现代控制技术的电机综合实训系统研究

刘桂香

摘 要：在工业及相关领域，电机有着很广泛的应用，这就要求电机操作者对电机控制有足够深入的认识和了解，并能真正的掌握电机操作，提高电机控制与操作的质量和能力。但是目前的电机实训状态并不理想，满足不了电机控制培训的实际需求。基于这样的背景，本文对目前电机实训现状进行了分析，并基于现代控制技术设计了电力综合实训系统，促进电机控制训练手段的技术含量，促进电机控制训练水平的提高，适应电机控制人才培养需要。

关键词：电机 技术操作 现代控制技术 综合实训系统 实训现状分析

随着电机自动化程度的越来越高，电机控制实训的技术含量也应当由浅入深，通过现代化、科学化、系统化的实训方法提高电机控制实训的的水平，满足各类高校电机控制人才的培养需求。为了做到这一点，需求了解目前电机控制实训现状，针对其中的不足表现设计现代电机综合系统，这样才能创造性的改善当前电机控制实训现状，优化电机控制实训的实际效果。

一、目前电机控制实训现状分析

就目前而言，电机在社会的各个行业都有着广泛应用，这使得电机控制成为一项相当重要的工作，是电气工作人员日常工作中的重要任务，也是业绩考核的重要指标。所以，对电机控制实训应进一步提高重视程度。电机控制技能训练一直以来都有，但是20世纪90年代才自主研发了一些电机技能实训设备，主要有简单的电源、线路板和相应的设备，简单而方便，但是技术含量过低。尽管经过多年的优化改造，传统的电机实训设备已经有所改善，但是技术含量仍然不能与发达国家相比，且存在着较大的安全隐患。近年来，电机自动化程度越来越高，以往的电机控制实训方法不能满足当前电气工作人员实际工作需求。在这种情况下，提出基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术，以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统，建立一个自动化程度较高的电机控制实训设备系统，以适应当前的电机控制实训工作需要。

二、基于现代控制技术的电机综合实训系统的构建分析

（一）系统设计的总体方案

为满足电机控制、机床电气、变频控制以及基的系统功能需求，可以说电机综合实训系统是相当复杂的。在综合考虑成本和实现难易程度以及操作实用性等各方面后，决定选择电动机、继电器、PLC、变频器加上位计算机的控制总体方案。

在这一方案下，系统内各设备要满足以下功能需求。

1、继电器单元和电动机单元配合完成电动机基本控制功能和机床电气控制功能；

2、继电器单元！PLC单元和电动机单元配合完成PLC改造功能；

3、变频单元和电动机单元配合完成变频调速功能；

4、继电器单元！PLC单元！变频单元和电动机单元配合完成综合控制功能。

（二）外部构造设计

该系统主要由电源！继电器单元、PLC单元、变频器单元、电动机单元等组成。电源部分供该系统各部分所用，主要由断路器、接触器、按钮、电压表、插座等组成；继电器单元主要由断路器、熔断器、交流接触器、热继电器、时间继电器、行程开关等组成，配合电动机单元实现电动机、机床电路的基本控制功能及其扩展功能；PLC单元主要由主机、开关电源、继电器、PLC单元、电缆等组成，配合电动机单元PLC机通过STEP7实现电动机、机床电路的控制和改造；变频器单元由变频器、断路器等组成，配合电动机单元实现电动机的调速控制。

1、根据所作项目的具体内容，可适当调整熔断器！继电器等的数量，以满足实际需要，如图1所示。

2、根据实训中容易出现的问题，以及PLC较易损坏的特点，对其外部构造进行改造，可对PLC进行适当的保护，以利于设备利用率的提高，同时节约后期较昂贵的设备维修费用。

3、考虑到该部分易受外界影响，须单独设立电源，有条件时可对其进行屏蔽，并对其所用导线进行单独配备。

4、设计综合控制系统，首先根据电力拖动系统的要求选择电动机。选择电动机时，要考虑电动机的类型、数量、结构形式及容量、额定电压、额定转速等要求。应该强调，在满足设计要求情况下优先考虑采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相异步电动机。

（三）软件部分设计

采用STEP7一Micro/WIN V4.0编程软件。这一编程软件是西门子公司的一个编程序控制器研制开发的编程软件。它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。所以，这里采用这一编程软件设计电机综合实训系统。在编程软件安装前，要求计算机系统是CPU80486以上的微处理器，内存SMB以上，硬盘SOMB以上，还要满足基本的硬件连接需要，比如个人计算机与PLC之间要建立基本的通信。

安装编程软件后，则可以利用编程软件进行电机综合实训系统的软件程序设计。设计好后，利用专业的软件对其进行调试，以保证软件设计科学合理、有效实用。进行设备调式期间，要事前确定选择扫描次数和用状态图监控程序，按照相关的调试程序完成系统调试和监控工作后，再在安全运行状态下进行程序编辑。

在运行模式下，可以对用户程序作少量修改，修改后的程序一旦下载将立即影响系统的运行"可进行这种操作的PLC有CPU224和CPU226两种，操作如下：

1、在运行模式下，选择“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令。运行模式下，只能对主机中的程序进行编辑，当主机中的程序与编程软件中的程序不同时，系统会提示用户存盘。

2、屏幕弹出警告信息，单击“继续”按钮，PLC主机中的程序将被上载到编程窗口，此时可在运行模式下编辑程序。

3、程序编译成功后，可用“文件”菜单中的“下载”0命令，或单击工具条中的“下载”按钮将程序下载到PLC主机。

4、退出运行模式编辑。使用“调试”菜单中“在运行状态编辑程序”命令，然后根据需要选择“选项”中的内容。

三、结束语

在这里，基于现代PLC、变频控制技术与传统继电器控制技术，以及计算机等先进技术设计了电机综合实训系统，这是一个技术含量较高、实训程序简单有效的电机控制实训设备系统，能从根本上提高电机控制实训的水平，这是技术创新的结果。在今后的电机控制训练中，应充分发挥技术创新精神，大胆的设想，大胆的开展技术研究，不断的优化电机控制训练效果，跟上电机设备自动化程度的提高速度。

参考文献：

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[2]刘潺.多功能液压综合实训系统的研究与实现[D].浙江大学，2008.

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