电气控制基本知识

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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。
接近开关的类型:涡流、电容、霍尔、光电、热释电、多普勒
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。
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
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
死区和阈值:存在死区的传感器或变送器,要求输入变量大于某一限 度才能引起输出改变,否则灵敏度为0,这种限度叫做“灵敏限”,也 称“阈值”。与之相应,死区也叫“不灵敏区”。
二、电气元件
2、传感器——常用参数和选型
滞环和回差 滞环——由于能量吸收等原因,造成传感器的上升曲线和下降曲线不吻合,这 种现象叫作滞环。 回差——上升曲线和下降曲线间的最大差值。 滞环=回差-死区 可靠性 衡量传感器可靠程度的尺度,通常标准:
一、电Leabharlann Baidu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
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 。
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
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
位移和转角:
电容式、电感式、拉线传感器、旋转编码器、光栅尺。 其它:
气体分析仪、气相色谱仪、霍尔传感器、光敏传感器。
二、电气元件
2、传感器——常用参数和选型
测量范围
即传感器能够测量的物理量量值的上下限。
精度和误差 传感器输出信号所代表的被测变量数值与 约定真值之间的代数差,称为绝对误差。 绝对误差与量程之比,称为引用误差。 通常用引用误差来表征传感器的精确度, 简称精度。
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。
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。
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。
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
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。
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
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。
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。
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)。
二、电气元件
2、传感器——常用参数和选型
信号传送方式:电传送、光传送、气传送。 传感器电信号的传送模式:开关、电压、电流。
防爆类型:本安型、增安型、隔爆型。
温漂:传感器输出随环境温度的变化。 零漂:传感器在输入为零的状态下输出不为零。
灵敏度:传感器的输出量的增量与输入量增量的比值。它体现了传感 器或变送器对被测变量的微小变化放大成输出信号显著变化的本领。
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
我们可以这样理解:变送器就是标准化的传感器 转换器:将敏感元件的变化转换成标准信号的转换元件。
二、电气元件
2、传感器——常见传感器
温度: 热电偶(低精度、宽温度范围)、热电阻(高精度)等。 压力:
压电传感器、应变片压力传感器、扩散硅式压力传感器等。
流量: 涡轮式流量计、容积式流量计、超声式流量计。
定义:继电器是一种电子控制器件,它包含控制系统(又称输入回路)和被 控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小 的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全 保护、转换电路等作用。
按功能分类: 中间继电器——最常用的开关器件,控制各种弱电电路开关。 压力、流量继电器——用于特殊的状态(限位或阈值)指示。
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。
50HZ 交流电
手指开始感觉发麻 手指感受觉强烈发麻 手指肌肉感觉痉挛 手指关节与手掌感觉痛,手已难以脱离电源,但尚能 摆脱电源 手指感觉剧痛,迅速麻痹,不能摆脱电源,呼吸困 难
直流电
无感觉 无感觉 手指感灼热和刺痛 灼热感增加 灼热更增,手的肌肉开始痉挛
50~80
90~100
呼吸麻痹,心房开始震颤
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。
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。
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
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