机械电气控制及自动化实验报告
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《机械电气控制及自动化》实验报告
实验一：低压电器的认识
（一）实验目的
1. 了解实验室环境及实验室实验设备。
2. 认识常用低压电器，了解低压电器的结构、型号等，熟悉电器型号的意义。
（二）实验设备
实验室实验设备及各种低压电器元件。
（三）实验步骤与内容
1. 熟悉实验室环境和实验室电源与设备的布置，听实验指导教师讲解实验的安全注意事项。
2. 教师讲解电气控制实验部分所用的各种低压电器的结构、型号、工作原理、使用及调整方法，学生记录各种低压电器的型号。
（四）实验报告
1．实验记录：记录整理实验中的各种低压电器的型号、规格和铭牌数据，查阅资料说明它们的具体含义。
2. 回答问题：
（1）请画出你所学过的各种低压电器的图形符号及文字符号，并说明它们各自的用途。
（2）熔断器与热继电器用于保护交流三相笼型异步电动机时，能不能互相取代？为什么？
（3）谈谈本次实验你的收获。
实验二 C650普通车床模拟操作实验
（一）实验目的
1. 识别C650普通车床实验设备中的电器元件。
2. 掌握普通车床的运动形式及电气控制线路。
3. 学会排除电气控制线路中的故障。
（二）实验设备
C650普通车床实验台装置，万用表等。
（三）实验步骤与内容
1. 分析C650卧式车床的电气原理图，包括起动线路、正反转线路、制动线路、照明线路等。
2. 在教师指导下进行通电试车操作，观察电机和指示灯的工作情况。
3. 教师设置故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，逐步引导学生采用正确的检查步骤和检修方法。
4. 教师设置人为故障点，由学生检修并记录。
（四）实验报告
1．实验记录：记录本次实验过程中的故障现象，故障点及排除方法。
2. 回答问题（要求将电气原理图打印出来附在实验报告后）：
（1）分析C650车床电气原理图中采用的联锁与保护环节。
（2）分析主电机点动、正转起动和制动控制过程。
（3）分析在电气原理图中，电流互感器和时间继电器各自有何作用？
实验三 X62W万能铣床模拟操作实验
（一）实验目的
1. 识别X62W万能铣床实验设备中的电器元件。
2. 掌握万能铣床的运动形式及电气控制线路。
3. 学会排除电气控制线路中的故障。
（二）实验设备
X62W万能铣床实验台装置，万用表等。
（三）实验步骤与内容
1. 分析X62W万能铣床的电气原理图，包括起动线路、正反转线路、制动线路、照明线路等。
2. 在教师指导下进行通电试车操作，观察电机和指示灯的工作情况。
3. 教师设置故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，逐步引导学生采用正确的检查步骤和检修方法。
4. 教师设置人为故障点，由学生检修并记录。
（四）实验报告
1．实验记录：记录本次实验过程中的故障现象，故障点及排除方法。
2. 回答问题（要求将电气原理图打印出来附在实验报告后）：
（1）分析X62W万能铣床电气原理图中采用的联锁与保护环节。
（2）分析主轴制动过程。在制动时，如果轻按停车按钮能否看到制动效果，为什么？
（3）什么叫变速冲动？分析主轴电动机的变速冲动控制过程。
（4）分析工作台纵向、横向、垂直运动控制过程。
实验四 T68W卧式镗床模拟操作实验
（一）实验目的
1. 识别T68卧式镗床实验设备中的电器元件。
2. 掌握卧式镗床的运动形式及电气控制线路。
3. 学会排除电气控制线路中的故障。
（二）实验设备
T68卧式镗床实验装置，万用表等。
（三）实验步骤与内容
1. 分析T68卧式镗床的电气原理图，包括起动线路、正反转线路、制动线路、照明线路等。
2. 在教师指导下进行通电试车操作，观察电机和指示灯的工作情况。
3. 教师设置故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分析，逐步引导学生采用正确的检查步骤和检修方法。
4. 教师设置人为故障点，由学生检修并记录。
（四）实验报告
1．实验记录：记录本次实验过程中的故障现象，故障点及排除方法。
2. 回答问题（要求将电气原理图打印出来附在实验报告后）：
（1）分析T68卧式镗床电气原理图中采用的联锁与保护环节。
（2）分析主轴的正反转控制过程及制动过程。
（3）分析主轴低速起动过程和由低速向高速运行的控制过程。
（4）分析T68卧式镗床的主轴变速和进给变速过程。
实验五 PLC基本指令的编程练习
（一）实验目的
1. 熟悉PLC实验装置、S7-200系列可编程控制器的外部接线方法。
2. 了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。
3. 掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
4. 掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法。
5. 熟悉用编程软件实现对可编程控制器的运行监控。
（二）实验设备
1. THSMS-B型实验装置一台
2. 安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
3. PC/PPI编程电缆一根
4. 锁紧导线若干
（三）实验原理
上图中下面三排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。Ix为输入点，Qx为输出点。上图中中间两排I0.0～I.1.5为输入按键，模拟开关量的输入。上一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。
（四）实验步骤与内容
1.与或非逻辑功能实验
参考梯形图
（1）按实验原理正确接线。用导线将可编程控制器主机的L+与1L、2L、3L相连，将M与1M相连，并与基本指令编程练习实验区内的L+、M对应相连。梯形图中的I0.1、I0.3分别对应控制实验单元输入开关I0.1、I0.3。
（2）通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。
（3）拨动输入开关I0.1、I0.3，观察输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4符合的逻辑关系。
2. 定时器/计数器功能实验
（1）定时器功能实验
定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般继电器。
参考梯形图
（2）定时器扩展实验
由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
参考梯形图
（3）计数器功能实验
西门子S7-200系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。
参考梯形图
（4）计数器扩展实验
计数器的扩展与定时器扩展的方法类似（梯形图略,由学生设计）
（五）实验报告
1．实验记录：
（1）写出与或非逻辑功能实验中，输入与输出之间的逻辑关系（用表达式表示）。
（2）写出定时器/计数器功能实验中，前3个实验的功能。
2. 回答问题：
（1）S7-200PLC中共有几种类型定时器指令？对它们执行复位指令后，它们的当前值和位的状态是什么？
（2）S7-200PLC中共有几种类型计数器指令？对它们执行复位指令后，它们的当前值和位的状态是什么？
（3）根据实验经验，设计上述计数器扩展实验程序，并说明程序实现功能。
实验六 三相异步电动机的星/三角换接启动控制
（一）实验目的
1. 掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。
2. 掌握用定时器等基本指令实现星/三角换接降压启动过程的编程方法。
（二）实验设备
1.THSMS-B型实验装置一台
2.安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
3.PC/PPI编程电缆一根
4.锁紧导线若干
（三）实验原理
电动机起动时，为避免起动电流过大，可先将电动机起动电路接成星形，运行一段时间后再转接为三角形。
（四）实验步骤与内容
1.按实验原理正确接线。上图下框中的SS、ST、FR分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.1、Q0.2、Q0.3；COM端与主机的1L端相连；本实验区的+24V端与主机的L+端相连。KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。
2.将梯形图程序下载到可编程控制器中，并调试运行。
3.观察电动机起动方式切换和转速变化的情况。
（五）实验报告
1．实验记录：整理运行和监视程序时出现的现象，并分析现象产生的原因。
2. 编制梯形图程序，并按网络对程序做简要说明。
