电工电子实习-PLC实训报告

实 训 报 告

实训课程名称： 电工电子实习（实训）

系： 机电系 专业班级： 机制2010级01班 学生：姓名 XXX 学号 101010XXXXX 指导教师： XXX

实训日期： 2013年6月17～28日 成绩：____________________________________

2013年6月30日

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目录

1.引言

1.1 实训目的............................................1 1.2 实训设备............................................1 2.实训单元一：单片机应用

2.1项目一：4×4矩阵键盘扫描与数码管显示

2.1.1 工作原理..........................................2 2.1.2 硬件电路原理图....................................2 2.1.3 源程序............................................3 2.1.4 调试过程及结果分析................................3 2.2项目二：直流电机正反转控制

2.2.1 工作原理..........................................4 2.2.2 硬件电路原理图....................................5 2.2.3 源程序............................................5 2.2.4 调试过程及结果分析................................8 3.实训单元三：控制系统综合应用

3.1三相异步电动机正反转控制............................9 3.2PLC控制三相异步电动机变频调速.......................10 3.3步进电机单轴定位控制................................12 3.4交流伺服电机单轴定位控制............................13 3.5步进电机两轴联动控制................................17 3.6C轴（旋转工作台）控制...............................19 4.实训总结..............................................20

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1.引言 1.1 实训目的

本次实践教学对学生掌握基本的理论知识，运用基本知识，训练基本技能，增强实践能力，对达到机械培养目标的要求有着十分重要的意义和作用。实践经验是很重要的，使学生对电气元件及电工技术有一定的感性和理性认识，对电工技术等方面的专业知识做进一步的理解。而且实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的实践能力和创新精神具有特殊的作用。

电工学实习是电工学课程的重要实践性教学环节。其目的一方面是帮助学生理论联系实际，巩固和加深对所学基本理论的理解，提高学生分析问题和解决问题的能力；另一方面是使学生得到电工和电子实践技能的基本训练，树立工程实践观点和严谨的科学作风。同时，通过实习可使学生得到实际生产的一些知识和安装技能，基本掌握常见电器控制线路及其元件的工作原理，基本的电工技术知识及掌握电子线路的基本原理、基本方法。也可在实习过程中培养学生理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，培养学生团队合作的能力，共同努力，共同进步。

1.2实训设备

1.2.1个人计算机

联合仿真、调试，实现项目功能。 1.2.2 Proteus 7 profesional软件

硬件设计，采用Proteus软件设计并绘制硬件电路原理图。 1.2.3 Keil uVision4软件

软件设计，采用C51根据控制要求在Keil上设计应用程序。 1.2.4车床电气控制系统、HJD-4型机电一体化教学实验系统

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2.实训单元一：单片机应用

2.1项目一：4×4矩阵键盘扫描与数码管显示

在计算机控制系统中，除了与生产过程进行信息传递的过程输入输出设备以外，还有与操作人员进行信息交换的常规输入设备和输出设备。键盘是一种最常用的输入设备,它是一组按键的集合，从功能上可分为数字键和功能键两种，作用是输入数据与命令，查询和控制系统的工作状态，实现简单的人机对话。

键盘接口电路可分为编码键盘和非编码键盘两种类型。编码键盘采用硬件编码电路来实现键的编码，每按下一个键，键盘便能自动产生按键代码。编码键盘主要有BCD码键盘、ASCII码键盘等类型。非编码键盘仅提供按键的通或断状态, 按键代码的产生与识别由软件完成。

2.1.1 工作原理

矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4 个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

2.1.2 硬件电路原理图

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2.1.3 源程序

#include

char led_mod[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x58,0x5e,0x79,0x71}; char key_buf[] = {0xee,0xed,0xeb,0xe7, 0xde,0xdd,0xdb,0xd7, 0xbe,0xbd,0xbb,0xb7, 0x7e,0x7d,0x7b,0x77}; char getKey(void) {

char key_scan[] = {0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; char i = 0, j= 0;

for (i = 0; i < 4 ; i++) { P1= key_scan[i]; if (P1!= 0xff) { for (j= 0;j< 16;j++) { if (key_buf[j]==P1 ) return j; } } } return - 1; } void main (void) { char key = 0; P0 = 0x00; while(1) { key = getKey(); if (key!= - 1) P0=led_mod[key]; } }

2.1.4 调试过程及结果分析

将生成的“.hex”文件导入芯片中，点击“开始”按键进行仿真，再点击4*4按键，通过键盘输入，在数码管上显示相应的数值0~F，根据以上操作情况，此控制系统符合控制要求。

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2.2项目二：直流电机正反转控制

从图中可以看出，其形状类似于字母“H”，而作为负载的直流电机是像“桥”一样架在上面的，所以称之为“ H 桥驱动”。4个开关所在位置就称为“桥臂”。

从电路中看出，假设开关A、D接通，电机为正向转动，则开关B、C接通时，直流电机将反向转动。从而实现了电机的正反向驱动。借助这4个开关还可以产生电机的另外2个工作状态：

A） 刹车 —— 将B 、D开关（或A、C）接通，则电机惯性转动产生的电势将被短路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车”作用。

B） 惰行 —— 4个开关全部断开，则电机惯性所产生的电势将无法形成电路，从而也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将惯性转动较长时间。

以上只是从原理上描述了H桥驱动，而实际应用中很少用开关构成桥臂，通常使用晶体管，因为控制更为方便，速度寿命都长于有接点的开关（继电器）。

细分下来，晶体管有双极性和MOS管之分，而集成电路（例如L298）只是将

它们集成而已，其实质还是这两种晶体管，只是为了设计、使用方便、可靠而做成了一块电路。

2.2.1 工作原理

通过改变两对大功率PNP、NPN三极管的导通，控制流入直流动电机里的电流方向以实现直流电动机的正反转。工作时两对三极管一定为大功率三极管（否则三极管发热容易烧坏，也会导致电机转动缓慢、牵引力小等等），通过控制三极管的基极的高低电位使一对PNP或NPN导通即可控制电流的方向实现直流电机正反转。

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2.2.2 硬件电路原理图

2.2.3 源程序

#include

#define uchar unsigned char sbit k1=P0^3; sbit k2=P0^4;

uchar temp,flag,flak,tingzhi,gao,di,num; uchar count; void init() {

P3=0xff; P0=0xff;

TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; EA=1; ET0=1;

TMOD=0x01; TR0=1; }

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void delay(uchar z) {

uchar i,j;

for(i=z;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); }

void keyscan() { uchar y; if(P3!=0xff) { delay(5); if(P3!=0xff) { temp=P3; switch (temp) { case 0xfe : flag=1 ; P0=0xfe;break; case 0xfd : flag=2 ; P0=0xfd;break; case 0xfb : flag=3 ; P0=0xfb;break; case 0xf7 : flag=4; y=P0; P0=0xf7&y; delay(200); P0=y; num++; if (num==11) num=10; break; case 0xef : flag=5 ;y=P0; P0=0xef&y; delay(200); P0=y; num--; if (num==-1) num=0; break; } } } while(P3!=0xff); }

void biaoshi() {

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if(flag==1&&tingzhi==0) { flak=1; gao=5;di=5; num=5; tingzhi=1; }

if(flag==2&&tingzhi==0) { gao=5;di=5;num=5; flak=2; tingzhi=1; }

if(flag==3) { P1=0x00; gao=0; di=0; tingzhi=0; }

if(flag==4||flag==5) { switch (num) { case 1: gao=1; di=9; case 2: gao=2; di=8; case 3: gao=3; di=7; case 4: gao=4; di=6; case 5: gao=5; di=5; case 6: gao=6; di=4; case 7: gao=7; di=3; case 8: gao=8; di=2; case 9: gao=9; di=1; case 10:gao=10;di=0; } } }

void dianji() {

uchar k;

for(k=0;kbreak; break; break; break; break; break; break; break; break; break; 第 7 页

P1=0x02; if(flak==2) P1=0x01; delay(10) ; } for(k=0;kvoid main() {

init(); while(1) {

keyscan(); biaoshi(); dianji(); } }

2.2.4 调试过程及结果分析

1.输入并运行程序，监控程序运行状态，分析程序运行结果，在调试过程中

找出问题的所在，相应的修改程序。在编程过程中难免会有不足之处，因此通过调试、修改程序可以更好实现相应的功能。

2.程序符合控制要求后通过Proteus和Keil软件联合仿真，进行系统调试，直到满足实验控制要求。

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3.实训单元三：控制系统综合应用

3.1三相异步电动机正反转控制

图3-1-1 主控电路 图3-1-2 控制电路接线图

图-3-1-3 PLC程序

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3.2PLC控制三相异步电动机变频调速

图3-2-1 VFO变频器外部操作模式连线图

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图3-2-2 PLC程序

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3.3步进电机单轴定位控制

图3-3-1 控制系统原理图

图5-2 控制系统接线图

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图3-3-2 PLC程序

3.4交流伺服电机单轴定位控制

图3-4-1伺服驱动示意图

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图4-2接线图

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图3-4-3 PLC程序

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3.5步进电机两轴联动控制

图3-5-1 控制系统原理图

图3-5-2 控制系统接线图

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图3-5-3 PLC程序

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3.6C轴（旋转工作台）控制

图3-6-1 PLC控制接线图

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图3-6-1 PLC程序

4.实训总结

课程实践对于我们专业来说非常的重要，理论知识再丰富，要是没有实际的

操作经验也是不行的。所以这次实训让我对单片机理论知识有了更深刻的理解，同时也学会了学以致用的重要性和提高了自身的动手能力，深刻的体会到理论与实际结合的重要性。

虽然实训课题不算太难，但在实际操作过程当中也遇到了不少困难。通过遇到的困难也让我不断地去查找资料，不断地区询问同学，不断地去开动自己的脑子，从而也不断地超越自我，让自己的知识能够得到不断地完善。同时更重要的是在这一设计过程当中，让我懂得了在学习的道路上会遇到很多的阻碍，但关键的是能做到坚持不懈，不轻易放弃，最终达到自己想要的目标。

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