電氣控制系統技能實訓的設計與實現

余丹

摘 要：繼電邏輯控制是較為傳統的基本電氣控制方法，本文采用THWD-2型電氣控制系統實訓裝置，通過幾個簡單電氣控制線路的設計與實現，加強職業院校學生對幾種典型繼電器、接觸器的認識和使用，有助于提升學生動手實踐能力，促進學生對所學電氣知識的理解，使學生體驗到如何將所學知識應用到實際工程中。也可以作為企業新員工動手實踐能力的訓練。

關鍵詞：電氣控制系統;繼電器;接觸器;電氣控制線路設計

在工業生產中，各行各業使用的生產設備各有不同，電氣控制系統設計也不同。但掌握了基本電氣元器件的工作原理、接線方式、故障診斷與維護，也就能完成各種電氣控制系統的安裝與調試。為了提升職業院校學生動手實踐能力，促進對所學電氣知識的理解，體驗到如何將所學理論電氣知識應用到實際工作中，加強技能實訓至關重要。以就業為導向，以企業需求為依據，通過采用THWD-2型電氣控制系統實訓裝置，完成幾個簡單電氣控制線路的設計與實現，達到技能提升。

1 電氣控制系統

電氣控制的方法有繼電-接觸器控制法、可編程邏輯控制法和計算機控制等，其中繼電-接觸器控制法仍是最基本的、應用最廣泛的，也是其他控制方法的基礎。[1]

為了達到某種控制要求或實現能量轉換，通過導線將電動機、控制電器以及儀表等一些電器元件連接起來的線路成為電氣控制線路。繼電-接觸器邏輯控制方式稱為電氣控制，其電氣控制電路是由各種有觸頭電器，如繼電器、接觸器、按鈕、開關等組成。根據電路中通過電流的大小，電氣控制電路可分為主電路和控制電路。主電路一般是指負載電路，電流較大;控制電路一般是指繼電器、接觸器的線圈、按鈕等所在的電路，電流較小。[1]

本文通過設計幾個簡單電氣控制線路，將常用的幾種繼電器、接觸器、按鈕等在線路中使用，使學生通過實訓加強對基本電氣元器件的認識和使用，具有綜合利用這些知識分析和解決實際技術問題的能力和必要的實際操作能力。

2 電氣元器件

下面以浙江天煌科技實業有限公司的THWD-2型電氣控制系統實訓裝置為例，如下圖所示，介紹裝置中的繼電器、接觸器、按鈕等。電氣控制系統設計中，對于電子元器件學則應當慎重，確保系統安全可靠。[2]為了能夠分析控制線路原理圖和完成線路連接，首先要掌握各電器元件的作用、工作原理、及接線方法。

電氣控制系統實訓裝置圖

電動機為三相鼠籠式異步電動機，基本參數為：型號WDJ24，功率40W，額定電壓380V，額定電流0.2A，額定轉速：1430r/min。

熔斷器FU起短路保護作用。一旦電路發生短路故障，熔體立即熔斷，電動機立即停轉。本文采用正浩RL1-15、RT14-20，適用于額定電壓為交流380V，額定電流分別為3A、20A。其正常情況下兩個端點為通狀態，用萬用表量。

熱繼電器FR起過載保護作用，當過載時，熱繼電器的發熱元件發熱變形，將其常閉觸頭斷開，使得電路斷開，電動機停轉。本文采用德力西JRS1D-25，有6個通三相電觸點，一組常開觸點、和一組常閉觸點。

時間繼電器是實現延時控制，當它接受了啟動信號后開始計時，計時結束后它的工作觸頭進行開或合的動作，一般來說，延時范圍是可調的。本文采用德力西JSZ3A-B，延時范圍有1S，10S，60S，6min，延時范圍可以通過撥動開關設置。其中觸點2，7接控制電壓，3是活動點，4是常閉點，繼電器不動時，1、4相連，動作時，1、3相連，同理，8，5，6同1，4，3。

接觸器線圈KM起零壓或欠壓保護作用，當電源突然斷電或電源下降很多時，接觸器KM產生的電磁吸力不足，銜鐵不能可靠吸合而釋放，使得主觸頭復位，電動機斷電停止。同時，常開輔助觸頭斷開，解除自鎖。交流接觸器是施耐德LAEN22N，有一組主觸點，一個線圈，兩組常開觸點和兩組常閉觸點。

按鈕常用來接通或斷開控制電路，從而達到控制電動機或其他電氣設備運行目的的一種開關。其有一組常開觸點，一組常閉觸點。

3 電氣控制線路設計

為了由淺入深、從簡到難，首先設計電動機的點動控制線路，功能實現步驟如下。

第一步：對照原理圖，分析控制線路原理。點動控制功能實現：合上開關QS，按SB2按鈕實現點動控制。

第二步：安裝接線圖，選好各個電器并檢測。主要表明該實訓裝置上電器元件的實際位置，并用萬用表檢測各個電器的觸點通斷是否符合要求。

第三步：固定電器，在各個電器的連線點標上“編號”。線路只標一個號，相同的號用導線連通。

第四步：連接各線路，用導線按控制線路圖進行連接。按圖接線，應遵循“先主后控，先串后并;從上到下，從左到右;上進下出，左進右出”的原則進行接線。

第五步：通電調試。正確接線后，實現點動控制演示。

通過簡單的點動控制線路，掌握基本元器件的接線方式、工作過程。接下來循序漸進，將時間繼電器加入線路中，設計一個延時點動控制線路，設置延時5S，同理按前面步驟進行實現。最后可以加入更多電氣元件，根據實際要求，設計一個復雜的Y-△自動降壓啟動控制線路。

4 結語

本文以現有的實訓裝置為例，介紹傳統繼電接觸器控制系統和常用的基本電氣元器件，通過設計的幾個簡單電氣控制線路，學生可利用該實訓裝置進行實操，由簡到難，有效迅速地掌握理論電氣知識應用到實際工程中，有助于提升學生的電氣控制實踐方面的能力，也可以作為企業新員工動手實踐能力的訓練。

參考文獻：

[1]常建啟.電機與電氣控制[M].長沙：國防科技大學出版社，2015.

[2]石鳳鶴，邵學藝.電氣控制系統自動化的設計研究[J].住宅與房地產，2018，（03）：116.