常用自动化元件
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常用自动化元件
自动分部 吴潇 2014.10
目录
1. 2. 3. 4. 5. 开关电源及冗余装置 继电器和接触器 传感器和变送器 柯普乐磁翻板液位计 涡轮流量计
1. 开关电源及冗余装置
• • • • • • • • • 一、选择依据 电压和电流范围 二、扩展和安全性 1. 并联或串联工作 2. 过载保护 三、潜在的故障原因 1. 脉动与噪声 2. 稳定度 3. 内部阻抗
2. 继电器和接触器
根据控制线圈的电压不同，可分为 直流线圈接触器 交流线圈接触器。 按操作机构分为 电磁式接触器 液压式接触器 气动式接触器 按动作方式分为 直动式接触器 转动式接触器 根据接触器触点特性分为： 空气接触器 真空接触器 无弧接触器
2. 继电器和接触器
1. 开关电源及冗余装置
电源冗余装置，SS822 实现电源冗余 故障报警及切换 过电压保护和电压隔离
1. 开关电源及冗余装置
1. 开关电源及冗余装置
2. 继电器和接触器
Fra Baidu bibliotek
2. 继电器和接触器
按输入信号的性质分 电压继电器 电流继电器 时间继电器 温度继电器 速度继电器 压力继电器 按工作原理分 电磁式继电器 感应式继电器 电动式继电器 电子式继电器 热继电器 光继电器
2. 继电器和接触器
2. 继电器和接触器
• 接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制 的负载功率较大，故体积也较大。交流接触器广 泛用作电力的开断和控制电路。 • 交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点 来导通控制回路。主接点一般只有常开接点，而 辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点， 小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路 使用。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具 有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
• 辅助接点
2. 继电器和接触器
• 其他继电器
3.传感器和变送器
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度 等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示 设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广 泛采用的是用 4~20mA 电流来传输模拟量。 采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线 电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上 限取 20mA 是因为防爆的要求：20mA 的电流通断引起的火花能量不 足以引燃瓦斯。下限没有取 0mA 的原因是为了能检测断线：正常工 作时不会低于 4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为 0。常取 2mA 作为断线报警值。 电流型变送器将物理量转换成 4~20mA 电流输出，必然要有外电源为 其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线， 总共要接 4 根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源 公用一根线（公用 VCC 或者 GND），可节省一根线，称之为三线制 变送器。
2. 继电器和接触器
• 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。 只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流 ，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返 回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常 开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁 就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的 静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电 路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点 ，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触 点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触 点”。
3.传感器和变送器
• 两线制：两根线既传输电源又传输信号，也就是 传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源 是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载 ； • 三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出 的正端分离，但它们共用一个COM端； • 四线制：电源两根线，信号两根线，电源和信号 是分开工作的。
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
• 信号转换与隔离
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
4.柯普乐磁翻板液位计
• 工作原理（以水导油槽为例） 水导油槽磁翻板液位计采用顶置式安装（UTN） ，其工作原理是通过一个顶部带有磁性体的连杆 与浮球连接，浮球放置于水导油槽内。当水导油 槽内油位变化时，浮球带动连杆随着油位的升降 而升降。安装在磁翻板液位计顶部的液位变送器 通过连杆上磁场的变化得出液位和电流之间的变 化关系。在磁翻板液位计两侧安装有磁性液位开 关，用于检测油位的低、高和过高。
2. 继电器和接触器
继电器选型原则 控制电路的电源电压，能提供的最大电流； 被控制电路中的电压和电流； 被控电路需要几组、什么形式的触点。 选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选 用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作 电流，否则继电器吸合是不稳定的。
2. 继电器和接触器
6. 涡轮流量计
主要技术参数： 额定工作电压：是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电 器的型号不同，一般使用直流电压，但交流继电器可以是交流电压。 直流电阻：是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过三用电表测量。 接触电阻：是指继电器中接点接触后的电阻值。此电阻値一般很小， 不易通过万用表测量，宜使用低阻计配合四线测量方式来测量。 对于 许多继电器来说，接触电阻无穷大或者不稳定是最大的问题。 吸合电流或电压：是指继电器能够产生吸合动作的最小电流或最小电 压。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才 能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般也不要超过额定工 作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。 释放电流或电压：是指继电器产生释放动作的最大电流或最大电压。 当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通 电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。 触点切换电压和电流：是指继电器接点允许承载的电压和电流。它决 定了继电器能控制的电压和电流大小，使用时不能超过此值，否则很 容易损坏继电器的触点。
4.柯普乐磁翻板液位计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
• 工作原理 全智能流量计主要分本体部分及涡轮部分。 涡轮上有四个均匀分布的扇叶，每个扇叶均 固化两个永久强力磁珠。测量时，流体带动 涡轮旋转，扇叶及其上的磁珠随之转动，使 流量计中的霍尔开关产生一个与流量成正比 的频率信号，流量计再将这个频率信号转换 为4~20mA电流信号，从而进行控制或输出。
自动分部 吴潇 2014.10
目录
1. 2. 3. 4. 5. 开关电源及冗余装置 继电器和接触器 传感器和变送器 柯普乐磁翻板液位计 涡轮流量计
1. 开关电源及冗余装置
• • • • • • • • • 一、选择依据 电压和电流范围 二、扩展和安全性 1. 并联或串联工作 2. 过载保护 三、潜在的故障原因 1. 脉动与噪声 2. 稳定度 3. 内部阻抗
2. 继电器和接触器
根据控制线圈的电压不同，可分为 直流线圈接触器 交流线圈接触器。 按操作机构分为 电磁式接触器 液压式接触器 气动式接触器 按动作方式分为 直动式接触器 转动式接触器 根据接触器触点特性分为： 空气接触器 真空接触器 无弧接触器
2. 继电器和接触器
1. 开关电源及冗余装置
电源冗余装置，SS822 实现电源冗余 故障报警及切换 过电压保护和电压隔离
1. 开关电源及冗余装置
1. 开关电源及冗余装置
2. 继电器和接触器
Fra Baidu bibliotek
2. 继电器和接触器
按输入信号的性质分 电压继电器 电流继电器 时间继电器 温度继电器 速度继电器 压力继电器 按工作原理分 电磁式继电器 感应式继电器 电动式继电器 电子式继电器 热继电器 光继电器
2. 继电器和接触器
2. 继电器和接触器
• 接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制 的负载功率较大，故体积也较大。交流接触器广 泛用作电力的开断和控制电路。 • 交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点 来导通控制回路。主接点一般只有常开接点，而 辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点， 小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路 使用。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具 有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
• 辅助接点
2. 继电器和接触器
• 其他继电器
3.传感器和变送器
工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度 等，都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示 设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广 泛采用的是用 4~20mA 电流来传输模拟量。 采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线 电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上 限取 20mA 是因为防爆的要求：20mA 的电流通断引起的火花能量不 足以引燃瓦斯。下限没有取 0mA 的原因是为了能检测断线：正常工 作时不会低于 4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为 0。常取 2mA 作为断线报警值。 电流型变送器将物理量转换成 4~20mA 电流输出，必然要有外电源为 其供电。最典型的是变送器需要两根电源线，加上两根电流输出线， 总共要接 4 根线，称之为四线制变送器。当然，电流输出可以与电源 公用一根线（公用 VCC 或者 GND），可节省一根线，称之为三线制 变送器。
2. 继电器和接触器
• 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。 只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流 ，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返 回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常 开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁 就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的 静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电 路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点 ，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触 点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触 点”。
3.传感器和变送器
• 两线制：两根线既传输电源又传输信号，也就是 传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源 是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载 ； • 三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出 的正端分离，但它们共用一个COM端； • 四线制：电源两根线，信号两根线，电源和信号 是分开工作的。
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
• 信号转换与隔离
3.传感器和变送器
3.传感器和变送器
4.柯普乐磁翻板液位计
• 工作原理（以水导油槽为例） 水导油槽磁翻板液位计采用顶置式安装（UTN） ，其工作原理是通过一个顶部带有磁性体的连杆 与浮球连接，浮球放置于水导油槽内。当水导油 槽内油位变化时，浮球带动连杆随着油位的升降 而升降。安装在磁翻板液位计顶部的液位变送器 通过连杆上磁场的变化得出液位和电流之间的变 化关系。在磁翻板液位计两侧安装有磁性液位开 关，用于检测油位的低、高和过高。
2. 继电器和接触器
继电器选型原则 控制电路的电源电压，能提供的最大电流； 被控制电路中的电压和电流； 被控电路需要几组、什么形式的触点。 选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选 用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作 电流，否则继电器吸合是不稳定的。
2. 继电器和接触器
6. 涡轮流量计
主要技术参数： 额定工作电压：是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电 器的型号不同，一般使用直流电压，但交流继电器可以是交流电压。 直流电阻：是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过三用电表测量。 接触电阻：是指继电器中接点接触后的电阻值。此电阻値一般很小， 不易通过万用表测量，宜使用低阻计配合四线测量方式来测量。 对于 许多继电器来说，接触电阻无穷大或者不稳定是最大的问题。 吸合电流或电压：是指继电器能够产生吸合动作的最小电流或最小电 压。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才 能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般也不要超过额定工 作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。 释放电流或电压：是指继电器产生释放动作的最大电流或最大电压。 当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通 电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。 触点切换电压和电流：是指继电器接点允许承载的电压和电流。它决 定了继电器能控制的电压和电流大小，使用时不能超过此值，否则很 容易损坏继电器的触点。
4.柯普乐磁翻板液位计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
6. 涡轮流量计
• 工作原理 全智能流量计主要分本体部分及涡轮部分。 涡轮上有四个均匀分布的扇叶，每个扇叶均 固化两个永久强力磁珠。测量时，流体带动 涡轮旋转，扇叶及其上的磁珠随之转动，使 流量计中的霍尔开关产生一个与流量成正比 的频率信号，流量计再将这个频率信号转换 为4~20mA电流信号，从而进行控制或输出。