液压系统——油缸往复运动的电气控制

液压系统——油缸往复运动的电气控制
（一）实验目的
1、进一步熟悉各类电气元件的控制使用方法。

2、了解液压系统的控制、运行特点.
（二)实验器材
１、液压泵站（含三位四通阀) 一台
2、油缸一台
3、多功能电源板一块
4、接近开关二个
５、继电器板一块
6、油管（含快换接头）、电线若干
(三)实验内容
１、熟悉各类元气件，了解其功用及使用方法。

２、读懂液压原理图，并根据液压原理图设计、绘制出电路图。

液压原理图如下：
电路控制的对象有：液压泵的电机，三位四通阀的电磁铁1YA、2YA （均由继电器控制)。

控制量有：电机的启动、停止,接近开关1ＳQ、２SＱ。

3、根据电路图连接电路、油路实现动作.
（四）操作步骤
1、根据油路原理图设计电路、绘制电路原理图。

2、审查电路图，将所设计电路图交指导老师审查通过后方可进行实验。

３、连接油路.根据油路原理图连接油路,注意快换接头的连接。

４、接线.连线前一定要断掉实验架电源，按照电路原理图在实验架上完成全部接线,注意电机的连线，一定要使油泵正转，一旦发现没有油压指示立
即断电检查。

5、通电，反复检查所接电路,确定无误后，合上开关,给实验架供电。

6、运行,按照所拟操作步骤,启动电路运行，观察是否达到预期的效果，记录并
解释运行现象。

(五）报告要求
a)完成实验内容和操作步骤中要求的书面内容。

b)请写出实验体会和改进意见.
c)画出接触器（或中间继电器），时间继电器动作原理简图.
d)试想一下如果我们要实现调速回路我们还需要哪些元件，如何实现?
e)如果我们要求在实验起始和终了位置实现暂停,我们又该如何自动实
现？
四、异步电动机顺序动作控制
（一)实验目的
1．熟悉异步电动机顺序控制的原理、接线及操作.
2．学习时间继电器的使用。

3．能独立分析故障、排除故障.
(二）实验简介
在实际工作中，经常要求电动机有顺序地起动.如某些机床主轴必须在油泵工作后才能起动；铣床主轴旋转后，工作台方可移动等等,这些都要求电动机有顺序的起动工作。

本实验即为两台电动机顺序起动的控制实验,为实验方便电动机工作过程设计为：电动机1起动５s后，电动机２自动起动，共同运转，按下停止按钮电动机２停止，如果按下急停按钮,则电动机1、2同时停止。

传统上,是用接触器直接实现这一过程的，电路原理图如下。

异步电动机顺序控制
（三)实验仪器和设备
1.交流接触器两个
２．时间继电器一个
３。

热继电器一个
４。

熔断器三个
5。

电动机两台
6。

按钮开关若干
７．导线若干
（四）实验步骤及内容
1.绘制两台电动机顺序起动控制的电气原理图。

2。

根据电路图连接电路.
3.小组成员检查并经指导老师复查同意后，接通电源。

４.电动机供电，操作按钮，观察电动机的动作。

若动作不正常，应排除故障。

（五）预习要求
１。

复习电动机顺序控制的工作原理，绘制出控制电路图。

2.复习时间继电器的功能及操作方法。

(六)注意事项
1．电路必须经过严格检查，由指导老师检查通过后才能开启电源进行操作。

并只能在断电的情况下才能进行拆、接线.
2.由于电动机的工作电压为３８０Ｖ，因此在电源接通后不要用手接触电动机或实验台.同学们一定要注意安全。

（七)实验报告要求
1.绘制出你设计的实验电路图。

2。

本实验电气控制可否用ＰLＣ实现，你能否绘出ＰLC控制的原理图及其梯形图程.请试着比较PLＣ控制与本实验的差别.
３.通过本次实验，你的最大收获是什么，你在实验过程中遇到哪些问题，并如何解决的？
（八）思考题
１.本实验的电动机运转过程设计有实际意义吗？若有，可用于何种情况？若没有应如何改进？
2。

在本实验中按下急停按钮两台电动机是否同时停止运转？如果不是,请思考导致这一结果的原因。

3。

本实验急停时有无采用反接制动？若有,请观察制动时的现象,调整时间，
以避免反相起动；若没有，说明理由.
五、直流电机的行程控制
(一)实验目的
1．熟悉直流电机行程控制的原理、接线及操作。

2．进一步熟悉传感器的功能及使用。

3．练习设计各元器件的动作方案。

4．加强和巩固理论知识，培养动手和解决实际问题的能力。

（二）实验简介
本次实验模拟工程中“工作台起动,运送物件到目标位置;工作台停止一定时间，取放或加工物件；工作台返回到初始位置，停止,等待下一次起动”的工作过程.在运动过程中如果按下急停按钮，则电机停止转动，主控回路断电;如果按下复位按钮，则电机反转，工作台回到初始位置。

本实验采用接触器直接控制，课下同学们可自己思考采用PLＣ控制的方案。

电路简图如下：
直流电机行程控制
（三）实验仪器和设备
1。

交流电源板1块
2．交流继电器两个
3．时间继电器一个
4.直流电机一台
5.按钮开关若干
6.导线若干
７．直流调速板1块
（四）实验步骤及内容
5．绘制出实验原理图.
6．放置好传感器，并根据电路图连接电路。

7．小组成员检查并经指导老师复查同意后,接通电源．
8。

直流电机供电，操作按钮，观察电动机的动作。

若动作不正常，应排除故障。

(五)预习要求
1．复习直流电机工作原理,设计出本次实验的电路图。

2．有兴趣的同学可以自己设计Ｘ、Y两个方向的直流电机动作控制，想想它能用于什么环节呢？并在本实验中实现你所设计的动作。

(六）注意事项
1．接线时切勿出现电路短路。

电路必须经过严格检查，并由指导老师检查通过后才能开启电接通电路。

切记在断电的情况下才能进行拆、接线。

2．注意用电安全。

(七)实验报告要求
1．绘制出你设计的实验电路图.
2．讨论实验精度。

3．如果你设计了两个方向的运动控制,请绘出其电路图。

4．通过这几次实验，你是否觉得有所收获？是否加深了你对理论知识的理解?是否促进了你的动手能力和解决实际问题的能力？是否引发、增强了
你对本课程的兴趣呢?你对这门实验有什么意见或建议吗？请认真、简要做答．
（八)思考题
1．本次实验只进行了一维的运动控制,如果Ｘ、Ｙ两个方向同时运行会怎样呢，可以用于实现什么目标呢,该如何控制、实现？
六、直流电机ＰWＭ调整
（一）实验目的
1、了解PWM的含义；了解其工作原理。

2、直流脉宽调制器简称ＰWM变换器;它是将恒压的直流电源转变为幅值、频率恒定;但宽度又可调的脉冲电源。

3、PＷM实质上相当于一个直流斩波器；它又可分为可逆和不可逆两类;通过改变输出电压脉冲宽度来达到调压调速的目的.
（二）实验器材
１、直流电机调速板1块
２、交流电源板1块
3、直流电机1台
4、连接线若干
（三）实验内容
1、利用实验器材做PＷM的手动调速；
２、利用实验器材做PWM停止和反转；
3、观察电机的平稳性；同时观察屏幕的数显速度。

（四）实验步骤
１、仔细阅读PWM的使用说明书；
２、在老师的指导下认真接好线；
3、反复检查所接线路；确定无误后;方可通电试车。

4、在通电的过程中;绝不允许用手去触摸电板和电机的旋转部位;否则后果自负。

5、停止实验时;必须先切断总电源;再去拆线.
（五）实验报告
1、查阅资料画出ＰWM的原理图；
2、通过实验；比较其它调速方法；并写出它们的优缺点。

(六)思考题
1、怎样改变电机的旋转方向？有几种方法?
2、画出所想方法的原理图并给于验证实现.
（七）安全注意事项
1、接线时切勿出现电路短路现象;所接电路必须经过严格检查，并由指导老师检查通过后才能合闸通电。

２、切记!在没有断电的情况下，绝不允许进行接线和拆线。

3、凡私自通电或在通电过程中去触摸带电部位和旋转部位的；所造成的人生安全事故,一概自负.
（八)接线参考图
七、三相交流电机变频调速
(一)实验目的
1．了解变频器的原理和它的结构、组成.
2．正确使用好变频器的设置及方法，详见ＳＶ—ＩG５LS变频器的用户手册．
3．了解三相变频和单相变频的区别。

4．正确使用好本实验所提供的单相变频方法和接线方法.
５、掌握好电机的三角型接线原理及接线方法，否则会烧电机或电机不转。

（二）实验器材
1。

交流变频器调速板1块
２.主控电源板1块
3。

交流电源板1块４．交流电机1台
５.导线若干（三）实验内容
1。

利用实验所提供的器材正确搭接好实验回路，。

2。

通过用户手册的了解，正确的把参数设定完整．
3．正确的搭接好实验线路，画出它的原理图.
4．如果要控制电机的正反转和多段速,该怎样去设置？并设计出它的原理图。

(四)实验步骤
1、仔细阅读变频器SV-IG５的使用说明书；
2、在老师的指导下认真接好线；
3、反复检查所接线路;确定无误后;方可通电试车。

４、在通电的过程中；绝不允许用手去触摸电板和电机的旋转部位；否则后果自负。

5、停止实验时；必须先切断总电源；再去拆线。

(五）实验报告
1．写出对该实验的认识和体会.
２。

设计出电机多段速的控制原理图.
（六）实验注意事项
1．一定要正确接好电机的三角型连线。

２。

接完线后绝不允许私自去通电试车.
3.只有得到老师的允许和认可才可通电运行.
４。

在通电的过程中,绝不允许去触摸带电部位和旋转部位.
５。

在图中的R，Ｓ，T不要接线，因板内已连好,只要将U,V,Ｗ连接至电机的插座。

（七）接线参考图：
八、PＬC控制异步电动机星―三角形降压启动
(一)实验目的
1．熟悉异步电动机Y—△起动的原理。

2．能读懂电路图,观察了解异步电动机Y－△起动的接线和操作.
3．熟悉继电接触器的基本结构和功能。

4．认识PLC，了解其工作原理及过程,初步认识其功能.
5．学会使用CＸ—Ｐｒｏgｒａmｍｅr软件进行程序设计。

6．了解运用CX—Pｒoｇrammer软件对ＰLC进行运行监视的方法. (二）实验简介
电动机正常运行时,其定子绕组接成△形，此时每相绕组所承受的电压为电源的线电压
(380V）;起动时接成Ｙ形,每相绕组所承受的电压为电源的相电压（２20V），起动完毕时再自动换接成△形运行．本实验中,将电动机的动作设计为:按下起动按钮,电动机星形起动，5ｓ钟后电动机自动换接成三角形起动,10s钟后电路自动断电，程序演示结束；在此过程中按下急停按钮则电动机停止,电路断电．传统上，是用接触器直接实现这一过程的，电路原理图可参考教科书．
这种电路有可移植性差、电路结构复杂、手动高压操作等缺陷，而且现今在工业生产过程中,需要大量离散量的数据采集，进行大量的开关量顺序控制，使它们按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，这些都对系统自动化提出很高要求,因而这种传统的控制电路在大型的系统中已很少使用。

取而代之的是由ＰＬＣ、单片机、工控机等组成的控制系统。

可编程控制器PLＣ(PｒogrａmｍaｂｌｅＬogiｃＣontrｏｌler）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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,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设备，都按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计,得到广泛应用。

因此，从本节开始的五个小实验都采用PLＣ控制，以在实现目标运动的同时,使同学们逐步加深对PＬC设备的认识、了解并能够对其熟练应用。

本小节实验电路图如下(以ORMOLＯN公司的CP１Ｈ系列ＰLC为例)
OMRON公司CP1Ｈ系列PLＣ的输入输出端口除了这种输入、输出端口外,ＰLC内部还设有可在程序中任意使用的工作位。

如IＲ20000～ＩR２27１５。

但这种工作位只能用于程序中，而不能用于直接外部I／O。

(三）实验仪器和设备
1。

计算机一台
2。

PLC（CP1H）一台
３。

交流接触器板一块
4.延时保护板一块
５.继电器板一块
6．电动机一台
7。

按钮板一块
8．导线若干
9．通讯电缆线一根
（四）实验步骤及内容
1．打开计算机,从桌面或程序组运行CX－Pｒogramｍｅｒ软件，点击“文
件”-＞“新建"，
然后会自动弹出“改变PLC”对话框，将“设备型号”设置为“CP１H”;同时要设定为“X”类型，将网络类型设置为SYSMACＷAY并将其中的“驱动器”设置为“COM1”或“ＣOＭ2”（视计算机接口而定)。

依次点击确定后,可生成编程环境.
2．“视图”
－>“助记符”可以查看程序指令代码。

3．从“文件"中“打开"名为“……”的文件,读懂程序，与自己编制的程序进行比
“……”程序进行本次实验。

结合梯形图观看实验台设置和电路的连接,识别各手动按钮的功能（SB1-〉启动，SB2—>急停)。

4．点击“PLC”-〉“在线工作”“PLＣ”－>“监视"->“监视”，就可以观察程序的工作状况了.
5。

点击“PＬC”-〉“传送”－＞“到PＬC”，将梯形图程序写入到PLC,以控制PLＣ的执行。

根据系统提示进行一步步的操作，当系统提示继续传送会改变PLC状态，是否继续时,选择继续进行,这样一步步的点击OK操作,直到传送结束（此时梯形图程序变为灰色，不能进行修改）。

6．现在可以操作手动按钮，进行Y—△启动。

程序设置了Y—△运行时间，在没有按下“急停”按钮的情况下,电动机将在设置时间到达时自动停止。

(五）预习要求
1．请同学复习Y－△启动的目的及其工作原理，绘制出工作原理图.
2．复习教材中ＰLC的基本结构及工作原理.
3．设计控制电路，绘制出PLＣ的梯形图程序。

4．有兴趣的同学可以先试着读附录中本实验的电路简图，以在实验中节省时间，更好的理解本实验。

（六)注意事项
1．由实验老师检查后才能开启电源，接通电路。

尤其是学有余力的同学在运行自己设计的程序时,一定要征询实验指导老师的意见，在老师同意,
并检查通过后才可以进行程序传送,电路连接.并要在断电的情况下才能
进行拆、接线。

2．由于电动机的工作电压为38０V，因此在电源,尤其是强电电源接通后不要用手接触电动机或实验台。

同学们一定要注意安全.
(七）实验报告要求
1．绘制出你设计的实验原理图.
2．写出你所设计的梯形图,及其助记符代码。

3．通过本次实验，你对Ｙ—△启动有更直观深刻的认识吗，你对电气自动控制有何新的认识和体会？
（八)思考题
1．本实验中有无自锁环节？若有,它们起到什么作用？
2．在本实验中为什么要使用外部继电器？
3．当使用急停按钮时,电动机是否立即停止转动?如果没有，是什么原因,该如何改进？
（九)参考原理图:
(十）参考程序：
注意:PLＣ电源输入+端、输入COM端接可编程控制器板上DC2４Ｖ＋PLＣ输出ＣOM端接直流电源板DC24Ｖ+。