华北电力大学控制装置与仪表实验报告

1、实验报告院 系： 控制与计算机工程学院 实验名称：基于单片机控制的半导体温控实验系统指导教师： 陆会明 学生姓名： 洪怡婷 学 号： 1111190207 班 级： 创新自1101班 日期：2015年1月19日实验一一、 实验目的及要求实验一：变频器基本操作的实验目的：1.认识变频器操作面板及各功能键的功能、操作方法；2.认识调速系统信号流向。二、 实验仪器ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验原理1) 控制器工作原理及使用及配置方法；1）输入可自由选择热电偶、热电阻、电压及电流。内含非线性校正表格，无需外部校正，

2、测量精确稳定。采用先进的AI人工智能PID调节算法，无超调，具有自整定（AT）工能。具有手自动无扰切换功能及电软启动功能。采用X3高精度电流输出模块，精度可达0.2%，提高调节器的输出精度。仪表使用前应该根据其输入、输出规格及功能要求来设置正确的参数。配置好参数才可以投入使用。控制器输入类型有热电偶，热电阻，线性电压，线性电流（需外接精密电阻分流），A/D转换器每秒采样8次，控制周期0.5-120s可调。2) 变频器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一种控制交流电机的变频器，可以安装在墙上或者柜体中。它具有固定式控制盘和固定式电位器，面板操作简单，速度可直观设定。同时，其内部集成

3、EMC滤波器，无需外接滤波器。3）无纸记录仪工作原理及使用及配置方法；多通道输入，支持多种输入类型，图形化界面，画面直观，可同时记录4个通道数据，具有上限下限报警功能。控制器输入类型有热电偶，热电阻，线性电压，线性电流（需外接精密电阻分流），线性输入量程最大为-20000到20000。四、 试验方法和步骤1. 手动变频调速系统接线1 利用万用表检查硬接线是否完好，有无短路断路情况；2 变频器电源输入端接线，电源线火线（L）接变频器接线端子L，电源线零线（N）接变频器接线端子N；3 变频器接线端子U2、V2、W2分别接三相电动机的U、V、W端；4 检查所有接线是否正确。2. 变频器基本调速功能设

4、置1 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源；2 确认变频器处于本地工作模式（左上角显示LOC），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到LOC模式；3 确认变频器显示器右下角FWD（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并按键，确定可以相互切换；4 设置频率给定值，按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择11，按键，按上下键选择1109，按键，确认此值为0，此时频率给定值由旋钮调节；5 按住键，直到显示；6 变频器最大输出频率设置：设置最大输出频率，同选择，按住键，进入最大输出频率设置，按上下键设置（电机实际最大输出频率为100HZ），按住键，直到显示，确定变频器操作面板输入旋钮

5、是否最小，确认后按START启动变频器，增大旋钮并观察显示器输出频率变化；7 REF模式设置变频器给定值：当变频器处于STOP状态下，按键，按上下键选择REF模式，按键，进入REF模式，启动变频器，按上下键设定输出频率。3. 设置加/减速时间1 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源；2 确认变频器处于本地工作模式（左上角显示LOC），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到LOC模式；3 确认变频器显示器右下角FWD（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并按键，确定可以相互切换；4 设置加速时间：按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择22，按键，按上下键选择2202，按住键，

6、按上下键设置加速时间；5 设置减速时间：按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择22，按键，按上下键选择2203，按住键，按上下键设置加速时间；6 确认定变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后按START启动变频器，测量电机正转加速时间与减速时间，反转加速时间与减速时间。五、 实验结果与数据处理根据实验方法和步骤，操作变频器，基本得到了试验的要求。学会了变频器的基本操作。六、 讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、试验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）在REF模式设置变频器给定值和设置加减速时间这两个步骤时出现问题，后与研究生学长讨论未发现操作问题，故暂时结

7、论是机器故障或者是实验说明有误。试验及过于简单，没有什么得到什么实验结论，建议增加实验要求七、 实验打印输出结果无实验二一、 实验目的及要求实验二：变频器应用宏设置的实验目的：认识变频器应用宏功能、设置方法。二、 实验仪器ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验原理1） 变频器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一种控制交流电机的变频器，可以安装在墙上或者柜体中。它具有固定式控制盘和固定式电位器，面板操作简单，速度可直观设定。同时，其内部集成EMC滤波器，无需外接滤波器。1. 了解5种应用宏应用宏是可编程

8、的参数集。2. ABB标准宏该宏是默认宏。该宏提供了一种通用的I/O配置，它有3种恒速。四、试验方法和步骤1 功率线路连接，并确认正确；2 按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择99，按键，按上下键选择9902，按键，确认此值为1；3 按照接线图接线；4 按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1202，按键，进入恒速1频率设置，按上下键设置；按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1203，按键，进入恒速2频率设置，按上下键设置；按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1204，按键，进入恒速3频率设置

9、，按上下键设置；Di3Di4操作参数00通过电位器设置转速10恒速1（1202）01恒速2（1203）11恒速3（1204）图9 参数组5 确认定变频器操作面板输入旋钮是否最小，变频器处于远程工作模式（左上角显示REM），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到REM模式,确认后按START启动变频器；6 启动Di1，设置Di3、Di4为0、1，观看显示屏是否为恒速1设置频率；设置Di3、Di4为1、0，观看显示屏是否为恒速2设置频率；设置Di3、Di4为1、1，观看显示屏是否为恒速3设置频率。五、 实验结果与数据处理应用ABB standard宏，通过Di3和Di4的操作得到三种恒速：恒速1、

10、恒速2、恒速3。即可以通过开关控制电机的不同转速六、 讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、试验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）在实际中，通过简单地开关设定被控对象状态，简单有效，方便运行人员操作七、 实验打印输出结果Di3Di4操作参数转速00通过电位器设置转速10恒速1（1202） 15HZ01恒速2（1203） 25HZ11恒速3（1204） 35HZ实验三手动调速一、 实验目的及要求实验三：手动调速的实验目的：掌握控制器手动输出模式,理解手动调速信号流向。二、 实验仪器ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，万用

11、表，电工工具，导线若干。三、 实验原理一、 控制器工作原理及使用及配置方法；1）输入可自由选择热电偶、热电阻、电压及电流。内含非线性校正表格，无需外部校正，测量精确稳定。采用先进的AI人工智能PID调节算法，无超调，具有自整定（AT）工能。具有手自动无扰切换功能及电软启动功能。采用X3高精度电流输出模块，精度可达0.2%，提高调节器的输出精度。仪表使用前应该根据其输入、输出规格及功能要求来设置正确的参数。配置好参数才可以投入使用。控制器输入类型有热电偶，热电阻，线性电压，线性电流（需外接精密电阻分流），A/D转换器每秒采样8次，控制周期0.5-120s可调。四、试验方法和步骤1. 将单相控制器

12、电源线接控制器1、2号端子，把控制器11号端子与变频器模拟输入地端子相连，控制器13号端子与变频器AI端子相连；2. 检查所有接线是否正确；3. 系统上电，将变频器设置为ABB标准宏模式（如实验四）；4. 设置最高频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最高频率由变频器参数1105决定，最高频率设为50HZ；5. 设置最低频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最低频率由变频器参数1104决定，最低频率设为0HZ；6. 设置控制器手动输出调速控制器输出设为0-20mA7. 设置记录仪接通记录仪（如图10），按4.2.3，将记录仪的第1通道的输入信号设为0-5V，量程上限设为50，量程下限设为0

13、，单位设为Hz。设置记录仪记录间隔设为1s。8. 操作流程1 按控制面板A/M切换按钮，将控制器切换到手动模式，此时MAN指示灯亮；2 确定控制器输出最小，启动远程控制面板Di1按钮，启动变频器，观察变频器显示面板是否为最小频率；通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率，观察变频器与记录仪显示面板频率变化是否一致五、实验结果与数据处理启动远程控制面板Di1按钮，启动变频器后，观察到显示面板为最小频率。通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率后，观察到变频器与记录仪显示面板频率变化是一致的。由此可以说明以上操作均正确，仪器调校到了较好状态。六、 讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、试

14、验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见）1、在实验过程中一定要确保接线正确，以防出现难以理解的现象。2、其次要保证控制器的各项参数都调整到最佳参数，防止控制器无法正常工作。 七、 实验打印输出结果实验四 闭环调速一、 实验目的及要求实验四：闭环调速的实验目的：了解闭环调速信号流向。二、 实验仪器ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验原理一、 控制器工作原理及使用及配置方法；1）输入可自由选择热电偶、热电阻、电压及电流。内含非线性校正表格，无需外部校正，测量精确稳定。采用先进的AI人工智能PID

15、调节算法，无超调，具有自整定（AT）工能。具有手自动无扰切换功能及电软启动功能。采用X3高精度电流输出模块，精度可达0.2%，提高调节器的输出精度。仪表使用前应该根据其输入、输出规格及功能要求来设置正确的参数。配置好参数才可以投入使用。控制器输入类型有热电偶，热电阻，线性电压，线性电流（需外接精密电阻分流），A/D转换器每秒采样8次，控制周期0.5-120s可调。二、 变频器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一种控制交流电机的变频器，可以安装在墙上或者柜体中。它具有固定式控制盘和固定式电位器，面板操作简单，速度可直观设定。同时，其内部集成EMC滤波器，无需外接滤波器。三、无纸记录

16、仪工作原理及使用及配置方法；多通道输入，支持多种输入类型，图形化界面，画面直观，可同时记录4个通道数据，具有上限下限报警功能。控制器输入类型有热电偶，热电阻，线性电压，线性电流（需外接精密电阻分流），线性输入量程最大为-20000到20000。三、 试验方法和步骤1 将单相控制器电源线接控制器1、2号端子，把控制器11号端子与变频器模拟输入地相连，控制器13号端子与变频器AI相连；2 检查所有接线是否正确；3 系统上电，将变频器设置为ABB标准宏模式（如实验四）；4 设置最高频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最高频率由变频器参数1105决定，最高频率设为50HZ；5 设置最低频率（如实验

17、一），在外部控制器手动输入下最低频率由变频器参数1104决定，最低频率设为0HZ；6 设置控制器 按照2.2.3节的操作方式，设置控制器的如下参数：1 控制器输出设为0-20mA；2 控制器输入设为0-5V；3 设置控制模式为npid；4 设置参数P、I、D参数（待定）；5 设置控制周期（待定）；7 设置记录仪接通记录仪（如图10），按4.2.3，将记录仪的第1通道的输入信号设为0-5V，量程上限设为50，量程下限设为0，单位设为Hz。设置记录仪记录间隔设为1s。8 操作流程此处是利用控制器的输出信号来模拟被控量电信号的反馈值，如下图接线，闭环调速接线图1 系统上电，按控制面板A/M切换按钮，将控制器切换到手动模式，此时MAN指示灯亮；2 确定控制器输出最小，启动变频器远程控制面板DI1按钮，启动变频器，观察变频器显示面板是否为最小频率；3 通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率，调节控制器的输出到50%，观察变频器与记录仪显示面板频率变化是否一致；按控制器控制面板的A/M切换按钮，将控制器切换到