電工技術基礎四川大學電氣信息學院電工電子基礎教學實驗中心2009年秋（48學時）,主講教師舒朝君,scdxyouxiang,85405982,電工學（上冊）電路與控制系統篇電工學（上冊）第五版秦曾煌主編高等教育出版社電子技術原理與應用電路、數字系統、電子與電機（第3版）美AllanR.Hambley著；夏琳等譯；清華大學出版社電路（第七版）美JamesW.Nilsson,SusanA.Riedel著；周玉坤等譯；電子工業出版社,教材及參考書,1.掌握電路的基本原理和分析方法，為學習后續的專業課打好基礎。2.通過實驗,學習常規電子儀器的使用方法,鍛煉動手能力。,教學基本要求：,教學要求實驗教材：電工電子技術實驗實驗共8次，實驗前應認真預習。實驗課缺一次扣2分，實驗報告缺一次扣2分。凡是未做好預習工作的一律不得做實驗，可以當堂補作預習，或回去預習好后再另找時間補作。,平時成績要記入總成績中平時成績包括：占總成績的30%。2.期末筆試成績占總成績的70%。,電工技術基礎,第1章電氣工程簡介,第2章電路基本原理,第3章直流電路分析,第4章瞬態分析,第5章正弦交流電路分析,電工技術基礎,第9章電機原理,第10章繼電接觸器控制系統,第11章可編程控制器及其應用,第6章三相電路系統,第7章機電能量轉換原理,第8章電工測量,要求本課程注冊學生應具備：,1.求解代數方程的能力。2.進行復數運算的能力。3.微積分學和求解常系數常微分方程的基礎知識。4.舉一反三的能力。,為什么學？學什么？怎么學？,為什么學,1廣泛學習基礎知識，以便能在自己的專業領域領導項目設計；2能夠操作和維護電路系統；3能夠與電氣工程顧問溝通。,一.電能的應用及其與生產發展的關系,1：電能的應用。,工業：,農業：,日常生活：,為什么學,2。電能的優越性：,（1）便于轉換：,（2）便于輸送：,（3）便于控制,二、電工技術發展概況。,（1）電磁現象的研究工作,（2）電子技術的發展,（3）數字控制、數字測量技術的發展和應用,為什么學,學什么,1電路基本原理；2常用電氣元件及設備；3常用電氣控制系統。,怎么學,1確定什么是已知的，什么是待求的。2畫電路圖或者采用其他形式的模型。3考慮幾個解決方案并從中挑選一個方案。4計算答案。5發揮創造性。6檢驗解答。,電氣工程概述,電氣系統的五個主要分支：電力系統控制系統通信系統計算機系統信號處理系統,電力系統,控制系統,飛機自動駕駛儀,發酵罐結構示意圖,FP3中型PLC簡介,FP3中型PLC外形,系統概述（1）,數據采集上圖是本系統發酵罐結構示意圖，通過傳感器檢測發酵罐內的重量和溫度兩個物理量，送入FP3可編程控制器的A/D模塊。本系統所要采集的重量數據是06000kg的清洗重量不同，采取不同的措施對發酵罐進行清洗。本系統所要采集的溫度數據是0150的蒸汽溫度，根據溫度的不同，由消毒過程采取相應的消毒措施進行消毒。要求溫度達于130或者小于10時，要進行報警。,系統概述（2）,清洗過程當按下清洗按鈕，用清洗液對發酵罐進行清洗過程開始，依次經過三個過程：注入、攪拌、排液。在三個過程進行中，如遇緊急情況都按停止清洗過程按鈕。注入過程注入過程中電動機靜止，應關閉閥門DT1、DT2。液重在01噸時，閥門DT8打開為高電平，液重在12噸時，打開DT7，同時關閉DT8。同理可知DT1DT6的狀態。清洗液注入一個閥門，同時清洗了該閥門。清洗攪拌過程清洗液注入后，DT1DT8關閉，電機啟動，攪拌30分鐘后，電機停止攪拌進入排液過程。排液過程電機停止攪拌后，發酵罐清洗完畢，進入排液過程。首先打開DT1排3噸清洗液后，關閉DT1打開DT2，再排3噸清洗液，關閉DT2，整個清洗過程完畢。排液過程中DT3一直打開。,MDT8DT7DT6DT5DT4DT3DT2DT1,0123456T（噸）圖2注入過程液重-閥門圖,系統概述（3）,消毒過程高溫消毒（滅菌）過程是在發酵罐內及其夾層中均注入120的高溫蒸氣，保持12小時，自然冷卻。當按下消毒按鈕后，則消毒過程開始。如果溫度小于119，消毒過程不進行，同時PLC給出報警信號；若溫度大于121，消毒過程不進行，同時PLC給出報警信號，處理后按下停止報警信號按鈕。只有當溫度大于或等于119，小于121時，消毒過程才進行，其閥門狀態時序圖如下圖所示，同時PLC顯示消毒過程正在進行。系統無論何時，如遇緊急情況都可按下停止消毒過程按鈕。,消毒過程閥門狀態時序圖,1.電磁閥VL2、VL3、VL4、VL5閉合；VL1、VL6打開，蒸汽由VL1進入罐壁夾層，開始夾層加熱消毒過程；電機閥DT2開；DT1、DT4、DT5、DT6、DT7、DT8，6個電機閥關閉，DT3開，蒸汽從DT3進入發酵罐從DT2流出，同時為DT2、DT3消毒；持續時間為一小時；2.閥門DT4、DT5、DT6、DT7、DT8依次單獨打開，重復閥門DT3的消毒過程，消毒時間均用一秒定時器定為1小時；3.閥門DT8消毒一小時后閥門DT3、DT4、DT5、DT6、DT7、DT8與DT1同時打開消毒，DT2閉合。所有的電機閥與DT1同時消毒，時間為六小時；4.6小時后，所有電機閥與電磁閥全部閉合；自然冷卻，消毒過程結束。,消毒過程中的閥門狀態,消毒過程詳解,消毒過程控制流程圖,首先檢查消毒按鈕是否閉合，若按鈕沒有閉合，則消毒過程不進行，而是進入相應的其他的過程（如清洗）；消毒按鈕閉合則檢查罐內及夾層溫度，若小于119則溫度過低，取消消毒過程；若溫度大于119，則再次檢驗溫度是否大于121；若溫度大于121，消毒過程不進行，同時PLC給出報警信號，處理后按下停止報警信號按鈕。只有當溫度大于或等于119，小于121時，消毒過程才進行；VL2VL5閉合，VL1，VL6打開，讓蒸汽進入夾層，高溫消毒。再將DT2，DT3打開，其余電機閥閉合，將蒸汽從DT3注入罐內,DT2流出，高溫消毒1小時，DT4、DT5、DT6、DT7、DT8依次逐個打開重復DT3的過程。當DT8開啟一小時后，DT3DT8全部打開，DT1打開，DT2關閉，繼續消毒六小時，然后所有閥門閉合，消毒過程結束。在此期間，隨時都可按下停止消毒過程按鈕。,程序詳解（1）,X10為控制消毒按鈕。342、當消毒按鈕X10開，停止過程按鈕X12、清洗按鈕X11、結束消毒過程R23處于閉狀態時，與R22開自保持，R22為消毒標志；348、當消毒標志位R22為開始非時跳轉至下一過程（清洗）（10）；351、消毒標志R22開始，比較罐內溫度是否小于119，小于，則跳轉至取消過程指示Y44（8）；362、罐內溫度大于119，則比較罐內溫度是否大于121，大于，則跳轉至（7）；小于或等于，則跳轉至（6）；379、過程（7）開始位置；380、R900A開始，R22開始，Y42輸出。即罐內溫度大于121，消毒在進行，則報警；383、Y42開始，跳轉至（6）；386、過程（6）開始的位置；387、R22開始，Y43輸出，即消毒標志開始則指示進入消毒過程；,程序詳解（2）,389、R22開始，Y51、Y52、Y53、Y54復位，即電磁閥VL2、VL3、VL4、VL5閉合；402、R22開始，Y50、Y55置位，即VL1、VL6打開，蒸汽由VL1進入罐壁夾層，開始夾層加熱消毒過程；409、R22開始，Y31輸出，即電機閥DT2開；Y33、Y34、Y35、Y36、Y37、R24開始非，即DT4、DT5、DT6、DT7、DT8五個電機閥關閉，Y32即DT3開，R24所代表的過程不進行；開始注入蒸汽，蒸汽從DT3進入發酵罐從DT2流出，同時為DT2、DT3消毒；418、Y32開始，即DT3打開，R24開始非，DT3打開時間用一秒定時器定時，持續時間為一小時；424485接著Y33、Y34、Y35、Y36、Y37開始執行程序，即閥門DT4、DT5、DT6、DT7、DT8依次單獨打開，重復閥門DT3的消毒過程，消毒時間均用一秒定時器定為1小時。此間R24所代表的過程不進行；,程序詳解(3),491、T10開始，R38輸出。493、T10或R24開始與R25開始非，R24輸出，此處為R24自保持。表示閥門DT8消毒一小時后執行R24代表過程；此時R25代表過程執行則R24代表過程不執行；497、R24開始，一秒定時器定時六小時。此間所有的電機閥與DT1同時消毒，時間為六小時；502、T11開始，R25輸出。表示所有閥門閉合，自然冷卻消毒的過程；504、R24開始，Y32、Y33、Y34、Y35、Y36、Y37、Y30置位，Y31復位，即閥門DT3、DT4、DT5、DT6、DT7、DT8與DT1同時打開消毒，DT2閉合。,程序詳解（4）,529、T11開始，Y32、Y33、Y34、Y35、Y36、Y37、Y31、R25、Y50、Y55同時復位，即DT3、DT4、DT5、DT6、DT7、DT8、DT1、DT2、VL1、VL2同時閉合；即6小時后，所有電機閥與電磁閥全部閉合；560、過程（8）開始的位置；561、R22消毒標志開始，Y44輸出，563、Y44開始，溫度小于119報警，跳至（9）取消過程指示開始。566、過程（9）開始的位置；567、T11