現(xiàn)代控制技術(shù)的電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)研究

劉桂香

摘 要：在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域，電機(jī)有著很廣泛的應(yīng)用，這就要求電機(jī)操作者對電機(jī)控制有足夠深入的認(rèn)識和了解，并能真正的掌握電機(jī)操作，提高電機(jī)控制與操作的質(zhì)量和能力。但是目前的電機(jī)實(shí)訓(xùn)狀態(tài)并不理想，滿足不了電機(jī)控制培訓(xùn)的實(shí)際需求?；谶@樣的背景，本文對目前電機(jī)實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并基于現(xiàn)代控制技術(shù)設(shè)計了電力綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，促進(jìn)電機(jī)控制訓(xùn)練手段的技術(shù)含量，促進(jìn)電機(jī)控制訓(xùn)練水平的提高，適應(yīng)電機(jī)控制人才培養(yǎng)需要。

關(guān)鍵詞：電機(jī) 技術(shù)操作 現(xiàn)代控制技術(shù) 綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng) 實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀分析

隨著電機(jī)自動化程度的越來越高，電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)的技術(shù)含量也應(yīng)當(dāng)由淺入深，通過現(xiàn)代化、科學(xué)化、系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)方法提高電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)的的水平，滿足各類高校電機(jī)控制人才的培養(yǎng)需求。為了做到這一點(diǎn)，需求了解目前電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀，針對其中的不足表現(xiàn)設(shè)計現(xiàn)代電機(jī)綜合系統(tǒng)，這樣才能創(chuàng)造性的改善當(dāng)前電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀，優(yōu)化電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)的實(shí)際效果。

一、目前電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀分析

就目前而言，電機(jī)在社會的各個行業(yè)都有著廣泛應(yīng)用，這使得電機(jī)控制成為一項(xiàng)相當(dāng)重要的工作，是電氣工作人員日常工作中的重要任務(wù)，也是業(yè)績考核的重要指標(biāo)。所以，對電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)應(yīng)進(jìn)一步提高重視程度。電機(jī)控制技能訓(xùn)練一直以來都有，但是20世紀(jì)90年代才自主研發(fā)了一些電機(jī)技能實(shí)訓(xùn)設(shè)備，主要有簡單的電源、線路板和相應(yīng)的設(shè)備，簡單而方便，但是技術(shù)含量過低。盡管經(jīng)過多年的優(yōu)化改造，傳統(tǒng)的電機(jī)實(shí)訓(xùn)設(shè)備已經(jīng)有所改善，但是技術(shù)含量仍然不能與發(fā)達(dá)國家相比，且存在著較大的安全隱患。近年來，電機(jī)自動化程度越來越高，以往的電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)方法不能滿足當(dāng)前電氣工作人員實(shí)際工作需求。在這種情況下，提出基于現(xiàn)代PLC、變頻控制技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)，以及計算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計了電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，建立一個自動化程度較高的電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備系統(tǒng)，以適應(yīng)當(dāng)前的電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)工作需要。

二、基于現(xiàn)代控制技術(shù)的電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建分析

（一）系統(tǒng)設(shè)計的總體方案

為滿足電機(jī)控制、機(jī)床電氣、變頻控制以及基的系統(tǒng)功能需求，可以說電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是相當(dāng)復(fù)雜的。在綜合考慮成本和實(shí)現(xiàn)難易程度以及操作實(shí)用性等各方面后，決定選擇電動機(jī)、繼電器、PLC、變頻器加上位計算機(jī)的控制總體方案。

在這一方案下，系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備要滿足以下功能需求。

1、繼電器單元和電動機(jī)單元配合完成電動機(jī)基本控制功能和機(jī)床電氣控制功能；

2、繼電器單元！PLC單元和電動機(jī)單元配合完成PLC改造功能；

3、變頻單元和電動機(jī)單元配合完成變頻調(diào)速功能；

4、繼電器單元！PLC單元！變頻單元和電動機(jī)單元配合完成綜合控制功能。

（二）外部構(gòu)造設(shè)計

該系統(tǒng)主要由電源！繼電器單元、PLC單元、變頻器單元、電動機(jī)單元等組成。電源部分供該系統(tǒng)各部分所用，主要由斷路器、接觸器、按鈕、電壓表、插座等組成；繼電器單元主要由斷路器、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器、行程開關(guān)等組成，配合電動機(jī)單元實(shí)現(xiàn)電動機(jī)、機(jī)床電路的基本控制功能及其擴(kuò)展功能；PLC單元主要由主機(jī)、開關(guān)電源、繼電器、PLC單元、電纜等組成，配合電動機(jī)單元PLC機(jī)通過STEP7實(shí)現(xiàn)電動機(jī)、機(jī)床電路的控制和改造；變頻器單元由變頻器、斷路器等組成，配合電動機(jī)單元實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)速控制。

1、根據(jù)所作項(xiàng)目的具體內(nèi)容，可適當(dāng)調(diào)整熔斷器！繼電器等的數(shù)量，以滿足實(shí)際需要，如圖1所示。

2、根據(jù)實(shí)訓(xùn)中容易出現(xiàn)的問題，以及PLC較易損壞的特點(diǎn)，對其外部構(gòu)造進(jìn)行改造，可對PLC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，以利于設(shè)備利用率的提高，同時節(jié)約后期較昂貴的設(shè)備維修費(fèi)用。

3、考慮到該部分易受外界影響，須單獨(dú)設(shè)立電源，有條件時可對其進(jìn)行屏蔽，并對其所用導(dǎo)線進(jìn)行單獨(dú)配備。

4、設(shè)計綜合控制系統(tǒng)，首先根據(jù)電力拖動系統(tǒng)的要求選擇電動機(jī)。選擇電動機(jī)時，要考慮電動機(jī)的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)形式及容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速等要求。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，在滿足設(shè)計要求情況下優(yōu)先考慮采用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用維護(hù)方便的三相異步電動機(jī)。

（三）軟件部分設(shè)計

采用STEP7一Micro/WIN V4.0編程軟件。這一編程軟件是西門子公司的一個編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件。它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實(shí)時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。所以，這里采用這一編程軟件設(shè)計電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。在編程軟件安裝前，要求計算機(jī)系統(tǒng)是CPU80486以上的微處理器，內(nèi)存SMB以上，硬盤SOMB以上，還要滿足基本的硬件連接需要，比如個人計算機(jī)與PLC之間要建立基本的通信。

安裝編程軟件后，則可以利用編程軟件進(jìn)行電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計。設(shè)計好后，利用專業(yè)的軟件對其進(jìn)行調(diào)試，以保證軟件設(shè)計科學(xué)合理、有效實(shí)用。進(jìn)行設(shè)備調(diào)式期間，要事前確定選擇掃描次數(shù)和用狀態(tài)圖監(jiān)控程序，按照相關(guān)的調(diào)試程序完成系統(tǒng)調(diào)試和監(jiān)控工作后，再在安全運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行程序編輯。

在運(yùn)行模式下，可以對用戶程序作少量修改，修改后的程序一旦下載將立即影響系統(tǒng)的運(yùn)行"可進(jìn)行這種操作的PLC有CPU224和CPU226兩種，操作如下：

1、在運(yùn)行模式下，選擇“調(diào)試”菜單中“在運(yùn)行狀態(tài)編輯程序”命令。運(yùn)行模式下，只能對主機(jī)中的程序進(jìn)行編輯，當(dāng)主機(jī)中的程序與編程軟件中的程序不同時，系統(tǒng)會提示用戶存盤。

2、屏幕彈出警告信息，單擊“繼續(xù)”按鈕，PLC主機(jī)中的程序?qū)⒈簧陷d到編程窗口，此時可在運(yùn)行模式下編輯程序。

3、程序編譯成功后，可用“文件”菜單中的“下載”0命令，或單擊工具條中的“下載”按鈕將程序下載到PLC主機(jī)。

4、退出運(yùn)行模式編輯。使用“調(diào)試”菜單中“在運(yùn)行狀態(tài)編輯程序”命令，然后根據(jù)需要選擇“選項(xiàng)”中的內(nèi)容。

三、結(jié)束語

在這里，基于現(xiàn)代PLC、變頻控制技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)，以及計算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計了電機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，這是一個技術(shù)含量較高、實(shí)訓(xùn)程序簡單有效的電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備系統(tǒng)，能從根本上提高電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)的水平，這是技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果。在今后的電機(jī)控制訓(xùn)練中，應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新精神，大膽的設(shè)想，大膽的開展技術(shù)研究，不斷的優(yōu)化電機(jī)控制訓(xùn)練效果，跟上電機(jī)設(shè)備自動化程度的提高速度。

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