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机电控制与PLC实验

发布者:admin 浏览次数:3393 发布日期:2010/11/16 10:44:06

机电控制与PLC实验

课程编码:

3073009137

课程名称:

机电控制与PLC实验

总学分:

0.5

学时:

20

课程英文名称:

Experiment of Electromechanical Control and PLC

先修课程:

电子技术、自动控制原理

适用专业:

机械电子工程

一、课程性质和任务

机电控制与PLC实验是机械电子工程专业必修的专业课。该门课程在机电传动控制、工程测试与信息处理、机电一体化技术等课的理论指导下,学生在实验中巩固并验证相关课程的理论知识。通过本课程的学习,培养学生能合理的选用测试装置并初步掌握静、动态测量和常用工程试验所需的基本知识和技能,能利用PLC设计一定的控制程序,使学生初步具备机电一体化系统的开发和应用能力。

二、教学目标及要求

1.掌握信号的时域和频域的描述方法,建立的信号频谱结构的概念;掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法,掌握数字信号分析中的一些基本概念。

2.掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试条件,并能正确地运用于测试装置的分析和选择。

3.理解常用传感器、常用信号调理电路的工作原理和性能,并能较合理地选用。

4.对动态测试工作的基本问题有一完整的概念,了解常见工程量的测试方法和系统组成。

5.增进学生对电机及电力传动控制装置的工作原理和特性的了解。学会正确使用常用的电器设备、电工仪表等,并能对实验记录和数据进行分析处理。

6.掌握电机,电器,晶闸管等的工作原理,特性,应用和选用的方法。

7.掌握机电一体化系统的基本理论和方法,包括机械系统、接口设计、检测系统、伺服系统、控制系统、总体设计等有一个较完整的概念,初步具备机电一体化系统的开发和应用能力。

三、实验内容与学时分配

项目

名称

实验目的与内容

学时

实验

性质

主要仪器

设备

1

周期信号波形的合成和分解

目的:掌握信号的合成、分解原理,理解傅立

叶变换的基本思想和信号频谱的含义

内容:观察和分析由多个频率、幅值和相位成

一定关系的正弦波叠加的合成波形;观

察和分析频率、幅值相同,相位角不同

的正弦波叠加的合成波形

2

基础

必修

DRVI快速可重组虚拟仪器平台

2

典型信号频谱分析

目的;掌握典型信号的波形和频谱特征

内容:作出正弦波、方波、三角波等波形的时

域和幅值谱特性图形,并掌握各信号频

谱的特点

2

基础

选修

DRVI快速可重组虚拟仪器平台

3

力传感器标定及称重

目的:掌握电阻应变计的工作原理和力传感器

的标定

内容:对力传感器进行标定,并进行物体称重

2

基础

必修

DRVI快速可重组虚拟仪器平台

4

光电传感器的转速测量

目的;掌握光电传感器测量的原理和方法

内容:建立转速测量系统,掌握用光电传感器

测量电机转速的方法,并整理出测量结

2

综合

必修

DRVI快速可重组虚拟仪器平台

5

环行输送线

目的:了解自动生产线上常用传感器的检测原

理和应用方法

内容:用红外反射式传感器检测物体;用电涡

流接近开关检测金属物体;用红外对射式

传感器测量输送线运行速度;用色差传感

器识别物体表面颜色

2

综合

必修

DRVI快速可重组虚拟仪器平台

6

传感器的工作原理和应用

目的:学习和理解各种传感器的原理和应用

内容:掌握电阻应变式、电感式、电容式、压

电式、光纤式等传感器的结构、工作原

理、测量电路和应用

2

综合

选修

CSY传感器系统实验仪

7

与、或、非基本逻辑处理

目的:熟悉和掌握常用基本指令的使用方法;

学会PLC2型实验台的使用方法。

内容:熟悉与、或、非等基本指令的使用方法;

熟悉各种组合电路的编程方法。

2

基础

必修

PLC2型可编程控制器实验台,PC机,编程电缆,连接导线

8

运输线的PLC自动控制

目的:掌握自动运输线的控制原理;掌握常用

基本指令的使用方法;学会自己设计和编

PLC程序

内容:掌握PLC定时器的使用方法;掌握两台

电机的互锁控制

2

设计

必修

PLC2型可编程控制器实验台,PLCDEMO007电机的PLC自动控制演示板,PC机,编程电缆,连接导线

9

晶闸管可控整流电路

目的:学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法;熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及调试方法;熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。

内容:单结晶体管的简易测试;晶闸管的简易测试;晶闸管导通,关断条件测试;晶闸管可控整流电路

2

基础

必修

+5V+12V直流电源;可调工频电源万用电表;双踪示波器;交流毫伏表;直流电压表;晶闸管;单结晶体管;二极管;稳压管;灯炮

10

PLC的应用

目的:熟悉掌握PLC的硬件结构和编程方法

内容:用PLC实现电动机正反转控制;用PLC实现电动机Y—△自动换接起动控制

2

设计

选修

PLC2型可编程控制器实验台,PLCDEMO007电机的PLC自动控制演示板,PC机,编程电缆,连接导线

11

传感器与检测系统

目的:了解各种传感器的工作原理和检测方法。

内容:了解机械传动的全过程;了解送料、加盖、穿销等生产、装配过程;各种传感器的功能和在生产环节上的作用

2

基础

必修

Me93399型机电一体化柔性系统

12

升降梯与立体叠层仓库

目的:了解升降梯与立体叠层仓库的工作原理。

内容:升降梯的机械传动原理;步进电机的驱动与控制;立体叠层仓库的直流减速驱动过程;认识光栅尺和光栅显示器

2

综合

选修

Me93399型机电一体化柔性系统

13

步进电机单轴定位控制

目的:学习和掌握步进电机及驱动器的操作和

使用方法。

内容:了解步进电机的频率和特性;对步进电机进行单轴定位控制。

2

设计

选修

HJD-4型机电一体化系统

四、教学方式及考核办法

教学方式:讲授与指导相结合开展实验指导。课堂实验中讲授实验原理和指导操作要点,并加强学生动手能力的培养,课后进行复习小结。

考核办法:根据实验报告质量并结合实验中的动手能力评定成绩,其成绩占该课程总成绩的10%,或在结业考试试卷中按比例加入部分实验试题。

五、主要参考文献

[1] 熊诗波,黄长艺.机械工程测试技术基础(第3版).北京:机械工业出版社,2006.

[2] 黄长艺,严普强.机械工程测试技术基础.北京:机械工业出版社,2000.

[3] 黄长艺,卢文祥,熊诗波.机械工程测量与试验技术.北京:机械工业出版社,2000.

[4] 贾民平,张洪亭,周剑英.测试技术.北京:高等教育出版社,2001.

[5] 刘经燕.测试技术及应用.广州:华南理工大学出版社,2001.

[6] 曾光奇,胡均安.工程测试技术基础.武汉:华中科技大学出版社,2002.

[7] 陈花珍.机械工程测试技术.北京:机械工业出版社,2002.

[8] 邓星钟主编.机电传动控制(第四版).武汉:华中科技大学出版社,2007.

[9] 电力电子变流技术.赵可斌,陈国雄编.上海交通大学出版社,1993.

[10]电力拖动自动控制系统.陈伯时主编.机械工业出版社,1992.

[11]朱思洪. 机电一体化技术. 中国农业出版社,2004.

[12]黄筱调,赵松年.机电一体化技术基础及应用.北京:机械工业出版社,1999.

[13]李正吾.机电一体化技术及其应用.北京:机械工业出版社,1999.

[14]赵松年.机电一体化机械系统设计.上海:同济大学出版社,1999.

[15]胡泓,姚伯威.机电一体化原理及应用.北京:国防工业出版社,1999.

[16]刘政华,何将三.机械电子学.长沙:国防科技大学出版社,1999.

[17]张建民.机电一体化系统设计.北京:高等教育出版社,2001.

[18]刘杰,赵春雨,宋伟刚等.机电一体化技术基础与产品设计.北京:冶金出版社,2003.

[19] www.gongkong.tv

[20] http://202.114.11.1/wellcourse/csjs/index.html

[21] ni.com/china/lab view

撰稿人:梁秀英

                                                    审稿人:高 

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