控制工程实验指示书.

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PLC实验指导书

PLC实验指导书

PLC实验指导书可编程控制器课程设计第一部分、TVT-90A2实验箱介绍一、概述TVT—90A2型PLC教学训练装置,主要自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等专业的PLC教学实验课程的开设;也可用于工程技术人员进行PLC控制系统的初级培训。

该装置主要配置有主机、PLC数字量调试单元、模拟量指示调节单元,实验模拟板等。

可完成指令系统训练,程序设计训练,并可能过继电器接口板与实际系统连接,完成实际系统的PLC控制。

图1.外形图二、TVT—90A2箱式PLC训练装置的使用TVT—90A2训练装置主要由可编程序控制器,主机板和实验模拟板组成(见图2)。

●用实验连接导线将主机板关部分相连接可完成指令系统训练;●用实验连接导线将主机板与实验模拟板相关部分相连接可完成程序系统训练;●用连接导线将主机板与实际系统的部件连接可作为开发机使用,进行现场调试。

可编程序控制器实验模拟板主机板图2.总体结构图1、TV—90A2训练装置的基本配置●主机箱(包含可编程序控制器、主机板和实验模拟板)1个●实验连接导线1套●220VAC电源线一条●RS-232通讯电缆一条2、TV—90A2训练装置的结构组成①可编程序控制器组成:●主机模块:日本欧姆龙CPM2A-30CDR-A(18点开关量输入;12点开关量输出)●扩展模块:CPM1A-20ED1(12点开关量输入)●扩展模块:CPM1A-MAD02-CH(4路模拟量输入;1路模拟量输出)图3.PLC组成手持编程器接口RS-232串行接口②主机板的组成:●●●●●●●●●●PLC输入、输出连线插孔8个波动开关一个2位拨码器一个16键矩阵键盘一个8段数码管5个LED指示灯2个模拟量指针表1个24VDC电源1个0~10V和1个0~20mA可调信号源电源开关及保险管24VDC电源8位拨动开关图4.主机板功能构成分布16键矩阵键盘电源开关及保险PLC输入连线插孔区PLC输出连线插孔区8段数码管PLC模拟通道连线插孔区5位指示灯电压、电流可调信号源模拟量指示表2位拨码器③试验模拟板的组成:实验模拟板上共分为6个特定试验功能区域,由模拟图形、指示灯和连线插孔组成。

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告

自动控制原理实验报告实验目的,通过本次实验,掌握自动控制原理的基本概念和实验操作方法,加深对自动控制原理的理解和应用。

实验仪器与设备,本次实验所需仪器设备包括PID控制器、温度传感器、电磁阀、水槽、水泵等。

实验原理,PID控制器是一种广泛应用的自动控制设备,它通过对比设定值和实际值,根据比例、积分、微分三个控制参数对控制对象进行调节,以实现对控制对象的精确控制。

实验步骤:1. 将温度传感器插入水槽中,保证传感器与水温充分接触;2. 将水泵接通,使水槽内的水开始循环;3. 设置PID控制器的参数,包括比例系数、积分时间、微分时间等;4. 通过调节PID控制器的参数,使得水槽中的水温稳定在设定的目标温度;5. 观察记录PID控制器的输出信号和水温的变化情况;6. 分析实验结果,总结PID控制器的控制特性。

实验结果与分析:经过实验操作,我们成功地将水槽中的水温控制在了设定的目标温度范围内。

在调节PID控制器参数的过程中,我们发现比例系数的调节对控制效果有着明显的影响,适当增大比例系数可以缩小温度偏差,但过大的比例系数也会导致控制系统的超调现象;积分时间的调节可以消除静差,但过大的积分时间会导致控制系统的超调和振荡;微分时间的调节可以抑制控制系统的振荡,但过大的微分时间也会使控制系统的响应变慢。

结论:通过本次实验,我们深入理解了PID控制器的工作原理和调节方法,掌握了自动控制原理的基本概念和实验操作方法。

我们通过实验操作和数据分析,加深了对自动控制原理的理解和应用。

总结:自动控制原理是现代控制工程中的重要内容,PID控制器作为一种经典的控制方法,具有广泛的应用前景。

通过本次实验,我们不仅学习了自动控制原理的基本知识,还掌握了PID控制器的调节方法和控制特性。

这对我们今后的学习和工作都具有重要的意义。

A3000过程控制实验指导书(实验用)

A3000过程控制实验指导书(实验用)

A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项:在安装、操作、维护或检查本系统之前.一定仔细阅读以下安全注意事项。

在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注童事项以后使用。

在本使用说明书中,将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。

!危险:不正确的操作造成的危险情况,将导致死亡或重伤的发生。

!注意:不正确的操作造成的危险情况,将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。

注意:根据情况的不同,“注意”等级的事项也可能造成严重后果。

请遵循两个等级的注意事项,因为它们对于个人安全都是重要的。

1.1防止触电尽管系统经过多层保护,还是请用户注意以下安全事项。

!危险严格要求系统可靠接地,包括现场对象系统,控制系统,接地电阻不大于4欧姆。

当通电或正在运行时,请不要进行任何维护、维修操作,不要打开机柜后门,接线箱盖子,变频器前盖板,否则会发生触电的危险。

即使电源处于断开时,除维护、维修外,请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子,否则接触各种充电回路可能造成触电事故。

请不要用湿手操作设定各种旋钮及按键,以防止触电。

对于电缆,请不要损伤它,不要对它加过重的应力,使它承载重物或对它钳压。

否则可能会导致触电。

包括布线或检查在内的工作都应由专业技术人员进行。

在开始布线或维修之前,请断开电源,经过10分钟以后,用万用表等检测剩余电压后进行。

1.2防止烫伤!危险不要接触热水管道,避免高温烫伤。

在热水没有冷却时,不要打开锅炉,不要进行任何维修维护工作。

!注意请尽量控制水温在70度以下,以免高温烫伤,提高产品寿命。

1.3防止损坏!危险在水泵运行状态,绝对禁止进行水泵切换控制操作,否则可能损坏变频器。

!危险在水箱水位没有达到一定高度,不能启动调压器输出,否则可能损坏加热器。

该系统增加了硬件的连锁保护,但是也要在操作时注意。

!注意系统应远离可燃物体。

系统发生故障时,请断开电源。

PLC实验实训指导书

PLC实验实训指导书

实训1G X D e v e l o p e r编程软件的使用一、实训目的(1)熟悉G X D e v e l o p e r软件界面;(2)掌握梯形图的基本输入操作;(3)掌握利用P L C编程软件编辑、调试等基本操作。

二、实训器材(1)可编程控制器1台(FX2N-48MR);(2)计算机(已安装GX Developer编程软件)1台。

三、实训指导1.编程软件简介2.GX编程软件的使用在计算机上安装好GX编程软件后,运行GX软件,其界面如图所示。

运行GX后的界面(1)菜单栏GX编程软件有10个菜单项。

(2)工具栏工具栏分为主工具、图形编辑工具、视图工具等,它们在工具栏的位置是可以拖动改变的。

建立新工程画面程序的编辑窗口(3)编辑区是程序、注解、注释、参数等的编辑的区域。

(4)工程数据列表以树状结构显示工程的各项内容,如程序、软元件注释、参数等。

(5)状态栏显示当前的状态如鼠标所指按钮功能提示、读写状态、PLC的型号等内容。

梯形图3.梯形图程序的编制程序编制画面程序变换前的画面用鼠标和键盘操作的画面4.指令方式编制程序5.程序的传送(1)PLC与计算机的连接(2)进行通信设置(3)程序写入、读出6.编辑操作(1)删除、插入(2)修改指令方式编制程序的画面(3)删除、绘制连线(4)复制、粘贴(5)打印(6)保存、打开工程(7)其他功能四、程序输入练习(1)按图5-23输入程序,根据控制要求运行程序,观察输出指示等的变化情况;(2)按图5-24输入程序,运行程序后合一下X0,观察输出指示等的变化情况;(3)按图5-25输入程序,运行程序后闭合X0,观察输出指示等的变化情况;(4)按图5-29输入程序,运行程序后闭合X0,观察输出指示等的变化情况。

五、实训报告§1.电机控制单元实验一、实验目的1.学习用FX2N系列PLC控制电机直接启动、正反转、Y-△启动的操作。

2.掌握电机在PLC控制过程中的外部接线。

KNT-PZK2 双轴位置控制实训装置实验指导书

KNT-PZK2 双轴位置控制实训装置实验指导书

KNT-PZK2双轴位置控制实训装置实验指导书目录使用说明及注意事项 3 实验一、设备的认识 4 实验二、设备的结构 7 实验三、设备的通电调试 17实验四、编程软件的使用 19实验五、手动控制 30实验六、自动控制 36设备的运行与日常维护 48使用说明及注意事项1、安全注意事项1)上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。

2)严禁散落长发、衣冠不整操作设备。

3)安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。

4)请勿使用损坏的插座或电缆,以免发生触电及火灾。

5)安装时请在清洁平坦的位置,以防发生意外事故。

6)请使用额定电压,以防发生意外事故。

7)必须使用带有接地端子的多功能插座, 确认主要插座的接地端子有没有漏电,导电。

8)为了防止机械的差错或故障,请勿在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。

9)设备的安装或移动时,请切断电源。

2、使用注意事项1)长时间不使用设备时请切断电源。

2)在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。

3)在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近请勿使用。

4)请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。

5)用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。

6)注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。

实验一设备的认识一、实验目的1、掌握双轴位置控制实训装置2、掌握设备基本部件的作用二、实验设备1、双轴位置控制实训装置2、空气压缩机3、AV 220V 电源三、实验内容实验设备简介双轴位置控制实训装置在理解和掌握气动应用和位置控制原理的基础上,利用PLC或其他控制器实现对其控制.用户通过对此设备的学习可以掌握PLC控制的基本方法,也可以进行扩展从而附加传输带的应用,利用设备控制面板上的模式旋钮来选择自动/手动的运行方式,同时可设定多种附加条件来进行实验。

图1-1双轴位置控制实训装置所示。

图1-1双轴位置控制实训装置1)总电源开关:控制设备电源通断。

(在照片上被开关电源遮住,之后会有详细图解。

自动控制原理实验指导书

自动控制原理实验指导书

自动控制原理实验指导书内蒙古工业大学电力学院自动化系2012年10月目录实验一典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析 (1)实验二频率特性的测试 (8)实验三控制系统的动态校正 (12)实验四非线性系统的相平面分析 (14)实验五状态反馈 (20)TKKL—1型控制理论电子模拟实验箱使用说明书 (23)实验一 典型环节模拟及二阶系统的时域瞬态响应分析一、实验目的1.通过搭建典型环节模拟电路,熟悉并掌握控制理论电子模拟实验箱的使用方法。

2.了解并掌握各典型环节的传递函数及其特性,掌握用运放搭建电子模拟线路实现典型环节的方法。

3.掌握二阶系统单位阶跃响应的特点,理解二阶系统参数变化对输出响应的影响。

二、实验仪器1.控制理论电子模拟实验箱一台;2.超低频扫描示波器一台;3.万用表一只。

三、实验原理1.典型环节的传递函数及其模拟电路图(1)比例环节图1-1 比例环节的方框图比例环节的方框图如图1-1所示,其传递函数为()()C s K R s (1-1)比例环节的模拟电路图如图1-2所示,其传递函数为21()()R C s R s R = (1-2) 比较式(1-1)和式(1-2),得:21R K R =图1-2 比例环节的模拟电路图当输入为单位阶跃信号,即()1()r t t =时,由式(1-1)得输出() (0)c t K t =≥,其输出波形如图1-3所示。

图1-3 比例环节的单位阶跃响应(2)积分环节图1-4 积分环节的方框图积分环节的方框图如图1-4所示,其传递函数为()1()C s R s Ts= (1-3)图1-5 积分环节的模拟电路图积分环节的模拟电路图如图1-5所示,其传递函数为()1()C s R s RCs= (1-4) 比较式(1-3)和式(1-4),得:T RC =当输入为单位阶跃信号,即()1()r t t =时,由式(1-3)得输出1()c t t T= 其输出波形如图1-6所示。

PLC原理及应用-实验指导书

PLC原理及应用-实验指导书
般延时继电器。 实验参考程序
-3-
步序 0 1 2 3 4 5
指令 LD =
LD = END
器件号 I0.1 T37 K50 T37 Q0.0
说明 输入 延时 5 秒
延时时间到,输出 程序结束
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。
-2-
实验二 定时器/计数器功能实验
在基本指令的编程练习实验区完成本实验。
一、实验目的
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,用编程软件对可 编程控制器的运行进行监控。 二、实验说明
SIMATIC 定时器可分为接通延时定时器(TON),有记忆的接通延时定时器(TONR)和断开 延时定时器(TOF)。
5=
Q0.0
6 LDN I0.2
7 LD I0.3
8 CTD C1
说明 输入 复位
开始计数 20
输入 计数器复位
步序 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
指令
LD = LD LD LD CTUD
LD =
器件号 30 C1 Q0.1 I0.4 I0.5 I0.6 C48 +3 C48 Q0.2
1.写出 I/O 分配表、程序梯形图、程序清单。 2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
七、实验思考题
1.说明实验箱所用 PLC 的型号、输入为多少点、输出为多少点? 2.说明 PLC 由几部分组成?输入电源规格为多少伏?输入电路采用什么方式?输出电路 采用什么方式?

S7-300PLC实验指导书

S7-300PLC实验指导书

西门子PLC应用(S7-300)实验指导书重庆科技学院电子信息工程学院自动化教研室1实验一基本逻辑指令编程实验一、实验目的:1.熟悉S7-300 PLC的组成.2.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。

3.掌握基本逻辑指令的使用方法。

4.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。

5.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。

6.学会用PLC改造继电器典型电路的方法。

二、实验设备:PLC实验台 1套三、预习内容:1.熟悉STEP7编程软件的使用方法,请详细阅读教材第4章的全部内容。

2.熟悉S7-300 PLC的基本位设备:I、Q、M、T等。

3.熟悉S7-300 PLC基本逻辑指令的使用方法。

4.熟悉典型继电器电路的工作原理。

5.预习本次实验内容,在理论上分析运行结果,预先写出程序的调试步骤。

四、实验步骤:1.了解S7-300 PLC的组成,熟悉PLC的电源、输入信号端I和公共端M、输出信号端Q 和公共端L;PLC及PC机的通讯口、编程电缆的连接;PLC上扩展单元插口的连接方法;RUN/STOP 开关及各类指示灯的作用等。

2.在PC机启动STEP 7编程软件,新建项目,进入编程环境。

3.根据实验内容,在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序,保存。

4.仿真调试,运行程序,调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容:1.走廊灯三地控制程序(基础题)(1) 控制要求:走廊灯三地控制:走廊东侧开关、走廊中间开关、走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。

(2) 输入/输出信号定义:自定义I/O信号(4) 程序设计(梯形图)2. 电动机的点动+连动程序(基础题)(1) 系统控制要求:①电动机的点动控制:按下点动启动按钮,电动机启动运行;松开点动启动按钮,电动机停止运行。

②电动机的连动控制:按下连动启动按钮,电动机启动运行;松开连动启动按钮,2电动机仍然继续运行;只有当按下停止按钮时,电动机才停止运行。

③保护:系统有失压、过载保护。

可编程控制器及应用》课程实验指导书

可编程控制器及应用》课程实验指导书

可编程控制器及应用》课程实验指导书可编程控制器及应用》课程实验指导一、课程基本情况课程名称:可编程控制器及应用课程类别:核心学分:2总学时:32讲授学时:24实验学时:8上机学时:6二、课程性质与作用可编程控制器是综合了计算机技术、自动化控制技术和通讯技术的一种以微处理器为核心的新型通用自动控制装置。

它具有功能强、可靠性高、编程简便、操作灵活、适合于工业环境的特点,在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面得到普遍应用。

可编程控制器是现代工业控制的三大支柱之一(PLC、机器人、CAD/CAM)。

可编程控制器是自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化专业的一门专业必修课。

主要研究可编程控制器方面知识和培养工程综合实践能力。

学生需要了解PLC的基本原理和结构组成,掌握PLC指令系统、梯形图、PLC编程的规则和编程的方法,能应用PLC进行控制系统设计。

三、实验教学内容与安排项目序号:1项目名称:定时计数器实验学时:2项目类型:设计每组人数:2项目内容:有两台交流电动机,按下启动按钮,启动电机1运转,运转时间为10秒,10秒后电机1停止,自动启动电机2运转,运转时间为6秒,6秒后电机2停止,自动启动电机1运转,运转时间为10秒……,周而复始,两台电机定时交替运转。

任何时候按下停止按钮,必须强制停止两台电机运转。

要求:根据实验内容要求编写PLC梯形图程序,编译并下传到PLC,运行程序,检查运行结果。

项目序号:2项目名称:交通灯控制实验学时:2项目类型:设计每组人数:2项目内容:1、信号灯受一个起动开关控制,起动开关接通时,系统开始工作。

2、南北红灯亮10秒,同时东西绿灯亮8秒,到8秒时,东西绿灯熄灭,东西黄灯亮;3、东西黄灯亮2秒,当东西黄灯熄灭时,东西红灯亮,同时南北红灯熄灭,南北绿灯亮;4、东西红灯亮15秒,同时南北绿灯亮13秒,到13秒时,南北绿灯熄灭,南北黄灯亮;5、南北黄灯亮2秒,当南北黄灯熄灭后,南北红灯亮,东西绿灯亮。

电气控制及PLCS7-300实验指导书【模板】

电气控制及PLCS7-300实验指导书【模板】

电气控制及PLC S7-300实验指导书目录实验一 step 7 编程软件编程练习 (1)实验二十字路口交通灯控制的模拟 (2)实验三水塔水位的控制 (3)实验四 PLC中断实验 (4)实验五 S7-Graph编程练习 (5)实验六机械手动作的模拟 (6)实验七电动机启停的PLC控制 (7)实验一 step 7 编程软件编程练习一、实验目的1.掌握西门子编程软件step 7的使用方法2.掌握西门子PLC软件仿真器的使用3.掌握基本指令的编程方法二、实验仪器设备1.计算机(装有西门子PLC软件)三、实验内容1.利用step 7软件建立一个新项目,了解一个完整项目一般所包含的几个主要组成部分。

2.编写程序实现起动停止控制功能:起动按钮(SB1)按下,输出(KM)接通;停止按钮(SB2)按下,输出(KM)断开。

符号定义如下:3.利用S7-PLCSIM进行仿真,观察程序运行效果。

4.编写程序实现振荡电路功能:当SB接通时,输出LEMP闪烁,接通和断开交替进行,接通时间2s,断开时间1s。

符号定义如下:5.编写程序使得上述振荡电路闪烁5次后停止。

符号定义同上。

四、实验报告要求1.绘制各程序的梯形图。

2.画出振荡电路的输入、输出和各定时器的动态时序图。

五、思考题振荡电路的频率和占空比如何调整?实验二十字路口交通灯控制的模拟一、实验目的1.熟练使用PLC的各种基本指令2.掌握定时器的扩展方法二、实验仪器设备1.计算机(装有西门子PLC软件)三、实验内容1.十字路口交通信号灯的控制要求时序图如图所示:23.建立项目,编写程序,实现十字路口交通灯控制的模拟,并用PLCSIM仿真。

四、实验报告要求1.给出程序的梯形图,并有必要的注释。

2.重点分析各定时器如何通过扩展来得到需要的时序波形。

实验三水塔水位的控制一、实验目的1.熟练使用各条基本指令,通过对工程实例的模拟,熟练掌握PLC的编程和程序测试方法二、实验仪器设备1.计算机(装有西门子PLC软件)三、实验内容水塔水位控制系统如图所示。

以太网控制G120实验说明

以太网控制G120实验说明

实验指导书315F通过以太网控制G120 编制:______________审核:______________批准:______________目录1实验课题 (3)1.1315F-2PN/DP通过Profinet控制G120 (3)2实验目的 (3)2.1熟悉STEP7 软件的使用; (3)2.2学习掌握S7-300的硬件组态、下载和故障诊断; (3)2.3熟悉G120以及IOP面板的使用 (3)3实验内容 (3)3.1使用STEP7 进行S7-300系统的硬件组态; (3)3.2下载S7-300系统的组态程序; (3)3.3使用G120,对G120进行参数设臵,了解并熟悉G120。

(3)4实验准备 (3)4.1硬件准备 (3)4.1.1 S7-315F-2PN/DP PLC教育包 (3)4.1.2 必要的附件 (3)4.2软件准备 (4)4.2.1 STEP7 V5.5标准版或更高版本 (4)5实验步骤 (4)5.1步骤一:接线 (4)5.2步骤二:设臵变频器参数 (4)5.3步骤三:使用STEP7 进行组态 (6)5.3.1 创建项目并组态S7-315F,G120: (6)5.3.2 配臵硬件 (6)5.3.3 配臵G120 (7)5.3.4 保存并编译硬件组态 (12)5.4步骤三:硬件组态下载 (12)5.5步骤四:加载错误诊断OB块 (18)5.6步骤五:在线监控和诊断 (19)5.7步骤六:编写数据块DB1 (19)5.8步骤七:写数据块DB2 (19)5.9步骤八:写数据块DB8 (20)5.10步骤九:写数据块DB9 (21)5.11步骤十:写FC4程序 (22)5.12步骤十一:写FC5程序 (33)5.13步骤十二:写FC6程序 (35)5.14步骤十三:写FC9程序 (22)5.15步骤十四:写FC10程序 (25)5.16步骤十五:写OB1程序 (37)5.17步骤十六:写OB100程序 (38)5.18步骤十七:创建变量表VAT_1 (39)5.19步骤十八:下载程序 (40)5.20步骤十九:调试 (40)6实验总结 (41)1实验课题1.1 315F-2PN/DP通过Profinet控制G1202实验目的2.1 熟悉STEP7 软件的使用;2.2 学习掌握S7-300的硬件组态、下载和故障诊断;2.3 熟悉G120以及IOP面板的使用3实验内容3.1 使用STEP7 进行S7-300系统的硬件组态;3.2 下载S7-300系统的组态程序;3.3 使用G120,对G120进行参数设臵,了解并熟悉G120。

过程控制系统实验指导书第二版

过程控制系统实验指导书第二版
式中:K——仪表常数。 由式(3)可知,当仪表常数 K 确定后,感应电动势 E 与流量 Q 成正比。 E 通常为流量信号,将流量信号输入转换计,经过处理,输出与流量成正比的 4~20mADC 信号, 可与单元组合仪表配套,对流量进行显示、记录、计算、调节等。 注意事项: 1、电磁流量计为贵重仪器,接线正式投入运行之前,应严格检查安装、接线是否正确。 2、将传感器前后阀门打开,让传感器测量管内冲满被测介质。 (二)对象特性测试 工业过程动态数学模型的表达方式很多,其复杂程度相差悬殊。对于数学模型,应根据实际应 用情况提出适当的要求。一般说来,用于控制的数学模型并不要求十分准确。闭环控制本身具有一 定的鲁棒性,模型本身的误差可视为干扰,而闭环控制在某种程度上具有自动消除干扰的能力。 实际生产过程的动态特性非常复杂,往往需要作很多近似处理。有些近似处理需要作线性化处 理、降阶处理等,但却能满足控制的要求。建立数学模型有两个基本方法,即机理法和实验法。实 验法一般只用于建立输入输出模型。它的特点是把被研究的工业过程视为一个黑匣子,完全从外部 特性上测试和描述它的动态性质,因此不需要深入掌握其内部机理。 通过简单的测试获得被被控对象的阶跃响应,进一步把它拟合成近似的传递函数,是建立被控 对象数学模型简单有效的方法。用实验法建立被控对象的数学模型,首先要选定模型的结构。典型 的工业过程的传递函数可以取为各种形式,例如: 1、 一阶惯性环节加纯延迟 一阶惯性环节的传递函数:
过程控制系统实验指导书
引言
浙江求是科教设备有限公司生产的 PCT 系列过程控制实验系统装置,可以非常好地满足过程控制 课程实验的要求。在这套设备由被控对象和控制台组成,通过手动或计算机控制,可以将被控对象 转变成不同特性的过控对象,因此,在此基础上可以进行简单的温度、压力、流量、液位的单回路 控制,而且也可以进行一系例复杂控制系统实验如:变比值控制、Simth 预估控制、解耦控制、三容 液位控制、换热器温度控制等。 一、PCT 系列过程控制实验装置特点:

可编程控制器实验指导书

可编程控制器实验指导书

可编程控制器实验指导书华东交通大学二零零五年九月前言可编程序控制器(PLC)已经广泛应用于工业生产过程的自动控制领域,使得工业自动化程度和生产效率得到极大的提高。

作为一门实验性很强应用技术课程,PLC的实验教学环节至关重要。

为了加深对PLC的基本原理和使用方法的理解和运用,熟悉可编程序控制器的使用和操作方法,加强梯形图、指令表、步进顺控等编程语言的学习和应用能力,培养动手能力,掌握PLC控制系统的设计方法,只能通过做实验进行实际操作,才能学通学透可编程序控制技术。

本实验指导书是针对《可编程序控制器实验大纲》制定。

实验二至实验五为设计性实验,实验一和实验六为演示性实验。

其中实验六作为选择性实验可以根据需要选做。

实验一,编程器的操作使用一,实验目的通过实验了解和熟悉FX2N-48MR型PLC的外部结构和外部接线方法。

了解和熟悉FX2-20P简易编程器及其FXGP-WIN-C编程软件的使用方法。

通过一些简单程序的写入和模拟运行,了解写入和编辑程序的方法,以及对PLC进行监控的方法。

二,实验装置1.FX-48MR型PLC 1台2.FX-20P简易编程器 1 台3.FXGP-WIN-C编程软件1套4.THPLC-C可编程序控制器教学实验设备1台三,实验内容本实验可以结合以下基本逻辑指令实验一起操作。

1、验证课本上图3-9程序,将程序输入PLC,验证输出结果;2、编程实现下述要求,并调试通过。

a. 走廊灯两地控制实验:不同地方的两个开关可以独立控制同一盏灯。

b. 走廊灯三地控制实验:不同地方的三个开关都可以独立控制同一盏灯。

四,实验步骤1. FX-20P简易编程器的操作使用1)程序的写入、检查和修改:将编程器用电缆接到PC上,接通PC电源,PC的运行开关拨到STOP位置,首先清除用户程序存储器的内容,方法:逐条指令的清除:INS-DEL-GO指定范围的清除:RD-WR-STEP-指令序号-SP-STEP-指令序号-GO全部范围清除:RD-WR-NOP-A-GO-GO写入程序方法:RD-WR-LD-X-0-GO(例)RD-WR-OUT-T-0-SP-K-1-0-GO(例)2)指令的删除、插入和修改删除(光标所对应的指令):INS-DEL-GO插入(光标所在指令之前):INS-指令-GO修改(光标所对应的指令):RD-WR-指令-GO3)程序的模拟运行写完程序后,将PC的运行开关拨到RUN位置上,若PC上的PROG-E灯没有闪烁,则说明写入的程序没有错,用户程序开始运行,观看并记录实验现象(此时已经接好对应实验的I/O外部接线)。

Rockwell系列PLC实验指导手册簿20170122

Rockwell系列PLC实验指导手册簿20170122

Rockwell系列PLC 实验指导手册自控检修作业区2017年1月20日目录第一部分可编程控制器及Rockwell系列PLC简介 (2)一可编程控制器简介 (3)二 Rockwell系列PLC简介 (3)第二部分实验容 (7)一实验目的 (7)二实验环境及设备要求 (8)三实验容 (9)实验一卸料系统PLC手/自动控制 (9)实验二Rockwell PLC液位自动控制 (14)四实验指导分工 (16)五其他要求 (16)第一部分可编程控制器及Rockwell系列PLC简介一可编程控制器简介可编程序控制器,英文称Programmable Logical Controller,简称PLC。

它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其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指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。

PLC基本组成如下图1所示:图1 PLC基本组成PLC工作过程如下图2所示:图2 PLC工作过程二 Rockwell系列PLC简介(一)Logix 系统控制器类型● ControlLogix控制器● CompactLogix控制器● FlexLogix控制器● SoftLogix控制器● DriveLogix控制器图3 Logix系统控制器类型(二)ControlLogix系统常见硬件类型机架(1)1756-A4/B、1756-A7/B、1756-A10/B、1756-A13/B、1756-A17/B(2)4槽、7槽、10槽、13槽、17槽机架电源模块(1)非冗余(1756-PA72,1756-PB72,1756-PA75,1756-PB75)冗余(1756-PA75R,1756- PB75R)(2)1756-PA72 电源(220VAC/5VDC 10A)1756-PA75 电源(220VAC/5VDC 13A)1756-PB72 电源(24VDC/5VDC 10A)1756-PB75 电源(24VDC/5VDC 13A)CPU模块(1)1756-L55系列,1756-L55M12、1756-L55M16、1756-L55M22、1756-L55M24(2)1756-L6x系列,1756-L61、1756-L62、1756-L63、1756-L65(3)1756-L7x系列,1756-L71、1756-L72、1756-L73、1756-L75(三)实验设备硬件特性ControlLogix硬件特性●框架: 1756-A7/B(本地7槽机架)、1756-A10/B(远程10槽机架)●处理器:1756-L61,2 MB程序存,固件版本16.03;●电源模块:1756-PA72/C,120/240VAC,50/60Hz;●通讯模块: 1756-ENBT,1756-CN2R,1756-CNBR,1756-DNB●I/O模块:1756-IR6I, 6通道,热电阻模块1756-IF8, 8通道,模拟量输入模块1756-OF8, 8通道,模拟量输出模块1756-IT6I, 6通道,热电偶模块1756-IB16, 16点,数字量输入模块(DC24V)1756-OB16E, 16点,数字量输出模块(DC24V)●通讯方式:RS232/DH-485串口通讯、EtherNet网络通讯●DC24V电源:AB-1606-XLCompactLogix硬件特性●框架:无●处理器:1769-L32E,2MB程序存;●电源模块:1769-PA4,120/240VAC,50/60Hz;●通讯模块: 1769-SDN,DeviceNet网络适配器;I/O模块:1769-IF8, 8通道,模拟量输入模块1769-IQ16, 16点,数字量输入模块(DC24V)1769-OF4CI, 4通道,模拟量输出模块1769-OB16, 16点,数字量输出模块(DC24V)●通讯方式:RS232/DH-485串口通信、EtherNet网络通讯●DC24V电源:AB-1606-XL(四)Rockwell常用软件第二部分实验容Rockwell系列PLC实验指导手册一实验目的通过开展Rockwell系列PLC产品实验,学会使用RSLogix5000、RSview32、FT-View SE、RSLinx等开发工具,了解Rockwell系列PLC 产品概况,最终达到熟练处理和维护Rockwell系列PLC系统故障的目标。

PLC实验设备实验指导书(修改 )

PLC实验设备实验指导书(修改 )

PLC实验设备实验指导书目录第一章系统简介一、实验设备构成二、系统面板介绍第二章PLC控制实验实验一认识实验实验二舞台灯的PLC控制实验三LED数码管显示控制实验四交通信号灯的自动控制实验五驱动步进电机的PLC控制实验六电机的星/三角启动控制实验七机械手的PLC自动控制实验八四层电梯的PLC控制实验九刀库捷径方向选择控制实验十物料混合控制实验十一水塔水位控制实验十二邮件分拣控制实验十三四级传送带的控制第一章系统简介SIMITIC S7 300系列可编程控制器是德国西门子公司推出的中小型PLC。

采用了模块化无排风扇结构,且易于用户掌握,广泛应用于自动化领域。

本设备采用的为CPU313C-2DP ,主机采用24V直流电源供电,提供16个输入点和16个输出点,且有PROFIBUS-DP主从接口,可组成PROFIBUS网络。

提供了丰富的指令,可实现复杂的应用。

一、西门子PLC实验设备构成西门子PLC实验设备由以下部分组成:1.32台西门子S7-300 PROFIBUS 总线型PLC2.32个显示屏及操作板,显示屏上配备13种实验线路板3.32台个人计算机和CP5611 通讯卡4.PROFIBUS现场总线网络5.SIEMENS STEP 7 V6.0编程软件包如下图所示,32台西门子S7-300 型PLC及32台个人计算机分成4组,每8台西门子S7-300 型PLC及8台个人计算机通过西门子PROFIBUS DP总线连接在一起,形成4个独立的多主PLC局域网络。

每个独立的PLC局域网络上的个人计算机都配备了SIEMENS STEP 7编程软件包,既可以完成对本PLC的编程和状态监视,也可以对本局域网络上的任何PLC进行编程状态监视。

注意:1每个PLC站地址都贴在了PLC 主机上。

每次上传和下传程序时,BUS地址千万不要写错,否则将要传到别的设备上,影响他人工作。

2不要随意更改PLC DP插头上的“ON”,“OFF”开关,否则会造成网络不通。

工程控制柜操作说明书

工程控制柜操作说明书

太阳能集热工程操作说明书北京四季沐歌太阳能技术有限公司二OO七年十月目录一、概述 (3)二、系统构成 (3)2.1 控制盘的功能 (3)2.2 操作说明 (3)2.3运行说明 (4)三、系统电气图一、概述太阳能集热工程自动控制系统对集中用水进行控制,确保太阳能集热系统的正常运行,为大家提供一个安全、舒适的生活环境。

二、系统构成太阳能集热工程自动控制系统由太阳能循环系统、补水系统及辅助加热系统三部分构成。

2.1 控制盘的功能(1)手动/自动状态选择;(2)运行信号的指示;(3)运行参数设置;(4)完成现场各参数的采集,依照设计要求进行处理,并控制泵和电磁阀的工作状态使之按系统要求自动运行。

2.2 操作说明2.2.1 初始状态初始状态时控制盘开关均为中间位置,电源开关均为关闭状态。

2.2.2电源操作●打开盘内总电源空开;●依次打开系统控制部分电源开关;●关闭电源时,反向操作以上步骤。

●控制盘电源运行指示灯点亮(红色),表明整体系统工作正常;如红灯不亮,表明系统故障,没有电源输入。

2.2.3 指示灯控制盘上的绿色指示灯为电磁阀、水泵及辅助加热工作状态指示灯。

灯亮表示该设备处于运行状态;灯灭表示该设备处于停止状态;2.2.4 手动/自动选择开关手动/自动选择开关:打到手动状态时,直接启动现场设备;自动状态时,现场设备的运行由系统完成自动操作;2.2.5控制盘上的开关控制的设备依次为:01 进水电磁阀02 温差循环泵03 定时定温电加热04 急停按扭进水电磁阀:系统水源主要向太阳能组供水(自动)温差循环泵:太阳能组与热水箱之间循环(自动)定时定温电加热:水箱温度不足时,在设定时间内进行定温加热。

(自动)2.3 运行说明2.3.1热水箱补水:2.3.1.1热水箱采用低水位自动补水方式,当热水箱水位低于一格时, 太阳能组进水电磁阀启动,依靠冷水里的进行补水,通过太阳能组补水至热水箱;当热水箱水位补至两格时,太阳能组进水电磁阀停止,实现热水箱自动定位补水,达到最低水量保证以确保正常用水。

plc(可编程序控制器)实验指导书

plc(可编程序控制器)实验指导书

可编程序控制器实验指导书海南师范大学物理与电子工程学院目录实验一智能抢答器控制 (2)实验二彩灯循环控制 (4)实验三轧钢机生产线控制 (6)实验四装瓶流水线控制 (8)实验五多种液体混合控制 (10)实验六交通信号灯控制 (12)实验一智能抢答器控制一、实验目的1. 设计出PLC控制的智能抢答器系统;2. 掌握PLC的编程软件及指令编程的使用方法;3. 掌握线圈与接点、中间变量与实际变量之间的关系;4. 掌握PLC下位机与上位机通讯、软件调试的方法;二、实验设备及线路设计1. 自制可编程控制系统实验装置1台、计算机1台。

2. 智能抢答器控制模块图如下:三、实验内容及控制要求1. 主持人按下启动按钮,系统开始工作,准备抢答指示灯L7亮。

2. 主持人提出问题,并按下控制按钮K4时,准备抢答指示灯L7灭,允许参赛组进行抢答。

第一位抢答者有效,对应的指示灯亮,回答问题正确,得分指示灯亮。

3. 如在准备抢答指示灯L7亮时,参赛队抢答指示灯亮,视为犯规,犯规指示灯L8亮。

4. 主持人按下复位按钮K5,系统又回到初始状态,准备抢答指示灯L7亮,进行下一轮抢答竞赛。

5. 主持人按下停止按钮,系统停止工作。

四、控制程序设计及系统调试分析1. 设计出系统控制程序;2. 运行程序,经反复调试,得出正确结果;3. 设置故障(如系统不能正常启动运行),分析原因并解决之。

五、预习及实验报告要求1. 预习报告要求预先设计好控制程序;2. 实验报告要求调试好的控制程序及系统调试中遇到的问题及解决问题的思路与方法;3. 提交实验报告一份。

实验二彩灯循环控制一、实验目的1. 设计PLC控制的彩灯循环系统;2. 熟悉三菱Fx2N编程软件的使用方法;3. 锻炼学生的程序设计能力、分析问题与解决问题的能力。

二、实验设备及线路设计1.自制可编程控制系统实验装置1台,计算机1台;2.3. 参数定义及I/O口地址分配表如下。

三、实验内容及控制要求(一)流水型彩灯循环控制1.按下启动按钮S1,系统开始工作;2.按下顺向按钮S3,彩灯从前往后流水型控制,并无限循环;3.按下反向按钮S4,彩灯从后往前流水型控制,并无限循环;4.按下停止按钮S2,系统停止工作。

16《电气控制及PLC技术》实验指导书(FX-TRN-BEG-C版本)

16《电气控制及PLC技术》实验指导书(FX-TRN-BEG-C版本)

电气控制及PLC技术实验指导书(FX-TRN-BEG-C版本)浙江海洋学院自动化技术中心序言本实验指导书适用于电气工程及其自动化专业的《电气控制及PLC技术》课程实验部分教学环节。

实验教学环节在本课程教学中为16学时,占总学时的33%。

实际开设的实验项目可根据教学大纲确定。

实验教学是教学环节当中必不可少的重要一环,实验课主要有两方面的重要意义:第一,通过实验使学生加深对理论教学中重点和难点的理解。

比如,在课堂教学中,学生对基本逻辑指令、程序设计步骤和过程难于全面理解和把握,仅停留在感性认识阶段。

而通过实验,就会从直观的实际操作过程中加强对理论知识的理解,建立牢固的认识。

第二,通过学生自身实际动手操作的过程,不仅有利于对课程本身内容的理解,更有助于将各专业课程知识融会贯通,为日后走向社会、提高和培养工作能力打下基础。

实验课的目的并不在于仅仅使学生会做几个固定内容的实验,而在于给学生提供一个动手的机会。

指导教师应鼓励学生积极思考、独立完成实验项目。

在实验室等条件允许情况下,应积极引导学生积极创造并完成课外设计性或综合性实验。

编者目录第一章 FX-TRN-BEG-C软件介绍 (4)第二章 FX-TRN-BEG-C软件基本操作练习 (8)第三章实验项目 (13)实验一基本逻辑指令应用 (13)实验二计时器/计数器应用 (17)实验三按钮信号控制设计 (22)实验四输送带控制设计 (25)实验五舞台装置控制设计 (28)实验六自动门操作控制设计 (31)实验七升降机控制设计 (34)实验八部件分拣与分配控制设计 (37)第一章 FX-TRN-BEG-C软件介绍一、练习概要此软件目的在于帮助您学习PLC的编程。

当您安装软件的时候,您学习PLC时所需的以下项目已经被装进您的计算机。

•编程工具• 一个虚拟PLC• 模拟机器• 输入/输出 开关和指示灯请看一下下边的表。

从介绍性的到进阶性的多样的练习被分成6类。

您能任意选择一个作为起点。

控制工程实践方案怎么写

控制工程实践方案怎么写

控制工程实践方案怎么写一、引言控制工程是一个应用科学,它利用数学模型来描述物理系统,并设计控制器来实现所需的系统性能。

控制工程的实践方案是控制工程理论知识运用到实际问题中的一种具体的方法和步骤,包括问题分析、模型建立、控制器设计和实施等。

控制工程实践方案的撰写是一个重要的工程技能,能够帮助工程师更好地理解和应用控制理论知识,提高解决实际问题的能力。

本文将介绍控制工程实践方案的撰写步骤和要点,以及一些实际案例并分享一些经验和技巧。

二、实践方案的步骤和要点1. 问题分析在写控制工程实践方案时,首先要明确问题的来源和背景,包括所要控制的系统的特点、存在的问题和需求等。

在问题分析的基础上,要进行深入的系统分析,明确问题的具体特点和影响因素,找出问题的关键点和难点。

2. 模型建立在问题分析的基础上,需要建立控制对象的数学模型,对系统进行数学描述。

模型的建立需要根据问题的特点和要求选择适当的数学方法和工具,例如微分方程、传递函数等。

模型的建立是实践方案的重中之重,它将直接影响到后续的控制器设计和实施。

3. 控制器设计在模型建立的基础上,需要设计合适的控制器来实现对系统的控制。

控制器设计的目标是使系统在受到外部扰动和变化时能够保持稳定性和良好的性能。

在控制器设计中,需要考虑系统的特点和要求,选择适当的控制算法和参数,并进行仿真和分析。

4. 实施与调试控制工程实践方案的最后一步是实施和调试,将设计好的控制器应用到实际系统中。

实施和调试需要有较强的实际操作能力,能够在实际系统中调试和优化控制器,以满足系统的性能要求。

三、实际案例分享以下是一个实际的控制工程实践方案案例,以供参考。

案例:某工业生产过程的温度控制系统设计1. 问题分析某工业生产过程需要对温度进行精确控制,以保证产品的质量和生产效率。

但由于受到外部环境变化和工艺参数波动的影响,控制系统存在稳定性和性能上的缺陷。

2. 模型建立根据生产过程的实际情况,我们选择了一阶惯性环节和延迟环节组成的动态模型,用传递函数进行描述。

电气控制技术实验指导书(2017).

电气控制技术实验指导书(2017).

电气控制技术实验指导书南通大学电气工程学院实验一电气控制线路设计与调试一、实验目的1、了解常用控制电器基本结构及其选用方法。

2、掌握复杂电气控制线路的设计方法。

3、掌握电气控制线路的安装与调试方法。

4、掌握电气控制线路的故障分析及排除方法。

二、实验仪器电气控制实验装置 1台电动机 1 台;万用表 1只电工工具及导线若干三、实验内容及要求1、实验内容:以炼焦系统中运煤小车往返运动的工程应用为背景,设计一小车往返运动控制线路,小车往返运动控制要求如图所示:初态:小车从原点启动(如图中位置),启动前压住行程开关SQO。

系统运行要求如下:按启动按钮SB2,小车前进,到SQA处停车,紧接着后退;小车后退至SQO处停车,再转第二次前进,到SQB处后再次后退;上述过程循环运行,直至按下停止按钮SB1,立即后退至SQO处停车。

2、实验要求:根据小车往返运动的控制要求设计运煤小车电气控制系统主电路和控制电路,并按电气控制线路的绘图原则绘制电气原理图;依据电机参数确定所有电器元件的型号与参数;按照GB50171 92《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》(附后,请重点关注其中的第四章)和“维修电工中、高级工”考核的要求完成设计线路的安装与调试。

1)运用状态表进行电气控制线路设计该系统具有多次通断电单元线路设计问题,要求针对系统设计过程中“约束信号选择”和“辅助单元设计”等相关问题进行讨论与分析。

利用状态表进行该系统设计时应注意:(1)填写状态表时应考虑电动机正反转控制间的联锁关系,在正转向反转切换时,KM2通电是以KM1失电为前提,也就是只有互锁常闭触头KM1闭合后KM2才能得电,因此从KM1失电到KM2得电要经过一段时间,这反映在状态表上就是KM1的通电区域并不是占满整个工步而留有一定空隙,KM1也是如此。

(2)对于执行元件KM1和KM2而言,在整个工作过程中要通断电多次,对应状态表上将有多段通电区域,对于每一段而言,都应有一个X开、X关。

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控制工程基础实验指示书郭美凤赵长德清华大学精密仪器与机械学系2003-5-5实验一 Matlab 仿真实验一、基本实验1、 对于一阶惯性系统G s s ()=+KT 1当分别取以下几组参数时,试画出系统单位阶跃响应曲线、频率特性乃氏图和伯德图。

1).K=1,T=10; 2).K=1,T=1; 3).K=1,T=0.12、 对于二阶系统G s s s ()=++12122T T ζ分别就T=1和T=0.1,ς分别取0, 0.2, 0.5, 0.7, 1, 10时,画出系统单位阶跃响应曲线、频率特性乃氏图和伯德图。

3、 自构造高阶系统,试利用Matlab 软件工具分析其时域、频域特性。

4、 对于下列系统,试画出其伯德图,求出相角裕量和增益裕量,并判其稳定性(1))10047.0)(103.0(250)()(++=s s s s H s G (2) )10047.0)(103.0)(110()15.0(250)()(++++=s s s s s s H s G二、结合“运动控制系统”实验,熟悉MATLAB 的控制系统图形输入与仿真工具SIMULINK 。

实验目的1)熟悉直流伺服电机控制系统各环节的传递函数模型; 2)根据给定的性能指标,设计速度环与位置环的控制器参数。

1.实验内容及要求 2.1 速度环仿真实验图1 双环调速系统方框图速度环的传递函数方框图见图1。

测速发电机系数 r p m V K n 1000/24==0.02235V/rpm =0.213)//(s rad V ,而电动机反电势系数 =⨯Ω-==rpmA V n E C e 10005.47.1300.213s rad V // ,所以=J C M 213.01105.147.113⋅⋅=⋅-e M a C T R =550 2/s A rad ⋅ VA K =0.5A/V 测速机滤波时间常数ms F K C R T 95.11.05.192332=⨯Ω=⋅=μ(也可以重新设计)n [rad/s]为电机转速,最大转速为1000rpm ,反馈系数]1,0[∈β,)(nc s G 为速度环的校正网络。

当)(nc s G 为比例-积分(PI )调节器时,其传递函数为sT s s G n n nc 1)(+=τ(1)当)(nc s G 为比例(P )调节器时,其传递函数为n nc )(K s G =(2)1.给定速度环的性能指标如下: 1)单位阶跃响应的超调量小于30%; 2)单位阶跃响应的调整时间小于0.06s ; 3)闭环带宽不小于10Hz 。

滤波器霍尔电流当速度环分别采用P 与PI 调节器时,设计满足给定指标的调节器参数。

提示:有关参数的参考取值为:5.0=β,6n =K ,s T 02.0n ≈,s 004.0n ≈τ。

2.根据设计的调节器参数,给出速度环采用P 与PI 调节器时的波特图,比较二者的稳定裕量和剪切频率。

3.给出速度环分别采用P 与PI 调节器时的闭环频率特性及频域指标(闭环带宽,谐振峰值,谐振频率)。

4.比较速度环采用P 与PI 调节器时的阶跃响应及瞬态响应指标(超调量与调整时间)。

2.2 位置环仿真实验位置环的传递函数方框图见图2。

图2中pi V [V]为位移命令输入,x [mm]为工作台位移,pf V [V]为电子电位计测得的工作台位移电压,)(pc s G 为位置环的校正网络,)(n s G 为速度环的闭环传递函数。

当)(pc s G 为近似比例-积分(PI )调节器时,其传递函数为11)(p p ppc ++=s T s K s G τ(3)当)(pc s G 为比例(P )调节器时,其传递函数为p pc )(K s G =(4)1. 给定位置环的性能指标如下: 1) 单位阶跃响应的超调量小于30%; 2) 单位阶跃响应的调整时间小于0.2s ; 3) 闭环带宽不小于4Hz 。

当位置环分别采用P 与PI 调节器时,设计满足给定指标的调节器参数。

图2 伺服电机控制系统方框图(位置环)提示:1. 速度环可任选P 或PI 调节器(建议选PI 调节器);2.位置环调节器参数参考取值: 100p ≈K ,s 0047.0p ≈τ,s T 02.0p ≈。

2. 根据设计的调节器参数,给出位置环采用P 与PI 调节器时的波特图,比较二者的稳定裕量和剪切频率。

3. 给出位置环分别采用P 与PI 调节器时的闭环频率特性及频域指标(闭环带宽,谐振峰值,谐振频率)。

4. 比较位置环采用P 与PI 调节器时的阶跃响应及瞬态响应指标(超调量与调整时间)。

关于伺服电机控制系统的详细资料参见附录1。

实验二 直流电动机调速系统一、实验目的1. 熟悉直流伺服电机控制系统各环节的传递函数模型;2. 掌握速度环的设计和实验调试方法,从而从理论与实际的结合上掌握自动控制系统的设计与校正方法。

二、实验原理见附录1三、实验要求速度环的传递函数方框图见下图,因为电机最大转速1000rpm ,故传递函数方框图中加一饱和环节。

当)(nc s G 为比例-积分(PI )调节器时,其传递函数为sT s s G n n nc 1)(+=τ(1)当)(nc s G 为比例(P )调节器时,其传递函数为滤波器霍尔电流n nc )(K s G (2)1. 掌握速度反馈极性的判断方法。

2. 掌握速度环静态传递特性的调试方法(例如输入为9V 。

电机输出为1000rpm )。

3. 比较速度环采用P 与PI 调节器时的阶跃响应及瞬态响应指标(超调量与调整时间)。

4. 测试速度环的静态特性。

5. 掌握数字记忆示波器记录动态波形的使用方法。

四、实验思考1.如何判断系统的反馈极性?2.当速度调节器采用比例环节时,把增益调节到最小(电位计逆时针转动到头),给定较低的速度,这时可以用手捏住电动机轴,使其转速为0(尽管系统是一阶无差系统);但当速度调节器采用PI 环节时,即使用很大的劲,电动机仍然可以低速转动!为什么?我们把转速对于电动机负载力矩的变化率叫做刚度。

请分析采用两种调节器时的系统刚度。

3.不用测速发电机作为角速度测量元件,本实验还可以用什么作为速度反馈? 4.当不用速度反馈时,电动机使用电压源驱动也可以调节转速,本实验中是否可只用比例环节组成速度调节器,使该运算放大器的电压极性不同改变电动机的转向,幅值不同而改变转速?5.什么叫跨导放大器?电动机驱动什么时候用定压源,什么时候用定流源? 6.PWM 方式与线性功率放大器(如OPA541,LM12)的驱动器各有什么优缺点? 7.本实验为什么要把电动机到丝杠的连轴节断开?8.你认为TEK 公司的TDS1000数字式记忆示波器应用的关键是什么? 9.当示波器探头选择10:1时,其等值电路是什么?传递函数为0.1的条件是什么?五、实验报告要求1.速度环静态特性曲线。

2.速度环动态特性曲线。

3.采用P和PI调节器时,给出速度环的数学模型,在此基础上,理解速度环的构成。

4.与实验一的仿真结果相对照。

5.分析在有干扰力矩作用下,速度的变化。

实验三 直流电动机位置伺服系统一、实验目的1. 熟悉直流伺服电机控制系统各环节的传递函数模型;2. 掌握位置环的设计和实验调试方法,从而从理论与实际的结合上掌握自动控制系统的设计与校正方法。

二、实验原理见附录1三、实验要求位置环的传递函数方框图见下图,pi V [V]为位移命令输入,x [mm]为工作台位移,pf V [V]为电子电位计测得的工作台位移电压,)(pc s G 为位置环的校正网络,)(n s G 为速度环的闭环传递函数。

当)(pc s G 为近似比例-积分(PI )调节器时,其传递函数为11)(p p ppc ++=s T s K s G τ(1)当)(pc s G 为比例(P )调节器时,其传递函数为p pc )(K s G =(2)1. 了解位置反馈的原理。

2. 根据已有的速度环数学模型,和位置环的指标,设计和调试位置调节器的参数。

3.比较位置环采用P与PI调节器时的阶跃响应及瞬态响应指标(超调量与调整时间)。

4.测试位置环的静态特性。

四、实验思考1.CPLD是什么器件?采用光电编码器作为位置反馈是计算机控制系统普遍采用的方法,为了与“机电控制系统”课程实验兼容,“控制工程基础”实验也采用了此元件,但利用CPLD和D/A转换实现线性位置反馈,计数器复位时,该计数器值是XXXXH?对应的D/A值是多少?位置反馈系数如何分析计算?2.根据光电编码器的那2个信号可以判断转向?3.运算放大器,功率放大器、电动机转速都具有饱和特性,试根据您采用的位置调节器参数分析位置伺服系统的线性范围!4.实际系统中最大加速度和最大速度都是有限制的,那么从X1到X2点的单轴运动最佳运动规律是什么?5.这个实验的连轴节什么时候可以连接上?6.根据上述,您采用比例位置调节器时,观察给定阶跃电压在为多少V时?测速机电压的波形就会饱和,同时观察位置反馈电压的变化波形,说明很长一段时间系统匀速运动,这时不能用线性系统分析了,请考虑系统的饱和特性,用MATLAB仿真!7.如果加上积分校正,位置会产生过冲?为什么?机床进给系统是否允许过冲?8.系统的静态传递系数(输入1V单轴工作台移动的位移)如何计算?取决于什么?9.系统位置环,速度环,电流环(力矩环)各有什么特点?其频带如何分布?10.试画出利用现在的元部件加上计算机组成数字式位置控制系统的原理图?系统分辨率能够达到多高?11.对于运动控制来说,什么叫全闭环?什么叫半闭环?五、实验报告要求1.位置环静态特性曲线。

2.位置环动态特性曲线。

3.采用P调节器时,给出位置环的数学模型,在此基础上,理解位置环的构成。

4.与实验一的仿真结果相对照。

附:运动控制系统实验设备说明书控制工程基础课程运动控制系统实验设备说明书赵长德董景新张冠斌编写一、概述运动控制系统是指通过电动或液动执行环节(大部分采用电动执行部件,功率大的则采用液压传动,在食品、医药工业中也往往采用气动元件),控制一维乃至多维旋转或直线运动控制对象的控制系统。

例如跟踪目标运动的炮描雷达,进行圆周扫描的警戒雷达,各种武器的发射架,三座标测量机,机器人和机械手的运动控制,数控机床进给系统,PCB板电子元件插件机,精密转台和工作台等等。

运动控制系统已经成为精密仪器设备的一个重要方面,是先进制造系统中的重要组成部分,反映了一个国家的高科技水平。

这种机电控制系统目前广泛采用模拟控制或计算机控制,直流或交流伺服电机做为执行部件。

“控制工程基础”课程中的基本要求是,通过讲课、控制系统设计、MATLAB仿真和实验掌握电流环、速度环、位置环的基本概念,掌握调试速度环、位置环的设计和实验调试方法,从而从理论与实际的结合上掌握自动控制系统的设计与校正方法。

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