自动控制原理
目录
1.控制电路设计实习目的 .................................................................................................................. - 1 -
2.实验要求.......................................................................................................................................... - 1 -
3.实验设备介绍 .................................................................................................................................. - 1 -3.1操作屏....................................................................................................................................... - 2 -3.2控制柜....................................................................................................................................... - 2 -3.3主电气柜................................................................................................................................... - 2 -
3.4控制对象................................................................................................................................... - 2 -
4.主要控制器件介绍 .......................................................................................................................... - 2 -
5.电气控制实训装置中物料检测、温度检测 .................................................................................. - 3 -
6.变频的工作原理、用途 .................................................................................................................. - 3 -
7.电路原理图分析 .............................................................................................................................. - 3 -7.1搅拌电机....................................................................................................................................... - 3 -7.2开盖加热电机 ............................................................................................................................... - 4 -
7.3主控原理图................................................................................................................................... - 4 -
8.总结.................................................................................................................................................. - 5 -
控制电路设计实习报告
1.控制电路设计实习目的
通过实践环节的训练，使学生在设计电路、连接电路、操作仪器仪表、观察信号、处理数据等方面进行综合训练，验证和加深学生对电工电子技术课程的基本概念和基础知识的理解，使学生掌握电气工程中常用仪表和电气设备的使用方法，培养学生的动手能力、设计电路能力和分析排除故障能力，培养严谨的、实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。为后续课程的学习奠定基础。
2.实验要求
2.1 分析整套电气控制实训装置中所用到各种器材
2.2 分析被控对象功能实现原理
2.3 掌握电气元件布局原则
2.4 了解部分器件的功能和用途
3.实验设备介绍
本实验装置由控制柜、主电气
柜、控制对象三个独立单元组成，
如图a所示。其中主电气柜单元主
要实现所有设备的电源供给及保
护，内部有一系列的工业器件如
断路器、交流接触器、热继电器、
变频器、UPS 电源等；捏合机单
元相关功能和动作主要由控制对
象实现，例如搅拌器的开闭、原
料的搅拌、加热等；控制柜主要
实现工艺过程的自动控制及监
测，主要包括PLC、触摸屏等工业
器件。三个单元都安装有可移动
的小轮，在结构上实现独立，各
图 a 整套设备
单元间的供配电及电气控制通过
带航空插头的电缆连接实现。
3.1操作屏
由转换开关、按钮、电位器、指示灯组成，其
作用是作为人机界面的辅助设备，多用于手动操
作。
3.2控制柜
由PLC、信号隔离器等中央控制系统组成，作
为人机界面和主电气柜的中间环节，是整个系统的
核心。
3.3主电气柜
由断路器、接触器、热继电器、中间继电器、
变频器、开关电源、UPS等设备组成，主要用于给
系统提供各种电源。
3.4控制对象
由搅拌电机、三相异步电机、各种传感器组
成，作为工艺生产单元，由主电气柜根据控制要
求提供动力电源进行各种工艺生产。
4.主要控制器件介绍
整套设备中用到了很多的断路器、接触器、热继电器、中间继电器等控制器件。主要有：
小型断路器（C65N 2P C2A）：QF，又称空气开关,也称自动开关,低压断路器。原理是：当工作电流超过额定电流,短路,失压等情况下,自动切断电路。用于控制柜PLC电源和操作屏的电源开/关。
断路器（C65N 4P C16A）：QF，用于主电气柜电源的接通和切断。在电路中主要起到保护作用。
中间继电器（ZYS4N DC24V）：KA，可以快速的接通与断开电源，用于传递控制信号。主
要有，控制刀片的位置、门的开关、搅拌电机运行控制、料位、加热自动启动、报警等。热继电器（LRD04C0.4-0.63A）：FR，用于对电机的过载保护。
接触器（LC1D09B7C）：KM，用来控制搅拌电机的启动，开盖器的开/合启动,加热器加热。行程开关（TZ-8111）：SL，用于控制对象中的开合盖行程限制，起到保护作用。
5.电气控制实训装置中物料检测、温度检测
料位的检测：采用SKK2M-4 光电开关检测料桶中物料是否达到或超过指定位置，物料未达到指定位置则无法进行搅拌和加热操作，防止设备损坏。
物料的加热：采用450W 加热器为物料加热，配置PT100 铂电阻温度传感器，测温范围0~100℃，用于测量物料的温度，并配置一个温度开关，对物料的设定温度进行控制。
6.变频的工作原理、用途
变频器的作用是通过改变电源的频率来改变电机的转速，也就是通常所说的变频调速。变频器分为，交直交、交交变频两大类。目前交直交变频使用比较广泛，我们简单的讲一下它的工作原理。它由顺变器、中间滤波环节、逆变器三部分组成。顺变器的作用是将定压定频的交流电变换为可调直流电，通过电压型或电流型滤波器为逆变器提供直流电源。逆变器将直流电源变为可调频率的交流电。顺变器和逆变器都是晶闸管三相桥式电路。滤波器由电容或电抗器组成，为逆变器提供稳定的电压源或电流源。
实验设备中用到的变频器是西门子MM420变频器，主要用于对搅拌电机转动速度的控制。
7.电路原理图分析
7.1搅拌电机
分析：搅拌电机M1的工作有手动操作和自动操作。当其工作时，由MM420变频器控制电机的转速。通过调节R0的调节控制电位，以打到控制转速的目的。
7.2开盖加热电机
分析：设备的开盖合盖通过电机的正传反转实现的，当开盖时KM31-1闭合，电动机正传盖子打开，当要求闭合时，KM31-2闭合，电动机反转盖子盖上。在开关与电机中间有热继电器FR31对电机进行过载保护。当对物料加热时，QM32闭合，KM32闭合，此时电路中的三个电阻被接入电路，电阻的作用主要是产热，以提供加热需要。
7.3主控原理图
分析：主控原理图是展示控制电路的各种指示，各支路都有不同的作用，搅拌机过载、开盖器过载、加热器过载分别指示各部分工作时出现过载现象时给人的指示与警告。运行指示，指设备在正常运行时的指示，此时KA51闭合。急停线路是在设备运行时出现危险情况时，对设备进行断电，并使转动的电机立即停止转动，以起到保护作用。
8.总结
通过此次实习，让我首次接触了电气设备，对电气设备有了初步直观的概念，并激发了我的对设备的浓厚的兴趣。通过本次的实习，对这个设备的运行了解系统的工作原理、控制任务、总体结构、工作流程，分析相关的电路接线图，控制原理图，外部端子图等。让我对这个设备更加的了解。也知道了保护线路的重要性，电气设备的布局有很多的讲究。
让我知道了任何电气设别的制作和运行都不是那么简单的。
中国地质大学长城学院课程设计实习成绩评定表