HYANZ-1工業(yè)交直流調(diào)速系統(tǒng)實訓(xùn)平臺

一、產(chǎn)品概述

“HYANZ-1型工業(yè)交直流調(diào)速系統(tǒng)實訓(xùn)平臺”依據(jù)高等院校新統(tǒng)編教材《電力拖動自動控制系統(tǒng)》(上海大學(xué)陳伯時編著)、《直流調(diào)速》等教材大綱的要求，配合為高等院校、職業(yè)培訓(xùn)技術(shù)院校相關(guān)專業(yè)進行有關(guān)電力拖動自動控制系統(tǒng)課程的實訓(xùn)而推出的一個現(xiàn)代化實訓(xùn)產(chǎn)品,設(shè)計時充分考慮了目前國內(nèi)實訓(xùn)室的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，精心研制而成。在同類產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)合理、功能完善、可靠性好、性價比高的優(yōu)點。

二、系統(tǒng)特點

1.網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)化是當今世界的主流，如今的直流調(diào)速器不僅可通過調(diào)速主機上傳統(tǒng)數(shù)字量、模擬量的I/O點來實現(xiàn)對直流電機的控制，還能通過現(xiàn)場總線技術(shù)或工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)對調(diào)速器、PLC等信息資源進行共享和控制，避免單機設(shè)備因缺乏信息資源的共享而造成“自動化孤島效應(yīng)”，甚至還可以利用計算機與其聯(lián)網(wǎng)，通過組態(tài)軟件在計算機組態(tài)，完成對實訓(xùn)裝置的遠程監(jiān)控。

2.工業(yè)化：傳統(tǒng)教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備只是純粹完成學(xué)校驗證性實訓(xùn)而刻意設(shè)計制造的產(chǎn)品，造成學(xué)生畢業(yè)后與所接觸的工業(yè)實際產(chǎn)品大相徑庭，故現(xiàn)場化的教育方式十分重要，本裝置直接選用工業(yè)級產(chǎn)品，和目前新工業(yè)技術(shù)產(chǎn)品相符，完全符合工業(yè)應(yīng)用標準。

3.開放性：開放式教學(xué)的目的，主要是提高學(xué)生的動手能力，本裝置中調(diào)速器的所有硬件電路均以結(jié)構(gòu)框形式在實訓(xùn)面板上作了詳盡的描繪，相應(yīng)I/O點通過專用弱電端子全部引出，學(xué)生可以選用專用實訓(xùn)導(dǎo)線方便靈活地自由接線組合。

4.先進性：本裝置選用的直流調(diào)速器是選用當今新工業(yè)產(chǎn)品，它以兩個高效率的CPU為核心，融入了功能強大而又豐富的控制、運算和通信處理軟件，使得以前在模擬直流調(diào)速驅(qū)動裝置中實現(xiàn)的復(fù)雜調(diào)速拖動控制在本實訓(xùn)模塊上都可變得輕而易舉地實現(xiàn)。本實訓(xùn)裝置除了可進行一般的調(diào)壓調(diào)速、弱磁升速等常規(guī)直流電機速度控制實訓(xùn)外，增加工藝板后還可實現(xiàn)各種復(fù)雜傳動控制要求的實訓(xùn)，如張力、位置、繞線、卷取、擺動等控制。

5.多樣化：為盡可能反映目前電機加載方式的優(yōu)缺點及多樣化，我們可以提供多達三種的電機加載方式，包括利用發(fā)電機加載、渦流測功機加載以及磁粉制動器加載，每種加載方式各有優(yōu)缺點，教師可以根據(jù)學(xué)校教學(xué)目的的不同，靈活選擇加載方式。

三、技術(shù)性能

1.輸入電源: 三相四線(或三相五線) ～380V±10% 50Hz

2.工作環(huán)境: 溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

3.裝置容量：＜2.0kVA

4.外形尺寸：175cm×73cm×157cm

四、系統(tǒng)組成

(一) DW01電源、儀器控制屏

控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板。為實驗提供交流電源、高壓直流電源、低壓直流電源及各種測試儀表等。具體功能如下：

1、主控功能板

(1) 三相四線電源輸入，經(jīng)漏電保護器后，經(jīng)過總開關(guān),由接觸器通過起、停按鈕進行操作；

(2) 設(shè)有450V指針式交流電壓表三只，指示電源輸入的三相電壓；

(3) 定時器兼報警記錄儀（服務(wù)管理器），平時作為時鐘使用，具有設(shè)定實驗時間、定時報警、切斷電源等功能；還可以自動記錄由于接線或操作錯誤所造成的漏電告警、儀表超量程告警總次數(shù), 為學(xué)生實驗技能的考核提供一個統(tǒng)一的標準。

2、交、直流電源

(1) 勵磁電源：直流220V/0.5A，具有短路保護。

(2) 電樞電源：直流0～220V/2A連續(xù)可調(diào)電源一路，具有短路保護。

(3) 直流可調(diào)穩(wěn)壓電源：0-30V/2A，具有短路軟截止自動恢復(fù)保護功能。

(4) 交流電源：設(shè)有單相調(diào)壓器一組，可得到交流0～250V可調(diào)電壓；

3、交、直流儀表

(1) 交流電壓表：0～500V帶鏡面交流電壓表一只，精度1.0級。

(2) 交流電壓表：0～5A帶鏡面交流電流表一只，精度1.0級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。

(3) 功率、功率因數(shù)表：由微電腦、高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成。通過鍵控、數(shù)顯窗口實現(xiàn)人機對話功能控制模式。為了提高測量范圍和測試精度，在硬、軟件上均分八檔區(qū)域，自動判斷、自動換檔。功率測量精度1.0級，電壓、電流量程分別為450V、5A，測量功率因數(shù)時還能自動判斷負載性質(zhì)（感性顯示“L”，容性顯示“C”，純電阻不顯示），可儲存15組數(shù)據(jù)，供隨時查閱。

(4) 直流電壓表：直流數(shù)字電壓表1只，測量范圍0～300V，三位半數(shù)顯，輸入阻抗為10MΩ，精度0.5級。

(5) 直流電流表：直流數(shù)字電流表1只，測量范圍為0～5A，三位半數(shù)顯，精度0.5級，具有超量程報警、指示、切斷總電源等功能。

（二）實驗桌

實驗桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、而磨高密度板、結(jié)構(gòu)堅固，造型美觀大方。桌子左右各設(shè)有兩個抽屜（帶鎖）。

五、實訓(xùn)組件

1. 電機導(dǎo)軌、光碼盤測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表

包括日本歐姆龍1024光電編碼器及固定電機的不銹鋼導(dǎo)軌等。不銹鋼導(dǎo)軌平整度好，無應(yīng)力變形，加工精細，同心度好，互換性好，能保證電機與電機、電機與測功機之間連接的同心度不超過±5絲，電機運行噪聲小，實訓(xùn)參數(shù)典型，能較好滿足實訓(xùn)要求。在導(dǎo)軌面板上設(shè)有五位數(shù)顯轉(zhuǎn)速表，顯示當前轉(zhuǎn)速；同時設(shè)有光電編碼信號輸出，包括A、B兩個通道，與調(diào)速主機配合完成速度閉環(huán)及定位的功能。

2. 工業(yè)觸摸屏

觸摸屏作為人機對話界面，即可對使用設(shè)備進行監(jiān)測，還可以對設(shè)備進行簡單控制，故在工業(yè)現(xiàn)場廣泛使用，本裝置選用工業(yè)現(xiàn)場的產(chǎn)品，液晶屏幕尺寸為7寸MCGS7062彩色屏幕。觸摸屏帶有兩種通訊口，第一個為RS232通訊口，第二個為RS485通訊口。

3. S7-200 PLC可編程控制器

PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中，處于核心的位置，為保證性能上的強大，選用西門子的S7-200 CPU226的PLC可編程控制器，AC 電源，24路數(shù)字量輸入16路繼電器輸出，16/24 KB代碼/10 KB數(shù)據(jù)，2個PPI/自由端口。EM235 （4路模擬量輸出1路量輸入），可供教師完成畢業(yè)設(shè)計或研究生課題等。

4. 直流調(diào)速器

采用英國歐陸驅(qū)動器器件公司歐陸514C，2/4象限運行，正負調(diào)速給定，模擬輸入，調(diào)速時使能數(shù)字輸入，電機熱敏電阻或精密溫度傳感器輸入，電流給定的模擬輸入或輸出，反向給定綜合模擬輸出，＋24V電源輸出。

5. 交流流調(diào)速器

采用西門子MM440 1.5KW變頻調(diào)速器。控制功能：線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個； 內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定；可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊；

6. 實訓(xùn)元器件

該掛件上裝有16個鈕子開關(guān)、3個可調(diào)電位器、一路+24V/1.5A的直流電源。

7. 三相可調(diào)電阻器(三組90Ω×2/1.3A瓷盤電阻)

8. HYDJ-1直流電動機

9. HYDJ-3三相異步電動機

10. 系統(tǒng)軟件：本裝置提供三類軟件，第一類是直流調(diào)速主機的配置軟件，完成對主機各參數(shù)設(shè)置及修改；第二類是編程軟件，包括PLC的編程軟件等；第三類為工控組態(tài)軟件，完成對設(shè)備的監(jiān)控；軟件可根據(jù)老師的要求靈活進行選擇。

11. 實訓(xùn)連接線：根據(jù)不同實訓(xùn)項目的特點，配備兩種不同的實訓(xùn)聯(lián)接線，強電部分采用高可靠護套結(jié)構(gòu)丁字插連接線（不存在任何觸電的可能），里面采用無氧銅抽絲而成頭發(fā)絲般細的多股線，達到超軟目的，外包丁晴聚氯乙烯絕緣層，具有柔軟、耐壓高、強度大、防硬化、韌性好等優(yōu)點，插頭采用實芯銅質(zhì)件外套鈹輕銅彈片，接觸安全可靠；弱電部分采用彈性鈹輕銅裸露結(jié)構(gòu)聯(lián)接線，兩種導(dǎo)線都只能配合相應(yīng)內(nèi)孔的插座，這樣大大提高了實訓(xùn)的安全及合理性。

五、實訓(xùn)項目

直流調(diào)速實訓(xùn)

1、工控組態(tài)軟件編程

2、西門子S7-200可編程控制器(PLC)

3、工業(yè)觸摸屏編程

4、了解直流調(diào)速控制系統(tǒng)的原理

5、邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

6、PLC、直流調(diào)速器組成的調(diào)速系統(tǒng)

7、觸摸屏、直流調(diào)速器組成的調(diào)速系統(tǒng)

8、基于組態(tài)軟件通訊方式的PLC、直流調(diào)速器組成的調(diào)速系統(tǒng)

交流調(diào)速實訓(xùn)

1.變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作

2.變頻器報警與保護功能

3.多段速度選擇變頻調(diào)速

4.外部端子點動控制

5.外部端子遙控控制

6.控制電機運行時間操作

7.控制電機正反轉(zhuǎn)運動控制

8.電壓/電流監(jiān)視器信號輸出及顯示 9.瞬間停電變頻器參數(shù)設(shè)定

10.外部模擬量（電壓/電流）變頻調(diào)速

11.基于變頻調(diào)速的RS485通信

12.變頻恒壓供水模擬控制

13.基于組態(tài)軟件的三相異步電機的變頻調(diào)速實時曲線

14. 基于組態(tài)軟件的三相異步電機變頻調(diào)速時電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速實時采集顯示

15.基于通訊方式的PLC、交流變頻器組成的調(diào)速系統(tǒng)

16.基于通訊方式的PLC、觸摸屏、交流變頻器組成的調(diào)速系統(tǒng)

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