电气控制技术实验课件

电气控制技术实验实验课程背景理论与实践结合电气控制技术是电气工程领域的基础学科，理论学习与实践操作相结合，才能更好地掌握知识和技能。培养动手能力实验课程为学生提供动手实践的机会，培养学生解决实际问题的能力，提升工程实践能力。了解最新技术课程中将涉及一些最新的电气控制技术，例如PLC控制等，使学生了解行业发展趋势。实验目标掌握基本电气控制技术深入理解电气控制系统的基本原理和应用提升实际操作能力通过动手实验，熟练掌握各种电气元件的接线和操作培养故障分析和排除能力学会识别和解决常见电气控制系统的故障，提升故障处理能力实验内容概述基本电气元件认识通过观察、测量、操作等方式熟悉电气控制系统中常见的元件。电路基本知识学习直流电路和交流电路的基础知识，并进行简单的电路分析。电气控制电路设计与调试根据设计要求，搭建简单的电气控制电路，并进行调试验证。PLC编程与应用学习PLC的基本编程语言，并进行简单的控制程序设计与调试。基本电气符号和接线图了解基本电气符号和接线图是学习电气控制技术的基础，这可以帮助我们理解电路图中的各个元件和它们之间的连接关系。符号和接线图能有效地表达电路结构，为我们分析、设计和调试电路提供直观的指导。符号的使用要规范，准确，符合标准。接线图要清晰，标注要完整，便于理解。电路基本元件介绍1电阻器电阻器是电路中的一种元件，可以限制电流的流动。2电容器电容器可以存储电荷，并可以在电路中充放电。3电感器电感器可以储存能量，并可以抵抗电流的变化。4二极管二极管可以允许电流在一个方向流动，但在另一个方向阻止电流流动。交流电路基础知识交流电的特性交流电的电压和电流大小随时间周期性变化，方向交替变化，具有频率和相位等重要参数。交流电路的阻抗交流电路中，电阻、电感和电容对电流的阻碍作用称为阻抗，它不仅取决于电阻的大小，还与频率有关。交流电路的功率交流电路的功率是指电路消耗的电能，它分为有功功率、无功功率和视在功率，它们之间存在相互关系。直流电路基础知识1电流直流电路中的电流方向始终不变，被称为直流电。2电压直流电压是指在直流电路中，两个点之间的电位差，并保持稳定不变。3电阻电阻是指电路中阻碍电流流动的程度，单位为欧姆。4欧姆定律直流电路中电压、电流和电阻之间的关系，即电压等于电流乘以电阻。电压电流表的使用1安全操作正确连接电源和负载，避免短路或过载。2测量范围根据待测电压或电流选择合适的量程。3读数方法正确识别表盘刻度，并读取指针指示的数值。电阻功率计算1公式P=I²R或P=U²/R2测量使用万用表测量电流和电压，计算电阻功率3单位瓦特（W）电路故障检测1目视检查检查线路是否有断线、短路、接触不良等问题。2测试仪器使用万用表等仪器测量电压、电流、电阻等参数，判断电路是否正常。3逻辑分析根据电路原理图，分析故障原因，制定解决方案。单相异步电动机启动控制1接线连接电源、电动机、控制电路和保护装置。2启动闭合启动开关，通电，电动机开始旋转。3运行电动机持续运行，完成工作任务。4停止断开启动开关，切断电源，电动机停止运转。单相异步电动机正反转控制接线连接电源线、电机线、控制线。控制电路使用接触器、按钮、继电器等元件实现正反转控制。调试检查接线是否正确，并进行空载试运行。测试负载运行测试，观察电机正反转是否正常。三相感应电动机启动控制1启动控制电路主要功能：控制电动机的启动、停止和运行状态2安全保护电路保护电机不受过载、短路等故障的损坏3控制元件包括按钮、继电器、接触器等，用于实现启动控制功能三相感应电动机正反转控制1接线根据控制电路图，连接三相感应电动机、控制元件和电源。2启动按下启动按钮，电动机启动并按指定方向旋转。3反转按下反转按钮，电动机停止，并按相反方向旋转。4停止按下停止按钮，电动机停止运转。电磁接触器及其应用结构电磁接触器由电磁线圈、触点系统和铁芯组成。原理当线圈通电时，产生磁场，吸引铁芯，带动触点闭合或断开。应用电磁接触器广泛应用于各种电气控制系统，如电动机控制、照明控制等。热过载继电器的原理和应用热过载继电器的工作原理热过载继电器是一种保护电机免受过载电流损害的装置。它利用电流流过双金属片产生的热量使双金属片弯曲，当弯曲到一定程度时，触点断开，切断电源，从而起到保护电机的作用。热过载继电器的应用热过载继电器广泛应用于各种电机控制系统中，例如：-电机过载保护-交流接触器保护-电气设备过载保护行程开关及应用实例定义行程开关是一种机械式开关，用于检测机器或设备运动部件的位置，并根据位置变化控制电路。工作原理当运动部件到达预设位置时，触动开关，改变电路状态，从而实现控制功能。应用实例例如，在电梯中，行程开关用于检测轿厢到达楼层位置，并控制电梯门的开启和关闭。定时继电器及其应用延时功能定时继电器可实现时间控制，在特定时间段内执行动作。控制电路用于控制电气设备的通断，例如电机启动和停止。自动化流程在生产线中应用，实现自动控制，提高生产效率。编程逻辑控制器PLC概述工业自动化系统PLC是工业自动化系统的重要组成部分，用于控制和监视各种工业过程。可编程性PLC允许用户通过编程来定制控制逻辑，以适应不同的应用需求。可靠性和耐用性PLC设计用于在恶劣的工业环境中可靠运行，并具有高耐用性。PLC输入输出模块1输入模块将外部信号转换为PLC可识别的数字信号。2输出模块将PLC的数字信号转换为控制外部设备所需的信号。3模块类型常见类型包括：数字输入/输出、模拟输入/输出、特殊功能模块等。PLC基本编程语言梯形图类似于继电器控制电路图，易于理解和设计。指令表使用助记符和操作码，类似于汇编语言，适合高级用户。功能块图使用图形化的功能块，方便模块化编程和复用。结构化文本类似于高级编程语言，使用文本描述程序逻辑，适合复杂控制。电机正反转控制PLC程序设计程序设计思路根据电机正反转控制要求，编写PLC程序，实现电机正转、反转、停止等控制功能。输入输出信号确定PLC程序的输入输出信号，包括启动按钮、停止按钮、正转按钮、反转按钮等。程序逻辑实现利用PLC编程语言，实现输入信号与输出信号之间的逻辑关系，控制电机的正反转。程序调试验证在PLC模拟软件或实际控制系统中，调试PLC程序，确保程序逻辑正确，并能实现预期控制功能。电机启动控制PLC程序设计1PLC程序使用梯形图编程语言设计电机启动控制程序。2输入信号读取启动按钮信号，并根据程序逻辑控制电机。3输出信号控制电机启动，并根据程序逻辑控制电机运行状态。混合PLC控制实例生产线控制在自动化生产线上，PLC可以与其他控制器协同工作，例如伺服系统、视觉系统等，实现精确的运动控制和产品质量检测。机器人控制PLC可以作为机器人的上位机，负责控制机器人的动作、轨迹和工作流程，提高生产效率和产品精度。楼宇自动化PLC可以用于楼宇自动控制系统，例如照明控制、空调控制、安防监控等，提高楼宇的舒适度和安全性能。PLC故障诊断系统故障电源故障、通信故障、硬件损坏等会影响PLC正常运行。程序故障程序错误、逻辑错误、指令错误等会导致PLC无法正常执行任务。外部故障传感器故障、执行器故障、外部环境变化等会影响PLC的控制精度和稳定性。实验指导手册内容实验目的与要求实验步骤电路图实验数据记录实验预习要求预习实验手册认真阅读实验手册，了解实验目的、原理、步骤和注意事项。了解实验电路提前熟悉实验电路图，分析电路的工作原理，预判实验结果。准备实验工具准备好实验所需的工具和材料，确保实验顺利进行。实验操作流程1安全操作严格遵守实验室安全规章制度2预习准备认真阅读实验指导书，熟悉实验内容3连接电路根据实验要求，正确连接电路4调试测试仔细观察实验现象，记录实验数据5整理总结完成实验报告，分析实验结果实验