西安郵電大學(xué)電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 西安郵電大學(xué) 電氣控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué) 號：姓 名： 班 級： 指導(dǎo)老師： 實(shí)驗(yàn)一：電機(jī)的正反轉(zhuǎn)起動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)繼電器、各種按鈕以及接觸器的使用2.學(xué)習(xí)和掌握PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的硬件電路及程序設(shè)計(jì)方法。3.學(xué)習(xí)和掌握PLC控制系統(tǒng)的現(xiàn)場接線與軟硬件調(diào)試方法。實(shí)驗(yàn)器材安裝板1塊，熱繼電器2 個(gè)，接觸器3個(gè)，開關(guān)電源1個(gè)，2P空開2 個(gè)，3P空開2 個(gè)，導(dǎo)線若干，DO模塊1個(gè)，電機(jī)1個(gè)，萬用表1 個(gè)，工具1套。實(shí)驗(yàn)原理三相異步電動(dòng)機(jī)定子三相繞組接入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流和電磁力，在感應(yīng)電流和電磁力的共同作用下，轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因

2、此轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是通過改變定子旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)的方向來實(shí)現(xiàn)的，而旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向只需改變?nèi)喽ㄗ永@組任意兩相的電源相序就可實(shí)現(xiàn)。 電機(jī)要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，將其電源的相序中任意兩相對調(diào)即可（我們稱為換相），通常是V相不變，將U相與W相對調(diào)節(jié)器，為了保證兩個(gè)接觸器動(dòng)作時(shí)能夠可靠調(diào)換電動(dòng)機(jī)的相序，接線時(shí)應(yīng)使接觸器的上口接線保持一致，在接觸器的下口調(diào)相。由于將兩相相序?qū)φ{(diào)，故須確保二個(gè)KM線圈不能同時(shí)得電，否則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的相間短路故障，因此必須采聯(lián)鎖。為安全起見，常采用按鈕聯(lián)鎖（機(jī)械）與接觸器聯(lián)鎖（電氣）的雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路；使用了按鈕聯(lián)鎖，即使同時(shí)按下正反轉(zhuǎn)按鈕，調(diào)相用的兩接觸器也不可能同時(shí)得電，機(jī)

3、械上避免了相間短路。另外，由于應(yīng)用的接觸器聯(lián)鎖，所以只要其中一個(gè)接觸器得電，其長閉觸點(diǎn)就不會(huì)閉合，這樣在機(jī)械、電氣雙重聯(lián)鎖的應(yīng)用下，電機(jī)的供電系統(tǒng)不可能相間短路，有效地保護(hù)了電機(jī)，同時(shí)也避免在調(diào)相時(shí)相間短路造成事故，燒壞接觸器。接觸器的工作原理：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會(huì)產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動(dòng)鐵心，并帶動(dòng)交流接觸器點(diǎn)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合實(shí)驗(yàn)構(gòu)成 電磁繼電器的工作原理電磁繼電器一般由 電磁鐵、銜鐵、彈簧片、觸點(diǎn)等組成的，其工作電路由低壓控制電路和高

4、壓工作電路兩部分構(gòu)成。電磁繼電器還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化控制。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用點(diǎn)返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 空氣開關(guān)作用原理：在電路中作接通、分?jǐn)嗪统?/p>

5、載額定工作電流，并能在線路和電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進(jìn)行可靠的保護(hù)。斷路器的動(dòng)、靜觸頭及觸桿設(shè)計(jì)成平行狀，利用短路產(chǎn)生的電動(dòng)斥力使動(dòng)、靜觸頭斷開，分?jǐn)嗄芰Ω?，限流特性?qiáng)。熱繼電器的原理：熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時(shí)，就推動(dòng)連桿動(dòng)作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行程序 實(shí)驗(yàn)二：電動(dòng)機(jī)-Y啟動(dòng)控制系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.Y降壓起動(dòng)也稱為星形三角形降壓起動(dòng)，簡稱星三角降壓起動(dòng)。這一線路的設(shè)計(jì)思想仍是按時(shí)間原則控制起動(dòng)過程。所不同的是，在起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，每相繞組承

6、受的電壓為電源的相電壓（220V），減小了起動(dòng)電流對電網(wǎng)的影響。而在其起動(dòng)后期則按預(yù)先整定的時(shí)間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，均可采用這種線路。 2. 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用Y降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于：定子繞組星形接法時(shí)，起動(dòng)電壓為直接采用三角形接法時(shí)的1/3，起動(dòng)電流為三角形接法時(shí)的1/3，因而起動(dòng)電流特性好，線路較簡單，投資少。其缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。所以該線路適用于輕載或空載起動(dòng)的場合。另外應(yīng)注意，Y聯(lián)接時(shí)要注意其旋轉(zhuǎn)方向的一致性。3.可編程控制器（P

7、LC）是現(xiàn)代自動(dòng)控制領(lǐng)域的三大支柱之一，為了更好的掌握PLC的使用方法，本次實(shí)習(xí)就以PLC控制三相異步電機(jī)Y-啟動(dòng)的方法為例，結(jié)合繼電器、接觸器、空開和控制電路梯形圖的關(guān)系進(jìn)行探討與實(shí)驗(yàn)。二實(shí)驗(yàn)器材西門子S7-300系列cpu315-2DP系列PLC西門子S7-300系列321系列輸入模塊西門子S7-300系列322系列輸出模塊正太PS307系列電源安裝板、熱繼電器、接觸器、2p空開、3p空開、三相異步電機(jī)、萬用表以及導(dǎo)線若干三實(shí)驗(yàn)原理圖以及接口連接圖 電路布線圖電路布線圖電路控制梯形圖電路原理圖實(shí)物連接圖實(shí)物連接圖四 實(shí)驗(yàn)步驟 檢查元器件及接線 1）按常規(guī)要求查看各電器元件型號規(guī)格

8、、質(zhì)量情況，明確使用方法。特別是對空氣阻尼式時(shí)間繼電器，用手操作檢查延時(shí)情況，再檢查時(shí)間繼電器的瞬時(shí)、延時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)的位置。 2）遵循一般接線規(guī)律，按圖接線。注意電動(dòng)機(jī)六個(gè)出線標(biāo)志的正確接線。 3）自檢電路無誤后，適當(dāng)調(diào)整時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，經(jīng)老師再作檢查后，可接通電源。 通電實(shí)驗(yàn) 1）自動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y-減壓起動(dòng)控制。把轉(zhuǎn)換開關(guān)k1自動(dòng)位置，即接通，操作k2和k3 實(shí)現(xiàn)Y-切換的減壓起動(dòng)過程，記錄下從按k2接法起動(dòng)到切換成接法的時(shí)間秒。  2）手動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y-減壓起動(dòng)控制。把轉(zhuǎn)換開關(guān)k1在手動(dòng)位置，即斷開，按下k2電動(dòng)機(jī)按Y接法起動(dòng)。起動(dòng)后，按下k3換成

9、接法運(yùn)行。 3）實(shí)驗(yàn)過程中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象，斷開電源，記錄下故障現(xiàn)象。分析并排除故障，再通電實(shí)驗(yàn)。  實(shí)驗(yàn)三 利用變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?#160;1、掌握通用變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)的主回路接線； 2、掌握通用變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)變頻器內(nèi)的參數(shù)的設(shè)定； 3、掌握通用變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)變頻器面板啟動(dòng)方法； 4、掌握通用變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)變頻器外部端子控制變方式的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法； 5、掌握通用變頻器控制異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行方法；二、實(shí)驗(yàn)器材 變頻器 三相異步電機(jī) 導(dǎo)線若干3、 實(shí)驗(yàn)電路及原理采用的電路圖如圖1所示，LI1、L

10、I2、LI3為三相380V電源進(jìn)線，Q為小型斷路器，M為三相異步電動(dòng)機(jī)，S1、S2為轉(zhuǎn)換按鈕，用于變頻器的外部端子啟動(dòng)，其中S1為正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，S2為反轉(zhuǎn)啟動(dòng)（通過設(shè)定變頻器內(nèi)部參數(shù)來設(shè)定），PE為保護(hù)接地。實(shí)驗(yàn)電路圖如下所示：四、變頻器端子說明及配線1、 主回路端子及功能說明圖2-4主回路端子圖(適用于DRS3000-V4T00550075機(jī)型)圖2-5主回路端子圖(適應(yīng)于DRS3000-V4T01100150機(jī)型)圖2-6主回路端子圖(適用于DRS3000-V4T0185以上機(jī)型)表2-2主回路端子功能說明 2、 控制回路端子及功能說明 圖2-7 控制回路端子圖(適用于DRS3000-V4T0

11、055C以上機(jī)型)表2-3 控制回路端子功能說明種類端子標(biāo)號端子功能開 關(guān) 信 號 輸 入1正轉(zhuǎn)運(yùn)行 停止指令2反轉(zhuǎn)運(yùn)行 停止指令3外部故障輸入4故障復(fù)位輸入5多功能輸入端子三線式操作，Local/Remote控制，多段速切換，加減速禁止，外部中斷，過熱警告，PID控制，直流制動(dòng)，速度搜尋，up/down功能，PG速度控制，外部故障，計(jì)時(shí)功能，多功能模擬輸入設(shè)定678CM開關(guān)信號公共地端24V開關(guān)信號24V電源公共端（也可作24V獨(dú)立電源）模 擬 輸 入 信 號VR速度設(shè)定用電源(+12V、+5V可選)（也可作獨(dú)立電源）VIN電壓主速指令（0-10V) AIN電流主速指令（4-20mA）AUX

12、多功能模擬輸入端子：輔助頻率指令，指令偏置，指令增益，過轉(zhuǎn)矩檢出基準(zhǔn)，輸出電壓補(bǔ)償，加減速時(shí)間縮短系數(shù)，直流制動(dòng)電流，運(yùn)轉(zhuǎn)中失速防止基準(zhǔn)，PID控制，頻率下限，跳躍頻率4GND模擬信號公共端子種類端子標(biāo)號端子功能模擬 輸出 信號AO1多功能模擬輸出端子：頻率指令，輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，直流電壓，PID控制量，外部模擬指令輸入VIN 、 AIN 或 AUX(2mA以下）AO2GND模擬信號公共端開關(guān)輸出信號R1A繼電器A接點(diǎn)（多功能輸出端子）功能與端子DO1,DO2相同R1B繼電器B接點(diǎn)（多功能輸出端子）R1C繼電器公共端D01多功能（開集電極）輸出：運(yùn)轉(zhuǎn)中，零速，頻率一致，任意頻率一致

13、，輸出頻率，準(zhǔn)備完成，低電壓檢出，輸出中斷，運(yùn)轉(zhuǎn)及頻率指令，過轉(zhuǎn)矩檢出，頻率指令無效，故障，低電壓，過熱，電機(jī)過負(fù)載，變頻器過負(fù)載輸出，故障重試中，通訊故障，計(jì)時(shí)功能輸出DO2R2AR2CDOG開集電極公共端五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、按電路圖圖所示進(jìn)行外部連線（變頻器的動(dòng)力引出線和控制線已經(jīng)引出到實(shí)驗(yàn)板的端子上，在連線時(shí)不需打開變頻器的面板，電動(dòng)機(jī)線直接引到相應(yīng)的端子上，并確認(rèn)相應(yīng)的線號）。 2、確定接線正確無誤，連接可靠后，將變頻器上電。3、在變頻器的面板上進(jìn)行設(shè)置，通過調(diào)參完成對電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制。試驗(yàn)中的相關(guān)圖片如下：實(shí)驗(yàn)心得： 這幾次實(shí)驗(yàn)課一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這幾次比較完整的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的PLC控制，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)。通過實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。提高了我的意志力和品質(zhì)力，提升了自己的忍耐力，懂得了怎樣緩