控制装置与仪表实验报告.docx

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1、实验一 变频器基本操作2实验二 变频器应用宏设置4实验三 手动调速8实验四 闭环调速11课程名称：控制装置与仪表院系：控制与计算机工程学院在这学期的课程中，我们做了4个实验，4个实验用的是同一个闭环调速系统，此系统是一个典型的单回路控制系统。此系统控制原理图如下：图1 系统控制原理图其中，此系统采用宇电AI-519智能调节器作为控制器，ABB的ACS150变频器作为执行器，三相异步电动机是系统的被控对象。在控制器的输出端子再连接一个无纸记录仪实时监控控制器的输出。控制系统信号流向如下：系统运行时，测速装置测得电机转速，转化为相应的420mA反馈电流信号传输到控制器，控制器的设定值减去反馈信号得

2、到偏差量，经过内部AI PID（智能PID）的运算得到控制量，以420mA形式输出至变频器。变频器转换接收的电流信号，输出相应频率的三相电压至三相异步电机，驱动电机运转，完成一个控制周期。装置连接示意图如下：图2 装置连接示意图实验一 变频器基本操作一、 实验目的1.认识变频器操作面板及各功能键的功能、操作方法；2.认识调速系统信号流向。二、 实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，控制器，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验内容与步骤1. 手动变频调速系统接线 利用万用表检查硬接线是否完好，有无短路断路情况； 变频器电源输入端接线，电源线火线（L）接变频器接线端子

3、L，电源线零线（N）接变频器接线端子N； 变频器接线端子U2、V2、W2分别接三相电动机的U、V、W端； 检查所有接线是否正确。2. 变频器基本调速功能设置 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源； 确认变频器处于本地工作模式（左上角显示LOC），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到LOC模式； 确认变频器显示器右下角FWD（正转）/REV（反转）处于闪烁状态，并按键，确定可以相互切换； 设置频率给定值，按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择11，按键，按上下键选择1109，按键，确认此值为0，此时频率给定值由旋钮调节； 按住键，直到显示； 变频器最大输出频率设置：设置最大

4、输出频率，同选择，按住键，进入最大输出频率设置，按上下键设置（电机实际最大输出频率为100HZ），按住键，直到显示，确定变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后按START启动变频器，增大旋钮并观察显示器输出频率变化； REF模式设置变频器给定值：当变频器处于STOP状态下，按键，按上下键选择REF模式，按键，进入REF模式，启动变频器，按上下键设定输出频率。3. 设置加/减速时间 检查变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后接通电源； 确认变频器处于本地工作模式（左上角显示LOC），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到LOC模式； 确认变频器显示器右下角FWD（正转）/REV（反转）处于闪烁状

5、态，并按键，确定可以相互切换； 设置加速时间：按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择22，按键，按上下键选择2202，按住键，按上下键设置加速时间； 设置减速时间：按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择22，按键，按上下键选择2203，按住键，按上下键设置加速时间；确认定变频器操作面板输入旋钮是否最小，确认后按START启动变频器，测量电机正转加速时间与减速时间，反转加速时间与减速时间。实验过程和结果：在第一个实验中，按照实验指导书里的步骤设定好变频器的模式，在设定加速时间和减速时间是发现实验指导书里有一个错误，就是在第和第步中的第4次按键应该是按住键而不是键。在成功设定了数据后，

6、开始启动电机。后来发现记录仪出问题了没有记录下加速时间，所以我就设定了一个比较大的值，然后用手机的定时功能大概估算加速时间，然后再测量减速时间，结果发现加速时间和减速时间跟设定的值几乎相等，排除了误差之后可以认为是实验成功了。实验二 变频器应用宏设置一、 实验目的认识变频器应用宏功能、设置方法。二、 实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验内容1. 了解5种应用宏应用宏是可编程的参数集。2. ABB标准宏该宏是默认宏。该宏提供了一种通用的I/O配置，它有3种恒速。图8 默认I/O连接 功率线路连接，并确认正确； 按键

7、，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择99，按键，按上下键选择9902，按键，确认此值为1； 按照接线图接线； 按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1202，按键，进入恒速1频率设置，按上下键设置；按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1203，按键，进入恒速2频率设置，按上下键设置；按键，按上下键选择，按键,出现，按上下键选择12，按键，按上下键选择1204，按键，进入恒速3频率设置，按上下键设置；Di3Di4操作参数00通过电位器设置转速10恒速1（1202）01恒速2（1203）11恒速3（1204）图9 参数组 确认定变频

8、器操作面板输入旋钮是否最小，变频器处于远程工作模式（左上角显示REM），如果不是，则按LOC/REM按钮切换到REM模式,确认后按START启动变频器； 启动Di1，设置Di3、Di4为0、1，观看显示屏是否为恒速1设置频率；设置Di3、Di4为1、0，观看显示屏是否为恒速2设置频率；设置Di3、Di4为1、1，观看显示屏是否为恒速3设置频率。实验过程和结果：第二个实验要先设定ABB的标准宏，也是按照实验指导书中的步骤去设定。我把恒速1设定成了10Hz，恒速2设定成了50Hz，恒速3设定成了20Hz。启动Di1，设置Di3、Di4为0、1，启动电机时，显示屏为恒速1设置的频率10Hz；设置Di

9、3、Di4为1、0，启动电机，显示屏为恒速2设置的频率50Hz；设置Di3、Di4为1、1，启动电机，显示屏为恒速3设置的频率20Hz，实验二完成。实验三 手动调速一、 实验目的掌握控制器手动输出模式,理解手动调速信号流向。二、 实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验内容与步骤图10 手动调速接线图1. 将单相控制器电源线接控制器1、2号端子，把控制器11号端子与变频器模拟输入地端子相连，控制器13号端子与变频器AI端子相连；2. 检查所有接线是否正确；3. 系统上电，将变频器设置为ABB标准宏模式（如实验四）；4

10、. 设置最高频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最高频率由变频器参数1105决定，最高频率设为50HZ；5. 设置最低频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最低频率由变频器参数1104决定，最低频率设为0HZ；6. 设置控制器手动输出调速控制器输出设为0-20mA7. 设置记录仪接通记录仪（如图10），按4.2.3，将记录仪的第1通道的输入信号设为0-5V，量程上限设为50，量程下限设为0，单位设为Hz。设置记录仪记录间隔设为1s。8. 操作流程 按控制面板A/M切换按钮，将控制器切换到手动模式，此时MAN指示灯亮； 确定控制器输出最小，启动远程控制面板Di1按钮，启动变频器，观察变频器

11、显示面板是否为最小频率； 通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率，观察变频器与记录仪显示面板频率变化是否一致。实验过程和结果：第三个实验室掌握控制器的手动输出，重新按实验指导书连接线路后，系统上电，将变频器设置为ABB标准宏模式，并且按照实验指导书设定好参数。一切完成之后，将控制器调成手动模式，通过手动调节设定值的大小，观察变频器的频率与控制器的设定值，发现两者一样，实验三完成。手动设定值与记录仪变频器一致：实验四 闭环调速一、 实验目的了解闭环调速信号流向二、 实验器材ABB三相交流电动机一台，ABB_ACS150变频器一台，PID控制器，记录仪，万用表，电工工具，导线若干。三、 实验内

12、容与步骤图11 闭环调速接线示意图1 将单相控制器电源线接控制器1、2号端子，把控制器11号端子与变频器模拟输入地相连，控制器13号端子与变频器AI相连；2 检查所有接线是否正确；3 系统上电，将变频器设置为ABB标准宏模式（如实验四）；4 设置最高频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最高频率由变频器参数1105决定，最高频率设为50HZ；5 设置最低频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最低频率由变频器参数1104决定，最低频率设为0HZ；6 设置控制器 按照2.2.3节的操作方式，设置控制器的如下参数： 控制器输出设为0-20mA； 控制器输入设为0-5V； 设置控制模式为npid；

13、 设置参数P、I、D参数（待定）； 设置控制周期（待定）；7 设置记录仪接通记录仪（如图10），按4.2.3，将记录仪的第1通道的输入信号设为0-5V，量程上限设为50，量程下限设为0，单位设为Hz。设置记录仪记录间隔设为1s。8 操作流程此处是利用控制器的输出信号来模拟被控量电信号的反馈值，如图12接线，图12 闭环调速接线图 系统上电，按控制面板A/M切换按钮，将控制器切换到手动模式，此时MAN指示灯亮； 确定控制器输出最小，启动变频器远程控制面板DI1按钮，启动变频器，观察变频器显示面板是否为最小频率； 通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率，调节控制器的输出到50%，观察变频器与记

14、录仪显示面板频率变化是否一致； 按控制器控制面板的A/M切换按钮，将控制器切换到自动模式，在记录以上观察控制信号的输出曲线。实验过程和结果：第四个实验了解闭环调速信号流向。实验内容：将变频器设置为ABB标准宏模式；设置最高频率（如实验一），在外部控制器手动输入下最高频率由变频器参数1105决定，设置为50HZ；设置最低频率，在外部控制器手动输入下最低频率由变频器参数1104决定，最低频率设置为0HZ；控制器输出设为4-20mA，控制器输入设为05V，PID参数设定成了:P=118.5，I=1，D=0.5，控制周期T=1s。随后进行实验。系统上电，手自动切换到手动；确定控制器输出最小，启动变频器远程控制面板DI1按钮，观察变频器显示面板为最小值；通过调节控制器控制面板上下按钮设定输出频率，调节控制器的输出到50%，观察变频器与记录仪显示面板频率变化是否一致；手自动切换到自动模式，在记录仪上观察控制信号的输出曲线。输出60%所对图：自动输出图：