电气控制系统技能实训的设计与实现

2019-07-10余丹

科技风 2019年9期

余丹

摘要：继电逻辑控制是较为传统的基本电气控制方法，本文采用THWD-2型电气控制系统实训装置，通过几个简单电气控制线路的设计与实现，加强职业院校学生对几种典型继电器、接触器的认识和使用，有助于提升学生动手实践能力，促进学生对所学电气知识的理解，使学生体验到如何将所学知识应用到实际工程中。也可以作为企业新员工动手实践能力的训练。

关键词：电气控制系统;继电器;接触器;电气控制线路设计

在工业生产中，各行各业使用的生产设备各有不同，电气控制系统设计也不同。但掌握了基本电气元器件的工作原理、接线方式、故障诊断与维护，也就能完成各种电气控制系统的安装与调试。为了提升职业院校学生动手实践能力，促进对所学电气知识的理解，体验到如何将所学理论电气知识应用到实际工作中，加强技能实训至关重要。以就业为导向，以企业需求为依据，通过采用THWD-2型电气控制系统实训装置，完成几个简单电气控制线路的设计与实现，达到技能提升。

1 电气控制系统

电气控制的方法有继电-接触器控制法、可编程逻辑控制法和计算机控制等，其中继电-接触器控制法仍是最基本的、应用最广泛的，也是其他控制方法的基礎。[1]

为了达到某种控制要求或实现能量转换，通过导线将电动机、控制电器以及仪表等一些电器元件连接起来的线路成为电气控制线路。继电-接触器逻辑控制方式称为电气控制，其电气控制电路是由各种有触头电器，如继电器、接触器、按钮、开关等组成。根据电路中通过电流的大小，电气控制电路可分为主电路和控制电路。主电路一般是指负载电路，电流较大;控制电路一般是指继电器、接触器的线圈、按钮等所在的电路，电流较小。[1]

本文通过设计几个简单电气控制线路，将常用的几种继电器、接触器、按钮等在线路中使用，使学生通过实训加强对基本电气元器件的认识和使用，具有综合利用这些知识分析和解决实际技术问题的能力和必要的实际操作能力。

2 电气元器件

下面以浙江天煌科技实业有限公司的THWD-2型电气控制系统实训装置为例，如下图所示，介绍装置中的继电器、接触器、按钮等。电气控制系统设计中，对于电子元器件学则应当慎重，确保系统安全可靠。[2]为了能够分析控制线路原理图和完成线路连接，首先要掌握各电器元件的作用、工作原理、及接线方法。

电气控制系统实训装置图

电动机为三相鼠笼式异步电动机，基本参数为：型号WDJ24，功率40W，额定电压380V，额定电流0.2A，额定转速：1430r/min。

熔断器FU起短路保护作用。一旦电路发生短路故障，熔体立即熔断，电动机立即停转。本文采用正浩RL1-15、RT14-20，适用于额定电压为交流380V，额定电流分别为3A、20A。其正常情况下两个端点为通状态，用万用表量。

热继电器FR起过载保护作用，当过载时，热继电器的发热元件发热变形，将其常闭触头断开，使得电路断开，电动机停转。本文采用德力西JRS1D-25，有6个通三相电触点，一组常开触点、和一组常闭触点。

时间继电器是实现延时控制，当它接受了启动信号后开始计时，计时结束后它的工作触头进行开或合的动作，一般来说，延时范围是可调的。本文采用德力西JSZ3A-B，延时范围有1S，10S，60S，6min，延时范围可以通过拨动开关设置。其中触点2，7接控制电压，3是活动点，4是常闭点，继电器不动时，1、4相连，动作时，1、3相连，同理，8，5，6同1，4，3。

接触器线圈KM起零压或欠压保护作用，当电源突然断电或电源下降很多时，接触器KM产生的电磁吸力不足，衔铁不能可靠吸合而释放，使得主触头复位，电动机断电停止。同时，常开辅助触头断开，解除自锁。交流接触器是施耐德LAEN22N，有一组主触点，一个线圈，两组常开触点和两组常闭触点。

按钮常用来接通或断开控制电路，从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。其有一组常开触点，一组常闭触点。

3 电气控制线路设计

为了由浅入深、从简到难，首先设计电动机的点动控制线路，功能实现步骤如下。

第一步：对照原理图，分析控制线路原理。点动控制功能实现：合上开关QS，按SB2按钮实现点动控制。

第二步：安装接线图，选好各个电器并检测。主要表明该实训装置上电器元件的实际位置，并用万用表检测各个电器的触点通断是否符合要求。

第三步：固定电器，在各个电器的连线点标上“编号”。线路只标一个号，相同的号用导线连通。

第四步：连接各线路，用导线按控制线路图进行连接。按图接线，应遵循“先主后控，先串后并;从上到下，从左到右;上进下出，左进右出”的原则进行接线。

第五步：通电调试。正确接线后，实现点动控制演示。

通过简单的点动控制线路，掌握基本元器件的接线方式、工作过程。接下来循序渐进，将时间继电器加入线路中，设计一个延时点动控制线路，设置延时5S，同理按前面步骤进行实现。最后可以加入更多电气元件，根据实际要求，设计一个复杂的Y-△自动降压启动控制线路。

4 结语

本文以现有的实训装置为例，介绍传统继电接触器控制系统和常用的基本电气元器件，通过设计的几个简单电气控制线路，学生可利用该实训装置进行实操，由简到难，有效迅速地掌握理论电气知识应用到实际工程中，有助于提升学生的电气控制实践方面的能力，也可以作为企业新员工动手实践能力的训练。