《电器及PLC控制》

《电器及PLC控制》（通用8篇）

《电器及PLC控制》 篇1

一、理实一体化教学模式的实践原则

(一)主体性原则

在电器及PLC控制课程中采用理实一体化的教学模式首先要坚持主体性原则。在传统的教学模式中,教师只是灌输式地讲授知识点,与实践操作脱节,学生掌握了理论知识后,动手能力却没有提高。同时,学生在教学过程中学习积极性不高,没有完全参与到课堂教学中来,主体作用没有发挥,而只是被动地听教师讲授理论知识,学习效率不高。所以理实一体化的教学模式首先是坚持主体性原则,要以学生作为课程教学的主体,在教学过程中激发学生的学习兴趣,将理论与实践相结合时,要结合学生的实际学习情况合理地进行教学,进而提高教学效率。

(二)科学性原则

科学性原则是在将理论与实践相结合的教学中不仅要结合电器及PLC控制课程内容,还要根据课时安排来采取教学方法和实践模式。一是结合课程内容,在理实一体化的教学过程中根据教学内容采取合适的教学方法。有的教学内容比较偏理论化,这时教师就可以采取多媒体教学法等,有的内容实践性强,就要进行实践教学。例如,在学习《继电器》时,要求学生掌握不同类型的继电器,有电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等不同的划分类型。这时教师要坚持科学性原则,不必拘泥于实践教学,可以采用现代化的教学设备多媒体等直观形象地展示出来。二是在课时安排上要坚持科学性原则,在教学过程中理论和实践教学的课时要科学合理地安排,一般结合教学内容理论与实践的教学比例为1:2,一个班级为三周,总课时为90节。

(三)及时性原则

坚持及时性原则是要求教师在讲解完理论知识后及时组织学生进行实践,这样才能更好地巩固所学习的理论知识。例如,在学习《熔断器》时,教师在讲解完熔断器的分类及结构等基本的理论知识后,要组织学生进行实践,在实际操作中掌握熔断器及低压开关、断路器在低压电器控制系统中的运用,这样理论与实践相结合能更好地调动学生的学习积极性,提高学习效率。

二、电器及PLC控制课程理实一体化教学模式的实践步骤

(一)灵活运用多种教学方法,深刻学习理论知识

理实一体化的教学模式首先是要掌握好课程的基本理论知识,所以在教学过程中,教师要丰富教学方法,结合教学目标和教学内容灵活运用多种教学方法,这样能不断激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。例如,在学习《电器控制线路的设计方法》时,教师可以采用多媒体教学法,通过多媒体动态地展示出来,以便于学生在实践的操作过程中减少错误。在学习《PLC的基本结构和工作原理》时,教师可以采用创设情境教学法,通过讲述PLC在生活中的应用以及发展情况来引出对基本结构和工作原理的讲解。通过教师灵活运用教学方法,学生能够更加深刻地掌握理论知识,为实践操作奠定良好的理论基础。

(二)科学划分小组

在进行实训教学的开始,要将学生进行科学的小组划分,合理搭配,并且选好每个小组的组长,同时要对小组进行动态管理。小组组长要负责实训设备以及小组成员的考勤,在实际操作过程中要将遇到的困难及时向教师寻求帮助和指导。这样,通过小组合作学习,能够更好地使得学生取长补短,拓展思维。

(三)实训场地工作安排

理实一体化的教学模式需要提前安排好实训场地的工作,在确保学生安全的前提下能够让学生进行正确的操作。同时在开始实训课之前,教师要向学生讲解相关的操作方法以及相关实训设备的知识,保证学生能够安全操作。

(四)建立具有激励作用的考核体系

理实一体化的教学模式最后,要通过考核来考查学生的掌握情况,但是考核并不仅是以成绩为主,要考查学生的综合素质,所以考核体系要具有激励作用。一是考核体系既要包括理论考核,又要包括实训考核。二是考核要全面客观,对学生的考核评价不仅局限于教师,也要包括学生的自我评价和反思,以及学生之间的相互评价。三是考核要坚持激励原则,对于理论成绩不理想的学生要对其积极的学习态度及时给以肯定,对于进步较大的学生也要给出表扬。这样通过具有激励作用的考核体系,能更好地树立学生学习的自信心,促进全面素质的提高。

在电器及PLC控制课程中采用理实一体化的教学模式是新课程改革的要求,需要师生共同努力。学生在理论课程和实训课程中要积极参与,发挥主观能动性,教师也要仔细研读教材,结合教学目标不断丰富教学方法。这样不仅能更好地提高学生的综合素质,还能促进教师的专业发展。

参考文献

顾志伟.电器及PLC控制课程理实一体化教学模式的实践研究[J].科技经济市场,2014(9):218-219.

《电器及PLC控制》 篇2

关键词：可编程逻辑控制器（PLC）;三相异步电动机;正反转启动

中图分类号： TN108.7            文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2016）30-193-2

0  引言

PLC的主要功能是取代传统继电器，执行逻辑、计时和计数等顺序控制功能，建立一种柔性的程序控制系统。它已经广泛应用于电力、交通运输、机械制造等各行各业，它具有灵活、功能强大、易学易用、高可靠性、抗干扰能力强、体积小、重量轻、价格便宜等特点。社会的不断发展，对于动力的需求越来越高。目前动力的来源，绝大部分源于电动机。随着电动机的使用日益增多，电动机的控制也成了一门技术。对于电动机的控制线路有许多种，然而对于比较常用、广泛、经济、安全的控制线路，则只有按钮和接触器、双重连锁正反转控制线路。而用 PLC 来控制电动机双重连锁正反转的电路，可以使电路更加容易控制。

1  分析任务是基础

1.1 熟悉原理图

在电力拖动控制中，许多生产机械往往要求运动部件能正、反两个方向运动。例如，生产机床工作台的前进与后退;万能铣床主轴的正转与反转;起重机的上升与下降等;这些生产机械要求电动机能实现正、反转控制。三相异步电动机的正反转是靠调换其中任意两相电源的相序来实现的，转换是由两个交流接触器来完成，一个正常接法，完成正转，另一个接触器将其中两相调换，实现反转，两个接触器单独控制，并由机械连锁，或触点连锁来保护。原理图如下：

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1.2 理解工作原理

只有在理解电路的工作原理之后，才能来进行合理、正确的编程，进而通过接线、演示来验证PLC控制的正确性。

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2  转换技巧是关键

2.1 对输入、输出点的处理

在继电器控制系统中大量使用了各种控制电器，在电路改造时，应先归纳出输入、输出点数，然后分配相应的输入、输出口。如本项目中的交流接触器，交流接触器的线圈是执行元件，要为它们分配相应的PLC输出继电器号。

2.2 对按钮的处理

在继电器控制线路中，一般启动用常开按钮，停止用常闭按钮。用PLC控制时，启动和停止都用常开按钮。不管使用哪种按钮都可以，但画出的PLC梯形图却不同。

2.3 对热继电器的处理

若PLC的输入点较充裕，热继电器的常闭触点可占用PLC的输入点;若PLC的输入点比较紧张，热继电器的常闭触点可不输入PLC中，而接在PLC外部的控制电路中。如果热继电器作为PLC的输入点，为了防止按键抖动的影响，一般热继电器用常闭按钮代替。

2.4 互锁触点的处理

传统继电器控制的双重连锁正反转控制电路中，为了防止两个交流接触器同时得电闭合，造成电源相间短路，需在控制电路中接入接触器的动断触点进行互锁，或者

利用按钮的动断触点进行互锁。在改造设计时，在输出线圈电路中，串联输入继电器的动断触点进行互锁，确保安全。

3  程序设计是核心

3.1 I/O地址分配表

PLC有很多的I/O口，所以在设计应用时需要进行I/O口的具体分配。本项目的I/O口分配如下：

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3.2 绘制PLC外接线图

I/O口分配完毕后，根据分配的I/O口绘制PLC外围接线图，如下图（a）。

3.3 设计梯形图程序

根据电气原理图及PLC的I/O口分配，进行PLC梯形图的程序设计，参考程序如上图（b）。

4  安装调试是保障

4.1 安装与接线

①按 PLC控制 I/O 口接线图在模拟配线板上正确安装，元件在配线板上布置要合理，安装要准确，紧固;配线导线要紧固，美观，导线要进线槽，严禁损伤线芯和导线绝缘，各电器元件接线端子上引出或引入的导线要有端子标号，引出端要用别径压端子。

②将熔断器、接触器、继电器，PLC 装在一块配线板上，而将按钮、行程开关等装在另一块配线板上。

4.2 系统调试

①程序输入

根据控制要求，在软件中编写完程序，并下载到PLC。

②通电前的检测

正确使用电工工具及万用表，对电路进行仔细检查，确保无短路故障，通电试验时做好防护措施，注意人身和设备的安全。

③PLC 的调试

将PLC 拨到RUN ，使之进入运行状态。当按下按钮X1时，PLC上对应的X1指示灯亮一下，主电路上KM1 接触器线圈吸合，PLC上Y1指示灯亮，电机开始正转;当按下按钮X2时，PLC上对应的X2指示灯亮一下，主电路上KM1接触器线圈断开，KM2 接触器线圈吸合，PLC上Y2指示灯亮，电机开始反转;当按下按钮X3时，KM2接触器线圈断开，电机马上停止。

参 考 文 献

[1] 程周.电气控制与PLC原理及应用：欧姆龙机型[M].电子工业出版社，2012.

[2] 宋伯生，陈东旭.PLC应用及实验教程[M].机械工业出版社，2006.

《电器及PLC控制》 篇3

1 传统《电器及PLC控制》课程教学的现状及存在的问题

随着工业电气自动化的发展, 电器及PLC控制技术在实际生产中广泛应用。电器和PLC控制技术也逐渐成为职业院校的一门重要的专业基础课, 该课程是机电一体化技术专业必修的一门课程, 但是在教学过程中, 笔者发现该课程的教学现状及方法有许多值得探讨的地方, 在此提出几个存在的问题, 以供探讨。

(一) 学校的硬件设备落后

目前国内职业院校在《电器及PLC控制》课程教学中普遍面临问题是教学设备落后, 跟不上PLC产品的更新换代的问题。在这方面, 我校做得较好, 我们选用西门子S7-200系列PLC作为教学对象, 西门子公司PLC在国内的市场占有率比较高, 预计在未来很长时间都将占有市场。

(二) 教学内容众多与课时有限之间的矛盾, 教材的不适用

目前的《电器及PLC控制》课程主要包括两方面的内容:一是低压电器控制, 二是可编程控制器原理及应用。教学内容众多, 且都是实践性很强的项目, 造成教学内容和课时之间的矛盾。另外, 也是由于该课程包括两大部分不同内容, 使得教材的选择变得很难, 通常两方面都涉及的教材对PLC的内容讲述就变得很少, 并且主要集中在编程指令的说明上, 缺少案例分析, 不易于学生的理解。

(三) 传统教学方法造成理论与实践脱离

传统教学过程过于“理论化”, 比如说PLC指令的教学, 把大量精力花费研究梯形图和各种应用指令, 而忽视了PLC程序是怎样融入到整个PLC控制系统中去的。在教学过程中并不缺少实践环节, 但是目前职业类院校中一般理论与实践各自独立, 整个理论与实习老师之间缺乏沟通, 又或者教学方法各异, 会给学生造成很大困难, 上课没有兴趣, 教学效果不理想。

2《电器及PLC控制》课程理实一体化教学模式实施的方法及步骤

(一) 课时分配:理实一体化教学法在课时分配上, 理论与实训教学比例为1︰2, 一个班级三周, 总课时为90节。

(二) 教学内容:结合本书内容与实际生产相关项目, 将本课程教学内容提炼为项目, 采用项目引领理实一体化教学。

(三) 理实一体化教学过程实施步骤:

(1) 划分小组:首先对学生进行分组。分组最好由班主任划分, 根据实训室实际条件, 共分八小组, 让成绩好的学生与成绩差的学生分到一组, 相互搭配, 相互学习。分组后每个小组指定一名组长, 负责分发任务书, 管理小组在实习中所用的实训设备以及本组学生的考勤, 同时通过检查任务完成的情况, 来考核小组成员等等。

(2) 实训场所工位安排及安全教育:带领学生熟悉实训场地, 强调实训安全操作规程, 上好第一堂理实一体化的课程:介绍相关电器和S7-200 PLC实训设备的知识。课程结束后, 让各小组按照学号, 找到自己的工位, 并要求组长在每位同学的工位上都贴上姓名标签, 方便教师在教学中的管理。

(3) 项目引领式的课堂教学:每天教学前先进行安全用电教育, 然后根据具体项目先分发项目任务书, 然后依据任务书, 进行相关理论知识的讲解, 在学生操作之前, 由教师进行操作示范, 强调仪器使用要领, 并要求学生严格执行安全操作规范。在学生操作过程中, 教师指导学生规范操作, 当学生动作不规范时, 教师要及时指正, 多观察学生, 了解两个极端学生的特点, 当他们出现问题的时候, 不宜及时解答, 而是先让学生自己讨论, 若解决不了再解答。每天对实训过程中学生普遍出现的问题、重要的知识点和操作要领进行讲解、强调, 巩固教学实训效果, 并布置明天的实训任务。

(4) 考核方法:主要分为实训考试和理论考试两个方面。

(1) 实训考核:通过三周理实一体化学习, 根据学生所学的基础知识项目和拓展知识项目的基础上, 结合企业一些运用电器和PLC的实例, 选出几个具体的实例来考核学生, 具体从分析任务书开始, 组内讨论, 制定编制实施计划, 最后使用西门子S7-200进行编程并模拟运行。在考核时, 要尽量让学生独立思考完成该项目。

(2) 理论考核:时间定在第三周周五下午进行, 考试题目使用理论试题。

但学生的期末成绩, 不仅仅是学生完成项目的评分和理论考试的得分, 还包括学生在实训过程中组内评价、以及学习的过程评价等。在评价时多褒奖少贬低, 以激发学生进行后续知识学生的兴趣。

理实一体化教学过程是教师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高的训练过程。老师应将操作步骤及应注意的一些问题, 并将步骤板书在黑板上, 然后进行操作演示, 让同学在一旁记住, 使学生意识到操作过程中应注意的一些问题及规范操作。学生操作时可参考黑板上的步骤进行, 不懂或不会的地方老师及时指导, 总结学生在操作过程中普遍存在的问题, 提醒学生并引起学生重视, 对一些学生作个别辅导。老师及时纠正学生不正确或不规范操作之处, 学生在老师的指导下有序地进行操作, 加以指导。

3 总结经验, 扎实推进《电器及PLC控制》课程的理实一体化教学

《电器及PLC控制》是一门实践性强的教学课程, 通过项目引领理实一体化教学对本课程教学进行重新设计, 使PLC的理论基础和实训内容很好地结合到一起, 通过综合实训的设计, 对于提高教学质量, 提高学生对所学知识的综合运用能力, 加强学生动手和实践能力, 提高学生就业竞争力具有重要的意义。

通过对本课程的理实一体化教学模式的实践, 提升了我校教学模式从单一化向多元化发展的方向, 也为其它专业课程的实践教学提供了参考。

摘要：理实一体化教学法即理论实践一体化教学法, 以《电器及PLC控制》课程为探索研究对象, 阐述了对理实一体化教学法的认识, 并结合本课程对理实一体化教学模式实施的方法、过程步骤及考核评价等进行了一些实践与探索。

关键词：《电器及PLC控制》,理实一体化,实践研究

参考文献

[1]常文平.电气控制与PLC原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2006.

[2]浦玉兴, 李广兵.可编程序控制器 (PLC) 教学实践[J].长沙航空职业技术学院学报, 2003, (3) :12-15.

《电器及PLC控制》 篇4

目前,多数高职院校都开设了该门课程,但课程的实施和教学效果并不尽如人意。主要体现在学生对理论知识没兴趣,指令学习过程枯燥无味,所学不知所用。进入工作岗位后即使面对一些基本的控制要求,也没有办法做到独立完成,对于常见的大型工程项目的程序设计或优化就更无从谈起。这与高职教育的人才培养方案相去甚远,不能满足社会对PLC技术人才的要求。教学与社会所需人才的严重脱钩,对高职PLC教育形成一种倒逼。传统的教学模式、教学效果评价体系、教学方法已不再适合现在社会对人才的需求,故教学改革势在必行。探索现代化的教学手段,使PLC的教学能适应社会的需求成为亟需解决的问题。

1 传统教学中的问题

1.1 抽象性

PLC技术特点之一是逻辑性、抽象性强。学生接触初期感到比较困难,这源于多数学生对客观现象缺乏实际感受,感性知识太少。比如,电动机连续运行的电控部分,因为学生看到了实物连接,明白连续运行的原理。但当使用PLC进行连续控制时,学生就很难将连续控制的逻辑关系从实物电路中剥离。针对学生在学习过程中很难从感性认识到抽象概念的提升,我们的解决方法是借助多媒体教学设备,这是一个将抽象知识直观化最简单的方法之一。它的优点是,教学设备和教学资源都比较易得,学生接受也比较容易,不仅能节省时间且使学生印象深刻。

1.2 时效性

时效性是所有实践性科目必须要考虑的重要因素,PLC教学也不例外。大部分的PLC教材的编写都遵循的是原理——指令——应用——操作这一过程,原则上说这似乎符合学生的认知规律,由浅入深,由易至难。但按这个流程实施教学也有其很大的弊端,一是学习基本指令时眉毛胡子一把抓,短时间里要将大量的指令学会,不清楚学会的指令要干什么,没有轻重之分,导致指令越学越没兴趣,因为没有探索的新鲜感和使用的成就感。二是等到大量的指令学完了,因为时间过长,实际操作时有些指令出现了混淆甚至遗忘,需要重新再学习一遍,导致学习效率低下。

2 项目式教学法

根据教学中积累的经验,在PLC教学改革中采用了“项目式教学法”。“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”是“项目式教学法”最显著的特点。教学先期,教师需将学生要掌握的知识点和技能点按照难易程度进行编排,再将这些知识点通过比较典型的工程项目体现出来,使每个项目都有其典型的工作任务,将原理、指令、应用、操作贯穿其中。在教学中期,以学生为主体,相同的项目,启发不同的学生给出不同的解决方案,使得学习成果呈多样化,从而增强学生的探索创新精神,体验解决问题的成就感。在教学后期,引导学生认真总结在项目实施过程中存在的问题和困难,是否存在更好的解决方案,以后注意的问题。“项目式教学法”,使“理论”与“实践”一体化,让学生的理论知识体系在动手的过程中不知不觉得到提升。

2.1 项目的选择

在教学过程中,一个完整的项目要求学生需掌握PLC的操作技能,即PLC系统的设计、I/O的接线、用PLC指令编写出程序等。项目的选择上,为提高学生的兴趣,可以围绕日常生活,由浅入深将PLC课程教学内容从易到难进行设置。如先从三相异步电动机的连续运行开始,再到LED七段数码管的显示、多种液体的混合、交通红绿灯、机械手、自动售货机等。不论从指令的角度还是编程的难易程度方面都体现着循序渐进。确定项目后,教师只是给出大致的项目框架,其后程序的编写及上机验证等都由学生自己完成。这一过程可能需要几个学生的集思广益和通力配合,可以有效发挥学生的主观能动性和团队的协作精神。最后教师可以给学生提供一个参考程序,供学生对比和修正,甚至分析两个程序的优劣并进行完善。

2.2 项目教学过程举例

能否设计一项合适的项目任务是项目式教学法成败的关键。教师需要根据学生具体情况对项目进行设计和选择。比如从生活中的应用下手,让学生认为我学的知识不是“水中月,镜中花”,离我们很远而是实实在在能为我们生活服务的,由此来调动学生的学习兴趣,激发学生对新知识的探究。此外在项目安排的顺序上要体现出前后的连续性和难易程度的渐进性,所选项目能够凸显出承上启下的连接性,使学生不仅能够巩固已有知识,更能使用其解决新问题。此外,项目还需注意其综合性和应用性,以利于学生的自主学习。

具体实施时,教师可以根据学生人数、能力强弱和实验设备进行分组,如分为3大组,每大组设项目负责人一名,其下再设若干小组,根据各组优势对任务进行分解。每大组人员可相对固定,小组人员可实时进行变动,使得每个学生都尽可能熟悉一个项目的所有流程。学生在该阶段属于自主学习,根据所在小组的任务写出I/O分配表、设计I/O接线图、完成编程、进行硬件连接等内容。各小组除了明确本小组任务,还要求对时间进行合理规划,确保按时完成。在所有硬软件工作完成后,加电测试前,确保每名组员都清楚本项目将要实现的结果。若实验结果与控制要求一致,可指导学生进行控制要求的扩展,提升学生外延的能力.

3 结束语

项目式教学是我们结合社会对PLC人才的需求,结合在教学实践中的问题,总结了相应的教学经验,寻找到的一条将理论和实践有机结合,将课堂与实验室有机结合,将社会需求与教学有机结合的新路子。在“学中做”获得新技能,在“做中学”获得新知识,两者相辅相成,使学生获得将专业理论知识运用到工程实践中的成就感。此次教学改革使学生体验到明确任务获取信息、制定计划、评定反馈一整个完整过程。自主完成一个项目,不仅让学生熟悉了从业相关的职业技能,而且养成了自主学习,主动解决问题的能力,重要的是还养成了团队合作精神。PLC的课程改革能够使学生学以致用,社会获得所需的人才,高职教学成为中间的桥梁是我们课程改革的目的所在。

摘要：本文较详细地阐述了高职学校在《电器控制与PLC技术》教学中遇到的问题,通过实践采用项目式教学方法进行教学改革,以学生为本体,调动学生求知的内需。通过问题的解决增强学生的成就感,使学生更加乐知、好知。灵活的使用理论知识促进实际动手能力的提高。

关键词：PLC项目式教学设计课程教学改革

参考文献

[1]王国海主编.可编程序控制器及其应用(第二版).中国劳动出版社,2007.4

《电器及PLC控制》 篇5

1 电器与PLC控制技术的概念和实操改良的意义

当前, 人们的生产、生活逐步走向自动化、智能化, 而所应用的设备一般均涉及电气控制技术, PLC及其网络更被公认为现代工业自动化的三大支柱之一, 是自动化控制领域一种极其重要的控制设备。因此, “电气控制及PLC应用技术”在机械制造与自动化、液压与气动技术等专业的课程体系中具有重要的地位, 是高校相关专业课程体系中和社会、企业需求结合最紧密的应用类课程之一。

PLC是一种可以用于逻辑变成的控制存储器, 通过PLC能够进行逻辑运算、编程设计、程序控制、公式计算、计数操作等指令工作, 对电器和机械的运行进行控制[1]。电器与PLC控制技术实操改良的意义主要体现在:

首先, 有利于提高学生的学习兴趣。学生对于直观的、动态的、变化的真实事物和真实情景有着更浓的兴趣, PLC控制技术的实操应用能够让学生亲身参与到PLC的实践操作中, 能明显提升学生对于电器与PLC控制技术的兴趣, 激发学生们主动研究和探索。

其次, 有利于强化学生的实操能力。在电器与PLC控制技术的实操过程中, 学生通过亲身参与能够很容易发现自身存在的问题和不足, 学生基于这些问题能够锻炼自身的创新思维能力, 提升自身分析问题、解决问题的能力。而且, 通过PLC控制的实操技术, 能够让学生扎实掌握实验的基本方法和基本技巧, 从而有效强化学生的综合实操能力。

最后, 有利于培养学生的科学精神。“实践是检验真理的唯一标准”, 只有通过实践操作, 才能真正对某一现象、某一理论、某一规律下结论判断。学生在电器与PLC控制技术的实操过程中, 会对其中的数据和结论提出质疑, 让学生在实践操作过程中养成求真务实的科学精神。

随着社会、企业对高校人才动手和操作能力要求的不断提高, 所招聘的人才无不要求要有工作经验, 而目前, 高职学校的生源质量普遍较差, 部分学生对传统的教学内容和教学方式有厌倦情绪, 他们不知道在校期间学习的目的是什么, 不知道学完这些课程或某门课程后能做什么事情, 因此, 职业教育教学必须改革教学内容、教学方法, 使教学内容体现工作任务, 以工作任务引领学生由理论→项目→实践, 通过完成每一个工作项目来理解其中所包含的理论知识, 把理论知识融合到每一个实践操作中, 这样, 一方面加强学生实际操作能力培养, 另一方面又提高学生学习的主动性和积极性。

2 当前电器与PLC控制技术教学模式存在的问题

2.1 学生实操内容和要求不规范

当前, 在电器与PLC控制技术的实操教学过程中, 并没有对实践操作的内容和学生实践操作的能力方面提出明确的规定。特别是在有关实践操作的内容上, PLC控制技术教学内容的设计没有具体要求, 教师在教学过程中没有做到从PLC控制技术要求的整体性出发, 对于教学没有合理规划和设置。这就直接导致了学生在PLC控制技术的应用过程中实操方法掌握不明确, 比如有的学生不懂如何设计调试和控制线路。

2.2 教学理论和实操相分离

PLC控制技术随着科学技术的发展也在不断更新换代, 而很多PLC控制技术概念知识和原理论述还很陈旧, 学生在教材内容中所掌握的知识往往不能有效应用到PLC的实践操作过程中, 没有充分发挥对PLC控制技术的理论指导作用。而且, 很多学校对于PLC控制技术的实践操作重视程度不够, 有相关调查数据显示, PLC控制技术实践操作课程约为6~8个课时, 要想完成PLC控制技术和电气自动化实验无疑存在着极大的困难, 使得电器与PLC控制技术的实践操作往往流于形式[2]。

2.3 实践操作设备陈旧落后

当前在很多学校的实验室中所采用的还是手持PLC编程控制器, 这种PLC控制技术的实践方法较为陈旧落后, 所需要的实操时间较长。而且实践操作的程序编写需要通过手写的方式, 存在输入和存储困难的缺陷, 实践操作所得出的结果并不准确, 需要通过不断地调试。再加上现代科学技术的进步, 实践操作设备包括测量器材、程序设置等和市场中PLC的应用设备有一定的差距, 已经无法适应当前PLC控制技术实践操作的教学需求。

3 电器与PLC控制技术教学模式实操改良途径

随着网络知识时代的来临, 要利用多媒体辅助手段和计算机网络的结合, 对PLC控制进行改革, 重视PLC控制技术的理论和实践操作的结合, 对电器与PLC控制技术教学模式中的实践操作进行优化和改良。

3.1 实现多媒体和网络资源平台的互动结合

学校可以在PLC理论课程知识上引用多媒体辅助教学方法, 通过图表、文字以及适当的动画效果和配以视频的播放, 让学生对于PLC教材案例中的流程一目了然, 掌握PLC的控制要求和设计控制程序, 对电器元件的结构、组合和功能有更加详细的了解, 加深学生对PLC控制技术应用原理的要求, 从而更容易掌握PLC控制技术的实操方法[3]。当然, 在PLC控制技术实操教学模式中, 多媒体技术作为一种辅助教学手段, 并不能完全依赖。教师要完整解读课程中的重点、难点, 特别是PLC控制技术内容中的一些设计过程和设计思路要详细阐述给学生, 让学生树立对电器工程项目的设计思路。

网络资源平台也是PLC控制技术应用的重要途径, 教师可以将多媒体课件、应用流程、控制程序中PLC内部变化过程等内容制作成视频文件上传到校园网络中。通过上传的视频文件, 学生在课前可以提前预习, 在课后可以总结复习。而且, 随着手机客户端的普及, 教师可以建立一个微信群, 开设教学微博, 方便学生在课外遇到难题时能够和教师进行沟通, 不仅有助于提高学生的自主学习能力, 同时也加深了教师和学生之间的情感交流。

3.2 优化和改良实践操作教学环节

电器与PLC控制技术课程是一门实用性、应用性和综合性很强的专业课程, 和实际工程紧密联系, 因此, 在电器与PLC控制技术的教学过程中, 要强化实践操作教学环节, 优化和改良PLC控制技术应用平台, 提高学生的动手操作能力。

可以设计制作典型案例的虚拟实践操作系统, 通过利用真实的PLC进行程序的调试、下载、应用。要做好对学生PLC控制技术的技能训练, 建立知识系统模块, 将理论化和实践操作相融合。比如说, 在“PLC控制系统的设计”内容当中, 可以选择一种PLC控制系统设计进行重点讲解, 而对于其他PLC控制系统的设计, 教师可以让学生在实验室自行操作, 学生能充分认识和掌握相关低压器的原理和应用知识。

当PLC控制器运行之后, 可以通过扫描和解读输入指令进行数据采样, 然后将采样到的数据存储进相应的数据单元中, 然后按照扫描次序对用户的程序进行核实, 根据命令进行逻辑运算。在PLC的实操过程中, 可以鼓励学生参与实验的设计和制作, 进一步完善和改进PLC实验室, 将电器与PLC控制技术的理论、实验、操作实现一体化设置。

4 结语

综上所述, 电器与PLC控制技术作为一门专业性和实践性强的学科, 倘若重视PLC控制技术理论而轻视实操教学, 会严重影响学生对PLC控制技术的理解和应用, 对于PLC控制技术的实操改良势在必行。因此, 必须要充分利用网络资源和信息技术手段, 将PLC控制技术理论和实操相结合, 改良PLC控制技术教学模式, 提升学生的综合应用能力。

摘要：电器与PLC控制技术是自动化、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化等专业的一门实用性很强的专业课程, 在生产过程、科学研究和其他领域得到广泛应用。文章首先介绍电力拖动控制线路和可编程序控制器 (PLC) 控制技术的含义, 论述PLC控制技术对于实操教学改革的意义。指出当前PLC控制技术教学模式存在的问题, 并针对这些问题提出相应的解决措施, 完善电器与PLC控制技术教学模式。

关键词：PLC控制技术,教学模式,改良实操

参考文献

[1]原菊梅.电器与PLC控制技术教学模式改革与实践[J].中国教育技术装备, 2015 (6) :95-97.

[2]曾志彬.构建电气控制与PLC一体化教学体系探讨[J].职业, 2014 (27) :100-102.

[3]徐立剑.PLC控制技术实验教学改革的研究与探索[J].电子制作, 2014 (14) :207-208.

[4]张敬, 刘静云.浅谈《电气控制与PLC技术》课程的项目式教学改革[J].科技创新导报, 2011 (16) :187.

《电器及PLC控制》 篇6

安全功能在工业设备上的使用在发达国家已十分普及, 例如, 在欧洲有强制的安全标准, 达不到相应安全等级的设备不能投产;在美国则依靠高额的事故赔偿来强制设备的安全性。通常, 在设计设备时, 可以参照以下欧洲标准进行:EN 1050-1996机械安全风险评价;EN 292-1:1991机器安全基本概念与设计通则;EN 954-1机械安全控制系统有关安全部件第1部分设计通则;EN/IEC 60204机械安全机械电气设备;EN/ISO 13894机械的安全控制系统有关的安全部件;EN/IEC 61508主要涵盖了电气/电子/可编程电子系统的功能安全;EN 418紧急制动设备;EN 1088与保护装置有关的连锁装置设计和选择原则;EN 12415机床安全小型数控车床和车削中心;EN 12417机床安全加工中心;EN12478机床安全大型数控车床和车削中心;EN 692:1996机械压力机安全;EN 693:2000机床安全液压机;EN1550:1997机床安全工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求。

在这方面我国还处于起步阶段, 很多有一定危险性的设备没有任何安全保护措施, 这是事故频发的一个重要原因。随着国家对此重视程度的提高和以人为本理念的逐渐深入人心, 设备的安全性正受到越来越多的重视。

设备的安全性能由机械安全防护和电气安全控制两方面组成。机械安全防护在此不过多介绍, 主要介绍电气安全控制的原理及应用。

安全控制系统必须提供一种高度可靠的安全保护手段, 最大限度地避免机器的不安全状态, 保护生产装置和人身安全, 防止恶性事故的发生, 减少损失。系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间应对设备提供安全保护, 一旦设备出现危险, 系统立即做出反应并输出正确信号, 使设备安全停机。

一套安全控制系统, 由安全输入信号 (如紧急停止信号、安全门信号等) 、安全控制模块 (如安全继电器、安全PLC) 、被控输出元件 (如主接触器、阀等) 三部分组成。

要使设备达到相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路, 常见的安全元件有急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。这些元件通过线路 (一般是双回路) 连接到安全控制的核心, 此核心不是普通的PLC, 因为他不具备安全功能。

具有安全要求的设备中, 普通的继电器或者PLC被广泛地作为控制模块, 对安全功能进行监控。从表面看来, 这样的设备在一定条件下也能够保证安全性。但是, 当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时 (如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障) , 就会丢失安全保护功能, 引发事故。而对于安全控制模块, 由于其采用冗余、多样的结构, 加之以自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施, 保证在本身缺陷或外部故障的情况下, 依然能够保证安全功能, 并且可以及时地将故障检测出来。从而在最大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行, 保护了人和设备的安全。

2. 电气安全控制的方式

(1) 用普通继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。这是最原始的安全控制方式, 能达到较低的安全等级。其优点是成本低廉, 缺点是维护和改造十分复杂, 无法监控。

(2) 使用安全继电器搭建安全回路。可以用于控制单一安全功能, 适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论何种形式的输出结构, 都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下, 另外一个冗余的通道依然能够保证安全继电器的安全功能, 并且及时检测出故障通道。常见的安全继电器品牌有皮尔兹、施迈赛等, 现在西门子、欧姆龙等系统集成商也都相继推出了自己的安全继电器产品。此控制方式成本适中, 能达到较高的安全等级, 但如果安全元件多线路依然比较复杂, 不适于大型生产线。

(3) 使用安全PLC进行安全控制。安全可编程控制器的CPU采用冗余的多处理器结构。各个处理器之间相互监控, 一旦出现不一致, 立刻使控制器处于安全状态, 并且发出报警信息;同时, 安全可编程控制器对内部的RAM, EPROM, 输入输出寄存器等元件进行实时监控, 并且采用特殊的测试脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测, 如出现任何不安全隐患, 控制器立刻切换至安全保护状态。安全总线系统适用于大型、离散式的安全控制系统。其原理是在现有工业现场总线的基础上, 采用了一系列的时间检测、地址检测、连接检测和CRC冗余校验等措施, 达到高的安全等级。安全PLC是上世纪末出现的产品, 优点是可编程性能强大, 使用安全总线能实现很高要求的安全控制, 但成本较高。

(4) 使用可编程安全继电器进行安全控制。可编程安全继电器是近年推出的安全产品, 介于安全PLC和安全继电器之间, 即具有一定的可编程性, 价格却不是很高。安全继电器是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。与其他普通安全继电器不同, 可编程安全继电器的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松生成。通过基础模块上的RS232接口可以直接向可编程安全继电器写入程序。

3. 安全功能分类

(1) 防短路功能。安全线路一般使用双回路控制, 即使有一条线路发生短路, 依然能防止设备在不满足要求的状态下运行, 另外安全继电器和安全PLC都有短路诊断功能。

(2) 防粘连功能。安全继电器与普通继电器不同, 普通继电器在长时间电弧的作用下有可能发生触点的粘连, 而安全继电器由于其特殊的结构, 能保证在回路不满足条件的情况下触点强制断开。

(3) 安全区域功能。通过安全门锁和安全光栅行程指定的安全区域, 一旦进入安全门或穿越光栅, 在安全控制的作用下设备能够强制停机, 保证生产人员的安全。

(4) 冗余功能。安全PLC和安全总线都具有冗余功能, 确保在外界干扰下的安全性能不受影响。

对于安全功能在4个以下的单台设备或流水线, 可以使用紧凑型安全继电器。例如, 在动力车间中的单台数控机床, 其安全功能通常包括数个紧急停止按钮、1~2扇安全门, 并且安全等级在3级以上。对于这样一个应用, 可以采用一个紧凑型安全继电器控制所有的紧急停止按钮;再使用1/2个紧凑型安全继电器控制1/2扇安全门。任何一个安全继电器被触发, 安全输出必须切断相关负载 (如控制轴运动的变频器或伺服) 。

对于安全功能在4至14个的设备或流水线, 推荐使用模块化的可编程安全继电器来得到更高的灵活性和更低的成本。以一条油漆自动化线为例, 在此生产区域中, 通常包括安装在喷涂区域进出口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧急停止按钮、2套屏蔽传感器, 并且安全等级在3级以上, 可以选用紧凑型的安全继电器来实现以上安全功能。但是这种解决方案的成本较高、接线繁琐、故障诊断困难。而可编程安全继电器的应用, 不但能够可靠、高效地完成安全功能, 并且能够从设计、购买、维护中降低成本。

对于安全功能在数十个以上、或者大部分的安全功能都离散分布的现场, 可编程安全PLC系统和安全总线系统可以使复杂的安全控制变得简便、清晰。在大型冲压流水线中, 安全PLC都有成功的应用案例。通常, 一条冲压流水线高10m, 长50m, 分为涂油、冲压、剪切等几个工作区域。每个区域都有2扇冲程门和若干紧急停止按钮, 外围需要有安全光栅保护换模区域, 冲压机械中还有大量的安全信号 (比如上死点、阀信号等) 需要接入安全控制系统, 并且以复杂的逻辑关系贯穿于整个安全控制回路。此时, 可编程安全继电器和安全总线系统是最为合适的解决方案。安全PLC可以简便地实现复杂的逻辑关系。通过安全总线可以将分散在现场的安全输入信号通过一根电缆集中至主站进行控制。

PLC继电器触点的使用解析 篇7

操作简便的PLC在工业环境下应用的工业控制计算机被越来越多地在各行各业中使用[1]。

但目前从使用中来看, 很多人对PLC外部输入/输出设备的使用及分析和PLC继电器及其触点的使用及分析还存在一些不足之处, 从而给程序编制及分析带来了不少麻烦。PLC程序中的继电器又叫“软继电器”, 从计算机概念的角度来讲, 它们只是PLC存储器中元件映像寄存器中的存储单元或存储位[2]。以辅助继电器为例, 如果其对应的存储单元或存储位为0状态, 那么梯形图中其对应的线圈“断电”, 线圈的常开触点断开, 常闭触点闭合, 称该辅助继电器为0状态, 或称该辅助继电器为OFF (断开) 。其对应的存储单元如果为1状态, 那么梯形图中其对应的线圈“得电”, 线圈的常开触点闭合, 常闭触点断开, 称该辅助继电器为1状态, 或称该辅助继电器为ON (闭合) [3]。本文借助电机起停自锁控制电路[4]对PLC继电器及其触点的使用进行了详细分析, 希望能给读者一个清楚的说明。

为了更好地分析与理解PLC程序处理输入、输出信号的过程, 抛开I/O定义、地址分配、梯形图编制、程序调试等过程, 简单直接的透视外部设备与程序的关系。

分析PLC控制及其继电器触点的使用问题, 首先要处理好现实与虚拟的关系问题, 也就是硬件方面与软件方面是如何衔接的问题。现实即实际的外部设备及连接到PLC模块端子的线路, 虚拟即PLC内部不以物理实体存在的“软继电器”, 而是仅存在于程序中的符号标志[5]。再从硬件方面来看, PLC外部设备配置是可变的;从软件方面来看, PLC程序也是可编辑、可修改的。

本文通过对一个常见的电机起停自锁控制电路及其梯形图程序进行详细分析, 进而解释了在PLC中继电器及其常开、常闭触点是如何工作的。

1 电机起停自锁电路分析

图1中, 与PLC输入模块端子X1连接的按钮开关作为“启动”按钮, 属常开型触点, 它对应到PLC梯形图程序中的常开触点X1;与X2连接的作为“停止”按钮, 属常开型触点, 它对应到PLC梯形图程序中的常闭触点X2;与PLC输出模块端子Y1连接的M1作为电机控制接触器线圈, 它对应到PLC梯形图程序中的输出线圈Y1。这种对应是因为电路控制逻辑的需要。在梯形图程序中, 还有另外一个常开触点是Y1, 它是作为输出线圈Y1的常开触点。可以看到在PLC梯形图程序中, 常闭触点X2被标记, 表明程序梯级在此导通, 程序梯级在此导通是因为这个触点处于不被激活的状态, 即处于常闭的状态。其他两个常开触点X1、Y1也处于不被激活的状态, 即处于常开的状态, 程序梯级在此不导通, 所以整个程序梯级不导通。

按住启动按钮 (启动按钮被激活) , 见图2, 则输入端子X1被激活, 得电, X1对应的PLC中的虚拟线圈X1得电, 则梯形图程序中线圈X1的常开触点X1闭合, “电流”通过已经导通的常闭触点X2被送到线圈Y1, 线圈Y1得电后, 使能与输出端子Y1连接的接触器线圈, 220伏交流电就被送到电机上, 电机开始转动, 同时, 梯形图程序中线圈Y1的常开触点Y1闭合, “电流”就源源不断的供给线圈Y1, 电机就持续转动, 这样电路就实现了自锁控制。

松开启动按钮 (启动按钮未被激活, 即保持常态) , 见图3, 则输入端子X1失电, X1对应的PLC中的虚拟线圈X1失电, 则梯形图程序中线圈X1的常开触点X1断开, 返回常态, 即保持断开, 但是电机将一直转, 因为线圈Y1关联的常开触点Y1持续闭合, 从而不断提供电流给线圈Y1, 保持了线圈Y1输出一直被激活。

为了停止电机, 必须按下停止按钮 (停止按钮被激活) , 见图4, 则停止按钮与输入端子X2之间的电路导通, 输入端子X2被激活, 得电, X2对应的PLC中的虚拟线圈X2得电, 则梯形图程序中线圈X2的常闭触点X2断开, 程序梯级即在此处断开, 切断了到线圈Y1的“电流”, 输出端子Y1不再保持激活, 接触器线圈M1断电, 电机则停转。

当停止按钮被松开 (即停止按钮与输入端子X2之间的电路断开) , 见图5, 那么输入端子X2不再被激活, 即失电, X2对应的PLC中的虚拟线圈X2失电, 则梯形图程序中线圈X2的常闭触点X2闭合, 即返回常态, 保持闭合。

2 电机启动自锁电路改进

需要指出的是:“故障-安全”的设计理念在继电器控制系统和PLC逻辑控制系统中的要求是一致的[6]。我们应该首先考虑如果被控设备的线路故障 (断开) 的情况下, 如何进行控制, 在电机起停自锁控制电路的例子中有一个问题:如果连接“停止按钮”与输入端子X2的导线断开了, “停止按钮”没法去激活输入端子X2, 使它得电, 也就不能使PLC程序中的虚拟继电器线圈X2得电, 那么线圈对应的常闭触点X2将一直保持吸合, 因此电路将一直导通, 那么将无法停止电机。

解决问题的方法是:将程序中的常开触点X2与真实的“停止按钮”的逻辑进行颠倒, 见图6。

常闭型的“停止”按钮未被激活 (没有被按下) , PLC输入端子X2则保持被激活, 其对应的PLC中的虚拟线圈X2一直得电, 这样, 程序中的常开触点X2将保持闭合。这同样可以使电机在“启动”按钮被按下, 输入端子X1得电, 常开触点X1闭合的情况下启动, 并且在“启动”按钮松开后, 保持一直运转。当“停止”按钮被激活/被按下 (“停止”按钮与输入端子X2之间的电路断开) , 输入端子X2断电, 常开触点X2断开。

3 安全设计理念

电路进行修改后, 如果“停止”按钮与输入端子X2之间的输入导线出现断开、断裂等异常情况, 那么常开触点X2将断开, 电机将停转, 这样跟“停止”按钮被按下是一样的结果。这是更安全的设计, 无论“停止”按钮的导线在哪里发生断路, 都将直接导致电机停机, 不像以前的设计, 如果“停止”电路出现断路, 不能停止电机[7]。

这样看来, 在实际操作上原有电路和修改后的电路并没有什么不同, 但是从安全角度来说, 后者比前者却更符合要求。因此, 在设计PLC控制系统时, 安全因素也是一个必须要考虑的重要因素。

4 结束语

初学者对于PLC的基本应用易于掌握, 但要做到灵活使用PLC外部设备和PLC继电器进行编程仍需要仔细分析和领会其中的逻辑关系, 从而使编写出的程序逻辑清楚, 可读性增强。

摘要：随着我国社会主义工业的飞速发展, PLC作为一种实用性强, 适用范围广, 操作简便的专为在工业环境下应用而开发的工业控制计算机被越来越多的在各行各业中使用。通过以常见的电机起停自锁控制电路及其梯形图程序为例对PLC中最常用的继电器的使用进行说明, 从电机启停自锁电路中每一个实际操作的动作说开来, 详细的解释了程序的控制逻辑, 并针对此电路在实际生产中的应用提出了改进意见。

关键词：PLC,继电器,触点,自锁,梯形图

参考文献

[1]齐蓉, 肖维荣.可编程控制器技术[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[2]王成福.可编程序控制器及其应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[3]赵俊生, 樊文欣.电机与电气控制及PLC[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[4]周顺荣.电机学[M].北京:科学出版社, 2002.

[5]魏伟.PLC控制技术与应用工艺与设备[M].北京:中国轻工业出版社, 2010.

[6]阮毅, 陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统[M].北京:机械工业出版社, 2010.

《电器及PLC控制》 篇8

关键词：并联电容器,控制器,技术性能,发展趋势

低压并联电容器装置安装在低压配电网中, 采用自动投切并联电容器组, 以期改善功率因数, 达到无功就地平衡。它在补偿电网所需无功, 降损节能, 提高电压质量, 增加电网输送能力和电气设备利用率等方面, 取得了明显的技术经济效益。具体产品技术性能比较分析如下:

1 低压无功补偿控制器的技术性能比较

从功能上看, 各厂家的控制器产品都能根据相应的输入模拟量的变化实现自动循环投切。从技术上看, 这些控制器产品均采用了硬件和软件的密切配合来实现控制功能。其硬件装置的作用是对电压信号、电流信号采样, 把它们转换成适合微机测量的信号。其软件是对采样的模拟量进行分析并作出合理的判断, 发送控制信号去投切电容器组。不同厂家的产品又有其各自的特点。

1.1 不同控制物理量的比较。

各厂家的控制器产品根据控制物理量的不同, 可分为三类:以无功功率为控制物理量的控制器、以功率因数为控制物理量的控制器以及电压、无功综合控制的控制器。从控制策略来看, 无功功率控制或电压、无功综合控制的控制、器控制更加合理;采用功率因数控制如不采取措施会产生投切振荡问题, 但比较直接、明了。而同样都采用功率因数控制的产品也有其不同之处:传统的采用功率因数作为控制物理量的产品存在着低负荷时的投切振荡问题, 这在1997年前送检的产品中较为普遍。而近两年的控制器产品在这点上有了较为显著的改进, 这类控制器都有超低负荷判断、闭锁功能, 防止了振荡。

1.2 模拟信号采样方式的比较。

各厂家的控制器产品根据采样方式的不同, 可分为两类:取线电压作为电压信号, 相电流作为电流信号或取同一相的电压和电流信号。低压三相交流配电系统, 其三相负载是不平衡的, 故采用线电压、相电流的采样方式相对而言较为合理。

1.3 执行标准的比较。

在14种规格的控制器产品中, 绝大部分规格的控制器按照1996年颁布的电力行标《低压无功补偿控制器订货技术条件》进行检测, 其余的产品按照机械部颁布的专业标准ZB K44001-89《低压无功功率自动补偿控制器》和各厂的企业标准进行测试。

根据不同的标准, 对产品的试验要求和试验内容有所不同。执行电力行标的控制器具有以下一些优点:

1.3.1 测量准确度高。

在行标中规定:当输入电压模拟量的值在80%—120%额定值、输入电流模拟量的值在50%—100%额定值范围内变化时, 应保证控制器电压测量准确度为0.5级、电流测量准确度为1.0级;当电压和电流之间的相位角Ψ在00~+600及00—-30。范围内变化时, 应保证控制器无功功率及功率因数测量准确度分别为2.5级和1.5级。执行电力行标的控制器在内部元件的选型上比较严格, 使得测量结果较为准确。

1.3.2 控制器的电气性能不受电源电压和频率变化的影响。

在行标中规定:按规定的参数 (即电压偏差:-20%一+20%, 波形:正弦波, 总畸变率5%, 频率:50±5%Hz) , 其中每一项按选定极限变化 (其余为额定值) , 控制器电压、电流、功率因数及无功功率测量准确度应分别符合0.5级、1.0级、1.5级和2.5级要求;如控制物理量为功率因数, 动作误差应在一2.0%~+2.0%之间:如控制物理量为无功功率, 动作误差应不大于±20%。而执行机械行业标准的控制器无此要求。对于控制器采用测量电压信号与电流信号过零的时间差来得出两者间的相位差, 这种算法的前提是电网中的交流电压波形周期是固定的, 所以一旦改变了电源频率, 其周期也会相应地变化, 从而影响了测量结果。执行电力行标的控制器在算法上采取了一些措施。所以这类控制器可以不受到频率变化的影响。

1.3.3 抗干扰性能好。

在电力行标中规定:控制器电压模拟量输入端叠加干扰试验波 (频率为100k Hz的衰减振荡波, 电压幅值为共模2500V、差模1000Ⅵ, 在于扰条件下动作误差应不大于t20% (控制物理量为无功功率) 或不大于±2.5% (控制物理量为功率因数) 。只有采取了抗干扰措施的控制器才能通过试验考核, 保证安全可靠运行。

2 低压并联电容器装置技术性能特点比较

在送检的20种规格产品中, 有12种是1998年以后送检的, 与同类产品相比较, 后期开发的成套装置的性能和质量都有了一定的改进。主要表现为: (1) 装置体积小, 内部各电器元件的安装安全合理、电路的布置美观且实用。 (2) 选用了体积小、重量轻、损耗小的自愈式并联电容器, 更利于杆上安装要求。 (3) 装置的保护措施齐全。如失压保护、断相保护、用避雷器作过电压保护等。 (4) 装置中选用了质量比较好的元件, 减少了故障的发生率, 提高了产品的质量和性能。

以下对这些装置的主要性能进行比较。

2.1 安装方式的比较除了GBP380/55和PDJ (F) 两个型号的成套装置是户内屏式外, 其余18套均为户外杆上式。

2.2 控制方式的比较。

装置主要由控制器来控制电容器组的投切, 故其控制方式是根据所用的控制器控制物理量的不同而决定的, 目前可分为由功率因数控制和由无功功率 (无功电流) 控制两种。关于它们之间的比较, 已作了详细叙述。

2.3 投切方式的比较。

根据投切方式的不同, 装置可以分为两大类, 即采用机械式接触器投切电容器的装置和采用可控硅投切电容器的装置。

2.3.1 用机械式接触器投切电容器的装置。

早期产品多采用接触器来投切电容器组。这类产品经不断改进, 产品的质量和性能都有了很大的改进。主要表现为: (1) 有效地抑制了涌流。控制电容器投切的交流接触器触头烧毁或粘结的弊病往往是影响补偿装置使用寿命的关键问题。为此, 各厂家采用了电容器投切专用接触器, 有效地限制了合闸涌流。被检产品均符合标准JB7113-93中要求:装置的最后一组电容器投入运行瞬间产生的涌流应限制在电容器组额定电流的20倍以下 (通常为10倍左右) 。 (2) 温升小。装置采用分组分相的保护, 给每组电容器的每一相都安装了熔断器, 且有效地抑制了熔断器上的发热。此外, 由于装置内部的元件及导线的布置合理, 也降低了温升。

2.3.2 用可控硅投切电容器的装置。