电机控制系统实训装置9篇

电机控制系统实训装置9篇

电机控制系统实训装置第1篇

在实训装置的教学思路上，采用了先讲解后操作，先手动

后自动，由局部到整体的理念。首先讲解电机控制系统的工作

原理，然后布置手动操作的设计任务，让学生自行设计方案，

并独立完成接线和最终的功能调试。通过此项手动操作的训练,

学生可以完全掌握电机控制系统运转的本质原理，为学生掌握

电机控制系统自动运转原理奠定了基础。在学生完成手动设计

任务以后，再将PLC模块添加进来，实现相对简单的电机自动

控制系统，此部分也是让学生自行设计，乃至程序编写及最终

的调试都有学生独立完成，教师在此过程中只起指导的作用。

自动控制是整个电机控制系统的核心，故在学生完成相对简单

的电机自动控制任务后，再逐渐增加别的功能，直至将整个电

机自动控制系统功能建立完全。至此，学生完成了对电机控制

系统从概念到实践的转化，对现实中如何实现电机的自动控制

有了深刻的认识。由于现场实际中，触摸屏得到了普及应用，

所以在学生完成了上述任务后，再指导其学习触摸屏的开发,

将控制系统中的点动按钮用触摸屏来替代。到此，学生已经掌

握了电机控制系统的控制功能。然而一个系统的正常运转，除

了要具有完备的自动控制功能之外，还必须辅以完善的监控功

能。为此，实践教学的另一个环节，就是指导学生基于组态王

软件开发实训装置的监控系统。

1电机控制系统实训装置简介

该实训装置是为提高学生动手操作能力及创新能力而开发

研制的，它将现场装置在容量和结构上小型化，而功能上多样

化，融合计算机技术、可编程控制技术、现场总线通讯技术、

变频调速技术、电力拖动自动化技术等，以模块化设计方式，

根据教学或科研的实际需要，灵活组装出多种实验电路，为电

气信息类专业学生的生产实习和毕业实习构建了一个方便快捷

高效的平台。整个实训室由六台电机控制系统实训装置和一个

监控台构成，每台实训装置可以独立运行，监控台可以监控每

台实训装置的运行状态。其结构如图1所示。

每台电机控制系统实训装置主要有：电动葫芦、PLC和一些

扩展模块、变频器、触摸屏、点动按钮及一些交流接触器等模

块构成。图2为其结构框图。

2实训装置在实践教学中的应用

在实训装置的实践教学中，为培养学生的动手能力、设计

能力和创新能力，采用布置设计任务，教师指导，学生独立设

计完成的教学思路。由于学生刚刚学完课本上的理论知识，如

果让他们一开始就接触整个系统，极容易让其产生一种挫败感,

势必会事倍功半。由此，提出采用模块化的教学思路，将整个

实训系统进行模块化处理，各模块任务采用先易后难的顺序。

初步设计了以下几个模块：按钮开关经接触器控制电机往复运动

模块、按钮开关经PLC及接触器控制电机往复运动模块、触摸

屏经PLC及接触器控制电机往复运动模块、按钮开关经PLC及

变频器控制电机运动模块、触摸屏经PLC及变频器控制电机运

动模块、基于组态软件的实训装置监控模块。

2.1按钮开关经接触器控制电机往复运动模块

此模块相对比较简单，学生一般经过一到两个实验任务的

设计就可以完全掌握。此模块包含的可以选做的设计任务有：电

机的点动运行设计、电机的点动往复运行设计、电机的自动往

复运行设计。结合现场实际，建议采用第三个设计任务。其设

计的典型原理图如图3所示。该电路把接触器的辅助动断触点

和复合启动按钮动断触点串联在对方的控制电路中，因此该电

路原理上可不按停止按钮，直接按正、反向启动按钮就可以进

行电动机正、反向运行的切换[1],因此该电路为“正反停”或

“反正停”电路。

经过该模块设计任务的训练后，学生已经完全掌握了电机

往复运转的控制原理及实现过程，也明白了厂矿企业中行车的

运行原理。由于从设计到接线及最终调试，都由学生独立完成,

故极大提高了学生的动手能力，查找、分析及解决故障问题的

能力，并在一定程度上培养了他们的创新能力。

2.2按钮开关经PLC及接触器控制电机往复运动模块

该模块即是在上个模块的基础上，通过在控制回路的点动

按钮与接触器线圈之间连接PLC来实现的。目的是让学生熟悉

PLC的简单应用，为后续模块的设计任务做好准备。

2.3触摸屏经PLC及接触器控制电机往复运动模块

此模块的设仃任务关键是触摸屏的开发，即是通过在触摸

屏上开发的按钮开关来取代2.2中的实际点动按钮，让学勺掌

握触摸屏的简单开发应用。

2.4按钮开关经PLC及变频器控制电机运动模块

该模块的设计任务是让学生掌握通过PLC及变频器实现电

机的调速运转，其典型接线如图4所示。由PLC和变频器组成

的控制系统[2〜3],开关量输入端为两输入，即开始与停匚按

钮;PLC输出端是0〜10V的模拟量，并以此作为变频器的输入。

可以实现如下控制功能：

0V输出频率为0Hz,对应同步转速为Or/min；5V输出频率

为50Hz,对应同步转速为1500r/min；7.5V输出频率为75HZ,

对应同步转速为2250r/min；10V输出频率为100HZ,对应同步

转速为3000为min。

2.5基于组态软件的实训装置监控模块

该模块是让学生基于组态软件开发对电机控制实训装置的

监控系统，如实时显示电机端电压和电枢电流、实时显示电机

的运转速度、负载状态，控制电机的启动与停止，加速与减速

等。

3结语

本文探讨了电机控制系统实训装置在实践教学中的具体应

用及各功能模块的设计任务，并提出了以学生为主，教师辅助

指导的教学思路，实践教学表明：模块化的设计理念和以学生为

主的教学思路极大调动了学生的主观能动性，提高了学生分析

问题和解决问题的能力，培养了学生的创新意识，教学效果很

理想。

摘要：为将电机控制系统实训装置更好应用于电气信息类

本科实践教学中，在介绍了实训装置各功能模块基础之上，阐

述了实训装置在提高学生实践动手创新能力上所起到的重要作

用，提出了模块化的教学思路，探讨了学生学习操作实训装置

各功能模块的优先顺序，指出学生应从基础的手动操作开始熟

悉实训装置的各个功能，继而学习自动控制模块，并最终掌握

实训装置所涉及的全部知识，甚至能够提出一些优化改进方案，

达到创新的层次。实践教学表明，该教学思路能够让学生较容

易地掌握实训装置的各项功能，极大提高了学生的实践能力和

创新能力。

关键词：电机控制系统实训装置，实践教学，教学思路，创新

能力

参考文献

[1]李发海，王岩.电机与拖动基础[M].北京：清华大学出版

社，2005.8

[2]李明河.可编程控制器原理与应用[M].合肥：合肥工业大

学出版社，2008.12

电机控制实训报告总结第2篇

实习地点：湘潭电机集团有限公司（小电机厂和成套车间）

实习性质和目的：实习教学是教学过程中的重要组成部分,

目的是巩固学生的理论知识，培养学生的实践能力、创新能力

和檄业、创业精神，拓宽学生视野，增强劳动观念。

本次实习性质为认知实习。

参加本次实习的学生是网院05级机电专业刘毅同学，我们

已经学完大部分基础课程和部分专业课程，如《电工技术》

《电子基础》《机械制造》等。除了在教室学习外，我们接触

实际的机会比较少，为了曾进感性知识，接触工厂生产现场，

扩大视野，我们安排恶此次实习，主要任务是：O1对各类电

机、电气元件作一基本了解：02对发电厂生产输配电有一个

初步认识；03认识自动控制在现代工业生产现场的作用与重要

性04接触社会，认识和学习工人阶级。

认知实习是大学生活一个必要的学习环节，它为我们后续

的专业基础课和专业课学习，提供了思维驰骋的物质空间，使

学生对本专业从事的工作、专业方向和特点更加明确，因而增

强对专业热爱，激发勤学热忱和敬业精神，自觉地造就自己成

为面向新世纪，热爱社会主义祖国的、为自动化事业贡献青春

的、出类拔萃的人才。

实习内容：

1.深化掌握交、直流电机的工作原理，初步掌握电机的基

本结构和基本制造工艺。

2.初步掌握各类电器元件（自动开关、刀开关、继电器、接

触器、高压断路器、隔离开关等等）工作原理、构造和用途。

3.对电器控制电路有初步了解，对电气成套设备有初步印

象。

4.初步了解一些大型企业的生产组织和管理方法。

5.学习工人阶级优秀品质。

实习总结：

L湘电集团简介

湘电集团有限公司前身是国民政府资源委员会中央电工器

材厂，创建于1936年，1949年由人民政府接管，1953年更名

为第一机械工业部湘潭电机厂。

享有电工产品摇篮、中华民族工业脊梁的美誉。一五

期间被列入国家156项重点建设项目，经过几十年的扩建、发

展，已经成为我国电工行业的骨干企业、国家重大技术装备的

生产基地、国防装备定点生产厂家。从20世纪60年代起，先

后为北京、天津、平壤、德黑兰等城市提供地铁配套电机电控

设备1000多套;80年代跻身于全国500家最大工业企业行

列；90年代列入520户国家重点企业。3月，工厂按照建立现代

企业制度要求，改制为湘潭电机集团有限公司，由湖南省人民

政府授权行使国有资产投资主体职能。底，企业集中主业部分

的优良资产，联合北京地铁总公司等六家企业共同发起设立了

湘潭电机股份有限公司，并于7月成功上市，湘电股份7500

万A股在上海证券交易所成功发行，成为湖南省首家在核准制

下通过的上市公司、湘潭市第一家上市公司。11月，完成首次

再融资工作，共募集资金33120万元。公司正式更名为湘电集

团有限公司，资产总额达43亿元，拥有分公司6个，全资子公

司6个，控股公司10个。

建国50多年来，湘电集团先后研制开发新产品1000多项,

100多种重大新产品开创了中国第一：第一套船用动力推进设

备；第一套地铁车辆电机电器成套设备；第一台108吨电动抡自

卸车；第一辆城市轻轨车等。目前公司具有一批稳定的大型客户

和合作伙伴，产品远销东南亚、欧洲、中美洲等26个国家和地

区。20公司通过ISO9001系列标准的质量认证。所生产的大中

型交、直流轧钢电机为国内驰名品牌；独家生产的大吨位工矿电

机车系列和千万吨级矿用108吨、154吨电动轮自卸车遍布全

国各大露天矿；企业是国家城轨车辆电机电器成套设备的重点生

产企业近年来公司集中发挥电气牵引技术、舰船电力推进技术

和电动车辆制造技术三大核心技术优势，着力推行4+2发展战

略，全面推进企业持续、快速、健康、稳定地发展。

湘电集团始终立足并走在中国装备制造业前列，以兴业报

国，共赢共享为企业宗旨，以领军中国装备制造业为发展目

标；坚持人才兴厂，科技强厂，质量立厂，依法治厂，不断进行

技术创新，制度创新，管理创新，文化创新，为振兴民族工业

作出新的更大的贡献。

2.实习安全及日程安排

10月22日上午抵达湘电后，我们按照要求进驻本次实习

基地湘潭电机集团有限公司。安全方面主要涉及穿戴及防护，

进出厂要求等，包括禁止穿拖鞋、背心、短裤、凉鞋等入场，

女生需想头发挽起，如进入特殊车间还需按照特殊要求佩戴安

全帽、安全手套等装备；进出厂需佩戴临时出入证，如场内特

殊区域标有实验禁区、禁止入内、闲人免入等标识，则

未经允许不得擅自入内。

电机控制系统实训装置第3篇

关键词：电机保护控制应用现状发展方向

1、智能电机保护和控制装置概述

智能控制在电机控制中的应用是自动控制理论的最新发展,

它实质上是一个仿照人脑思维功能进行控制的方法，如专家系

统、神经元控制、模糊控制等被人们统称为智能控制。笔者认

为，需要真正改变控制系统中的非线性、参数变化、扰动和噪

声等控制问题，才能进一步提高系统的控制性能。

1.1智能电机保护和控制装置的概念

智能电机保护和控制系统是指具有拟人的智力，在环境条

件变化时能自主地完成控制目标的自动控制系统。目前智能电

机保护和控制已经广泛应用在社会生活的各个方面，尤其是高

精尖的航空科技、飞行控制、导航、显示、控制和记录系统等。

同时，智能电机还指具有某些仿人智能的工程控制和信息处理

的系统。

1.2智能电机保护和控制装置的工作原理

电动机智能控制和保护装置由控制单片机，电动机参数采

集、分析、计算电路，ProfiBUS-DP协议电路、其他外围输入

输出电路构成。由于电动机运行参数多，处理复杂，为了减轻

控制单片机的负担，采用单独智能芯片实时分析、处理电动机

的运行参数。

2、智能电机在国内的应用现状

电机保护控制装置已渗透所有发电、供电、用电系统及电

动车辆等领域，是发电、供电、用电系统和电动车辆的重要组

成部分，关系到工业、农业和国防建设及人民生活等各个方面,

电机保护和控制装置是节能降耗和自动化保护控制系统不可缺

少的重要装置，是符合国家产业发展政策的节能机电产品，在

国民经济和节约能源事业中有着不可替代的重要地位和作用。

因此，国家各有关部门对此十分重视。我国电机保护控制装置

的发展，经历了全面仿苏、自行设计、更新换代、引进技术、

跟踪国外新产品等几个阶段，从机械式的双金属热继电器发展

到双金属温度开关和电子式保护控制。

2.1热继电器

热继电器是上世纪五十年代初引进苏联技术开发的双金属

片机械式电机过载保护器，它在保护电机过载方面具有反时限

性能和结构简单的特点。但是，由于其工作原理，必然存在功

能少，对电机发生通风不畅、扫膛、堵转、长期轻过载、频繁

启动等故障不起保护作用。这主要是因为热继电器的动作曲线

和电机实际保护曲线不一致，失去了俣护作用。因此，国家把

电子型电机保护控制装备列为热继电器的替代产品，这是我国

在电机保护控制方面的重大改革和进步。

2.2温度继电器和温度开关

温度继电器是采用双金属片制成的盘式继电器，具有结构

简单、动作可靠、保护范围广等优点。但动作缓慢，返回时间

长，3KW以上的三角型接法电机不易使用。目前在电风扇、电

冰箱、空调压缩机等方面大量使用的是双金属片制成的常闭触

点式温度开关。温度继电器与热继电器不同。温度继电器是装

电机内部温度变化使其动作的；而热继电器是装在动力线上，

靠电流热效应动作的。

2.3电子式电机保护控制装置

随着电子技术的迅速发展，电子式保护控制装置应运而生。

目前已由晶体管发展到集成电路、弹片计和数字信号处理器。

这类电子式保护挖制装置从功能上一般分为断相保护、综合保

护、温度保护、智能保护和集中监测保护控制等。

3、电机保护控制装置发展趋势

3.1电机保护控制理论研究和新技术的突破

在理论研究方面，通过故障建模和仿真计算，并引入序份

量、谐波份量、阻抗量、相位量、突破量等多种对电机故障敏

感的检测量作判据和小波分析、神经网络等技术进入电机保护

控制领域，不但大大提高了保护控制装置的灵感度和精度，而

且对轻微故障的监测和保护方面的理论研究都取得了突破性进

展。

在新技术的应用与开发上，利用新的理论和各种传感器

（包括红外线、高频电磁波、振动、位移、电、热、机械、光

声等）对电动机运行进行实时监测，然后根据传感器输出的信

息通过计算机进行判断、分类、确定故障类型和严重程度，最

后采取报警、显示、控制动作等，不仅能实现以上各种电机保

护控制功能，更重要的是能发现电机的前兆故障，进而达到了

提前防止电机故障发生。此种装置国外已有应用，我国已在清

华大学、北京科技大学、电力自动化研究院等单位进行了研究,

并取得了一定成果。

3.2生产企业开始配套生产电机全保护控制装置和增安型

电机保护控制装置

电机与保护控制装置配套出厂，在世界发达国家早成惯例

并普及应用，而我国出口的电机也都是配套保护装置出厂。电

机配套保护装置，不仅减少了用户在品种繁多的电机保护产品

选型上的麻烦，更重要的是提高了电机的质量等级和电机生产

厂家的质量信誉，减少因烧毁造成的严重损失，同时也给电机

出口和国内应用拓宽了市场。电机与俣护装置与厂家联姻，优

势互补，珠联璧合，实现双赢，给各行各业都创造了更为广阔

的发展空间和市场前景，对我国电机行业科技创新和技术进步

与节约能源事业具有重要意义。

4、结论及建议

电机技术的不断升级发展，在社会生活的各个领域都发挥

了巨大的作用。如何保持电机的稳定性和安全性能，更好地为

各领域生产建设企业服务，促进社会经济和各行业的快速发展,

成为技术人员需要不断公关的课题。客观地讲，我国的机电技

术目前在世界上还比较落后，很多高精度、高效率的机电设备

还是要以国外的为主，在维修方面，国内也缺乏足够的技术人

员。因此，从业人员尤其是技术人员更要多与时俱进。有条件

的情况下，多与国外一些技术人员沟通交流，多观摩学习兄弟

企业或邻近类似企业设备应用和检修的操作流程，还可以充分

利用现在信息时代互联网技术带来的便利，利用计算机网络上

的文字、视频等资料加强自身理论知识学习，更好地为经济建

设和社会发展服务。

参考文献：

[1]孙忠献.电机技术及应用[M].福州：福建科技出版

社,2004

[2]徐伟.智能型电动机保护器工作原理及组网应用[J].电

气时代，2006(5)：62-63

[3]刘书阳.智能电机保护和控制装置在电机控制系统中的

应用[J].科协论坛,2012(2):57-58

电机控制系统实训装置第4篇

关键词：电机保护控制，节能装置，现状，发展趋势

0引言

能源问题逐渐成为了我国乃至世界的大事，关系到国家的

安定及人们的稳定生活。因而，节能成为了人们最为关注的焦

点问题。作为电机的生产部门，必须要顺应社会需要，在电机

保护控制装置中节能降耗，采用显著的节能降耗技术并不断研

发新型的机电产品。

1电机保护控制节能装置现状

电机保护控制装置的发展上经历了以下几个阶段：全面仿造

苏联------自己设计-------更新换代------引进技术------跟

踪新产品，将机械的电机保护控制发展到了智能化、节能等控

制。下面对电机保护控制装置几个组成部分的发展过程，分别

进行探析。

1.1热继电器

在20世纪50年代，电机中采用热继电器作为控制装置,

这种装置主要是由双金属片机械式进行控制电机。该继电器对

热比较敏感，当电机运转的时候会产生出大量热，随着运转热

量则越来越多。继电器会时刻监测电机上的热量，当达到一定

的极限值就会将金属片弯曲，以此来断开连通的电流，实现保

护电机的作用。虽然这种控制方式结构简单、具有反时限性能,

但是其功能比较少，仅仅能够保护过载，对电机出现扫键、通

风不畅、长期过载、堵转以及频繁启动等起不了作用。而且这

种保护装置在大电流过载、重复性差以及短路等故障之后就不

能够再次被使用，且极易受到环境温度影响。这种控制装置功

耗大、性能指标落后并且耗材较多，根本谈不上节能低耗。在

之后的发展中，我国将电子型的电机俣护控制作为了热继电器

的替代品，大大推进了电机保护控制装置的发展。

1.2温度继电器

温度机电器是在热继电器上进一步升华，它也是使用双金

属片按照盘式所制造出来的，其结构比较简单，保护范围广，

动作比较可靠。电机工作后一样会产生热量，经过相应转换成

为了温度，而温度继电器时刻监测电机的温度变化，当达到控

制值就会自动控制电机中的电流，让电机停机工作。但是温度

一旦升上去之后就只能随着散热而慢慢降低，其动作十分缓慢,

耗时比较长，因此这种继电器尤其不能够使用在功率较大的电

机上。在实际运用中，三角形电机只要上了30kW就不宜采用

这种继电器控制。但是在功率低的电器中还是在使用，比如电

冰箱、电风扇以及空调压缩机等，其中就采用了常闭触点式的

温度开关，这种开关也属于双金属片所制的。

温度继电器与热继电器的区别是：温度继电器主要是依据电

机运转产生热量，将热量转化为内部的温度变化来实施控制：热

继电器是安装在电机的定力线上依据电流的热效应来进行控制,

其工作原理完全不一样。

1.3电子式保护控制节能装置

电子式保护控制主要是由集成电路、数字信号处理器以及

弹片计等组成。而且功能不同所使用的电子式保护控制节能装

置也不相同。按照其功能不相同可以划分为以下几类：断相保护、

温度保护、多功能保护、集中监测以及智能保护等。下面对几

种使用比较常见的控制装置进行分析。

1.3.1断相保护控制装置

这种装置是使用三相不平衡的原理进行控制。在工作的时

候，断相保护控制装置时刻监视着电机中电压或电流的变化情

况，一旦出现了与三相不平衡原理相悖的异常现象，就马上采

取保护控制。这种保护控制装置有的采用分离原件组成，2如

采用电阻、电容等原件共同组成装置，还有已经使用集成芯片

的电路构成控制系统。这种装置虽然比较灵敏，但是实际电机

所使用的交流电平不是随时保持平衡，当电压出现波动或者网

络的负荷不稳定，都会致使电流不稳定让电机工作电压出现波

动，这样断相保护节能控制装置就会误认为出现异常，立即进

行制动。这种控制装置不但易产生误动，而且也只能监测断相

的故障，保护控制范围较小。

1.3.2多功能保护控制节能装置

这种方式主要是利用负序、正序以及零序、过电流等等方

法对电机中电流进行监测。目前多功能保护控制节能装置从过

去的晶体管电路（由二极管、三极管、场效应管等组成）转变

到了集成电路及厚膜电路，正朝着专用集成方向发展。这种控

制节能装置功能比较广泛，除了兼具了断相功能外，还对电机

的堵转、负荷以及三相不平衡等进行俣护与控制。但也存在缺

陷，它只能够对某一些断相以及一定范围中的负荷故障进行控

制，而且这种装置对高温、不通风以及扫镇等电机故障就起不

到保护控制作用。现在采用的智能化多功能保护控制节能装置，

还具有触(漏)电保护控制功能，能够指示故障及用数字显示

等功能。

1.3.3温度保护控制节能装置

这种控制装置是在电机中安装传感器，通过传感器来实现

控制。当电机在工作中出现了故障，其绕组中的温度必将升高，

一旦温度升高到危险值，传感器就会自动推动可控硅截止，把

温度的信号转变成为电信号并输送出去，保护装置接到电信号

快速做出反应，经过集成或者晶体管进行放大，立即切断电机

的主控电源，实现保护控制的目的。

1.3.4智能化保护控制节能装置

这种控制装置主要是由微处理器(CPU)组成的，能够自动

保护控制电机。它是利用了CPU强大的功能，且能够实现上面

各种保护装置能够实现的或不能够实现的功能。这种装置不但

能够快速处理故障信号，还能够将故障信号与各种设定的参数

相比较，当比较值达到了控制信号就马上进行保护控制，而且

可以随时设定与显示参数。同时这种控制还能够直接控制电机，

实现集中监测控制的目的。这种装置功能较多，而且耗能也较

低.可以说是目前电机保护控制节能装置最为理想的控制方式。

2电机保护控制节能装置发展趋势

2.1理论与技术上必有新突破

1）理论突破。对电机中的故障进行建模以及仿真，引入谐

波份量、序份量、相位量、阻抗量等，检测电机发生故障的敏

感性，通过各种理论突破不但提高保井装置的精度与灵敏度，

还在节能降耗上取得突破性进展。

2）开发与运用新技术。技术上必将朝着在线进行检测保护

控制节能装置方向发展，将新理论以及新硬件结合起来，使用

红外线、振动、电、热、光等实时检测电机运行，然后使用微

处理对故障进行分析、判断、比较，确定故障的类型以及故障

的严重程度。除了能够正常保护控制电机之外，还能够实现通

过各种预兆推算电机故障，进行预防、处理故障的功能。

2.2智能化控制节能装置与电机配套

电机与保护控制节能装置配套，在国外一些国家早就实现

并普及。因为配套能够有效减少用户在选择电机保护控制节能

装置上的麻烦，能够提升电机质量等级以及厂家质量信誉度，

减小电机的烧毁几率。我国也在逐步使用电机与保护装置配套,

并且逐渐普及，虽然目前智能化的电机保护控制节能装置与电

机配套还比较欠缺，但这种电机保护控制节能装置是发展的必

然趋势，也是我国技术创新以及节约能源的重要体现。

参考文献

[1]李国岭.我国电机保护控制技术发展趋势[J].北京：中国

电力出版社，2004.

步进电机式怠速控制装置的结构原理第5篇

关键词：步进电机，怠速控制，结构，原理

怠速是指节气门关闭，加速踏板完全松开，且发动机对外无

功率输出并能保将最低转速的稳定运转工况。汽车在交通密度

大的城市道路上行驶时，约有30%的燃油消耗在怠速阶段，因此，

怠速转速应尽可能降低。但怠速转速过低，会使发动机排放增加、

发动机运转不稳甚至熄火。发动机冷车运转、空调、电器负荷、

自动变速器、动力转向伺服机构等因素的介入，都会引起怠速转

速的变化。

1步进电机式怠速控制装置的结构

步进电机式怠速控制装置主要由传感器、ECU和步进电机

式怠速控制阀组成，具体控制装置见图loECU根据传感器的输

出信号判断发动机的运行状况，进而控制怠速控制阀的动作，使

发动机以目标怠速运行。

步进电机式怠速控制阀主要由永久磁铁构成的转子、激磁

线圈构成的定子和能把旋转运动变成直线运动的进给丝杆机构

及阀门等组成，见图2O步进电机和怠速控制阀做成一体，装在

进气总管内，步进电机顺时针或逆时针旋转，可使阀芯产生轴向

移动，以此改变阀门的开启高度，调节流过节气门旁通气道的空

气量。

步进电机的转子由永久磁铁制成,8对磁极沿圆周均匀分布,

见图3(a)。定子总成由A、B两个定子组成，其内分别绕有1、3

相绕组和2、4相绕组，并通过由导磁材料制成的爪极各自构成

交错且均匀分布的8对磁极，其两定子之间的爪极排列，见图

3(b),两者相间错开一个爪极位置。

如图4所示,爪极的瞬时极性由相线绕组控制电路控制，并

通过控制4个线圈绕组的通电相序（见图5）即可改变步进电机

旋转方向，从而控制阀门的开启高度。

若要阀门开启高度增加时，相线控制电路将以90°的相位

差控制线圈绕组按1-2—3-4顺序依次导通

tl,t2,t3,t4,……，使定子磁场相应（tl,t2,t3,t4）顺时针转动

（见图5（b））,转子随之同步旋转。同理，当相线控制电路以90°

的相位差反序依次（4-3f2-1）导通上述线圈绕组时，将使定子

磁场逆时针旋转，转子随之同步反转。

2步进电机式怠速控制装置控制原理

当发动机怠速运转时,ECU根据节气门的怠速信号、车速信

号确认发动机的怠速状态，再根据发动机冷却液温度传感器、空

调、动力转向机构及自动变速器等工作情况，依据ECU存储的数

据，确定相应的目标转速。通常采用发动机怠速反馈控制，根据

发动机实际转速与目标转速比较得出的差值确定相应于目标转

速的控制量（步数），然后驱动步进电机。步进电机的控制电路见

图6oECU按相序使功率管VT1-VT4依次导通，分别给步进电机

定子线圈供电，驱动步进电机转子旋转，带动前端的阀门轴向移

动，由此改变阀门开启高度，调节旁通空气流量，使发动机怠速达

到所要求的目标转速。步进电机式怠速控制阀的控制内容：

1）确定起动初始位置。为了改善发动机的再起动性能，在发

动机点火开关关闭后，继续给ECU和步进电机一段供电时间，使

怠速控制阀门处于全开（125步）状态，为下次起动作好准备。

2）起动控制见图7O发动机起动时，由于怠速控制阀预先设

定在全开位置，在起动期间经过怠速控制阀的旁通空气量最大，

发动机容易起动。在发动机起动期间或起动后，发动机转速达到

规定值时,ECU开始控制步进电机，将阀门关小到由冷却液温度

确定的阀门位置，避免怠速升得过高。如起动时冷却液温度为

20℃,当发动机转速达到500r/min07,ECU将控制怠速控制阀

从全开位置（125步）的A点到达B点位置。

3）暖机控制见图8o控制系统根据冷却液温度确定步进电

机的运动步数，随着温度上升，怠速控制阀开始逐渐关闭。当冷

却液温度达到70七时，暖机控制过程结束。

4）电器负载增多时的怠速控制。发动机怠速运转时，若使用

的电器负载增大到一定程度，蓄电池电压降低。为了保证ECU

B+端和点火开关IG端具有正常的供电电压，需要控制步进电机

相应地增加旁通道空气量，以提高发动机怠速，提高发电机的输

出功率。

5）发动机负荷变化的预控制。发动机怠速运转时，若空档起

动开关、空调开关接通或断开，发动机负荷立刻发生变化。为了

避免发动机怠速时转速波动或熄火，在发动机转速出现变化

前,ECU控制怠速控制阀预先开大或关小一个固定值。

6）反馈控制。怠速运转时，若发动机的实际转速与目标转速

相差超过一定值,ECU将通过步进电机控制怠速控制阀，增减旁

通空气量，使二者相同。

7）学习控制。ECU通过步进电机的正、反转步数确定怠速

控制阀的位置，调整发动机怠速，但发动机在使用期间性能会发

生改变，虽然步进电机控制阀门的位置未变，但怠速会与初设值

略有不同，此时ECU利用反馈控制使发动机转速回归到目标值。

ECU还可将步进电机转过的步数存储在存储器中，以便在怠速控

制过程中出现相同情况时直接调用，以此提高控制精度。

3结束语

怠速空气量控制有两种基本类型：控制节气门旁通道空气量

的旁通空气式，直接控制节气门关闭位置的节气门直动式。步进

电机式怠速控制装置属于控制节气门旁通道空气量的旁通空气

式。怠速不正确，会影响发动机性能，降低其可靠性与使用寿命，

增加功率损耗。应掌握发动机怠速控制装置的结构原理，正确维

护，确保其技术状况良好。

参考文献

[1]张承峰.现代索娜塔发动机怠速控制装置的检查与调整

[J].轻型汽车技术,2007(4)：79-80.

[2]付百学，马彪，潘旭峰.现代汽车电子技术[M].北京：北京

理工大学出版社,2008.

[3]刘彦，王定绪.捷达王轿车发动机怠速不稳故障排除一例

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[4]努尔江•朱.捷达前卫汽车火花塞损坏引发的发动机怠

速不稳故障排除一例[J].汽车运用，2009(6)：34-35.

[5]李栓成，舒华.汽车电子控制装置使用维修技术[刈.北京:

金盾出版社,2007.

电机控制系统实训装置第6篇

1电动汽车驱动电机控制系统实训台总体方案的选择和确

定

1.1电动汽车驱动电机控制系统实训台总体方案的选择。

我们把制作电动汽车驱动电机控制系统实训台做为《汽车

动力电机及控制技术》课程的一个教学项目、若干个任务。选

用北汽新能源纯电动轿车的动力系统进行制作的全真实训台。

这样能够较好的完成这个项目教学。《汽车动力电机及控制技

术》实验教学采用的实验体系包括直流电动机、交流电动机、

永磁无刷直流电动机、永磁同步电动机及开关磁阻电动机的一

系列实验。其中永磁同步电动机更能代表当前电动汽车动力系

统。通过实训更注重学生能做实验而掌握更多电动汽车动力系

统方面以及北汽电动汽车动力系统的相关知识点。

1.2电动汽车驱动电机控制系统实训台总体方案的确定。

电动汽车驱动电机控制系统实训台，选用北汽新能源纯电

动轿车E160的动力系统制作的。包括驱动电机、电机控制器、

传动系统、动力电池、加速/制动踏板系统等。该设备用于培养

职业院校学生掌握纯电动轿车驱动电机与控制器系统工作原理

和故障诊断与维修的操作技能培训等。全真实训台组成。组成:

该设备由北汽新能源轿车永磁同步电机、电机驱动器、冷凝器

及管路、组合仪表、系统工作参数显示仪表、动力电池组、充

电系统、测量面板、故障设置系统、实训台移动支架、一体化

控制模块、理实一体化软件等组成的完备设备。

2建立电动汽车驱动电机控制系统平台

主要功能：在实训台上，E150纯电动车驱动电机与控制器

系统可以正常运行，在显示仪表上可以观察不同工况下参数的

变化。实训台测量面板上分布了E150驱动电机与控制器系统电

路图和测量端子，利用万用表等测量仪器在端子处测量不同工

况下传感器或执行器等动态参数或波形。配备故障设置系统,

对驱动电机和控制器系统电路插入故障，训练故障诊断排除的

技能。配备理实一体化软件，可以同时满足多人利用同一实训

台进行实训的需要。理实一体化软件包含5个模块。

2.1理论知识模块。

（1）电机系统的构成：介绍永磁同步电机构造，电机控制器

构造。（2）电机系统主要技术参数：电机的主要技术参数和控

制器的技术参数。（3）电机系统的工作原理和接口定义：介绍

电机系统工作原理，旋转变压器构造和工作原理，电机系统的

连接示意图，电机接口定义，控制器接口定义。（4）电机系统

控制策略：电机系统驱动模式，电机系统发电模式。（5）电机

系统故障诊断：冷却系统布置，温度保护功能，旋变故障描述。

2.2原理教学与虚拟拆装模块。

（1）建立模型：在三维虚拟现实环境下，建立北汽新能源

E150电动车电机与控制器系统模型，模型可以任意放大、缩小

和360度旋转。（2）原理教学：虚拟电机系统模型可以运行,

透视观察内部零部件的运动过程和工作原理。（3）虚拟拆装实

训I：对电机系统进行三维互动拆装实训1。可以手动分步拆装，也

可以利用自动演示拆装过程。（4）零部件认识：提供电机系统

的爆炸图，点击零部件出现其名称。

2.3故障诊断模块。

（1）电路图。故障诊断软件上电路图与电机与控制器系统

实训台测量面板上电路图一致。（2）测量点。测量点的位置与

电机与控制器系统实训台测量面板上的测量点位置一样，测量

点的数据采集电机与控制器系统实训台的数据并实时保持相同。

（3）故障设置。在电路图上直接设置故障，通过无线通讯技术

将故障设置指令传输到实训台的一体化远程控制模块上，在实

训台上产生设置的故障。（4）传感器、执行器学习模块。显示

电路图上传感器或执行器的三维动画图、电路原理图、结构解

剖图、安装位置图，标准波形图。（5）虚拟仪器。软件界面上

提供虚拟万用表、试灯等。

2.4试验指导书模块。

（1）试验指导书格式：Web网页格式，支持三维动画、

Flash动画、视频等。（2）电机温度俣护测量。利用Flash动

画、三维动画、照片、文字、图表和word文档等编制试验书。

内容有：学习目标、实训组织、实训准备、实训步骤。实训项目、

实训效果、小结等，提供学生工作页。（3）控制器温度保护测

量。（4）旋变故障诊断。

2.5考评模块。

（1）理论知识试题库：建立纯电动车电机与控制器系统相关

的理论知识题库，试题库对教师开放，教师可以批量导入试题。

（2）试卷管理:根据难易程度编辑试卷。（3）试卷批阅：查询每

个学生的答题情况，可以批注试卷。（4）人员管理：编辑班级、

编辑人员、导入数据。（5）考试答题：学生端答题。（6）实训

考核：对实训台进行故障设置，进行故障诊断排除考核。同时考

虑方便学生测量实践不易过小，外型尺寸为（长X宽X

高：2460mniXI8501nm义800mm。以达到提供学生亲自动手检测实

训台的功能。学生互查、互评。教师进行验收、考核。完成项

目教学。从而达到巩固加深教学成果的目的。

结语

制作电动汽车驱动电机控制系统实训台这个项目，能够较

好为汽车电子技术专业（新能源方向）的学生巩固所学的汽车

电控方面的知识。又能在电动车电机与控制器系统平台上全面

的完成了电动车电机与控制器系统一系列实验教学任务。目标

是为学生提供一个汽车新能源方向比较系统的实验平台，使学

生形象地模拟和实际演练新能源电动车电机与控制器系统操作、

检测维修的全过程。本项目教学的创新点如下：制作紧跟时代发

展的全真的新实训台。能够培养学生较全面地了解新能源电动

汽车动力电机及控制系统和检修的全过程。一举两得。为学生

提供了良好的学习平台，从而能够跟上时代前进步伐，很快适

应社会、满足企业需要。成为社会、企业需要的有用的人才。

摘要：本文主要介绍以北汽新能源E160车型为模型，制作

电动汽车驱动电机控制系统实训台。提供一种新能源的教学设

备，使汽车电子技术专业（新能源方向）的学生得以了解北汽

新能源E160汽车的结构，掌握电动汽车驱动电机控制系统检测

和维修。

关键词：驱动电机，控制系统，全真实训台

参考文献

电机控制系统实训装置第7篇

关键词：PLC控制,485总线,DCS控制，操作柱控制

本文论述某化工装置切粒循环水泵改造前的PLC控制方式

和改造后的2种（DCS控制、旁路操作柱控制）控制方式及其

特点。（以聚苯装置造粒2503电机控制为例）进行阐述。

1改造前控制回路

1.1变频器PLC控制回路

1.2PLC回路启停

变频器启停是由K01继电器完成，PLCA38.1单元输出高

电平给K01得电，K01得电常开节点闭合，接触器K1得电土回

路接通，再由PLC总线给西门子440变频器输入4-20mA调速信

号，40-P-2503A水泵就开始运行，反之PLCA38.1单元输匕低

电平给K01失电，K01失电常开节点打开，接触器K2失电主回

路断开，40-P-2503A水泵就停机。

1.3调速原理

现场贮水池安装有水位计，当然水位计测量到的水位数值

送到PLC,再通过PLC内部程序计算后输出4-20mA调速信号，

给变频器，控制变频器的转速。通PLC内部设定一个G1水位值,

当水位超过G1值A、B水泵都开启，以防水位升高溢出水池，

当水位低于G1值只开启A水泵。

1.4控制特点

PLC控制现场接线简单，就一根485总线将变频器和PLC

连接，实现变频器的启动、停止及频率给定等。如发生故障，

外部现象单一(实际发生停机事件)，PLC内部程序复杂，一

时难以解决，影响生产。

2控制及主叵路改造

2.1增加DCS控制回路

2.1.1DCS控制原理。

图1控制端子3-20新增接线，可知变频器5-9两个端子可

以启动变频器，3-4两个端子给变频器4-20血\调速信号，因此

增加DCS启停和调速回路，来控制变频器的运行，实际中增加

2个24V继电器，一个实现PLC到DCS的切换控制，一个启停

变频器。实际切换巾要将P0719参数由66改为2,66表示

PROFIBUS通讯控制，2表示端子输入信号控制。

2.1.2调速原理。

通过DCS输出4-20mA调速信号，送到变频器的模拟输入端

子3和4,进而控制变频器的转速。

2.1.3控制特点。

易于控制，可以任意开启A或B电机，保障生产。但是操

作复杂，需要电气人员改参数，主回路还要接触器K1得电主回

路才可接通，因此就要PLCA38.1单元输出高电平给KOI得电,

所有当整个PLC系统有问题是主回路是无法闭合的，即使变频

器有输出，循环水泵也不运转。

3注意事项及常见故障

(1)退出运行时参数无法修改，说明PLC程序未完全停止,

要求工艺调整。

(2)电机不上量，确认接线无误的情况下，检查PLC状态

下继电器一个不亮，P0719为66；DCS状态下P0719为2；检查

P0701为2o

(3)DSC下起不来检查继电器相应的灯亮，变频器3、4应

有4-20mA信号，5、9之间应接通通。继电器1、2、5、6、8、

9亮。

(4)DCS切换到PLC时电机都不启动，检查参数均正确，

无报警信号。要求工艺彻底停掉PLC程序，再重新启动。

4增加操作柱旁路变频器回路改造

4.1操作柱常规控制原理

新增完整旁路，将变频器甩掉，包括主回路和控制回路，

假如PLC、DCS或变频器任何一个有故障，就可以现场经过操作

柱开启电机，电机运行有ZEV保护，可以实现热过载，过电流、

不平衡等保护。新增主接触器一个常闭节点串接在PLC和DCS

启停回路中互锁，操作柱开启电机后，原来主接触器K1就入能

得电，保障安全。

4.1.1调速原理。

不可以调速，电机全速工频运行。

4.1.2控制特点。

简单方便，易于控制，可以任意开启A或B电机，和PLC

和DCS系统没有任何关联。但是需要人工操作，不可以实现自

动化。在变频器故障的情况下，工艺又必须要求设备继续运行

的情况下，只能用此法。

5结束语

电机控制系统实训装置第8篇

随着电机在现代工业和农业生产过程中应用的日益广泛，越

来越多的劳动力从繁重的工作中解脱出来，为更高效发挥劳动力

的创造价值创造了条件。然而，机械化和自动化装置中电机运转

的稳定性和安全性，是整个生产过程中的重要保证。电机在工农

业生产过程实施控制中，转速的检测与控制一般占有很大比例，

它对系统的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响。

为此，笔者开发出以C8051F020[l]控制器的电机转速检测控制

系统，该系统使用不同于其他的非接触式光电红外元器件检测电

机的转速，能控制电机进行精确的运动控制。该全数字电机转速

检测系统可以固定安装在电机设备上，也可以制作专用的手持转

速表。在工农业生产控制和民用电器中都有较高使用价值。

1系统工作原理

该系统要求C8051F020单片机计算出由光电元器件采集电

路检测的电机转速，然后根据电机运转状态调整电机转速。如此

反复,使电机运转在稳定的转速。

系统主要功能模块包括转速采集电路、驱动电路、显示电

路和控制电路。系统的整体结构如图1所示。

2硬件电路设计

硬件电路的设计主要包括单片机与外围器件的选择及相应

电路的设计。

2.1单片机的选择

单片机选用美国Silabs公司推出的高性能单片机

C8051F020.主要特性是：高速流水线结构的8051兼容的CIP-51

内核;64KB可在线系统调试和编程的Flash存储器;4352B的片

内RAM,可寻址64KB的外部数据存储器接口；片内集成了数据采

集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件，其中包

括真正12位lOOksps的8通道ADCoC8051F020是高度集成的

混合信号SoC系统级MCU芯片，在工业温度-45〜+85C范围内用

2.7-3.6V工作电压。

2.2电机转速采集电路

电机转速采集电路采用非接触式的红外光电元器件，利用红

外线检测器的收发脉冲信号来检测电机的转速。这里的红外检

测器件只允许通过频率大约38.5kHz的信号，检测器只捕捉每秒

闪烁38500次的红外光。从而防止了普通太阳光源和室内关对

红外线的干涉，增加了检测系统的可靠性和灵敏性。

红外光电传感元器件采集的电机转速电路如图2所示。

2.3驱动电路

这里我们控制的直流电机的工作电压为24Vo使用的驱动

芯片是专用驱动H桥集成电路芯片L298N[2],输出电流为2A,最

高电流4A,最高工作电压50V,可以驱动感性负载，其输入端可以

与单片机直接相联，很方便地受单片机控制。

L298N驱动两台直流电机，分别为M0和MU引脚ENA、ENB

可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。若实现电

机M0正转，输入信号端IN1接高电平,输入端IN2接低电平;信

号端IN1接低电平,IN2接高电平，电机M0反转。电机Ml正反

转控制方法同MOoPWM信号端ENA控制M0调速,PWM信号端ENB

控制Ml调速。为了避免电机对单片机的干扰，加入光耦进行光

电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。电机转速驱动电路图如

3所示。

2.4显示电路

该系统的显示电路采用12232c图形点阵液晶显示器［3］,它

主要由行驱动器/列驱动器及122X32全点阵液晶显示器组成,

可完成图形显示，也可以一行七个半（16X16点阵）汉字，两行显

示，由两片SED1520控制器组成。图形液晶显示模块有直接访问

方式和间接控制方式。该接口设计采用直接控制方式。

直接控制方式就是将液晶显示模块的接口作为I/O设备直

接挂在MPU总线上。通过地址线P5.5、P5.6控制E1和E2分别

选通控制显示屏的左右两半屏，读/写操作信号R/W由地址线

P5.4控制，指令/数据寄存器选择信号A0由地址线P5.7控制。

C8051F020单片机与12232C的接口电路设计如图4所

示，VCO+5V。

对于电机速度和运动方向的调整可以通过控制电路来控制，

该系统设置起动、停止、加速、减速和正反向等调整按键。以

达到对电机的运动控制。

3系统软件设计

转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法

主要有M法（测频法）、T法（测周期法）和M/T法（频率周期

法）［4］。M法是利用一段时间间隔内产生的输出脉冲数来确定

转速。T法是通过测量光电编码器两个相邻脉冲的时间间隔，即

脉冲周期来确定转速。而M/T法相对于其它两种方法有较高的

精度，但它的实时性差。由于该系统采用灵敏性和可靠性很高的

光电传感器件进行速度采集，因此采用M法（测频法）。转速是以

单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。

光电采集的输出脉冲信号，其频率和转速成正比。脉冲信号的周

期与电机的转速有以下关系：

其中，N为电机转速,P为电机转一圈的脉冲数,T为输出方

波信号周期。

电机转速的调整使用C8051F020单片机的可编程计数翳阵

列PCA,PCA的5个16位捕捉/比较模块都可以独立地配置成脉

宽调制输出PWM工作模式,PWM输出频率取决于PCA计数器/定

时器的时基，使用模块的捕捉/比较寄存器PCAOCPLn改变PWM输

出信号的占空比，从而达到对电机转速的调控。

电机转速检测控制系统的主程序和转速计算流程图如图5

所示。

为了减小转速检测误差及某些不确定的干扰对检测结果的

影响，程序采用了五次平均值滤波，将每五个转速脉宽的平均值

做为一次采样值。当连续检测到五个转速脉宽（数据存放在数组

pcacap0[5]中）时，计算一次采样转速脉宽。计算公式如下：

其中，AVG为立均脉宽,Q为PCAO溢出次数。然后，将平均脉

宽转化为转速值，计算公式如下：

其中，N为电机转速,fpca为PCAO时基1MHz,Z为电机转一

圈产生Z个脉冲，此Z=lo将计算好的转速值送入转速数据缓冲

区，程序返回。

4结束语

该文设计的基于光电红外传感器的电机转速检测控制系统,

利用C8051F020单片机作为控制器，采用非接触式的红外收发器

检测电机转速、专用电机驱动芯片、光电耦合隔离和均值滤波

方法，系统工作实时性强，稳定可靠，控制精确。该系统对现代工

农业生产过程的机械化和自动化具有积极的借鉴意义。

摘要：随着电机在现代工业和农业中应用的日益广泛，工农

业生产机械化和自动化程度发展迅速。电机转速的测量和控制

引起了广泛的关注，但是测量精度、实用性等问题一直没有得到

很好的解决。为了实现电机转速的精确测量和控制，该文采用

C8051F020单片机作为主控制器，设计了一个基于光电红外传感

器的电机转速检测控制系统。为此，介绍了系统的功能、结构框

图，并阐述了其硬件和软件的设计与实现。

关键词：光电红外传感器，电机，转速检测

参考文献

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仪器仪表学报,2004,25(4)：913-915.

［2］黄大志，周庆贵，陈业强.基于单片机轮式寻迹机器人控

制系统的设计［J］.机床与液压,2009(37-8)：350-352.

［3］李长娥.SED1520与PIC单片机的接口设计［J］微计算机

信息,2007(11-2):143-144.

电机控制系统实训装置第9篇

关键词：PLC双系统，模块化控制，实训装置，实训教学

目前高职院校自动化和机电一体化两类专业开设的相关专

业课程，用实训教学得到不同程度的加强和发展，但是由于实

训教学设备的不足，以及实训设备不能够充分地整合专业课程

设置，直接影响了实训教学的层次和高职人才的培养质量。为

学生提供一个能充分体现职业性的实训实践场所，配备可操作

性强的系统化的实训设备，加强实训教学，重视技能的培养，

已成为衡量高职院校办学的重要标准。

鉴于上述问题，我院机电和自动化教研室联合研制出一种

PLC双系统模块化控制实训装置，该装置充分地整合了自动

化和机电一体化类专业技术领域内可编程控制器、变频器、交

直流电机、传感器、组态控制、液压与气动、数控加工、机械

设计与制造等课程的实训和实习实践教学。通过对该双系统实

训装置的阐述，期望引起同行关注实训设备的建设和实训课程

教学的改革，推进高职教育的发展。

一、当前自动化和机电一体化两类专业实训教学设备的现

状

1.硬件和软件整合种类少，实际学习操作机会有限

目前高等院校使用的实训教学设备，一般结构固定，选用

的机械和电器类型固定单一，接线固定，不允许随意拆卸或组

合；搭载的软件孤立单一，系统化在线运行和离线模拟有限，

导致在实训教学中学生真正动手操作机会有限，直接影响实训

实践技能的培养与提高。

2.系统化少，重复建设，设备资源利用率低

当前使用的实训教学设备，主要根据某一课程要求，在满

足基本教学条件下而仿制的，设备的针对性强，导致涉及的专

业技术领域狭窄，存在技术单一的局限，无法实现机、申,、气、

液联动一体化，系统化程度极底，不能给予学生从更宽广的认

知角度来学习和认识当今工业生产流程。

机电一体化类实训和自动化类无关联，能够完成机电一体

化类课程的实训设备，只要简单置换或组合一下硬件模块以及

安装相应的软件之后，就可完成自动化类实训教学需要。以至

产生重复建设，导致实训设备资源浪费、利用率低。

二、PLC双系统模块化控制实训装置的构成与功能

1.实训装置的硬件组成

在一个环行的制造生产线上，集成9种涵盖当今一般工业

控制流程所必需的机械执行部件、电气设备，将他们按照机械

电气类型或工程上的组合方式构成不同的模块单体，在考虑工

作目标和控制要求，以及易操作条件下，将模块单体合理的分

布在环行生产线上。采用安全接插件和保护装置与外电网相接。

装置组成如下（见图1）O

9种模块单体为：供料工作单元、液压冲压单元、数控加

工单元、清洗与烘干单元、视觉检测单元、组装单元、堆垛单

元、仓库存储单元、教师站网络单元。

2.实训装置的硬件功能

供料工作单元实现工件的存储、转移和工件运输功能，工

件供应单元是整套系统的起始单元。

液压冲压单元配置全套日本SMC/行程45MM液压控制系

统，实现液压的汨压加工功能，上一站工件到达后，加工成半

成品送出，本单元还设置半成品检测传感器，以检查是否加工

合格。

数控加工单元由HNC-18i数控机床控制器、伺服务器定

位与变频主轴驱动系统和西门子802c小型数控机床三部分组成,

采用机电一体化技术和独特的结构。实现对塑料、木材和铝材

的精密加工和处理，比如钱、扩、雕刻等功能。

清洗与烘干单元