宇龙仿真软件在电气控制实验教学中的应用

杨 娜

（广东农工商职业技术学院，广东 广州 510507）

近年来，随着计算机技术的飞速发展，模拟仿真技术在研发、生产、检测等领域已经得到了广泛的应用。但是在高校实验教学中，模拟仿真技术的应用却比较少见，学生在课堂上学到的理论知识比较抽象，而相应的实验设备如电动机、控制柜、机床等价格昂贵，如果采用模拟仿真实验，对电动机的控制线路或机床进行电气连接，此时不会因为接错线路导致安全事故或损坏相应的设备，还可以改善和提高《工厂电气控制设备》课程的实验环境，使学生将理论与实践充分结合，较透彻地掌握电气控制的原理。在此基础上还可以进行创新，充分发挥学生的创造力，达到真正的学为所用。在实验教学中，引入电气电路故障的诊断与维修，既可以使学生在仿真中身临其境，又可以避免由于失误导致的安全事故和相应的经济损失。

本文主要以宇龙仿真软件为例介绍三相异步电动机正反转、T68镗床主轴正反转的电气控制线路。

一、宇龙仿真软件的概述

宇龙仿真软件是上海宇龙软件工程有限公司开发的，其中包括了机电控制仿真、汽车维修仿真和数控加工仿真等，宇龙机电控制仿真软件是用于电子电工及相关专业实验室实训的仿真软件，该软件由元器件库和用户可以自由选择一些元器件进行自由搭建所想象的自动控制系统的平台构成。元器件库由电路元器件、液压系统功能部件、气压系统功能部件以及各种应用构件组成。

宇龙机电控制仿真软件的元器件库是一个开放式的资源库，可根据需求不断将各种元器件和功能部件添加到现有库中。有些元器件或功能部件还可以让用户自己添加或修改。

宇龙机电控制仿真软件是纯软件的实验实训的仿真软件。因此，不仅具有投资小、占地面积小、安全、耐用无损耗等优点，用户还可以使用元器件库自主发挥想象搭建各种控制系统。此外，《宇龙机电控制仿真软件》具有对用户编制的程序进行自动、合理、可视化的评判等功能。

二、宇龙机电控制仿真软件的应用

1.电气互锁的正反转控制电路

图1所示为电动机电气互锁的正反转控制电路。在主电路中使用两只交流接触器来改变电动机的电源相序：KM1闭合时，接通电动机的正序电源，电动机正转；KM2闭合时，将A、C两相电源反接后接入电动机，电动机反转。辅助电路中的SB2是正转的起动按钮，SB3是反转的起动按钮，KM1、KM2使用一副常开触点进行自锁。另外，KM1、KM2将常闭触点串接在对方线圈电路中，形成电气互锁，这样两只接触器不能同时得电动，以便防止电源短路。要想实现由正转到反转的控制或由反转到正转的控制，都必须先按下停止按钮SB1，使接触器断电释放，互锁的常闭触点闭合，再按下正转或反转的起动按钮，这就构成了正转——停止——反转、反转——停止——正转的控制。

图1 电气互锁的正反转控制电路

电动机电气互锁的正反转控制电路的控制流程图如图2所示。

2.电动机正反转在宇龙机电控制仿真软件中的应用

可以通过鼠标操作，从元器件库中选择所需要的各种元器件或功能部件（比如刀开关、熔断器、接触器、热继电器、电动机、按钮等），然后用导线连接各种电路元器件，最后系统将根据所搭建的电路进行逻辑解释，从而对应用构件进行控制。由于本软件对所搭建的电路是进行实时计算的，因此，在所搭建的应用链路上可以进行实时检测，同时，也可以在元器件上设置不同的属性，从而实现各种不同的故障现象，也可以用于故障检测。

图2 正反转控制电路流程图

3.T68镗床主轴正反转在宇龙机电控制仿真软件中的应用

镗床是一种精密加工机床，主要用于加工精确度高的孔，以及各孔间距离要求较为精确的零件，这些孔的轴线之间有严格的同轴度、垂直度、平行度与精确的距离，镗床常用来加工箱体类零件如主轴箱、机床的变速箱等。T68是卧式镗床中的一种，T68镗床有两台电动机，其中主轴电动机通过变速箱等传动机构拖动机床的主运动和进给运动，同时还拖动润滑油泵，另一台为快速移动电动机，实现主轴箱与工作台的快速移动。主轴电动机是一台双速电动机，可进行点动或连续正反转控制，停车制动采用由速度继电器KS控制的反接制动。为了限制制动电流和减小机械冲击，主轴电动机在制动、点动及主运动和进给的变速冲动控制时串入电阻器。T68镗床主轴电动机正反转控制也可以在宇龙机电控制仿真软件中进行仿真。

三、结论

通过电动机电气控制操作仿真实验训练，达到以下几个教学目的：

第一，增强了学生对电气控制原理的感性认识，让学生能够更快地熟识电气原理图，将书本中比较抽象的理论内容变成具体形象的实践操作过程，调动了学生的积极性与创造性，提高了教学效果。

第二，提高了安全性。学生可以用宇龙机电控制仿真软件根据电气原理图选择元器件，并且连线，一切活动都是在宇龙机电控制仿真软件中进行，不会因为学生的连线错误或参数设置错误而导致试验台元器件烧坏或损坏机床，也不会造成人身伤害，学生可以安全地进行训练，从而熟练地掌握真实设备的连接与调试过程。

第三，方便教师授课。在实训课上，教师在设备上演示，教学效果往往不是很理想，采用宇龙机电控制仿真软件进行多媒体教学时，学生均可清楚观看并且模仿，还可对学生进行单独指导。

第四，为实际操作做好充分准备。学生通过宇龙机电控制仿真软件仿真练习后，可将事故发生率降到最低。因此，宇龙机电控制仿真软件在电气控制方面实现了由理论向实践的真实转换，提高了学生的实践能力。

宇龙机电控制仿真软件解决了实验设备少、学生人数多的问题，保证了学生的学习质量。学生借助虚拟仿真软件的学习，拓展了实训学习的多样性，提高了学生解决问题和分析问题的能力，为学生较快适应社会打下坚实的基础。

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