向左回到开始位置，光电开关SQ1处停止，完成单周期循环控制过程。 1.2连续循环控制要求： 按下连续循环控制按钮SB2，布料车将反复执行单周期循环控制过程，
按下停止按钮SB3后，布料车运行到开始位置，即光电开关SQ1处停止。要求循环50次后终止循环，发出声光简短报警，按停止按钮终止报警。 工艺流程图如下： 2可编程控制技术介绍 2.1 PLC的定义及特点 2.1.1 PLC的定义 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。 2.1.2 PLC的特点 PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点。 （1）可靠性高，抗干扰能力强 （2）通用性强，使用方便 （3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便 （4）编程语言简单、易学，便于掌握 （5）系统设计周期短 （6）对生产工艺改变适应性强 （7）安装简单、调试方便、维护工作量小 2.2 PLC的基本组成及工作原理 2.2.1 PLC的基本组成
第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多
机床电气控制实验报告 Prepared on 24 November 2020
《机床电气控制》实验报告 单位______________________ 班级______________________ 学号______________________ 姓名______________________ 实验组____________________ 实验日期__________________ 实验一各种常见低压电器的识别、结构和使用方法（2节） 一、实验目的 1、掌握按钮、交流接触器、小型电磁式继电器、热继电器、行程开关、断路器、 熔断器、漏电断路保护器、万能转换开关、倒顺开关、变压器的型号识别、结构、测试及使用方法。 2、掌握导线的横截面积、色标的识别、选用、连接方法。 二、实验器材及工具
三、实验内容 1、按钮 理解按钮的用途。正确识别按钮的型号和参数的含义，掌握按钮的使用方法，用万用表测量按钮触头的好坏。 2、交流接触器 理解交流接触器的用途。正确识别交流接触器的型号和参数的含义，拆卸交流接触器，认识交流接触器的结构。掌握交流接触器的使用方法。用万用表测量交流接触器触头的好坏。 3、小型电磁式继电器 理解电磁式继电器的用途。正确识别继电器的型号和参数的含义，掌握继电器的使用方法。 4、热继电器 理解热继电器的用途。正确识别热继电器的型号和参数的含义，掌握热继电器的使用方法。掌握热继电器的整定电流调节方法。 5、行程开关 理解行程开关的用途。正确识别行程开关的型号和参数的含义，掌握行程开关的使用方法。用万用表测量行程开关触头的好坏。 6、断路器 理解断路器的用途。正确识别断路器的型号和参数的含义，掌握断路器的使用方法。用万用表测量断路器的好坏。 7、熔断器 理解熔断器的用途。正确识别熔断器座和熔体的型号和参数的含义，掌握熔断器座和熔体的使用方法。用万用表测量熔断器座及熔体的好坏。 8、漏电断路保护器 正确识别漏电断路保护器的型号和参数的含义，掌握漏电断路保护器的使用方法。用万用表测量漏电断路保护器的好坏。并通电测试漏电断路保护器是否工作正常。 9、万能转换开关 正确识别万能转换开关的型号和参数的含义，掌握万能转换开关的使用方法。用
机电传动控制课程设计 一、目录 引言 2 设计说明相关内容 （一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12
二、引言 《机电传动控制》课程是机械制造及其自动化专业的一门必修专业基础课，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。在学习《机电传动控制》这门课程的时候，我能够深刻的体会到其重要性。作为机械类专业本基础教材，本课程涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类课程现代控制理论相衔接。本书所讲内容突出机电结合，电为机用。在保证基本内容的前提下，简化理论分析，加强反映了当前机电领域的新技术和新知识，加强实例的分析、设计，力求做到内容深入浅出、重点突出，以利于我们开拓思路、深化知识。《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业系列的教材之一，可以作为机械类专业及与之相近专业的同学们学习和研究。本课程不仅在于它是一门系统理论基础课程，是我们掌握控制论的基础知识，解决机械工程中的控制问题，更重要的是通过呵护唯物辩证法的方法论的建明阐述，使我们学会用控制理论观点，系统论方法，分析、处理机械工程中遇到的难题，启迪和发展我们的思维，培养我们分析问题和解决问题的能力。 由于现代科学和计算机技术的迅速发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显。将理论联系实际，展开设计的课程设计实践，可以激发我们对该课程的学习兴趣而且能够让我们初步掌握系统性能分析及系统设计的基本方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。由此可见，本次课程设计势在必行！
《机电传动控制》实验指导书 常熟理工学院机械工程学院 周自强孟涛编 2010年3月1日
目录 实验1 三相异步电动机变频调速实验 (3) 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 (5)
实验1 三相异步电动机变频调速实验一、实验目的 1）熟悉变频器使用方法和基本参数设定的含义。 2）熟悉变频器使用的基本过程。 二、实验原理 本实验分为PU模式和外部模式两种情况： （1）PU模式 （2）外部模式
三、实验设备 1）机电传动控制综合实验台。 四、实验内容 （1）进行PU模式的变频调速实验 ●首先将参数Pr.79 设定为“1”； ●调整频率设定值（频率设定值不要超过60Hz），按下“Run”按钮启动 电机；重新设定频率，并观察电机运转情况。 （2）进行外部模式的变频调速实验 ●外部运行模式（Pr.79 设定值“0”（初始值），“2”） ●根据附录中的参数设定方法对高、中、低三个速度段的频率进行设 定； ●根据图2所示进行变频装置端子接线，确认电机变频器连接正常；
操作相应的速度按钮，并观察电机的运转情况。 五、实验报告 1）画出变频调速的基本电路原理图。 2）写出实验过程和参数设定的主要内容。 六、思考题 异步电机的转速和变频器的频率之间是什么关系？变频调速在低速时的特性如何？ 实验2 步进电机基本参数设定及PLC控制实验 一、实验目的 1）熟悉步进电机工作原理。 2）熟悉步进电机控制程序编写方法。 二、实验原理 实验原理如图所示：
1）机电控制综合实验台。 2）五相步进电动机及其驱动器。 四、实验内容 1）按图3电路接线。 2）编写正、反转控制程序，SA8断开时正转，SA8闭合时反转。 3）运行程序，验证程序的正确性。 4）修改运行步数为250步。运行程序，记录角度和时间。 五、实验报告 1）绘制梯形图。 2）列出角度和步数的关系式，角速度和脉冲周期的关系式。
电气控制实训 ——报告题目名称：电气控制实训报告 专业班级：机械设计制造及自动化10-3班 学号： 学生姓名： 指导老师： 目录
一、实习的性质、目的、意义 电气控制技术实习是在学习常用低压电气设备、电气控制线路的基本控制环节，典型机床电气控制线路等章节的基础上进行的实践性教学环节、其目的是培养我们掌握本专业所学必须的基本技能和专业知识。通过学习使学我们熟悉并掌握各种常用的低压电器设备的构造、工作原理及使用方法，初步掌握电气控制基本控制的原理、连接规则、故障排除方法，学习常用机床的电气控制的线路结构、工作原理、故障分析和排除方法。通过实习培养我们热爱专业、热爱劳动、吃苦耐劳、刻苦钻研的精神。 二、Z3050摇臂钻床机加工工艺介绍 钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。Z3050摇臂钻床是一种立式钻床，它的最大加工孔径是50mm，适用于单件或批量生产中带有多孔的大型零件的孔加工。 三、机床实际电路控制分析 主电路控制分析 图3-1主电路原理图 如图3-1所示： （1）M1是主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主轴的正反转有机械手柄操作。M1装在主轴箱顶部，带动株洲及进给传动系统，热继电器FR1是过载保护元件，短路保护电气是总电源开关中的电磁脱扣装置。 （2）M2是摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3控制其正反转。应为电动机短时间工作，故不设过载保护电源。 （3）M3是液压泵电动机，可以做正向转动和反向转动。正向转动和反向转动的气动与停止有接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是液压泵电动机的过载保护电气。该电
1.如何建立单轴和多轴机电传动系统的运动方程式。 为了对多轴机电传动系统进行运行状态的分析，一般是将多轴拖动系统等效折算为单轴系统。将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上，一般折算到电动机轴上。 折算的原则是：折算前后系统总的能量关系和功率关系保持不变。 2. 举例分析恒转矩型负载特性 特点：负载转矩TL与转速n无关，即不管转速怎样变化，负载转矩不变。 反抗性恒转矩负载：转矩大小恒定不变；作用方向始终与速度n的方向相反。 位能性恒转矩负载：转矩大小恒定不变；作用方向与速度n的方向无关。 3. 机电传动系统稳定运行的条件 （1）机电系统稳定运行的含义 ?系统应能以一定速度匀速运行； ?系统受某种外部干扰（如电压波动、负载转矩波动等）使运行速度发生变化时， 应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 （2）机电系统稳定运行的必要条件 电动机的输出转矩T M和折算到电动机轴上的负载转矩T L大小相等，方向相反，相互平衡。 即：电动机的机械特性曲线n=f(T M)和生产机械的机械特性曲线n=f(T L)必须有交点，交点被称为平衡点。 （3）机电系统稳定运行的充分条件: 系统受到干扰后，要具有恢复到原平衡状态的能力。 即： 当干扰使速度上升时，有T M
4. 他励直流电动机特性曲线上理想空载点的意义。 T=0时的转速称为理想空载转速，用n0表示。 电动机总存在空载制动转矩，靠电动机本身的作用是不可能上升到 n0“理想”含义就在这里。 5. 他励直流电动机特性曲线上堵转点的意义 当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，通常称为“堵转”。 堵转时电枢电流为I st，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。 启动转矩就是电动机在启动瞬间（n=0）所产生的电磁转矩，也称堵转转矩。 6. 他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性的特点和区别 固有机械特性指的是在额定条件（额定电压U N和额定磁通 N)下和电枢电路内不外接任何电阻时的n=f(T) 人为机械特性是指人为地改变电动机的参数所得到的机械特性： 1电动机电枢外加电压U 2励磁磁通Φ的大小 3电枢回路串接附加电阻R ad 7. 他励直流电动机电枢回路串接附加电阻时其机械特性的变化情况 空载速度不变 随着电阻的增加，转速降落增加，即机械特性变软 8. 他励直流电动机改变电枢电压时其机械特性的变化情况 空载速度随着U的减小而减小 转速降落不变，即特性硬度不变 9. 他励直流电动机改变励磁磁通时其机械特性的变化情况 理想空载转速随磁通减小而增加 转速降随磁通的减小而增大，即机械特性特性变软
实验二搬运机械手的控制 一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。 二、实验仪器设备 1、THPLC－2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N－40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“机械手动作的模拟”实验区。 2、个人计算机。 3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。 三、控制要求 有一搬运工件的机械手，其操作是将工件从左工作台搬到右工作台，工艺流程示意图如下面附图所示。 机械手通常位于原点。SQ1为下限位开关，SQ2为上限位开关，SQ3、SQ4分别为右限位开关和左限位开关。机械的上下左右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YV1控制机械手下降，YV2负责夹紧工件，YV3使机械手上升，YV4控制机械手右移，YV5控制机械手左移。 搬取工件时，按下启动按钮1SB，则： ①机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，停止下降； ②夹紧电磁阀YV2动作将工件夹紧，为保证工件可靠夹紧，机械手在该位置等待3s； ③待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； ④改向右移动，移到右限位开关SQ3位置时，停止右移； ⑤改为下降，至碰到下限位开关SQ1时，停止下降； ⑥机械手将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机械手在该位置停留2s； ⑦然后上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； ⑧改为左移，回到原点，压在左限位开关SQ4和上限位开关SQ2上，各电磁阀均失电，机械手停在原位。 再按下启动按钮时，又重复上述过程。 四、系统配置 根据控制要求画出PLC的I/O分配表或I/O分配图； 由于所采用的实验箱中，已将PLC输入输出端外接的开关、按钮和信号灯的部分线路连接好，放置于实验模板内，因此，实验时只要将PLC主机与“机械手动作的模拟”实验模板两者的外接插孔用连接线按需要插接好即可。 五、程序设计 要求采用两种编程方法进行程序设计： 1、设计梯形图（用基本指令和移位功能指令），列写出相应的指令表； 2、设计状态转移图，画出相应的梯形图（用步进指令和基本指令），写出相应的指令表。 参考程序如附图。 六、程序的写入、运行与调试 采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。