电气控制实验讲义

发布 2023-12-22 13:27:22 阅读 5905

学生实验守则。

1. 学生做实验时,必须严格遵守学校的有关规定,服从指导教师和实验室工作人员的管理。

2. 实验前应做好预习,认真阅读指导书中的相关内容,并按要求写出预习报告。

3. 学生进入实验室应穿着整齐,不准赤膊、穿背心、拖鞋做实验。

4. 本实验室的部分实验项目需要使用电机,在做与电机有关的实验项目时不准戴围巾,并要把衣服的拉锁或纽扣扣好,女同学应戴工作帽(留长发的女同学应先将头发盘起再戴安全帽),以防发生安全事故。

5. 实验室内不准大声喧哗、相互打闹和吃东西。要注意保持实验室整洁,禁止随地吐痰和乱扔废弃物。

6. 实验室内禁止吸烟。

7. 每次连接或改接电路后,都要请指导教师进行检查,得到教师允许后方可接通电源。

8. 严格遵守操作规程,禁止带电拆改线路。

9. 实验进行中如发生意外事故,不要惊慌,应立即切断电源,注意保护现场,并请指导教师查明事故原因,妥善处理。

10. 实验过程中,与所作实验内容无关的仪器设备一律不准动用。

11. 因违反操作规程导致仪器设备损坏的当事人,须按学校有关规定负赔偿责任。

12. 实验结束后,应将台面上的导线、仪器设备等整理好之后再离开实验室。

13. 对于违反上述规定的学生,任何人都有权对其提出批评指正,如不听劝告,指导教师有权停止其实验,并报请学院有关部门进行处理。

运动控制实验室。

2024年3月。

绪论。随着科学技术的飞速发展,控制技术在各个领域中得到了越来越广泛的应用,小到单台自动化装置,大到装备全自动化生产线的工厂车间,都要靠控制系统的支持才能得以实现,而继电接触控制是自动控制系统中的重要组成部分,在工矿企业的控制设备中起着重要的作用。

在工厂电气设备中,常常需要用到控制电器,如接触器、继电器、主令控制器、按钮、开关、电阻器、熔断器等统称为电器,它们能对电能的产生和分配起到控制和保护作用。应用控制电器组成的自动控制系统,称为继电器—接触器控制系统。

控制电器的种类很多,按其工作电压的大小,以交流1000伏、直流1200伏为界,划分为高压电器与低压电器两大类。其中低压电器按其控制对象划分又可分为以下两大类:①自动控制系统用电器;②电力系统用电器。

继电器—接触器控制系统能够实现对电动机等被控对象的手动和自动控制,能够在一定范围内适应单机和一般自动生产线控制的需要,因而目前仍在自动化领域广泛使用。继电器—接触器控制系统的主要缺点是:由于其固定的控制线路连接造成了其使用功能的单一性,即一台控制装置只适用于某一固定控制程序的设备,一旦控制系统的工艺流程与控制要求有所变动,就需要重新进行配线,需要耗费较多的时间和人力、物力,因此不能满足比较复杂或者控制要求经常改变的系统需要。

科学技术的不断进步,工业自动化的飞速发展,给现代工业生产提出了更高的要求,为了适应生产工艺和流程经常变化的控制需要,工业自动化的发展迫切需要一种能够融合传统的继电器——接触器控制系统和先进的计算机控制系统各自的优点,主要用于开关量控制的自动控制装置。因此,在二十世纪六十年代末,伴随着电子技术和计算机技术的发展,诞生了可编程控制器(plc)。可编程控制器具有很强的逻辑控制功能,以其可靠性高、适应恶劣环境能力强、使用方便等特点,因而被广泛用于需要继电器—接触器控制的场合,并迅速占领了工业生产自动化领域。

运动控制实验-3》课程是《现代电气控制技术》课程的重要实践环节,通过实验课,学生可以验证与巩固课堂所学的理论知识,学习电气控制系统接线、操作的基本技能,提高动手能力,进行初步的工程设计训练,培养分析问题解决问题的能力,积累工作经验,为成为合格的工程技术人员打下良好的基础。

第一章现代电气控制技术实验装置简介。

第一节电器控制教学实验台。

在《现代电气控制技术》实验课程中,继电器—接触器控制的实验同《电机原理及拖动基础》实验课程使用同一个实验台,即:mcl—ⅱ型电机系统教学实验台,其总体外观结构如图1-1所示。

图中:1 —仪表屏,配置三相指针式交流电压表和电流表,另有报警指示灯和日光灯开关。

2 — 电源控制屏,通过调压器输出单相或三相连续可调的交流电源。

3 — 实验桌,内可放置各种组件及电机,桌面上放置测功机及导轨。

4 — 导轨及测功机、直流测速发电机总成。

5 — 被测电机,具有多种类型以及统一的安装尺寸,便于更换。

6 — 直流稳压电源模块,用于为直流并励电动机提供直流电源。

7 — 实验所需的仪表、可调电阻器、开关挂箱、功能模块等组件,这些组件可根据实验内容与要求任意搭配、组合。

8 — 测功机挂箱,用于读取测功机和测速发电机的显示数据。

下面对实验台的各部分结构以及实验中常用的部分模块的使用作一简要介绍。

一、 电源控制屏。

电源控制屏的面板如图1-2所示。图中:

1 — 电源钥匙开关,当钥匙开关转向“开”的位置,红色按钮上的指示灯点亮,表示电源控制屏接通电网,此时可以打开实验台上的各种仪表。

2 — 拨动开关,用于选择电源控制屏上的三相交流电压表所指示的电压类型,当开关拨向“电网电压”时,三相电压表指示为电网输入到主控制屏的三相电压值;当开关拨向“调压输出”时,电压表指示三相调压器输出的可变电压值。

3 — 主电源断开按钮开关,按下此开关,主电路接触器断开,可切断三相调压器的电源,此时该按钮的红色指示灯亮,主电源接通按钮的绿色指示灯灭,表明三相调压器的输出端u、v、w无电压输出。

4 —主电源接通按钮开关,按下此开关,主电路接触器闭合,该按钮上的绿色指示灯亮,主电路断开按钮上的红色指示灯灭,三相调压器可输出三相交流电压,打开直流稳压电源可输出直流电压。

5 — 三相调压器调压旋钮。三相调压器的容量为1.5kva,线电压0~430连续可调,为保证实验者的人身安全,电网进线与三相调压器之间接有变比为1:

1的隔离变压器(新型实验台同时接有漏电保护器)。三相调压器可调节单相或三相电压输出,当调压旋钮逆时针旋到底是输出电压为“0”,顺时针旋转调压旋钮可增大输出电压。

6 — 保险管座,内装3a保险管,用于短路保护。

7 — 三相调压器输出端u、v、w、n。

8 — 三相交流电压表,可指示实验台的输入电压和三相调压器输出电压,用拨动开关2进行切换。

二、 仪表屏

mel—ⅱ型电机系统教学实验台的仪表屏如图1-3所示。该仪表屏上有三个指针式交流电压表和三个指针式交流电流表,用于为交流电机实验提供所需仪表,仪表的量程可根据实验需要进行选择。除交流仪表外,在仪表屏上还设有报警指示灯、日光灯功能开关和一组三相调压器输出端子。

当日光灯功能开关拨到左边“照明”位置时,日光灯接入220v交流电源,作实验照明用;当开关拨向右边“实验”位置时,日光灯的四个接线端子引出,可做日光灯实验用。

三、 波形测试及开关板。

波形测试及开关板的结构如图1-4所示,分为上下两个部分,上部为波形测试部分,用于接入三相变压器电路,通过示波器观察变压器的电压和电流波形。下部为开关部分,分别设置一个单刀双掷拨动开关和两个三刀双掷拨动开关,用于实验过程中实现电路的通断控制或转换控制。在继电器——接触器实验中,可将三刀双掷开关用作控制系统的隔离刀开关。

四、 继电器——接触器挂箱(eel—10)

继电器——接触器挂箱(eel—10)如图1-5所示。

实验挂箱上共有三个交流接触器,,用于联接接触器的控制电路部分;另设置了三个按钮开关、一个热继电器和一个电子式时间继电器。

五、 实验台操作步骤。

1、 上电步骤。

1] 合上漏电保护器开关(无漏电保护器的实验台可略过此步)。

2] 把日光灯控制开关拨向“照明”位置,可以打开实验台上的日光灯。

3] 把总电源的钥匙开关打向“开”的位置,此时主电路断开按钮(红色按钮)上的指示灯点亮,控制屏上的所有单相电源插座有交流220v输出,同时控制屏上的仪表也可通过其电源开关上电。把“指示选择”开关拨向电网电压侧,则三只指针式电压表应有380v的电压指示。

4] 将三相调压器的调压旋钮左旋到底,按下“接通”按钮,可听到交流接触器的吸合声,“断开”按钮指示灯灭,“接通”按钮指示灯亮,实验台主电路接通。此时一方面可以通过调压器输出三相可变电压,另一方面可以通过直流电机励磁电源和直流稳压电源上的开关控制直流机电源上电。

5] 将“指示选择”开关拨向调压输出侧,顺时针调节三相调压器旋钮,则三只指针式电压表会有相同幅值的电压输出,用万用表测量,u、v、w相对于n将会有相电压输出。

6] 上电过程完成。

2、 断电步骤。

1] 按下红色的“断开”按钮,“断开”指示灯亮,将所有实验挂箱及仪表电源开关打向“off”处,并关闭日光灯。

2] 把钥匙开关打向“关”的位置。

3] 对于装有漏电保护自动开关的实验台,应将自动开关断开。

六、 实验台使用注意事项。

1、 严禁实验线路带电接线改线。

2、 仪表使用时要根据情况选择合适的量程,以免出现不必要的报警。

3、 当电路报警或换做实验时,三相调压器要从零开始调节。

4、 设备中若有保险丝烧坏,一定要用相同规格的保险管更换,不可用过大或过小的保险管更换。

5、 挂箱搬动要轻拿轻放,避免内部的插板松动。

6、 不要将已通电的电烙铁放在实验台或主控屏上,以免烧坏桌面和主控屏。

7、 接线时要使导线远离电机联轴器,以防电机旋转时将导线卷入联轴器。

第二节可编程控制器实验装置。

可编程控制器实验装置所用的设备是tvt-90c型可编程控制器训练装置,如图1-6所示,实验装置为开放台式结构,由实验屏和实验板箱组成。实验屏由plc主机、a/d模块、d/a模块、数字量调试单元板、模拟量指示调节单元板及铝合金框架等组成,十余种不同内容的模拟实验板可根据需要挂在实验板箱的滑道上,可与plc主机组合进行多种实验。实验装置中的plc主机为松下电工的fp1-c40型可编程控制器(其中有两台实验装置的主机使用fp0-c14扩展为40点)。

一、plc主机。

图1-7所示为松下fp1-c40型plc主机,其结构说明如下:

1、后备电池座;

2、工作方式选择开关:plc的方式选择开关可控制plc工作在以下三种状态:

运行模式(run): 该模式下plc只能运行存储器中的程序而不接受对程序的修改,当程序调试完成,可长期用于工业现场而不需改动程序时,可使用此模式;

编程模式(prog): 在该模式下,plc只能接受编程器或上位机对其程序进行修改,不能够运行程序,在编制程序时,可使用此模式;

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