继电器实训总结(6篇)
继电器实训总结篇1
论文摘要:本文说明了各种变电站综合自动化装置的硬件具有相同的典型结构,讨论了模拟量的输入/输出回路,开关量输入及输出电路,微型机系统和变电站综合自动化算法,人机对话、、通信和电源插件,操作回路等各部分培训的内容、作用和培训方法,并具体介绍了测控装置。
在变电站综合自动化培训教学中,学员要熟悉变压器、线路、电容器等设备的保护装置、测控装置、保护测控装置及各种自动控制装置。若在每个具体装置中都全面介绍装置的结构和工作原理,不但重复太多,浪费时间,而且也不容易全面深人地介绍清楚,且不利于学员理解掌握。因此在培训中,都要对各种装置的共性部分进行统一介绍,即介绍装置的基本结构、原理与接线。下面就装置部分教学培训工作进行iv"结,与大家分享。
一、装置的典型硬件结构
装置部分教学培训中,首先要把装置的典型硬件结构弄清楚。成套的综合自动化系统中微机保护系统、监控系统、自动控制系统等装置都是由若干模块组成的,它们的硬件结构都是大同小异,所不同的是软件及硬件模块化的组合与数量不同。一个变电站综合自动化系统中各种子系统的典型硬件结构主要包括模拟量输人/输出回路、开关量输人/输出回路、微机系统、人机对话接口回路、通信回路和电源,如图1所示。
装置采用统一硬件平台,变电站综合自动化装置硬件采用整体面板、国际标准机箱。装置强弱电彻底分离,cpu板采用印刷板、表面装贴技术,提高了装置的可靠性。可自检和互检,同时减少各部分的关联性。通信接口方式选择灵活,与变电站自动化系统配合,可实现远方定值修改和切换、事件记录及录波数据上传、压板遥控投退和遥测、遥信、遥控跳合闸。可通过变电站监控系统对保护装置所具有的功能实施全遥控操作。装置采用统一软件平台,缩短了产品的研发周期,延长了产品的市场生命周期,从“作坊生产阶段”进人到“大规模生产阶段”。装置采用统一数据库处理,在设计装置功能模块时提炼不同功能应用信息的共性,建立一个统一的应用功能数据机构模块,包含每种功能所需的一切信息,形成功能程序的统一的开发平台,降低了功能模块程序开发的难度,提高了功能模块程序的可靠性。
二、模拟量的输入/输出回路
1.模拟量的输入电路
变电站综合自动化系统采集的一次设备的电流、电压、有功功率、无功功率、温度等都是属于模拟量,由于微机只能识别数字量,故模拟信号必须转换成数字信号才能输人到微机中进行处理。典型的模拟量输人电路的结构框图如图2所示,主要包括电压形成电路、低通滤波电路、采样电路、多路转换开关及a/d变换芯片五部执电压形成电路除了起电量变换作用外,另一个重要作用是将一次设备的电流互感器ta、电压互感器tv的二次回路与微机a/d转换系统完全隔离,提高抗干扰能力。通过低通滤波器与采样定理、采样保持器、模拟量多路转换开关、模/数变换(a/d)的详细讲解,使学员熟悉模拟量输人电路如何隔离、规范输入电压及完成模/数变换、与cpu接口,完成数据采集任务。
为了使学员更好地理解和掌握培训内容,讲变换器时向学员展示变换器插件实物,讲清楚变换器的输人信号和输出信号。讲解低通滤波时也将实物插件展示给学员,理论联系实际,可取得很好的培训效果。
2模拟量输出电路
培训中简要说明模拟量输出电路的组成、数/模(d/a)转换器工作原理。模拟量输出电路的作用是把微型机系统输出的数字量转换成模拟量输出,该任务主要由数/模(d/a)变换器来完成。由于d/a转换器需要一定的转换时间,在转换期间,输人待转换的数字量应该保持不变,而微型机系统输出
的数据在数据总线上稳定的时间很短,因此在微机系统与d/a换器间必须用锁存器来保持数字量的稳定,经过d/a转换器得到的模拟信号一般要经过低通滤波器,使其输出波形平滑,同时为了能驱动受控设备,可以采用功率放大器作为模拟量输出的驱动电践d/a转换器的作用是将二进制的数字量转换为相应的模拟量,其主要部件是电阻开关网络和集成运算放大器。
三、开关量输入及输出电路
开关量输人、输出电路是非常重要的教学内容。学员只有明白了断路器、变压器分接头的位置状态是如何被采集和输出后才能更好地工作。
在变电站综合自动化系统的数据采集中,除模拟信号外,还有大量的以二进制数字变化为特点的信号,如隔离开关、断路器的状态,按钮、普通的开关、刀闸、断路器的触点以及人机联系的功能键的状态等,称为开关量。
1.开关量输入电路
开关量输入电路的基本功能就是将变电站内需要的状态信号引人微机系统,如断路器状态、继电保护信号等。开关量输人电路由消抖滤波电路、信号调节电路、控制逻辑电路、驱动电路、地址译码电路、隔离电路等组成。培训中讲清消抖滤波电路与信号调节电路、电隔离技术的应用、驱动控制与端口地址译码问题,特别是要了解简单的开关量输人电路。开关量信号都是成组并行输人(出)微机系统的,每组一般为微机系统的字节,即8,16或32位,对于断路器、隔离开关等开关量的状态,体现在开关量信号的每一位上,如断路器的分、合两种工作状态,可用0,1表示。简单的开关量输人电路包括断路器和隔离开关的辅助触点、跳合闸位置继电器触点、有载调压变压器的分接头位置等输入、外部装置闭锁重合闸触点输人、装置上连接片位置输入等回路。
2开关量输出回路
开关量输出电路主要是将cpu送出的数字信号或数据进行显示、控制或调节,如断路器跳闸命令和屏幕显示、报警信号等。开关量输出电路与输人电路基本一样。简单的开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及本地和中央信号等,一般都采用并行接口的输出来控制有触点继电器(干簧或密封小中间继电器)的方法,但为提高抗干扰能力,最好也经过一级光电隔离。
四、微型机系统和变电站综合自动化算法
微型机系统的cpu是由一片大规模集成电路芯片制成,不仅能进行算法逻辑运算,还能执行各种控制功能。配备一定容量的存储器、输人/输出设备的接口电路及系统总线。计算机监控系统都应具有数据采集和输出控制部分,这两个部分构成了基本测控单元的主要内容。数字信号处理器(dsp)是一种经过优化后用于处理实时信号的微控制器。
在变电站综合自动化系统中,计算机对采样值进行分析、计算得到所需的电流、电压的有效值和相位以及有功功率、无功功率等量,或者算出它们的序分量,或者线路和元件的视在阻抗,或者某次谐波的大小和相位等,并根据这些参数的计算结果以及定值,通过比较判断决定装置的动作行为,而完成上述分析计算和比较判断以实现各种预期功能的方法就称为变电站综合自动化系统算法。其主要任务是如何从包含有噪声分量的输入信号中快速、准确地计算出所需的各种电气量参数。培训中要说明研究算法的目的主要是提高运算的精确度和提高运算的速度。算法的运算速度将影响自动化装置检测量的检测和自动化装置的动作速度。变电站综合自动化系统中保护和监控对算法有不同要求。
五、人机对话、通信和电源插件
1.人机时话
人机对话的主要内容有显示画面与数据(包括时间、日期);单线图的状态、潮流信息;报警画面与提示信息;事件顺序记录。事故记录;趋势记录;装置工况状态显示;保护整定值;控制系统的配置显示,包括退出运行的装置的显示以及信号流程图表;值班记录;控制系统的设定显示等。主要介绍人机对话微型机系统的硬件原理、键盘响应电路、屏幕(液晶)显示电路、打印机的接口电路、多机通信和巡检开关、人机对话插件等。重点讲清人机界面操作和命令菜单使用说明。
2.通信插件
通信插件承担着装置的管理和通信任务,是承接装置与夕卜界通信及交换信息的管理插件,如与面板、pc调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机等的联系,根据保护的配置组织上送遥测、遥信、soe、事件报文和录波信息等。通信插件可根据需要设置有lan网口、以太网口、rs485口和rs232口,满足不同监控和远动系统的要求。另外,还设置有gps对时功能,可满足网络对时和脉冲对时方式的要求。
3.电源插件
每个装置均有一个独立的开关电源,向其他插件供电,此开关电源与插件面板构成电源插件(又叫电源模件)。培训中要重点说明输出电压的作用。输出电压十sv为cpu及其芯片提供工作电源;15v为模拟输人回路运放提供工作电源;+24v为开出、开人回路提供电源。
六、操作回路
培训中分两个方面介绍操作回路。一是介绍断路器操作回路的原理框图,让学员明白操作回路的基本原理;二是让学员看懂实际的操作回路。
1断路器操作回路的原理框图
首先介绍断路器操作回路总体上分为合闸回路和跳闸回路两大部分,介绍合闸回路和跳闸回路的工作过程。手动操作时可选择遥控操作或就地操作。当就地/遥控选择开关打至遥控”位置时在后台机上手动遥控操作;当就地/遥控选择开关打至“就地”位置时工作人员在装置上就地操作断路器。然后介绍自动操作时保护接点通过连接压板直接接人控制电源进行断路器操作,并介绍防跳回路的作用和原理。最后介绍位置信号、控制回路断线和事故信号。
2.断路器操作回路实例
断路器操作回路的原理框图与实际操作回路还有一些距离,为了学员更好地工作,还需要讲解断路器实例操作回路,如南瑞继保电气有限公司rsc-941a型装置操作回路和南自iokv线路保护测控柜断路器操作回路。
七、测控装置
测控装置用于各种电压等级的变电站中,综合考虑变电站对数据采集、处理的要求,以微机技术实现数据采集、控制、信号等功能。采用现场测控网络与安装于控制室的中心设备连接,依靠变电站自动化系统的间隔测控单元实现全变电站的监控。装置完全按照间隔单元实现测量、记录、监视、控制等功能,能够满足各种电压等级的变电站综合自动化系统的要求。
1.测控装置硬件结构与功能
测控装置主要由交流变换插件、cpu插件、显示面板、通讯插件、开入开出插件、电源插件等模块构成。测控装置功能有开关量变位遥信;电压、电流的模拟量输入;断路器遥控分合,空接点输出,出口动作保持时间可程序设定;脉冲累加单元,空接点开入;遥控事件记录及事件soe;支持行业标准通讯接口。
2.psr650系列数字式综合测控装置
psr650系列数字式综合测控装置适用于各电压等级变电站等测量控制领域,实现四遥及同期合闸等自动功能。
psr650系列数字式综合测控装置为19英寸机箱装置配置,2一3块交流采集模件(ac),共采集12路电流、12路电压、1块直流温度采集模件(dc,tdc)可选,共12路采集、2块数字量采集模件(di),共40路采集(包括脉冲量采集);2块智能控制模件(out),共20路开接点输出;cpu模件、power模件各一块。该装置插件图如图3所示。
psr652数字式综合测控单元面板由液晶显示屏、二级管指示灶复归按钮和键盘等四部分组成。psr650系列数字式综合测控装置的键盘操作和液晶显示界面采用对话框结合菜单式操作方式。
八、总结
继电器实训总结篇2
系统由教师机和学生机利用WIFI网络通讯组成。教师机负责向从机训练装置发送故障指令,故障装置接受到设置故障点指令为相应的电路板设置故障。
2系统功能
(1)模式一是固定模式,设有一定数量的固定故障,所以学者可以选择针对某一故障训练,有针对性的熟练某一知识点。(2)模式二是随机模式,设有一定数量的随机提供的故障点,难度相对提高,要对各个单元电路原理熟悉,以及熟练掌握故障检修方法。(3)模式三是考核模式,此模式作为考核鉴定,是教师端通过WIFI网络集中控制的,有电源管理、故障设置管理以及成绩统计管理等功能。
3系统硬件设计
从机故障检修装置由无线模块、MCU控制模块、触摸屏HMI模块、继电器控制模块和单元电路板等模块组成。
3.1MCU控制模块
MCU控制模块主要包括单片机、WIFI接口、触摸屏接口、ISP下载接口、扩展接口及时钟单元,具体如图3所示。其中单片机选用AVR系列ATmega128L型,REST键为复位按键,采用低电平复位,电容C7与电阻R5组成上电复位电路;为了提高串行通信波特率的准确度,时钟电路采用11.0592MHz石英晶体与瓷片电容C8和C9组成时钟振荡电路;JP1为WIFI模块接口,JP2为触摸屏就扣,都与单片机UART接口直接相连,JP3为程序下载接口,支持ISP在线下载,JP4为扩展接口,与扩展接口相连。
3.2继电器控制模块
I/O拓展采用串入并出的一般数字芯片,输出的5951_A和B信号经过光电隔离器供大电流负载芯片ULN2803驱动继电器线圈。继电器的常闭触点接入单元电路板的支路中,正常情况下该路接通。当继电器线圈得电时触点断开,单元电路板出现开路故障,方便学生练习。
3.3HMI模块
迪文触摸屏(简要介绍下产品)通过RS-232串口接口和单片机连接,将3管脚和4管脚接到ATmega128L的串口1上,如图3所示。当用户点击触摸屏时,触摸屏将触碰信息通过串行接口发送给单片机。
3.4模块电路
晶体管电子时间继电器电路主要由整流电路、滤波及稳压电路、指示电路和延时触发电路组成,如图5所示。教师通过客户端软件电路图5进行设置故障以及监控学员训练情况。客户端点击对应的“星”号可以完成设故,然后选择训练模式,软件后台会自动同步触摸屏与客户端数据,以保持数据的同步。在电路故障点连接继电器的触点采用台阶插孔代替了永久焊盘(图中黑点部分);所有继电器结构部分如下图中文字(电磁继电器),一个线圈驱动一个常闭点,没有插接的时候电路是断开的,其他所有“星”号的结构和此相同,当需要了解排查的状况时,只需要点击客户端或者触摸屏,控制器就会回传数据到客户端和触摸屏,完成统一考评和单个考评。
4系统软件设计
4.1触摸屏设计
故障检修装置的触摸屏的画面结构如图6所示,包括用户登陆、训练模式选择和帮助模式三级页面。屏幕用户信息发送给单片机,经WIFI网络发送到上位机中。当用户信息输入完成后,系统进入选择模式的画面,共有固定训练、随机训练和考核三种模式。
4.2程序流程设计
系统启动开始上电复位,对各个模块进行初始化设置。控制器向串口发送握手数据帧,确定触摸屏和WIFI连接正常,进入等待指令状态。当指令到达时,进行指令校验,校验正确系统将进行判别指令类型。针对不同的指令类型,系统可以进行设置故障、和故障状态检测;在设置故障环节,将故障信息串行发送到I/0拓展模块74LS595中,经过驱动模块吸合对应的继电器,达到设置故障点的效果;在每一次故障设置或者状态检测完毕后,客户端与触摸屏会进行数据交换,以保证数据同步更新。
4.3系统通讯协仪
由于被控对象的唯一性与主控端的多样性。系统拟定了用于排故障系统的通讯协议,所有协议的数据校验格式:以两个字节的帧开头、以CRC校验的方式结尾、记录数据长度、数据类型和主机编号等。CRC校验作为一种经典的数据校验格式。为大多数系统通讯协议所采纳,这也就意味着可以更好的兼容其他通信格式。为以后更好的二次开发提供了有理条件。
5结束语
继电器实训总结篇3
0引言
物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分,《物联网“十二五”发展规划》[1]圈定了10大领域重点示范工程,智能农业便是其中之一。据工信部统计,智能农业在其领域五年内需要的人才约为1000万。从产业需求看,物联网人才[2]总体可分为研究型人才和工程应用型人才两类。
研究型人才主要为研究生层次或研究型高校所培养的毕业生,是各类“研究型企业”或“高新企业”的研发部、研究院所急需的人才。在高等院校和科研院所物联网研究型人才培养方面,偏重于研究型和创新型,具有跨学科复合型特点。工程应用型人才主要为各类高职学校或信息类本科学院毕业生,以从事物联网系统设计、产品开发、物联网项目实施等为主,以系统设计、产品开发、工程项目策划与实施为主的企业,更应注重工程应用技术能力的培养,加强工程实践的实际训练,突出技术应用能力、培养创新能力。
随着近几年大量物联网应用系统开发完成,开始转向系统的实施与维护过程,物联网应用型人才的占比已赶上甚至超过了研发型人才需求。巨大的市场潜力,广阔的行业发展前景,急待提高的人员素质,为职业学校办好此朝阳专业建立信心和决心。很多高职院校抓住此良好环境和契机,建设好该新兴专业,物联网实训室应用平台是保障此专业能较好完成教学效果的前提和必要条件。
1物联网智慧农业实训室平台的需求分析
1.1实训室建设意义
从教学方面来说,应培养从事物联网领域的系统设计、系统分析与系统开发的高技能人才。培养合理的知识结构,具备扎实的物联网理论与实践知识,并具备在物联网领域跟踪新知识、新技术的能力及较强的物联网应用能力。通过理论课程的教学并结合实训室的实验,让学生、学员亲自动手,接触各种实训室设备。最终实现能让学生独立构架各种物联网应用系统的目的。通过理论与实践相结合,感知体验与动手结合、方案设计与实际验证结合来提高动手能力,积累实践经验,进一步提高学生水平。
从科研方面[3]来说,物联网技术是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮,是一个全新的技术领域,包含RFID射频技术、有线传感技术、无线传感技术、数据交换与网络异构、终端管理等关键技术。实训室物联网设备通过射频识别等设备与互联网连接,实现智能化识别和管理,通过建设物联网实训室为教师提供物联网应用研究的科研平台,通过实训室设备促进教师与科研人员进行更好的科研研究。
1.2实训室的建设特点
物联网实训室设计以技术全面化、业务典型化、应用教学化三个方面为指导思想进行建设。
1.2.1技术全面化
主要解决技术知识层面的问题,实训室引入物联网龙头企业工业化产品体系,融合产业发展趋势,设计模式吻合教学实训体系。实训室不仅可以全面支持物联网培训认证所要求掌握的技术,还全面涵盖了物联网专业的基础课和专业课[4],如物联网概论、信号与系统、计算机网络、现代通信网、传感器原理、嵌入式系统设计、无线通信原理、无线传感器网络、近距无线传输技术、二维条码技术、数据采集与处理、物联网安全技术、物联网组网技术等均可在此完成并创新拓展。
1.2.2业务典型化
主要解决应用和就业层面的问题。众多教育集团公司将多年成功的商业模式及成熟的行业应用如车联网系统、智能家居、智慧农业等转化为典型的业务场景以用于支撑物联网行业应用实训,使学生在实训的同时了解、融入真实的行业产业应用。
1.2.3应用教学化
应用数字化的主要目的在于解决培养和定位问题,通过物联网实训平台、行业应用实验箱、实训墙、行业应用实训场景等多种形态、多种应用的实验实训设备以及物联网技术体验中心实现理论与实践的结合,感知体验与动手的结合、方案设计与实际验证的结合。
1.3实训室的建设目标
通过建立实训室,建设一个教、学、研、培训认证统一的实训平台,集教学、实训、培训认证功能于一体,围绕物联网主题,同时兼顾当前IT流行技术的发展趋势,注重各种技术之间的融合?c灵活应用,既可满足日常教学要求,又注重项目实训及创新试验,各设备之间还可以灵活组合。学员不仅可通过实训室里的相关设备掌握物联培训认证所要求的所有技术,还可以基于各种模块,按照自身需求进行独特设计,融合各种技术进行创新试验及项目实训。建设一个完整的物联网实训室,进行各种无线传感器网络、智能视频技术等教学实验,模拟典型智慧校园、智能追溯等实际应用。通过实训培养物联网方面的高技能技术人才。学生、学员可就业于与物联网相关的企业,从事与物联网相关的工作。
物联网专业实训室的建设,应在物联网的识别、感知、通讯传输、组网技术以及数据分析方面,衍生至物联网整个产业链,以专业建设、人才培养、物联网核心课程教学、提高学生实训水平为目标,建立一个完整的、基础的实训架构体系。实训室的建设需满足以下基本要求:
(1)满足农业院校物联网专业的人才培养规范和教学基本要求;
(2)能够支撑学校相关专业课程教学;
(3)能够支撑学校物联网教学实训,实现物联网各知识点的实训;
(4)能够满足物联网产业综合创新的实训,如智慧城市、智能家居等。
2智慧农业实训室应用平台
典型物联网应用实训平台[5](智慧农业套件)以选取具有典型意义的物联网智慧农业设备为基础,结合可灵活部署的移动实训台。学生可通过应用平台实训产品的训练进一步了解各种农业物联网技术典型应用,进行模拟训练;从实训产品中学习传感器、WSN及嵌入式知识。通过丰富多彩的智慧农业物联网实验案例及体验,激发学生的想象力,充分调动学生的积极性,并提供多样化的集知识性和趣味性于一体的超强用户体验。让学生可以在实训室中看到农业物联网行业的现状,培养学生的动手设计能力,帮助他们成为具有特色能力的专业技术人才。
2.1实训室平面图
物联网智慧农业实训室平面设计图如图1所示。具体位置可按实地重新规划,根据教室实地情况,使用20+1套典型物联网应用实训平台进行教学,可以满足对20~40学生进行教学。此外,结合农业院校特色,新建一个农产品温室大棚,充分体现了智慧农业套件由浅入深,由理论到实践的循序渐进过程,丰富实训课程设计,并将其应用于实践生活中。
2.2系统结构
物联网智慧农业实训平台属于移动实训系列产品,主要由物联网网关、工控平板、数/模采集器等11个物联网典型部件构成。其中移动实训台、物联网网关、安卓工控平板是核心部件,采集器使用四输入模拟采集器和数字量采集器,有继电器I和继电器II,传感器包括光照传感器、温湿度传感器、人体红外开关,通过风扇I和风扇II完成。
2.3平台实现流程
智慧农业套件实训平台通过网关连接到公共网云平台,构成了基于感知层基础的物联网云平台。具体数据流转流程[6]如下所示:
(1)通过四模输入量采集器采集光照、温湿度传感器数据,通过ADAM-4150采集人体红外传感器数据;
(2)模拟输入量采集器通过ZigBee传输协议将数据传到网关,ADAM-4150通过串口将数据传至网关;
(3)网关通过TCP/IP协议将数据传输至云平台或者工控平板进行数据逻辑处理;
(4)云平台或工控平板形成控制指令,并通过TCP/IP协议传给网关;
(5)网关通过串口将指令传给ADAM-4150;
(6)ADAM-4150给继电器输出指令,控制风扇的开闭。
3核心部件功能介绍
3.1网关功能介绍
物联网网关作为系统设备域的重要部件[7],集成物联网核心采集器、控制器,通过ZigBee协议、Modbus协议等采集、解析数据,具有透传、控制命令下发等功能,可将数据实时显示于网关显示屏。网管功能截图如图2所示。具有采集光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器数据的功能并进行显示,还可手动下发指令,打开风扇,将采集的数据传输给工控平板或云平台,同时工控平板或云平台通过网关可下达对继电器的开关指令。基于这些功能,农业套件平台网关具有以下特点:
(1)LCD显示功能,可同时显示6路传感器数据;
(2)本地声光报警功能,具备超温、断电报警功能;
(3)通过WiFi/GPRS/以太网传输可将温湿度数据实时传送至后台;
(4)内置后备电池,断电后可继续工作2小时;
(5)支持断线储存功能,最大支持5000条记录。
3.2工控平板功能介绍
工控平板是智慧农业套件的数据处理核心,通过对网关传输数据的逻辑处理,可自动下发控制指令。对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行逻辑处理,自动生成控制指令;对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据案例进行开发并展示;对网关下达继电器开关指令,或通过串口对ADAM-4150下达控制指令。基于这些功能,工控平板具有以下特点:
(1)支持通过网关连接和通过串口与采集器直接连接两种数据采集方式;
(2)显示内容丰富,界面友好;
(3)多通道数据传输,支持WiFi、串口、RJ45等多种数据传输方式;
(4)可旋转支架。
3.3云平?_功能介绍
物联网云服务平台[8]以云计算架构实现系统的云平台管理,包含用户管理、数据存储、逻辑处理,设备管理、配置,资源管理、配置等功能,如图3所示。支持多个网关、传感器、执行器等物联网设备动态接入和管理;对光照传感器、温湿度传感器、人体红外传感器的数据进行存储;可远程手动或自动下达控制指令;BS架构可实现远程管理、监控;提供了丰富灵活的API接口,可通过API接口获取数据,组建具有逻辑功能的各种应用场景。
继电器实训总结篇4
建筑给排水电机控制技术课程定位于消防自动化与建筑设备自动化两门课程中没有讲述或展开的电机控制技术,主要教学内容为自动喷淋灭火系统与恒压供水系统中的电机控制技术。以常规继电器控制系统为基础,结合PLC与变频技术,阐述自动控制原理与方法。课程从常规继电器控制系统入手,理解三相电机、常用低压电器工作原理与组成,掌握点动、连续、正反转、顺序电路工作原理及特点。掌握电气原理图、设备材料表、设备布置图、电气接线图的绘制方法。可编程序控制器部分在掌握工作原理与组成的基础上,重点在输入输出接口。了解指令与编程方法,掌握程序录入技能。变频器部分在理解工作原理与作用的基础上,重点掌握典型安装方法。PID调节系统只要求了解闭环控制系统构成与原理、理解PID参数的作用。自动喷淋灭火系统电机控制原理相对简单,学生容易掌握,重点在现场施工与验收规范。给水恒压自动控制系统比较复杂、技术含量高,从手/自动切换原理入手,理解可编程序控制器I/O点分配表,掌握控制柜安装与接线技能,重点为现场施工与系统调试。
2教学方法探究
2.1开发校本教材
目前,适合中职学生使用的关于自动喷淋灭火系统与恒压供水系统电气控制技术的教材还很难找到,所以要立足于校本教材的开发。校本教材根据学校自身优势及已有的相关设备编写,所以可操作性强。笔者在2011年完成第一届建筑设备安装与调控(给排水)竞赛辅导后,将集训时所用的资料及讲义等加以整理与组织,编写了相应的校本教材。此教材不仅适用于常规教学,而且在技能竞赛辅导中发挥了重要作用。校本教材的编写要做到轻理论重技能,同时要注重课后作业量,并增加建筑电气设计与验收规范的内容。
2.2充分利用已有设施
要掌握技能就要开展实践教学,如何解决实训工位是每位中职教师必须思考与解决的问题。近几年,职业教育得到了高度重视,相应的实训设施与设备有了明显的改善。如何充分利用已有设施为本课程服务是每位教师在实践教学中必须面对的基本功。课程实训中的工位问题,常规继电器控制部分,可以完全利用已有电工设备。点动、连续运行、正反转、顺序电路等可以全部在已经建立的电工实训室中进行,只是侧重点有所不同。建筑设备安装与调控实训装置数量有限,并不是每次实训操作都要在该大型设备上进行。给排水控制电气柜安装与接线可以在电工实训室的电工木板上完成,便于管理而且安全。PLC程序录入与编辑在机房开展,可以做到每人一台电脑,可编程序控制器接口与调试可以利用PLC实训室。
2.3做中学、学中做
实践教学是目前中职教学的重中之中,脱离了实践,中职教学将变得空洞虚无。做中学与学中做是每所中职学校追求的目标,目前通常采用任务驱动、项目教学的方法。在设计课程实训时,先将所有教学分成若干个主项目,具体为:常规继电器控制、自动喷淋灭火系统、PLC、恒压给水四个主项目。每个主项目可分解成几个子项目来完成,如:恒压给水主项目由手动控制与自动控制组成。然后,细化每个子项目的任务,制定出具体的操作步骤,包括材料规格、施工方法、使用的工具、验收合格标准等一系列要求。情景的设立是非常重要的一步,主要有现场参观、实物演示与图画展示等形式。通过情景的设置,首先让学生搞清楚要做什么,再组织学生讨论如何完成任务。项目设计需符合学生的认知规律并按先易后难的原则组织实施。在项目开始前,教师需要在理论上进行适当的讲解,同时对该项目中用到的技能提前进行练习。项目普遍以小组的形式来完成,项目完成后先进行小组自评,评价方案由实现的功能与建筑电气规范两部分组成。也可以进行小组间的互评,小组间的对比可以让学生取长补短。教师必须及时记录实施过程中出现的问题,从理论与技能两方面加以分析,在项目进行中或结束后与学生共同讨论。通过项目教学法的有效实施,真正实现了学生在做中学、学中做,教师在做中教的新型教学模式。
3结束语
继电器实训总结篇5
【关键词】电力拖动;一体化教学;社会生产实践;基本技能技巧
《电力拖动控制线路与技能训练》是中等职业学校电工电子专业的一门重要专业课。它的应用性和实践性很强,但是,传统的教学模式是将这门课分为理论和实践两部分来教学。学生先进行电力拖动理论部分的学习,然后由实习教师带着进行操作的技能训练。这样的学习方法很容易使理论和技能训练相脱节,要么理论知识滞后于实践操作,要么理论知识太超前与操作技能,最终会造成学生不能全面、系统地掌握线路的工作原理,只能照葫芦画瓢配盘接线,根本不懂电路的工作过程,甚至不认识电路元器件,更做不到触类旁通。近几年提倡的“一体化”的教学模式,其核心是理论教学与实践教学相结合,也就是学完理论知识,接着动手训练,坚持理论指导实践,实践深化理论,坚持以能力为主,重视实践能力及综合能力的培养。
在职业技术教育中,培养适应社会需求的技能型人才是专业教师面前的重要课题。理实一体化的教学方法是行之有效的教学方法。因此,作为新时代职业教育的教师,我们更应该与时俱进,用更科学的手段,高效圆满地完成教学任务。结合本人这几年《电力拖动控制线路与技能训练》的一体化教学经历,谈一谈其一体化的教学过程。
《电力拖动控制线路与技能训练》是以研究电力拖动控制线路的基本工作原理及其在生产机械上的应用为主。讲述了电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修,常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修,以及变频调速系统等内容,一体化教学的具体过程是这样的。
一、理论上掌握线路的工作原理,同时认清线路上的电器元件
读懂线路原理图是最基础的要求,是实践操作的窍门砖。因为图纸是工程技术的语言,所有电气原理都是通过规定的图形符号按照工作的先后过程连接而成的。只有掌握了这一技术语言,才能了解工作的内容及要求,所以学生必须先从识图的基本工做起,从读懂原理图到绘出接线图。对读电气原理图,电气接线图一定要找规律,寻窍门。一般情况是这样的:电气原理图分主电路和控制电路,主电路接电动机,控制电路由各类低压电器元件组成,控制主电路,电源都接在三相电源上。主电路较简单,主要是控制电路。如快速读懂电路需掌握一些规律:一是认清线路中每个图形符号是什么元件,处于何种状态具有什么功能;二是区别按钮和手动电器的动作顺序谁先谁后;三是确定各种继电器如接触器、电压和电流继电器等线圈的得电顺序;四是弄清楚各个继电器触头动作的先后顺序;五是复合按钮或继电器,在动作时常闭触头先分断,常开触头后闭合的规律,如有若干个触头同事被通断时,观察它们控制哪些电路,引起哪些反应,为哪条电路准备创造了条件;七是怎么能从工作原理图过渡到实物接线图,为动手接线打好基础,这一步是理论到实践的关键,尤为重要。
二、独立绘制实物接线图,正确配置电气控制线路,掌握基本技能技巧
做好这一步很关键,是理论实践一体化的重要体现。它完成了从图形符号到实际电路的过渡,也就是实践技能训练的过渡。这里的学习顺序是按照由浅入深,由较简单的电路到较复杂的电路。如先是手动、点动到自动,再到安全自动。可以让学生掌握控制路线的三种关系。一是通断关系,一个控制电器,通电即吸合,断电即释放,如点动线路;二是先后关系,即动作的先与后,如正反转控制线路;三是条件关系,如自锁、联锁。通过认识三种关系,真正了解控制线路图中每元件的作用以及不同的连接方式所反映出来的不同的动作过程,从而能从根本上学会每一种控制原理,做到触类旁通。根据电路所要求的各种功能去读懂或设计出相应的电气控制线路,真正掌握电气控制线路的精髓所在。
为了使学生在掌握了按正确安装线路的基础上,逐渐对线路故障的产生有直观的了解和感性认识,为下一步处理线路故障打下基础。要在配置线路阶段提出电路中的一些元件不能工作时,电路可能出现了不正常的状况,即所谓的故障。比如在安装按钮双重联锁控制线路中,利用接触器常闭触头,按钮常闭触头分别动作,使正转控制线路工作时,反转控制线路绝对不能工作的相互制约的性能,以及对线路所起的双重锁联的保护作用,然后让学生自己分析如果线路失去了联锁作用将产生何种故障,接着用万用表测出实际出现的电路故障情况。
三、结合生产实际,综合分析各种电气控制线路
这一阶段的学习是基础技能与社会生产实践的有机结合。在前面学习的基础上,带领学生到车间参观一些机床的电气控制线路,让学生用眼看实际的电路,用手亲自把线路拆掉,最后独立再把线路接好。这一过程的训练并非是学生轻而易举能完成的。在做的过程中会出现很多疑点,有的可能是前边的学习中没见到的,但鼓励学生不要怕,告诉他们任何机床工作都不是只有主车电动机在工作,同时,辅助的电动机同时也在工作。下面以CA6140车床为例来说一说。
主电路分析。将钥匙开关SB向右旋转,再合上断路器。QF将机电源接入,主轴电动机M1接接触器器,KM控制,继电器FR作过载保护,熔断器FU短路保护。冷却泵电动机M2由中间继电器KA控制,热继电器FR2工作过载保护,刀架快速移动电动机由中间继电器采用点动控制。
控制电路分析。主轴电动机M1的控制,按下SB2,KM线圈得电,KM辅助触头自锁闭合,主触头闭合。KM常开辅助闭合为KA,得电准备主轴电动机M1,启动运转,冷却泵电机M2只有在主轴电机M1启动后,即KM常开触头闭合后,合上按钮开关SB4才能工作;M1停止,M2自动停止。刀架快速移动电动机M3的控制,由SB3通过控制中间继电器KA2组成点动电路,故而不需要过载保护。
总之,如主轴要求按下启动按钮SB2即可运行并要自锁,直到按下蘑菇型停止按钮SB1,后才停机;冷却泵电动机只有在主轴电动机启动后才有可能启动,而当主轴电动机停止时,冷却泵电动机将自动停止,刀架移动电动机要求由按钮SB3点动控制。
参观完后,根据这些要求,分别让学生设计出主轴电动机,冷却泵电动机,刀架移动电动的控制线路图。最后将这些单个的控制线路组合起来,构成CA6140机床的电气控制线路图。
综上所述,采用理实一体化的教学模式,能让学生很快的由理论的抽象转化成实践操作的具体化,整个过程中学生成为了学习的主体,大大地提高了学生的学习兴趣和解决问题的能力,再结合工作中的机床实际工作电路,扩大了同学们的视野,做到了学校学到的知识和工厂的实际工作应用的很好对接,毕业后很快地适应工作岗位的要求,还能帮助学生形成自学和思考的良好习惯。
参考文献
继电器实训总结篇6
关键词:继电保护;连环性;隐蔽性
继电保护是一门综合性的学科,它集数学、电子、电力、通讯等于一体,同时也是一门实践性很强的技术,继电保护问题既需要科学的理论,也需要处理工程问题的技巧。本人立足实践,从事继电保护10多年,发现了许多问题,积累了一些经验,现和大家一起探讨。
1案例一
某110kv变电站110kv194断路器在热备用状态下重合。
1.1事故经过
×年×月×日,天气阴雨连绵,某110kv变电站110kv194断路器在热备用状态下重合,保护装置重合闸灯点亮,重合闸压板在合位,六氟化硫断路器储能电机在不停的打压。根据故障现象,首先排除断路器机构偷合的可能性,应该从保护的动作逻辑去考虑问题。
1.2原因分析
(1)重合闸压板打在投的位置,给开关重合闸提供了可能。运行规程规定热备用的断路器是不允许投重合闸的,运行部门管理不善。忘记退掉了。
(2)保护装置重合闸逻辑存在缺陷,没有采用“不对应”原理,采用的是只监视twj状态,即twj断开充电。正确的做法是采用合后继电器的动合触点与twj的动合触点串联。其实在上述原理下,若先给保护装置电源,后给断路器控制电源,重合闸同样会出口。
(3)直接原因为六氟化硫断路器储能限位开关靠近背档板,雨水渗了进去,致使接点接触不良,断路器发生控制回路断线,twj由合变分,保护装置充电,在经过一段时间,控制回路恢复正常,twj由分变合,断路器发生重合。
(4)储能限位开关接点接触不良,此时拌由储能电机打压应由过流过时继电器闭锁控制回路,经检查继电器损坏。
1.3经验教训
从这个案例分析原因中可以看出,如果雨水进不到断路器机构内,断路器储能限位开关接点就不会接触不良,即使接点接触不良,若此接点和合后继电器的动合触点串联,重合闸就不会出口,或者过流过时继电器动作重合闸也不会出口。即使重合闸出口,若运行人员不投保护重合闸压板,断路器也不会合闸,所以它们之间存在着连环性。隐蔽性则体现在:其一,保护和断路器厂家设计上的缺陷,保护人员不容易发现,其二,保护人员对保护装置校验的很多,却忽略了对开关机构内继电器定值的校验。所以作为一名继电保护工作者,我们平时应该把工作中的每一个环节都做好,不留死角。对机构内的过流过时继电器做好校验工作,还有防跳和非全相继电器。保护和开关厂家在设计方面多加考虑,避免类似的情况发生。加强运行人员的责任心,加强运行人员理论水平的提高。
2案例二
某110kv变电站全站失电。
2.1事故经过
本站110kv两趟进线,桥接线,主变高压侧开关和进线共用开关。某日保护人员在主变保护屏后测试110kvi母电压。发生110kvi母pt失压,备自投动作,主供跳开,备供未合,全站失电。
2.2原因分析
(1)二次电压线a630凤凰端子排扣反。不动时与下面端子排b630还有一定间隙,此时电压正常,当测试a630时,由于表笔线对a630凤凰端子排的压力及晃动和b630发生短路,二次空气开关跳闸,110kvi母pt失压。首先排除了万用表没有问题,对端子排仔细检查发现扣反。
(2)有流闭锁定值设置过大,此时负荷较轻,备自投没有被闭锁住。
(3)跳主供开关的线接在手跳回路中,手跳把备自投给闭锁掉了,致使备供没有合上,全站失电。
2.3经验教训
从这个案例分析原因中可以看出,如果凤凰端子排没有扣反,pt就不会失压,即使pt失压,还有电流把关,备自投也不会动作,即使备自投动作,被供开关合上,全站也不会失电,可见它们存在着连环性。隐蔽性则体现在:其一,端子排扣反,平时肉眼是看不出来的,其二,定值是定值管理人员下发的,他们不下现场,现场实际负荷电流的大小只有保护人员才知道。所以作为一名继电保护工作者平时应加强对基建验收的把关,根据继电保护二次回路验收规范。用摇表对二次回路的绝缘测试合格。定值管理人员应加强对定值审核力度,定值大小要结合现场实际负荷情况下发。现场继电保护人员应该对保护进行整组传动,对二次回路的原理有比较深入的了解,坚决消除“重装置,轻回路”的错误思想。
3案例三
某220kv变电站220kv东母线失灵保护动作。
3.1事故经过
×年×月×日,某220kv变电站220kv出线243双套纵联保护b相动作,b相断路器跳闸,重合闸动作于永久性故障,243断路器三相跳闸。由于b相故障电流依然存在,220kv母差失灵保护动作跟跳243断路器,随后跳开母联200断路器,最后跳开东母所有出线间隔,造成220kv东母失电。
3.2原因分析
(1)本间隔防跳采用的是机构内防跳,即电压型防跳,防跳的关键在于辅助开关常开接点转换时的时间要大于防跳继电器的动作时间,以保证防跳继电器有足够的时间吸合。但实际辅助开关常开接点转换时的时间30ms小于防跳继电器的动作时间为50ms。
(2)其中有一套保护系统重合闸时脉宽为120ms,大于断路器合闸时间和断路器合分操作时辅助开关转换时间之和,在断路器第二次分闸后依然存在合闸脉冲信号。由于防跳继电器的动作时间大于辅助开关合分转换时间,防跳继电器带电时间过短不能有效吸合,导致防跳回路不起作用不能切除合闸信号,断路器再次合闸。
(3)此断路器液压机构的合闸闭锁值设置过低,使得断路器分一合一分后又合了1次,此时分闸油压闭锁启动,导致需重新补压非全相动作进行分闸,实际上非全相动作之前故障已被母线失灵保护切除。开关保持在断位。增加了保护人员判断故障的难度。
3.3经验教训
从这个案例分析原因中可以看出,如果重合闸脉宽合适,断路器不会二次重合,即使二次重合脉冲存在,防跳回路也不会让断路器二次重合,即使防跳回路没有闭锁住,断路器如果只能进行一个合一分一合的操作循环,闭锁分合闸操作回路,断路器也不会二次重合。隐蔽性则体现在断路器机构内分立元件之间的配合以及和保护装置的配合,需要临时接人便携式录波器才能够监测到。所以作为一名继电保护工作者应督促断路器厂家提高二次回路分立配合元件的质量、选型和技术水平,满足微机保护动作速度快的要求。应该加强对新投运六氟化硫设备机构内二次回路的现场全面验收管理工作。
综上所述,几个案例之间虽然它们动作情况不同,但是它们有一个共性,就是动作的连环性和隐蔽性。若是继电保护把住其中任何一个环节的话,就不会不正确动作。每次继电保护不正确动作,都带来很大的隐蔽性,需要继电保护工作者投人很大的精力和时间去查找,期间还需要他们具备丰富的理论知识和平时不断积累的经验。