CN210324804U - 一种电气控制实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气控制实验装置，实验装置外观采用三角架形结构，人员可操作模块、系统状态指示模块与执行元器件模块分别安装于实验装置框架两侧，所有元器件均开放，便于观察实验现象同时保证实验安全，由按钮及遥控开关‑接触器构成的手动控制系统、触摸屏‑PLC构成的自动控制系统、手机APP‑GSM接收器‑PLC构成的云端控制系统、上位机‑以太网‑PLC构成的远程控制系统组成多控制系统，利用控制方式选择开关进行切换，可选择的驱动三相异步电动机执行工频运行、变频调速运行、换向运行、连续运行或间断运行操作任务，运行状态指示明显，完整监测并记录实验装置运行期间的电力参数与故障情况。

Description

一种电气控制实验装置

技术领域

本实用新型属于电气控制实验教学仪器技术领域，具体涉及一种电气控制实验装置。

背景技术

电气控制技术实验训练是工科高等院校机电类学生必须完成的技能训练之一，其相应的实验装置应系统的体现电气控制技术在工程实际应用中的特点、核心技术及相关产品的设计要点。而目前市面上电气控制实验教仪结构上多采用网孔板嵌入元器件，存在元器件布置零散且数量有限，难以在同一台实验装置上针对同一控制目标设计多种控制手段和方法完成驱动任务，不易围绕电气控制教学内容开展工程性强、实践性高的综合性实验项目；操作元件与执行元件功能分区不明显，操作安全性存在一定程度隐患，对学生进行工业电气控制类产品设计的指导性不强。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电气控制实验装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电气控制实验装置，包括柜体、三相异步电动机工/变频驱动装置和三相异步电动机运行控制装置；三相异步电动机工/变频驱动装置和三相异步电动机运行控制装置均设置在柜体上；三相异步电动机工/变频驱动装置包括三相电源总开关、多功能电力仪表、变频器、变频运行接触器KM1和实验装置输出端20；三相电源总开关通过多功能电力仪表输出端连接至变频器输入电源端，所述变频器输出端通过变频运行接触器KM1主触点连接至实验装置输出端；三相异步电动机运行控制装置包括工/变频选择开关K1、继电器J4、三相异步电动机启停按钮组、三相异步电动机运行接触器KM2、三相异步电动机运行接触器KM3、电机运行方向控制继电器J1和电机运行方向控制继电器J2；工/变频选择开关K1输出端一端连接至变频运行接触器KM1线圈，另一端一路通过手动控制方式继电器J4常开触点通过三相异步电动机启、停按钮组连接至三相异步电动机运行接触器KM2、KM3线圈，另一路通过手动控制方式继电器J4常闭触点通过电机运行方向控制继电器J1、J2常开触点连接至三相异步电动机运行接触器KM2、KM3线圈。

进一步的，继电器J4常闭触点连接至变频器多功能输入端子X3，继电器J4常开触点连接至变频器多功能输入端子X4。

进一步的，继电器J4的线圈通过三档钮子开关-控制方式选择开关K2连接24V开关电源的一端，另一端连接至自动控制方式继电器J5线圈，控制方式选择开关K2置于中位时启动远程控制方式。

进一步的，还包括PLC、触摸屏和预警启动继电器J3；自动控制方式继电器J5常开触点连接至PLC输入信号端，触摸屏通过PLC232通信接口连接至PLC，PLC输出端连接至电机运行方向控制继电器J1线圈、J2线圈、预警启动继电器J3线圈，运行方向控制继电器J1、J2常开触点通过变频运行接触器KM1接入变频器输入端子。

进一步的，还包括实验装置GSM接收器，实验装置GSM接收器接收指令并通过GSM接收器常开触点连接至PLC输入接口，PLC输出接口连接至电机运行方向控制继电器J1、J2，预警启动继电器J3，根据指令启动继电器。

进一步的，还包括实验装置预警指示灯，实验装置预警指示灯通过预警启动继电器J3常开触点接入电源。

进一步的，柜体为三角架形，分为前、后两个面板。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型一种电气控制综合实验装置，应用于电气控制类实验教学领域，实验装置外观整体采用三角架结构，节省实验装置所占空间，以产品化的思想设计实验装置元件分布，操作原件与执行元件置于实验装置两侧，元器件均对外开放，便于观察实验现象，维修更换，以三相异步电机运行状态为控制目标，集合多种控制方式于一体，切换方便，丰富实验装置实验功能与内容。综上所述，本实用新型为电气控制及机电传动控制实验教学提供了一种新教学装置和设计方法。

附图说明

图1为电气控制综合实验装置元器件布置图；

图2为实验装置主回路原理图；

图3为继电器-接触器控制回路原理图；

图4为PLC控制回路原理图；

图5为电气控制综合实验装置外观结构图；

图6为电气控制实验装置设计结构原理图；

其中：1.三相电源总开关；2.多功能电力仪表；3.K1；4.按钮组；5.K2；6.预警指示灯；7.变频器；8.触摸屏；9.KM1；10.KM2；11.KM3；12.J1；13.J2；14.J3；15.J4；16.J5；17.24V开关电源；18.GSM接收器；19.PLC；20.实验装置输出端。

具体实施方式

请参阅图1至图6，本实用新型提供了一种应用于电气控制类实验教学的实验仪器设备，以三相异步电动机的运行状态为控制目标，如图2所示，实验装置可提供工频和变频两种供电方式，可选择的驱动电机执行工频或变频调速运行；集合多种控制方式于一体，如图3、4所示，实验装置包括手动按钮控制系统，利用实验装置前面板按钮执行三相异步电动机的启停操作；触摸屏-PLC控制系统，利用触摸屏组态界面输入控制参数，由PLC-继电器控制电动机完成响应操作，触摸屏界面读回并显示电动机运行信息；手机APP云端控制系统，利用手机APP界面输入控制参数，由PLC-继电器控制电动机完成响应操作，APP界面读回并显示电动机运行信息；上位机PLC远程控制系统利用上位机组态界面输入控制参数，由PLC-继电器控制电动机完成响应操作，上位机组态界面读回并显示电动机运行信息。

一种综合型电气控制实验装置，应用于高校电气控制实验教学领域，包括三相异步电动机工/变频驱动装置和和三相异步电动机运行控制系统，所述三相异步电动机工/变频驱动装置包括有三相电源总开关，所述三相电源总开关通过多功能电力仪表输出端连接至变频器输入电源端，所述变频器输出端通过变频运行接触器KM1主触点连接至实验装置输出端。所述三相异步电动机运行控制系统包括二挡钮子开关-工/变频选择开关K1，所述工/变频选择开关K1输出端一端连接至变频运行接触器KM1线圈，另一端一路通过手动控制方式继电器J4常开触点通过三相异步电动机启、停按钮组连接至三相异步电动机运行接触器KM2、KM3线圈，另一路通过手动控制方式继电器J4常闭触点通过电机运行方向控制继电器J1、J2常开触点连接至三相异步电动机运行接触器KM2、KM3线圈。

手动控制方式继电器J4常闭触点连接至变频器多功能输入端子X3，完成变频器命令源切换，手动控制方式继电器J4常开触点连接至变频器多功能输入端子X4，完成变频器频率给定方式切换。

24V开关电源通过三档钮子开关-控制方式选择开关K2一端连接至手动控制方式继电器J4线圈，用于启动手动控制方式，另一端连接至自动控制方式继电器J5线圈，用于启动自动控制方式，所述控制方式选择开关K2置于中位时启动远程控制方式。

自动控制方式继电器J5常开触点连接至PLC输入信号端，触摸屏通过PLC232通信接口连接至PLC，完成自动控制方式下实验装置对三相异步电动机运行指令传输，所述PLC输出端连接至电机运行方向控制继电器J1线圈、J2线圈、预警启动继电器J3线圈，运行方向控制继电器J1、J2常开触点通过变频运行接触器KM1接入变频器输入端子，完成自动控制方式下实验装置对三相异步电动机运行方向控制。

远程云端控制方式时，手机APP发送指令，实验装置GSM接收器接收指令并通过GSM接收器常开触点连接至PLC输入接口，PLC输出接口连接至电机运行方向控制继电器J1、J2，预警启动继电器J3，根据指令启动继电器。

实验装置预警指示灯通过预警启动继电器J3常开触点接入电源，用于实验装置远程控制启动前、间断运行启动前声、光报警。

实验装置柜体设计为三角架形，分为前、后两个面板，前面板嵌入安装三相电源总开关、多功能电力仪表、工/变频选择开关K1、控制方式选择开关K2、变频器控制面板、触摸屏、手动控制启、停按钮组，后面板采用轨道安装PLC控制器、GSM接收器变频运行接触器KM1、继电器J1、J2、J3，24V开关电源、变频器机体，无外加遮盖。

实验装置为三角架形架构，分为前、后两个面板，前面板三相电源总开关通过多功能电力仪表连接至后面板变频器三相电源输入端，变频器输出端通过后面板变频运行接触器KM1主触点连接至实验装置输出端。三相异步电动机运行控制系统包括前面板二挡钮子开关-工/变频选择开关K1，K1输出端一端连接至后面板变频运行接触器KM1线圈，另一端一路通过后面板手动控制方式继电器J4常开触点连接至前面板三相异步电动机启、停按钮组，启、停按钮组连接至后面板三相异步电动机运行接触器KM2/KM3线圈，组成手动控制线路，另一路通过后面板手动控制方式继电器J4常闭触点分别连接至后面板电机运行方向控制继电器J1、J2常开触点，J1、J2常开触点连接至后面板三相异步电动机运行接触器KM2/KM3线圈组成非手动控制线路。

后面板24V开关电源通过前面板三档钮子开关-控制方式选择开关K2一端连接至后面板手动控制方式继电器J4线圈，用于启动手动控制方式，另一端连接至后面板自动控制方式继电器J5线圈，继电器J5常开触点连接至后面板PLC输入信号端，前面板触摸屏通过PLC 232通信接口连接至PLC，完成自动控制方式下实验装置对三相异步电动机运行指令传输，PLC输出端连接至电机运行方向控制继电器J1线圈、J2线圈、预警启动继电器J3线圈，运行方向控制继电器J1、J2常开触点通过变频运行接触器KM1接入变频器输入端子，完成自动控制方式下实验装置对三相异步电动机运行方向控制，前面板控制方式选择开关K2置于中位时后面板GSM接收器接收指令并通过GSM接收器常开触点连接至PLC输入接口，PLC输出接口连接至电机运行方向控制继电器J1、J2，预警启动继电器J3，根据指令启动继电器完成远程控制方式。实验装置前面板预警指示灯通过后面板预警启动继电器J3常开触点接入电源，用于实验装置远程控制启动前、间断运行启动前声、光报警。

Claims (7)

1.一种电气控制实验装置，其特征在于，包括柜体、三相异步电动机工/变频驱动装置和三相异步电动机运行控制装置；三相异步电动机工/变频驱动装置和三相异步电动机运行控制装置均设置在柜体上；三相异步电动机工/变频驱动装置包括三相电源总开关(1)、多功能电力仪表(2)、变频器(7)、变频运行接触器KM1(9)和实验装置输出端20；三相电源总开关(1)通过多功能电力仪表(2)输出端连接至变频器(7)输入电源端，所述变频器(7)输出端通过变频运行接触器KM1(9)主触点连接至实验装置输出端(20)；三相异步电动机运行控制装置包括工/变频选择开关K1(3)、继电器J4(15)、三相异步电动机启停按钮组(4)、三相异步电动机运行接触器KM2(10)、三相异步电动机运行接触器KM3(11)、电机运行方向控制继电器J1(12)和电机运行方向控制继电器J2(13)；工/变频选择开关K1(3)输出端一端连接至变频运行接触器KM1(9)线圈，另一端一路通过手动控制方式继电器J4(15)常开触点通过三相异步电动机启、停按钮组(4)连接至三相异步电动机运行接触器KM2(10)、KM3(11)线圈，另一路通过手动控制方式继电器J4(15)常闭触点通过电机运行方向控制继电器J1(12)、J2(13)常开触点连接至三相异步电动机运行接触器KM2(10)、KM3(11)线圈。

2.根据权利要求1所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，继电器J4(15)常闭触点连接至变频器(7)多功能输入端子X3，继电器J4(15)常开触点连接至变频器(7)多功能输入端子X4。

3.根据权利要求1所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，继电器J4(15)的线圈通过三档钮子开关-控制方式选择开关K2(5)连接24V开关电源(17)的一端，另一端连接至自动控制方式继电器J5(16)线圈，控制方式选择开关K2(5)置于中位时启动远程控制方式。

4.根据权利要求3所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，还包括PLC(19)、触摸屏(8)和预警启动继电器J3(14)；自动控制方式继电器J5(16)常开触点连接至PLC(19)输入信号端，触摸屏(8)通过PLC(19)232通信接口连接至PLC(19)，PLC(19)输出端连接至电机运行方向控制继电器J1(12)线圈、J2(13)线圈、预警启动继电器J3(14)线圈，运行方向控制继电器J1(12)、J2(13)常开触点通过变频运行接触器KM1(9)接入变频器输入端子。

5.根据权利要求4所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，还包括实验装置GSM接收器(18)，实验装置GSM接收器(18)接收指令并通过GSM接收器(18)常开触点连接至PLC(19)输入接口，PLC(19)输出接口连接至电机运行方向控制继电器J1(12)、J2(13)，预警启动继电器J3(14)，根据指令启动继电器。

6.根据权利要求4所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，还包括实验装置预警指示灯(6)，实验装置预警指示灯(6)通过预警启动继电器J3(14)常开触点接入电源。

7.根据权利要求1所述的一种电气控制实验装置，其特征在于，柜体为三角架形，分为前、后两个面板。

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