電氣實(shí)驗(yàn)室實(shí)操培訓(xùn)課件第一章電氣實(shí)驗(yàn)室概覽與安全規(guī)范電氣實(shí)驗(yàn)室的重要性與應(yīng)用場(chǎng)景理論與實(shí)踐的橋梁電氣實(shí)驗(yàn)室是電氣工程專業(yè)教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，它將抽象的電路理論、控制原理轉(zhuǎn)化為可見、可測(cè)、可操作的實(shí)際系統(tǒng)。通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)員能夠深刻理解電氣現(xiàn)象的本質(zhì)，掌握工程問(wèn)題的分析與解決方法。驗(yàn)證課堂理論知識(shí)的正確性培養(yǎng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維提升故障診斷與排除技能多領(lǐng)域應(yīng)用覆蓋現(xiàn)代電氣實(shí)驗(yàn)室涵蓋多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，為學(xué)員提供全方位的實(shí)踐平臺(tái)：電力系統(tǒng)：供配電、繼電保護(hù)、電能質(zhì)量分析自動(dòng)控制：PLC編程、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制電子技術(shù)：模擬電路、數(shù)字電路、嵌入式系統(tǒng)電機(jī)控制：電機(jī)拖動(dòng)、調(diào)速系統(tǒng)、伺服控制實(shí)驗(yàn)室安全須知高壓電安全操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)前必須檢查設(shè)備接地狀況嚴(yán)禁帶電操作，遵循"先斷電、后操作"原則高壓實(shí)驗(yàn)需兩人以上協(xié)同進(jìn)行使用絕緣工具，保持安全距離了解急停按鈕和斷電開關(guān)位置個(gè)人防護(hù)裝備要求穿戴絕緣鞋和防護(hù)服佩戴護(hù)目鏡和絕緣手套長(zhǎng)發(fā)必須束起，避免卷入設(shè)備不得佩戴金屬飾品保持工作區(qū)域整潔干燥緊急處理流程觸電事故：立即切斷電源，實(shí)施急救火災(zāi)事故：使用CO?滅火器，禁用水設(shè)備故障：按下急停，報(bào)告指導(dǎo)教師人員受傷：及時(shí)撥打急救電話熟記實(shí)驗(yàn)室應(yīng)急電話和逃生路線實(shí)驗(yàn)室常用儀器儀表介紹數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電壓（交直流）、電流、電阻、電容等基本電氣參數(shù)。具有自動(dòng)量程、數(shù)據(jù)保持、峰值捕捉等功能，是電氣測(cè)量的基礎(chǔ)工具。數(shù)字示波器觀察電信號(hào)的波形、頻率、幅值、相位等特性。支持多通道同時(shí)測(cè)量，可進(jìn)行波形存儲(chǔ)、FFT分析、自動(dòng)測(cè)量等高級(jí)功能。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波、方波、三角波等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，頻率和幅值可調(diào)。用于電路測(cè)試、系統(tǒng)調(diào)試、頻率響應(yīng)分析等實(shí)驗(yàn)。交流綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)集成電源、測(cè)量?jī)x表、負(fù)載于一體的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?？赏瓿呻娐吩怼㈦姍C(jī)拖動(dòng)、電力電子等多種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。數(shù)字基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱提供數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)所需的邏輯門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等模塊。配備面包板、電源、指示燈，便于快速搭建和驗(yàn)證數(shù)字電路。電能質(zhì)量分析儀監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓、電流、功率、諧波等參數(shù)。用于電能質(zhì)量分析、電力系統(tǒng)故障診斷和能效評(píng)估實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室全景及主要設(shè)備布局測(cè)量?jī)x器區(qū)配備各類精密測(cè)量?jī)x表，包括萬(wàn)用表、示波器、頻譜分析儀等，滿足不同精度和頻率范圍的測(cè)量需求。實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)每個(gè)工位配備獨(dú)立電源、實(shí)驗(yàn)箱和工具柜，學(xué)員可以安全、高效地完成各類電路搭建和調(diào)試工作。設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)集中存放元器件、工具、耗材等，分類管理，方便取用。定期維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備完好率。第二章基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)實(shí)操基礎(chǔ)電路實(shí)驗(yàn)是電氣工程的入門環(huán)節(jié)，通過(guò)直流電路、交流電路、三相電路的測(cè)量與分析，掌握電路基本定律和測(cè)量方法，為后續(xù)復(fù)雜系統(tǒng)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。直流電路基本測(cè)量與疊加原理驗(yàn)證萬(wàn)用表基本操作數(shù)字萬(wàn)用表是電氣測(cè)量的基礎(chǔ)工具，正確使用是每位電氣工程師的必備技能：01檔位選擇根據(jù)待測(cè)參數(shù)選擇合適檔位（電壓、電流、電阻），交直流要區(qū)分清楚02表筆連接紅表筆接正極/高電位，黑表筆接負(fù)極/低電位，測(cè)電阻時(shí)極性可互換03讀數(shù)記錄等待數(shù)值穩(wěn)定后讀取顯示值，注意單位和小數(shù)點(diǎn)位置04安全規(guī)范測(cè)量時(shí)手指不得觸碰表筆金屬部分，測(cè)完后及時(shí)斷開電路疊加原理實(shí)驗(yàn)疊加原理是線性電路分析的重要方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以加深理解：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：搭建含兩個(gè)獨(dú)立電源的線性電路分步測(cè)量：保留電源1，短路電源2，測(cè)量支路電流I?交換電源：保留電源2，短路電源1，測(cè)量支路電流I?同時(shí)作用：兩個(gè)電源同時(shí)工作，測(cè)量總電流I數(shù)據(jù)分析：驗(yàn)證I=I?+I?，計(jì)算相對(duì)誤差誤差討論：分析測(cè)量誤差來(lái)源及改進(jìn)方法注意：疊加原理僅適用于線性電路，且只能疊加電壓和電流，不能疊加功率。交流電路相量測(cè)量與功率因數(shù)改善相量關(guān)系測(cè)量使用雙通道示波器同時(shí)觀察電壓和電流波形，通過(guò)波形的時(shí)間差計(jì)算相位差φ。調(diào)整示波器時(shí)基和幅值，使兩個(gè)波形清晰顯示。功率因數(shù)計(jì)算根據(jù)相位差計(jì)算功率因數(shù)cosφ，測(cè)量有功功率P和視在功率S，驗(yàn)證P=S·cosφ關(guān)系。記錄負(fù)載類型對(duì)功率因數(shù)的影響。電容補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)在感性負(fù)載兩端并聯(lián)補(bǔ)償電容，觀察電流波形變化和功率因數(shù)提升。通過(guò)改變電容值，尋找最佳補(bǔ)償點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)接近1。實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)示波器探頭要正確接地，避免短路調(diào)整觸發(fā)方式，穩(wěn)定顯示波形使用光標(biāo)測(cè)量功能精確讀取時(shí)間差補(bǔ)償電容要根據(jù)負(fù)載功率選擇合適容量工程應(yīng)用意義提高電能利用率，降低線路損耗減少無(wú)功功率傳輸，提升供電效率避免功率因數(shù)罰款，降低運(yùn)營(yíng)成本改善電壓質(zhì)量，保護(hù)用電設(shè)備三相電路連接方式與測(cè)量星形（Y）連接特點(diǎn)：三相繞組一端連接在一起形成中性點(diǎn)，另一端分別引出三根相線。線電壓=√3×相電壓，線電流=相電流。應(yīng)用：適用于需要中性線的場(chǎng)合，可同時(shí)提供線電壓和相電壓，如380V/220V供電系統(tǒng)。三角形（△）連接特點(diǎn)：三相繞組首尾依次連接形成閉合回路，從三個(gè)連接點(diǎn)引出相線。線電壓=相電壓，線電流=√3×相電流。應(yīng)用：適用于大功率電機(jī)，可獲得更大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但無(wú)中性點(diǎn)，不能引出中性線。實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟與數(shù)據(jù)分析Y型負(fù)載測(cè)量按電路圖正確接線，檢查相序測(cè)量三個(gè)線電壓UAB、UBC、UCA測(cè)量三個(gè)相電壓UA、UB、UC測(cè)量三個(gè)線電流IA、IB、IC驗(yàn)證關(guān)系：UL=√3·Up，IL=Ip計(jì)算三相總功率并測(cè)量驗(yàn)證△型負(fù)載測(cè)量將負(fù)載改接成三角形連接測(cè)量線電壓和相電壓，驗(yàn)證相等測(cè)量線電流和相電流驗(yàn)證關(guān)系：UL=Up，IL=√3·Ip對(duì)比Y、△兩種接法的功率關(guān)系分析中性點(diǎn)不接地對(duì)測(cè)量的影響第三章電機(jī)控制電路實(shí)操電機(jī)控制是電氣自動(dòng)化的核心內(nèi)容。本章將學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)的基本控制電路，包括點(diǎn)動(dòng)、自鎖、正反轉(zhuǎn)、順序控制等典型應(yīng)用，掌握繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法。三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與自鎖控制電路電氣原理圖識(shí)讀電氣原理圖是控制電路的"語(yǔ)言"，正確識(shí)讀是實(shí)操的前提：主電路：由斷路器QF、接觸器KM主觸點(diǎn)、熱繼電器FR、電動(dòng)機(jī)M組成控制電路：由控制變壓器、按鈕SB、接觸器線圈、指示燈等組成保護(hù)電路：熱繼電器常閉觸點(diǎn)串入控制電路，過(guò)載時(shí)斷開文字符號(hào)：QF-斷路器，KM-接觸器，F(xiàn)R-熱繼電器，SB-按鈕接線圖轉(zhuǎn)換要點(diǎn)主電路三相電源L1、L2、L3分別接入控制電路電源從主電路引出或獨(dú)立供電按鈕、接觸器按原理圖連接關(guān)系接線保護(hù)裝置串聯(lián)在控制回路中接線完成后用萬(wàn)用表檢查短路和斷路點(diǎn)動(dòng)控制電路按下按鈕電機(jī)運(yùn)行，松開按鈕電機(jī)停止，適用于短時(shí)、間歇工作的場(chǎng)合。01電路接線按原理圖連接主電路和控制電路，點(diǎn)動(dòng)按鈕SB直接控制接觸器線圈KM02功能測(cè)試按下SB，接觸器吸合，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；松開SB，接觸器釋放，電機(jī)停止自鎖控制電路按一下啟動(dòng)按鈕電機(jī)持續(xù)運(yùn)行，再按停止按鈕電機(jī)停止，是最常用的控制方式。01增加自鎖觸點(diǎn)將接觸器常開輔助觸點(diǎn)并聯(lián)在啟動(dòng)按鈕兩端，形成自保持回路02調(diào)試驗(yàn)證按下啟動(dòng)按鈕SB2，松手后電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行；按下停止按鈕SB1，電機(jī)停止電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)與順序控制電路正反轉(zhuǎn)原理改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組中三相電流的相序，即可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。具體方法是將三相電源中任意兩相對(duì)調(diào)。正轉(zhuǎn)：L1-U、L2-V、L3-W反轉(zhuǎn)：L1-W、L2-V、L3-U（L1與L3對(duì)調(diào)）互鎖保護(hù)設(shè)計(jì)為防止正反轉(zhuǎn)接觸器同時(shí)吸合造成短路事故，必須設(shè)置可靠的互鎖保護(hù)：機(jī)械互鎖：使用機(jī)械連鎖裝置，兩個(gè)接觸器不能同時(shí)閉合電氣互鎖：在控制電路中串入對(duì)方的常閉觸點(diǎn)，一個(gè)吸合時(shí)另一個(gè)無(wú)法動(dòng)作雙重互鎖：機(jī)械+電氣雙保險(xiǎn)，確保萬(wàn)無(wú)一失順序控制實(shí)現(xiàn)利用時(shí)間繼電器延時(shí)觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)按設(shè)定順序依次啟動(dòng)或停止：電機(jī)M1啟動(dòng)后，延時(shí)5秒啟動(dòng)M2M2啟動(dòng)后，延時(shí)3秒啟動(dòng)M3停止時(shí)按相反順序延時(shí)停止可實(shí)現(xiàn)傳送帶、生產(chǎn)線的自動(dòng)控制調(diào)試技巧與故障排查調(diào)試步驟先通電測(cè)試控制電路，不接電機(jī)按正轉(zhuǎn)按鈕，檢查正轉(zhuǎn)接觸器動(dòng)作按反轉(zhuǎn)按鈕，檢查互鎖功能是否正常確認(rèn)無(wú)誤后接入電機(jī)，空載試運(yùn)行調(diào)整時(shí)間繼電器延時(shí)參數(shù)帶載測(cè)試，觀察啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)常見故障電機(jī)不轉(zhuǎn)：檢查電源、熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)不能正反轉(zhuǎn)切換：檢查互鎖觸點(diǎn)接線按鈕失靈：檢查按鈕觸點(diǎn)和連線接觸器頻繁吸合釋放：檢查線圈電壓和自鎖回路熱繼電器跳閘：檢查電機(jī)負(fù)載和整定電流電機(jī)調(diào)速技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1直流調(diào)速系統(tǒng)原理直流電機(jī)調(diào)速通過(guò)改變電樞電壓或勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)。PWM調(diào)速器通過(guò)改變脈寬調(diào)制波的占空比，控制電機(jī)端電壓，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速n=(U-I?R?)/(C?Φ)調(diào)壓調(diào)速：改變電樞電壓U弱磁調(diào)速：改變勵(lì)磁磁通Φ2直流調(diào)速系統(tǒng)安裝連接調(diào)速器、電機(jī)、電源、測(cè)速裝置：按接線圖連接電源輸入端連接電樞和勵(lì)磁繞組安裝測(cè)速發(fā)電機(jī)或編碼器接入控制信號(hào)和反饋信號(hào)設(shè)置調(diào)速器參數(shù)（增益、限流等）3直流系統(tǒng)調(diào)試空載啟動(dòng)，逐步加載測(cè)試：測(cè)量空載轉(zhuǎn)速和啟動(dòng)電流調(diào)節(jié)給定電位器，觀察轉(zhuǎn)速變化加載后測(cè)試穩(wěn)速性能測(cè)試正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)功能4交流變頻調(diào)速原理變頻器通過(guò)改變輸出頻率f來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)按比例調(diào)節(jié)電壓，保持磁通恒定，獲得良好的調(diào)速性能。同步轉(zhuǎn)速n?=60f/pV/f控制：電壓與頻率成正比矢量控制：高動(dòng)態(tài)性能5變頻器參數(shù)設(shè)置根據(jù)電機(jī)銘牌設(shè)置變頻器參數(shù)：電機(jī)額定功率、電壓、電流額定頻率和轉(zhuǎn)速加減速時(shí)間過(guò)載保護(hù)系數(shù)控制方式（V/f或矢量）6變頻系統(tǒng)運(yùn)行測(cè)試多頻率點(diǎn)測(cè)試，繪制特性曲線：測(cè)試不同頻率下的轉(zhuǎn)速和電流驗(yàn)證調(diào)速范圍和精度測(cè)試動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能記錄能效數(shù)據(jù)，對(duì)比節(jié)能效果第四章模擬電子電路實(shí)驗(yàn)?zāi)M電子技術(shù)是電氣工程的重要基礎(chǔ)。本章通過(guò)晶體管放大器、集成運(yùn)放應(yīng)用、振蕩電路等實(shí)驗(yàn)，掌握模擬信號(hào)的放大、濾波、產(chǎn)生等基本技術(shù)。晶體管共射極放大器調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)Q決定放大器的線性度和動(dòng)態(tài)范圍，是放大電路調(diào)試的首要任務(wù)。01理論計(jì)算根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算理想靜態(tài)工作點(diǎn)：基極電流IB、集電極電流IC、管壓降UCE02電路搭建在面包板上搭建共射極放大電路，選擇合適的晶體管（如9013）和偏置電阻03靜態(tài)測(cè)量不加輸入信號(hào)，用萬(wàn)用表測(cè)量各點(diǎn)電壓，調(diào)整偏置電阻使Q點(diǎn)位于理想位置04Q點(diǎn)優(yōu)化理想情況下UCE≈VCC/2，此時(shí)輸出電壓對(duì)稱性最好，動(dòng)態(tài)范圍最大動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量輸入小信號(hào)，測(cè)量放大器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：放大倍數(shù)Au輸入1kHz正弦波，幅值10mV用示波器測(cè)量輸入輸出電壓有效值計(jì)算電壓放大倍數(shù)Au=Uo/Ui注意相位反轉(zhuǎn)180°輸入阻抗Ri在輸入端串入已知電阻Rs測(cè)量Rs兩端電壓降Us計(jì)算Ri=(Ui/Us-1)×Rs輸出阻抗Ro空載測(cè)輸出電壓Uo接負(fù)載RL，測(cè)電壓U'o計(jì)算Ro=(Uo/U'o-1)×RL實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：溫度變化會(huì)影響晶體管參數(shù)，導(dǎo)致Q點(diǎn)漂移?？稍黾由錁O電阻RE和旁路電容CE，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和交流短路。集成運(yùn)放有源濾波與比較器實(shí)驗(yàn)低通濾波器（LPF）允許低頻信號(hào)通過(guò)，抑制高頻干擾。采用運(yùn)放和RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成二階有源低通濾波器，具有增益可調(diào)、輸入阻抗高、輸出阻抗低的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)參數(shù)：截止頻率fc=1/(2πRC)，通帶增益Av=1+R2/R1測(cè)試方法：輸入不同頻率的信號(hào)，測(cè)量輸出幅值，繪制幅頻特性曲線，驗(yàn)證-3dB截止頻率高通濾波器（HPF）允許高頻信號(hào)通過(guò)，抑制低頻成分。將低通濾波器的電阻和電容位置互換，即可得到高通濾波器。設(shè)計(jì)參數(shù)：截止頻率fc=1/(2πRC)，高頻增益Av=1+R2/R1應(yīng)用場(chǎng)景：信號(hào)耦合、直流阻隔、高頻提取、音頻分頻器電壓比較器實(shí)驗(yàn)單門限電壓比較器將輸入信號(hào)與參考電壓UREF比較，輸出高低電平：Ui>UREF時(shí)，輸出高電平（接近+VCC）Ui<UREF時(shí)，輸出低電平（接近-VCC）傳輸特性曲線呈階躍狀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：輸入三角波，調(diào)節(jié)參考電壓，觀察輸出方波的占空比變化，理解比較器的電壓傳輸特性。遲滯比較器（施密特觸發(fā)器）引入正反饋，形成兩個(gè)不同的閾值電壓：上限閾值UT+=UREF(1+R1/R2)下限閾值UT-=UREF(1-R1/R2)回差電壓ΔU=UT+-UT-優(yōu)勢(shì)：抗干擾能力強(qiáng)，輸出波形穩(wěn)定，廣泛用于波形整形、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換。振蕩電路波形觀察與分析RC正弦波振蕩器采用RC移相網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)放構(gòu)成，產(chǎn)生低頻正弦波信號(hào)。典型電路為文氏電橋振蕩器，具有頻率穩(wěn)定、波形失真小的特點(diǎn)。振蕩條件：幅度條件：Av≥3（反饋系數(shù)F=1/3）相位條件：φA+φF=2nπ（n=0,1,2...）振蕩頻率：f?=1/(2πRC)搭建與測(cè)試：按電路圖搭建，上電瞬間電路噪聲觸發(fā)振蕩。用示波器觀察輸出波形，測(cè)量頻率和幅值，調(diào)節(jié)反饋電阻改變?cè)鲆?，觀察波形失真情況。LC正弦波振蕩器利用LC諧振回路和晶體管放大器，產(chǎn)生中高頻正弦波。常見電路有電容三點(diǎn)式、電感三點(diǎn)式。振蕩頻率：f?=1/(2π√LC)實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：調(diào)節(jié)可變電容改變振蕩頻率，觀察頻率與電容的關(guān)系。測(cè)量波形質(zhì)量，計(jì)算頻率穩(wěn)定度。555定時(shí)器方波發(fā)生器555芯片配合RC充放電電路，產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波。電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛。頻率計(jì)算：f=1.44/[(R1+2R2)C]占空比：D=(R1+R2)/(R1+2R2)實(shí)驗(yàn)任務(wù)：設(shè)計(jì)并搭建產(chǎn)生1kHz、占空比50%的方波發(fā)生器。調(diào)節(jié)R2，觀察占空比和頻率的變化。三角波和鋸齒波發(fā)生器利用積分器將方波轉(zhuǎn)換為三角波。調(diào)整積分時(shí)間常數(shù)RC，可改變?nèi)遣ǖ姆岛皖l率。波形測(cè)量：用示波器XY模式顯示李薩如圖形測(cè)量上升時(shí)間tr和下降時(shí)間tf計(jì)算斜率和線性度分析波形失真原因第五章數(shù)字電路與PLC實(shí)操數(shù)字技術(shù)是現(xiàn)代電氣控制的基礎(chǔ)。本章學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路、硬件描述語(yǔ)言、可編程控制器等內(nèi)容，掌握從組合邏輯到時(shí)序邏輯、從門電路到PLC的完整技術(shù)體系。TTL集成門電路邏輯功能測(cè)試基本邏輯門實(shí)驗(yàn)與門（AND）全1出1，有0出0。使用74LS08芯片，驗(yàn)證真值表，測(cè)量傳輸延遲時(shí)間?；蜷T（OR）有1出1，全0出0。使用74LS32芯片，分析扇出系數(shù)和噪聲容限。非門（NOT）輸入輸出相反。使用74LS04芯片，觀察反相功能和波形翻轉(zhuǎn)。與非門（NAND）全1出0，有0出1。74LS00是TTL門電路中最常用的芯片，可實(shí)現(xiàn)任意邏輯函數(shù)。組合邏輯電路設(shè)計(jì)利用基本門電路實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能：半加器設(shè)計(jì)輸入：兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)A、B輸出：和S=A⊕B，進(jìn)位C=A·B用異或門和與門實(shí)現(xiàn)全加器設(shè)計(jì)輸入：A、B和低位進(jìn)位Cin輸出：S=A⊕B⊕CinCout=AB+ACin+BCin可用兩個(gè)半加器組合實(shí)現(xiàn)編碼器與譯碼器使用74LS148八線-三線優(yōu)先編碼器使用74LS138三線-八線譯碼器測(cè)試功能，分析應(yīng)用場(chǎng)景注意事項(xiàng)：TTL芯片對(duì)電源要求嚴(yán)格，必須使用+5V穩(wěn)壓電源。未使用的輸入端不能懸空，應(yīng)接高電平或低電平。測(cè)試時(shí)避免輸入端短路。VerilogHDL基礎(chǔ)與EDA綜合實(shí)驗(yàn)Verilog語(yǔ)法基礎(chǔ)學(xué)習(xí)模塊定義、端口聲明、數(shù)據(jù)類型（wire、reg）、運(yùn)算符、條件語(yǔ)句等基本語(yǔ)法。理解硬件描述語(yǔ)言與軟件編程語(yǔ)言的區(qū)別：并行執(zhí)行vs順序執(zhí)行。組合邏輯電路描述使用assign語(yǔ)句描述組合邏輯，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單電路如多路選擇器、編碼器、算術(shù)運(yùn)算器。掌握門級(jí)描述、數(shù)據(jù)流描述、行為級(jí)描述三種建模方式。時(shí)序邏輯電路描述學(xué)習(xí)always塊、敏感列表、阻塞賦值(=)與非阻塞賦值(<=)的區(qū)別。設(shè)計(jì)觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器等時(shí)序電路。仿真與驗(yàn)證編寫測(cè)試平臺(tái)（testbench），生成測(cè)試向量，進(jìn)行功能仿真。使用EDA工具（如ModelSim、Vivado）觀察仿真波形，驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確性。綜合與實(shí)現(xiàn)將Verilog代碼綜合成門級(jí)網(wǎng)表，布局布線，生成配置文件。下載到FPGA開發(fā)板，進(jìn)行硬件測(cè)試。觀察LED、數(shù)碼管等輸出，驗(yàn)證功能。實(shí)驗(yàn)案例：交通燈控制器設(shè)計(jì)要求東西、南北兩個(gè)方向的紅綠黃燈控制綠燈30秒，黃燈3秒，紅燈33秒數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)具備手動(dòng)/自動(dòng)切換功能設(shè)計(jì)思路分頻器產(chǎn)生1Hz時(shí)鐘信號(hào)狀態(tài)機(jī)控制燈的切換計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)譯碼器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示綜合各模塊，下載測(cè)試PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與編程入門CPU模塊PLC的大腦，負(fù)責(zé)程序執(zhí)行、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理。采用掃描工作方式：輸入采樣→程序執(zhí)行→輸出刷新，周期性循環(huán)。掃描周期通常為幾到幾十毫秒。輸入模塊接收外部開關(guān)量或模擬量信號(hào)，經(jīng)光電隔離、濾波后送入CPU。常見有直流輸入（24V）、交流輸入（220V）、熱電阻/熱電偶輸入等類型。輸出模塊將CPU的控制信號(hào)輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。分為繼電器輸出（大電流、慢速）、晶體管輸出（高頻、小電流）、晶閘管輸出（交流負(fù)載）。電源模塊為PLC各部分提供穩(wěn)定的直流電源。輸入220VAC或24VDC，輸出5V、24V等多路電壓。具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)功能。PLC接線與編程實(shí)操硬件接線步驟根據(jù)控制要求繪制I/O分配表連接電源模塊，注意電壓等級(jí)輸入設(shè)備（按鈕、傳感器）接至輸入端子輸出設(shè)備（接觸器、指示燈）接至輸出端子公共端COM正確接地通訊電纜連接編程器或計(jì)算機(jī)梯形圖編程基礎(chǔ)常開觸點(diǎn)：對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)或中間繼電器的常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)：對(duì)應(yīng)元件的常閉觸點(diǎn)線圈：輸出點(diǎn)或中間繼電器串聯(lián)：實(shí)現(xiàn)與邏輯并聯(lián)：實(shí)現(xiàn)或邏輯從左到右、從上到下：邏輯執(zhí)行順序PLC控制典型應(yīng)用案例電機(jī)啟?？刂茖?shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)、停止和急停功能。啟動(dòng)按鈕I0.0，停止按鈕I0.1，急停按鈕I0.2，電機(jī)輸出Q0.0。使用自保持回路實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。延時(shí)控制按下按鈕后延時(shí)5秒啟動(dòng)電機(jī)，運(yùn)行30秒后自動(dòng)停止。使用定時(shí)器指令TON實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能，T37、T38兩個(gè)定時(shí)器配合實(shí)現(xiàn)。計(jì)數(shù)控制傳感器檢測(cè)產(chǎn)品通過(guò)，累計(jì)到100件后報(bào)警。使用計(jì)數(shù)器指令CTU，計(jì)數(shù)器C0，達(dá)到設(shè)定值SV=100時(shí)輸出信號(hào)。順序控制與故障診斷三臺(tái)電機(jī)順序啟?？刂瓶刂埔螅喊聪聠?dòng)按鈕，M1啟動(dòng)→延時(shí)5s→M2啟動(dòng)→延時(shí)3s→M3啟動(dòng)。按下停止按鈕，M3停止→延時(shí)2s→M2停止→延時(shí)2s→M1停止。程序設(shè)計(jì)思路：使用3個(gè)定時(shí)器T1、T2、T3控制啟動(dòng)間隔M1輸出線圈后串聯(lián)T1的常開觸點(diǎn)觸發(fā)M2M2輸出線圈后串聯(lián)T2的常開觸點(diǎn)觸發(fā)M3停止逆序控制，使用定時(shí)器延時(shí)斷開增加故障檢測(cè)：如某臺(tái)電機(jī)5s內(nèi)未啟動(dòng)則報(bào)警故障診斷功能過(guò)載保護(hù)：檢測(cè)熱繼電器信號(hào)，跳閘后停機(jī)報(bào)警缺相保護(hù)：檢測(cè)三相電流，缺相時(shí)立即停機(jī)聯(lián)鎖失效：檢測(cè)正反轉(zhuǎn)接觸器，同時(shí)吸合時(shí)報(bào)警故障記錄：使用數(shù)據(jù)寄存器記錄故障代碼和時(shí)間調(diào)試技巧：使用PLC的強(qiáng)制功能單獨(dú)測(cè)試每個(gè)輸出點(diǎn)，逐段調(diào)試程序，使用監(jiān)控功能觀察內(nèi)部狀態(tài)。第六章供配電系統(tǒng)實(shí)操供配電系統(tǒng)是電能從發(fā)電廠到用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本章學(xué)習(xí)變配電站的設(shè)備組成、運(yùn)行操作、維護(hù)保養(yǎng)和故障處理，掌握工廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理技能。工廠供配電系統(tǒng)組成與設(shè)備操作1高壓進(jìn)線從電網(wǎng)接入10kV或35kV高壓電源，經(jīng)高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備進(jìn)入變電站。斷路器具備過(guò)流、速斷、接地等保護(hù)功能。2電力變壓器將高壓電降壓為380V/220V低壓電，向廠區(qū)配電。變壓器容量根據(jù)負(fù)荷計(jì)算選擇，采用D,yn11接線方式。配備溫度監(jiān)測(cè)、差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)裝置。3低壓配電柜由進(jìn)線柜、計(jì)量柜、饋線柜、電容補(bǔ)償柜、聯(lián)絡(luò)柜等組成。采用抽屜式斷路器，便于維護(hù)更換。配備電流表、電壓表、功率因數(shù)表等監(jiān)測(cè)儀表。4配電線路通過(guò)電纜或母線槽將電能輸送到各用電點(diǎn)。線路保護(hù)包括斷路器、熔斷器、漏電保護(hù)器。根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)分為動(dòng)力配電和照明配電。配電設(shè)備操作規(guī)程高壓柜操作驗(yàn)電確認(rèn)設(shè)備斷電按順序拉開斷路器→隔離開關(guān)掛接地線，裝設(shè)遮攔懸掛"禁止合閘"標(biāo)識(shí)牌送電操作順序相反兩人操作，一人監(jiān)護(hù)變壓器投運(yùn)檢查變壓器外觀、油位、溫度測(cè)量絕緣電阻，應(yīng)大于規(guī)定值檢查冷卻系統(tǒng)、保護(hù)裝置先合低壓側(cè)開關(guān)，再合高壓側(cè)空載運(yùn)行2小時(shí)，檢查聲音、溫升記錄空載電流和損耗供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與故障排查運(yùn)行監(jiān)測(cè)定期巡視檢查，記錄運(yùn)行參數(shù)：電壓、電流、功率因數(shù)是否正常變壓器溫度、油位、聲音開關(guān)柜溫升、異味、放電補(bǔ)償電容器投切情況接地裝置完好性繼電保護(hù)裝置動(dòng)作記錄預(yù)防性維護(hù)按周期進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)：清掃柜內(nèi)灰塵，緊固接線端子測(cè)試斷路器動(dòng)作特性檢查互感器、避雷器測(cè)量絕緣電阻和接地電阻變壓器油化驗(yàn)和補(bǔ)油保護(hù)定值核對(duì)和整定故障排查方法系統(tǒng)性分析判斷故障點(diǎn)：查看保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)和記錄測(cè)量故障點(diǎn)前后電壓電流使用絕緣搖表查找接地點(diǎn)紅外熱像儀檢測(cè)異常發(fā)熱分段排查縮小故障范圍做好故障記錄和分析總結(jié)典型故障處理案例短路故障現(xiàn)象：斷路器跳閘，保護(hù)動(dòng)作處理：檢查線路絕緣，排除短路點(diǎn)，測(cè)試合格后送電過(guò)負(fù)荷跳閘現(xiàn)象：電流超過(guò)整定值，熱繼電器動(dòng)作處理：檢查負(fù)荷，降容或增容改造，調(diào)整保護(hù)定值電壓異?，F(xiàn)象：電壓過(guò)高或過(guò)低處理：檢查變壓器分接開關(guān)，調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償，聯(lián)系供電部門第七章自動(dòng)控制系統(tǒng)與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)的核心。本章學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的分析與調(diào)試、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊、組態(tài)軟件應(yīng)用，掌握從單機(jī)控制到系統(tǒng)集成的完整技能。自動(dòng)控制系統(tǒng)性能分析與調(diào)試時(shí)域分析研究系統(tǒng)輸出隨時(shí)間的變化規(guī)律，評(píng)估動(dòng)態(tài)性能：2%超調(diào)量σ%輸出超過(guò)穩(wěn)態(tài)值的最大百分比，反映系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性0.5s調(diào)節(jié)時(shí)間ts輸出進(jìn)入并保持在穩(wěn)態(tài)值±5%范圍內(nèi)所需的時(shí)間0.1s上升時(shí)間tr輸出從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時(shí)間階躍響應(yīng)測(cè)試給定信號(hào)加階躍輸入（如0→100%）記錄輸出響應(yīng)曲線測(cè)量超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間等指標(biāo)對(duì)比理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值分析偏差原因，調(diào)整參數(shù)頻域分析研究系統(tǒng)對(duì)不同頻率信號(hào)的響應(yīng)特性：頻率特性測(cè)試輸入不同頻率的正弦信號(hào)測(cè)量輸出幅值和相位繪制伯德圖（幅頻、相頻特性）確定截止頻率、相角裕度、幅值裕度評(píng)估系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)品質(zhì)系統(tǒng)調(diào)試實(shí)操流程01開環(huán)測(cè)試斷開反饋回路，分別測(cè)試前向通道和反饋通道的特性02閉環(huán)調(diào)試接通反饋，從小到大調(diào)節(jié)控制器參數(shù)（比例、積分、微分）03抗干擾測(cè)試施加干擾信號(hào)，測(cè)試系統(tǒng)的抗擾能力和恢復(fù)時(shí)間04性能優(yōu)化在快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性之間尋找最