实训一 三相异步电动机接触器点动控制 实训一 三相异步电动机接触器点动控制
一、训练目的
1．通过观察实物，熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。
2．通过实践，掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。 3．掌握使用万用表检查电路的方法。 代号 名称
型号、规格 数量 备注
QS 低压断路器 DZ108-20/10-F 1个 FU1 螺旋式保险丝 RL1-15/3A 3个 FU2 直插式保险丝 RT14-20 2个 KM 交流接触器 LC1-D0610Q5N 1个 SB 按钮开关 LAY16 黑色 1个 按钮开关盒
2位
1个 M 三相鼠笼式异步电动机 WDJ26（380V/△） 1台
XT
端子排
JF5-2.5
10位
三、电气原理
点动控制电路中，电动机的启动、停止，是通过手动按下或松开按钮来实现的，电动机的运行时间较短，无需过载保护装置。控制电路如图2-1所示，合上电源开关QS ，只要按下点动按钮SB ，使接触器KM 线圈得电吸合，KM 主触点闭合，电动机即可起动；当手松开按钮SB 时，KM 线圈失电，而使其主触点分开，切断电动机M 的电源，电动机即停止转动。
PE 为电动机保护接地线。 四、安装与接线
点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。 图2-3为点动控制的电气接线图。
具体实施安装时，原理图、位置图、接线图应一并使用，相互参照。在通电试车前，应仔细检查各线端连接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路
是否短路或开路（按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻）、主电路有无开路或短路等。
图1-2
图1-1 点动控制电气原理图
图1-3 点动控制电路接线图
实训二三相异步电机接触器自锁控制线路在点动控制的电路中，要使电动机转动，就必须用手按住按钮不放，这不适合电动机长时间连续运行的控制场合，而必需具有接触器自锁的控制电路。
代号名称型号规格数量备注QS 低压断路器DZ108-20/10-F 1
FU1 螺旋式熔断器RL1-15 配熔体3A 3
FU2 直插式保险丝RT14-20 配熔体2A 2
KM 交流接触器LC1-D0610Q5N 线圈电压AC380V 1
FR
热继电器LR2-D1305N 整定范围0.63-1A 1
整定值
0.63A 热继电器座LA7-D1064 1
SB1 按钮开关LAY16 红色 1 SB2 按钮开关LAY16 绿色 1 按钮开关盒2位 1 XT 接线端子排JF5-2.5 AC660V25A 10位
M 三相鼠笼式异
步电动机
380V（△） 1
二、训练目的
1．通过实践训练，熟悉热继电器
的结构、原理和使用方法。
2．通过实践训练，掌握具有过载
保护的接触器自锁电路安装接线
与检测。
3．进一步熟练万用表的使用。
三、电气原理
因电动机是连续工作，必须
加装热继电器以实现过载保护，
具有过载保护的自锁控制电路的
电气原理如图2-1所示，它与点
动控制电路的不同之处在于控制
电路中增加了一个停止按钮SB1，
在启动按钮的两端并联了一对接
触器的常开触头，增加了过载保护装置（热继电器FR）。
电路的工作过程：
按下启动按钮SB2→接触器KM线圈通电→KM（3-4）闭合自锁，同时KM主触头闭合，电动机M起动运行。
按下停止按钮SB1→KM线圈失电→KM（3-4）恢复断开，同时KM主触头也断开
图2-1 自锁控制电气原理图
→电动机停车。
1．欠电压保护
“欠电压”是指电路电压低于电动机应加的额定电压。欠电压严重时会损坏电动机，在该控制电路中，当三相电源电压降低到85%额定电压以下时，接触器线圈磁通减弱，电磁吸力克服不了反作用弹簧的压力，动铁芯会释放，从而使接触器KM 的主触头分开，自动切断主电路。
2．失电压保护
当生产设备运行时，由于某种原因引起电源断电，而使生产机械停转。当故障排除后，恢复供电时，如果电动机重新起动，很可能引起设备与人身事故的发生。采用具有接触器自锁的控制电路，当电路失电时，KM已断电释放，即使电源恢复供电，由于接触器线圈不能通电吸合，电动机也不会自行起动，只有再次按启动按钮，电动机才可以起动。这种保护称为失电压保护或零电压保护。
3．过载保护
具有自锁的控制电路虽然有短路、欠电压和失电压保护的作用，但实际使用中还不够完善。因为电动机在运行过程中，若长期负载过大或操作频繁，或三相电路缺相运行等原因，都可能使电动机的电流超过它的额定值，这将会引起电动机绕组过热，损坏电动机绝缘，因此，通常由三相热继电器来完成过载保护。
四、线路安装
按图2-2布置的位置装好元器件，再按图3-3连好
接线。将电动机连接好。将L1、L2、L3分别插进电源
控制屏的L1、L2、L3插座。
图2-3 自锁控制电路接线图
图 2-2
实训三三相异步电动机的多地控制
二、电路图
图3－1
该线路图中，SB11和SB12为甲地的起动和停止按钮；SB21和SB22为乙地的起动和停止按钮。它们可以分别在两个不同地点上，控制接触器KM的接通和断开，进而实现两地控制同一电动机起、停的目的。
三、安装与接线
布置与接线可参考图3－2，操作者应画出实际接线图。安装与接线应符合第二章的要求。
图3－2
四、检测与调试
经检查接线无误后，接通交流电源并进行操作，若操作中出现不正常故障，则
应自行分析加以排除。
实训四接触器联锁的三相异步电动机正反转控制线路
二、电气原理
图4-1
图4-1控制线路的动作过程是：
（1）正转控制合上电源开关QS，按正转起动按钮SB2，正转控制回路接通，KM1的线圈通电动作，其常开触头闭合自锁、常闭触头断开使KM2线圈不能通电（实现互锁），同时主触头闭合，主电路按U1、V1、W1相序接通，电动机正转。
（2）反转控制要使电动机改变转向（即由正转变为反转）时,应先按下停止按钮SB1，使正转控制电路断开,电动机停转，然后才能使电动机反转，为什么要这样操作呢？因为反转控制回路中串联了正转接触器KM1的常闭触头，当KM1通电工作时，它是断开的，若这时直接按反转按钮SB3，反转接触器KM2线圈是无法通电吸合，电动机也就得不到电源，故电动机仍然处在正转状态，不会反转。
三、安装接线
正反转控制电路的接线较为复杂，特别是当按钮使用较多时。在电路中，两处主触头的接线必须保证相序相反；联锁触头必须保证常闭互串；按钮的接线必须正确、可靠、合理。
图4-2
按布置图的位置，在网孔板上安装QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3及XT等器件。
接线图4-2所示，接动力线时用黑色线，控制电路用红色线，原理图、位置图、接线图应一并使用，相互参照。在通电试车前，应仔细检查各接线端连接是否正确、可靠。
图4-3
四、检查与调试
仔细确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，电机应正转（电机为顺时针转，若不符合转向要求，可停机，换接电机定子绕组任意两个接线即可）。如要电机反转，应先按SB1，使电机停转，然后再按SB3，则电机反转。若不能正常工作，则应分析并排除故障，使线路能正常工作。
二、电气原理
图5-1
如图5-1所示，该控制电路的特点是当需要改变电动机的转向时，只要直接按反转按钮就可以了，不必先按停止按钮。这是因为如果电动机已按正转方向运转时，线圈是通电的，这时按下按钮SB3，按钮串在KM1线圈回路中的常闭触头首先断开，将KM1线圈回路断开，相当于按下停止按钮SB1的作用，使电动机停转，随后SB3的常开触头闭合，接通线圈KM1的回路，使电源相序相反，电动机即反向旋转。同样，当电动机已作反向旋转时，若按下SB2，电动机就先停转后正转。该线路是利用按钮动作时，常闭先断开、常开后闭合的特点来保证KM1与KM2不会同时通电，由此来实现电动机正反转的联锁控制。所以SB2和SB3的常闭触头也称为联锁触头。
三、安装与接线
图5-2
按布置图器件的位置(参看图5-2)，在网孔板上分别装上QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3及XT等器件。图5-2中，各端子的编号法有两种：1）用器件的实际编号，例：KM1的1、3、5、13、A1；FR的95等。2）用器件端子的人为编号，例FU的1、3、5等。一般器件的端子已有实际编号应优先采用，因为编号本身就表示了元件的结构。例KM1的1与2、3与4代表常开主触头；SB的○1与○2表示常闭触头，○3与○4代表常开触头……。
四、检测与调试
确认接线正确后，接通交流电源，按下SB2，电机应正转；按下SB3，电机应反转；按下SB1，电机应停转。若不能正常工作，则应分析并排除故障。
二、电气原理
图6-1
该控制线路集中了按钮联锁和接触器联锁的优点，故具有操作方便和安全可靠等优点，为电力拖动设备中所常用。
三、安装接线
图6-2
按布置图器件的位置(参看图6-2)，在网孔板上分别装上QS、FU1、FU2、KM1、KM2、FR、SB1、SB2、SB3、XT等器件。图6-2为中断线表示的单元接线图，每个器件端子处接的线号及端子之间的连接图上已明确表示出来了，对接线和查线带来很大方便。安装与接线应符合要求。
实训七三相异步电动机定子串电阻降压启动手动控制线路
SB1 按钮开关LAY16 1 红色
SB2、按钮开关LAY16 1 绿色
按钮开关盒3位 1
XT 接线端子排JF5-2.5 15位AC660V25A M 三相鼠笼异步电动机U380V（Y）I N0.53AP N160W 1 WD22厂编
R 电阻箱WD-14 3 90Ω1.3A 二、电气原理
在电动机起动过程中，常在三相定子电路中串接电阻（或电抗）来降低定子绕组上的电压，使电动机在降低了的电压下起动，以达到限制起动电流的目的。一旦电动机转速接近额定值时，切除串联电阻（或电抗），使电动机进入全电压正常运行。这种线路的设计思想，通常都是采用时间原则按时切除起动时串入的电阻（或电抗）以完成起动过程。在具体线路中可采用人工手动控制
或时间继电器自动控制
来加以实现。
图7-1定子串电阻降压
起动控制线路
图7-1是定子串电阻
降压起动控制线路。电
动机起动时在三相定子电路中串接电阻，使电动机定子绕组电压降低，起动后再将电阻短路，电动机仍然在正常电压下运行。这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型机床中也有应用。机床中也常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电
流。
图7-1（A）控制线路的工作过程如下：
按SB2 KM1得电（电动机串电阻启动）--KT 得电（延时）后-- KM2得电（短接电阻，电动机正常运行）
按SB1，KM2断电，其主触点断开，电动机停车。
三、接线
按图形要求接线。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，若操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
ST3PA-B时段设定
如图7-2所示为设定时段用的窗口，它在时间设定旋钮的右下角。数字表示的是时段设定用的拨动开关有4个位置。用力拔下旋钮，拆下时间设定标志片，就可露出时段设定用的拨动开关，用指甲拨动开关使之符合该时间继电器外壳上时段设定标识上所指定的位置，就可设定该标识上所注明的1个控制时段。注意在装回旋钮和时间设定标志片时，时间设定标志片的时段要和你所选择的时段一致。厂家为使用方便预制了与时段设定同数量的时间设定标志片，请注意选择安装位置。
图7-2 时段设定用拨动开关所在窗口
实训八三相异步电动机定子串电阻降压启动自动控制线路
代号名称型号数量备注
QS 低压断路器DZ108-20/10-F 1 脱扣器整定电流
0．63-1A FU1 螺旋式熔断器RL1-15 3 装熔芯3A
FU2 直插式熔断器RT14-20 2 装熔芯2A
KM1、KM2 交流接触器LC1-D0610Q5N 2 线圈AC380V 辅助触头LA1-DN11 2
FR
热继电器LR2-D1305N/0.63-1A 1
热继电器座LA7-D1064 1 整定电流0.63A
SB2 SB1 按钮开关LAY16一常开一常闭自动
复位
1 绿色
红色
KT 通电延时时间继电器ST3PA-B 1 AC380V 继电器方座PF-08A 1
按钮开关盒3位 1 XT 接线端子排JF5-2.5 15位AC660V25A M 三相鼠笼异步电动机U380V（Y）I N0.53AP N160W 1 WD22厂编R 电阻箱WD-14 3 90Ω1.3A 二、电气原理
在电动机起动
过程中，常在三相定
子电路中串接电阻
（或电抗）来降低定
子绕组上的电压，使电动机在降低了的电压下起动，以达到限制起动电流的目的。一旦电动
机转速接近额定值时，切除串联电阻（或电抗），使电动机进入全电压正常运行。这种线路
的设计思想，通常都是采用时间原则按时切除起动时串入的电阻（或电抗）以完成起动过程。在具体线路中也可采用时间继电器自动控制来加以实现。
图8-1定子串电阻降压起动控制线路
图8-1是定子串电阻降压起动控制线路。电动机起动时在三相定子电路中串接电阻，使
电动机定子绕组电压降低，起动后再将电阻短路，电动机仍然在正常电压下运行。这种起动
方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型机床中也有应用。机床中也常用这种串接电阻的方法限制点动调整时的起动电流。
图8-1（B）控制线路的工作过程如下：
按SB2 KM1得电（电动机串电阻启动）--KT 得电（延时）后-- KM2得电（短接电阻，电动机正常运行），只要KM2得电就能使电动机正常运行。但线路图(A)在电动机起动后KM1
与KT一直得电动作，这是不必要的。线路图(B)就解决了这个问题，接触器KM2得电后，其
动断触点将KM1及KT断电，KM2自锁。这样，在电动机起动后，只要KM2得电，电动机便
能正常运行。
按SB1，KM2断电，其主触点断开，电动机停车。
三、接线
按图形要求接线。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，若操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
实训九星形/三角形起动控制
SB2 按钮开关LAY16 绿色 1 按钮开关盒2位 1
KT 通电延时时间继
电器
ST3PA-B/AC380V
(0～60s)
1 继电器方座PF-083A 1
XT 接线端子排JF5-2.5 AC660V25A 10位
M 三相鼠笼式异步
电动机
WDJ26 U N380V（△） 1
二、电气原理
星形/三角形起动控制电气原理如图9-1所示。星形/三角形起动是指：将正常
工作接法为三角形的电动机，在刚开始起动时采用星形接法，此时起动电流降为原
来的1/3，起动转矩也降为原来的1/3。经过自动延时一段时间后，再改成正常的三
角形接法，使电动机正常运行。
图9-1 星形/三角形起动原理图
Y→Δ自动换接过程：
—→KM1（2-3）闭合自锁
按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合，为M的起动做准备
→KM3线圈得电→KM3主触头闭合→M作星形降压起动
→KT线圈得电→KT（4-5）延时断开→KM3线圈失电
→KM3主触头断开→电动机暂时失电→
KM3（3-6）恢复闭合
→KT（6-7）延时闭合—→KM2线圈得电、主触头闭合→电动机三角形运行
→KM2（3-4）断开，与KM3互锁
→KM2(6-7)闭合自锁
停车过程：按SB1→KM1、KM2失电释放，电动机停转。
三、安装与接线
按图9-2布置，再按图9-3和图9-4接线，其中图9-3
仅画出接线号（没有画出连接线），图9-4是用中断线表示
的单元接线图。
图 9-2
图9-3
图9-4
四、检查与调试
确认接线正确后，可接通交流电源，合上开关QS，按下SB2，控制线路将自动完成Y→Δ换接启动过程，若操作中发现有不正常现象，应断开电源分析排故后重新操作。
实训十三相异步电动机反接制动控制线路
一、实训所需电气元件明细表：
二、电气原理
图10－1
反接制动控制线路如图10-1所示。该线路的主电路和正反转控制线路的主电路相同，线路中KM1为正转运行接触器，KM2为反接制动接触器，SR为速度继电器，其轴与电动机轴相连（图中用虚线表示）。
工作原理：先合上电源开关QS，然后进行单相起动和反接制动。
（1）单向起动。按下SB1→KM1线圈得电→KM1主触点闭合、KM1自锁触点闭合自锁、KM1联锁触点分断对KM2联锁→电动机M起动运转→至电动机转速上升到一定值（100r/min左右）时→SR常开触点闭合为制动做准备；
（2）反接制动。按下复合按钮SB2→SB2常闭触点先分断、SB2常开触点后闭合→KM1线圈失电→KM1主触点分断、M暂时失电，KM1自锁触点分断解除自锁，KM1联锁触点闭合→KM2线圈得电→KM2主触点闭合、KM2自锁触点闭合自锁、KM2联锁触点分断对KM1联锁→电动机M反接制动→至电动机转速下降到一定值（100r/min 左右）时→SR常开触点分断→KM2线圈失电→KM2主触点分断、KM2联锁触点闭合解除联锁→电动机M脱离电源停转，制动结束。
反接制动时，定子绕组中的电流很大，一般约为电动机额定电流的10倍左右。因此对4.5kW以上的电动机进行反接制动时，需在定子回路中串入限流电阻R，以限制反接制动电流。
三、安装与接线
布置与接线可参照图10-2，操作者应画出具体接线图。
图10－2
四、检测与调试
经检查安装牢固与接线无误后，操作者可接通电源自行操作，若动作过程不符合要求或出现不正常，则应分析并排除故障，使控制线路能正常工作。
实训十一三相异步电动机能耗制动控制线路
一、电气原理
如图11-1所示，该电路采用无变压器的单管半波整流电路提供直流电源，采
用时间继电器KT对制动时间进行控制。
KM1为运行接触器，KM2为制动接触器，KM2的两对主触头接至电动机定子绕组
两相，并经另一相绕组、KM2的另一对主触头、整流二极管VD和限流电阻R接至零线，构成回路
该控制线路适用于10kW以下电动机，这种线路简单，附加设备较少，体积小，采用一只二极管半波整流作为直流电源。
三、安装与接线
布置与接线可参照图11-2，操作者应画出实际接线图。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，若操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
图11-1
图11-2
实训十二三相异步电动机顺序控制电路
二、电气原理图
顺序启动、停止控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动运行的一种控制方法，常用于主、辅设备之间的控制，如上图当辅助设备的接触器KM1启动之后，主要设备的接触器KM2才能启动，主设备KM2不停止，辅助设备KM1也不能停止。但辅助设备在运行中应某原因停止运行（如FR1动作），主要设备也随之停止运行。
工作过程：
1、合上开关QF使线路的电源引入。
2、按辅助设备控制按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM1辅助常开触点闭合实现自保。
3、按主设备控制按钮SB4，接触器KM2线圈得电吸合，主触点闭合主电机开始运行，并且KM2的辅助常开触点闭合实现自保。
4、KM2的另一个辅助常开触点将SB1短接，使SB1失去控制作用，无法先停止辅助设备KM1。
5、停止时只有先按SB3按钮，使KM2线圈失电辅助触点复位（触点断开），SB1按钮才起作用。
6、主电机的过流保护由FR2热继电器来完成。
7、辅助设备的过流保护由FR1热继电器来完成，但FR1动作后控制电路全断电，主、辅设备全停止运行。
常见故障；
1、KM1不能实现自锁：
分析处理：
一、KM1的辅助接点接错，接成常闭接点，KM1吸合常闭断开，所以没有自锁。
二、KM1常开和KM2常闭位置接错，KM1吸合式KM2还未吸合，KM2的辅助常开时断开的，所以KM1不能自锁。
2、不能顺序启动KM2可以先启动；
分析处理：
KM2先启动说明KM2的控制电路有电，检查FR2有电，这可能是FR2接点上口的7号线，错接到了FR1上口的3号线位置上了，这就使得KM2不受KM1控制而可以直接启动。
3、不能顺序停止KM1能先停止；
分析处理：
KM1能停止这说明SB1起作用，并接的KM2常开接点没起作用。分析原因有两种。
一、?? 并接在SB1两端的KM2辅助常开接点未接。
二、?? 并接在SB1两端的KM2辅助接点接成了常闭接点。
4、SB1不能停止；
分析处理：
检查线路发现KM1接触器用了两个辅助常开接点，KM2只用了一个辅助常开接点，SB1
两端并接的不是KM2的常开而是KM1的常开，由于KM1自锁后常开闭合所以SB1不起
作用。
三、接线
按图形要求接线。
四、检查与调试
确认接线正确后，接通三相交流电源，若操作中发现有不正常现象，应断开电源，分析排除故障后重新操作。
实训十三工作台自动往返控制线路
二、电气原理
该控制线路图为工作台自动往返控制线路，主要由四个行程开关来进行控制与
保护，其中SQ1、SQ2装在机床床身上，用来控制工作台的自动往返，SQ3和SQ4用
来作终端保护，即限制工作台的极限位置。在工作台的T形槽中装有挡块，当挡块
碰撞行程开关后，能使工作台停止和换向，工作台就能实现往返运动。工作台的行
程可通过移动挡块位置来调节，以适应加工不同的工件。
图中的SQ3和SQ4分别安装在向左或向右的某个极限位置上。如果SQ1或SQ2失灵时，工作台会继续向左或向右运动，当工作台运行到极限位置时，挡块就会碰撞SQ3或SQ4，从而切断控制线路，迫使电机M停转，工作台就停止移动。SQ3和SQ4实际上起终端保护作用，因此称为终端保护开关或简称终端开关。
图13-1
该线路的工作原理简述如下：
三、安装与接线
布置与接线可参考图13-2，操作者应画出实际接线图。
图13-2
四、调试与测试
按SB1，观察并调整电动机M为正转（模拟工作台向右移动）用手代替挡块按压SQ1并使其自动复位，电动机先停转再反转（反转模拟工作台向左移动）；用手代替挡块按压SQ2再使其自动复位，则电动机先停转再正转。以后重复上述过程，电动机都能正常正反转。若拨动SQ3或SQ4极限位置开关则电机应停转。若不符合上述控制要求，则应分析并排除故障。
过程控制工程实习报告 学院：机械与控制工程班级：自动化10-3班 学号： 姓名：傅 指导老师：周 日期：年月
目录 1 绪论 (2) 1.1 过程控制系统的概述 (2) 2 西门子PLC的介绍 (2) 2.1 S7-300PLC介绍 (2) 2.2 S7-3O0主要功能模块介绍 (2) 3 基于PLC的双容量水箱控制系统硬件组成 (3) 3.1硬件模块 (3) 3.2 双容量水箱控制系统实验装置 (4) 3.3双容量水箱对象组成 (4) 4 基于PLC的双容量水箱控制系统的编程设计 (5) 4.1 控制原理 (5) 4.2 STEP 7简介 (6) 4.3 SEP7硬件组态及参数设置 (6) 4.4 SETP7程序设计 (8) 5 控制系统程序编写及调试、运行 (8) 5.1 S7-300_PLC模拟量输入输出量程转换模块FC105简介 (8) 5.2 系统的I/O地址分配 (8) 5.3 双容量水箱控制系统程序 (9) 6 实习结语 (13)
1 绪论 1.1 过程控制系统的概述 过程控制是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。随着生产过程的连续化﹑大型化和不断强化, 随着对过程内在规律的进一步了解,以及仪表﹑计算机技术的不断发展, 生产过程控制技术近年来发展异常迅速.所谓生产过程自动化, 一般指工业生产中(如石油﹑化工﹑冶金﹑炼焦﹑造纸﹑建材﹑陶瓷及热力发电等)连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制.凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数(如温度﹑压力﹑流量等)进行的自动控制统称为过程控制，随着科学技术的飞速前进，过程控制也在日新月异地发展。它不仅在传统的工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、减少成本、改善劳动条件、保证安全和提高劳动生产率重要手段，在社会生产的各个行业起着极其重要的作用。 2 西门子PLC的介绍 2.1 S7-300PLC介绍 S7-300是通用可编程控制器，它广泛地应用于自动化领域，涉及多个行业，可用于组建集中式或分布式结构的测控系统，重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台，性能优良，运行可靠。 S7-300PLC采用模块化结构，模块种类的品种繁多，功能齐全，应用范围十分广泛，可用于集中形式的扩展，也可用于带ET200M分布式结构的配置。S7系列PLC用DIN标准导轨安装，各模块用总线连接器连接在一起，系统配置灵活、维护简便、易扩展。CPU模块是PLC的核心，负责存储并执行用户程序，存取其他模块的数据，一般还具有某种类型的通信功能。信号模块用来传送数字量及模拟量信号，通信模块可提供PROFIBUS、以太网等通信连接形式。 2.2 S7-3O0主要功能模块介绍 1、导轨（Rail） S7-300的模块机架（起物理支撑作用，无背板总线），西门子提供五种规格的导轨。 2、电源模块（PS） 将市电电压（AC120/230V）转换为DC24V，为CPU和24V直流负载电路（信号模块、传感器、执行器等）提供直流电源。输出电流有2A、5A、10A三种*正常：绿色LED灯亮 *过载：绿色LED灯闪
《电动机点动控制》 一、实训目的 通过本次的实训以提高同学们对具有过载保护的点动线路的理解和认识。通过实训以达到知识和技能相结合的目的；更好的完成学习任务。同时锻炼同学们的认知能力、技能水平；学会三相异步电动机具有过载保护的点动控制电路的操作和接线方法。通过实习理解电力拖动以及点动的概念。 二、实训内容 1、电动机的点动控制线路，具有过载保护的单相点动控制线路。详图如下： 2、线路分析 （1）SB为线路的控制按钮。 （2）工作原理： 合上开关QS 起动：按下SB→KM线圈获电— 停止：放开SB→KM线圈断电释放—
按下控制按钮SB，由于接在按钮SB下端的KM线圈通电，KM主触头闭合，电机开始运转；当放开控制按钮SB后，电机停转。这种线路叫做点动控制线路，由于线路中加装了热继电器，所以线路依然具有过载保护。同时还兼有欠电压、失电压、短路等保护特点。 三、实训准备 1、思想准备 这个线路由于是刚开始接触到实习，对电工接线知识还是很欠缺，可能在接线的过程中将某根导线接错，导致整个实习失败。对此我一定要在实习前细心的钻研图纸，认真的理解原理，虚心的向老师、同学请教，以确保此次实习圆满成功，达到规定的水平。 2、元器件准备 3、工具准备
4、材料准备 四、实训要求 1、正确度要求。 线路只能一次性完成，且100%正确，为总分的40%。一次上交检查不正确扣去40%总分的1/10,三次上交检查不正确，该项目记为0分，只要线路不正确，该模块总成绩记为0分，需要参与下次的有偿补考。 2、工艺要求 主线路用吕芯线，控制回路用铜芯线。导线的弯折度为90度，但不能借助其他工具进行加工，否则扣分。弯折点与接线柱的距离为2cm左右，不能过长或过短。主线路可以架空，但控制线路不能架空，并且相同走向的导线必须成一
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识
凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁
过程控制实验 实验报告 班级:自动化1202 姓名:杨益伟 学号:120900３21 2015年１0月 信息科学与技术学院 实验一过程控制系统建模 作业题目一: 常见得工业过程动态特性得类型有哪几种?通常得模型都有哪些？在Ｓimｕlｉnｋ中建立相应模型,并求单位阶跃响应曲线、 答:常见得工业过程动态特性得类型有:无自平衡能力得单容对象特性、有自平衡能力得单容对象特性、有相互影响得多容对象得动态特性、无相互影响得多容对象得动态特性等。通常得模型有一阶惯性模型,二阶模型等、 单容过程模型 1、无自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个无自衡单容过程得模型分别为与,试在Siｍulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Simuｌinｋ中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
2、自衡单容过程得阶跃响应实例 已知两个自衡单容过程得模型分别为与,试在Sｉmulinｋ中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 Ｓimulink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
多容过程模型 3、有相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知有相互影响得多容过程得模型为,当参数, 时,试在Ｓiｍｕlink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线在Ｓimｕlink中建立模型如图所示:得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
4、无相互影响得多容过程得阶跃响应实例 已知两个无相互影响得多容过程得模型为(多容有自衡能力得对象)与(多容无自衡能力得对象),试在Simuｌink中建立模型,并求单位阶跃响应曲线。 在Simuｌink中建立模型如图所示: 得到得单位阶跃响应曲线如图所示:
电机实训报告 电机绕组的设计与实训 学院(系) 年级专业 学生姓名 指导教师 日期
电机设计与实训任务书学院: 自动化工程学院
目录 电机绕组的设计与实训................................. 错误!未定义书签。一实训目的.................................................. 错误!未定义书签。二异步电机的基础理论 ............................. 错误!未定义书签。 2.1三相异步电动机的结构 .................... 错误!未定义书签。 2.2三相交流电机旋转磁场的产生 (6) 2.3交流绕组的基本知识 (7) 三电机绕组的嵌线 (10) 3.1绕线工具 (10) 3.2绝缘材料与制作槽楔 (13) 3.3链式绕组嵌线 (14) 3.4同心式绕组嵌线 (15) 3.5交叉式绕组嵌线 (16) 四实训总结及心得体会 ............................. 错误!未定义书签。
一实训目的 1. 加深理解三相电动机的工作原理 2. 熟悉电动机的嵌线工艺、装配流程
二异步电机的基础理论 2.1三相异步电动机的结构 三相异步电动机的种类很多, 但各类三相异步电动机的基本结构是相同的, 它们都由定子和转子这两大基本部分组成, 在定子和转子之间具有一定的气隙。另外, 还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其它附件, 如下图示: 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承; 2—前端盖; 3—转轴; 4—接线盒; 5—吊环; 6—定子铁心; 7—转子; 8—定子绕组; 9—机座; 10—后端盖; 11—风罩; 12—风扇 2.1.1定子部分
三相异步电动机分类特点以及调速方法 三相异步电动机分类： 1、从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转两种。不改变同步转速的调速方法有1)绕线式电动机的转子串电阻调速、2)斩波调速、3)串级调速以及应用电磁转差离合器、4)液力偶合器、5)油膜离合器等调速。不改变同步转速的调速方法在生产机械中广泛使用。 2、改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。 3、从调速时的能耗观点来看，有1)高效调速方法与2)低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。 我们清楚三相异步电动机转速公式为： n=60f/p(1-s) 从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可太到改变转速的目的，下面松文机电具体介绍其七种调速方法。 一、变极对数调速方法：这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。 特点如下：1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高；3、接线简单、控制方便、价格低；4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 二、变频调速方法：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。其特点：1、效率高，调速过程中没有附加损耗；2、应用范围广，可用于笼型异步电动机；3、 调速范围大，特性硬，精度高；4、 技术复杂，造价高，维护检修困难。 三、串级调速方法 ：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为
PLC控制应用实训报告 题目：智力竟赛抢答器 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号： 11111111111 指导教师： xxxxx 学期： 2012-2013学年第二学期 日期：
现代社会要求制造业对市场需求做出迅速反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的，他是以微处理器为基础的新型工业控制装置，已成为当代工业自动化的主要支柱之一。可编程序控制器（PLC）具有编程方法简单易学、功能强、硬件配套齐全、用户使用方便、适应性强、无触点配线、可靠性高、抗干扰能力强、体积小等特点，因此其应用非常广泛，它应用大规模集成电路，微型机技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了具有多种优点和微型，中型，大型，超大型等各种规格的系列产品，应用于从继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。 抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时，还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。利用PLC来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题；而且其控制方便、灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可以改变竞赛抢答器的抢答的方案。 关键词：PLC；自动化；抢答器
教案（首页） 授课班级机电高职1002 授课日期 课题序号 3.5 授课形式讲授授课时数 2 课题名称三相异步电动机的使用、维护和检修 教学目标1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 3．熟悉三相异步电动机的定期检修内容。 4．了解三相异步电动机的常见故障以及处理方法。 教学重点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教学难点1．了解三相异步电动机启动前的准备工作和启动时的注意事项。2．熟悉三相异步电动机运行中的监视项目。 教材内容更 新、补 充及删减 无 课外作业补充 教学后记无 送审记录 课堂时间安排和板书设计
复习5 导 入 5 新 授 60 练 习 15 小 结 5 一、电机选择原则 1、电源的原则 2、防护形式的选择 3、功率的选择 4、起动情况选择 5、转速的选择 二、电机的安装原则 三、电机的接地装置 四、电机的定期检查和保养 五、三相异步电机的常见故障及处理方法 课堂教学安排
课题序号课题名称第页共页教学过程主要教学内容及步骤 导入新授三相异步电动机在生产设备中长期不间断地工作，是目前工矿企业的主要动力装置，电动机的使用寿命是有限的，因为电动机轴承的逐渐磨损、绝缘材料的逐渐老化等等，这些现象是不可避免的。但一般来说，只要选用正确、安装良好、维修保养完善，电动机的使用寿命还是比较长的。在使用中如何尽量避免对电动机的损害，及时发现电动机运行中的故障隐患，对电动机的安全运行意义重大。因此，电动机在运行中的监视和维护，定期的检查维修，是消灭故障隐患，延长电动机使用寿命，减小不必要损失的重要手段。 一、电动机的选择原则 合理选择电动机是正确使用电动机的前提。电动机品种繁多，性能各异，选择时要全面考虑电源、负载、使用环境等诸多因素。对于与电动机使用相配套的控制电器和保护电器的选择也是同样重要的。 1．电源的选择 在三相异步电动机中，中小功率电动机大多采用三相380V电压，但也有使用三相22OV电压的。在电源频率方面，我国自行生产的电动机采用50Hz的频率，而世界上有些国家采用60Hz的交流电源。虽然频率不同不至于烧毁电动机，但其工作性能将大不一样。因此，在选择电动机时应根据电源的情况和电动机的铭牌正确选用。 2．防护型式的选择 由于工作环境不尽相同，有的生产场所温度较高、有的生产场所有大量的粉尘、有的场所空气中含有爆炸性气体或腐蚀性气体等等。这些环境都会使电动机的绝缘状况恶化，从而缩短电动机的使用寿命，甚至危及生命和财产的安全。因此，使用时有必要选择各种不同结构形式的电动机，以保证在各种不同的工作环境中能安全可靠地运行。电动机的外壳一般有如下型式: (1)开启型外壳有通风孔，借助和转轴连成一体的通风风扇使周围的空气与电动机内部的空气流通。此型电动机冷却效果好，适用于干燥无尘的场所。 (2)防护型机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触。若电动机通风口用带网孔的遮盖物盖起来，叫网罩式；通风口可防止垂直下落的液体或固体直接进入电动机内部的叫防漏式；通风口可防止与垂直成100o范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部的叫防溅式。(3)封闭式机壳严密密封，靠自身或外部风扇冷却，外壳带有散热片。适用于潮湿、多尘或含酸性气体的场合。 (4)防水式外壳结构能阻止一定压力的水进入电动机内部。 (5)水密式当电动机浸没在水中时，外壳结构能防止水进入电动机内部。 (6)潜水式电动机能长期在规定的水压下运行。 (7)防爆式电动机外壳能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部，从而引起外部燃烧气体的爆炸。 3．功率的选择 课堂教学安排 课题序号课题名称第页共页
实训一 三相异步电动机接触器点动控制 实训一 三相异步电动机接触器点动控制 一、训练目的 1．通过观察实物，熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。 2．通过实践，掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。 3．掌握使用万用表检查电路的方法。 三、电气原理 点动控制电路中，电动机的启动、停止，是通过手动按下或松开按钮来实现的，电动机的运行时间较短，无需过载保护装置。控制电路如图2-1所示，合上电源开关QS ，只要按下点动按钮SB ，使接触器KM 线圈得电吸合，KM 主触点闭合，电动机即可起动；当手松开按钮SB 时，KM 线圈失电，而使其主触点分开，切断电动机M 的电源，电动机即停止转动。 PE 为电动机保护接地线。 四、安装与接线 点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。 图2-3为点动控制的电气接线图。 具体实施安装时，原理图、位置图、接线图应一并使用，相互参照。在通电试车前，应仔细检查各线端连 图1-2 图1-1 点动控制电气原理图
接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路（按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻）、主电路有无开路或短路等。 图1-3 点动控制电路接线图
实训二 三相异步电机接触器自锁控制线路 在点动控制的电路中，要使电动机转动，就必须用手按住按钮不放，这不适合电动机长时间连续运行的控制场合，而必需具有接触器自锁的控制电路。 二、训练目的 1．通过实践训练，熟悉热继电器的结构、原理和使用方法。 2．通过实践训练，掌握具有过载保护的接触器自锁电路安装接线与检测。 3．进一步熟练万用表的使用。 三、电气原理 因电动机是连续工作，必须加装热继电器以实现过载保护，具有过载保护的自锁控制电路的电气原理如图2-1所示，它与点动控制电路的不同之处在于控制电路中增加了一个停止按钮SB1，在启动按钮的两端并联了一对接 触器的常开触头，增加了过载保护装置（热继电器FR ）。 电路的工作过程： 按下启动按钮SB2→接触器KM 线圈通电→KM （3-4）闭合自锁，同时KM 主触头闭合，电动机M 起动运行。 图2-1 自锁控制电气原理图
实验一过程控制系统的组成认识实验 过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接 一、过程控制实验装置简介 过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才为出发点。实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS工控组态软件。对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开发，如PLC控制、DCS控制开发等。学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开发的平台。 二、过程控制实验装置组成 本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC三部分组成。 1、被控对象 由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接，4.5千瓦电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成），压力容器组成。 水箱：包括上、下水箱和储水箱。上、下水箱采用透明长方体有机玻璃，坚实耐用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。 模拟锅炉：锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层（内胆）和冷却层（夹套）。做温度定值实验时，可用冷却循环水帮助散热。加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。 压力容器：采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。 管道：整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。 2、检测装置 （液位）差压变送器：检测上、下二个水箱的液位。其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0～1.6KPa，精度：0.5。输出信号：4～20mA DC。 涡轮流量传感器：测量电动调节阀支路的水流量。其型号：LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4～20mA DC 温度传感器：本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。经过温度传感器，可将温度信号转换为4～20mA DC电流信号。 （气体）扩散硅压力变送器：用来检测压力容器内气体的压力大小。其型号：DBYG-4000A/ST2X1，测量范围：0.6～3.5Mpa连续可调，精度：0.2，输出信号为4～20mA DC。 3、执行机构 电气转换器：型号为QZD-1000，输入信号为4～20mA DC，输出信号：20～100Ka气压信号，输出用来驱动气动调节阀。 气动薄膜小流量调节阀：用来控制压力回路流量的调节。型号为ZMAP－100，输入信号为4～20mA DC或0～5V DC，反馈信号为4～20mA DC。气源信号 压力：20~100Kpa，流通能力：0.0032。阀门控制精度：0.1％～0.3％，环境温度：－4～＋200℃。 SCR移相调压模块：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号0～5V DC或4～20mA DC 或10K电位器，输出电压变化范围：0～220V AC，用来控制电加热管加热。 水泵：型号为UPA90，流量为30升／分，扬程为8米，功率为180W。
Record the situation and lessons learned, find out the existing problems and form future countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ PID控制电机实验报告
编号：FS-DY-20618 PID控制电机实验报告 摘要 以电机控制平台为对象，利用51单片机和变频器，控制电机精确的定位和正反转运动，克服了常见的因高速而丢步和堵转的现象。电机实现闭环控制的基本方法是将电机工作于启动停止区，通过改变参考脉冲的频率来调节电机的运行速度和电机的闭环控制系统由速度环和位置环构成。通过PID调节实现稳态精度和动态性能较好的闭环系统。 关键词：变频器PID调节闭环控制 一、实验目的和任务 通过这次课程设计，目的在于掌握如何用DSP控制变频器，再通 过变频器控制异步电动机实现速度的闭环控制。为实现闭环控制，我们需完成相应的任务： 1、通过变频器控制电机的五段调速。
2、通过示波器输出电机速度变化的梯形运行图与s形运行图。 3、通过单片机实现电机转速的开环控制。 4、通过单片机实现电机的闭环控制。 二、实验设备介绍 装有ccs4.2软件的个人计算机，含有ADC模块的51单片机开发板一套，变频器一个，导线若干条。 三、硬件电路 1.变频器的简介 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，变频器还有很多的保护功能。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 2.变频器的使用 变频器事物图变频器原理图
实训一三相异步电动机接触器点动控制 实训一三相异步电动机接触器点动控制 一、训练目的 1．通过观察实物，熟悉按钮和接触器的结构和使用方法。 2．通过实践，掌握具有短路保护的点动控制电路安装接线与检测方法。 3．掌握使用万用表检查电路的方法。 代号名称型号、规格数量备注QS 低压断路器DZ108-20/10-F 1个 FU1 螺旋式保险丝RL1-15/3A 3个 FU2 直插式保险丝RT14-20 2个 KM 交流接触器LC1-D0610Q5N 1个 SB 按钮开关LAY16 黑色1个按钮开关盒2位1个 M 三相鼠笼式异步电动机WDJ26（380V/△）1台 XT 端子排JF5-2.5 10位 三、电气原理 点动控制电路中，电动机的启 动、停止，是通过手动按下或松开 按钮来实现的，电动机的运行时间 较短，无需过载保护装置。控制电 路如图2-1所示，合上电源开关 QS，只要按下点动按钮SB，使接 触器KM线圈得电吸合，KM主触点 闭合，电动机即可起动；当手松开 按钮SB时，KM线圈失电，而使其 主触点分开，切断电动机M的电 源，电动机即停止转动。 PE为电动机保护接地线。 四、安装与接线 点动控制的各电器安装位置如图2-2所示。 图2-3为点动控制的电气接线图。 具体实施安装时，原理图、位置图、接线图应一并 使用，相互参照。在通电试车前，应仔细检查各线端连图1-2 图1-1 点动控制电气原理图
接是否正确、可靠，并用万用表的欧姆档检查控制回路是否短路或开路（按下起动控制按钮时，控制电路的两端电阻应为吸引线圈的直流电阻）、主电路有无开路或短路等。 图1-3 点动控制电路接线图
东南大学自动化学院 实验报告 课程名称：过程控制实验 实验名称：水箱液位控制系统 院（系）：自动化专业：自动化姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员： 实验时间： 评定成绩：审阅教师：
目录 一、系统概论 (3) 二、对象的认识 (4) 三、执行机构 (14) 四、单回路调节系统 (15) 五、串级调节系统Ⅰ (18) 六、串级调节系统Ⅱ (19) 七、前馈控制 (21) 八、软件平台的开发 (21)
一、系统概论 1.1实验设备 图1.1 实验设备正面图图1.2 实验设备背面图 本实验设备包含水箱、加热器、变频器、泵、电动阀、电磁阀、进水阀、出水阀、增压器、流量计、压力传感器、温度传感器、操作面板等。 1.1.2 铭牌 ·加热控制器： 功率1500w，电源220V（单相输入） ·泵： Q40-150L/min，H2.5-7m，Hmax2.5m，380V，VL450V， IP44，50Hz，2550rpm，1.1kw，HP1.5，In2.8A，ICL B ·全自动微型家用增压器： 型号15WZ-10，单相电容运转马达 最高扬程10m，最大流量20L/min，级数2，转速2800rmp，电压220V， 电流0.36A，频率50Hz，电容3.5μF，功率80w，绝缘等级 E ·LWY-C型涡轮流量计： 口径4-200mm，介质温度-20—+100℃，环境温度-20—+45℃，供电电源+24V， 标准信号输出4-20mA，负载0-750Ω，精确度±0.5%Fs ±1.0%Fs，外壳防护等级 IP65 ·压力传感器 YMC303P-1-A-3 RANGE 0-6kPa，OUT 4-20mADC，SUPPLY 24VDC，IP67，RED SUP+，BLUE OUT+/V- ·SBWZ温度传感器 PT100 量程0-100℃，精度0.5%Fs，输出4-20mADC，电源24VDC
《运动控制系统综合实验》 实验报告 小组成员:
直流无刷电机实验报告 一、实验目的 通过对8257的编程控制，发出可以驱动直流无刷电机的六路PWM 波，实现对电机的控制。 二、实验原理 1.直流无刷电机驱动原理 这部分在PPT里有详细介绍，简单来说就是要根据转子上的三个霍尔传感器的状态发出下一步所需的三相电流。刚开始时我 对这部分原理迟迟不能搞透彻，对着向量图思考了好久，就是不 能把霍尔传感器的状态和所需电流方向对应起来。主要问题是那 个PPT上的向量图没有清楚的思考步骤，导致我把定子的磁场一 直当成转子的看，当然搞不清楚。后来在和身边同学交流后才明 白。然后我按照六步驱动法得到了逆时针转动所需的霍尔状态表， 如图1左，经验证此状态表是可以成功驱动电机的。 搞定逆时针转动后我趁热打铁，把顺时针转动的霍尔状态表也写了出来。但是最开始我想当然的以为把逆时针的状态倒过来 对应霍尔传感器的值电机就会反转，经过试验后证明这种思路是 错误的，电机还是逆时针转动。我想了好久没想明白，只好又从 头推了一遍顺时针转动所需的状态表，如图一右。前后对比我们 发现相同霍尔状态时，正反所需的电流恰好相反，也即相差180°。
再回想推导过程中实际是用下一个状态的电流对应本状态的霍尔 值，我一下豁然开朗。我判断电机在某一位置时允许有60°的误差，逆时针转动时上一个状态加上60°，顺时针转动时则减去60°，所以顺时针逆时针转动正好差了180°。 霍尔传感器的状态和所需电流如下表： 逆时针转动顺时针转动HaHbHc A B C A B C 001 - 0 + + 0 - 101 0 - + 0 + - 100 + - 0 - + 0 110 + 0 - - 0 + 010 0 + - 0 - + 011 - + 0 + - 0 2.相序确定 上述表格中A,B,C其实是我们假定的，与霍尔元件HaHbHc 对应的ＡＢＣ并不对应，所以我们还要确定一下三相相序。考虑到我们只给三相电机提供Ａ正Ｂ负的电流时，电机转子应该停在一个确定的位置，而这个位置对应的霍尔状态值为０１０。 那么当我们任意通入一正一负的电流时，若霍尔状态值为０１０，此时正电流即Ａ相，负电流即Ｂ相。按此方法即可确定相 序，所用的Ａ正Ｂ负程序如下：
电气控制实训报告 题目：三相异步电动机控制实训姓名：曹聘 专业：电气工程及其自动化 班级：电气12-1班 学号：1214216120 指导教师：常炳双、侯世瑞 2015年
目录 一、实训目的 (2) 二、实训设备 (2) 三、实训内容 (2) 1、三相异步电动机接触器点动、自锁控制 (2) （一）点动 (2) Ⅰ.实训器件 (2) Ⅱ.原理简介 (2) Ⅲ.分析总结 (2) （二）自锁 (3) Ⅰ.实训器件 (3) Ⅱ.原理简介 (3) Ⅲ.分析总结 (4) 2、接触器联锁的三相异步电动机正反转控制 (5) Ⅰ.实训器件 (5) Ⅱ.原理简介 (5) Ⅲ.分析总结 (6) 3、三相异步电动机的多地控制 (7) Ⅰ.实训器件 (7) Ⅱ.原理简介 (7) Ⅲ.分析总结 (7) 4、三相异步电动机顺序控制 (8) Ⅰ.实训器件 (8) Ⅱ.原理简介 (8) Ⅲ.分析总结 (9)
一、实训目的 通过此项目的实训，熟悉各元器件的结构和使用方法，掌握三相异步电动机的继电接触器控制电路的工作原理、实际线路连接方法、故障排查方法等，掌握使用万用表检查电路的方法。 二、实训设备：THPJC-3型电工实训考核装置 三、实训内容： 1、三相异步电动机接触器点动、自锁控制 （一）点动 Ⅰ.实训器件 Ⅱ.原理简介 点动控制电路中，电动机的启动、停止，是通过手动按下或松开按钮来实现的。电动机的运行时间较短，无需过载保护装置。点动控制电路原理图如图1-1所示，合上电源开关QS，只要按下点动按钮SB，使接触器KM线圈得电吸合，KM 主触点闭合，电动机即可起动；当手松开按钮SB时，KM线圈失电，使得主触点分开，停止向电动机M供电，电动机即停止转动。 本线路图具有的功能是点动控制电路的开启与断开，实现电动机M随按随动。Ⅲ.分析总结 1、电路一通电电动机就开始运转 分析处理：按钮接线端接成常闭。重新接线，保证接准确。
成绩________ 过程控制工程 实验报告 班级：自动化10-2 姓名: 曾鑫 学号：10034080239 指导老师：康珏
实验一液位对象特性测试(计算机控制)实验 一、实验目的 通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。 二、实验项目 1.认识实验系统，了解本实验系统中的各个对象。 2.测试上水箱的对象特性。 三、实验设备与仪器 1.水泵Ⅰ 2.变频器 3.压力变送器 4.主回路调节阀
m in y ?——被测量的变化量 m ax y ——被测量的上限值 m in y ——被测量的下限值 2) 一阶对象传递函数 s e s T K G τ-+= 1 00 K ——广义对象放大倍数（用前面公式求得） 0T ——广义对象时间常数(为阶跃响应变化到新稳态值的63.2%所需要的时间) τ——广义对象时滞时间(即响应的纯滞后，直接从图测量出) 五、注意事项 1． 测量前要使系统处于平衡状态下，反应曲线的初始点应是输入信号的开始作阶跃信号的 瞬间，这一段时间必须在记录纸上标出，以便推算出纯滞后时间τ。测量与记录工作必须 2． 所加扰动应是额定值的10%左右。 六、实验说明及操作步骤
1.了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。 2.将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。 3.确认接线无误后，接通电源。 4.运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验” 阶液位对象。 按钮观察输出曲线。 6.在 会影响系统稳定所需的时间）。 7.改变u（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号(阶跃信号在5%-15%之间)，使系统的输出信号产生变化，上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。 8.观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。 9.改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生变化,上水箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。 10. 为止。 11.曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格2-1。 七、实验报告
实训报告 电动机控制线路的连接 一、实训目的 1、了解交流接触器、热继电器、按钮的结构及其在控制电路中的应用。 2、识读简单控制线路图，并能分析其动作原理。 3、掌握控制线路图的装接方法。 二、实训器材 1、交流接触器、热继电器 2、常闭按钮、常开按钮 3、熔断器 4、电动机 5、导线 三.实训原理 电动机的全压起动 对于小容量电动机或变压器容量允许的情况下，电动机可采用全压直接起动。 四.实验内容与步骤 （一）、单向运行控制线路 1、点动控制线路 电动机的单向点动控制线路如图所示。当电动机需要单向点动控制时，先接上电源U、V、W，然后按下起动按钮SB，接触器KM线圈获电吸合，KM常开主触头闭合，电动机M起动运转。当松开按钮SB时，接触器KM线圈断电释放，KM常开主触头断开，电动机M断电停转。
２、连动控制线路 单向连动运行控制线路电动机的单向连动控制线路如图所示。接上电源U、V、W，按下SB2，接触器KM获电闭合，KM常开闭合，电动机起启动，同时使与SB2并联的1常开闭合，这叫自锁开关。松开SB2，控制线路通过KM自锁开关使KM线圈仍保持获电吸合。如需电动机停机，只需按下SB1即可。机，只需按下SB1即可。 3、点动和连动混合控制线路 电动机点动和起动混合控制线路如图所示。先接上电源U、V、W，然后按下起动按钮SB2， 接触器KM线圈获电吸合并自锁，KM常开主触头闭合，电动机M起动运转。 若按下起动按钮SB3，接触器KM线圈获电吸合KM常开主触头闭合，电动机M起动运转。 由于起动按钮SB3的常闭辅助触头断开接触器KM的自锁回路，所以是点动控制。 4、正反转控制线路 正反转控制线路采用两个接触器，即正转的接触器KM1和反转接触器KM2。当接触器KM1
《过程控制系统实验报告》 院－系： 专业： 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2015 年6 月
过程控制系统实验报告 部门：工学院电气工程实验教学中心实验日期：年月日 姓名学号班级成绩 实验名称实验一单容水箱液位定值控制实验学时 课程名称过程控制系统实验及课程设计教材过程控制系统 一、实验仪器与设备 A3000现场系统，任何一个控制系统，万用表 二、实验要求 1、使用比例控制进行单溶液位进行控制，要求能够得到稳定曲线，以及震荡曲线。 2、使用比例积分控制进行流量控制，能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行 比较。 3、使用比例积分微分控制进行流量控制，要求能够得到稳定曲线。设定不同的积分参数，进行比较。 三、实验原理 (1)控制系统结构 单容水箱液位定值(随动)控制实验，定性分析P, PI，PD控制器特性。 水流入量Qi由调节阀u控制，流出量Qo则由用户通过负载阀R来改变。被调量为水位H。使用P,PI , PID控制，看控制效果，进行比较。 控制策略使用PI、PD、PID调节。 (2)控制系统接线表 使用ADAM端口测量或控制量测量或控制量标号使用PLC端 口 锅炉液位LT101 AI0 AI0 调节阀FV101 AO0 AO0 四、实验内容与步骤 1、编写控制器算法程序，下装调试；编写测试组态工程，连接控制器，进行联合调试。这些步骤不详细介绍。
2、在现场系统上，打开手阀QV-115、QV-106，电磁阀XV101（直接加24V到DOCOM，GND到XV102控制端），调节QV-116闸板开度(可以稍微大一些)，其余阀门关闭。 3、在控制系统上，将液位变送器LT-103输出连接到AI0，AO0输出连到变频器U-101控制端上。 注意：具体哪个通道连接指定的传感器和执行器依赖于控制器编程。对于全连好线的系统，例如DCS，则必须安装已经接线的通道来编程。 4、打开设备电源。包括变频器电源，设置变频器4-20mA的工作模式，变频器直接驱动水泵P101。 5、连接好控制系统和监控计算机之间的通讯电缆，启动控制系统。 6、启动计算机，启动组态软件，进入测试项目界面。启动调节器，设置各项参数，将调节器的手动控制切换到自动控制。 7、设置PID控制器参数，可以使用各种经验法来整定参数。这里不限制使用的方法。 五、实验结果记录及处理 六、实验心得体会： 比例控制特性：能较快克服扰动的影响，使系统稳定下来，但有余差。 比例积分特性：能消除余差，它能适用于控制通道时滞较小、负荷变化不大、被控量不允许由余差的场合。 比例微分特性：对于改善系统的动态性能指标，有显著的效果。
Y系列三相异步电动机使用说明书 l、电动机的安装 1．1安装前的准备工作 电动机开箱前应检查包装是否完整无损，有无受潮的现象，开罩后应小心清除电动机上的尘土和防锈层，仔细检查在运输过程中有无变形和损坏，紧固件有无松动或脱落，转子转动是否灵活，铭牌数据是否符合要求，并用500VMQ表测量高压电阻，绝缘电阻应不低于1MQ 否则应对绕组进行干燥处理，但是处理温度不超过J20℃。 1．2电动机的安装场地和安装基础 电动机的安装场地海拔高度应不超过100()m；一般用途的电动机的安装场地要干燥、洁净，电动机周围应通风良好，与其它设备要留有一定的间隔，以便于检查，监视和清扫，环境温度在40℃以下，并需防止强烈的辐射；安装基础要坚固、结实，有一定的刚度，安装面应平整，以保证电机的平衡运行。 I．3电动机的接线 1．3．1电动机应妥善接地，接线盒内右下方及机座外壳有接地装置，必要时亦可利用电动机底脚或法兰盘紧固螺栓接地，以保证电动机的安全运行。 1．4电动机与机械负载的联接 1．4．1电动机可采用联轴器，正齿轴或皮带与负载机械联接，双轴伸电动机的风扇端只允许采用联轴器传动。 1．4．2采用联轴器联接时，电动机轴中心线与负载机械的轴中心线要重合，以免电动机在动行中产生强烈振动，联轴动和不正常的声音等。器的安装偏差为：2极电动机允许偏差0．015mm，4、6、8极电动机偏差0．04mm。 1．4．3立式安装的电动机，轴伸只允许采用联轴器与机械负载联接。 2、电动机的起动 2．1电动机起动前的检查 2．1．1新安装或停用三个月以上的电动机起动前应检查绝缘电阻，测得绝缘电阻值不小于1MQ。 2．1．2检查电动机的紧固螺钉是否拧紧，轴承是否缺油，电动机的接线是否符合要求，外壳是否可靠接地或接零。 2．1．3检查联轴器的螺钉和销钉是否紧固，皮带联接处是否良好，松紧是否合适，机组转动是否灵活，有无卡位，窜动和不正常的声音等。 2．1．4检查熔断器的额定电流是否符合要求，安装是否牢固可靠。 2．1．5检查起动设备接线是否正确，起动装置是否灵活，触点接触是否良好，起动设备的金属处壳是否可靠接地或接零。 2．1．6检查三相电源电压是否正常，电压是否过高过低或三相电压不对称等。 2．1．7上述任何一项有问题，都必须彻底解决，在确认准备工作无误时方可起动。 2．2起动时的注意事项