1、模擬實操任務書任務一：雙速交流異步電動機變速控制電路一、實驗所需電氣元件明細表：代號名稱型號數量備注QS空氣開關DZ47-63-3P-3A1FU1熔斷器RT18-32-3P15AFU2熔斷器RT18-32-3P13AKM1、KM2KM3交流接觸器LC1-E0610M5N3SB1按鈕開關22-LAY16（紅）1SB3、SB4按鈕開關22-LAY16（綠）2M三相雙速異步電動機WDJ22（廠編）1380V/YY二、電氣原理圖10（a）如圖10（a）所示，該控制線路的工作原理如下：先合上電源開關QS，按下低速起動按鈕SB3，接觸器KM1線圈得電，聯鎖觸頭斷開，自鎖觸頭閉合，電動機定子繞組作連接，電動

2、機低速運轉。如需換為高速運轉，可按下高速起動按鈕SB4，接觸器KM1線圈斷電釋放，主觸頭斷開，自鎖觸頭斷開，聯鎖觸頭閉合，同時KM2和KM3的線圈獲電動作，其主觸頭閉合，使電動機定子繞組接成YY，電動機高速運轉，因為電動機的高速運轉是KM2和KM3兩個接觸器來控制的，所以把它們的常開輔助觸頭串聯起來作為自鎖，只有當兩個接觸器都閉合時，才允許工作。三、安裝與接線布置與接線可參考圖10（b）,操作者可畫出實際接線圖。圖10（b）四、檢測與調試確認接線正確后，接通三相交流電源，按工作原理步驟操作，若操作中發現有不正常現象，應斷開電源分析排故后重新操作。任務二：電鍍生產線控制一、虛擬負載界面與接口1.

3、控制信號輸出序號輸出端口功能備注1光耦輸出DO00S1限位開關“上料位”限位開關2光耦輸出DO01S2限位開關“前處理位”限位開關3光耦輸出DO02S3限位開關“電鍍位”限位開關4光耦輸出DO03S4限位開關“后處理位”限位開關5光耦輸出DO04S5限位開關“下料位”限位開關6光耦輸出DO05S6限位開關鍍件上升到位限位開關7光耦輸出DO06S7限位開關鍍件下降到位限位開關8光耦輸出DO07S8限位開關鉤子勾住鍍件反饋2.控制信號輸入序號輸入端口功能備注1晶體管輸入DI00橫移電動機M1前進2晶體管輸入DI01橫移電動機M1后退3晶體管輸入DI02升降電動機M2上升4晶體管輸入DI03升降電動

4、機M2下降二、控制要求（1）初始狀態掛鉤在上料位下方。按下啟動按鈕后系統啟動，掛鉤上升，掛上鍍件等待1S。掛鉤上升到上限位。（2）行車前進，到前處理工位，吊鉤下降到下限位，進行2s的前處理，上升到上限位。（3）行車前進，到渡槽工位。吊鉤下降到下限位，電鍍3s鐘后，上升到上限位。（4）行車前進，到后處理工位。吊鉤下降到下限位，進行1s的后處理，上升到上限位。（5）行車前進，到下料工位。吊鉤下降放下鍍件，繼續下降到下限位，行車返回上料位。（6）繼續從1開始循環。（7）當在系統運行時按下停止按鈕，系統完成當前循環后停止。三、PLC I/O端口分配功能表1. 開關量輸入序號名稱PLC地址功能說明1“啟

5、動”按鈕I0.0SB12“停止”按鈕I0.1SB23“上料位”限位開關I0.2光耦輸出DO004“前處理位”限位開關I0.3光耦輸出DO015“電鍍位”限位開關I0.4光耦輸出DO026“后處理位”限位開關I0.5光耦輸出DO037“下料位”限位開關I0.6光耦輸出DO048鍍件上升到位限位開關I0.7光耦輸出DO059鍍件下降到位限位開關I1.0光耦輸出DO0610鉤子勾住鍍件反饋I1.1光耦輸出DO071. 開關量輸出序號名稱PLC地址功能說明1前進Q0.0晶體管輸入DI002后退Q0.1晶體管輸入DI013鍍件上升Q0.2晶體管輸入DI024鍍件下降Q0.3晶體管輸入DI03四、系統接線

6、圖主回路控制回路五、操作步驟1.按系統接線圖所示進行主回路和控制回路接線；2.按控制要求編寫控制程序，將編譯無誤的控制程序下載至PLC中；3.啟動虛擬負載，選擇“電鍍生產線”模塊，選擇PLC控制，選擇對應的USB串口，打開串口，進入程序運行狀態。4.按控制要求進行操作，觀察控制是否滿足要求。任務三：轉速、電流雙閉環不可逆直流調速系統實訓一、實訓線路及原理許多生產機械，由于加工和運行的要求，使電動機經常處于起動、制動、反轉的過渡過程中，因此起動和制動過程的時間在很大程度上決定了生產機械的生產效率。為縮短這一部分時間，僅采用PI調節器的轉速負反饋單閉環調速系統，其性能還不能很令人滿意。雙閉環直流調

7、速系統是由速度調節器和電流調節器進行綜合調節，可獲得良好的靜、動態性能（兩個調節器均采用PI調節器），由于調整系統的主要參量為轉速，故將轉速環作為主環放在外面，電流環作為副環放在里面，這樣可以抑制電網電壓擾動對轉速的影響。實訓系統的原理框圖組成如圖3-8所示。啟動時，加入給定電壓Ug，“速度調節器”和“電流調節器”即以飽和限幅值輸出，使電動機以限定的最大啟動電流加速啟動，直到電機轉速達到給定轉速(即Ug=Ufn)，并在出現超調后，“速度調節器”和“電流調節器”退出飽和，最后穩定在略低于給定轉速值下運行。系統工作時，要先給電動機加勵磁，改變給定電壓Ug的大小即可方便地改變電動機的轉速。“速度調節

8、器”、“電流調節器”均設有限幅環節，“速度調節器”的輸出作為“電流調節器”的給定，利用“速度調節器”的輸出限幅可達到限制啟動電流的目的。“電流調節器”的輸出作為“觸發電路”的控制電壓Ug，利用“電流調節器”的輸出限幅可達到限制max的目的。二、實訓內容1.各控制單元調試。2.測定電流反饋系數、轉速反饋系數。3.測定開環機械特性及高、低轉速時系統閉環靜態特性n=f(Id)。4.閉環控制特性n=f(Ug)的測定。5.觀察、記錄系統動態波形。轉速、電流雙閉環直流調速系統原理框圖三、實訓方法1.雙閉環調速系統調試原則（1）先單元、后系統，即先將單元的參數調好，然后才能組成系統。（2）先開環、后閉環，即

9、先使系統運行在開環狀態，然后在確定電流和轉速均為負反饋后，才可組成閉環系統。（3）先內環，后外環，即先調試電流內環，然后調試轉速外環。（4）先調整穩態精度，后調整動態指標。2.“觸發電路”調試（1）先將給定單元的S2開關打到停止的方向，將S1打到正給定的方向，將電位器RP10逆時針旋到底。（2）接通三相電源，觀察測試孔4、5、6的三相鋸齒波，并調節RP7、RP8、RP9三個電位器，使三相鋸齒波斜率盡可能一致。（3）將給定單元的“給定”輸出Ug直接與觸發電路單元的Ug相接，將給定開關S2打到運行位置，調節電位器RP10，用雙蹤示波器觀察1點同步電壓信號和測試點“VT1”輸出的脈沖波形，使=150

10、°（注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0°是從自然換流點開始計算，而單相晶閘管電路的0°移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30°)。（4）適當增加給定Ug的正電壓輸出，觀測觸發電路VT1-VT6的波形，此時應觀測到相差60°的雙窄脈沖。（5）用20芯的扁平電纜，將觸發電路上“觸發脈沖輸出”和主電路的“觸發脈沖輸入”相連，使得觸發脈沖加到晶閘管上，觀察主電路VT1VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發脈沖是否正常，最后將RP10電位器逆時針旋到底，切斷主電路電源。3.控制單元調試（1）調節器的調零將“調節器I”

11、所有輸入端接地，用導線將“5”、“6”短接，使“調節器I”成為P (比例)調節器。用萬用表的毫伏檔測量調節器I的“7”端的輸出，調節面板上的調零電位器RP1，使之電壓盡可能接近于零。將“調節器II”所有輸入端接地，用導線將“6”、“7”短接，使“調節器II”成為P（比例）調節器。用萬用表的毫伏檔測量調節器II的“9”端，調節面板上的調零電位器RP4，使之輸出電壓盡可能接近于零。（2）調節器正、負限幅值的調整把“調節器I”的“5”、“6”短接線去掉，使調節器成為PI (比例積分)調節器，將“調節器I”所有輸入端的接地線去掉，將給定單元的給定輸出端接到調節器I的“2”端，當加+3V的正給定電壓時，

12、調整負限幅電位器RP3，使之輸出電壓為-6V，當調節器輸入端加-3V的負給定電壓時，調整正限幅電位器RP2，使之輸出電壓盡可能接近于零。把“調節器II”的“6”、“7”短接線去掉，使調節器成為PI（比例積分）調節器，將“調節器II”的所有輸入端的接地線去掉，將給定單元的給定輸出端接到調節器II的“3”端。當加+3V的正給定電壓時，調整負限幅電位器RP6，使之輸出電壓盡可能接近于零；當調節器輸入端加-3V的負給定電壓時，調整正限幅電位器RP5，使調節器的輸出正限幅為+6V（3）電流反饋系數的整定直接將“給定”電壓Ug接入觸發電路電壓Ug的輸入端，整流橋輸出接電阻負載R，負載電阻放在最大值，輸出給

13、定調到零。按下啟動按鈕，從零增加給定，使輸出電壓升高，當Ud=220V時，減小負載的阻值，調節“電流反饋與過流保護”上的電流反饋電位器RP13，使得負載電流Id=0.65時，“4”端的電流反饋電壓Ufi=3V，這時的電流反饋系數=Ufi/Id= 4.615V/A。（4）轉速反饋系數的整定直接將“給定”電壓Ug接入觸發電路電壓Ug的輸入端，“三相全控整流”電路接直流電動機負載，Ld用100mH，輸出給定調到零。按下啟動按鈕，接通勵磁電源，從零逐漸增加給定，使電機提速到n =150Or/min時，調節“轉速變換”上轉速反饋電位器RP14，使得該轉速時反饋電壓Ufn=-6V，這時的轉速反饋系數=Uf

14、n/n =0.004V/(r/min)。4.開環外特性的測定（1）直接將“給定”電壓Ug接入觸發電路電壓Ug的輸入端，“三相全控整流”電路接電動機，Ld用100mH，直流發電機接負載電阻R，R采用串并聯接法（900與900電阻串聯加上900與900并聯）共2250，負載電阻放在最大值，輸出給定調到零。（2）按下啟動按鈕，然后從零開始逐漸增加“給定”電壓Ug，使電機啟動升速，轉速達到1200rmin。（3）增大負載(即減小負載電阻R阻值)，使得電動機電流Id=Ied，可測出該系統的開環外特性n =f（Id），記錄于下表中：n（r/min）Id（A）將給定退到零，按下停止按鈕，結束實訓。5.系統靜

15、特性測試（1）按圖接線，給定單元的給定電壓Ug輸出為正給定，轉速反饋電壓為負電壓，直流發電機接負載電阻R， R采用串并聯接法（900與900電阻串聯加上900與900并聯）共2250，Ld用100mH，負載電阻放在最大值，給定的輸出調到零。將“調節器I”、“調節器II”都接成P（比例）調節器后，接入系統，形成雙閉環不可逆系統，按下啟動按鈕，接通勵磁電源，增加給定，觀察系統能否正常運行，確認整個系統的接線正確無誤后，將“調節器I”，“調節器II”均恢復成PI（比例積分）調節器，構成實訓系統。（2）機械特性n =f(Id)的測定A、從零開始逐漸調大給定電壓Ug，使電動機轉速接近n=l200r/mi

16、n，然后接入發電機負載電阻R，逐漸改變負載電阻(為使電阻的保險絲不至于燒壞，可先調節1800電阻的旋鈕，調到底后可用導線將其短接，然后再調節450電阻的旋鈕)，直至Id=Ied，即可測出系統靜態特性曲線n=f(Id)，并記錄于下表中：n（r/min）Id（A）B、降低Ug，再測試n=800r/min時的靜態特性曲線，并記錄于下表中：n（r/min）Id（A）C、閉環控制系統n=f(Ug)的測定調節Ug及R，使Id=Ied、n=l200r/min，逐漸降低Ug，記錄Ug和n，即可測出閉環控制特性n = f(Ug)。 n（r/min）Ug（V）6.系統動態特性的觀察用慢掃描示波器觀察動態波形。在不同的系統參數下，用示波器觀察、記錄下列動態波形: （1） 突加給定Ug電動機啟