HKNZ-2工业全数字交直流调速系统实训平台

一、产品概述
“工业全数字直流调速系统实训平台”依据高等院校新统编教材《电力拖动自动控制系统》(上海大学陈伯时编著)、《直流调速》等教材大纲的要求，配合为高等院校、职业培训技术院校相关进行有关电力拖动自动控制系统课程的实训而推出的一个现代化实训产品,设计时充分考虑了目前国内实训室的现状和发展趋势，精心研制而成。在同类产品具有结构合理、功能完善、可靠性好、的优点。

二、系统特点 
1.网络化：网络化是当今世界的主流，如今的直流调速器不仅可通过调速主机上传统数字量、模拟量的I/O点来实现对直流电机的控制，还能通过现场总线技术或工业以太网实现对调速器、PLC等信息资源进行共享和控制，避免单机设备因缺乏信息资源的共享而造成“自动化孤岛效应”，甚至还可以利用计算机与其联网，通过组态软件在计算机组态，完成对实训装置的远程监控。
2.工业化：传统教学实训设备只是纯粹完成学校验证性实训而刻意设计制造的产品，造成学生毕业后与所接触的工业实际产品大相径庭，故现场化的教育方式十分重要，本装置直接选用工业级产品，和目前新工业技术产品相符，完全符合工业应用标准。
3.开放性：开放式教学的目的，主要是提高学生的动手能力，本装置中调速器的所有硬件电路均以结构框形式在实训面板上作了详尽的描绘，相应I/O点通过专用弱电端子全部引出，学生可以选用专用实训导线方便灵活地自由接线组合。
4.先进性：本装置选用的直流调速器是选用当今新工业产品，它以两个高效率的CPU为核心，融入了功能强大而又丰富的控制、运算和通信处理软件，使得以前在模拟直流调速驱动装置中实现的复杂调速拖动控制在本实训模块上都可变得轻而易举地实现。本实训装置除了可进行一般的调压调速、弱磁升速等常规直流电机速度控制实训外，增加工艺板后还可实现各种复杂传动控制要求的实训，如张力、位置、绕线、卷取、摆动等控制。
5.多样化：为尽可能反映目前电机加载方式的优缺点及多样化，我们可以提供多达三种的电机加载方式，包括利用发电机加载、涡流测功机加载以及磁粉制动器加载，每种加载方式各有优缺点，教师可以根据学校教学目的的不同，灵活选择加载方式。
三、技术性能
1.输入电源: 三相四线(或三相五线) ～380V±10% 50Hz
2.工作环境: 温度-10℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3.装置容量：＜2.0kVA
4.外形尺寸：4375cm×1825cm×3925cm
四、系统组成
(一) DW01电源、仪器控制屏
控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、高压直流电源、低压直流电源及各种测试仪表等。具体功能如下：
1、主控功能板
(1) 三相四线电源输入，经漏电保护器后，经过总开关,由接触器通过起、停按钮进行操作；
(2) 设有450V指针式交流电压表三只，指示电源输入的三相电压；
(3) 定时器兼报警记录仪（服务管理器），平时作为时钟使用，具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警总次数, 为学生实验技能的考核提供一个统一的标准。
2、交、直流电源
(1) 励磁电源：直流220V/0.5A，具有短路保护。
(2) 电枢电源：直流0～220V/2A连续可调电源一路，具有短路保护。
(3) 直流可调稳压电源：0-30V/2A，具有短路软截止自动恢复保护功能。
(4) 交流电源：设有单相调压器一组，可得到交流0～250V可调电压；
3、交、直流仪表 
(1) 交流电压表：0～500V带镜面交流电压表一只，精度1.0级。
(2) 交流电压表：0～5A带镜面交流电流表一只，精度1.0级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
(3) 功率、功率因数表：由微电脑、高精度A/D转换芯片和全数显电路构成。通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。为了提高测量范围和测试精度，在硬、软件上均分八档区域，自动判断、自动换档。功率测量精度1.0级，电压、电流量程分别为450V、5A，测量功率因数时还能自动判断负载性质（感性显示“L”，容性显示“C”，纯电阻不显示），可储存15组数据，供随时查阅。
(4) 直流电压表：直流数字电压表1只，测量范围0～300V，三位半数显，输入阻抗为10MΩ，精度0.5级。
(5) 直流电流表：直流数字电流表1只，测量范围为0～5A，三位半数显，精度0.5级，具有超量程报警、指示、切断总电源等功能。
（二）实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、而磨高密度板、结构坚固，造型美观大方。桌子左右各设有两个抽屉（带锁）。
五、实训组件
1.电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表
包括日本欧姆龙1024光电编码器及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，无应力变形，加工精细，同心度好，互换性好，能保证电机与电机、电机与测功机之间连接的同心度不超过±5丝，电机运行噪声小，实训参数典型，能较好满足实训要求。在导轨面板上设有五位数显转速表，显示当前转速；同时设有光电编码信号输出，包括A、B两个通道，与调速主机配合完成速度闭环及定位的功能。
2. 工业触摸屏
触摸屏作为人机对话界面，即可对使用设备进行监测，还可以对设备进行简单控制，故在工业现场广泛使用，本装置选用工业现场的产品，液晶屏幕尺寸为7寸MCGS7062彩色屏幕。触摸屏带有两种通讯口，个为RS232通讯口，第二个为RS485通讯口。
3.S7-200 PLC可编程控制器
PLC在工业控制系统中，处于核心的位置，为保证性能上的强大，选用西门子的S7-200 CPU226的PLC可编程控制器，AC 电源，24路数字量输入16路继电器输出，16/24 KB代码/10 KB数据，2个PPI/自由端口。EM235 （4路模拟量输出1路量输入），可供教师完成毕业设计或研究生课题等。
4.直流调速器
采用英国欧陆驱动器器件公司欧陆514C，2/4象限运行，正负调速给定，模拟输入，调速时使能数字输入，电机热敏电阻或精密温度传感器输入，电流给定的模拟输入或输出，反向给定综合模拟输出，＋24V电源输出。
5.交流流调速器
采用西门子MM440 0.75KW变频调速器。控制功能：线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 内置PID控制器，参数自整定；可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块；
6.实训元器件
该挂件上装有16个钮子开关、3个可调电位器、一路+24V/1.5A的直流电源。
7.三相可调电阻器(三组90Ω×2/1.3A瓷盘电阻)
8.HKDJ-1直流电动机
9.HKDJ-2直流发电机
10.HKDJ-3三相异步电动机
11.系统软件：本装置提供三类软件，类是直流调速主机的配置软件，完成对主机各参数设置及修改；第二类是编程软件，包括PLC的编程软件等；第三类为工控组态软件，完成对设备的监控；软件可根据老师的要求灵活进行选择。
12.实训连接线：根据不同实训项目的特点，配备两种不同的实训联接线，强电部分采用高可靠护套结构手枪插连接线（不存在任何触电的可能），里面采用无氧铜抽丝而成头发丝般细的多股线，达到超软目的，外包丁晴聚氯乙烯绝缘层，具有柔软、耐压高、强度大、防硬化、韧性好等优点，插头采用实芯铜质件外套铍轻铜弹片，接触安全可靠；弱电部分采用弹性铍轻铜裸露结构联接线，两种导线都只能配合相应内孔的插座，这样大大提高了实训的安全及合理性。
五、实训项目
直流调速实训
1、工控组态软件编程
2、西门子S7-200可编程控制器(PLC)
3、工业触摸屏编程
4、了解直流调速控制系统的原理
5、逻辑无环流可逆直流调速系统
6、PLC、直流调速器组成的调速系统
7、触摸屏、直流调速器组成的调速系统
8、基于组态软件通讯方式的PLC、直流调速器组成的调速系统
交流调速实训
1.变频器功能参数设置与操作
2.变频器报警与保护功能
3.多段速度选择变频调速
4.外部端子点动控制
5.外部端子遥控控制
6.控制电机运行时间操作
7.控制电机正反转运动控制
8.电压/电流监视器信号输出及显示 9.瞬间停电变频器参数设定
10.外部模拟量（电压/电流）变频调速
11.基于变频调速的RS485通信
12.变频恒压供水模拟控制
13.基于组态软件的三相异步电机的变频调速实时曲线
14. 基于组态软件的三相异步电机变频调速时电压、电流、功率、转速实时采集显示
15.基于通讯方式的PLC、交流变频器组成的调速系统
16.基于通讯方式的PLC、触摸屏、交流变频器组成的调速系统