自动控制实验一

电 源 图2-8 主电路 图2-9 PLC控制系统接线图

四、实验现象记录

1.三相异步电动机点动控制线路:按下SB1，电动机M即运转，松开SB1，电动机M即停止运转，长按SB1，电动机的转速r=1500r/min，点动SB1，电动机的转速r=800r/min。

2.三相异步电动机自锁控制线路：按下启动按钮SB2，松手后电动机M连续运转；按下SB1，松手后电动机即停止运转。

3.三相异步电动机点动、自锁控制线路：按下启动按钮SB2，松手后电动机仍继续运转；运转半分钟后按下SB3，然后松开，电动机即停止运转；连续按下和松开，此时属于电动控制状态。

4.接触器联锁正反转控制线路：按下SB1，KM1显示灯亮，KM2不亮，此时电动机处于正转；按下SB3，KM1和KM2均不亮，此时电动机停止运转；再按下SB2，KM2亮，KM1不亮，此时电动机处于反转。

5.按钮联锁正反转控制线路：按下SB1，KM1显示灯亮，KM2不亮，此时电动机处于正转；按下SB3，KM1和KM2均不亮，此时电动机停止运转；再按下SB2，KM2亮，KM1不亮，此时电动机处于反转。

6.按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：按下SB1，KM1显示灯亮，KM2不亮，此时电动机处于正转；按下SB2，KM2亮，KM1不亮，此时电动机处于反转。按下SB3，KM1和KM2均不亮，此时电动机停止运转； 7.采用PLC控制线路实验（程序指令）:

LD X1; OR Y1 ANI X2 ANI X3 ANI Y2 OUT Y1 LD X2

OR Y2 ANI X1 ANI X3 ANI Y1 OUT Y2 END

五、讨论题

1.试分析什么叫点动，什么叫自锁，并比较图2-1和图2-2的结构和功能上有什么区别？

答：点动：在某一工作状态中对电动机的控制要求是一点一动，即按按一次按钮

动一次，连续按则连续动，不按则不动，这种动作常称为“点动”或“点车”。自锁：是在接触器线圈得电后，利用自身的常开辅助触头保持回路的接通状态。图2-2比图2-1多了热继电器FR1和接触器SB2,以及辅助触头KM1，热继电器可以实现过载保护，SB2和辅助触头KM1可以实现自锁控制，图2-1没有此功能。

2.图2-2电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？

答：能。①、图2-2中是用热继电器FR作为过流保护装置，热继电器FR的发热

元件串在电动机的主回路中，而其触点则串在控制电路接触器线圈的回路中，当电动机过载时，热继电器的热元件就会发热，将其在控制电路内的动断触点断开，控制器线圈失电，触点断开，电动机停转；②、断器FU是该电路的短路保护元件，熔断器串于被保护的电路中，当电路发生短路或者严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，使导线和电气设备不致损坏；③、触器线圈KM1是该电路的欠压（失压）保护元件，在图所示的自动控制线路中，若电路暂停供电或电压降低，接触器线圈就失电，触点断开，电动机脱离电源而得到保护，过后当电源电压恢复时，不重新按启动按

钮，电动机就不会自动启动。

3.接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用？

答：接触器的联锁触点是继电器的殿后线圈使使常闭触点断开实现联锁，属于电

气联锁；而按钮的联锁触点则是利用按钮按下时使其常闭开关断开来实现联锁的，属于机械联锁。

4.在图2-4中，欲使电机反转，为什么要把手柄扳到“停止”使电动机M停转后，才能扳向“反转”使之反转，若直接扳至“反转”会造成什么后果？ 答：若直接扳至“反转”，电动机的工作状态相当于反接电源制动，制动期间电

枢电动势E和电源电动势是串联相加的，因此会产生较大的电枢电流，在串接的 限流电阻不够的情况下易产生过流。

5.试分析图2-4、2-5、2-6、2-7各有什么特点？并画出运行原理流程图。 答：图2-5采用KM接触器互锁，其运行的正常与否取决于接触器的反应速度与

先后顺序。图2-6采用按钮互锁其运行的正常与否取决于按钮的反应速度与先后顺序。图2-7采用按钮和接触器双重联锁正反转控制线路，其安全性与稳定性最高，避免因其中一种互锁失效而导致电源短路。

6．图2-5、2-6虽然也能实现电动机正反转直接控制，但容易产生什么故障，为什么？图2-7比图2-5和2-6有什么优点？

答：图2-5有下述缺点：若同时按下正向按钮和反向按钮，可是使KM1和KM2

接触器同时接通，造成电源短路事故；

图2-6有电气连锁保护的线路，当按下KM1按钮后，接触器KM1就动作，使

电动机正转，KM1除有一动合触电将其自锁外，另有意动断触点串联在接触器KM2线圈的控制回路内，它此时断开，因此，若在按下KM2按钮，接触器KM2不受KM1的动断触点连锁不能动作，这样就防止了电源短路的事故。但此线路尚存在下述缺点：反向时，必先按停止按钮，不能直接按反向按钮KM2，故操作不太方便。造成此缺点的原因在于按KM1时，不能断开正向接触器KM1的电路，因KM1的动断触点继续连锁保护。

图2-7采用复合按钮，此电路是一个较完整的正反转自动控制线路，可以解

决上述中的问题。

7.简单说明采用继电器、接触器控制电机正反转实验与采用PLC控制实验的优缺点。

答：继电器、接触器控制：优点是控制电器结构简单、价格便宜、应用广泛，能

够满足生产机械一般的生产要求；缺点是电器接线复杂，容易出错，所用到

的电器较多，对于操作人员的要求高。

PLC控制：优点是接线简单、操作方便、有监视和诊断功能，安全性高，易于实现自动化控制。缺点是价格昂贵，操作人员需具备较好的编程能力。 8.针对PLC与继电控制线路工作方式上的不同，如何避免在PLC扫描周期小于

接触器动作响应时间情况下出现正反转回路短路？

答：可以在PLC程序中添加延时程序，使正反转切换过程中被切断的接触器瞬时

动作，而接通的接触器要延时一段时间才动作，以保证系统工作的可靠性。

六、实验心得

通过本次实验，我掌握了电机电气技术实验装置的工作原理及操作方式。另外，在实验的过程中，需要连接较多电路，耗费较多的时间，因此在我们小组成员的合作过程中，首先对实验指导书进行了认真探讨，对整个实验过程进行了一定的优化操作，我们把类似的电路图集中在一起进行依次修改电路操作，避免了接线的繁琐程度。

通过实验，我也发现了用PLC实现三相异步电动机正反转控制比继电器—接触器控制具有显著的优越性。同时通过PLC编程也可以实现各种不同的要求。