常用电气控制技术
电气控制基本原理和方法
电气控制基本原理和方法1. 引言电气控制是一种将电力与机械运动结合起来控制系统的技术。
它在各个领域中都得到了广泛应用，如自动化、机械制造、能源等。
本文将介绍电气控制的基本原理和常用的控制方法。
2. 电气控制的基本原理电气控制的基本原理是通过电信号来控制机械设备的运动。
它通过电压、电流等信号来控制电动机、气动元件等电气设备。
以下是电气控制的基本原理：2.1. 控制信号的产生在电气控制系统中，控制信号是由控制设备产生的。
这些控制设备可以是开关、传感器、PLC(Programmable Logic Controller)等。
控制信号可以是开关状态，也可以是模拟信号。
控制信号的产生是电气控制的基础，它决定了控制系统的准确性和可靠性。
2.2. 控制信号的传输与处理控制信号的传输与处理是指将控制信号从控制设备传输到被控制设备，并对信号进行处理。
在传输过程中，控制信号可能会受到干扰或衰减，因此需要采取适当的措施来保证信号的可靠传输。
在处理过程中，控制信号可能需要经过放大、滤波、逻辑运算等处理，以满足控制系统的需求。
2.3. 被控制设备的执行动作被控制设备接收到控制信号后，执行相应的动作。
例如，当控制信号为开关状态时，被控制设备可以打开或关闭；当控制信号为模拟信号时，被控制设备可以根据信号的大小进行相应的运动。
3. 电气控制的常用方法电气控制有多种方法，常用的方法包括：3.1. 开关控制开关控制是最简单、最基础的电气控制方法之一。
它通过开关控制信号的开闭状态来控制设备的运动。
开关控制通常用于控制电路的通断、启停等简单操作。
3.2. 变频控制变频控制是一种通过改变电源频率来控制电动机转速的方法。
通过改变电源频率，可以实现电机的无级调速，从而满足不同的工作需求。
变频控制广泛应用于空调、电梯、水泵等设备。
3.3. PLC控制PLC控制是一种使用可编程逻辑控制器进行控制的方法。
PLC控制器可以根据预设的逻辑运算和输入信号来控制输出设备的动作。
电气自动控制技术
电气自动控制技术1. 简介电气自动控制技术是一种综合应用电子工程、自动化技术和计算机科学的技术，旨在通过对电气设备和系统进行自动化控制，提高生产效率、降低人工成本、提高系统可靠性。
本文将介绍电气自动控制技术的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
电气自动控制技术主要基于电气信号和电气元器件来实现对设备和系统的控制。
其基本原理包括传感器、信号处理、控制器和执行器四个部分。
2.1 传感器传感器是电气自动控制技术的基础，它能够将待测量的物理量转换为电信号，并将这些信号输入到后续的信号处理模块。
常见的传感器类型有温度传感器、压力传感器、位置传感器等。
信号处理模块负责对传感器输出的电信号进行处理、放大和滤波，以满足后续控制器的要求。
信号处理还可以包括对信号的采样和数字化转换。
2.3 控制器控制器是电气自动控制系统中的核心部分，它根据输入的信号和事先设定的控制算法来生成控制信号，并将其发送到执行器。
常见的控制器类型有PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
2.4 执行器执行器接收控制信号，并将其转换为相应的行动，控制设备或系统的状态。
常见的执行器包括电机、气缸、阀门等。
3. 应用领域电气自动控制技术广泛应用于各个工业领域和日常生活中，以下是一些常见的应用领域：3.1 工业自动化工业自动化是电气自动控制技术最早发展和最广泛应用的领域之一。
在工业生产过程中，通过对生产设备和系统进行自动化控制，可以实现生产线的高效运行、大幅度提高生产效率。
3.2 智能家居随着智能技术的发展，电气自动控制技术在智能家居领域得到了广泛应用。
通过智能控制系统，可以实现家庭设备的远程控制、自动化控制和互联互通，提高家居的舒适性、安全性和能源利用效率。
3.3 智能交通电气自动控制技术在智能交通领域也发挥了重要作用。
智能交通系统可以通过对交通信号灯、道路监控和车辆导航等进行自动化控制，提高交通流量的效率，减少拥堵和事故发生率。
4. 未来发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，电气自动控制技术将会迎来更广阔的发展空间。
电气控制技术
电路的工作原理是： 操作倒顺开关QS，把手柄板至“顺”的位置时，QS的触点往上 接通，电动机与电源的连接相序为L1—D1、L2—D2、L3—D3电动机 正转运行；当把手柄板至“倒”的位置时，QS的触点往下接通，电动机 与电源的连接相序为L1—D2、L2—D1、L3—D3电动机反转运行；当 把手柄板至“停”的位置时，QS的触点断开，电动机断电停止。
1.2三相异步电动机直接启动控制电路
1.2.1三相异步电动机的启动问题
三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始 转动时起，到达额定转速为止这一段过程。
三相异步电动机在启动时启动转矩并不大，但定子绕组中的电流增
大为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。 （1）启动电流过大造成电压损失过大，使电动机启动转矩下降。同 时可造成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。 （2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作。 因此：三相异步电动机的启动控制方式有两种： 一种是直接启动控
异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比。因此， 改变异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩和机械 特性，从而实现调速，这是一种比较简单的方法。特别是晶 闸管技术的发展使 交流调压调速电路得到广泛应用。
1.4.3变磁极调速控制电路
电气控制技术
图7.22 接触器的线圈通电连接
图7.12 直接启动控制线路
7.2.2 正反转控制线路
图7.13 三相异步电动机正反转控制线路
7.2.3 顺序控制线路
图7.14 三相异步电动机顺序控制线路
7.2.4 行程控制电路 1. 行程开关
(b) 动作原理 图7.15 行程开关结构 1—滚轮；2—杠杆；3—转轴；4—复位弹簧；5—撞块；6—微动开关；7—凸轮；8—调节螺钉
2. 控制电路
图7.18 星形—三角形启动的控制电路
7.2.6 两地控制线路
图7.19 两地控制线路
7.2.7 电气控制回路应注意的问题 1. 低压交流控制回路设计
图7.20 低压交流控制回路接线示例图
2. 低压交流控制回路施工
(a) (b) 图7.21 按钮、主令控制器相邻触点连接
(a)
(b)
7.1.2 熔断器 熔断器(fuse)是最简便而且是最有效的短路保 护电器，串接在被保护的电路中 熔断器的选择包括熔断体额定电流的确定， 熔断器支持件的额定电流确定以及按短路电 流校验熔断器的分断能力三部分 7.1.3 断路器 断路器(circuit breaker)能在正常电路条件下 接通、承载、分断电流，也能在规定的非正 常电路条件(例如短路)下接通、承载一定时间 和分断电流的一种机械开关电器
(a) 结构
行程开关(travel switch)又称限位开关。它是用来反映工作机 械的行程，发布命令以控制其运动方向或行程大小的主令电 器
2. 控制电路
图7.16 行程控制电路
7.2.5 时间控制电路 时间控制或称时限控制，是按照所需的时间 间隔来接通、断开或换接被控制的电路，以 协调和控制生产机械的各种动作。 1. 时间继电器 交流时间继电器1—主触头；2—锁键；3—锁钩；4—转轴；5—连杆；6、11—弹簧； 7—过流脱扣器；8—欠压脱扣器；9、10—衔铁；12—热元件；13—双 金属片；14—分励脱扣器；15—按钮
电气控制设备常用控制方法
电气控制设备常用控制方法1．过程控制系统过程控制系统指以表征生产过程的参量为被控制量，使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统，等同于前面分类中的恒值控制系统。
这里的“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。
表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。
通过对过程参量的控制，可使生产过程中产品的产量增加、质量提高、能耗减少。
一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式，这是过程控制的主要方式。
2．可编程控制器可编程控制器（PLC）一直保持了其简单至上的原则。
过去，PLC 适用于离散过程控制，如开关、顺序动作执行等场所，但随着PLC 的功能越来越强大，PLC也开始进入过程自动化领域。
PLC的产品系列对于用户来说是一个非常节约成本的控制系统。
PLC与继电控制相比具有以下优势。
（1）功能强、性能价格比高、可靠性高、抗干扰能力强、体积小、能耗低。
（2）系统的设计、安装、调试工作量少，维修工作量少，维修方便。
（3）具有网络通信功能。
（4）PLC可以代替复杂的继电器逻辑回路的控制功能，小型的、低成本的PLC可以代替4～10个继电器。
（5）对未来设备升级很方便。
高密度的I/O系统、改进设计的输入/输出模块和端子结构，使端子更加集成，以低成本提供了节省空间的接口。
（6）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。
基于微处理器的智能I/O接口扩展了分布式控制能力，典型的接口如PID、网络、CAN总线、现场总线、ASCII通信、定位、主机通信模块和语言模块（如BASIC、PASCALC）等。
（7）编程方法简单。
梯形图逻辑中可以实现高级的功能块指令，可以使用户用简单的编程方法实现复杂的软件功能。
外部设备改进了操作员界面技术，系统文档功能成为PLC的标准功能。
（8）诊断和错误检测功能。
从简单的系统控制器的故障诊断扩大到对所控制的机器和设备的过程和设备诊断。
3．集散控制系统集散控制系统是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
电气控制技术知识点
电气控制技术知识点电气控制技术是现代工业自动化领域中的重要组成部分，它利用电气设备和控制系统对工业生产过程进行监控和调节，实现自动化生产。
掌握电气控制技术知识对于从事自动化控制、电气工程等领域的专业人士来说至关重要。
本文将介绍电气控制技术的一些基本知识点，希望能够为相关领域的学习者提供参考。
一、电气控制系统的基本组成电气控制系统主要由以下几个部分组成：传感器、执行器、控制器和电源装置。
传感器用于感知被控对象的状态或参数，例如温度、压力、速度等；执行器根据控制信号执行相应的操作，例如开关、阀门、电机等；控制器接收传感器的信号，运算后输出控制信号给执行器，实现对被控对象的控制；电源装置为整个系统提供电能。
二、常见的电气控制技术及其原理1. 电路控制技术电路控制技术是指利用电气元件构建各种控制电路来实现对设备或系统的控制。
例如利用继电器、接触器、电磁接触器等元件构建的控制电路，通过控制这些元件的通断来实现对电机、灯光、加热器等的控制。
2. PLC控制技术可编程逻辑控制器(PLC)是一种特殊的微型计算机，广泛应用于工业控制领域。
PLC控制技术通过编程控制输入/输出模块，实现对生产过程中的各种信号采集、处理和控制。
PLC控制技术具有灵活性强、扩展性好、可靠性高等特点，被广泛应用于各种自动化生产系统中。
3. 集散控制技术集散控制技术是指将控制系统中的各个部分(传感器、执行器、控制器)连接起来，以实现对整个生产过程的集中监控和控制。
通过网络通讯技术和现场总线技术，实现各个控制设备之间的信息交换和数据共享，提高了系统的整体性能和可靠性。
三、电气控制技术的应用领域电气控制技术在工业自动化、家庭智能化、交通运输、能源系统等领域得到广泛应用。
在工业自动化领域，电气控制技术可以实现生产线的自动化控制、设备的远程监控、工艺参数的精确调节等功能。
在家庭智能化领域，电气控制技术可以实现家庭安防系统、智能家居设备的智能控制、能源管理等功能。
电气控制技术总结
电气控制技术总结电气控制技术是指利用电气信号和电气设备来实现对机械、工艺过程、能源等进行控制的技术。
它在现代工业自动化领域发挥着重要的作用，广泛应用于各个行业。
本文将从原理、应用和发展趋势三个方面对电气控制技术进行总结。
一、原理电气控制技术的原理主要包括信号传输、信号处理和执行控制三个方面。
信号传输是指将控制信号从控制器传输到被控对象的过程，常用的方式有有线传输和无线传输。
信号处理是指对传输过来的信号进行滤波、放大、变换等处理，以确保信号的准确性和稳定性。
执行控制是指根据处理过的信号，通过执行器控制被控对象的动作或状态变化。
二、应用电气控制技术在现代工业中应用广泛。
在制造业中，电气控制技术可以实现机器设备的自动化生产，提高生产效率和产品质量。
在能源领域，电气控制技术可以实现电力系统的稳定运行和能源的高效利用。
在交通运输领域，电气控制技术可以实现交通信号灯的智能控制和交通流量的优化调度。
在环境保护领域，电气控制技术可以实现污水处理、垃圾处理等环境工程的自动化控制。
在医疗领域，电气控制技术可以实现医疗设备的精确控制和病人监测。
三、发展趋势随着科技的不断进步，电气控制技术也在不断发展。
未来，电气控制技术将朝着以下几个方向发展：1.智能化：随着人工智能和物联网技术的发展，电气控制技术将更加智能化。
通过将传感器、通信技术和控制算法结合，实现设备的自动化控制和智能化决策。
2.网络化：随着信息技术的发展，电气控制技术将越来越依赖于网络通信。
通过将控制系统与互联网连接，实现设备的远程监控和远程操作。
3.高效节能：随着能源紧缺和环境污染的加剧，电气控制技术将更加注重能源的高效利用和环境的保护。
通过采用先进的控制算法和能源管理策略，实现设备的节能运行。
4.安全可靠：随着社会对安全和可靠性要求的提高，电气控制技术将更加注重系统的安全性和可靠性。
通过采用冗余设计、故障检测和容错控制等手段，提高系统的安全性和可靠性。
电气控制技术是现代工业自动化的重要组成部分，它在各个行业中发挥着关键的作用。
电气控制技术概述
控制铵钮的种类很多，指示 灯式按钮内可装入信号(xìnhào)灯显示信号 (xìnhào)；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭 动旋钮来进行操作。 常见按钮的外形如下图所示：
第二十页，共158页。
第2章 电气控制技术
2.2.2.1 控制(kòngzhì)按钮
行程开关的结构分为 3 个部分：操作机构、触头系统和外壳，行程开关的外形及结构 如下图所示。
行程开关实物图
第二十二页，共158页。
行程开关结构图
第2章 电气控制技术
2.2.2.2 行程开关
行程开关的型号含义和电气(diànqì)符号如下图所示。
电气(diànqì) 符号
型号 (xínghào)含 义
当线圈中通以直流电时，气隙磁感应强度不变， 直流电磁铁的电磁吸力 为恒 值。当线圈中通以交流电时，磁感应强度为交变量，交流电磁铁的电磁吸力 F 在 0 （最小值）～ F m （最大值）之间变化，其吸力曲线如下图所示。在一个 周期内，当电磁吸力的瞬时值大于反力时，衔铁吸合；当电磁吸力的瞬时值小于 反力时，衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期，电磁铁吸合两次、释放两次， 使电磁机构产生剧烈的振动和噪声，因而(yīn ér)不能正常工作。
控制按钮的型号含义和电气符号(fúhào)如下图所示。
1 型号 (xínghào)含义
2 电气符号
第二十一页，共158页。
第2章 电气控制技术
2.2.2.2 行程开关
行程开关又称位置开关或限位开关。它的作用与按钮相同，只是其触点的动作不是 (bù shi)靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件上的挡铁碰撞其滚轮使触头动作来 实现接通或分断电路的。
常用低压电器原理及其控制技术
常用低压电器介绍
中间继电器
定义：中间继电器实质上是一种电压继电器。 作用：扩展触点的数量；将信号放大。 文字符号：KA 图形符号：
常用低压电器介绍
时间继电器
作用：在控制电路中，按整定时间长短通断电路。 分类： 电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式
按构成原理分：
常用低压电器介绍
时间继电器
时间继电器
文字符号：KT 图形符号：
KT 延时闭合的常开触点 KT 延时断开的常开触点
KT
线圈
KT
KT
线圈
KT
延时断开的常闭触点
延时闭合的常闭触点
通电延时时间继电器
断电延时时间继电器
常用低压电器介绍
速度继电器
作用：根据速度的大小通断电路，主要用于三相笼型异 步电动机的反接制动。
常用低压电器介绍
速度继电器
常用低压电器介绍
转换开关
常用低压电器介绍
行程开关
作用：又称限位开关，用来控制某些机械部件的运动行程 和位置或限位保护。 结构：由操作机构、触点系统和外壳等部分成。 分类： 直杆式 按结构分为 单轮旋转式 双轮旋转式
旋转式
常用低压电器介绍
行程关
行程开关结构与按钮类似，但其要由 机械撞击触发。
(a)未撞击
(b)撞击
常用低压电器介绍
行程开关
文字符号：SQ 图形符号：
常开触头
常闭触头
常用低压电器介绍
行程开关
常用低压电器介绍
接近开关
作用：又称无触点行程开关，可以代替行程开关完成传动 装置的位移控制和限位保护，还广泛用于检测零件尺寸、 测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。 分类： 电感式（高频振荡型） 电容式 按工作原理分为 霍尔式 超声波式
电气控制技术
电气控制技术
2.2.4.5 热继电器
热继电器主要用于过载、缺相及三相电流不平衡的保护。 热继电器的形式有多种，其中以双金属片式应用 最多。双金属片式热继电器主要由发热元件 1 、主双 金属片 2 和触点 4 三部分组成，如右图所示。主双金 属片 2 是热继电器的感测元件，由两种膨胀系数不同 的金属片辗压而成。当串联在电动机定子绕组中的热 元件有电流流过时，热元件产生的热量使双金属片伸 长，由于膨胀系数不同，致使双金属片发生弯曲。电 动机正常运行时，双金属片的弯曲程度不足以使热继 电器动作。但是当电动机过载时，流过热元件的电流 增大，加上时间效应，就会加大双金属片的弯曲程度， 最终使双金属片推动导板 3 使热继电器的触点 4 动作， 切断电动机的控制电路。
2.2.3.2 接触器的主要技术参数及型号
2.2.3.1
接触器的结构及工作原理
电气控制技术
2.2.3.1 接触器的结构及 工作原理
如图所示，交流接触器主
要由电磁机构（包括电磁线圈
1 、铁心 2 和衔铁 3 ）、触头 系统（主触头 4 和辅助触头
5 ）、灭弧装置（图中未画出）
及其他部分组成。
电气控制技术
块接近感应头时，金属中产生的涡流吸收了振荡的能量，使振荡减弱
以至停振，因而存在振荡和停振两种信号，经整形放大器转换成二进 制的开关信号，从而起到“开”、“关”的控制作用。
电气控制技术
2.2.2.3 接近开关
接近开关外形图
接近开关的电气符号
电气控制技术
2.2.2.4 万能转换开关
万能转换开关是一种多档式，控制多回路的主令电器，一般可作为多种 配电装置的远距离控制，也可作为电压表、电流表的换相开关，还可作为小 容量电动机的起动、制动、调速及正反向转换的控制。其触头档数多、换接
电气控制技术知识点
电气控制技术知识点电气控制技术是指利用电气设备进行控制和调节的技术领域。
在电气控制技术中，有许多重要的知识点需要掌握和了解。
1. 电气线路：电气线路是电气控制中的基础，包括电源、导线、开关、插座等。
掌握合理布线和线路的连接方法是电气控制技术的基本要求。
2. 电气元件：电气控制中常用的元件包括继电器、开关、感应器、断路器等。
了解不同电气元件的特性和应用场景，可以帮助设计和维护电气控制系统。
3. 电路图：电路图是电气控制设计中常用的工具。
掌握电路图的绘制方法和符号，能够清晰描述电气控制系统的连接和功能。
4. 逻辑控制：逻辑控制是电气控制技术中的关键概念。
熟悉逻辑控制的原理和方法，能够合理设计电气控制系统的逻辑结构，实现各种复杂的控制功能。
5. PLC编程：PLC（可编程逻辑控制器）是电气控制中常用的控制设备，掌握PLC编程语言和方法，可以实现各种自动化控制任务。
6. 传感器技术：传感器是电气控制中用于感知和采集外部实时信息的装置。
了解不同类型的传感器，能够精确获取各种物理量，并应用于电气控制系统中。
7. 可编程控制器：可编程控制器是电气控制中常用的控制装置，具有多种通信接口和扩展功能。
了解可编程控制器的原理和配置，能够灵活应用于各种电气控制场合。
8. 电气安全：电气控制技术涉及到电力系统，掌握电气安全知识，如绝缘、接地、过载保护等，能够确保电气设备和人员的安全。
9. 自动化控制：自动化控制是电气控制技术的重要应用领域。
了解自动化控制系统的整体架构和工作原理，能够设计和调试各种自动化控制系统。
10. 故障排除与维护：电气控制系统在长时间运行中可能出现各种故障，掌握故障排除和维护技能，能够及时恢复正常运行状态，确保电气控制系统的稳定性和可靠性。
电气控制技术_第一章
F I
F f ( )
I f ( )
0
1
2
直流电磁机构的吸力特性
结论：直流电磁机构的电磁吸力在衔铁闭合前后变化很大； 直流电磁机构中的流过线圈的电流在衔铁闭合前后不变。
交流电磁机构的吸力特性
假设线圈电压不变，则有：
U E 4.44 f N U 4.44 fN
当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常数时：
2）电弧的危害
烧灼触点，降低电器的寿命和电器工作的可靠性。
使触点的分断时间延长，严重的会产生事故。
灭弧装臵
灭弧措施：降低电弧温度和电场强度。 常用的灭弧方法有：拉长电弧、冷却电弧和电弧分段 常用的灭弧装臵： 1）磁吹式灭弧装臵（广泛应用于直流接触器中） 磁吹灭弧装臵：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也 越强。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，直流接触器常采用磁吹式 灭弧装臵灭弧。
综上：①衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 ②直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 ③交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。
说明：衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电
压线圈可能烧毁。
对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统 采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。
反力特性：指电磁机构反作用力（阻力）与气隙的关 系曲线。 电磁机构的反力：作用弹簧、摩擦阻力和衔铁的重量。 电磁机构的反力特性如图：F
2、工作原理：
线圈通电，衔铁吸合，常闭触头断开，常 开触头闭合；线圈断电，衔铁释放，触头恢复 常态，常开触头断开，常闭触头闭合。 为防止铁心振动，需加短路环。 交流接触器：线圈通以交流电，主触点接 通、切断交流主电路。
接触器的结构及工作原理
如图所示，交流接触器主
电气控制技术
电气控制技术电气控制技术是一门涵盖电力、自控、计算机等多学科知识和技术的综合应用科学。
它是为了优化自动化生产、提高生产效率、保证生产质量和提高行业竞争力而产生的一项技术。
本文将介绍电气控制技术的基本概念、分类、应用和发展趋势。
一、电气控制技术的基本概念1、定义电气控制技术是指利用电气或电子技术的手段对工业生产或工商业设施进行自动化控制的技术。
其目的是提高生产效率和质量、降低成本、提高生产自动化程度。
2、要素电气控制技术的要素主要包括：控制对象、控制器、传感器和执行机构。
其中，控制对象是指需要进行控制的设备或工艺；控制器是控制系统的核心部件，用于实现对控制对象的控制；传感器用于监测和感知控制对象状态的变化，并将变化信息传递给控制器；执行机构则是根据控制器的控制信号，执行相应的控制操作。
二、电气控制技术的分类1、按控制对象分类从控制对象分类的角度来看，电气控制技术主要可以分为以下几类：(1)电气动力控制：主要包括电机起动、加速、制动等控制。
(2) 工艺自动化控制：主要包括对温度、湿度、压力、流量等物理量的控制。
(3) 自动化生产线控制：主要是控制生产线的物料进出、转移、加工、组装等过程。
2、按控制策略分类按照电气控制技术中的控制策略不同，它可以分为以下几类：(1)开环控制：直接根据既定的控制参数对控制对象进行控制，不考虑控制对象的实时状态变化。
它的优点是简单易操作，控制方案固定，但缺点是精度较低、稳定性较差。
(2) 闭环控制：根据控制对象的实时状态变化，对控制参数进行自适应调整，以达到控制目标。
闭环控制的优点是控制精度高、稳定性好，但其缺点是控制策略复杂，操作难度较大。
三、电气控制技术的应用1、电力控制电力控制是电气控制技术的重要应用领域之一。
电力控制可以分为低压控制和高压控制两种。
其中，低压控制主要用于家庭、商业、工业等电气设备的控制，如电热水器、空调、照明等，高压控制则主要用于电力系统中的开关设备和电力传输线路等。
PLC电气控制技术
PLC电气控制技术PLC电气控制技术是应用于各种工业自动化领域的高端控制技术。
在现代工业生产中，PLC技术已经成为了控制和监控的主要方式。
本文将重点介绍PLC控制技术的原理、构成以及应用。
一、PLC控制技术的原理PLC即Programmable Logic Controller，即可编程控制器。
其原理是基于传统的模拟控制技术和数字电路设计的结合。
PLC 的核心是中央处理器（CPU），它通过输入端口、输出端口和I/O接口与外部设备进行数据交换和控制信号的传输。
PLC的控制程序通过PLC的编程语言编写，这些语言包括梯形图、指令表和函数块图。
这些语言具有非常强的灵活性和逻辑性，可以实现各种复杂的逻辑运算。
同时，PLC还可以进行多任务处理，使得多个程序同时运行成为可能，提高了控制系统的处理能力。
二、PLC控制技术的构成PLC控制技术的构成主要由以下几个部分组成：1、中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是PLC的核心，控制程序和数据都在其中运行。
CPU通常包括一个微处理器、存储器、时钟和输入/输出口。
CPU是接收输入信号、处理控制程序、发出输出信号的中心部件。
2、输入/输出模块（I/O模块）输入输出模块是将外部信号转化成PLC可以处理的数字信号，或将PLC输出的数字信号转化成可以控制的外部信号的设备。
输入模块接收外部设备的输入信号，输出模块向外部设备传输出信号。
I/O模块可以是数字型的、模拟型的，甚至是专门用于特定设备的模块。
3、内存内存是存储PLC控制程序和数据的地方。
常用的内存包括RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）。
ROM中存储的是程序和数据，一旦存储进去就不能再更改；RAM可以读取和写入数据，读取的数据通常是I/O模块中的数据。
4、通信模块通信模块是可选的组成部分。
通过通信模块，PLC可以连接到其他PLC或者计算机，从而实现网络控制。
可以通过网络模块来实现PLC的网络化，以便进行远程监控和控制。
电气控制技术
电气控制技术电气控制技术是指通过电气信号的输入、输出和处理来实现对设备、系统或过程的控制的一种技术。
它广泛应用于工业生产、自动化设备、交通运输、电力系统等领域，在提高生产效率、降低成本、提高产品质量等方面发挥着重要作用。
本文将从电气控制技术的基本原理、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
一、电气控制技术的基本原理电气控制技术是建立在电气信号的基础上的。
电气信号通常包括模拟信号和数字信号两种形式。
模拟信号是连续变化的信号，它的幅值随时间变化而变化；数字信号是离散的信号，它的幅值只能取有限个数值。
电气控制技术的基本原理主要包括信号采集、信号传输、信号处理和控制执行四个步骤。
信号采集是将被控对象的信息转化为电气信号，通常采用传感器实现；信号传输是将采集到的信号传输到控制器进行处理和分析，通常采用电缆或现场总线进行传输；信号处理是对传输过来的信号进行放大、滤波、编码等处理，以提高信号的可靠性和准确度；控制执行是根据处理后的信号输出控制信号，通过执行机构对被控对象进行控制操作。
二、电气控制技术的应用领域电气控制技术广泛应用于各个行业的生产和管理过程中。
以下是一些常见领域的应用示例：1. 工业生产：在制造业中，电气控制技术被广泛应用于流水线控制、机器人控制、工艺参数调节等方面，可以实现生产自动化，提高生产效率和产品质量。
2. 交通运输：在交通领域，电气控制技术被用于车辆控制系统、信号控制系统、航空航天等。
例如，在汽车中，电气控制技术可以实现引擎控制、刹车控制、安全气囊等功能，提高驾驶安全性和舒适性。
3. 电力系统：在电力领域，电气控制技术被用于电力调度控制、变电站控制、电力系统保护等方面，可以保证电力系统的稳定运行和供电质量。
4. 智能家居：电气控制技术在智能家居领域也有广泛应用。
通过集成电气设备和网络通信技术，可以实现家庭安防、照明控制、家电控制等功能，提高生活的便捷性和舒适性。
三、电气控制技术的发展趋势随着科技的不断进步，电气控制技术也在不断发展创新。
电气与PLC控制技术
电气与PLC控制技术概述电气与PLC（可编程逻辑控制器）控制技术是现代工业自动化中不可或缺的重要组成部分。
它们应用广泛，可以被用于控制各种设备和工艺。
电气控制技术电气控制技术是利用电气元件和电气接线来控制设备和系统的方法。
电气控制系统通常由电气元件如继电器、电磁接触器、断路器、开关等以及电气接线组成。
这些元件和接线可以实现各种控制功能，如开关控制、逻辑控制、时间控制、电机控制等。
继电器继电器是一种电气控制元件，常用于控制功率较大的设备和电路。
继电器根据输入信号的变化来控制输出回路的开关状态。
它具有控制精度高、稳定可靠、寿命长等特点。
继电器广泛应用于电力系统、自动化设备等领域。
电磁接触器电磁接触器是一种常用的电气控制元件，通过控制电磁线圈的通断来控制大功率设备的开关状态。
电磁接触器通常由接线圈和接触器两部分组成。
当接线圈通电时，产生磁场使得接触器闭合或断开，从而控制设备的运行。
电磁接触器具有结构简单、可靠性高、使用寿命长等特点。
PLC控制技术PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制工业自动化过程的电子计算器。
它采用可编程的存储器来存储指令，通过接收输入信号并根据事先编写好的程序来输出控制信号。
PLC具有可编程性强、适应性广、可靠性高等优点，广泛应用于各种工业自动化控制系统中。
PLC控制技术主要由PLC的硬件和软件组成。
硬件部分包括PLC的中央处理器、输入模块、输出模块和通信模块等。
软件部分主要是PLC的编程软件，用于编写控制程序。
PLC编程主要采用逻辑图、状态图、指令列表等形式进行。
PLC控制技术可用于控制各种设备和工艺，如流水线、机械手、压力控制、温度控制等。
它具有精确控制、可靠性高、适应性强等特点，使得工业自动化控制更加简单和高效。
总结电气与PLC控制技术是现代工业自动化中必不可少的重要技术。
电气控制技术通过电气元件和接线实现设备和系统的控制，而PLC控制技术则通过可编程的存储器和编程软件实现自动化控制。
3.1 电气控制常用技术
顺序控制
生产实践中还常常要求各种运动部件之间能够实现顺序 工作。比如，车床主轴转动的时候要求油泵先给齿轮箱供油 润滑，即要求保证润滑油泵电动机起动以后主拖动电机才允 许起动，也就是控制对象对控制电路提出了按顺序工作的要 求。实现这种控制要求的电路如图所示。
顺序控制图（a）
在图中，接触器KM1和KM2分别控制电动机M1和M2的起 动和停止。控制顺序是M1先起动后，M2再起动。
在点动控制电路中，要使电动机M连续运行，起动按钮 SB就不能松开，因为一松开，电动机就停转，这显然不符合 生产实际要求。为实现电动机的连续运行，可以采用如图所 示的接触器自锁正转控制电路。
接触器自锁正转电路
合上QS即引入三相电源。当按下SB1时，交流接触器KM 的线圈通电，其主触点闭合，使电动机M直接起动运行。同时 与SB1并联的常开辅助触点KM闭合。这样，当松开SB1，即 SB1复位时，KM线圈通过KM的辅助触点继续通电，使电动机 连续运行。这种依靠接触器自身触点使其线圈保持通电的措施 ，我们称为自锁。
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点动与连续控制图（a）
本图是带手动开关SA的点动控制线路。它是在自锁正 转控制线路的基础上，把手动开关SA串接在自锁电路中。当 需要点动时将开关SA打开，断开与SB1并联的自锁触点，实 现点动控制。当需要连续工作(长动)时，合上SA开关，将自 锁触点接入而进行连续控制。
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点动与连续控制图（b）
此图增加了一个复合按钮SB3。点动控制时，按下SB3， 其中的常闭触点断开自锁触点，取消自锁作用；而常开触点 闭合使KM线圈通电，控制主触点闭合使电动机起动。当松开 SB3时，KM线圈断电，主触点断开，电动机停止转动。若需 要电动机长期工作，则按下SB1即可，停机时需按下停止按 钮SB2即可。
电气设备安装基础——电气控制技术
电气设备安装基础一一电气控制技术一、继电器一接触器控制在机床电气控制电路中广泛采用继电器和接触器来控制电动机的运转，这种控制方式称为继电器一接触器控制。
1绘制、识读继电器一接触器电气控制电路图的原则电气控制电路常用电路图、接线图和布置图来表示。
（1）电路图电路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家标准统一规定的电气图形符号和文字符号，按照电气设备的工作顺序，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成的连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。
电路图一般包括电源电路、主电路和辅助电路三部分。
电路图能充分表达电气设备的用途、作用和工作原理，是进行电气控制电路安装、调试和维修的理论依据。
绘制与识读电路图时应遵循以下原则：1）电源电路画成水平线，三相交流电源相序11,12,13自上而下依次画出，中性线N和保护地线PE依次画在相线之下。
直流电源的“+”端画在上边，“-”端画在下边。
电源开关要水平画出。
2）主电路是指流过大电流的动力装置及控制、保护电器支路，它由主熔断器、接触器的主触头、热继电器的热元件以及电动机等组成。
主电路通过的电流是电动机的工作电流，其电流较大。
主电路图要画在电路图的左侧并垂直于电源电路。
3）辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路、显示主电路工作状态的指示电路、提供机床设备局部照明的照明电路等。
它是由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈及触头、指示灯和照明灯等组成。
辅助电路通辅助电路画在主电路的右侧，电路中与下边电源过的电流都较小，一般不超过5A线相连的耗能元器件（如接触器和继电器的线圈、指示灯、照明灯等）要画在电路图的同一方，而电器的触头要画在耗能元器件与一边电源线之间。
为读图方便，一般应按照自左至右、自上而下的排列来表示操作顺序。
4）电路图中，各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。
分析原理时，应从触头的常态位置出发。
5）电路图中，不画出各元器件的实际外形，而采用国家标准统一规定的电气图形符号画出。
电器控制技术基础及应用
电器控制技术基础及应用电器控制技术基础及应用是指通过电气信号或数字信号来控制电器设备的工作状态，从而实现各种功能和操作。
电器控制技术广泛应用于工业自动化、家庭电器、交通运输、医疗设备等领域。
电器控制技术基础主要包括电路原理、电器元件、电磁控制、数字电路、控制系统等方面的知识。
电路原理是电器控制技术的基础，主要包括欧姆定律、基尔霍夫定律、电路分析等内容，通过了解电路原理，可以进行电路设计和故障排除。
电器元件包括电阻、电容、电感等，了解电器元件的特性和使用方法，可以为电路设计提供基础。
电磁控制是电器控制技术的重要内容，主要包括电磁铁、接触器、继电器等设备的使用和控制。
电磁铁是一种通过电流驱动产生电磁力的设备，可以用于控制开关、门锁、阀门等。
接触器是一种带有接点的电器元件，通过控制接点的开闭来实现电路的控制。
继电器是一种通过电磁作用将一个电路的控制信号传导到另一个电路的设备，常用于电路的扩展和隔离。
数字电路是电器控制技术中的重要部分，主要包括数字信号的处理、数字电平的转换、逻辑门电路等内容。
数字信号处理涉及到编码、解码、信号检测等技术，通过数字信号处理可以实现电路的自动控制和信息传输。
逻辑门电路是一种基于数字逻辑运算的电路，包括与门、或门、非门、与非门等，通过逻辑门电路可以实现电路的逻辑控制和决策。
控制系统是电器控制技术的核心部分，包括单回路控制系统和多回路控制系统。
单回路控制系统是指将控制信号与被控对象的反馈信号进行比较，通过控制器对控制信号的调整，使被控对象达到预期的工作状态。
多回路控制系统是指将多个单回路控制系统组合起来，形成一个复杂的控制系统，实现更精确和复杂的控制功能。
电器控制技术应用广泛，其中工业自动化是最主要的应用领域之一。
在工业生产过程中，通过电器控制技术可以实现生产线的自动化操作，提高生产效率和产品质量。
此外，家庭电器中也广泛应用了电器控制技术，如洗衣机、电视机、空调等。
交通运输中的信号灯、电梯、电动车等设备也需要电器控制技术来实现准确和安全的控制。
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18
（3）控制电器的分类（续2）
• 按照输出形式（接触点形式）分
• 有触点控制电器——电器通断电路的功能由触点来实现，如刀开关、 接触器等
• 无触点控制电器——电器通断电路的功能不是通过接触，而是根据输 出信号的高低电平来实现的，如可控硅的导通与截止等
• 混合式控制电器
• 控制电器可以被看成为一种逻辑元件。
• 把控制电器接通电路的状态记作输出置“l”状态，断开电路记作输出 置“0”状态
16
（3）控制电器的分类
• 工作电压 • 输出形式（接触点形式） • 用途 • 在电器控制系统中的作用
17
（3）控制电器的分类（续1）
• 按照工作电压分（以交流1000V、直流1200V为界）
24
（a）触点的接触形式
点接触 线接触 面接触
25
• （点接a触）触点的接触形式（续1）
•球面对球面、球面对平面等，适合于小电流电器， 如接触器的辅助触点
a)
26
• （线接a触）触点的接触形式（续2）
• 圆柱对平面、圆柱对圆柱等 ，适合于中等电流电器，如接触器的主触点
A B C
b)
27
• （面接a触）触点的接触形式（续3）
35
（b）触点接通过程 及电接触原理（续1）
• 接触电阻的大小与触点的接触形式、接触压力、触点材料电阻 率、机械性能、表面状况有关
36Leabharlann （b）触点接通过程 及电接触原理（续2） • 触点在从分离到闭合的接通过程中，经常发生机械振动
• 触点是通过弹簧机构来保证有一定的接触压力，使接触可靠。在触点闭合瞬间， 动触点弹簧被压缩。一旦弹簧的张力大于该反作用力，动触点又被推向与静触 点接触。这样，动静触点又碰撞、反弹
20
（3）控制电器的分类（续4）
• 按照控制电器在电器控制系统中的作用分
• 信号元件——把非电量（如机械位移、压力、温度等）的变化转换为 电信号。这类元件有按钮、行程开关、热继电器、速度继电器等
• 控制元件——是一种电器逻辑门。常见的为“是门”和“非门”，其 输入和输出都是电信号。这类元件有电磁式继电器、接触器等。
• 组成
• 磁路
• 铁芯、衔铁和空气隙，为电磁机构提供磁场回路
• 励磁线圈
• 将电能转换为磁场能量
49
激（磁b）线工圈通作以机电理流后产生磁场，利用空
气隙把电磁能转换为机械能，带动衔铁 运动，实现触点的断开和闭合
21
（4） 常用低压电器
• 接触器 • 继电器 • 开关电器 • 行程开关 • 熔断器 • 主令电器
22
1.1.2 电磁式控制电器 的基本结构和工作原理
• 基本组成
• 触点 • 灭弧装置 • 电磁机构
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（1）触点
• 触点又称触头 • 触点是一切有触点电器的执行单元 • 有触点电器通过触点的动作来接通/断开控制电路 • 触点由动触点和静触点组成
• 控制方法：手动→自动 • 控制功能：简单→复杂 • 操作方式：笨重→灵巧 • 实现手段：硬件→软件
5
绪论
• 常用电气控制的发展
• 20世纪以前，手工操作 • 1969年前，继电接触式控制系统 • 1969年到20世纪末期，PLC控制系统 • 21世纪，现代控制技术
• 以PLC、CAD/CAM、Robot为三大支柱 • 数控技术为重要分支 • FCS（Fieldbus Control System）为未来发展趋势
44
（d）灭弧装置 —— 磁吹式灭弧（续）
• 这种灭弧装置是利用电弧电流本身灭弧 • 电弧电流越大，吹弧能力越强，且不受电路电流方向影响（当
电流方向改变时，磁场方向随之改变，结果电磁力方向不变） • 广泛地被应用于直流接触器中
45
（d）灭弧装置 ——
灭弧栅
•灭弧栅3是由许多镀铜
薄钢片组成，片间距
10
1.1 电器的基本知识
• 1.1.1 控制电器的定义和分类 • 1.1.2 电磁式低压电器的基本结构和工作原理
11
1.1.1 控制电器的定义和分类
• 1.1.1 控制电器的定义和分类
• （1）电器的定义 • （2）控制电器的定义 • （3）控制电器的分类 • （4）常用低压电器
12
（1）电器的定义
• 触点不能自动净化，触点材料用银或 银基合金
• 每个触点的接触压力小，电动稳定性 较低
• 触点参数不易调节
31
（c）触点的初压力
终压力和超程
Fc
Fc
Fz
Fz
a)
b)
c)
•触点的初压力、终压力和超程
•初压力的作用是削弱接触振动
•终压力的作用是减小接触电阻
•超程是弹簧被进一步压缩的距离，超程越大终
压力亦越大，超程的存在一定程度上可以保证 触头磨损后电器的正常使用
32
（2）电弧的产生及灭弧方法
• 电弧的产生 • 触点接通过程及电接触原理 • 灭弧原理 • 灭弧装置
33
（a）电弧的产生
• 在通电状态下，触点分开瞬间，当被分断的电流超过某一数值 （与触点材料有关，0.2～1A）或分段后加在触点间隙两端的电 压超过某一数值（12～20V）时，触点间产生电弧
• 电弧的实质是触点间气体在强电场下产生的气体放电现象，产 生高温并发出火花
14
（2） 控制电器的定义（续1）
• 熔断器、开关等即为控制电器。 • 控制电器的功能是接通或断开电路，与外界指定的讯号有关 • 外界指定讯号对控制电器的作用即为控制电器的输入 • 控制电器对电路的通、断功能即为控制电器的输出
15
（2） 控制电器的定义（续2）
• 控制电器是一种双态元件
• 因为控制电器的输出只有通断二种状态，其输入也只能有二种状态。
6
绪论
• 课程设置的目的
• 常用电气控制技术是一门专业基础课，它是建立在电子技术基础、微 型机原理及应用、电机原理及电机拖动等课程基础上
• 智能化、模块化、网络化自动控制系统的使用，只是在简化接线、降 低故障、提高可靠性、提高产品功能的有效集成等方面发挥其重要的 作用，但是它的规划、使用、维护等还必须有具有低压电气控制技术 的专业人员来完成
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（b）触点接通过程 •触及点电一接般触都选原用理导电率高的金属材料做成，如
银、银铜合金等
•触点接触处的电阻为接触电阻 •触点的接触面积越大，触点的接触电阻越小， 触点接通电路的性能越好
•金属在空气中氧化或硫化，使得触点接触处的 电阻增大
•两个金属接触面总是凹凸不平的，只有少数的 点才真正接触上的。因此，当触点接通电路时， 触点实际上通电截面很小
常用电气控制技术
绪 论 • 目前的工业生产过程，能源以电能为主，且使用广泛。
• 只要用到电的地方，就有电器的存在。 • 生产过程的自动化意味着带有电气拖动的许多工作枢钮间密切和可靠地
组合。它们间的密切联系和相互配合已不能光靠机械的装置去完成，而 更多地借助于电器。
2
绪论
• 电器是电气控制的主要器件 • 电气控制随处可见 • 控制过程可以简单地分为
38
（b）触点接通过程 及电接触原理（续4） • 熔焊现象
• 当触点接触表面有熔化的金属时，一旦机械振动过程结束后，熔化了的金属 便因失去电弧产生的大量热量而凝固，使动静触点粘在一起，再也不能分开， 而发生熔焊现象。
39
（b）触点接通过程 及电接触原理（续5） • 电气磨损会缩短触点的使用期限，熔焊更使电器不能正常工作
• 适合于大电流电器
c)
28
• （单断b点指）形触触点点的结构形式
• 双断点桥式触点
29
（b）触点的结构形式 —— •只单有断一点个断指口形触点
•适合于做接触器的主触点
•其优点为
• 闭合、断开过程中能自动清除表面的 氧化物
• 触点接触压力大，电动稳定性高
• 触点参数较易调节
A
•其缺点是
B C
• 触点开距大，从而增大了电器体积
43
（d）灭弧装置 —— 1磁2 吹3 式4 5灭6 弧 •灭弧机理：使电弧处于磁
场中间，电磁场力“吹” F 长电弧，使其进入冷却装
置，加速电弧冷却，促使 电弧迅速熄灭。
磁场由与触点电路串联的吹弧线圈3产生，当电流 逆时针流经吹弧线圈时，产生磁通，电弧在磁场 中受到力F的作用向上运动，被拉长并吹入灭弧罩。 灭弧角和静触点相连接，引导电弧向上运动，将 热量传递给灭弧罩壁，促使电弧熄灭
• 人工控制过程
• 需要人工参与，使被控对象进行工作
• 自动控制过程
• 在没有人直接参与的情况下，使被控对象按照预定的生产规律工作
3
绪论
• 我们身边的各种控制系统
• 宾馆的电梯 • 中央空调 • 罗克韦尔自动化实验室 • 自动化基础实验室 • 轧钢重点实验室
4
绪论
• 电气控制技术是随技术进步和工艺需求的变化而发展的
• 常用的灭弧方法有拉长电弧、切断或分隔电弧等
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（d）灭弧装置
• 多断点灭弧 • 磁吹式灭弧 • 灭弧栅 • 灭弧罩
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（d）灭弧装置 —— •在多交断流点继灭电器弧和接触器中常采用
桥式触点，这种触点有二个断点。 交流电路在过零后，若一个断点 处电弧重燃需要150~250V电压， 则二个断点就需要300~500V电压。 若断点电压达不到此值；电弧过 零后因不能重燃而熄灭。一般交 流继电器和小电流接触器采用桥 式触点灭弧，而不再设其它灭弧 装置。
• 电器是一种能够根据外界的信号（如机械力、电动力等）和要 求，自动或手动地接通或断开电路，从而断续或连续地改变电 路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和 调节的电气元件和设备的总称