气动与PLC指导书

目 录

第一部分：气动系统动作演示和气动基础演示及控制实验

实验一、行程阀控制气缸连续往返气控回路??????????????? 2

实验二、气动基础实验及PLC控制原理实验??????????????? 3

第二部分：基本回路

A 压力控制回路 ????????????????????????? 9

B 方向控制回路 ????????????????????????? 12

C 速度控制回路 ????????????????????????? 17

D 常用气动回路 ????????????????????????? 27

第三部分：继电器控制部分

实验一 电车、汽车自动开门装置??????????????????? 31

实验二、鼓风炉加料装置??????????????????????? 32

实验三、气缸给进（快进→慢进→快退）系统????????????? 33

实验四、双缸动作回路???????????????????????? 34

第四部分：PLC控制部分

实验一、模拟钻床上占孔动作???????????????????? 36

实验二、雨伞试验机???????????????????????? 38

第五部分：气动实用系统实验

家具试验机的设计????????????????????????? 40

附录

实验报告内容??????????????????????????? 43

1

THPQD-1 气动与PLC实验指导书

第一部分：气动系统动作演示和气动基础演示及控制实验

实验一：行程阀控制气缸连续往返气控回路

一: 实验目的

认识气缸、气动阀，气泵及三大件实物和职能符号，了解其工作原理及各元件在系统中所起的作用。

二：实验气动元件： 序号 1 2 3 4 名称 手旋阀 杠杆式机械阀 气控二位五1通阀 双作用气缸 规格 数量 1 2 1 1 备注 三：实验气动回路图：

图1 气动回路图

四：实验步骤：

1、根据图1，把所需的气动元件有布局的卡在铝型材上，再用气管把它们连接在一起，组成回路。

2、仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件。调节三联件中间的减压阀，使压力为0.4MPa，由原理图可知，气缸首先应退回气缸最底部，调整机械阀3，使阀3处在动作状态位，此后手旋手动阀1，使之换位，气缸前进，到头后，调整机械阀4，使阀4也工作在动作状态位，这样气缸便可周而复始的动作

3、使手动阀1复位，气缸退回到最底部后，便停止工作。手动阀1手旋1次，气缸便往返一次。

五：思考题：

1、 为什么气缸能点动及连续运动？ 2、分析系统的工作原理。

2

实验二：气动基础实验及PLC控制原理实验

气压传动是通过压缩空气为工作介质进行能量与信号的传递。按系统工作需要，通过控制元件的调节，提供不同的压力、速度和方向给气缸。理解气压传动的基本工作原理，熟悉各类气动元件、气动基本回路及系统控制方式是学习本课程的主要内容。 本实验通过电控双气综合动作回路，了解压力控制、速度控制和方向控制的相关控制元件的作用，进一步熟悉气压传动的基本工作原理及气压系统的继电器控制和PLC控制原理。

一、实验目的：

了解气动工作原理，熟悉气动元件及其在系统中的作用，初步了解气动基本回路及PLC控制原理。

二、实验气动元件： 序号 1 2 3 4 5 6 名称 二位三通阀 减压阀 单电控二位五通阀 单电控二位三通阀 单向节流阀 双作用气缸 规格 旋钮式 带磁性开关 备注 1 1 2 1 1 2 三、实验气动系统图：

图2 双缸动作气动系统图

四、实验步骤及内容：

A、基本回路动作演示： （1）调压回路

打开放气阀，首先调节三联件的减压阀调节旋钮，得到一个压力值（即系统压力），然后调节系统中减压阀2的调节旋钮，系统的压力随之变化（但压力值比系统压力值低）。 （2）换向回路

打开放气阀，CT1得电，缸7前进，CT1失电，缸7后退。CT2得电，缸8前进，CT2失电，缸8后退。 （3）节流调速回路

3

打开放气阀，调节节流阀5的开度，缸8在退回时就有不同的速度。 (4) 差动快速回路

当只有CT1得电时，缸7正常前进，如果CT1和CT3都得电，缸7将快速前进。 继电器接线图如下：

5、双缸顺序动作回路

用不同的控制方式实现缸7和缸8的多种顺序动作控制。

a: 动作要求：缸7前进→缸8前进→缸7后退→缸8后退→停止。 b: 气缸动作控制位移—步骤图

C: 控制方式

+-Ⅰ:点动控制：CT1 CT2 缸7前进 ++

CT1 CT2 缸8前进

-+

CT1 CT2 缸7后退

-- CT1 CT2 缸8后退 实验步骤：

ⅰ: 打开旋钮式阀1，电磁铁均失电，松节流阀5. ⅱ: 认真仔细地按下图接好线：

注：此处用的是带自锁的按钮，学生可以试这用不自锁的按钮来完成此动作过程

ⅲ: 待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，

4

调节减压阀，使压力为0.4MPa后，打开手旋阀1，按下SB11，气缸7前进，按下SB12，气缸8前进，再按下SB11，气缸7后退，再按下SB12，气缸8后退。一次动作完成。 Ⅱ:PLC控制：

PLC外部接线图

实验步骤：

ⅰ: 打开旋钮式阀1，电磁铁均失电，松节流阀5.

ⅱ: 认真仔细地按图接好线，待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，用下载电缆把计算机和PLC连接在一起，将PLC状态开关拔向“STOP”端，然后在开启PLC电源开关。 把以下程序下载到PLC主机里：

ⅲ：检查好后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，打开手旋阀1，按下SB1，气缸便按“缸7前进→缸8前进→缸7后退→缸8后退→停止”动作一次， 6、双缸同步回路

a: 动作要求：缸7缸8前进→缸7缸8后退→停止。

5

按下主面板上的启动按钮，然后，按下SB2，CT1得电，压缩空气进入双作用气2的无杆腔，因为有单向节流阀的存在，双作用气缸前进的速度较快，当按下SB1后，气缸退回，此时减压阀起作用，调节减压阀的调节手柄，使压差发生变化，气缸退回的速度将变化，

11

B 方向控制回路

一、实验目的

1、了解常见的方向控制回路，各元件在回路中的作用。

2、了解换向回路的基本知识，能绘制气缸运动位移—步骤图。

二、实验要求

对下列各回路，选取几种，对每项实验完成实验报告内容。（见压力回路列举）

三、实验选用的方向控制回路图

1、手控二位三通阀控制单作用气缸换向回路

图7

2、电控二位三通阀控制单作用气缸换向回路

图8

3、气控二位三通阀控制单作用气缸换向回路

图9

4、双气控三位五通阀控制双作用气缸换向回路

图10

5、双电控三位五通阀中位可停控制双作用气缸换向回路

12

图11

6、手动控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路

图12

7、单电控控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路

图13

8、单电控二位五通阀控制双作用缸换向回路

图14

9、双电控二位五通阀控制双作用缸换向回路

图15

13

10、双气控二位五通阀控制双作用缸换向回路

图16

11、二个单电控二位三通阀控制双作用缸换向回路

图17

两个电磁阀必须同时动作

12、二个单气控二位三通阀控制双作用缸换向回路

图18

13、差动气缸的换向回路

图19

14、利用手动阀实现双作用气一次往返回路

14

图20

15、双缸顺序动作回路

图21

四、实验实例

例一、以手动控制单气控二位五通阀实现双作用气缸换向回路为例 操作过程：

1、根据系统回路图，把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，由图可知，气缸将首先退回，通过手旋旋钮式阀1，气路到二位五通阀2的控制端，使二位五通阀2换向，气缸则前进，复位阀1，气缸则退回。

例二、以利用手动阀实现双作用气一次往返回路为例 操作过程：

1、根据系统回路图，把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，由系统图可知，气缸将首先退回，通过手旋旋钮式阀1，使双气控二位五通阀2换位，气缸前进，此时必须将手旋阀1复位，否则将不能工作，当气缸运动到碰到机械阀3后，阀3换位，控制气使阀2换位，气缸退回到底停止运动，气缸一次往返结束。

例三、以双缸顺序动作回路为例 该回路可完成

1、 A进→B进→B退→A退；分循环与不循环 2、A进→A退→B进→B退；分循环与不循环 3、A进→B进→A退→B退；分循环与不循环 4、A进→B进→AB退；分循环与不循环 等实验

本实例 ⅰ：以A进→B进→B退→A退为例，控制方式采用继电器方式。

15

第三部分：继电器控制部分

一个气动系统的实现方式有多种，用继电器来控制实现气动回路的过程是最基本的一种方式，本实验部分例举了一些现实生活中的一些气动回路，学习用继电器来实现对它们的控制。

实验一 电车、汽车自动开门装置

实验回路图如下：

图61

当气缸3退回时，关门，气缸3前进时，开门 电磁铁动作顺序如下： CT1– 气源关 CT1+ CT2– 关门 CT1+ CT2+ 开门

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实验操作过程：

1、根据回路图，选择所需的气动元件，将它们有布局的卡在铝型材上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、按下图，把电气连线接好：

3、仔细检查后，按下启动按钮，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，当按下SB2后，CT1、KZ2、KZ1得电，同时相应的触点也动作，电磁阀1动作，由系统图可知，气缸首先退回（关门），当按下SB3后，CT2、KZ3得电，系统变成差动前进（开门），当再次按下SB2后，KZ2的常闭触点断开，SB3回路断电，CT2复位，气缸退回（关门），这样就周而复始的开关门啦。当按下SB1后，气源关。 思考题

1、此系统用PLC可以实现吗？如何编程？

实验二、鼓风炉加料装置

实验回路图如下：

图62

电磁铁动作顺序如下：

CT1– CT2– 缸5、6退回到底，上下门关 CT1+ 缸5开门 CT1– 缸5关门 CT2+ 缸6开门

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CT2– 缸6关门 实验操作过程：

1、根据回路图，选择所需的气动元件，将它们有布局的卡在铝型材上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、按下图，把电气连线接好：

3、仔细检查后，按下主面板上的启动按钮，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，当按下SB2后，CT1、KZ1得电，同时相应的触点也动作，气缸5前进（模拟上加料门打开），当按下SB4后，气缸6前进（模拟下加料门打开）。当需要关任何一个加料门时，只需相应的按下SB1或SB3即可。

思考题

1、此系统用PLC可以实现吗？如何编程？

实验三、气缸给进（快进→慢进→快退）系统

实验回路图如下：

图63

电磁铁动作顺序如下： CT1+ CT2+ 气缸快速前进 CT1+ CT2– 气缸慢速前进 CT1– CT2– 气缸快退 实验操作过程

1、根据原理图，选择所需的气动元件，将它们有布局的卡在铝型材上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

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2、按下图，把电气连线接好：

3、仔细检查后，按下主面板上的启动按钮，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，当按下SB2后，CT1、CT2、KZ1得电，同时相应的触点也动作，气缸4快速前进，当碰到磁性开头A后，A触发，CT2失电，气缸的回气经单向节流阀2回气，阻力加大，气缸慢进。当按下SB1后，CT1、CT2、KZ1均失电，相应的阀均复位，气缸经单向节流阀快退。

思考题

1、此系统用PLC可以实现吗？如何编程？

实验四、双缸动作回路

实验回路图如下：

图64

该系统可以完成多种动作要求，本实验例举以下几个动作要求： A进→A退→B进→B退

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A进→B进→A退→B退 循环动作

A进→B进→B退→A退 循环动作

实验操作过程

1、根据回路图，选择所需的气动元件，将它们有布局的卡在铝型材上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、按上图，任先一种，把电气连线接好

3、仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa

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后，由系统图可知，两只气缸首先将被压回气缸初始位置，然后按不同的运动方式，按下或复位不同的按钮，这里以“A进→A退→B进→B退”为例，使双气控二位五阀2换位，气缸前进，此时必须把手动阀复位，当气缸运动到碰到机械阀3后，阀3换位，阀2换位，气缸退回，到底后气缸停止运动。气缸一次往返结束。

思考题

1、此系统用PLC可以实现多种控制要求吗？如何编程？

第四部分：PLC控制部分

PLC做为一种自动化控制，它实现功能简单、明了，是一门重要的技术，用它来控制气动回路，也是工业上必不可少的知识。

实验一 模拟钻床上占孔动作

实验回路图如下：

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图65

动作过程如下：

工件夹紧后，占头下占，占好后，占头退回，松开工件 电磁铁动作如下：

CT1+ 工件夹紧，当磁性开关A发迅后 CT2+ 占头下占，当磁性开关C发迅后 CT2– 占头退回，当磁性开头D发迅后 CT1– 松开工件，等待下一个工件的加工 实验操作过程：

PLC外部接线图如下：

1、根据系统回路图，把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，用下载电缆把计算机和PLC连接在一起，将PLC状态开关拔向“STOP”端，然后在开启PLC电源开关。 把以下程序下载到PLC主机里：

37

3、待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，按下SB1后，气缸5前进，夹紧，到头后，磁性开关A发迅，，缸6前进，占孔，到头后，磁性开关C发迅，缸6退回，点头退回，到头后，磁性开关D发迅，缸5退回，松开工件。并等待下一个工件的加工。

思考题

1、此系统用PLC可以实现循环动作吗？如何编程？

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实验二 雨伞试验机

实验回路图如下：

图66

动作过程如下：

缸4后退，关伞；缸3前进，开伞；缸4前进，撑伞。 电磁铁动作如下：

CT1+ 关伞，到底后，磁性开关A发迅 CT2+ CT1– 开伞，延时0.5S

CT2– 撑伞 实验操作过程：

PLC外部接线图如下：

1、根据系统回路图，把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，用下载电缆把计算机和PLC连接在一起，将PLC状态开关拔向“STOP”端，然后在开启PLC电源开关。 把以下程序下载到PLC主机里：

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3、待老师检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，按下SB1后，气缸便按程序里的时间顺序工作，当到了计数值后，自动停止，中途按下CB2，气缸复位后，停止。

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第五部分：气动实用系统实验

以家具试验机为例，按试验规范测试要求，自行设计试验机的模拟气动系统（动作、功能符合试验规范），确定气动系统后，选元件，接气管组成模拟气动装置。按测试要求，完成PLC编程，进行试验机动作调试。 家具试验机以靠椅为例，

1、按国标GB10357.3—89规定，家具椅座、靠背耐久性及静荷试验，包括：（1）座面静荷试验（2）椅背静荷试验（3）座面椅背联合耐久性试验。下图所示为椅背载荷试验，如需进行座面静荷试验时，座面上75Kg的法码应改为一加载气缸，调压力使F?p?D2同样加载靠背的气缸F?p?D24为75Kg,

4。

测试方法为用气缸通过加载垫，以规定的力对座面和椅背的规定加载位施力加载，对静荷试验加力十次，每次10秒，对联合耐久性试验要反复加载到规定次数，加载速率为每分钟不超过40次，联合试验时，座面加载气缸压下，椅背加载一次，退回，座面加载缸退回，此为一个循环。

试验所需元件为气泵、三联件、减压阀、电磁换向阀、PLC等。

实验回路图如下：

图67

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实验操作过程：

PLC外部接线图如下：

1、根据系统回路图，把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，再用气管将它们连接在一起，组成回路。

2、待老师检查后，按下主面板上的启动按钮，用下载电缆把计算机和PLC连接在一起，将PLC状态开关拔向“STOP”端，然后在开启PLC电源开关。 把以下程序下载到PLC主机里：

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3、待老师检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，按下SB1后，气缸便按程序顺序工作，当到了计数值后，自动停止，中途按下CB2，气缸复位后，停止。

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附录

实验报告内容

一 动作要求

二 本回路采用的气动元件

三 气动回路图

四 气缸动作控制位移—步骤图

五 控制方式

六 实验步骤

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/50vx.html