杨飞 综合实习报告1.docx
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杨飞综合实习报告1
自动化专业实习报告
综合实习
班级自动化09-3
姓名
学号
时间
指导教师
大连海洋大学院信息工程学院
自动化教研室
目录
概论·············································································1
过程控制系统··································································2
单片机控制系统································································6
电机结构认识··································································10
PLC控制系统···································································17
概述
一．综合实习的目的与要求
1．实习目的：
通过实习，使学生获得自动化专业方面工程实际综合知识和技能。
2．实习要求：
学生必须完成实习大纲所规定的全部实践内容，撰写符合要求的实习报告。
二．综合实习的内容与安排
1．实习主要内容：
由教师组织学生选择下列实习内容之一：
1）电机结构认识
本实习目的是使学生通过对电机的拆解和组装，结合所学习的理论知识，对于电机的结构有个全面的认识，做到理论和实际的进一步结合，提高学生的认知能力。
2）单片机控制系统
本实习目的是培养自动化专业的学生了解控制系统由设计到投入应用的整个过程的设计，制图，调试环节。
了解控制电路的设计、元器件的选择、PROTEL绘制原理图及PCB图，了解对所设计电路进行调试以满足对不同被控对象的输入数据采集及输出数据控制的要求。
3）PLC控制系统
本实习目的是使学生系统掌握常用低压电器的功能及选择方法，掌握PLC控制系统的分析、设计方法，掌握新型电器的应用技术。
培养运用基本理论分析，处理实际问题的能力。
4）过程控制系统
本实习目的使学生通过控制系统的控制过程清楚地掌握自动控制理论的基本概念，实现智能控制算法及先进的控制策略，了解计算机控制系统、MATLAB控制系统、智能调节器控制系统、上位监控系统及过程控制系统的综合性、设计性项目，提高其实践能力，提高综合运用所学知识解决问题的能力。
3、教学安排
实习总时间为2周，实际有效天数10天。
时间
实习环节
地点
第1周
第2周
电机结构认识、单片机控制系统、校外参观
PLC控制系统、过程控制系统
信息工程学院计算中心、电信实验中心及校外
三．综合实习的教学建议
为提高学生的实践能力，鼓励学生多选课题进行实习。
四．实习报告撰写要求：
1．对每一项实习内容均要写出使用电气设备的型号等铭牌数据，记录测量数据、特性曲线、软件程序清单等实习结果。
2．对实习结果进行分析讨论，实习的体会和建议。
过程控制系统
一．实习目的
本实习目的通过控制系统的控制过程清楚地掌握自动控制理论的基本概念，实现智能控制算法及先进的控制策略，了解计算机控制系统、智能调节器控制系统、上位监控系统及过程控制系统的综合性、设计性项目，提高其实践能力，提高综合运用所学知识解决问题的能力。
二．实习的内容与安排
实习设备
1、THJ-2型高级过程控制实验装置
2、计算机、上位机MCGS组态软件、RS232-485转换器1只、串口线1根
3、万用表1只
（一）单容水箱特性的测试
实验原理
图2-1单容水箱特性测试结构图
实习内容与步骤
1．按图2-1接好实验线路，并把阀V1和V2开至某一开度，且使V1的开度大于V2的开度。
2．接通总电源和相关的仪表电源，并启动磁力驱动泵。
3．把调节器设置于手动操作位置，通过调节器增/减的操作改变其输出量的大小，使水箱的液位处于某一平衡位置。
4．手动操作调节器，使其输出有一个正（或负）阶跃增量的变化（此增量不宜过大，以免水箱中水溢出），于是水箱的液位便离开原平衡状态，经过一定的调节时间后，水箱的液位进入新的平衡状态，如图2-4所示。
图2-4单容箱特性响应曲线
5．启动计算机记下水箱液位的历史曲线和阶跃响应曲线。
6．把由实验曲线所得的结果填入下表。
参数值
测量值
正阶跃输入
放大系数K
35
5.5
2.4
负阶跃输入
30
5.4
2.2
平均值
32.5
5.45
2.3
参数值
测量值
放大系数K
周期T
时间常数τ
（二）单闭环流量比值控制系统
系统结构框图
图6-1单闭环流量比值控制系统结构图
实验原理
图6-2单闭环流量比值控制系统方框图
实验内容与步骤
1、按图6-1所示的实验结构图组成一个为图6-2所要求的单闭环流量比值控制系统。
2、确定Q2与Q1的比值K，并测定Q1max和Q2max，按式（6）计算比值器的比例系数K′（实验中可把电压转化为电流再计算）。
3、完成实验系统的接线，并把图6-1所示中的阀F1-1，F1-2、F1-8和F2-1，F2-5打开（若两套动力支路的流量太大,还可把通向锅炉的进水阀打开）。
4、经确认所有连接线无误后，接通总电源和相关仪表的电源。
5、另选一只调节器设置为手动输出，并设定在某一数值，以控制电动调节阀支路的流量Q1。
6、PI调节器WC的参数整定，按单回路的整定方法进行。
实验时将控制变频器支路流量的调节器（CF=8，即外部给定）先设置为手动，待系统接近于给定值时再把手动切换为自动运行。
7、打开电脑中的MCGS组态工程进入相应的实验，记录下实验实时（历史）曲线及各项参数。
8、等系统的从动流量Q2趋于不变时（系统进入稳态），适量改变主动流量Q1的大小，然后观察并记录从动流量Q2的变化过程。
9、改变比值器的比例系数K′，观察从动流量Q2的变化，并记录相应的动态曲线。
七、实验报告
下水箱液位的单闭环流量控制系统经过调节后，其PID参数的比例带为35.0，积分时间为10.0秒，微分时间为0.0秒。
用变频器控制水泵2,变频器频率设为50Hz，流量为1
。
当比值系数为0.3时，经过比值系数0.3计算后，副回路的设定值为0.358
，测量值为0.358
，输出值为25%，控制偏差为0，实现了控制要求。
如图3.32（a）所示。
当比值系数为0.7时，经过比值系数0.7计算后，副回路的设定值为0.0.837
，测量值为0.844
，输出值为49%，控制偏差为0.007，在控制的范围内，实现了控制要求。
如图3.32（b）所示。
图3.32（a）
图3.32（b）
三．过程控制系统实习的心得与体会
本课程设计通过对单容水箱液位控制系统原理和单闭环流量比值控制系统的了解和实际的系统特性的测试，我学会了系统特性测试的方法和传递函数的推导计算方法，并且对PID控制有了初步的了解。
通过实验的验证得到很多有用的实验数据，是我进一步体会到过程控制这门学科知识的重要性，及其在工程上的应用和重要性。
这次的课程设计让我知道掌握理论知识的重要性，更重要的是将课堂上学到的知识运用到实际中，进行研究性的学习，将理论与实践相结合，才会更加深刻的理解理论，从而更好地应用理论为实际工程服务。
学习是一个互助合作的过程，在本次课程设计的过程中，我深刻体会到了合作的重要性。
通过与同学的合作讨论，许多自己解决不了的问题都迎刃而解。
当然，这些收获都离不开老师的帮助和指导。
单片机控制系统
一．实习目的
本实习目的是了解控制系统由设计到投入应用的整个过程的设计，制图，调试环节。
了解控制电路的设计、元器件的选择，了解对所设计电路进行调试以满足对不同被控对象的输入数据采集及输出数据控制的要求。
二．实习的内容
交通灯控制系统的设计
程序
OUTPORTEQU0CFA0H
TEQU55H
CSEGAT0000H
LJMPSTART
CSEGAT0003H
LJMPINT
CSEGAT4100H
START:
SETBIT0
SETBEX0
SETBEA
MOVA,#11H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE3S
LLL:
MOVA,#12H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE10S
MOVA,#10H
MOVT,A
ACALLDISP
MOVR2,#05H
TTT:
MOVA,#14H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
MOVA,#10H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
DJNZR2,TTT
MOVA,#11H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
MOVA,#21H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE10S
MOVA,#01H
MOVT,A
ACALLDISP
MOVR2,#05H
GGG:
MOVA,#41H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
MOVA,#01H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
DJNZR2,GGG
MOVA,#11H
MOVT,A
ACALLDISP
ACALLDE02S
JMPLLL
DE10S:
MOVR5,#100
JMPDE1
DE3S:
MOVR5,#30
JMPDE1
DE02S:
MOVR5,#02
DE1:
MOVR6,#200
DE2:
MOVR7,#126
DE3:
DJNZR7,DE3
DJNZR6,DE2
DJNZR5,DE1
RET
INT:
CLREA
PUSHACC
PUSHPSW
MOVA,R5
PUSHACC
MOVA,R2
PUSHACC
MOVA,#11H
ACALLDISP
DEL10S:
MOVR3,#100
DEL1:
MOVR2,#200
DEL2:
MOVR5,#126
DEL3:
DJNZR5,DEL3
DJNZR2,DEL2
DJNZR3,DEL1
MOVA,T
ACALLDISP
POPACC
MOVR2,A
POPACC
MOVR5,A
POPPSW
POPACC
SETBEA
RETI
DISP:
MOVDPTR,#OUTPORT
CPLA
MOVX@DPTR,A
RET
END
现象：
按下运行键，两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时30S后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。
闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时30S后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁2s。
闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。
当东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车的那一时刻（按下紧急按钮），东西、南北的红灯亮，经10Ｓ急救车通过，交通灯回复中断前的状态（东西路口的绿灯亮，南北路口红灯亮）
三．单片机控制系统实习的心得与体会
这次单片机的实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。
实验中见过甚至使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。
在设计的过程中，我对8051单片机外围电路的设计有了更深刻的认识，掌握了并行口如何输入输出数据，定时器计数器的工作过程，以及中断子程序的使用方法等，也清楚了自己在实践过程中应该注意的问题。
在设计电路时，充分利用了接口芯片8051单片机，8255并行接口芯片，发光二极管等，也就是对这些器件的使用和功能有了更进一步的了解，同时把学到的知识运用到了实际当中去，使知识掌握的更加稳固。
另外，对团对合作有了更进一步的了解。
电机结构认识
一．电机结构认识的目的
1．进一步理解和消化所学知识，掌握电机内部结构及工作原理。
2．掌握电机绕组绕制及电机装配过程。
3．掌握电机测试、检修方法。
4．理解电机铭牌数据。
5．掌握相关电工仪表使用。
二．电机结构认识所需仪器及设备
三相异步电动机，扳子，钳子，锤子，螺丝刀等。
三．电机结构认识的内容
电动机的组成：
机座，主磁极，励磁绕组，风扇，轴承，轴，端盖，换向极，换向极绕组，电刷装置，换向器，电枢绕组，电枢铁心。
四．电机结构认识的步骤
1．电动机的拆卸：
（1）拆除电动机的所有引线。
（2）拆卸联轴器。
（3）拆卸风扇和风罩。
（4）拆卸轴承盖和端盖。
（5）抽出转子。
2．电动机的装配
（1）定子认识
（2）安放转子。
（3）加装端盖。
（4）装风扇和风罩。
（5）接好引线，接好线盒及铭牌。
3．电机测试
（1）绝缘电阻的测量
（2）空载运转试验
4．相关电工仪表使用
摇表、万用表、电流表、电压表构认识的内容
组装电机
检测电机是否安装正确
五．实际操作过程
（a）卸皮带轮或联轴器,拆电机尾部风扇罩
（b）卸下定位键或螺丝，并拆下风扇。
（c）旋下前后端盖紧固螺钉，并拆下前轴承外盖。
（d）用木板垫在转轴前端，将转子连同后端盖一起用锤子从止口中敲出。
（e）抽出转子。
（f）将木方伸进定子铁心顶住前端盖，再用锤子敲击木方卸下前端盖，最后拆卸前后轴承及轴承内盖。
主要部件的拆卸方法
（a）皮带轮（或联轴器）的拆卸:
先在皮带轮（或联轴器）的轴伸端（联轴端）做好尺寸标记，然后旋松皮带轮上的固定螺丝或敲去定位销，给皮带轮（或联轴器）的内孔和转轴结合处加入煤油，稍等渗透后，使锈蚀的部分松动，再用拉具将皮带轮（或联轴器）缓慢拉出，如图1-1-2所示。
若拉不出，可用喷灯急火在皮带轮外侧轴套四周加热，加热时需用石棉或湿布把轴包好，并向轴上不断浇冷水，以免使其随同外套膨胀，影响皮带轮的拉出。
注意：
加热温度不能过高，时间不能过长，以防变形。
（b）轴承的拆卸:
轴承的拆卸可采取以下三种方法。
用拉具进行拆卸 拆卸时拉具钩爪一定要抓牢轴承内圈，以免损坏轴承。
用铜棒拆卸 将铜棒对准轴承内圈，用锤子敲打铜棒。
用此方法时要注意轮流敲打轴承内圈的相对两侧，不可敲打一边，用力也不要过猛，直到把轴承敲
出为止。
在拆卸端盖内孔轴承时，将端盖止口面向上平稳放置，在轴承外圈的下面垫上木板，但不能顶住轴承，然后用一根直径略小于轴承外沿的铜棒或其他金属管抵住轴承外圈，从上往下用锤子敲打，使轴承从下方脱出。
铁板夹住拆卸
用两块厚铁板夹住轴承内圈，铁板的两端用可靠支撑物架起，使转子悬空，然后在轴上端面垫上厚木板并用锤子敲打，使轴承脱出。
铁板架住拆卸轴承
（c） 抽出转子:
在抽出转子之前，应在转子下面气隙和绕组端部垫上厚纸板，以免抽出转子时碰伤铁心和绕组。
对于小型电机的转子可直接用手取出，一手握住转轴，把转子拉出一些，随后另一手托住转子铁心渐渐往外移。
在拆卸较大的电机时，可两人一起操作，每人抬住转轴的一端，渐渐地把转子往外移，若铁 心较长，有一端不好出力时，可在轴上套一节金属管，当作假轴，方便出力。
六．电机结构认识的结果
异步电动机定子铁心，定子绕组和机座三个组成，定子铁心是电机磁路的一部分，由涂有绝缘漆的0.5mm硅钢片叠压而成，在定子铁心内圆周上充满槽，槽内安放定子三相对称绕组，大，中容量的高压电机常联结成星型，而中，小容量的低压电机常把三相绕组的六个线头引到接线盒中，根据需要联结成星型或三角形。
转子
异步电动机转子由转子铁心，转子绕组和转轴组成。
气隙异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中、小型异步电动机中，气隙一般为0.2~1.5mm左右。
三相异步电动机的定子铁心上嵌有三相对称绕组,在圆柱体的转子铁心上嵌有均匀分布的导条,导条两端分别用铜环把它们连接成一个整体。
由于转子上的导条被旋转磁场切割,根据电磁感应定律若旋转磁场按顺时针方向旋转,根据右手定则可以判断,转子上半部导条中电动势的方向都是出来的。
七．电机结构认识的心得与体会
通过这一周的电机拆装实习，让我认识到了理论与实践之间的差异，只有在理论坚实的基础之上，并加以实践才能真正掌握到技术。
尤其是对我们这种应用型的人才来说，动手能力是最为重要的。
正、余弦旋转变压器的实验原理
一、实验目的
1、研究正余弦的旋转变压器的空载输出特性和负载输出特性。
2、研究测定二次补偿、一次侧补偿的正余弦旋转变压器的输出特性。
3、了解正余弦旋转变压器的几种应用情况。
二、实验方法
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
D56
旋转变压器中频电源
1件
2
XSZ-1
旋转变压器实验装置
1件
3
D42
三项可调电阻
1件
4
D51
波形测试及开关板
1件
2、测定正余弦旋转变压器空载时的输出特性
1）按图4-1接线。
图中R、R、RL均用D42上900欧姆串联900欧姆共1800欧姆阻值，并调定为1200.开关S1、S2、S3/用D51上相应开关，D1、D2为激磁绕组，D3、D4为补偿绕组，Z1、Z2为余弦绕组，Z3、Z4为正弦绕组。
2）开关S1、S2、S3都在打开位置。
3）定子励磁绕组两端D1、D2施加额定电压（60V，400Hz）.
4）用手缓慢旋转刻度盘，找出余弦输出绕组电压为最小值的位置，此位置既为其实零位。
5）在0-180度间每转角10度测量转子余弦空载输出电压Uro与刻度盘转角a的数值。
并记录于表4-1中。
α（deg）
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
90°
Uro（V）
0.8
6
11.6
16.6
21.5
25.4
28.7
31.3
32.8
33.2
α（deg）
100°
110°
120°
130°
140°
150°
160°
170°
180°
Uro（V）
32.8
31.3
28.7
25.4
21.3
16.6
11.6
6
0.9
单相变压器
一、实验目的
1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2、通过负载实验测取变压器的运行特性。
二、实验项目
1、空载实验
测取空载特性U0=f（I0），P0=f（U0）,cosφ0=f（U0）。
2、短路实验
测取短路特性UK=f（IK），PK=f（IK）,cosφK=f（IK）。
三、实验方法
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
D33
交流电压表
1件
2
D32
交流电流表
1件
3
D34-3
单三相智能功率、功率因数表
1件
4
DJ11
三相组式变压器
1件
5
D42
三相可调电阻器
1件
6
D43
三相可调电抗器
1件
7
D51
波形测试及开关板
1件
图2-1空载实验接线图
3、空载实验
1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图2-1接线。
被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。
变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。
2）选好所有电表量程。
将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。
3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。
调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2UN的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。
4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。
记录于表3-1中。
5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。
表2-1
4、短路实验
1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图2-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。
将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
图2-2短路实验接线图
2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。
3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止，在（0.2～1.1）IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。
4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表2-2中。
实验时记下周围环境温度（℃）。
表2-2室温20℃
PLC控制系统
一．实习目的
本实习目的是系统掌握常用低压电器的功能及选择方法，掌握PLC控制系统的分析、设计方法，掌握新型电器的应用技术。
培养运用基本理论分析，处理实际问题的能力。
二．实习的内容与安排
实验设备
1、T、THSM-B型实验装置一台
2、安装了STRP-Micro/WIN32编程软件的计算机一台。
3、PC、PPI编程电缆一根。
4、锁紧掉线若干
喷泉的模拟
一、实验目的
1）通过对喷泉的模拟，熟练地掌握PLC的变成和程序调试方法。
2）2、熟悉PLC的I/O外围电路的连接。
3）进一步熟悉定时移位的编程指令的应用，用PLC构成喷泉控制系统
二、喷泉模拟实验的面板
上图中，下面的1、2、3、4、5、6、78分别接在主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7。
启动按钮接在主机的输入点I0.0.
三、PLC控制喷泉模拟梯形图的设计与编写
四、实验现象
合上启动按钮，按一下的规律显示：
从1到8一次点亮，用灯光的亮灭来模拟水滴的运行状况。
舞台灯光的模拟实验
一、实验目的
用PLC构成舞台灯光的模拟控制系统。
二、霓虹灯实验面板图
上图中，有旷中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q0.8、Q0.9、Q1.0、Q1.1.启动按钮接主机的输入点I0.0。
三、编制梯形图并写出实验程序
0
LDI0.0启动
10
OM0.2
1
ANM0.0
11
=M10.0
2
TONT37，+20
12
LDM11.7
3
LDT37
13
=M20.0
4
=M0.0
14
LDM21.4
5
LDI0.0
15
TONT39，+20
6
TONT3,+30
16
ANT
升级会员 