三相异步电动机控制(基于继电接触器和基于电机控制器)解读

1、实验一： 三相异步电动机控制（基于继电接触器和基于电机控制器 ）、实验目的1、熟悉基于继电接触器的传统三相异步电动机控制方法2、了解基于施耐德电机控制器的三相异步电动机控制方法实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台。2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容1、电动机的单向连续运行，主电路如图 1.1 所示，控制电路如图 1.2所示图 1.1 单向连续运行主电路图 1.2 单向连续运行控制电路1.42、电机的正反转控制双重互锁，主电路如图1.3 所示，控制电路如图所示图 1.3 正反转控制主电路图 1.4 正反转控制控制电路实验二： M218PLC 基本指令

2、的熟悉和应用一、实验目的1、熟悉 Somachine编程软件2、加深对布尔指令、定时器、计数器等基本指令的理解三、 实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容3.1 SoMachine 编程软件熟悉与使用1.选择“创建新机器”。如图 1.1 所示。2.选择创建新机器下的“使用空项目启动” 。如图 1.2 所示图1.1创建新机器图1.2使用空项目启动3.保存新建项目并命名，然后点击“保存”如图 1.3 所示图 1.3 保存新建项目并命名1、配置(1)在左侧目录中选择与项目有关的硬件设备，并将其拖到中间空白区域。我们使用 P

3、LC 型号为 TM218LDAE24DRHN 。如图 1.4所示图 1.4 PLC 配置的选择(2)若使用的设备有 PLC 和触摸屏，其中触摸屏的型号为 HMIGXO3501 ，图 1.5 为其连接方式图 1.5 PLC 和触摸屏的连接方式5、编写程序(1) 创建 pou:可以直接在 mypou 中编写程序，” MyPOU ”是 SoMachine 软件 自动生成的程序，并且自动在 MAST 任务中调用该程序。” MyPOU”程序由两个部分组成。如图 1.6 所示图 1.6 创建 POU(2) 可以根据自己的需求选择更合适的编程语言。编程语言选择的方法如图1.7和图 1.8所示示。(3) 添加

4、 Pou：双击任务配置中的 “ MAST，再点击“添加 POU”。如图 1.9 所图 1.9 添加 POU图 1.7 选择编程语言的方法图1.8 选择编程语言的方法登录前应将通信协议 (Somachine或 Modbus)设置好，网关配置好i) 配置下载通讯路径第一步，在 Devices 窗口中双击 PLC的节点。进入显示控制器的配置窗口第一个选项卡定义通讯设置，如下图 1.10 所示(4)返回新建的 pou，编写程序(5)程序编写完后进行编译 检查语法错误(6)与硬件相连时，用编程电缆将 PC机与 PLC相连在软件中点击登录，图 1.10 配置下载通讯路径界面第二步，添加网关，弹出如下窗口，

5、直接点击确定，如下图 1.11 所示图 1.11 添加网关第三步，扫描网络， 片刻之后，就能扫描到连接到编程电缆的 M218，请点击该 PLC。第四步，设置通讯路径，如图 1.12 所示图 1.12 设置通讯路径到此，通讯路径设置完成，可以下载程序了。注：如果不与硬件连接也可以进行仿真，检查程序的逻辑错误。如图 1.13 所示图 1.13 仿真方法3.2 布尔指令训练(1) 任务要求： 应用 PLC 的布尔指令，完成下面要求的 PLC 程序。 只有当 I0(%IX0.0)和 I 1(%IX0.1)输入开关都断开时， Q0(%QX0.0)有输出。 只有I 0(%IX0.0)和I1(%IX0.1)

6、输入一个闭合，另一个断开时，Q1 (%QX0.1) 才有输出。只有当 I0(%IX0.0) 和 I1(%IX0.1) 输入开关都闭合时， Q2(%QX0.2)有输(2) 编程提示这个任务可通过非运算、与运算、或运算及其组合就能完成。(3) 参考程序(4) 编译、仿真(5) 下载程序，试运行。3.3 定时器功能块 1、通电延时定时器功能块 1) 实验要求： 用通电延时定时器功能块 编写延时 3s 导通的定时程序， 运行、监 控并调试，观察结果。2) 编写程序并仿真。2、断电延时定时器功能块 1) 实验要求： 用断电延时定时器功能块 编写延时 4s 断电的定时程序， 运行、监 控并调试，观察结果。

7、2) 编写程序并仿真。3.4 计数器功能块 1) 实验要求： 用计数器功能块编写计数 3 次的计数程序，运行、监控并调试， 观察结果。2) 参考程序：2) 仿真 :四 扩展实验：任务 1: 利用定时指令编程，产生连续的方波信号输出，其周期设为3s，占空比为 2:1。任务 2: 设某工件的加工过程分为四道工序来完成， 共需 30s，其时序要求如 图 1.12 所示。 Start(%I0.0)为运行控制开关， 其 ON 时，启动和运行， 其 OFF 时停机，且每次启动均从第一道工序开始。利用四个通电延时定时器来实现 上述定时控制，并观察各定时器输出通断情况以及定时器经过值 ET 内容的 变化情况。

8、图 1.12 加工过程时序图任务 3:用一个输入开关控制三个灯。开关闭合三次 1#灯亮，再闭合三次 2# 灯亮，再闭合三次 3#灯亮，再闭合一次 1# 3#灯全灭。如此反复。任务 1 参考程序：任务 2 参考程序：任务 3 参考程序：实验三：基于 M218PLC 交通灯控制系统一、实验目的1、熟练使用 Somachine 编程软件2、掌握布尔指令和计时器指令编程的方法及使用要领3、掌握 M218PLC梯形图、指令表、功能块图编程语言的转换实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台 2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容控制要求：当按下开始按钮时，南北绿灯亮

9、6s 后灭，接着南北黄灯亮 1s 后灭，红灯亮 5s,绿灯亮 循环，对应南北方向的绿黄红灯亮时东西方向的红灯亮 6s，绿灯亮 5s 灭后，黄灯亮 1s，红灯又亮 循环。根据控制要求设计交通灯控制系统的梯形图，参考程序如图 2.1 所示rlylstartMlD/D0 卜gioZ)1fl Ggifl &yifl &startyiO点击 进行程序编译，仿真。点击 ，下载程序试运行。试将梯形图（ LD）转化为指令表（ IL）和功能块图（ FBD）程序。实验四:利用 ST（结构化文本）和CFC（连续功能图） 实现各 种数值运算一、实验目的1 、熟练使用 Somachine 编程软件2 、学会使用 ST

10、和 CFC 编程语言编写程序二、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台。2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容ST 编程语言的介绍和示例ST 编程语言的介绍结构化文本， Structure Text,简写为 ST，是用结构化的描述文本 编写程序的一种编程语言。ST（结构化文本）语言的特点是“高级文本编程” 和“结构化”， 适合于算法和结构较为复杂，其它编程语言（如梯形图、功能块图） 实现比较困难的情况。具有高效、快捷、简洁的优点。ST 编程语言的示例现在有 A 、B、 C、D 四个整形变量，要求得到这四个数的平均数，并赋值给 E参考程序：任务： 1、实现

11、当温度下降到 17 度以下时，开启加热器加热，否则加 热器保持关闭(用 IF 语句实现)。2 、用 ST 代码实现 ( V=1/3 r2h)CFC 编程语言的介绍CFC 是一种图形化的编程语言， CFC基于 FBD语言，但没有“节”的限制，摆 放元素更加灵活。元素可以摆放在编辑区任意位置。 用鼠标拖拽在元素之间连线， 当元素移动位置时， 编辑器会自动调整连线长度。 如果连接线因为缺乏空间不能 画出，在输入和相关的输出之间出现一个红线， 这个红线只有当空间充足时才转 化为连接线CFC 编程语言示例试分析以下的 CFC编程语言实现了什么功能任务：使用 CFC编程语言实现四个数的平均数。实验五 :

12、利用 SFC(顺序功能图)设计基于 M218 PLC两种溶液混合控制系统一、实验目的1、掌握 Somachine 编程软件的使用方法2、学会使用 SFC编程语言编写程序、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台 2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容SFC 编程语言的简单介绍顺序功能图编程 (SFC)是一种图形化的编程方法，亦称功能图。它的编程 方式采用画工艺流程图的方法编程， 只要在每个工艺方框的输入和输出端， 标上 特定的符号即可。 采用顺序功能图编程， 可以使具有并发、 选择等复杂结构的系统控制程序大为简化。 许多 PLC都提供了用于 SFC编程的指

13、令， 它是一种效果显 著、深受欢迎的编程语言，目前国际电工委员会（ IEC）也正在实施并发展这种 语言的编程标准。控制要求 :液体混合是按一定比例将两种液体进行混合的一种装置，设备启动前，混 合器的容器是空的，搅拌器也没有工作，排放阀 Y3 也是关闭的，系统有自动和 手动两种运行模式。自动运行时，当按下启动按钮时，接通电磁阀Y1，向容器内注入第一种溶液 A，当液位到达 L2 时，断开电磁阀 Y1，接通电磁阀 Y2，停止 注入第一种液体 A并向容器注入第二种液体 B，当液面位置到达 L1 时，停止注 入第二种液体 B，接通搅拌器搅拌，当达到定时器预置的时间后，搅拌机停止搅拌，同时接通排放电磁阀

14、Y3，当液面位置到达 L3 时， 关闭排放电磁阀，一个工作循环结束，即再次接通 电磁阀 Y1，注入液体 A, 依次循环。液体混合器的系 统如图 5.1 所示图 5.1 液体混合系统SFC 参考程序：Init ：Step0：Step1：Step2:Step4:Step3:实验六 : 触摸屏基本操作、实验目的1、巩固对 M218PLC 基本指令和 Somachine编程软件的学习2、熟悉 Vijeo-Designer 触摸屏开发软件、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容3.1 Vijeo-Designer 触摸屏开发软

15、件的基本操作步骤： 下面以一个简单的例子来介绍触摸屏开发软件的操作步骤： 第一步：配置。如图 6.1 所示图 6.1 配置第二步：编写程序。编写程序界面如图6.2 所示图 6.2 程序编写界面第三步：符号配置。如图 6.3 所示图 6.3 符号配置第四步：点击“打开”后，将出现如符号配置界面。如图 6.4 所示图 6.4 符号配置界面第五步：点击“刷新”后选择变量。如图 6.5 所示图 6.6 选择变量第六步：打开触摸屏开发界面，进行变量的导入。如图 6.7 所示图 6.7 变量的导入第七步：点击“确定”后，进行开关的设置。如图 6.8 所示图 6.8 开关的设置第八步：点击“确定”后，开关配

16、置完成，最后进行 I/O 管理器的配置 , 首先进 行触摸屏的 I/O 配置。如图 6.9 所示图 6.9 触摸屏的配置第九步： PLC的 I/O 配置，如图 6.10 所示图 6.10 PLC 的 I/O 配置第十步：使触摸屏和 PLC都处于活动状态。如图 6.11 所示图 6.11 活动状态的设置第十一步：多重下载。如图 6.12 所示任务：图 6.12 多重下载利用 Vijeo-Designer 触摸屏开发软件设计实验二中的交通灯控制系统 的触摸屏界面并利用触摸屏对控制系统进行仿真。实验七：基于 M218PLC和触摸屏控制电机正反转、实验目的1、巩固对 M218PLC基本指令和 Soma

17、chine 编程软件的学习2、加深对自锁和互锁的理解3、学会使用 Vijeo-Designer 触摸屏开发软件设计触摸屏界面4、学会使用触摸屏进行仿真、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台2、实验台配套通信线、跨接线若干三、实验内容外部接线图电机正反转参考程序，如图 7.1所示图 7.1 电机正反转参考程序Vijeo-Designer触摸屏开发软件使用本实 验使 用 的 设 备 有 M218PLC 和 触 摸屏 ， 其 中 触摸 屏 的 型 号为HMIGXO3501 ，图 7.2 为其连接方式图 7.2 PLC 和触摸屏的连接方式1、在 Somachine编程

18、软件中变量配置图 7.3 配置步骤一图 7.4 配置步骤二图 7.5 配置步骤三注：如果变量底下没有下拉菜单，单击2、配置触摸屏编程软件刷新”按钮。图 7.6 触摸屏编程软件中变量配置在 PLC 编程软件中的变量此时可被触摸屏编程调用3、电机正反转控制触摸屏界面设计1）按钮及变量配置一共设置 3 个按钮，正转、反转、停止。每个按钮的设置过程都是一样的，下面以正转按钮为例来说明设置过程。图 7.7 变量配置步骤 1图 7.8 变量配置步骤 2图 7.9 变量配置步骤 3按“添加”按钮，然后按“确定”按钮。正转按钮已设置好，可根据自己的喜好选择按钮的颜色、形状等。2) 各个按钮的设置，如图 7.1

19、0所示图 7.10 按钮设置3） 电机正反转的触摸屏界面，如图 7.11所示图 7.11 电机正反转的触摸屏界面4、配置驱动程序的设备地址图 7.12 触摸屏驱动程序地址配置图 7.13 PLC 驱动程序地址配置（ 1）5、程序下载图 7.14 PLC 驱动程序地址配置（ 2）下载之前先添加网关扫描设备，并将设备处于活动的状态。图 7.15 HMI 网关配置PLC 网关配置图 7.16在线的下拉菜单中选择多重下载图 7.17 多重下载实验八： 基于 M218 PLC 和触摸屏的三路抢答器控制系统设计一、实验目的1、巩固对 M218PLC 基本指令和 Somachine 编程软件的学习2、学会使

20、用 Vijeo-Designer 触摸屏开发软件 设计触摸屏界面 3、学会使用触摸屏进行仿真二、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台。2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容控制要求： 设计三组抢答器控制系统，其控制要求如下：一个三路抢答器，任意一 组抢先按下后， 显示器能及时显示该组的编号并且指示灯开始闪烁， 同时锁住抢 答器，使其他组按下无效，抢答器复位后才可重新抢答。3.2 相关程序：(1) 参考程序：2）点击 进行编译，看程序是否有错触摸屏界面：最后，多重下载实验九：基于 M218 PLC和触摸屏的自动售货机控制系统设计一、实验目的1、巩固对 M

21、218PLC 基本指令和 Somachine 编程软件的学习2、学会使用 Vijeo-Designer 触摸屏开发软件 设计触摸屏界面3、学会使用触摸屏进行仿真二、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台。2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容控制要求：1、控制要求1）此自动售货机可投入 1 元、 5 元或10 元的币。2）当投入的硬币总值等于或超过 12 元时， 汽水指示灯亮； 当投入的硬币总值超过 15 元时，汽水、牛奶指示灯都亮。3）当汽水指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出，汽水排出后相应的指示灯亮，7s后自动熄灭。同时总金额减 7元，并显示相应的退

22、钱金额。4）当牛奶指示灯亮时，动作同上。同时总金额减 12元，并显示相应的退钱金额。参考程序（1）根据控制要求编写程序。参考程序如图9.1 所示GBj me 7 lylnn10niunaiyinliao111314mOfl4cniulnluT卜yinliaolyin4）卜ml41卜cniu0 &m2D GniunaiT Dm0T 0t!7aTONPTmunaxml1143mOocyinyinliaoT F-t#7st2TONmloPTm2o图 9.1 参考程序2）点击进行编译，看程序是否有错触摸屏参考界面。如图 9.2 所示图 9.2 触摸屏参考界面最后，多重下载实验十 : 变频器基本操作实验

23、目的1、 了解变频器基本工作原理及基本使用方法2、理解电机调速系统及变频调速的设计原理、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容1、变频器恢复出厂： 进入【电机控制】（drC- ）菜单旋转导航键找到 FCS 进入 FCS此时显示为 NO旋转导航键找到 rECl, 长按 rECl2 秒钟（变频器改参数 时必须长按两秒才能生效。重启变频器设置生效变频器恢复出厂设置，操作者可按自己的要求进行参数设 置。2、用变频器操作面板控制电机启停参数设置： 打开变频器操作面板显示屏会显示 rDy 字样， 按一次导航键并旋转导航键找到命令

24、（ ctL- ）菜单 , 按下导航键找到访问等级（ LAC）按下导航键，旋转导航键找到 L3 长按 2 秒钟 将访问等级设定为 L3 级，按操作面板上 ESC键退到上一级菜单旋转导航键找到给定通道 1（Fr1 ），设定 为 ALVL 终端控制模式此时导航键用作一个电位计，退出找到组合模式（ CHC）F 设定为分离（ SEP）模式， 退出找到命令 cd1 设定为本地（ LOC）模式， 上电重启， 按下操作面板上绿色按钮 （RUN）电机启动后可能会发生电机停止转 动操作面板上闪烁电机缺相报警（ OPF）3、电机缺相报警（ OPF）处理方法 进入故障管理菜单（ FLt ）找到 OPL将其原来的 ye

25、s 改为 no, 上电重启。4、通过操作面板对异步电机进行调速上电开启变频器按下绿色按钮后电机启动，之前已经设定为 ALVL终端控制模式此时导航键用作 一个电位计，左右旋转导航键即可调节电机转速。其值为 0-100.实验十一 变频器多段速控制实验目的1、进一步熟悉变频器使用2、掌握变频器多段速控制、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台 2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容1、变频器参数设置将 cd1 的本地（ LOC）模式通过终端控制改为 tEI 通过终端控制将命令菜单 CtL 中的 Fr1 设定为 AI1 。2、配置。如图 11.1 所示图 11.

26、1 配置3、利用 Somachine编程软件设计梯形图。参考程序如图 11.2 所示图 11.2 参考程序4、双击以太网下面的配置“ TM2ALM3LT ”,对输出栏进行 IO 配置如图 11.3 所示图 11.3 TM2ALM3LT 的 IO 配置5、对“ TM2ALM3LT ”进行拓展总线 I/O 映射。如图 11.4 所示图 11.4 拓展总线的 I/O 映射6、触摸屏界面的设计。触摸屏的参考界面如图 11.5 所示图 11.5 触摸屏参考界面7、待相关配置、梯形图、触摸屏界面设置完毕后进行多重下载8、关闭电源，进行接线。终端接线方式如图11.6 所示图 11.6 终端接线方式9、上电进

27、行仿真。实验十二：力控组态软件简介及其与 M218 PLC的通信一、实验目的1、熟悉力控组态软件2. 掌握力控组态软件与 M218PLC的通信方式二、实验设备1、中北大学 -施耐德电气联合实验室 ZSJ-A电气自动化平台。2、实验台配套通信线、跨接线若干。三、实验内容3.1 力控组态软件的介绍力控监控组态软件（ Frocecontrol） 是一个面向方案的 HMI/SCADA平 台软 件。分布式实时数据库可提供访问工厂和企业系统数据的一个公共口。 力控可用 于开发石油、化工、半导体、汽车电力等多个行业和领域的工业自动化、过程控 制、管理监控、工业现场监视、远程诊断等系统。 另外力控组态的集成环

28、境包括：（1）开发环境（ Draw）：是一个集成的开发环境，可以创建工程画面，配置各 种参数系数，启动力控其他程序组件。（2）界面运行系统（ View） ：界面运行系统用来运行由开发系统 Draw创建的界面（3）数据库系统（ DB）：DB 数据库主要完成过程实时数据的采集（通过 I/O 驱动程序）、实时数据的处理 （包括报警处理、 统计处理等）、历史数据的处理等。 3.2 力控组态软件与 M218PLC 的通信1、新建工程，可以给项目命名。如图 12.1 所示图 12.1 新建工程2、点击， 将出现如图 12.2 所示，然后点击“忽略”进入项目开发界面图 12.2 Draw 界面3、新建组态界

29、面，如图 12.3 所示可以根据需要对窗口属性进行设置，如图 12.4 所示图 12.3 新建组态界面图 12.4 窗口属性4 、IO 设备组态设置1）点击“ IO 设备组态”进行 PLC的选型及设备配置的第一步，如图 12.5所示图 12.5 设备配置的第一步2）设备配置的第二步。如图 12.5 所示注意：（ 1）选择正确的串口；（2） 通信参数的设置必须和 PLC中的通信参数一致！图 12.5 设备配置的第二步3）设备配置的第三步。如图 12.6 所示图 12.6 设备配置的第三步5、数据库组态设置（ 1）根据控制要求确定系统所需变量， 点击“数据库组态”，进行数据库的设置 如图 12.7 所示图 12.7 设置变量2）新增 IO 点。如图 12.8 所示图 12.8 新增 IO 点6、组态界面中各个按钮和指示灯的动画连接操作，双击设置对象进行动画的连 接。如图 12.9 所示通过脚本编辑器进行动画的设置， 。如图