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電工電氣技術實訓指導書 版權信息
- ISBN：9787030720535
- 條形碼：9787030720535 ; 978-7-03-072053-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
電工電氣技術實訓指導書 內容簡介
本書為實踐課程“電工電氣技術實訓”的配套指導書，其主要內容包括用電安全與電工基礎、電氣控制與應用、優選自動化與PLC、優選自動化虛擬仿真四大模塊。本書以工廠智能制造生產線為總體框架，根據生產線的功能梳理出與電工電氣相關的智能制造流程，同時添加一些用電安全及急救訓練等大學生應該具備的重要技能。學生參考本書內容并進行相應的實踐，可以掌握基本的用電知識、觸電急救操作，識別及使用基本的低壓電器器件及工具，熟悉電氣設備安全操作規范，掌握PLC在優選自動化生產線中的應用，掌握MCGS人機界面的設計，了解智能制造概念，利用虛擬仿真軟件對智能裝備進行仿真控制練習等。本書可作為電工電氣基礎實驗、實踐課程的指導教材，也可供電氣與自動化相關專業的工程人員參考。
電工電氣技術實訓指導書 目錄
目錄
第1章 用電安全與電工基礎 1
實訓1.1 電氣事故認知與人體急救練習 1
實訓1.2 電工基礎 13
第2章 電氣控制與應用 20
實訓2.1 低壓電器器件及工具認知與使用 20
實訓2.2 家庭常用電氣電路安裝 35
實訓2.3 機床電氣圖的識別與繪制 39
實訓2.4 三相交流電機點動控制與自鎖控制 46
實訓2.5 三相交流電機正反轉控制 51
實訓2.6 交通信號燈的繼電器控制 56
實訓2.7 運料小車的一鍵自動往返控制 59
第3章 先進自動化與PLC 64
實訓3.1 先進自動化認識與PLC基本指令 64
實訓3.2 回轉攪拌供料單元控制 79
實訓3.3 機械手的控制 85
實訓3.4 電機與傳送帶控制 94
實訓3.5 觸摸屏的組態界面設計 106
實訓3.6 光機電一體化系統三站聯合調試 114
實訓3.7 光機電一體化系統綜合控制 120
第4章 先進自動化虛擬仿真 135
實訓4.1 先進自動化虛擬仿真平臺基礎認識 135
實訓4.2 工業機器人認識及其虛實聯合仿真 147
參考文獻 159
第1章 用電安全與電工基礎 1
實訓1.1 電氣事故認知與人體急救練習 1
實訓1.2 電工基礎 13
第2章 電氣控制與應用 20
實訓2.1 低壓電器器件及工具認知與使用 20
實訓2.2 家庭常用電氣電路安裝 35
實訓2.3 機床電氣圖的識別與繪制 39
實訓2.4 三相交流電機點動控制與自鎖控制 46
實訓2.5 三相交流電機正反轉控制 51
實訓2.6 交通信號燈的繼電器控制 56
實訓2.7 運料小車的一鍵自動往返控制 59
第3章 先進自動化與PLC 64
實訓3.1 先進自動化認識與PLC基本指令 64
實訓3.2 回轉攪拌供料單元控制 79
實訓3.3 機械手的控制 85
實訓3.4 電機與傳送帶控制 94
實訓3.5 觸摸屏的組態界面設計 106
實訓3.6 光機電一體化系統三站聯合調試 114
實訓3.7 光機電一體化系統綜合控制 120
第4章 先進自動化虛擬仿真 135
實訓4.1 先進自動化虛擬仿真平臺基礎認識 135
實訓4.2 工業機器人認識及其虛實聯合仿真 147
參考文獻 159
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電工電氣技術實訓指導書 節選
第1章 用電安全與電工基礎 實訓1.1 電氣事故認知與人體急救練習 一、實訓目的 (1)介紹基礎電氣知識。 (2)介紹各類觸電途徑及電氣事故的緊急處理方法。 (3)掌握心肺復蘇模擬訓練假人“ GD/CPR10180”的使用方法，并使用其進行急救操作練習。 二、實訓原理及裝置 (一)電工電氣類常用基本知識概念名稱 (1)什么是電？ 按電子學的觀點，有些物質是直接由原子構成的，有些物質是由分子構成的，而分子又是由原子構成的。原子是由原子核和核外電子組成的。原子核帶有正電荷，核外電子帶有負電荷并環繞著原子核高速旋轉，這就是我們所說的“電”(也是物質所具有的一種性質)。 (2)什么是導體、絕緣體、半導體？ 電阻率很小且易于傳導電流的物質稱為導體。各種金屬都是導體，如銅、鋁、鐵等。常用的導線大都是用銅或鋁做成的。有些液體也是導體，如日常用的水就能導電。從物質的內部結構看，導體往往是容易失去電子的物質，這是因為導體內原子核對部分電子的吸引力小，電子容易移動，這些能移動的電子稱為自由電子。導體內擁有大量的自由電子，在電場力的作用下，很容易定向移動而形成電流。 不善于傳導電流的物質稱為絕緣體。如塑料、橡膠、膠木及干燥的木塊、棉布等。絕緣體往往是不容易失去電子的物質。這是因為絕緣體的原子核對其外層電子束縛力很強，自由電子極少，故電阻率很大。 除了導體和絕緣體，還有一類物體的導電性能介于導體和絕緣體之間，這類物體稱為半導體，如硅、鍺等。常用的二極管、三極管和晶閘管等元件都是用半導體材料做成的。 (3)什么是絕緣擊穿？ 我們所說的絕緣體，是指導電能力在一定條件下比導體相對差的物體。但是導體和絕緣體并沒有絕對的界限。在通常情況下是很好的絕緣體，當條件改變(如電壓、溫度、濕度)時也可能變成導體。例如，常用的電線用塑料皮做絕緣，它的耐電壓能力是500V，通常在380/220V電壓情況下使用，有安全保護作用，但如果電壓超過500V，電線用塑料皮做絕緣體，它的絕緣性能就變差，甚至會失去絕緣能力而導電，這就是日常提到的絕緣擊穿。有些絕緣體遇到高溫或者受潮濕，或者長久使用變老化，都有可能使絕緣能力下降，如常見的漏電現象，都是因絕緣損壞而發生的。所以要防止電氣設備受潮，要監視電氣設備的溫度不能太高，電壓不要超過設備的額定電壓。 (4)什么是斷路？什么是短路？短路有什么危險？ 電氣設備在正常工作時，電路中電流是由電源的一端經過電氣設備流回電源的另一端，形成回路。如果將電路的回路切斷或發生斷線，電路中電流不通，這一現象就稱為斷路。如果電流不經電氣設備而由電源一端直接回到電源另一端，從而導致電路中的電流劇增，這一現象就稱為短路。 短路會造成電氣設備過熱，甚至燒毀電氣設備、引起火災。同時，短路電流還會產生很大的電動力，造成電氣設備損壞。嚴重的短路事故，甚至會破壞電力系統穩定性，并會浪費電能。 (5)什么是電氣原理圖？ 電氣原理圖是用來表明設備電氣的工作原理，各電氣元件的作用，以及相互之間的關系的一種表示方式。運用電氣原理圖的方法和技巧，對于分析電氣線路、排除機床電路故障是十分有益的。電氣原理圖一般由主電路、控制電路、短路保護、配電電路等幾部分組成。圖1.1.1所示為某機床電氣原理圖。 圖1.1.1 某機床電氣原理圖 (6)電的分類有哪些？為什么目前普遍應用交流電？直流電(direct current，DC)是電荷的單向流動或者移動，電流密度隨著時間而變化，但是通常移動的方向在所有時間里都是一樣的。 交流電(alternating current，AC)是指電流方向隨時間呈周期性變化，在一個周期內的運行平均值為零。不同于直流電，它的方向是會隨著時間發生改變的，而直流電沒有周期性變化。 人們對于電能的應用，*早是從直流電開始的，但隨著生產的發展和重工業的出現，交流電逐步得到廣泛的應用。 交流電具有以下主要優點：可以通過變壓器變換電壓，在遠距離輸電時，通過升壓變壓器升高電壓以減少線路損耗，獲得*佳經濟效益；而當使用時，又可以通過降壓變壓器把高壓變為低壓，這既有利于安全，又能降低對設備的絕緣要求。此外，對實際應用來說，交流電動機比直流電動機結構簡單、造價低廉、堅固耐用、維修方便，也使交流電獲得了廣泛的應用。 (7)三相交流電和單相交流電相比較有何優點？ 目前工農業生產所用的動力電源，幾乎全部采用三相交流電源。日常生活中所用的單相交流電，如電燈、單相用電設備等，也是由三相交流電源中的一相提供的。現在已經很少采用單獨的單相交流電源了。 三相交流電較單相交流電有很多優點，它在發電、輸配電以及電能轉換為機械能方面，都有明顯的優越性。例如，制造三相發電機、變壓器都比制造單相發電機、變壓器省材料，而且構造簡單，性能優良。又如，用同樣材料所制造的三相發電機，其容量比單相發電機大50%。在輸送同樣功率的情況下，三相輸電線較單相輸電線，可節省25%的有色金屬，而且電能損失較單相輸電時少。由于三相交流電具有上述優點，因此獲得了廣泛的應用。 圖1.1.2 是三相交流電的波形示意圖。 圖1.1.2 三相交流電的波形示意圖 (8)什么是電力系統？什么是電力網？ 由發電機生產電能，電力線路、變壓器輸送和分配電能，電動機、電爐、電燈和家用電器等用電設備消耗電能，在這些設備中，電能轉化為機械能、熱能、光能等。這些生產、輸送、分配、消耗電能的發電機、電力線路、變壓器、各種用電設備聯系在一起組成的統一整體就是電力系統。 電力系統中，除發電機和用電設備以外的部分稱為電力網，它是由各電壓等級的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網絡。 (9)什么是火力發電？什么是水力發電？ 火力發電是在火力發電廠進行的。火力發電廠用煤、石油或者天然氣把鍋爐里的水燒成蒸汽。利用蒸汽的力量推動汽輪機，汽輪機帶動發電機發電。這種用煤、石油或者天然氣燃燒，把熱能變為電能的過程，稱為火力發電。目前，我國有70%以上的電廠屬于火力發電。 水力發電一般是由攔河壩把水蓄起來，或者是把河流較高處的水引過來，利用水的壓力和流速沖動水輪機，水輪機再帶動發電機旋轉發電。這種把水的位能和動能轉變成電能的過程，稱為水力發電。 (10)電力生產與其他行業生產比較有什么特點？電力系統中發電、供電及用戶之間的關系如何？ 電力工業的生產與社會各生產企業的生產相比既有一致性，又有自己的特殊性。一致性，即生產、運輸、銷售三個環節，存在于一切生產企業。特殊性，也就是與其他工業生產有所區別，主要有： ①在現代技術條件下，電能還不能大量儲存，發電、供電、用電必須同時進行，同時完成。生產過程中，任何一個環節發生故障，都將破壞和影響電力系統的正常生產。 ②電力系統的電磁過渡過程非常迅猛，會破壞電力系統的穩定性，一般在幾秒甚至在不足1s的時間內完成。 ③電力是各生產企業的動力，與各經濟部門有密切的聯系。電力系統發生故障，將直接影響生產和人民生活用電。 ④因為電力生產和消費同時完成，所以一切用戶可以同時獲得產品。 上述的特點決定了電力系統中發、供、用三者是聯合組成的一個整體。它們之間始終是保持平衡的，因此，發電廠需要按照電力系統的負荷需求制定、調整本身的生產計劃。如果發電廠發出的有功功率不足，就會使得電力系統的頻率降低，造成供電質量低劣，影響用戶正常生產用電。如果發電廠發出的無功功率不足，就會使電網的電壓下降，不能保持額定電壓。如果電網的電壓和頻率繼續降低，反過來又會使系統中發電廠的出力降低，嚴重時，還會造成整個電網的崩潰、瓦解。此外，用戶的變配電所都是與電力系統相連接的，無論哪一個環節發生事故，都會給發生事故的單位造成嚴重的損失，甚至還要影響更多的用戶正常用電。 (11)電工作業人員必須具備哪些條件？ 電工作業人員必須具備下列條件： ①年滿18周歲，經醫師鑒定，無妨礙工作的病癥，如兩眼視力各不低于0.7(包括糾 正視力)，不能有精神失常、色盲、癲癇、高血壓、心臟病、眩暈及突發性昏厥等疾病(身體檢查約兩年一次)。 ②具備必要的電氣知識，且按其職務和工作性質熟悉《電氣安全工作規程》的有關內容，并經考試合格。一般要求電工作業人員有初中及以上的文化程度。 ③學會緊急救護法，首先要學會觸電解救法和人工呼吸法。 (12)高壓、低壓和安全電壓是怎樣規定的？高壓：凡對地電壓在250V以上的稱為高壓。在直流系統中，550V即為高壓。在交流系統中，3kV、6kV、10kV、35kV等都屬于高壓。低壓：凡對地電壓在250V及以下者為低壓。交流系統中的220V、110V，三相四線制的380/220V均為低壓。 安全電壓：一般為36V及以下的電壓，也就是對人身安全危害不大的電壓。如36V、24V、12V均屬安全電壓。安全電壓是相對于高壓和低壓而言的，對那些工作環境較差的場所來說，應將安全電壓定為12V，所以12V電壓又稱為絕對安全電壓。 (13)什么是觸電？人為什么會觸電？人體接觸帶電體，或者帶電體與人體之間閃擊放電，或者電弧波及人體時，電流通過人體進入大地或通過其他導體形成導電回路，這些都稱為觸電。由于人體組織60%以上是由含有導電物質的水分組成的，因此人體是良導體。當人體觸碰帶電體并形成電流通路時，電流就會通過人體，從而人觸電。 電氣類基本概念還包括靜電、電場、超導體、靜電屏蔽、尖端放電、電流、電壓、電阻、歐姆定律、電功率、節點電流定律、回路電壓定律、電磁感應、互感、渦流、集膚效應、交流電相序、交流電功率、功率因數、三相交流電供電、感抗、容抗等，在此不一一敘述，在后續的課程講解中，會詳細介紹相關的知識與概念。 (二)安全用電 1.安全用電常識 電氣安全是安全領域中與電氣相關的科學技術及管理工程，電氣安全主要包括人身安全與設備安全兩個方面。 在電氣工程操作中，一個操作順序的顛倒或漏掉其中一個操作項目，都可能導致人員傷亡、設備損毀、大面積停電等嚴重的事故，造成嚴重的不良后果，甚至是嚴重的社會影響。有統計資料顯示，電力施工中的各種事故，絕大多數不是由施工者的技能水平低造成的，而是由于其沒有足夠的安全意識。 觸電傷害的特點是事故的預兆性不直觀、不明顯，而事故的危害性非常大。電流傷害人體的因素包括： (1)流過人體的電流大小； (2)電流通過人體的時間長短； (3)電流通過人體的部位； (4)電流通過人體的頻率，其中工頻電流對人體傷害*為嚴重； (5)觸電者的身體狀況。身體水分越多，受到的傷害越大。女性比男性敏感，兒童比成人敏感，體重小的比體重大的敏感，患有心臟病的人觸電后果更嚴重。 以工頻電流為例，當流經人體的電流小于10mA時，人體不會產生危險的病理生理效應，但會產生麻刺等不舒服的感覺；當流經人體的電流在10～30mA時，人體會產生麻痹、劇痛、痙攣、血壓升高、呼吸困難等癥狀，但通常不會致死；當電流大于50mA時，人體將會產生心室纖維性顫動，乃至人體窒息(“假死”)，在兩三分鐘內就會奪去人的生命；當電流大于100mA時，足以立刻置人于死地。我國規定應用于一般環境的安全電壓為36V，安全電流一般為30mA。 人體觸電方式分為直接觸電與間接觸電。直接觸電又分為單相觸電、兩相觸電與跨步觸電。 單相觸電：由于電線絕緣破損、導線金屬部分外露、導線或電氣設備受潮等，其絕緣部分的能力降低，導致站在地上的人體直接或間接地與火線接觸，這時電流就通過人體流入大地而造成單
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