SDDG-1D 电工电子电力拖动PLC单片机综合实验装置
一、特点
1、综合性强 综合了目前国内各类学校电类基础课程的全部实验项目。
2、适应性强 实验的深度与广度可根据需要作灵活调整，普及与提高可根据教学的进程作有机地结合。装置积木式结构，更换便捷，添加部件即可。扩展功能或开发新实验。
3、整套性强 从仪器仪表、专用电源到实验连接专用导线等均配套齐全，仪器仪表的性能、精度、规格等均密切结合实验的需要进行配套。
4、一致性强 实验器件选择合理、配套完整，使多组实验结果有良好的同一性，便于教师组织和指导实验教学。
5、直观性强 本装置采用整体与挂件相结合的结构形式，电源配置、仪表一目了然，各实验挂件任务明确，操作、维护简便。
二、功能
1、本装置可提供实验所需的交流电源、低压直流电源、可调恒流源、函数信号发生器（含频率计）、受控源、交直流测量仪表（电压、电流、功率、功率因数）、各实验挂箱及电机等。
2、能完成“电工基础”、“电工学”中的叠加、戴维南、双口网络、谐振、选频及一、二阶电路等实验。
3、能完成“电路分析”、“电工学”中的单相、三相、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。
4、能完成“电机控制”、“继电接触控制”及“电力拖动”等课程实验。
5、能完成模电、数电及PLC可编程控制实验。
6、单片机实训开发系统可完成51/96/8088等CPU的单片机、微机的全部软、硬件实验，适用于《msc-51单片机原理与接口》《mcs-96单片机原理与接口》《单片机接口技术》《十六位微机原理与接口》等课程实验。
三、技术性能
1、输入电源：三相四线(或三相五线) 380V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3、外形尺寸：167×73×153cm3
4、装置容量：＜1.5KVA
四、基本实验项目
（一）电工基本实验
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1．基本电工仪表的使用与测量误差的计算
2．减少仪表测量误差的方法
3．线性与非线性电路元件伏安特性的测绘
4．电位、电压的测定及电路电位图的绘制
5．基尔霍夫定律验证及故障判断
6．叠加定理验证及故障判断
7．电压源与电流源的等效变换
8．戴维南定理的验证
9．诺顿定理验证
10．双口网络测试
11．互易定理验证
12．受控源VCCS、VCVS、CCVS、CCCS的
实验研究
13．典型电信号的观察与测量
14．RC一阶电路响应的测试
15．二阶动态电路响应的研究
16．R、L、C元件阻抗特性的测试
17．RC串、并联选频网络特性测试
18．R、L、C串联谐振电路的研究
19．用三表法测量交流电路等效参数
20．正弦稳态交流电路相量的研究
（日光灯功率因数提高实验）
21．互感实验
22．单相铁心变压器特性的测试
23．三相交流电路电压、电流的测量
24．三相电路功率的测量
25．单相电度表的校验
26．功率因数及相序的测量
27．负阻抗变换器及其应用
28．回转器及其应用 |
（二）数字电路实验项目：
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1．与门电路逻辑功能测试
2．或门电路逻辑功能测试
3．与非门电路逻辑功能测试
4．非门电路逻辑功能测试
5．CM0S门电路的测试
6．基本RS触发器
7．JK触发器
8．D触发器
9．555时基电路的应用
10．二——十进制计数器
……
自行设计、开发实验电路。
11．二——十进制8421译码器
12．加法器
13．减法器
14．由集成与非门构成单稳态触发器
15．T触发器实验
16．组合电路的设计之一——编码转换
17．组合电路的设计之二——显示电路
18．同步时序电路的设计
19．计算机时序电路的设计
20．CM0S集成A/D、D/A转换电路实验
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（三）模拟电路实验
采用固定线路和分立元件灵活组合进行实验。
1．固定线路板实验有：
①共射极单管放大器负反馈放大器实验 ②射极跟随器实验
③RC正弦振荡器实验 ④差动放大器实验 ⑤OTL功率放大器实验
2．分立元件可完成：单管放大、整流、滤波、稳压、运放、全波可控及趣味性实验，也可利用此平台开发其他实验项目。
（四）电力拖动实验
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1．闸刀开关正转控制线路
2．接触器点动正转控制线路
3．具有自锁的正转控制线路
4．具有过找保护的正转控制线路
5．接触器联锁的正反转控制线路
6．按钮联锁的正反转控制线路
7．按钮接触器复合联锁控制线路
8．接触器控制串联电阻降压起动线路
9．时间继电器控制串联电阻降压控制线路
10．接触器控制Y/△降压起动
11．时间继电器控制Y/△降压起动
12．QX3-13型Y/△自动起动控制线路
13．半波整流能耗制动控制线路
14．全波整流能耗制动控制线路
15．C620车床电气控制线路
16．单相运行反接制动控制线路
17．电动葫芦电气控制线路
18．控制电路联锁控制线路
19．主电路联锁控制线路 |
（五）PLC可编程实验内容
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1．与、或、非逻辑功能实验
2．定时器、计数器功能实验
3．跳转、分支功能实验
4．移位寄存器实验
5．数据处理功能实验
6．微分、位操作实验
7．交通信号灯PLC自动控制实验
8．搅拌器的PLC自动控制实验
9．LED数码官显示PLC自动控制实验
10．四层电梯的PLC自动控制实验
11．加工中心刀具库选择控制实验
12．艺术彩灯造型的PLC控制实验
13．电机的自动控制实验
14．步进电机的PLC控制
15．模拟电视发射塔实验实验
16．自动送料装车系统控制实验
17．自动售货机实验
18．自动成型实验
19．水塔自动供水控制系统实验
20．邮件自动分拣实验
21．自动洗衣机控制系统模拟实验
22．电镀过程控制实验 |
（六）PLC电气控制
1．三相鼠笼异步电动机点动和自锁PLC控制
2．三相鼠笼异步电动机联动正反转PLC控制
3．三相鼠笼异步电动机带延时正反转PLC控制
4．三相鼠笼异步电动机Y/△转换起动PLC控制
5．三相鼠笼异步电动机联锁控制
6．延时控制串电阻降压起动线路控制
7．C620车床电气控制
8．MCGS组态棒图实验教学
（七）单片机实验项目：
MCS-51单片机实验
软件实验
外部数据存储器扩展
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实验一 清零程序
实验二 拆字程序
实验三 拼字程序
实验四 数据区传送子程序
实验五 数据排序实验
实验六 查找相同数个数
实验七 无符号双字节快速乘法子程序
实验八 多分支程序
实验九 脉冲计数（定时/计数实验）
实验十 电脑时钟（定时器、中断器综合实验）
实验十一 二进制转换到BCD
实验十二 二进制转换到ASCII
实验十三 八段数码管显示
实验十四 键盘扫描显示实验 |
硬件实验
自搭接硬件电路实验提示
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实验一 P1口亮灯实验
实验二 P1口转弯灯实验
实验三 P3.3输入，P1口输出
实验四 工业顺序控制（中断控制）
实验五 8255 A.B.C输出方波
实验六 8255 PA口控制PB口
实验七 8255控制交通灯
实验八 简单I/O口扩展实验
实验九 A/D转换实验
实验十 D/A输出方波
实验十一 电子音响
实验十二 继电器控制
实验十三 步进电机实验
实验十四 8253方波
实验十五 串并转换实验
实验十六 外部存储器扩展实验
实验十七 MCS-51串行口应用实验㈠——双机通信
实验十八 MCS-51串行口应用实验㈡——与PC机通信
实验十九 温度闭环控制
实验二十 小直流电机调速实验
实验二十一 外部中断（急救车与交通灯） |
8088/8086系列微机实验
软件实验
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实验一 清零程序
实验二 拆字程序
实验三 拼字程序
实验四 数据区移动
实验五 数据排序实验
实验六 找“零”个数
实验七 32位二进制乘法
实验八 多分支程序
实验九 显示子程序
实验十 键盘扫描显示实验
实验十一 二进制转换到BCD
实验十二 二进制转换到ASCII |
硬件实验
自搭接硬件电路实验提示
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实验一 8255并行口实验㈠：A.B.C口输出方波
实验二 8255并行口实验㈡：PA口控制PB口
实验三 8255并行口实验㈢：控制交通灯
实验四 简单I/O口扩展
实验五 A/D转换实验
实验六 D/A转换实验㈠：输出方波
实验七 D/A转换实验㈠：输出锯齿波
实验八 8259中断控制器实验
实验九 定时／计数器：8253方波
实验十 继电器控制
实验十一 8251串行通信实验㈠：自发自收
实验十二 8251串行通信实验㈡：与PC通信
实验十三 步进电机控制
实验十四 小直流电机调速实验
实验十五 温度闭环控制
实验十六 音频驱动实验 |
MCS-96单片机实验
软件实验
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实验一 清零程序
实验二 拆字程序
实验三 拼字程序
实验四 数据区传送子程序 ,
实验五 数据排序实验
实验六 查找相同数个数
实验七 无符号双字节快速乘法子程序
实验八 多分支程序
实验九 定时器1实验——定时中断
实验十 定时器T1和T2同时产生中断
实验十一 80C196外部中断实验
实验十二 80C196软件方法产生中断
实验十三 利用HSI测脉冲宽度
实验十四 利用HSI测量单脉冲宽度
实验十五 利用HSO产生单脉冲
实验十六 利用HSO产生连续脉冲
实验十七 软件定时器
实验十八 80C196 A/D转换实验
实验十九 利用80C196的PWM产生各种波形
实验二十 二进制转换到BCD进制转换到ASCII |
硬件实验
自搭接硬件电路实验提示
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实验一 P1口亮灯实验
实验二 P1口转弯灯实验
实验三 P2.6输入，P1口输出
实验四 工业顺序控制
实验五 8255 A.B.C输出方波
实验六 8255 PA口控制PB口
实验七 8255控制交通灯
实验八 简单I/O口扩展实验
实验九 A/D转换实验
实验十 D/A输出方波
实验十一 继电器控制
实验十二 8253方波
实验十三 80C196串行口实验
实验十四 LED七段数码管显示实验
实验十五 键盘显示综合实验
实验十六 音频驱动实验
实验十七 步进电机实验
实验十八 直流电机实验
实验十九 外部中断（急救车与交通灯）
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五、装置的配备
装置主要由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂箱及三相鼠笼电机等组成。
（一）SYDG-01电源仪器控制屏
控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板。为实验提供交流电源、直流电源、恒流源、受控源、数控信号源及各种测试仪表等。具体功能如下：
1、主控功能板
1.1 三相0～450V及单相0～250V连续可调交流电源。配备一台三相同轴联动自耦调压器，规格为1.5KVA/0～450V，克服了三只单相调压器采用链 条结构或齿轮结构组成的许多缺点。可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，克服了调换保险丝带来的麻烦。配有三只 指针式交流电压表，通过切换开关可分别指示三相电网电压和三相调压输出电压。
1.2 提供两路低压稳压直流0.0～30V/1A连续可调电源，配有数字式电压表指示输出电压，电压稳定度≤0.3%，电流稳定度≤0.3%，设有短路软截止保护和自动恢复功能。
1.3 提供一路0～500mA连续可调恒流源，分2mA、20mA、500mA三档，负载稳定度≤5×10-4 ，额定变化率≤５×10-4 ，配有数字式直流毫安表指示输出电流，具有输出开路、短路保护功能。
1.4 设有照明220V/30W日光灯一盏，供实验照明用；还设有220V/30W的日光灯灯管一支，将灯管的四个头引出以供实验用。
1.5 实验管理器：具有设定实验时间、定时报警、切断电源等功能；还可以自动记录与区分由于接线或操作错误所造成的漏电告警、仪表超量程告警等。
1.6 设有真有效值交流数字电压表一只，测量范围0～500V，量程自动判断、自动切换，精度0.5级，三位半数显。
2、信号源功能板
频率计：6位数字显示，显示范围1Hz～10MHz，作为外部测量和内置信号源频率指示。
信号源频率范围：0.2Hz～2MHz，分七档
输出波形：正弦波、三角波、方波、脉冲波、斜波及50Hz正弦波
占空比调节：20%～80%
输出幅度：20Vp-p(1MΩ负载)、 10Vp-p(50Ω负载)
输出保护：短路保护，抗输入电压±35V（1分钟）
幅度显示：三位LED
功率输出：≥10W；频率范围(3dB带宽)：20KHz(方波、三角波、正弦波)
3、仪表、受控源功能板
3.1 智能交流数字电压表
交流数字电压表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制 模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-500V，频率范围：10Hz-20Hz。手动量程为：10V、100V、500V。测量精度为0.5级。具有 数据存储与查询功能。
3.2智能交流数字电流表
交流数字电流表1只，采用美国模拟器件公司生产的新型高性能RMS真有效值转换器，配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制 模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-5A，频率范围：10Hz-20Hz。手动量程为：100mA、1A、5A。测量精度为0.5级。具有数有数据 存储与查询功能。
3.3 直流数显电压表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测 量范围：0-200V。手动量程为：2V、20V、200V。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示及切断总电源等功能。
3.4 直流数显毫安表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测 量范围：0-2000mA。手动量程为：20mA、200mA、2000mA。测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程报警、指示及切断 总电源等功能。
3.5 受控源CCVS、VCCS两路，打开电源开关，CCVS、VCCS两路受控源即可工作，通过适当的连接，即可获得VCVS、CCCS受控源的功能。此外，还设有±12V两路直流稳压电源，并有发光管指示。
4、控制屏挂置挂件的具体方法
控制屏正面右边设有一个74×48.5cm2 的大凹槽，能容纳两个大挂箱和一个小挂箱。凹槽上、下边各设有六个螺柱，左右两边挂置大的挂箱，中间挂置小的挂箱。挂箱与控制屏采用螺母固定，易于装卸和运输。
（二）SDG-02实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料。右边设有放置示波器用的可拆卸搁板。
（三）实验组件挂箱
1、SDG-03电路基础实验箱
提供基尔霍夫定律（可设置三个典型故障点）、叠加原理（可设置三个典型故障点）、戴维南定理、诺顿定理、二端口网络、互易定理、R、L、C串联谐振电路 （L用空心电感）、R、C串并联选频电路及一阶、二阶动态电路等实验。各实验器件齐全，实验单元隔离分明，实验线路完整清晰，验证性实验与设计性实验相结 合。
2、SDG-04交流电路实验箱
提供单相、三相负载电路、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。负载为三个完全独立的灯组，可连接成Y或△两种三相负载线路，每个灯组均设有三个并联的 白炽灯罗口灯座(每组设有三个开关控制三个负载并联支路的通断)，可插60W以下的白炽灯九只，各灯组设有电流插座；日光灯实验器件有30W整流器、电容 器（1uF/500V、2.2uF/500V、4.7uF/500V）、启辉器及短接按钮；互感线圈一组，实验时临时挂上，两个空心线圈L1 、L2 装在滑动架上，可调节两个线圈间的距离，并可将小线圈放到大线圈内，配有大、小铁棒各一根及非导磁铝棒一根；电度表一只，规格为220V、3/6A，实验 时临时挂上，其电源线、负载线均已接在电度表接线架的接线柱上，实验方便；铁芯变压器一只（50VA、36V/220V），原副边均设有保险丝便于电流的 测试，可进行变压器原、副绕组同名端判断及变压器应用等实验。
3、SDG-05元件箱
设有三组高压电容（每组1uF/500V、2.2uF/500V 、4.7uF/500V高压电容各一只），用以改变功率因数实验；提供实验所需的各种元件，如电阻、二极管、发光管、稳压管、电位器及12V灯泡等,还提 供十进制可调电阻箱，阻值为0～99999.9Ω/2W。
4、SDG-06单相智能功率、功率因数表
由24位专用DSP、16位高精度AD转换器和高速MPU单元设计而成，通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。软件上采用RTOS设计思路，同时 配有PC监控软件来加强分析能力。能测量电路的功率、功率因数。功率测量精度为1.0级，功率因数测量范围0.3-1.0，电压电流量程为450V和 5A，能自动判别负载性质（感性显示“L”，容性显示“C”，纯电阻不显示），并可存储测量数据，供随时查阅。
5、SDG-09真有效值交流数字毫伏表
能够对各种复杂波形的有效值进行精确测量，电压测试范围0.2mV～600V（有效值），测试基本精度达到±1%，量程分200mV、2V、20V、 200V、600V五档，直键开关切换，三位半数字显示，每档均有超量程告警、指示及切断总电源功能。频率测试范围10Hz～600KHz，输入阻抗 1MΩ，输入电容≤30pF。
6、SDG-10受控源(四路)、回转器、负阻抗变换器
提供流控电压源CCVS、压控电流源VCCS、压控电压源VCVS、流控电流源CCCS、回转器及负阻抗变换器等实验模块。四组受控源、回转器、负阻抗变换器均采用标准网络符号。
（四）SDG-11数字电路、模拟电路
提供稳压电源四路（±5V/0.5A；±15V /0.5A，均有短路保护、自动恢复功能）、低压交流电源（0V、6V、10V、14V抽头各一路及中心抽头17V两路）、四位十进制译码显示器、两组拨 码盘、8位逻辑开关、8位电平指示器、三态逻辑笔、单次脉冲源、扬声器、振荡线圈、按键、桥堆及电位器等。另外，还设有一些高可靠圆脚集成电路插座（8P 2只、14P 3只、16P 4只、28P 1只、40P 1只）及可靠的镀银长紫铜管（供插电阻、电容、电位器、晶体管等元件）。实验挂箱配有：①共射极单管放大器负反馈放大器实验板、②射极跟随器实验板、 ③RC正弦振荡器实验板、④差动放大器实验板、⑤OTL功率放大器实验板共五块及若干分立元件，可采用固定线路或分立元件灵活组合进行实验，有利于提高学 生动手能力。
1、SDG-15继电接触控制
提供中间继电器、二只，热继电器一只，熔断器三只，转换开关三只，按钮一只，行程开关四只，信号灯、保险丝座各一只。各器件的工作端子均已引到面板上，供实验接线用。
2、SDG-17继电接触控制
提供交流接触器（线圈电压380V）三只，热继电器一只，电子式时间继电器（通电延时，工作电压380V）一只，变压器(220V/26V/6.3V)、 整流电路、能耗制动电阻(10Ω/25W)各一组，带灯按钮（黄、绿、红各一只）三只。将各器件的工作端子引到面板上，供实验接线用。
六、配置清单（每台）
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SDG-01 |
电源仪器控制屏 |
1套 |
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SDG-02 |
实验桌 |
1张 |
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SDG-03 |
电路基础实验挂件 |
1套 |
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SDG-04 |
交流电路实验挂件 |
1套 |
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SDG-05 |
元件箱 |
1套 |
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SDG-06 |
单相智能功率、功率因数表 |
1只 |
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SDG-09 |
真有效值交流数字毫伏表 |
1只 |
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SDG-10 |
受控源（四路）、回转器、负阻抗变换器 |
1套 |
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SDG-12 |
数字电路实验挂件 |
1套 |
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SDG-13 |
模拟电路实验挂件 |
1套 |
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SDG-15 |
继电接触控制 |
1件 |
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SDG-17 |
继电接触控制 |
1件 |
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单片机实验开发系统挂箱 |
1只 |
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三相交流电机 |
2台 |
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高可靠护套结构手枪插式实验连接线及配件 |
1套 |
PLC配置清单：
（一）主机：三菱FX1N-40MR
（二）实验箱部分：
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1．PLC001 交通信号灯PLC自动控制
3．PLC003 LED数码管显示PLC自动控制
5．PLC005 加工中心刀具库选择控制（实物）
7．PLC007 电机的自动控制（实物）
9．PLC009 模拟电视发射塔
11．P LC011 自动售货机
13．PLC013 水塔自动供水系统
15．PLC015 自动洗衣机系统 |
2．PLC002 搅拌器的PLC自动控制（实物）
4．PLC004 四层电梯的PLC自动控制（实物）
6．PLC006 艺术彩灯造型的PLC控制
8．PLC008 步进电机的PLC控制（实物）
10．PLC010 自动送料装车系统
12．PLC012 自动成型系统
14．PLC014 邮件自动分拣系统
16．PLC016 电镀系统 |
