大型机电设备电气控制系统
电气控制系统(ECS)ppt课件
• 4、400V公用系统5台断路器的控制。
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三、电气系统纳入DCS控制的技术要求
• （一）机组自动启停控制的要求 • 1、机组正常起动时，当发电机转速达到
额定时，DCS投入AVR。当发电机电压达到 额定值时，DCS投入同期装置。
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（一）机组自动启停控制的要求
• 2、发电机与电网的同期是由同期装置自动 实现，在同期过程中通过ASS控制AVR、DEH， 以调节发电机电压和频率，当同期条件满 足时，ASS向发电机断路器发合闸指令，发 电机断路器自动合闸。
• 数据采集系统（DAS）应连续采集和处理所有与电气系 统有关的重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操 作人员提供有关的运行信息，实现机组安全运行。一旦 机组发生任何异常工况，及时报警。
• 一般DAS有下列功能：
• 1）显示：包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋 势显示、报警显示等。
• 2）制表记录：包括定期记录、事故追忆记录、事件顺 序（SOE）记录、跳闸一览等。
• 当发电机内部发生故障时，在断开发电机和电 力系统联系的同时，还要对转子回路进行灭磁。 励磁系统灭磁时的过电压倍数一般要求不大于 转子额定励磁电压的4~4.5倍。
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灭磁及逆变灭磁
• 发电机正常停机采用逆变灭磁方式。 逆变灭磁的控制，是通过AVR改变可控 硅的导通角，使整流桥进入逆变状态 来实现；
• 1．用DCS的硬件及软件实现电气逻辑
• 优点：电气控制逻辑全部由DCS软件实现， 组态灵活，修改逻辑方便，可适应不同运 行方式。
• 2．DCS仅实现高层次的逻辑
• 采用这种控制方式，电气控制设备完全独 立，电气设备的安全性连锁逻辑完全由电
机电一体化系统的基本组成
机电一体化系统的基本组成机电一体化系统是指将机械装置、电气装置和控制系统集成在一起的系统。
它将机械设备和电气设备有机地结合在一起，通过控制系统实现自动化控制和监测，从而提高生产效率和产品质量。
机电一体化系统的基本组成包括机械装置、电气装置和控制系统三个部分。
1. 机械装置：机械装置是机电一体化系统的基础，它包括各种传动装置、执行机构和工作部件。
传动装置可以将电能或其他形式的能量转换为机械能，从而实现机械装置的运动。
执行机构是机械装置的动力输出部分，通过执行机构可以实现各种工作任务，如物料的搬运、产品的加工等。
工作部件是机械装置的功能部分，它们根据具体的工作要求设计和制造，可以实现各种不同的功能。
2. 电气装置：电气装置是机电一体化系统的重要组成部分，它包括电动机、传感器、电控设备等。
电动机是电气装置的动力源，它可以将电能转换为机械能，驱动机械装置的运动。
传感器是电气装置的感知部分，通过感知环境的各种参数，将其转化为电信号，供控制系统使用。
电控设备是电气装置的控制部分，它根据控制系统的指令，控制电动机和其他执行机构的运动，从而实现机械装置的自动化控制。
3. 控制系统：控制系统是机电一体化系统的核心，它负责对机械装置和电气装置进行控制和监测。
控制系统可以根据预设的程序和逻辑，对机械装置和电气装置进行精确的控制，实现各种复杂的工作任务。
控制系统还可以通过传感器获取各种环境参数的信息，根据这些信息进行实时的监测和调节，以保证机械装置和电气装置的正常运行。
除了以上三个基本组成部分，机电一体化系统还可以包括其他辅助设备，如人机界面、通信设备等。
人机界面是机电一体化系统与操作人员之间的接口，通过人机界面，操作人员可以对系统进行监控和操作。
通信设备可以实现机电一体化系统与其他系统之间的信息交换和数据共享，从而进一步提高系统的整体性能。
机电一体化系统是将机械装置、电气装置和控制系统有机地结合在一起的系统。
它通过自动化控制和监测，实现机械装置和电气装置的高效运行，提高生产效率和产品质量。
机电一体化控制系统的可靠性分析
机电一体化控制系统的可靠性分析机电一体化控制系统是一种集机械、电气、电子、计算机和自动控制技术于一体的先进技术系统，广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天等领域。
其可靠性对系统的稳定运行和设备的寿命有着重要的影响。
本文将对机电一体化控制系统的可靠性进行深入分析，并提出相应的改进措施，以提高系统的可靠性和稳定性。
一、机电一体化控制系统的基本结构机电一体化控制系统由机械部分、电气部分、电子部分、计算机部分和自动控制部分组成。
机械部分负责执行相应的动作，电气部分负责电能的调节和转换，电子部分负责信号处理和控制，计算机部分负责数据处理和算法运算，自动控制部分负责系统的自动控制功能。
这些部分相互协调，共同完成系统的各项功能。
1. 故障率分析机电一体化控制系统的可靠性主要受以下方面的影响：设备的质量、设计的合理性、安装和维护的规范性、环境的影响、使用方式等。
设备的故障率是衡量系统可靠性的重要指标之一。
高品质的设备通常具有低故障率，设计合理的系统结构和参数设置也能降低故障率。
而规范的安装和维护是保证系统长期稳定运行的重要保障。
2. 故障模式与影响分析机电一体化控制系统存在的故障模式主要包括电气故障、机械故障、电子故障和计算机故障等。
这些故障会对系统的稳定性和可靠性产生不同程度的影响，严重的故障甚至会导致整个系统的瘫痪。
对不同故障模式进行分析并采取相应的预防和修复措施对于提高系统的可靠性至关重要。
3. 可靠性综合评价可靠性综合评价是对机电一体化控制系统整体可靠性水平的评估。
通过对系统的故障率、维修时间、维修费用等指标进行综合分析，可以得出系统的整体可靠性水平。
这有助于制定相应的维护计划和投资策略，最大限度地提高系统的可靠性和稳定性。
1. 优化设计和选材在机电一体化控制系统的设计阶段，应该注重选材和结构设计，选择具有高质量和可靠性的材料，合理设计结构参数，避免出现设计缺陷。
应该在设计阶段进行可靠性分析，尽可能排除各种故障隐患。
机电一体化系统基本组成要素
机电一体化系统基本组成要素随着科技的进步和工业化的发展，机电一体化系统在各行各业中的应用越来越广泛。
机电一体化系统是将机械、电气、电子、计算机等多个学科的知识与技术相结合，形成一个整体化的系统。
它能够实现机械、电气和电子之间的无缝连接与协调，提高工作效率和生产质量。
下面将介绍机电一体化系统的基本组成要素。
1. 机械部分机械部分是机电一体化系统的基础，它包括机械结构和机械传动装置。
机械结构是指机械系统的组成部分，如机床、机器人、输送设备等。
机械传动装置是将电动机的动力传递到机械结构上的装置，如齿轮传动、皮带传动、链传动等。
机械部分的设计和制造需要考虑力学、材料学、工艺学等方面的知识。
2. 电气部分电气部分是机电一体化系统中的重要组成部分，它包括电力系统、电气控制系统和电气传动系统。
电力系统是为机械部分提供电能的系统，包括电源、电缆、开关等设备。
电气控制系统是控制整个机电系统运行的核心，包括传感器、执行器、控制器等设备。
电气传动系统是将电能转换为机械能的装置，如电动机、变频器等。
3. 电子部分电子部分是机电一体化系统中的智能化部分，它包括传感器、控制器、通信设备等。
传感器是实时监测机械运行状态的装置，可以将物理量转换为电信号，如温度传感器、压力传感器等。
控制器是根据传感器的信号来控制机械运行的设备，如PLC控制器、单片机等。
通信设备是实现机械与外部系统之间的数据交换和远程监控的装置，如以太网、无线通信等。
4. 计算机部分计算机部分是机电一体化系统的智能化核心，它包括计算机硬件和软件。
计算机硬件是指计算机的主机、显示器、输入输出设备等。
计算机软件是指控制机电系统运行的程序，如嵌入式软件、上位机软件等。
计算机部分通过与电子部分的协同工作，实现对机械和电气部分的智能控制和管理。
5. 人机界面人机界面是机电一体化系统中人与机器之间的交互界面，它包括人机界面设备和人机界面软件。
人机界面设备是人与机器之间进行信息输入和输出的装置，如触摸屏、键盘、鼠标等。
机电传动课程报告《M7130平面磨床电气控制系统改进》
机电传动课程报告《M7130平面磨床电气控制系统改进》机电及自动化学院《机电传动系统》课程报告姓名：学号：专业：机械制造届别：2007课任老师：2010 年06 月M7130平面磨床电气操纵系统改进摘要介绍了M7130平面磨床的要紧结构、原理和电气操纵电路。
磨床的电磁吸盘电路是机床电气的要紧组成部分，为了使磨床电磁吸盘的吸力更稳固，运行更安全可靠，对M7130平面磨床电磁吸盘操纵线路进行了改进。
关键词：磨床；电路；改进１、引言目前一般磨床是机械加工行业普遍应用的通用设备。
通过对M7130平面磨床的结构原理和电气操纵电路的阐述，结合实践发觉磨床电磁吸盘的原操纵电路存在一定的安全隐患。
为了使磨床电磁吸盘运行更安全可靠，对M7130平面磨床电磁吸盘操纵线路进行了改进。
２、M7130卧轴矩台平面磨床的要紧结构和原理2.1 M7130平面磨床的要紧结构M7130卧轴矩台平面磨床要紧由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、立柱、操作手柄等构成，外形结构如图1所示。
图1 卧轴卧台平面磨床外形结构图1—立柱；2—滑座；3—砂轮箱；4—电磁吸盘；5—工作台；6—床身2.2 M7130平面磨床的原理工作台上装有电磁吸盘，用以吸持工件。
工作台在床身导轨上作往复运动（纵向运动）。
固定在床身上的立柱上带有导轨，滑座在立柱导轨上作垂直运动；而砂轮箱在滑座的导轨上作水平运动（横向运动），砂轮箱内装有电动机，电动机带动砂轮作旋转运动。
平面磨床在加工工件过程中，砂轮的旋转运动是主运动，工作台往复运动为纵向进给运动，滑座带动砂轮箱沿立柱导轨的运动为垂直进给运动，砂轮箱沿滑座导轨的运动为横向进给运动。
工作时，砂轮旋转，同时工作台带动工件右移（如图2所示），工件被磨削。
然后工作台带动工件快速左移，砂轮向前作进给运动，工作台再次右移，工件上新的部位被磨削。
如此不断重复，直至整个待加工平面都被磨削。
图2 矩形工作台平面磨床工作图1—砂轮；2—主运动；3—纵向进给运动；4—工作台；5—横向进给运动；6—垂直进给运动３、M7130卧轴矩台平面磨床电气操纵原理图3 为M7130型平面磨床电气操纵线路图。
大型冶金起重机电气控制系统的设计与实现
图 ２ 起重机 电气 系统控制部分
３０ ５ 一 ２ｍ 大型 淬火桥 式起 重机 对 安全 可 ２ ／０ｔ ２
量 式旋转 编 码 器 用 以 监 控 ２台减 速 器 的速 度 ，在
靠性要求很高 ，需要利用 Ｐ Ｃ自身监视 每个模块 Ｌ 及 编码器 的 工作 状 态 。该起 重机 采 用 的西 门子 ｓ ７ 系列 Ｐ Ｃ系统提 供 了相 应 的故 障 中断 模块 Ｏ ， Ｌ Ｂ
器 、限位 开 关 和保护 装 置等 。
控制 系 统 的核心 是 １台西 门子 Ｓ ７—３ ０可 编程 ０ 控制 器 ，它 通 过 Ｐ ｏ ｂ ｓ—Ｄ ｒｆ ｕ ｉ Ｐ总 线 将 Ｃ Ｕ和 ２个 Ｐ
位于主梁 内的 ＩＯ子站连接在 一起 ，并通过 Ｍ Ｉ ／ Ｐ 总线 与 ＨＭ 人 机 界 面交 换 数 据 。ＨＭ 用 于显 示 起 １ Ｉ 重机的过程状 态和故 障信息 ，通过故 障 自诊断程 序可迅速判断故障原因。
一
布到不同的周期里去计算 ，每经过一定数量循环才 产生 １ 个温度值 ，这样即可大大减小单周期 的计算
《 起重运输 机械》 加１ ７ １（ ）
３ 一 ２
基于 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ的折 臂 式 随 车 起 重 机 受 力计 算
王 乐有 王 进强 才冬 涛 山西 长治 清华机 械 厂 长 治 ０ ６ １ ４ ０２ 文 章 编号 ：１ ０ — ７ ５ （ ０ １ ７— ０ ３— ２ ０ １ ０ ８ ２ １ ）０ ０ ３ ０
大型 冶 金 起 重 机 电气 控 制 系 统 的设 计 与 实现
吴 先文 李
１四川 工程 职 业技 术 学院 德阳
丽 张
丹 李
剑
６８０ １０ ０
探究焦炉推焦车电气自动控制系统的改造设计与运用
138仪器设备Instruments and equipment探究焦炉推焦车电气自动控制系统的改造设计与运用苗长青（承德中滦煤化工有限公司，河北 承德 067002）摘 要：焦炉生产是一项复杂而系统的工作。
它需要“四大汽车”的合作才能完成。
其中，推焦机是焦炉生产的核心。
其主要作用是完成摘门、挂门、推焦、平煤等操作。
由于机车使用年限较长，存在设备老化、操作不便、电气控制系统故障频发等问题，对焦炉正常生产造成一定的影响。
关键词：推焦车；电控系统；改造设计；应用中图分类号：TQ520.5 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）02-0138-2收稿日期：2020-01作者简介：苗长青，男，生于1977年，满族，河北承德人，本科，助理工程师，研究方向：焦化厂电气、仪表、自动化设备。
某焦化厂部分推焦车电气系统各类故障较为频发，因电气系统故障而影响焦炉正常生产的情况也时有发生，为此，组织技术人员对某推焦车电气控制系统进行了相应的改造设计，有效降低了推焦车电气系统的故障率，同时提升了设备的自动化水平，在实际生产中取得了良好的效果。
1 推焦车电气系统概述推焦车是由电机驱动的大型机电一体化设备，由专用滑线提供380V 动力电源。
生产过程中的各种操作，包括走行、摘门、挂门、推焦、平煤等全部由电机、无触点开关、限位开关等电气设备进行控制实现，因此，推焦车上的各种电气设备也是非常多，而且是复杂的。
总的来说，推焦车电气系统包括走行系统、取门系统、推焦系统、平煤系统、照明系统和其他辅助系统。
2 推焦车电气系统存在的问题当推焦车由人工操作变为全自动操作时，对操作过程中每一步骤执行的准确性有着更加严格的要求，任何错误信号都有可能造成人身和设备的重大安全事故。
这就需要全自动操作系统具有更加齐全和完善的安全保障措施，这也是系统研制成败的关键。
（1）机械震动造成的无触点开关损坏。
推焦车电气系统采用可控硅无触点开关控制，在实际生产中，由于推焦车轨道平整度不足，推焦车往来行走和推焦时引起的震动有时会造成电气线路和无触点开关的损坏，使机车停电而影响生产。
试析机电设备的电气自动化改造及维护
试析机电设备的电气自动化改造及维护机电设备的电气自动化改造是指将传统的机械设备通过电气自动化技术进行改造，使其具备自动化控制、监测和运行等功能的过程。
这种改造能够提高设备的自动化程度，提高生产效率和质量，并降低人力成本和安全风险。
1. 控制系统改造：将传统的手动操作转变为自动化控制，采用PLC（可编程控制器）、DCS（分散控制系统）等控制设备进行改造。
通过控制系统的优化设计，可以实现设备的集中控制、远程监控和故障自诊断等功能。
2. 传感器与执行器的添加：通过安装传感器和执行器来实现对设备的智能控制和监测。
传感器可以用于检测设备的运行状态、温度、压力等参数，并将这些信息传输给控制系统进行处理。
执行器可以实现对设备的远程操作和控制。
3. 电气线路改造：对设备的电气线路进行改造，确保电气系统的安全可靠。
包括线路的重布、更换过时的电气元件、增加漏电保护装置等。
还可以考虑采用低压电器、变频器等设备，提高能源利用效率。
4. 人机界面的改进：通过改进设备的人机界面，使得操作更加简便直观。
可以采用触摸屏、人机界面软件等技术，实现数据的可视化显示、操作的图形化界面等。
机电设备的电气自动化维护是指对设备进行定期检修和维护，确保设备的正常运行和维持自动化控制系统的良好状态。
1. 设备的定期检修：对设备进行定期的检查和维护，包括清洁设备、检查设备的电气接线是否正常、检查传感器和执行器的工作状态等。
2. 自动化控制系统的维护：对自动化控制系统进行定期的检查和维护，包括检查控制系统的软硬件设备是否正常、更新控制系统的程序、检查通信线路是否正常等。
3. 数据采集和分析：对设备的运行数据进行采集和分析，分析设备的运行状况、故障原因和预测设备的寿命等。
4. 故障排除：在设备故障发生时，及时排除故障。
通过对故障的分析和定位，修复设备并提供相应的预防措施，防止故障再次发生。
机电设备的电气自动化改造和维护，可以提高设备的自动化程度和运行效率，降低人力成本和安全风险，是提高生产效益的重要手段之一。
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• 嵌入式微控制器 。 • 工业计算机控制系统 • 可编程控制器（PLC）控制系统 • 现场总线控制系统
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 嵌入式微控制器
• 嵌入式微控制器具有体积小、功能强、抗干扰能力强、 价格低廉等优点，广泛应用于各种机械设备的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制系 统中，但一般应用于控制要求较简单的中小型机械设 备或生产过程控制
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 现场总线控制系统
• 现场总线控制系统是采用现场总线技术形成的控制系 统，本质上是一种计算机局域网络系统。它是依靠具 有检测、控制、通信能力的嵌入式控制器，数字化仪 表（设备）在现场实现彻底分散控制，并以这些现场 分散的测量、控制设备单个点作为网络节点，将这些 点以总线形式连接起来，形成一个现场总线控制系统。 所以，现场总线控制系统是一种全数字、全分散的控 制系统。
• 可靠性较低
• 虽然继电—接触器控制系统存在上述不足，但是仍能满足很多中 小型机械设备的自动控制要求，仍是最基本的电气控制系统之一， 同时也是盾构等大型机械设备电气控制系统设计的基础
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 无触点逻辑控制
• 无触点逻辑控制系统与继电逻辑控制系统本质上是相 同的，只是使用三极管、可控硅、数字集成电路等半 导体元件替代继电器、接触器等有触点控制与执行电 器。
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 继电—接触器控制系统
• 继电—接触器控制系统以硬接线的方式保证顺序动作的实现，直 观、形象，结构简单、价格便宜。广泛应用于各种机械设备。
• 但也存在很多缺点： – 通用性和灵活性差、修改、调试不便； – 不能实现机械设备模拟量参数的测试与自动控制； – 经常产生电弧，容易烧损触点，从而造成开关动作不可靠、 维修不便。
• 计算机控制系统的优点是功能强大、性能优异、可靠性高、抗干 扰能力强、寿命长，缺点是系统组成不直观，，故障判断与处理 较困难等，因此对系统使用与维护人员要求高，要求使用与维护 人员具有较全面较扎实的计算机与自动控制方面的理论知识与实 践经验。 。
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
• 因此，与继电—接触器控制系统相比较，具有体积小、 可靠性好、反应速度快、寿命长等优点。
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 计算机控制系统
• 随着微电子技术及计算机技术的飞速发展，机械设备的电气控制 系统普遍采用了计算机，计算机以其强大的功能和灵活性为机械 设备的设计与应用带来了前所未有的进步与发展，尤其是盾构这 样的大型、超大型机械设备必须采用计算机控制系统才能满足其 工艺与控制要求。
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 工业计算机控制系统
• 工业计算机—IPC是采用PC架构并采取多种有效技术 措施以适应工业现场恶劣环境的计算机系统，因此， 以工业计算机IPC为核心构建的控制系统具有系统开 发方便，可以充分利用PC机的强大软件资源的优点， 具有强大的数据运算和处理能力，功能强大、性能优 异。可以比较容易的开发较复杂的控制程序，具有强 大的数据处理与图形显示功能，所以比较适用于控制 算法比较复杂的过程控制系统。
Date: 2020/7/25
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1.1 大型机电设备电气控制系统的基本要求与特点
❖ 系统可靠性与先进性
• 电气控制系统是整个盾构系统的控制与操作核心，盾构工作环境 恶劣、条件复杂、维护维修条件及保障能力差，所以作为整个设 备核心的电气控制系统的可靠性对于保证盾构稳定高效可靠地工 作是至关重要的。
• 因此，盾构电气控制系统设计的第一原则便是在保证盾构系统整 体可靠性与性价比的前提下，采用当代最先进的自动控制与计算 机控制技术。
❖ 计算机数据采集系统在PLC控制系统的基础上可以同时实 现施工数据的采集、显示、汇总、统计甚至分析，为施工 管理人员科学管理、科学施工创造很好的条件。
Date: 2020/7/25
Date: 2020/7/25
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1.2 机械设备电气控制系统基本形式
❖ 可编程控制器（PLC）控制系统
• 可编程控制器是微型计算机技术与继电—接触器控制等常规控制 技术相结合的产物，是在继电—接触器控制系统和计算机控制系 统基础上发展起来的新型控制器。所以以PLC(可编程控制器)为 核心组成的控制系统计既具有继电—接触器控制系统简单易懂易 于理解的优点，也具有计算机控制系统的灵活方便、柔性强的特 点，同时比一般的计算机系统具有可靠性强的优良特性。自 1969年诞生世界上第一台PLC以来，很快被世界上机械设备控制 系统及生产过程控制系统广泛采用，PLC一直是工业控制产品中 市场占有率最高的产品。目前，诸如盾构这样的大型机械设备全 部采用PLC控制系统。
大型机电设备电气控制系统
Date: 2020/7/25
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第一章 概述
Date: 2020/7/25
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大型的施工机械设备的电气控制系统是 整个设备的控制核心，作用非常关键， 其电气控制系统也随着技术水平的不断 进步而不断改进，当前，诸如TBM、盾 构这样的典型大型机电设备的电气控制 系统均采用最先进、可靠的技术与设备 以保证性能的充分发挥。
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第二章 现场总线技术
Date: 2020/7/25
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§2.1 现场总线的产生
• 现场总线（Fieldbus）是用于现场仪表、控制系统、控制室之间的一种全分 散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的智能设备互连通 讯网络。
• 现场总线作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程 现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。