ZN-800D型 高性能电工电子电拖及自动化技术实训与考核装置

一、概述：
    ZN-800D型 高性能电工电子电拖及自动化技术实训与考核装置是吸取国内外同类产品合理的实训方法，先进、科学的实训手段并加以消化、整合、提高而研制的针对高等院校、职业技术教育而开发的综合性实训考核装置。其适用各类职业院校、中专、技校电工、电子、电拖、机电一体化、自动化等专业的教学和从事相关专业的技术人员实训考核。装置有机地融合了电工、电子、电力拖动、PLC、变频器等实训内容，配备多块可自由组合的实训挂箱，实现了教学资源共享，一机多用；创造性地把教学管理、教材、教案、实训、认证、考核融于一体，大大节省实训用房、减少管理人员，经济效益显著，ZN-800D型 高性能电工电子电拖及自动化技术实训与考核装置是高等院校、中专、技术、职业学校及各类培训鉴定机构新建、改建实训室的理想实训设备。

二、特点
1、安全性能高：实训屏上380V交流输出处设有单片机全程监控的一套过流保护装置，相间、线间直接短路或过载，电流超过设定值，系统即告警并切断总电源，确保设备安全。配备漏电保护装置，通过启动停止按钮控制实训台工作电源。
2、测量仪表精度高，采用数字化、智能化模式，符合现代测量发展方向。
3、综合性强：使电工、电子、电力拖动、PLC、变频调速多门学科有机组合在一个实训台上，能按工厂现场操作规程进行小型工程设计实训。
4、实训的深度和广度根据需要可作灵活的调整，装置采用挂箱式结构，更换便捷，并可自由组合，满足不同的实训要求，添加部件即可扩展功能或开发新的实训项目。
5、实训台结构合理、性能优越、配套完整，根据弱电和强电配置不同的实训连接线及相应的插座，使用安全、可靠。
三、技术性能：
1、工作电源：三相四线（或三相五线）～380V±5% 50Hz
2、温度：-10℃～+40℃，相对湿度＜85%（25℃）
3、装置容量：＜1.5KVA
4、重量：220Kg
5、外形尺寸：1600mm×700mm×1500mm
四、实训装置基本配置及功能
本实训台主要由实训屏、实训挂箱、实训桌等到组成。
（一）实训屏
 实训屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝合金面板，为实训挂箱提供交流电源、直流稳压电源、恒流源、函数信号发生器（包括频率计）、测试仪表及实训器件等，具体功能如下：
1、控制及交流电源部分
（1）提供三相固定380V交流电源，相间、线间直接短路或过载由单片机全程自动监控自动保护。电流型电压型漏电开关开启后由启动和停止按钮控制实训台工作电源。具有告警和复位功能。
（2）提供单相0～250V/2A连续可调交流电源一路（配备一台0.5KVA单相调压器）。同时经整流环节可得一组0-240V连续可调直流电源，有表指示输出电压值。
（3）提供～220V插座2只，为外部设备提供工作电源。
（4）配备实训用250V/30W日光灯管及支架一套。用于日光灯电路连接等实训。
2、直流电源部分
（1）双路恒流稳压电源，二路输出电压均为0-30V，内置式继电器自动换档。多圈电位器连续调节，使用方便。输出*大电流为1.5A，具有预设式限流保护功能，输出有0.5级数字电流表、电压表指示，电压稳定度10-2，负载稳定度10-2，纹波电压5mv。
（2）低压直流稳压电源：+5V，+24V、±12V，具有短路保护功能。
（3）恒流源：一路0-500mA连续可调恒流源，分2mA、20mA、500mA三档，配有数字式直流毫安表指示输出电流,具有输出开路、短路保护功能。
3、函数信号发生器：
3.1波形：正弦波、三角波、方波、脉冲波、锯齿波、TTL方波。
3.2频率范围：由0.1Hz到2MHz，分七个频率档级。
3.3正弦波失真度；10-30Hz<3%　30Hz-100KHz≤1%
3.4方波响应:前沿/后沿≤100nS（开路）
3.5*大输出幅度(开路)：f＜1MH幅度≤15VP-P；1M＜f≤2MHz≤11Vp-p
3.6直流偏置(开路)：±l0V
3.7输出阻抗Z：ZO=50Ω±5Ω
3.8占空比：脉冲与锯齿波上升、下降沿可连续变化，范围10%～90％。
3.9压控振荡(VCF)：加外加直流电压0±5V变化时，对应的频率变化大于l00:1。
3.10输出衰减：20dB　40dB　60dB
4、频率计数器：
4.1测频范围：lHz～l00MHz，六位数显。
4.2闸门时间：0.01S、0.1S、1S、10S
4.3输入阻抗(AC耦合)：电阻分量约500KΩ，并联电容约100P。
5、智能型真有效值交流数字电压表
交流数字电压表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。测量范围：0-500V，频率范围：10Hz-20Hz。档位自动调节。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。
6、智能型真有效值交流数字电流表
交流数字电流表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。测量范围：0-5A，频率范围：10Hz-20Hz。测量精度为0.5级。具有数有数据存储与查询功能。
7、直流数显电压表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-300V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示等功能。
8、直流数显毫安表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-2000mA。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示等功能。
9、智能型功率、功率因数表
由24位专用DSP、16位高精度A/D转换器和高 MPU单元设计构成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为0.1级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和5A，能自动判别负载性质（感性显示"L"，容性显示"C"，纯电阻不显示），并可存储测量数据，供随时查阅。
10、真有效值交流数字毫伏表
能够对各种复杂波形的有效值进行精确测量，电压测试范围1mV～450V（有效值），测试基本精度达到±1%，自动换档，三位半数字显示，每档均有超量程告警、指示功能。频率测试范围10Hz～600KHz，输入阻抗1MΩ，输入电容≤30pF。
（二）实训挂箱
1、DGJ-10 电路基础实训（一）
完成叠加原理、基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理、互易定理、欧姆定律等实训；提供电阻、电感、电容，完成R、L、C串联谐振、一阶、二阶动态电路的研究、电压源与电流源的等效变换、负载获得*大功率的条件、电阻的串、并联等实训。
2、DGJ-11 电路基础实训（二）
提供灯泡、稳压管、电位器、电阻箱等，完成已知和未知电路元件伏安特性的测绘、电容的充放电等实训。
3、DGJ-12 交流电路实训（一）
提供电阻、电感、高压电容（0.47uF/500V、1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V），完成日光灯功率因数提高实训、RLC串联交流电路实训、RLC并联交流电路实训以及电感、电容元件在直流电路和交流电路中的特性实训。
4、DGJ-14 电路基础实训（三）
仪表量程扩展实训（电流表、电压表量程的扩展）。
5、DGJ-15 电工综合技能实训（一）
电流表、电压表和欧姆表的设计。
6、DGJ -16 电工综合技能实训（二）
运算放大器的应用实训、报警保护电路的设计及其应用实训、互感器的应用实训、整流滤波电路的设计及应用实训、过流保护的设计及其应用实训。
7、DGJ-17 铁芯变压器、互感/电度表实训
铁芯变压器一只（50VA、36V/220V），原、副边均设有保险丝及电流插座，方便测试并能可靠保护防止变压器损坏；互感线圈一组，两个空心线圈L1、L2装在滑动架上，可调节两个线圈间的距离，并可将小线圈放到大线圈内，配有大、小铁棒各一根，灯泡负载九个只，电度表一只，规格为220V、3/6A，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上，实训方便。
8、DZJ-20 电子技术实训（一）
提供低压交流电源（0V、6V、10V、14V抽头各一路及中心抽头17V两路）、三极管、二极管、稳压块、电阻、单结晶体管、蜂鸣器等。实训箱还配有单管/负反馈两极放大器、射极跟随器、RC串联选频网络振荡器、差动放大器及低频OTL功率放大器共五块固定线路实训板。可采用固定线路或分立元件灵活组合进行实训。
9、DZJ-21 电子技术实训（二）
提供四位十进制译码显示器、8位逻辑电平开关、8位电平指示器、三态逻辑笔、脉冲信号源（正、负输出单次脉冲和频率为0.5Hz～300KHz连续可调的计数脉冲源各一路），设有一些高可靠圆脚集成电路插座（9P、14P、16P、28P、40P若干只）。实训箱还配有单管/负反馈两级放大器、射极跟随器、RC串联选频网络振荡器、差动放大器及低频OTL功率放大器共五块固定线路实训板。可采用固定线路或分立元件灵活组合进行实训。
10、ZSB-04 继电接触控制（一）
熔断器5只、按钮1只、变压器1只（380V/36+6.3）、转换开关1只、信号灯3只、整流电路1只、能耗制动电阻（510Ω/50W）3只、交流接触器1只、热继电器1只。
11、ZSB-05 继电接触控制（二）

交流接触器3只、通电延时时间继电器1只、热继电器1只、控制按钮3只。
12、ZSB-06 继电接触控制（三）
行程开关4只、倒顺开关1只、热继电器1只。
13、PLC主机挂箱
配三菱FX1N-40mR主机，集成数字量I/O（24路数字量输入，16路数字量输出），RS-422通讯口，SC-09通讯编程电缆及转接输入输出口、开关等。随机配置仿真教学软件及工控组态软件。

14、PLC实训演示挂箱

序号	编号	控制对象实训模块	实训教学目标
1	SX1	抢答器/音乐喷泉	通过对抢答系统中各组人员抢答时序的监视和控制，掌握条件判断控制指令的编写方法；通过对音乐喷泉控制系统中“水流”及音乐的循环控制，掌握循环指令的编写方法。
2	SX2	装配流水线/十字路口交通灯	通过对“生产流水线”顺序加工过程及十字路口交通灯路况信号控制，掌握顺序控制指令的编写方法。
3	SX3	水塔水位/天塔之光	通过对“水塔水位”和“储水池水位”变化过程的判断，了解简单逻辑控制指令的编写方法。通过对天塔之光闪亮过程的移位控制，掌握移位寄存器指令的编写方法。
4	SX4	自动送料装车/四节传送带	通过对传送带启停、传送状态的控制和对货物在自动送料装车系统中流向、流量的控制，掌握较复杂逻辑控制指令的编写方法。
5	SX5	多种液体混合装置	通过对“液体混合装置”中不同液体比例及液体混合时搅拌时间的控制，掌握条件判断指令及各种不同类型的定时器指令的编写方法。
6	SX6	自动售货机	通过对用户投币数目的识别和自动售货机中各种“货物”的进出控制，掌握各种计数器指令及比较输出指令的编写方法。
7	SX7	自控轧钢机/邮件分拣机	通过对自控轧钢机和邮件分拣机材料（“钢锭“邮件”）来料数量、来料类别识别及对各种执行器（例如“电机”）启停时序的控制，掌握数值运算指令及中断指令的编写方法。
8	SX8	机械手控制/自控成型机	通过对机械手停留“位置”及自控成型机各方向“液缸位置”的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较简单逻辑控制程序的编写能力。
9	SX9	加工中心	通过对加工中心中各方向“电机”运行方向及“刀库”进出刀、换刀过程的控制，掌握一个完整工业应用系统中的较复杂逻辑控制的编写能力。
10	SX10	四层电梯	通过对一个完整的四层电梯模型的综合控制，初步掌握PLC控制系统的分析、I/O分配、设计I/O接线图、接线、编程、调试等工作过程的综合知识。
11	SX11	步进电机/直线运动：（实物）步进电机系统由驱动电路、步进电机、刻度盘、指针等组成； 直线运动系统由电机、同步带、光电传感器、导轨、移动块等组成。	通过利用PLC对步进电机及直线运动实物模块的控制，初步了解步进电机方向、拍数的控制及直线运动检测、定位控制。

15、变频器实训挂箱
配置三菱FR-S520变频器，带有RS485通讯接口及BOP操作面板。

16、电机导轨及光码盘测速系统

含光码盘测速系统（配有进口光电编码器）一套，不锈钢导轨1幅，道轨平整度好，无应力变形，同心度好。

17、工控组态软件一套：

打开软件编程环境，任何实训都可以编辑出形象直观动感强、数字效果好的组态棒图，并进行实训动态跟踪教学。

18、PLC仿真实训软件一套：

（1）通过PLASH虚拟环境实时显示PLC的运行状态

（2）可以实现PLC虚拟接线，并对接线进行错误检查

（3）PLC编程训练、PLC程序编写测试等功能

（4）实现PLC运行模拟，对错误程序进行检查

19、三相鼠笼异步电动机（200V Y接）1台

20、三相鼠笼异步电动机（380V Y/△）2台

21、连接线一套

22、尖嘴钳、螺丝刀、剥线钳等工具一套

（三）实训桌

实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，结构坚固，造型美观大方。实训桌下方设有元件储存柜，可以放置实训挂箱，还设有四个带刹车的轮子，便于移动和固定。

三、实训项目

（一）电工基本技能实训

1．本电工仪表的使用与测量误差的计算

2．减小仪表测量误差的方法

3．欧姆定律

4．电阻的串、并、混联电路

5．电阻分压器电路

6．电容的串、并、混联电路

7．电容的充放电电路

8．伏安法测电阻

9．节点电压法

10．回路电压法

11．支路电流法

12．电阻与温度的关系：用伏安法测出灯丝在不同电压下的阻值

13．电压表量程的扩展

14．电流表量程的扩展

15．已知和未知电路元件的伏安特性

16．直流电阻电路故障的检查

17．电路中电位的测量

18．基尔霍夫电压定律

19．基尔霍夫电流定律

20．电压源外特性的测定

21．叠加原理

22．电压源与电流源的等效变换

23．负载获得*大功率的条件

24．戴维南定理

25．诺顿定理

26．互易定理

27．二端口网络

28．双联开关两地控制

29．RLC串联交流电路

30．RLC并联交流电路

31．RLC串联谐振电路

32．电感、电容元件在直流电路和交流电路中的特性

33．正弦稳态下RL、RC串联电路

34．日光灯电路的连接

35．提高功率因数的方法

36．电磁感应现象

37．互感耦合电路

38．互感线圈同名端的判断

39．一阶电路过渡过程的研究

40．二阶电路过渡过程的研究

41．单相变压器

42．变压器参数测定及绕组极性判别

43．交流电路参数的测量

44．三相负载的星形联接

45．三相负载的三角形联接

46．三相交流电路功率的测量

47．功率因数及相序的测量

48．单相电度表的安装及使用

49．三相鼠笼式异步电动机的使用

50．三相异步电动机点动控制

51．三相异步电动机自锁控制

52．三相异步电动机既可点动又自锁控制

53．接触器联锁正反转控制

54．按钮联锁正反转控制

55．接触器和按钮双重联锁正反转控制

模拟电路基本技能实训

56．晶体二极管的判别与检测

57．PN结的单向导电特性

58．晶体三极管的判别与检测

59．单结晶体管特性

60．晶体管共射极单管放大器

61．场效应管放大电路

62．负反馈放大电路

63．差动放大电路

64．射极跟随器

65．场效应管共源极放大电路

66．共集电极放大器

67．共基极放大器

68．两级阻容耦合放大器

69．运算放大器的基本接法

70．集成运放同相比例放大器

71．集成运放反相比例放大器

72．集成运放加法电路

73．集成运放减法电路

74．集成运放积分电路

75．集成运放微分电路

76．电压跟随器

77．电压比较器

78．RC桥式正弦波振荡器

79．方波发生器

80．三角波、发生器

81．文氏电桥正弦波发生器

82．锯齿波发生器

83．过零比较器

84．比较器

85．窗口比较器电路实训

86．集成运放的调零电路

87．电源极性错接的保护电路

88．输入端限幅保护电路

89．输出端限幅保护电路

90．OTL功率放大器

91．RC正弦波振荡器及选频放大器

92．晶闸管可控整流电路

93．单相半波整流、滤波电路

94．单相全波整流、滤波电路

95．单相桥式整流、滤波电路

96．稳压管稳压电路及其稳压原理

97．三端集成固定稳压电源

98．正电源输出可调集成稳压电源

99．串联型晶体管稳压电源电路

数字电路基本技能实训

100．晶体管二极管开关特性

101．晶体管三极管开关特性

102．二极管限幅器

103．三极管限幅器

104．二极管钳位器

105．TTL集成逻辑门

106．集成与门逻辑功能测试

107．集成非门电路逻辑功能测试

108．集成或门电路逻辑功能测试

109．集成与非门逻辑功能测试

110．CMOS门电路的测试

111．TTL电路和CMOS电路的输出特性测试

112．集成逻辑电路的连接与驱动

113．组合逻辑电路

114．半加器

115．全加器

116．译码器

117．译码器逻辑功能测试

118．数据选择器逻辑功能测试

119．四选一数据选择器

120．八选一数据选择器

121．集成触发器逻辑功能测试

122．基本RS触发器

123．JK触发器

124．D触发器

125．CMOS触发器

126．计数、译码和显示

127．计数器及其应用

128．十进制可逆计数器的逻辑功能测试

129．二进制加法计数器

130．十进制加法计数器

131．测试移位寄存器的逻辑功能

132．移位寄存器及其应用

133．脉冲分配器及其应用

134．555时基电路

135．单稳态触发器

136．多谐振荡器

137．施密特触发器

138．D/A转换器

139．A/D转换器

电工综合技能实训

140．运算放大器的设计及其应用

141．受控源的设计

142．电流表、电压表和欧姆表的设计

143．整流滤波电路的设计及应用

144．报警保护电路的设计及其应用

145．过流保护的设计及其应用

电力拖动技能实训

1．闸刀开关正转控制线路

2．接触器点动正转控制线路

3．具有自锁的正转控制线路

4．具有过找保护的正转控制线路

5．倒顺开关控制正反转控制线路

6．接触器联锁的正反转控制线路

7．按钮联锁的正反转控制线路

8．按钮接触器复合联锁控制线路

9．自动往返行程控制线路

10．接触器控制串联电阻降压起动线路

11．时间继电器控制串联电阻降压控制线路

12．手动Y/△降压起动

13．接触器控制Y/△降压起动

14．时间继电器控制Y/△降压起动

15．QX3-13型Y/△自动起动控制线路

16．半波整流能耗制动控制线路

17．全波整流能耗制动控制线路

18．C620车床电气控制线路

19．手动降压起动

20．单相运行反接制动控制线路

21．电动葫芦电气控制线路

22．C6163车床电气控制线路

23．控制电路联锁控制线路

24．主电路联锁控制线路

PLC与变频综合实训

（1）PLC基本技能实训

1.PLC认知实训（软硬件结构、系统组成、基本指令练习、接线、编程下载等）

2.典型电动机控制实操实训（点动、自锁、正反转、星三角换接启动等）

3.PLC仿真实训

（2）PLC模拟控制应用实训

4.数码显示控制

5.抢答器控制（优先级、数值运算，具有声效功能）

6.天塔之光控制（闪烁、发射、流水型）

7.音乐喷泉控制（具有声效功能）

8.十字路口交通灯控制

9.水塔水位控制

10.自动送料装车系统控制

11.四节传送带控制

12.装配流水线控制

13.多种液体混合装置控制

14.自控成型机控制

15全自动洗衣机控制（具有声效功能）

16.电镀生产线控制

17.自控轧钢机控制

18.邮件分拣机控制

19.自动售货机控制

20.机械手控制

21.四层电梯控制（实物）

22.加工中心控制（实物）

（3）PLC实物控制实训

1.直线运动位置识别、运动轨迹控制、定位控制

2.步进电机运动控制

3.直流电机控制

4.温度PID控制（具有声效功能）

（4）PLC高级技能实训（设计、安装、调试及检修）

1.PLC控制的三相异步电动机正反转控制

2.PLC控制的三相异步电动机Y/△启动控制

3.PLC控制的三相异步电动机降压启动控制

4.PLC控制的三相异步电动机能耗制动控制

5.C620车床电气控制线路

6.C6130车床电气控制线路

7.电动葫芦电气控制线路

（5）基于变频器的电机拖动与控制实训

1．变频器功能参数设置与操作

2．变频器报警与保护功能

3．多段速度选择变频调速

4．外部端子点动控制

5．控制电机正反转运动控制

6．控制电机运行时间操作

7．瞬间停电变频器参数设定

8．外部电压变频调速

9．三相异步电动机的变频开环调速

（6）PLC、变频器的电机拖动与控制实训

1. 基于PLC通信方式的多段速选择变频调速

2. 基于PLC通信方式的变频器开环调速

3. 基于PLC通信方式的变频器闭环调速