电气控制基本知识

二、电气元件
1、继电器——线圈和接点
欧姆龙中间继电器MY4NJ
一个线圈对应4组触点，即4极。
常开触点： 线圈通电时导通，线圈失电 时断开。 常闭触点： 线圈通电时断开，线圈失电 时导通。
Hale Waihona Puke 二、电气元件1、继电器——参数的选择
线圈电压：控制电压的选择。
接点容量：反映强电端负载能力的数据。
二、电气元件
直流电机调速。
二、电气元件
内容： 1、继电器 2、传感器 3、两线制、三线制和四线制 4、断路器 5、行程开关\限位开关\接近开关\磁性开关 6、交流接触器和电机，输入功率和输出功率 7、直流电源 8、电流和线径 9、电气元件标识 10、基本的电路图 11、配盘和盘柜
二、电气元件
1、继电器——定义和分类
一、电气基础
5、数字量和模拟量——数字量
变化在时间上和数量上都是离散的一类物理量。它们的变化在时间上 是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。 对于电控来说，表现为电 路的变化只有两种状态。如开与关、有与无、是与非、0与1。
数字量在电控中的应用： 开关控制——打开与关闭。 状态指示——导通与关断。 压力开关——正常与超限。 行程指示——正常与限位。
二、电气元件
4、断路器
定义：能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流， 并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括 短路条件)下的电流的开关装置。低压断路器又称为自动开 关、空气开关，简称空开。
功能： 分配电能； 手动开关电路； 实现过载、短路、失压、 欠压保护； 取代传统的熔断装置，有 可恢复性。
电机保护——正常与过载。
一、电气基础
5、数字量和模拟量——模拟量
指变量在一定范围连续变化的物理量，是在一定范围内可以 取任意值 。对于电控来说，是一个连续变化的值，如压力、液 位、温度等取值，其取值范围在某个限定区间内可能是任何值。
模拟量在电控中的应用：
传感器反馈
压力、温度、液位、位移。 电磁阀控制 比例阀流量、压力调节。 精密电机控制
二、电气元件
2、传感器——定义和分类
定义：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信 号的器件或装置。
分类
按输出形式（电传导）分类：
模拟信号型、数字信号型。 按照功能分、人类五感的延伸：
噪声检测、声控开关——听觉
光电开关、亮度传感器——视觉 温度、压力、湿度计——触觉
化学分析仪——味觉
一、电气基础
1、知识基础——左手定则和右手定则
一、电气基础
1、知识基础——左手定则和右手定则
发电原理
电动机原理
一、电气基础
1、知识基础——二极管和三极管
二极管：单向传播电流，即单向导电性。单向压降为0.3或0.7V。 三极管：具有三个电极，能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
一、电气基础
一、电气基础
4、安全电压
定义：加在人体上在一定时间内不致造成伤害的电压。是指不致使人直接 致死或致残的电压，一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是 24V 。
通常的工程规范： 交直流36V（初中物理课本）。 我国目前实施的安全电压规范： 在无高度触电危险的建筑物中为65V。 在有高度触电危险的建筑物中为24V。 在有特别触电危险的建筑物中为12V。
演示视频：工业断路器（NO.5）
二、电气元件
5、行程\限位\接近\磁性开关——不同类型的开关量传感器
名称
行程开关 限位开关 接近开关 磁性开关
功能
工作方式
接触式 非接触式 非接触式
利用生产机械运动部件的碰撞使其触 接触式 头动作来实现接通或分断控制电路 。
无触点的行程开关 利用磁场效应获取接近信号
电气控制基础培训
李志朋
内容
一、电气基础 几个电气基础理论和概念 二、电气元件 继电器、电机、断路器…… 三、电气控制 看懂最基本的电气控制原理图
一、电气基础
内容： 1、知识基础 2、电压和电流 3、交流和直流 4、安全电压 5、数字量和模拟量
一、电气基础
1、知识基础 高中物理：电学和磁场。 大学物理。 电路原理。 模拟电子基础。 数字电子基础。 电子电工学基础。
1、继电器——实例演示
演示视频： 继电器原理 （NO.2） 演示视频： 压力继电器拆解 （NO.3） 演示视频： 时间继电器
（NO.4）
二、电气元件
1、继电器——压力继电器
二、电气元件
1、继电器——时间继电器
定义：当加入(或去掉)输入的动作信号后，其输出电路需经过 规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。
演示视频：触电事故与急救（NO.1） GB3805—93是一项关于对人没有危险电压的 最权威的基础标准。在最不利 条件下(除医疗及人体浸没在水中外)，这种限值是：15～100Hz交流电压(有 效值)不超过16v；无纹波直流为35v。
一、电气基础
4、安全电压——人体对电流的反应
电流(mA)
0.6~1.5 2~3 5~7 8~10 20~25
缺点： 占用空间较大，接线 较多，功耗较大。
二、电气元件
3、两线制、三线制和四线制
三线制： 两根线作为仪表供电线，信号线和供电线共用一根地线。 优点： 节省了一定空间，电 压型和电流型通用。
缺点： 信号和供电共地，多 个仪表如使用同一电 源，容易造成串扰。
二、电气元件
3、两线制、三线制和四线制
两线制： 绝大多数用于4-20mA电流型接线。两根线既是信号线 也是供电线。 优点： 节省空间、电流信号不易衰 减、不必单独供电、低功耗。
呼吸麻痹，持续3min后或更长时间后， 心脏麻痹或 心房停止跳动
强烈灼痛，手的肌肉痉挛，呼 吸困难
呼吸麻痹
以工频电流为例, 当1毫安左右的电流通过人体时，会产生麻刺等不舒服的感觉； 10-30毫安的电流通过人体，会产生麻痹、剧痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状， 但通常不 致有生命危险；电流达到50毫安以上，就会引起心室颤动而有生命危险； 100毫安以上的电流，足以致人于死地 。
煤气泄漏报警器——嗅觉
二、电气元件
2、传感器——传感器和变送器
Sensor：传感器 Transducer：变送器
标准信号：
0-5V、0-10V、4-20mA、 0-20mA、±20mA。
传感器是能够接受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用 输出信号的器件或装置的总称，通常由敏感元件和转换元件组 成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。
直流电： 是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形 。 简称DC（Direct Current ）。
电池或充电电池驱动的电器：计算机电源、手电筒、遥控器、 自动化控制：低压控制电路，如弱电控制回路，机床控制，小型电力拖动。 数字电路：TTL电平（5V），CMOS电路（5-12V兼容）。
一、电气基础
3、交流和直流——交流电
交流电：
方向和大小随时间作周期性变化的电压或电流。简称AC（alternating current ）。
演示视频： 交流电波形 （NO.0）
家用电器：220VAC，单相3线制，50HZ。
电机驱动：380VAC，3相4线（或5线）制，50HZ。
一、电气基础
3、交流和直流——直流电
热继电器——用于电机保护。
时间继电器——用于往复电路、延时导通、降压启动等。
二、电气元件
1、继电器——工作原理
结构组成： 控制部分：弱电端、控制端、 输入端、线圈。
工作电路：强电端、执行端、 输出端、触点（接点）。
最常见工作模式： 线圈得电——常开触点闭合。
继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热，又称激励量）达到一定值时， 输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件 。继电器的输入信号x从零连续增加 达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即 常开触点从断到通。一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变 化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。
MTBF、MTTF:平均无故障工作时间。
MTTR：平均修复时间。 分辨率
通常指数字型传感器的AD位数，如12位AD变送，带来的分辨率误差=1/212
分辨率≠误差
二、电气元件
3、两线制、三线制和四线制
四线制： 两根线作为仪表供电线，两根线作为仪表信号线。 优点： 信号和供电可以完全 隔离，可以适应电压 型或电流型。
一、电气基础
4、安全电压——日常生活中的电压
电视信号在天线上感应的电压 约0.1mV 维持人体生物电流的电压 约1mV 碱性电池标称电压 1.5V 电子手表用氧化银电池两极间的电压 1.5V 干电池两级间的电压 1.5V 一节蓄电池电压 2V 手持移动电话的电池两极间的电压 3.6V 对人体安全的电压干燥情况下不高于36V 家庭电路的电压 220V（日本和一些欧洲的国家的家用电压为110V） 动力电路电压 380V 无轨电车电源的电压550~600V 列车上方电网电压 1500v 电视机显像管的工作电压 10kV以上 发生闪电的云层间电压 可达1000kV
1、知识基础——二极管和三极管
一、电气基础
2、电压和电流
电压——指电路中两点A、B之间的电位差。 电流——电荷在媒质中的运动。电流方向规定为与电子运动 方向相反。
电势差是驱动电路工作的动力，电流的大小、方向、有 无是决定电气元件工作状况的因素。
一、电气基础
2、电压和电流——基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律（KCL）：对于任意一个集中参数电路中的任意一个 结点或闭合面，在任何时刻，通过该结点或闭合面的所有支路电流代数和 等于零。 基尔霍夫电压定律（KVL）：对于任意一个集中参数电路中的任意一个 回路，在任何时刻，沿该回路的所有支路电压代数和等于零。