控制装置与仪表试验报告

1、华妹电力*孑实验报告课程名称：控制装置与仪表院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：同组人：指导教师：日期：2014年6月29日在这学期的课程中，我们做了 4个实验，4个实验用的是同一个闭环调速系 统，此系统是一个典型的单回路控制系统。此系统控制原理图如下：图1系统控制原理图其中，此系统采用宇电AI-519智能调节器作为控制器，ABB的ACS150变 频器作为执行器，三相异步电动机是系统的被控对象。在控制器的输出端子再连 接一个无纸记录仪实时监控控制器的输出。控制系统信号流向如下：系统运行时，测速装置测得电机转速，转化为相应的420mA反馈电流信号 传输到控制器，控制器的设定值减去反馈信号

2、得到偏差量，经过内部AI PID （智能PID）的运算得到控制量，以420mA形式输出至变频器。变频器转换接收的 电流信号，输出相应频率的三相电压至三相异步电机，驱动电机运转，完成一个控制周期。装置连接示意图如下：氏二竣控制器上瓷记录仪变频語图2装置连接示意图实验一变频器基本操作、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、实验器材ABE三相交流电动机一台，ABB_ACS15变频器一台，控制器，万用表，电工 工具，导线若干。三、实验内容与步骤1. 手动变频调速系统接线 利用万用表检查硬接线是否完好，有无短路断路情况； 变频器电源输入端接线，电源线

3、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; 变频器接线端子U2 V2、W2分别接三相电动机的U V、W端； 检查所有接线是否正确。2. 变频器基本调速功能设置 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源； 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； 确认变频器显示器右下角 FW（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并 按疋彎键，确定可以相互切换； 设置频率给定值，按 键,按上下键选择F T二，按絹键,出现二 ， 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

4、； 按住疗'键，直到显示 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，按住才键，直到显示二？EI, 确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，增大旋钮 并观察显示器输出频率变化； REF模式设置变频器给定值：当变频器处于STOP犬态下，按 勺键，按上下键选择REF模式，按|勺键， 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 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源； 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

5、/REM按钮切换到LOC模式； 确认变频器显示器右下角 FW（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并 按键，确定可以相互切换； 设置加速时间：按 键，按上下键选择竺丄，按丐键,出现 | ， 按上下键选择22，按'01键，按上下键选择2202,按住|=计键，按上下键设置加 速时间； 设置减速时间：按键，按上下键选择仝丄I,按' 键,出现二？， 按上下键选择22，按键，按上下键选择2203,按住匕刃键，按上下键设置加 速时间；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。实验过程和结果：在第一个实验中

6、，按照实验指导书里的步骤设定好变频器的模式， 在设定加 速时间和减速时间是发现实验指导书里有一个错误，就是在第C4和第O步中的第 4次按键应该是按住荀键而不是I"键。在成功设定了数据后，开始启动电机。 后来发现记录仪出问题了没有记录下加速时间， 所以我就设定了一个比较大的值， 然后用手机的定时功能大概估算加速时间， 然后再测量减速时间，结果发现加速 时间和减速时间跟设定的值几乎相等，排除了误差之后可以认为是实验成功了。实验二变频器应用宏设置一、实验目的认识变频器应用宏功能、设置方法。二、实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS15变频器一台，PID控制器，万用表, 电工工具，

7、导线若干。三、实验内容1. 了解5种应用宏应用宏是可编程的参数集。宏盛用场合ABB Standard q ABB林帝騷的料雄控制场忆 可不带恒瓏F虫可诩3种也迷-迪动/停止通址 t®L于输入也披鮭制U可叫性网种加速也吐速时何之可诃換U3 wire<3-St*)股的转速陀制场合，可不带恒遼，也可带1 -3种恒遠.变麺器的起动和停止 诡过按忸挖制Alternate不帶恒速，或老带有1 f 3种恒逮的連度控附躅金 起动、椁止和转向通过曲个 址7辎入來疣制丙个输入戕态的组件决之曼预器的运LT °MotorPctent ometer(电动电也番不带IH連，或背只需熨1个恒速的連

8、度控制场合.轴佛的转速適过两个数宁輪 入来控制加违/减逮*恒連）*Hand/Auto总唱在I也个外那控捌地之闸切换的耗速控制场件.部分握制倍号曙f用于台控 制诜备其余控制信号端子用于另外 台设益-用一个数字輸入来逢择性用的端 （设益）.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。1SCR信号电缱屏蔽层2Al输陋頻率给定| 0 -20 mA3GND楼槪输人炮4+10V焙宦电压：+10VDC.虽人10mA5+24V辅助电+24 VDCmAXGND辅助电压输止公丿期7DCOM数字输入公;n端8gDI1ffJt 期起M (1)DI2iE（O）/反转10DI3«

9、;*1111DI4桓連旌择1112DISX1B13COM 琏恋確屮ifi 1d tht *i eh mt无故障故障(-1)114NC15MOX1A图8默认I/O连接 功率线路连接，并确认正确； 按丙键，按上下键选择雲，按 键,出现二按上下键选择99,按*口键，按上下键选择9902,按P键，确认此值为1； 按照接线图接线； 按刃I键，按上下键选择竺丄，按键,出现二n二，按上下键选择 12,按r键，按上下键选择1202,按弋键，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,出现二按上下键选择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

10、选择匕丄J,按键，出现,按上下键选择12,按键，按上下键选择1204,按匸键，进入恒速3频率设置，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 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； 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

11、频率。实验过程和结果：第二个实验要先设定ABB的标准宏，也是按照实验指导书中的步骤去设定。 我把恒速1设定成了 10Hz,恒速2设定成了 50Hz,恒速3设定成了 20Hz。启动Di1，设置Di3、Di4为0、1,启动电机时，显示屏为恒速1设置的频 率10Hz；设置Di3、Di4为1、0,启动电机，显示屏为恒速2设置的频率50Hz; 设置Di3、Di4为1、1,启动电机，显示屏为恒速3设置的频率20Hz,实验二完 成。实验三手动调速一、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、实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS15变频器一台，PID控制器，万用表, 电工工具，导线

12、若干。三、实验内容与步骤图10 手动调速接线图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. 设置最咼频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最咼频率由变频器 参数1105决定，最高频率设为50HZ5. 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0HZ6. 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423，将记录仪的第

13、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 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； 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。实验过程和结果：第三个实验室掌握控制器的手动输出，重新按实验指导书连接线路后，系统 上电，将变频器设置为ABE标准宏模式，并且按照实验指导书设定好参数。 一切 完成之后，将控制器调成手动模式，通过手动调节设定值

14、的大小，观察变频器的 频率与控制器的设定值，发现两者一样，实验三完成。手动设定值与记录仪变频器一致:实验四闭环调速一、实验目的了解闭环调速信号流向二、实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS15变频器一台，PID控制器，记录仪,万用表，电工工具，导线若干。三、实验内容与步骤逼二塗控制器营二记录仪变频器图11 闭环调速接线示意图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. 设置最咼频率（如实验一），在外部控制器手动输入下

15、最咼频率由变频器 参数1105决定，最高频率设为50HZ5. 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OHZ6. 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： 控制器输出设为0-20mA 控制器输入设为0-5V; 设置控制模式为npid ; 设置参数P、I、D参数（待定）； 设置控制周期（待定）；7 设置记录仪接通记录仪（如图10），按423，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

16、值，如图12接线，图12 闭环调速接线图 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 MANt示灯亮； 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； 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，将控制器切换到自动模式，在记录 以上观察控制信号的输出曲线。实验过程和结果：第四个实验了解闭环调速信号流向。实验内容：将变频器设置为ABB标准 宏模式；设置最咼频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最咼频率由变频 器参数1105决定，设置为50HZ ;设置最低频率，在外部控制器手动输入下最低 频率由变