1、昆明理工大学机电系统设计模块PLC实验报告三、验证型实验1、电动机Y/降压起动控制（1）工作原理按下启动按钮SB1，KM1、KM3、时间继电器通电并自保，电动机接成Y型起动，2s后，时间继电器动作，使KM3断电，KM2通电吸合，电动机接成型运行。按下停止按扭SB1，电动机停止运行。图1 电动机Y/减压起动控制主电路（2）I/O分配 输入元件分配地址输出元件分配地址停止按钮SB1I0.0KM1Q0.0启动按钮SB2I0.1KM2Q0.1过载保护FRI0.2KM3Q0.2 （3）梯形图图2 梯形图程序（3）程序说明按下启动按钮SB2，触点I0.1闭合 内部辅助线圈M0.0通电常开触点M0.0闭合，
2、形成自锁 常开触点M0.0闭合，线圈Q0.0通电 常开触点M0.0闭合，线圈Q0.2通电，定时器T38通电开始计时 常闭触点Q0.2断开，形成互锁 2s后，T38断开，Q0.2断电；T38闭合，Q0.1通电并自锁（4）语句表图3 语句表程序（5）仿真结果图4 状态表图5 工程图2、用PLC构成交通灯控制系统（1）控制要求如图所示，起动后，南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。1s后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s
3、后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。图6 十字路口交通灯（2）I/O分配输入元件分配地址输出元件分配地址启动按钮I0.0南北红灯Q0.0南北黄灯Q0.1南北绿灯Q0.2东西红灯Q0.3东西黄灯Q0.4东西绿灯Q0.5南北车灯Q0.6东西车灯Q0.7（3）程序设计图7 十字路口交通信号灯的时序图（4）梯形图图8 基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图（5）程序说明1、按下启动按钮SB1，I0.0闭合，M0.0接通闭合并自锁。网络2中的M0.0常开触点闭合，计时器T37接通并计时；网络4中的T43接通并计时，网络20、21中的T59、T60组成1s的时钟脉冲
4、；南北红灯工作；由于Q0.0的接通，网络12中的Q0.5接通，东西绿灯亮。2、由于Q0.0的接通，计时器T49接通并计时，1s后Q0.7接通，东西车灯亮。3、经过20s后，网络4中的T43动作，网络12的计时器T43常闭触点断开，Q0.5断电；网络5中的T43常开触点闭合，使得当T59的常开触点闭合时Q0.5接通，T59的常开触点断开时Q0.5断开，此时东西绿灯闪烁。4、由于网络4中的T43动作，网络5中的T43常开触点闭合，因而计时器T44接通并计时，经过3s后，T44动作；T44在网络12中的常闭触点T44断开，东西绿灯闪烁结束，在网络14中的常闭触点T44断开，Q0.7失电，东西车灯停止
5、工作；同时网络15的T44常开触点闭合，Q0.4接通，东西黄灯工作；网络6的T44常开触点闭合，计时器T42接通并计时；经过2s后，T42动作，网络15的T42常闭触点断开，Q0.4失电，东西黄灯停止工作。5、当东西黄灯停止工作时，网络2中的计时器T37正好经过25s计时动作，网络10中的T37常闭触点断开，南北红灯熄灭；网络11的T37常开触点闭合，Q0.3接通，东西红灯工作；由于Q0.3的接通，因而网络16中的Q0.3常开触点闭合，南北绿灯工作。6、由于Q0.3的接通，因而网络17的计时器T50接通并计时，1s后，网络18的T50常开触点闭合，Q0.6接通，南北车灯亮。7、T37动作后，网
6、络7中的T37常开触点闭合，T38接通并计时，网络3中的T37常开触点闭合，T41接通并计时。8、经过25s后，网络7的T38动作，网络16的T38常闭触点断开，Q0.2断电；网络16中的T38常开触点闭合，使得当T59的常开触点闭合时Q0.2接通，T59常开触点断开时Q0.2断开，此时南北绿灯闪烁。9、由于网络7的T38动作，因而网络8的T38常开触点闭合，计时器T39接通并计时，经过3s后，T39动作；T39在网络16中的常闭触点断开，南北绿灯闪烁结束，在网络18的T39常闭触点断开，Q0.6失电，南北车灯停止；同时网络19的T39常开触点闭合，Q0.1接通，南北黄灯工作；网络9的T39常
7、开触点闭合，计时器T40接通并计时；经过2s后，T40动作，网络19中的T40常闭触点断开，Q0.1失电，南北黄灯停止工作。10、当南北黄灯停止工作时，正好东西红灯工作了30s,即网络3中的T41计时30s，此时T41动作，网络2中的T37复位，且使得常开触点复位，进入下一次循环。（6）语句表图9 语句表程序（7）仿真结果图10 状态表图11 工程图3、运料小车往返运行（顺序控制指令）（1）控制要求小车的示意图如图所示，设小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.2为1状态。按下启动按钮I0.0后，小车向右运动（简称右行），碰到限位开关I0.1后，停在该处，3s后开始左行，碰到I0.2后返回初始
8、步，停止运动。图12 小车运动示意图其控制结构图如图所示图13 控制结构图（2）I/O分配输入元件分配地址输出元件分配地址启动按钮SB1I0.0小车右行Q0.0行程开关ST1I0.1小车左行Q0.1行程开关ST2I0.2（3）梯形图图14 梯形图（4）程序说明1、按下按钮SB1，I0.0闭合，S0.1置位1，Q0.0通电，小车开始向右运动；2、运行至行程开关ST1处，撞击行程开关ST1，常开触点I0.1闭合，S0.2置位1，小车停止运动，T37通电并计时；3、3s后，T37的常开触点闭合，S0.3置位1，Q0.1通电，小车向左运动；4、当小车运动至行程开关ST2处时，撞击行程开关ST2，常开触
9、点I0.2闭合，小车停止运动，并为下一次运动做准备。（5）语句表图15 语句表程序（6）仿真结果图16 状态表四、设计型实验1、摇臂钻床控制系统设计（1）控制方案及流程设计1）主轴电动机1M随时都可以启停，并保持，启动按钮是SB2，停止按钮是SB1，接触器是KM1，热继电器是FR1；2）摇臂的升降控制：SB3是摇臂上升按钮，SB4是下降按钮，SQ1U是上升终端限位开关，SQ1D是下降终端限位开关，KM2是上升接触器，KM3是下降接触器。3）假设想使摇臂上升，就要按SB3按钮，这时如果摇臂是处在抱住立柱的位置，那么SQ2限位开关的常开触点是断开的，常闭触点就是闭合的；这样控制油泵放松的接触器KM
10、4与电磁铁YA就先得电，使摇臂与立柱松开，当放松到位时，SQ2动作，常开闭合，常闭断开，这样摇臂就可以上升了，下降也是同样的过程。当上升结束时，松开SB3按钮，KT、KM2、KM3、KM4全部失电，经过时间继电器延时闭合的常闭触点的延时后，油泵夹紧方向的接触器KM5得电吸合。同时YA继续得电吸合直到夹紧到位，SQ3限位开关动作，KM5与YA全部失电。主轴与立柱箱的夹紧与放松：SB5是立柱放松按钮，SB6是立柱夹紧按钮。（2）I/O分配输入元件分配地址输出元件分配地址主轴M1热继电器FR1I0.0M1接触器KM1Q0.0主轴M1启动按钮SB2I0.1摇臂上升接触器KM2Q0.1主轴M1停止按钮S
11、B1I0.2摇臂下降接触器KM3Q0.2摇臂上升按钮SB3I0.3松开接触器KM4Q0.3摇臂下降按钮SB4I0.4夹紧接触器KM5Q0.4输入元件分配地址输出元件分配地址上升行程开关SQ1UI0.5主轴松开夹紧电磁铁Q0.5下降行程开关SQ1DI0.6立柱松开夹紧YA2Q0.6松开行程开关SQ2I0.7夹紧行程开关SQ3I1.0液压泵M3热继电器I1.1立柱松开按钮SB5I1.2立柱夹紧按钮SB6I1.3主轴箱松开夹紧SA-1I1.4立柱松开夹紧SA-2I1.5主轴箱、立柱松开夹紧I1.6（3）I/O连接图图17 I/O接线图（4）梯形图图18 梯形图程序（5）语句表图19 语句表程序（6）
12、程序说明1、按下按钮SB2，I0.1闭合，Q0.0闭合并自锁，主轴电动机M1启动运转；2、当需要摇臂上升时，按下按钮SB3，I0.3闭合，M0.0接通。由于网络3中的I1.1是闭合的，因此Q0.3接通闭合，液压泵电动机M3正转，松开摇臂。摇臂松开后，网络3中的I0.7常闭触点断开，网络4中的I0.7常开触点闭合，液压泵电动机M3停转，而摇臂升降电动机M2正转，带动摇臂上升。当摇臂上升到一定高度时，松开按钮SB3，I0.3复位，M0.0断开，网络6中的M0.2闭合一个扫描周期宽的时间，使得网络7中的M3闭合并自锁，同时T37接通，开始计时。经过2s后T37动作，网络8中的M0.4闭合一个扫描周期
13、宽的时间，使网络5中的M0.4闭合，接通Q0.4液压泵电动机M3反转，夹紧摇臂。当摇臂夹紧后,SQ2、SQ3恢复初始状态，且I1.0断开，Q0.4失电，液压泵电动机M3停转，完成摇臂上升的控制过程。3、对于摇臂下降的控制过程与摇臂上升的控制过程相同。4、当需要对立柱或主轴箱松开或夹紧时，选择SA至适当的挡位，按下按钮SB5或SB6，网络9中的I1.2或I1.3闭合，接通M0.5及T38，网络3或网络6中的M0.5、T38闭合，接通Q0.3或Q0.4，使得立柱、主轴箱松开或夹紧。（7）仿真结果图20 状态表图21 工程图2、组合机床的控制两工位钻孔、攻丝组合机床，能自动完成工件的钻孔和攻丝加工，
14、自动化程度高，生产效率高。两工位钻孔、攻丝组合机床如图所示。图22 两工位钻孔、攻丝组合机床示意图（1）控制方案及流程设计系统通电，自动起动液压泵电动机M1。若机床各部分在原位（工作台在钻孔工位SQ1动作，钻孔滑台在原位SQ2动作，攻丝滑台在原位SQ3动作），并且液压系统压力正常，压力继电器PV动作，原位指示灯HL1亮。将工件放在工作台上，按下起动按钮SB，夹紧电磁阀YV1得电，液压系统控制夹具将工件夹紧，与此同时控制凸轮电动机M2得电运转。当夹紧限位SQ4动作后，表明工件已被夹紧。起动钻孔动力头电动机M3，且由于凸轮电动机M2运转，控制凸轮控制相应的液压阀使钻孔滑台前移，进行钻孔加工。当钻孔
15、滑台到达终点时，钻孔滑台自动后退，到原位时停，M3同时停止。等到钻孔滑台回到原位后，工作台右移电磁阀YV2得电，液压系统使工作台右移，当工作台到攻丝工位时，限位开关SQ6动作，工作台停止。起动攻丝动力头电机M4正转，攻丝滑台开始前移，进行攻丝加工，当攻丝滑台到终点时（终点限位SQ7动作），制动电磁铁DL得电，攻丝动力头制动，0.3s后攻丝动力头电机M4反转，同时攻丝滑台由控制凸轮控制使其自动后退。当攻丝滑台后退到原位时，攻丝动力头电机M4停，凸轮正好运转一个周期，凸轮电机M2停，延时3s后左移电磁阀YV3得电，工作台左移，到钻孔工位时停。放松电磁阀YV4得电，放松工件，放松限位SQ8动作后，停
16、止放松。原位指示灯亮，取下工件，加工过程完成。两个滑台的移动，是通过控制凸轮来控制滑台移动液压系统的液压阀实现的，电气系统不参与，只需起动控制凸轮电机M2即可。在加工过程中，应起动冷却泵电机M5，供给冷却液。（2） I/O分配输入元件分配地址输出元件分配地址压力检测PVI0.0原点指示HL1Q2.4钻孔工位SQ1I0.1液压泵电动M1（KM1）Q0.1钻孔滑台原位SQ2I0.2凸轮电动机M2(KM2)Q0.2攻丝滑台原位SQ3I0.3夹紧电磁阀YV1Q2.0夹紧限位SQ4I0.4钻孔动力头电动机M3Q0.3钻孔滑台终点SQ5I0.5冷却泵电动机M5Q0.6攻丝工位SQ6I0.6工作台右移电磁阀
17、YV2Q2.1攻丝滑台终点SQ7I0.7攻丝电动机M4正转Q0.4方式限位SQ8I1.0制动DLQ0.0输入元件分配地址输出元件分配地址系统启动SBI1.1攻丝电动机M4反转Q0.5手动/自动选择SAI1.2工作台左移电磁阀YV3Q2.2液压泵启动SB1手动控制放松电磁阀YV4Q2.3电动机启动SB2自动指示灯HL2Q2.5钻孔SB3手动指示灯HL3Q2.6攻丝正转SB4手动控制电源Q2.7攻丝反转SB5冷却泵启动SB6夹紧SB7工作台右移SB8工作台左移SB9放松SB10（3） I/O连接图图23 I/O接线图（4）梯形图图24 梯形图程序（5） 程序说明 1、系统通电后，S0.1置位1，Q
18、0.1置位，自动启动液压系统M1。机床各部分处于原位，即工作台在钻孔工位SQ1；钻孔滑台在原位SQ2；攻丝滑台在原位SQ3；液压系统压力正常，压力继电器PV动作，此时S0.2置位1，Q2.4接通，原位指示灯HL1亮；2、将工件放在工作台上，按下启动按钮SB，常开触点I1.1闭合，则S0.3置位1，此时： 1）Q2.0置位，夹紧电磁阀YV1得电； 2）Q0.2置位，启动凸轮电动机M2得电运行； 3、夹紧限位SQ4得电，常开触点I0.4闭合，S0.4置位1，表明工件被夹紧，此时：1）Q0.3置位，启动钻孔动力头M3，由于凸轮电动机M2正在运行，此时钻孔滑台前移，进行钻孔加工；2）Q0.6置位，启动
19、冷却泵电动机M5； 4、钻孔到终点时SQ5动作，常开触点I0.5闭合，S0.5置位1，Q0.3复位，钻孔动力头回位；5、钻孔滑台自动后退，压住SQ2时停止，常开触点I0.2闭合，S0.6置位1，Q2.1得电接通，工作台右移电磁阀YV2得电；6、工作台到攻丝工位时，SQ6动作，常开触点I0.6闭合，S0.7置位1， Q0.4接通，攻丝动力头电动机M4正转，攻丝滑台前移，开始攻丝加工；7、攻丝到终点时，SQ7动作，常开触点I0.7闭合，S1.0置位1：1）Q0.0接通，制动电磁铁DL得电，攻丝动力头制动；2）定时器T37得电并接通；8、延时0.3秒后，常开触点T37闭合，S1.1置位1，Q0.5接
20、通，攻丝电动机M4反转，同时攻丝滑台后退至原位（压住SQ3）；9、当攻丝滑台回到原位时，S1.2置位1：1）攻丝动力头电动机M4停止，凸轮正好运转一个周期；2）定时器T38接通计时；3）冷却泵停止；10、延时3秒后，S1.3置位1： 1）Q0.2复位，凸轮电动机M2停止； 2）Q2.2接通，左移电磁阀YV3得电； 3）Q2.0复位，停夹紧电磁阀；11、工作台左移，到钻孔工位时SQ3压下，常开触点I0.1闭合，S1.4置位1：1）Q2.3接通，放松电磁阀YV4得电，放松工件； 2）Q0.1复位，液压泵电动机M1停止；12、放松限位SQ8动作时，常开触点I1.0闭合，方式结束；13、原位指示灯亮，
21、取下工件，加工过程结束。（6）语句表图25 语句表程序（7）仿真结果图26 状态表五、实验总结一个星期的 PLC实验结束了，在这短暂的一周实验时间里，我获益匪浅，学习了不少关于PLC方面的知识，如PLC梯形图、指令表、外部接线图等。这次实验给予了我不同的学习方法和体验，让我深切地认识到实践的重要性。在实验进行之前，我们不仅从老师那里得到知识，也从各个渠道阅读了一定的科技文献，但仅限于理论，不免有纸上谈兵之嫌。而设计过程中，我们将理论与实际相结合，认真思考，进行方案的设计与规划，这不仅锻炼了我们独立思考能力，也增强了我们的动手能力。“扯开嗓子，不如甩开膀子”，任何成熟的知识体系，若不赋予实践，也是枉然。在以后的学习过程中，我会更加注重自己的操作能力和应变能力，多与这个社会进行接触，让自己更早适应这个陌生的环境。这次虽然辛苦了点，但能让我学到不同的东西，我心里还是高兴的。人非生而知之，要学得知识，一靠学习，二靠实践。不到半年的时间就将步入社会的我们，面临着残酷现实的压力，我想我们更应该把握住最后的一段时间，充实、完善自我，争取做一名出色的学生。
