華北電力大學(xué)控制裝置與儀表實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告院 系： 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 實(shí)驗(yàn)名稱：基于單片機(jī)控制的半導(dǎo)體溫控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)指導(dǎo)教師： 陸會(huì)明 學(xué)生姓名： 洪怡婷 學(xué) 號(hào)： 1111190207 班 級(jí)： 創(chuàng)新自1101班 日期：2015年1月19日實(shí)驗(yàn)一一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)一：變頻器基本操作的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.認(rèn)識(shí)變頻器操作面板及各功能鍵的功能、操作方法；2.認(rèn)識(shí)調(diào)速系統(tǒng)信號(hào)流向。二、 實(shí)驗(yàn)儀器ABB三相交流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，ABB_ACS150變頻器一臺(tái)，PID控制器，記錄儀，萬(wàn)用表，電工工具，導(dǎo)線若干。三、 實(shí)驗(yàn)原理1) 控制器工作原理及使用及配置方法；1）輸入可自由選擇熱電偶、熱電阻、電壓及電流。內(nèi)含非線性校正表格，無(wú)需外部校正，

2、測(cè)量精確穩(wěn)定。采用先進(jìn)的AI人工智能PID調(diào)節(jié)算法，無(wú)超調(diào)，具有自整定（AT）工能。具有手自動(dòng)無(wú)擾切換功能及電軟啟動(dòng)功能。采用X3高精度電流輸出模塊，精度可達(dá)0.2%，提高調(diào)節(jié)器的輸出精度。儀表使用前應(yīng)該根據(jù)其輸入、輸出規(guī)格及功能要求來(lái)設(shè)置正確的參數(shù)。配置好參數(shù)才可以投入使用?？刂破鬏斎腩愋陀袩犭娕迹瑹犭娮?，線性電壓，線性電流（需外接精密電阻分流），A/D轉(zhuǎn)換器每秒采樣8次，控制周期0.5-120s可調(diào)。2) 變頻器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一種控制交流電機(jī)的變頻器，可以安裝在墻上或者柜體中。它具有固定式控制盤和固定式電位器，面板操作簡(jiǎn)單，速度可直觀設(shè)定。同時(shí)，其內(nèi)部集成

3、EMC濾波器，無(wú)需外接濾波器。3）無(wú)紙記錄儀工作原理及使用及配置方法；多通道輸入，支持多種輸入類型，圖形化界面，畫面直觀，可同時(shí)記錄4個(gè)通道數(shù)據(jù)，具有上限下限報(bào)警功能?？刂破鬏斎腩愋陀袩犭娕?，熱電阻，線性電壓，線性電流（需外接精密電阻分流），線性輸入量程最大為-20000到20000。四、 試驗(yàn)方法和步驟1. 手動(dòng)變頻調(diào)速系統(tǒng)接線1 利用萬(wàn)用表檢查硬接線是否完好，有無(wú)短路斷路情況；2 變頻器電源輸入端接線，電源線火線（L）接變頻器接線端子L，電源線零線（N）接變頻器接線端子N；3 變頻器接線端子U2、V2、W2分別接三相電動(dòng)機(jī)的U、V、W端；4 檢查所有接線是否正確。2. 變頻器基本調(diào)速功能設(shè)

4、置1 檢查變頻器操作面板輸入旋鈕是否最小，確認(rèn)后接通電源；2 確認(rèn)變頻器處于本地工作模式（左上角顯示LOC），如果不是，則按LOC/REM按鈕切換到LOC模式；3 確認(rèn)變頻器顯示器右下角FWD（正轉(zhuǎn)）/REV（反轉(zhuǎn)）處于閃爍狀態(tài)，并按鍵，確定可以相互切換；4 設(shè)置頻率給定值，按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇11，按鍵，按上下鍵選擇1109，按鍵，確認(rèn)此值為0，此時(shí)頻率給定值由旋鈕調(diào)節(jié)；5 按住鍵，直到顯示；6 變頻器最大輸出頻率設(shè)置：設(shè)置最大輸出頻率，同選擇，按住鍵，進(jìn)入最大輸出頻率設(shè)置，按上下鍵設(shè)置（電機(jī)實(shí)際最大輸出頻率為100HZ），按住鍵，直到顯示，確定變頻器操作面板輸入旋鈕

5、是否最小，確認(rèn)后按START啟動(dòng)變頻器，增大旋鈕并觀察顯示器輸出頻率變化；7 REF模式設(shè)置變頻器給定值：當(dāng)變頻器處于STOP狀態(tài)下，按鍵，按上下鍵選擇REF模式，按鍵，進(jìn)入REF模式，啟動(dòng)變頻器，按上下鍵設(shè)定輸出頻率。3. 設(shè)置加/減速時(shí)間1 檢查變頻器操作面板輸入旋鈕是否最小，確認(rèn)后接通電源；2 確認(rèn)變頻器處于本地工作模式（左上角顯示LOC），如果不是，則按LOC/REM按鈕切換到LOC模式；3 確認(rèn)變頻器顯示器右下角FWD（正轉(zhuǎn)）/REV（反轉(zhuǎn)）處于閃爍狀態(tài)，并按鍵，確定可以相互切換；4 設(shè)置加速時(shí)間：按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇22，按鍵，按上下鍵選擇2202，按住鍵，

6、按上下鍵設(shè)置加速時(shí)間；5 設(shè)置減速時(shí)間：按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇22，按鍵，按上下鍵選擇2203，按住鍵，按上下鍵設(shè)置加速時(shí)間；6 確認(rèn)定變頻器操作面板輸入旋鈕是否最小，確認(rèn)后按START啟動(dòng)變頻器，測(cè)量電機(jī)正轉(zhuǎn)加速時(shí)間與減速時(shí)間，反轉(zhuǎn)加速時(shí)間與減速時(shí)間。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法和步驟，操作變頻器，基本得到了試驗(yàn)的要求。學(xué)會(huì)了變頻器的基本操作。六、 討論與結(jié)論（對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)故障及處理方法、試驗(yàn)中存在的問題等進(jìn)行分析和討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步想法或改進(jìn)意見）在REF模式設(shè)置變頻器給定值和設(shè)置加減速時(shí)間這兩個(gè)步驟時(shí)出現(xiàn)問題，后與研究生學(xué)長(zhǎng)討論未發(fā)現(xiàn)操作問題，故暫時(shí)結(jié)

7、論是機(jī)器故障或者是實(shí)驗(yàn)說明有誤。試驗(yàn)及過于簡(jiǎn)單，沒有什么得到什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論，建議增加實(shí)驗(yàn)要求七、 實(shí)驗(yàn)打印輸出結(jié)果無(wú)實(shí)驗(yàn)二一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)二：變頻器應(yīng)用宏設(shè)置的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫J(rèn)識(shí)變頻器應(yīng)用宏功能、設(shè)置方法。二、 實(shí)驗(yàn)儀器ABB三相交流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，ABB_ACS150變頻器一臺(tái)，PID控制器，記錄儀，萬(wàn)用表，電工工具，導(dǎo)線若干。三、 實(shí)驗(yàn)原理1） 變頻器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一種控制交流電機(jī)的變頻器，可以安裝在墻上或者柜體中。它具有固定式控制盤和固定式電位器，面板操作簡(jiǎn)單，速度可直觀設(shè)定。同時(shí)，其內(nèi)部集成EMC濾波器，無(wú)需外接濾波器。1. 了解5種應(yīng)用宏應(yīng)用宏是可編程

8、的參數(shù)集。2. ABB標(biāo)準(zhǔn)宏該宏是默認(rèn)宏。該宏提供了一種通用的I/O配置，它有3種恒速。四、試驗(yàn)方法和步驟1 功率線路連接，并確認(rèn)正確；2 按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇99，按鍵，按上下鍵選擇9902，按鍵，確認(rèn)此值為1；3 按照接線圖接線；4 按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇12，按鍵，按上下鍵選擇1202，按鍵，進(jìn)入恒速1頻率設(shè)置，按上下鍵設(shè)置；按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇12，按鍵，按上下鍵選擇1203，按鍵，進(jìn)入恒速2頻率設(shè)置，按上下鍵設(shè)置；按鍵，按上下鍵選擇，按鍵,出現(xiàn)，按上下鍵選擇12，按鍵，按上下鍵選擇1204，按鍵，進(jìn)入恒速3頻率設(shè)置

9、，按上下鍵設(shè)置；Di3Di4操作參數(shù)00通過電位器設(shè)置轉(zhuǎn)速10恒速1（1202）01恒速2（1203）11恒速3（1204）圖9 參數(shù)組5 確認(rèn)定變頻器操作面板輸入旋鈕是否最小，變頻器處于遠(yuǎn)程工作模式（左上角顯示REM），如果不是，則按LOC/REM按鈕切換到REM模式,確認(rèn)后按START啟動(dòng)變頻器；6 啟動(dòng)Di1，設(shè)置Di3、Di4為0、1，觀看顯示屏是否為恒速1設(shè)置頻率；設(shè)置Di3、Di4為1、0，觀看顯示屏是否為恒速2設(shè)置頻率；設(shè)置Di3、Di4為1、1，觀看顯示屏是否為恒速3設(shè)置頻率。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理應(yīng)用ABB standard宏，通過Di3和Di4的操作得到三種恒速：恒速1、

10、恒速2、恒速3。即可以通過開關(guān)控制電機(jī)的不同轉(zhuǎn)速六、 討論與結(jié)論（對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)故障及處理方法、試驗(yàn)中存在的問題等進(jìn)行分析和討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步想法或改進(jìn)意見）在實(shí)際中，通過簡(jiǎn)單地開關(guān)設(shè)定被控對(duì)象狀態(tài)，簡(jiǎn)單有效，方便運(yùn)行人員操作七、 實(shí)驗(yàn)打印輸出結(jié)果Di3Di4操作參數(shù)轉(zhuǎn)速00通過電位器設(shè)置轉(zhuǎn)速10恒速1（1202） 15HZ01恒速2（1203） 25HZ11恒速3（1204） 35HZ實(shí)驗(yàn)三手動(dòng)調(diào)速一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)三：手動(dòng)調(diào)速的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆湛刂破魇謩?dòng)輸出模式,理解手動(dòng)調(diào)速信號(hào)流向。二、 實(shí)驗(yàn)儀器ABB三相交流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，ABB_ACS150變頻器一臺(tái)，PID控制器，記錄儀，萬(wàn)用

11、表，電工工具，導(dǎo)線若干。三、 實(shí)驗(yàn)原理一、 控制器工作原理及使用及配置方法；1）輸入可自由選擇熱電偶、熱電阻、電壓及電流。內(nèi)含非線性校正表格，無(wú)需外部校正，測(cè)量精確穩(wěn)定。采用先進(jìn)的AI人工智能PID調(diào)節(jié)算法，無(wú)超調(diào)，具有自整定（AT）工能。具有手自動(dòng)無(wú)擾切換功能及電軟啟動(dòng)功能。采用X3高精度電流輸出模塊，精度可達(dá)0.2%，提高調(diào)節(jié)器的輸出精度。儀表使用前應(yīng)該根據(jù)其輸入、輸出規(guī)格及功能要求來(lái)設(shè)置正確的參數(shù)。配置好參數(shù)才可以投入使用?？刂破鬏斎腩愋陀袩犭娕?，熱電阻，線性電壓，線性電流（需外接精密電阻分流），A/D轉(zhuǎn)換器每秒采樣8次，控制周期0.5-120s可調(diào)。四、試驗(yàn)方法和步驟1. 將單相控制器

12、電源線接控制器1、2號(hào)端子，把控制器11號(hào)端子與變頻器模擬輸入地端子相連，控制器13號(hào)端子與變頻器AI端子相連；2. 檢查所有接線是否正確；3. 系統(tǒng)上電，將變頻器設(shè)置為ABB標(biāo)準(zhǔn)宏模式（如實(shí)驗(yàn)四）；4. 設(shè)置最高頻率（如實(shí)驗(yàn)一），在外部控制器手動(dòng)輸入下最高頻率由變頻器參數(shù)1105決定，最高頻率設(shè)為50HZ；5. 設(shè)置最低頻率（如實(shí)驗(yàn)一），在外部控制器手動(dòng)輸入下最低頻率由變頻器參數(shù)1104決定，最低頻率設(shè)為0HZ；6. 設(shè)置控制器手動(dòng)輸出調(diào)速控制器輸出設(shè)為0-20mA7. 設(shè)置記錄儀接通記錄儀（如圖10），按4.2.3，將記錄儀的第1通道的輸入信號(hào)設(shè)為0-5V，量程上限設(shè)為50，量程下限設(shè)為0

13、，單位設(shè)為Hz。設(shè)置記錄儀記錄間隔設(shè)為1s。8. 操作流程1 按控制面板A/M切換按鈕，將控制器切換到手動(dòng)模式，此時(shí)MAN指示燈亮；2 確定控制器輸出最小，啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制面板Di1按鈕，啟動(dòng)變頻器，觀察變頻器顯示面板是否為最小頻率；通過調(diào)節(jié)控制器控制面板上下按鈕設(shè)定輸出頻率，觀察變頻器與記錄儀顯示面板頻率變化是否一致五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制面板Di1按鈕，啟動(dòng)變頻器后，觀察到顯示面板為最小頻率。通過調(diào)節(jié)控制器控制面板上下按鈕設(shè)定輸出頻率后，觀察到變頻器與記錄儀顯示面板頻率變化是一致的。由此可以說明以上操作均正確，儀器調(diào)校到了較好狀態(tài)。六、 討論與結(jié)論（對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)故障及處理方法、試

14、驗(yàn)中存在的問題等進(jìn)行分析和討論，對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步想法或改進(jìn)意見）1、在實(shí)驗(yàn)過程中一定要確保接線正確，以防出現(xiàn)難以理解的現(xiàn)象。2、其次要保證控制器的各項(xiàng)參數(shù)都調(diào)整到最佳參數(shù)，防止控制器無(wú)法正常工作。 七、 實(shí)驗(yàn)打印輸出結(jié)果實(shí)驗(yàn)四 閉環(huán)調(diào)速一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)四：閉環(huán)調(diào)速的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忾]環(huán)調(diào)速信號(hào)流向。二、 實(shí)驗(yàn)儀器ABB三相交流電動(dòng)機(jī)一臺(tái)，ABB_ACS150變頻器一臺(tái)，PID控制器，記錄儀，萬(wàn)用表，電工工具，導(dǎo)線若干。三、 實(shí)驗(yàn)原理一、 控制器工作原理及使用及配置方法；1）輸入可自由選擇熱電偶、熱電阻、電壓及電流。內(nèi)含非線性校正表格，無(wú)需外部校正，測(cè)量精確穩(wěn)定。采用先進(jìn)的AI人工智能PID

15、調(diào)節(jié)算法，無(wú)超調(diào)，具有自整定（AT）工能。具有手自動(dòng)無(wú)擾切換功能及電軟啟動(dòng)功能。采用X3高精度電流輸出模塊，精度可達(dá)0.2%，提高調(diào)節(jié)器的輸出精度。儀表使用前應(yīng)該根據(jù)其輸入、輸出規(guī)格及功能要求來(lái)設(shè)置正確的參數(shù)。配置好參數(shù)才可以投入使用。控制器輸入類型有熱電偶，熱電阻，線性電壓，線性電流（需外接精密電阻分流），A/D轉(zhuǎn)換器每秒采樣8次，控制周期0.5-120s可調(diào)。二、 變頻器工作原理及使用及配置方法；ABB ACS150是一種控制交流電機(jī)的變頻器，可以安裝在墻上或者柜體中。它具有固定式控制盤和固定式電位器，面板操作簡(jiǎn)單，速度可直觀設(shè)定。同時(shí)，其內(nèi)部集成EMC濾波器，無(wú)需外接濾波器。三、無(wú)紙記錄

16、儀工作原理及使用及配置方法；多通道輸入，支持多種輸入類型，圖形化界面，畫面直觀，可同時(shí)記錄4個(gè)通道數(shù)據(jù)，具有上限下限報(bào)警功能?？刂破鬏斎腩愋陀袩犭娕?，熱電阻，線性電壓，線性電流（需外接精密電阻分流），線性輸入量程最大為-20000到20000。三、 試驗(yàn)方法和步驟1 將單相控制器電源線接控制器1、2號(hào)端子，把控制器11號(hào)端子與變頻器模擬輸入地相連，控制器13號(hào)端子與變頻器AI相連；2 檢查所有接線是否正確；3 系統(tǒng)上電，將變頻器設(shè)置為ABB標(biāo)準(zhǔn)宏模式（如實(shí)驗(yàn)四）；4 設(shè)置最高頻率（如實(shí)驗(yàn)一），在外部控制器手動(dòng)輸入下最高頻率由變頻器參數(shù)1105決定，最高頻率設(shè)為50HZ；5 設(shè)置最低頻率（如實(shí)驗(yàn)

17、一），在外部控制器手動(dòng)輸入下最低頻率由變頻器參數(shù)1104決定，最低頻率設(shè)為0HZ；6 設(shè)置控制器 按照2.2.3節(jié)的操作方式，設(shè)置控制器的如下參數(shù)：1 控制器輸出設(shè)為0-20mA；2 控制器輸入設(shè)為0-5V；3 設(shè)置控制模式為npid；4 設(shè)置參數(shù)P、I、D參數(shù)（待定）；5 設(shè)置控制周期（待定）；7 設(shè)置記錄儀接通記錄儀（如圖10），按4.2.3，將記錄儀的第1通道的輸入信號(hào)設(shè)為0-5V，量程上限設(shè)為50，量程下限設(shè)為0，單位設(shè)為Hz。設(shè)置記錄儀記錄間隔設(shè)為1s。8 操作流程此處是利用控制器的輸出信號(hào)來(lái)模擬被控量電信號(hào)的反饋值，如下圖接線，閉環(huán)調(diào)速接線圖1 系統(tǒng)上電，按控制面板A/M切換按鈕，將控制器切換到手動(dòng)模式，此時(shí)MAN指示燈亮；2 確定控制器輸出最小，啟動(dòng)變頻器遠(yuǎn)程控制面板DI1按鈕，啟動(dòng)變頻器，觀察變頻器顯示面板是否為最小頻率；3 通過調(diào)節(jié)控制器控制面板上下按鈕設(shè)定輸出頻率，調(diào)節(jié)控制器的輸出到50%，觀察變頻器與記錄儀顯示面板頻率變化是否一致；按控制器控制面板的A/M