現代控制技術的電機綜合實訓系統研究

劉桂香

摘 要：在工業及相關領域，電機有著很廣泛的應用，這就要求電機操作者對電機控制有足夠深入的認識和了解，并能真正的掌握電機操作，提高電機控制與操作的質量和能力。但是目前的電機實訓狀態并不理想，滿足不了電機控制培訓的實際需求。基于這樣的背景，本文對目前電機實訓現狀進行了分析，并基于現代控制技術設計了電力綜合實訓系統，促進電機控制訓練手段的技術含量，促進電機控制訓練水平的提高，適應電機控制人才培養需要。

關鍵詞：電機 技術操作 現代控制技術 綜合實訓系統 實訓現狀分析

隨著電機自動化程度的越來越高，電機控制實訓的技術含量也應當由淺入深，通過現代化、科學化、系統化的實訓方法提高電機控制實訓的的水平，滿足各類高校電機控制人才的培養需求。為了做到這一點，需求了解目前電機控制實訓現狀，針對其中的不足表現設計現代電機綜合系統，這樣才能創造性的改善當前電機控制實訓現狀，優化電機控制實訓的實際效果。

一、目前電機控制實訓現狀分析

就目前而言，電機在社會的各個行業都有著廣泛應用，這使得電機控制成為一項相當重要的工作，是電氣工作人員日常工作中的重要任務，也是業績考核的重要指標。所以，對電機控制實訓應進一步提高重視程度。電機控制技能訓練一直以來都有，但是20世紀90年代才自主研發了一些電機技能實訓設備，主要有簡單的電源、線路板和相應的設備，簡單而方便，但是技術含量過低。盡管經過多年的優化改造，傳統的電機實訓設備已經有所改善，但是技術含量仍然不能與發達國家相比，且存在著較大的安全隱患。近年來，電機自動化程度越來越高，以往的電機控制實訓方法不能滿足當前電氣工作人員實際工作需求。在這種情況下，提出基于現代PLC、變頻控制技術與傳統繼電器控制技術，以及計算機等先進技術設計了電機綜合實訓系統，建立一個自動化程度較高的電機控制實訓設備系統，以適應當前的電機控制實訓工作需要。

二、基于現代控制技術的電機綜合實訓系統的構建分析

（一）系統設計的總體方案

為滿足電機控制、機床電氣、變頻控制以及基的系統功能需求，可以說電機綜合實訓系統是相當復雜的。在綜合考慮成本和實現難易程度以及操作實用性等各方面后，決定選擇電動機、繼電器、PLC、變頻器加上位計算機的控制總體方案。

在這一方案下，系統內各設備要滿足以下功能需求。

1、繼電器單元和電動機單元配合完成電動機基本控制功能和機床電氣控制功能；

2、繼電器單元！PLC單元和電動機單元配合完成PLC改造功能；

3、變頻單元和電動機單元配合完成變頻調速功能；

4、繼電器單元！PLC單元！變頻單元和電動機單元配合完成綜合控制功能。

（二）外部構造設計

該系統主要由電源！繼電器單元、PLC單元、變頻器單元、電動機單元等組成。電源部分供該系統各部分所用，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、行程開關等組成，配合電動機單元實現電動機、機床電路的基本控制功能及其擴展功能；PLC單元主要由主機、開關電源、繼電器、PLC單元、電纜等組成，配合電動機單元PLC機通過STEP7實現電動機、機床電路的控制和改造；變頻器單元由變頻器、斷路器等組成，配合電動機單元實現電動機的調速控制。

1、根據所作項目的具體內容，可適當調整熔斷器！繼電器等的數量，以滿足實際需要，如圖1所示。

2、根據實訓中容易出現的問題，以及PLC較易損壞的特點，對其外部構造進行改造，可對PLC進行適當的保護，以利于設備利用率的提高，同時節約后期較昂貴的設備維修費用。

3、考慮到該部分易受外界影響，須單獨設立電源，有條件時可對其進行屏蔽，并對其所用導線進行單獨配備。

4、設計綜合控制系統，首先根據電力拖動系統的要求選擇電動機。選擇電動機時，要考慮電動機的類型、數量、結構形式及容量、額定電壓、額定轉速等要求。應該強調，在滿足設計要求情況下優先考慮采用結構簡單、價格便宜、使用維護方便的三相異步電動機。

（三）軟件部分設計

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的編程軟件。它是基于Windows的應用軟件，功能強大，既可用于開發用戶程序，又可實時監控用戶程序的執行狀態。所以，這里采用這一編程軟件設計電機綜合實訓系統。在編程軟件安裝前，要求計算機系統是CPU80486以上的微處理器，內存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行電機綜合實訓系統的軟件程序設計。設計好后，利用專業的軟件對其進行調試，以保證軟件設計科學合理、有效實用。進行設備調式期間，要事前確定選擇掃描次數和用狀態圖監控程序，按照相關的調試程序完成系統調試和監控工作后，再在安全運行狀態下進行程序編輯。

在運行模式下，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的運行"可進行這種操作的PLC有CPU224和CPU226兩種，操作如下：

1、在運行模式下，選擇“調試”菜單中“在運行狀態編輯程序”命令。運行模式下，只能對主機中的程序進行編輯，當主機中的程序與編程軟件中的程序不同時，系統會提示用戶存盤。

2、屏幕彈出警告信息，單擊“繼續”按鈕，PLC主機中的程序將被上載到編程窗口，此時可在運行模式下編輯程序。

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。

4、退出運行模式編輯。使用“調試”菜單中“在運行狀態編輯程序”命令，然后根據需要選擇“選項”中的內容。

三、結束語

在這里，基于現代PLC、變頻控制技術與傳統繼電器控制技術，以及計算機等先進技術設計了電機綜合實訓系統，這是一個技術含量較高、實訓程序簡單有效的電機控制實訓設備系統，能從根本上提高電機控制實訓的水平，這是技術創新的結果。在今后的電機控制訓練中，應充分發揮技術創新精神，大膽的設想，大膽的開展技術研究，不斷的優化電機控制訓練效果，跟上電機設備自動化程度的提高速度。

參考文獻：

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