SK-DGZZ-1型 高性能電工電子及自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

一、概述

“SK-DGZZ-1型高性能電工及自動(dòng)化技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)” 根據(jù)教育部“振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)規(guī)劃”的要求，按照職業(yè)教育的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)要求而研發(fā)的產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋“電路分析”“電工基礎(chǔ)”“電工學(xué)”“電機(jī)控制”“繼電接觸控制”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“PLC可編程控制及應(yīng)用” 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)合理。各實(shí)驗(yàn)單元以驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性相結(jié)合，限度地提高學(xué)生的動(dòng)手能力。適合普通高校、職業(yè)院校、技校、職校等實(shí)驗(yàn)室新建、擴(kuò)建、更新?lián)Q代，為學(xué)校迅速開(kāi)設(shè)實(shí)訓(xùn)課程提供了理想的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

二、產(chǎn)品特點(diǎn)

（一）綜合性強(qiáng)：本實(shí)驗(yàn)裝置綜合了目前國(guó)內(nèi)各類(lèi)院校電類(lèi)基礎(chǔ)課程的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，用戶可根據(jù)需要選購(gòu)實(shí)驗(yàn)部件，實(shí)驗(yàn)的深度可根據(jù)需要作靈活調(diào)整，普及與提高可根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度有機(jī)地結(jié)合。

（二）整體性、一致性：實(shí)驗(yàn)所需的交直流儀表、交直流電源，信號(hào)源（含頻率計(jì)）及常用的實(shí)驗(yàn)器件均密切結(jié)合實(shí)驗(yàn)的需要，集中在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，便于老師組織和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（三）科學(xué)性強(qiáng)：裝置占地面積少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)用房，減少基建投資；實(shí)驗(yàn)室整齊美觀，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，設(shè)計(jì)合理，除了能加深理論知識(shí)外，還可結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)設(shè)出設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的具體情況，將強(qiáng)電部分和弱電部分的插座和導(dǎo)線分開(kāi)，連接線采用高可靠帶伸縮彈性手槍插連接線（不存在任何觸電的可能），這樣大大提高了實(shí)驗(yàn)的安全及合理性。

（四）安全保護(hù)功能完善：1．采用供電標(biāo)準(zhǔn)三相五線制電源:三相五線制電源是供電標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》GB14050－93; 保護(hù)接地。2．電壓型漏電保護(hù)器：對(duì)線路出現(xiàn)的漏電現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，切斷電源。3．電流型保護(hù)方式:電流型保護(hù)方式符合國(guó)際IEC1009－1標(biāo)準(zhǔn)、符合對(duì)低壓電器安全的標(biāo)準(zhǔn)《漏電保護(hù)器安裝和運(yùn)行》GB16917.1。本實(shí)訓(xùn)裝置配備每工位設(shè)有1組電流型漏電保護(hù)器,實(shí)訓(xùn)過(guò)程中若有人身觸電或電路漏電現(xiàn)象，漏電電流超過(guò)安全值，在t≤0.1S內(nèi)自動(dòng)切斷實(shí)訓(xùn)裝置總電源。保障人身安全和防止設(shè)備因發(fā)生泄漏電流造成的事故。本裝置所有4P漏電保護(hù)器（帶零線）都是通過(guò)ISO-9001質(zhì)量認(rèn)證、均有可靠模擬試驗(yàn)裝置，可隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保任何時(shí)候可靠保護(hù)、安全運(yùn)行。4．?dāng)嚯娬`上電保護(hù):控制屏電源由接觸器通過(guò)啟、停按鈕進(jìn)行控制。在電源供電和線路正常或非正常斷電的情況下，不能自行恢復(fù)供電，待操作者和設(shè)備無(wú)安全隱患情況下利用啟動(dòng)按鈕送電，確保人身安全。5．急停開(kāi)關(guān)保護(hù) :本裝置設(shè)有急停開(kāi)關(guān)，一旦發(fā)生漏電現(xiàn)象，即可拍下急停開(kāi)關(guān)，切斷本實(shí)訓(xùn)裝置總電源。起到保護(hù)人身安全的作用。6.實(shí)驗(yàn)連接線及插座：強(qiáng)、弱電連接線及插座為兩種不同型號(hào)不能混插。強(qiáng)電連接線及插座采用全封閉護(hù)套工藝，使用安全、可靠、防觸電。強(qiáng)、弱電連接線均為多股銅絲芯且可拆卸維修。

三、技術(shù)條件

輸入電源：三相五線380V±10%　　50Hz

工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃　相對(duì)濕度＜85%（25℃）　海拔＜4000m

裝機(jī)容量：＜1.5kVA

重　　量：150kg

外形尺寸：165cm×75cm×150cm

四、基本配置及功能

本實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由電源控制屏、實(shí)訓(xùn)桌、實(shí)驗(yàn)掛箱等組成。

 （一）電源、儀表控制屏

控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板（凹字爛板技術(shù)），為實(shí)訓(xùn)掛箱提供交流電源、直流穩(wěn)壓電源、恒流源、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（含頻率計(jì)）、各種測(cè)試儀表及實(shí)訓(xùn)器件等，具體功能如下：

 1.控制及交流部分

    （1）提供三相固定380V交流電源及單相0～250V連續(xù)可調(diào)交流電源，配備1臺(tái)單相調(diào)壓器，規(guī)格為0.5kVA/0～250V。380V交流電源輸出處設(shè)有過(guò)流保護(hù)，相間、線間過(guò)電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)。配有三只指針式交流電壓表，可指示三相固定380V交流電源輸出電壓。

    （2）設(shè)有實(shí)訓(xùn)用220V、30W的日光燈燈管一支，將燈管燈絲的四個(gè)頭經(jīng)過(guò)快速保險(xiǎn)絲引出供實(shí)訓(xùn)使用，可防止燈絲損壞。

    （3）設(shè)有五路AC220V和一路AC380交流電源接口，可為實(shí)訓(xùn)掛箱及外配儀器設(shè)備提供工作電源。

（4）交流電源：0V、6V、10V、14V抽頭電源一路，中心抽頭17V電源兩路，每路電源均有短路保護(hù)自動(dòng)恢復(fù)功能?？刂破磷笥覂蓚?cè)設(shè)有220V單相三芯插座若干個(gè)。

 2.儀表部分

   （1）真有效值交流數(shù)字電壓表一只：進(jìn)行真有效值測(cè)量，測(cè)量范圍0～500V，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯。

   （2）真有效值交流數(shù)字電流表一只：進(jìn)行真有效值測(cè)量，測(cè)量范圍0～5A，量程自動(dòng)判斷、自動(dòng)切換，精度0.5級(jí)，三位半數(shù)顯，具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源功能。。

   （3）直流數(shù)顯電壓表一只：測(cè)量范圍0～200V，分200mV、2V、20V、200V四檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換，三位半數(shù)字顯示，輸入阻抗10MΩ，精度0.5級(jí)，具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。

   （4）直流數(shù)顯毫安表一只：測(cè)量范圍0～2000mA，分2mA、20mA、200mA、2000mA四檔，直鍵開(kāi)關(guān)切換,三位半數(shù)字顯示,精度0.5級(jí)，具有超量程報(bào)警、指示及切斷總電源等功能。

（5）功率、功率因數(shù)表：此表由專(zhuān)用單片機(jī)及高速高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片和全數(shù)顯電路構(gòu)成，通過(guò)鍵控、數(shù)顯窗口實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。為了提高測(cè)量范圍和測(cè)試精度，將被測(cè)電壓、電流瞬時(shí)值的取樣信號(hào)經(jīng)A/D變換，采用專(zhuān)用芯片計(jì)算出被測(cè)信號(hào)的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電壓、電流、頻率、功率因數(shù)及負(fù)載性質(zhì)、電量，通過(guò)液晶顯示屏顯示。精度為0.5級(jí)，電壓范圍為0～500V，電流測(cè)量范圍為0～5A。帶有標(biāo)準(zhǔn)雙向串行通訊接口：RS485；采用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS－RTU通訊協(xié)議。工業(yè)塑料外殼，交流220V直接供電。

3.直流電源部分

  （1）提供兩路0.0～30V/0.5A可調(diào)穩(wěn)壓電源，從0V起調(diào)，具有截止型短路軟保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)功能，設(shè)有三位半數(shù)顯指示。

  （2）提供四路固定直流電源輸出：±12V、±5V，每路均具有短路、過(guò)流保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)功能。

  （3）提供一路0～200mA連續(xù)可調(diào)恒流源，分2mA、20mA、200mA三檔，從0mA起調(diào)，調(diào)節(jié)精度1‰，負(fù)載穩(wěn)定度≤5×10-4，額定變化率≤５×10-4，配有數(shù)字式直流毫安表指示輸出電流，具有輸出開(kāi)路、短路保護(hù)功能。

（4）直流信號(hào)源：-5V～±5V連續(xù)可調(diào)電路。

（5）單次脈沖：每次可輸出一對(duì)正負(fù)脈沖。

（6）直流24V，5A固定電源一組。

4.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（帶頻率計(jì)）：

   雙通道函數(shù)發(fā)生器，能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、脈沖波、以及任意波等多種波形。頻率范圍可達(dá)15MHz,具有占空比調(diào)節(jié)、掃頻、測(cè)頻信號(hào)頻率和計(jì)數(shù)器功能等，可同時(shí)顯示輸出信號(hào)、幅度、和頻率等。該系列具有優(yōu)良的幅頻特性，本儀器外型精巧，美觀，彩色液晶顯示。波形長(zhǎng)度2048點(diǎn)。幅值：方波 VPP: 0~20V；三角波：VPP: 0~20V；正弦波：VPP: 0~20V。頻率范圍：0-15MHz,，小輸出幅值1mV左右，能夠充分滿足電子實(shí)驗(yàn)需求。液晶屏顯示，自帶100M頻率計(jì)功能，對(duì)內(nèi)部/外部信號(hào)進(jìn)行頻率測(cè)量。帶有計(jì)數(shù)器功能、掃頻功能。精美2.4 英寸TFT 彩色液晶顯示，表面貼裝工藝，大規(guī)模集成電路，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。操作特性全部按鍵操作，旋鈕連續(xù)調(diào)節(jié)。環(huán)境條件溫度：0~40 oC 濕度:<80%。

（二）實(shí)訓(xùn)桌

實(shí)訓(xùn)桌為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，造型美觀大方。設(shè)有兩個(gè)抽屜，分別用于放置工具及資料；右邊可以放置示波器；下方設(shè)有擱層，可以放置實(shí)訓(xùn)掛箱，還設(shè)有四個(gè)帶剎車(chē)的輪子，便于移動(dòng)和固定。

（三）實(shí)驗(yàn)掛箱

1.電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱

提供基爾霍夫定律、疊加原理、戴維南定理、二端口網(wǎng)絡(luò)、互易定理、RLC串聯(lián)諧振電路、RC串聯(lián)選頻電路及一階二階動(dòng)態(tài)電路等實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

2.交流電路實(shí)驗(yàn)箱

提供單相、三相負(fù)載電路、日光燈、變壓器、互感器及電度表等實(shí)驗(yàn)。各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

3.元器件箱

設(shè)有三組高壓電容（每組1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高壓電容各一只），用以改變功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)；提供實(shí)驗(yàn)所需的各種元件，如電阻、二極管、發(fā)光管、穩(wěn)壓管、電位器及12V燈泡等,還提供十進(jìn)制可調(diào)電阻箱，阻值為0～99999.9Ω/2W。各實(shí)驗(yàn)器件齊全，實(shí)驗(yàn)單元隔離分明，實(shí)驗(yàn)線路完整清晰，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

4.繼電器。接觸器控制實(shí)驗(yàn)箱

提供接觸器、熱繼電器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、按鈕、行程開(kāi)關(guān)、信號(hào)燈、保險(xiǎn)絲座。各器件的工作端子均已引到面板上，供實(shí)驗(yàn)接線用。

5.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱

   設(shè)有8位邏輯電平開(kāi)關(guān)、8位邏輯電平指示、四位十進(jìn)制設(shè)碼顯示器、一個(gè)共陰數(shù)碼管、兩組撥碼開(kāi)關(guān)、單次脈沖、高可靠圓腳集成插座8P、14P、16P、28P、40P等若干以及實(shí)驗(yàn)所需的電阻器、電位器三極管等。

6.模擬電路實(shí)驗(yàn)箱

   設(shè)有電源實(shí)驗(yàn)電路、運(yùn)放實(shí)驗(yàn)電路、直流信號(hào)源、低壓交流電源、電阻電容三極管等實(shí)驗(yàn)元件；配備單管、多級(jí)、負(fù)反饋實(shí)驗(yàn)?zāi)K、分離、集成功率放大實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

7.PLC主機(jī)實(shí)驗(yàn)箱

掛箱標(biāo)配為三菱PLC主機(jī):FX3GA-24MR-CM，PLC的數(shù)字量輸入：14點(diǎn)，數(shù)字量輸出：10點(diǎn)。完全可以滿足實(shí)驗(yàn)要求。（用戶可以選擇三菱其它系列如：FX1N、FX2N、FX3U等或者其它品牌的PLC，價(jià)格另議。）PLC上所有輸入與輸出端子都引到安全插座上。

8.PLC模擬實(shí)驗(yàn)箱

1）PLC實(shí)驗(yàn)組件一：包括基礎(chǔ)指令練習(xí)；搶答器/數(shù)碼管顯示；天塔之光；四節(jié)傳送帶

2）PLC實(shí)驗(yàn)組件二：包括水塔水位；十字路口交通燈；液體混合裝置；郵件分揀

五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）電工實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1. 基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算

2. 減少儀表測(cè)量誤差的方法

3. 線性與非線性電路元件伏安特性的測(cè)繪

4. 電位、電壓的測(cè)定及電路電位圖的繪制

5. 基爾霍夫定律驗(yàn)證及故障判斷

6. 疊加定理驗(yàn)證及故障判斷

7. 電壓源與電流源的等效變換

8. 戴維南定理的驗(yàn)證

9. 諾頓定理驗(yàn)證

10. 雙口網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

11. 互易定理驗(yàn)證

12. 受控源VCCS、VCVS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究

13. 典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量

14. RC一階電路響應(yīng)的測(cè)試

15. 二階動(dòng)態(tài)電路響應(yīng)的研究

16. R、L、C元件阻抗特性的測(cè)試

17. RC串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試

18. R、L、C串聯(lián)諧振電路的研究

19. 用三表法測(cè)量交流電路等效參數(shù)

20. 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究（日光燈功率因數(shù)提高實(shí)驗(yàn)）

21. 互感實(shí)驗(yàn)

22. 單相鐵心變壓器特性的測(cè)試

23. 三相交流電路電壓、電流的測(cè)量

24. 三相電路功率的測(cè)量

25. 單相電度表的校驗(yàn)

26. 功率因數(shù)及相序的測(cè)量

27. 負(fù)阻抗變換器及其應(yīng)用

28. 回轉(zhuǎn)器及其應(yīng)用

29. 接觸器點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)控制線路

30. 具有自鎖的正轉(zhuǎn)控制線路

31. 接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路

32. 按鈕接觸器雙重聯(lián)鎖控制線路

33. 時(shí)間繼電器控制Y/△降壓起動(dòng)

34. 三相異步電動(dòng)機(jī)的手動(dòng)順序控制

35. 三相異步電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)順序控制

36. 三相異步電動(dòng)機(jī)的多地控制

37. 三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路

（二）模擬電路實(shí)驗(yàn)

1.常用電子儀器的使用

2.晶體管共射極單管放大器

3.場(chǎng)效應(yīng)管放大器

4.負(fù)反饋放大器

5.射極跟隨器

6.差動(dòng)放大器

7.集成運(yùn)算放大器指標(biāo)測(cè)試

8.集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用Ⅰ— 模擬運(yùn)算電路

9.集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用Ⅱ—信號(hào)處理(有源濾波器)

10.集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用Ⅲ—信號(hào)處理(電壓比較器)

11.集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用Ⅳ— 信號(hào)處理(波形發(fā)生器)

12.RC正弦波振蕩器

13.LC正弦波振蕩器

14.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的組裝與調(diào)試

15.壓控振蕩器

16.低頻功率放大器Ⅰ— OTL功率放大器

17.期工程低頻功率放大器Ⅱ— 集成功率放大器

18.直流穩(wěn)壓電源Ⅰ— 串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電源

19.直流穩(wěn)壓電源Ⅱ— 集成穩(wěn)壓器

20.晶閘管可控整流電路

（三）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)

1.晶體管開(kāi)關(guān)特性、限幅器與鉗位器

2.TTL集成邏輯門(mén)的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試

3.CMOS集成邏輯門(mén)的邏輯功能與參數(shù)測(cè)試

4.集成邏輯電路的連接和驅(qū)動(dòng)

5.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試

6.譯碼器及其應(yīng)用

7.數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用

8.觸發(fā)器及其應(yīng)用

9.計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用

10.移位寄存器及其應(yīng)用

11.脈沖分配器及其應(yīng)用

12.使用門(mén)電路產(chǎn)生脈沖信號(hào)——自激多諧振蕩器

13.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與施密特觸發(fā)器——脈沖延時(shí)與波形整形電路

14.555時(shí)基電路及其應(yīng)用

15.D/A、A/D轉(zhuǎn)換器

（四）PLC模擬實(shí)訓(xùn)

1. 基本指令編程練習(xí)

2. LED 數(shù)碼顯示控制

3. 搶答器實(shí)驗(yàn)

4. 液體混合裝置模擬控制

5. 十字路口交通燈控制

6. 水塔液位模擬控制

7. 天塔之光演示

8. 四節(jié)傳送帶模擬控制

9. 郵件分揀控制模擬

（五）PLC控制工業(yè)電氣實(shí)訓(xùn)線路

1. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路 

2. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路 

3. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)兩地控制電路 

4. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制電路 

5. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路 

6. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路 

7. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)手動(dòng)星、三角控制電路

8. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星、三角控制電路

9. PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制電路