电气控制系统
电气控制系统的组成
电气控制系统的组成
电气控制系统的系统组成主要包括三个部分：控制系统、执行系统和电源系统。
下面是每个部分的详细介绍：
1. 控制系统：控制系统是电气控制系统的核心部分，它包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、SCADA（监控与数据采集系统）等。
控制系统负责管理和控制整个系统，在此基础上实现各种生产和加工工艺的精密控制与调整，同时对系统的安全、稳定和运行成本的优化提供重要保证。
2. 执行系统：执行系统主要包括电动机、伺服电机、气动执行元件、液压执行元件等。
执行系统是控制系统下达指令之后，实现具体设备运行的重要组成部分。
例如在工业自动化生产线中，执行系统负责驱动各种传送带、机床等机械设备，完成产品的生产和加工过程。
3. 电源系统：电源系统是电气控制系统的电能供应系统，它是整个系统的基础。
电源系统负责为控制系统和执行系统提供所需的电力和电能，例如给PLC、传感器、驱动器等供电，同时还能保证电气控制系统的稳定性和可靠性。
电气控制系统
电气控制系统：从开关到自动化控制随着各种工业设备的广泛应用，在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
（Electric Control System，ECS）是一种通过电气信号控制工程设备和各类工业运动部件的系统。
一般包括设备控制电路、电子元件、控制设备、电机及其驱动、系统自动化控制等方面。
相较于传统的人工控制，具有自动化、快速、精确、可靠等优点，可以有效提高工业生产的效率和品质。
本文将从开关到自动化控制，介绍的相关知识。
1. 开关与继电器在电路中，开关是一个最简单的控制元件。
通过开关的打开和关闭来控制电路中的电流的通断，从而控制其他设备。
开关一般具有开关量、电气特性、线路分配、连接方式等特点。
常用的开关有单刀双掷开关、脚踏开关、旋钮开关等，根据使用的场景不同，开关类型和规格也会有所区别。
继电器是一种电气工控制器件，是指通过一个电路的控制来控制另一个电路的工作，常见的继电器有电磁继电器、固态继电器、时间继电器等。
继电器是一种通用性很强的控制元件，主要用于中小型控制装置，特别是对于需要将信号从一个电路转移到另一个电路，并需要对电路或设备进行隔离的情况。
继电器可以通过电磁铁来实现可靠地控制，同时还具有接触部分不生锈、不氧化、不磨损等优点。
2. 电机及其驱动电机是中最基本的驱动元件，根据其工作原理和结构不同，可以分为直流电动机、异步电动机、同步电动机等，其中异步电动机应用最为广泛。
电机的工作需要配合驱动器，驱动器是电控系统中最重要的一个环节，它主要的作用是将电控系统中的信号，转换成电机能够接受的信号，从而让电机转动。
根据驱动器的输出类型不同，可以将其分为数字驱动器和模拟驱动器两种类型。
数字驱动器是将输入信号（例如：脉冲、方波）进行数字转换处理之后，通过PWM或其他方式输出信号驱动电机；而模拟驱动器则是将输入信号进行电路放大之后，输出到电机驱动电路。
在实际的驱动进程中，直接使用数字或模拟驱动器的方式已经不能满足需求。
电气控制系统设计与实现
电气控制系统设计与实现一、控制系统概述电气控制系统是通过控制元器件与控制逻辑将电气信号转换为机械动作或其他物理量的控制系统，在现代自动化生产中广泛应用。
控制系统包括输入系统、处理系统、输出系统和反馈系统。
二、控制系统设计1.输入系统输入系统包括传感器和信号调理电路。
传感器将被控对象的物理量转换成电信号，信号调理电路对传感器信号进行线性放大、滤波、补偿等处理。
2.处理系统处理系统包括控制器、算法和软件。
控制器根据输入信号和预设的控制算法计算控制指令，软件实现对控制器的配置、编程以及实时监控。
3.输出系统输出系统包括执行机构和功率放大器。
执行机构将控制指令转换成机械动作或其他物理量的控制输出，功率放大器提供执行机构的驱动电源。
4.反馈系统反馈系统通过传感器监测执行机构的输出信号，并将实际输出信号反馈给控制器进行比较，以判断控制效果并进行修正。
三、控制系统实现1.控制器选择根据被控对象的性质、控制要求以及通信方式等因素，选择合适的控制器。
PLC适用于工业自动化控制应用，DSP适用于数字信号处理和控制，单片机适用于小型控制系统。
2.软件开发根据控制需求编写控制算法和软件，并通过仿真工具进行验证和调试，最终将软件烧录进控制器中。
3.IO模块配置进行IO模块配置，将输入信号和输出信号接入控制器，实现控制指令的输入和执行机构的输出。
4.编程调试进行编程调试，通过对输入信号和输出信号的监控与比较来检验控制效果。
对软硬件故障进行排查和修复，并进行实时监控和优化调整。
四、控制系统应用电气控制系统广泛应用于各种自动化生产和加工过程，如数控机床、印刷机械、冶金设备、包装机械等领域。
同时也应用于安防监控、水处理、环境监测、医疗设备等不同领域的自动化控制。
五、结论电气控制系统是现代控制技术的重要组成部分，通过输入、处理、输出和反馈系统的相互作用实现对被控对象的精确控制，并以高效、精确、安全、稳定和易操作的优点，广泛应用于自动化生产和其他领域的控制与监控。
电气自动化控制系统
电气自动化控制系统引言概述：电气自动化控制系统是一种通过电气设备和自动化技术实现对工业生产过程进行控制和监控的系统。
它在现代工业中起着至关重要的作用，能够提高生产效率、降低成本、提升产品质量等。
本文将从五个方面详细介绍电气自动化控制系统。
一、硬件设备1.1 传感器：传感器是电气自动化控制系统的重要组成部分，它能够将物理量转换为电信号，用于检测和测量生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。
传感器的种类繁多，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
1.2 执行器：执行器是电气自动化控制系统中的输出设备，它能够根据控制信号执行相应的动作，如开关、调节阀等。
执行器的种类也很多样化，包括电动执行器、气动执行器、液压执行器等。
1.3 控制器：控制器是电气自动化控制系统的核心部分，它接收传感器的信号，并根据预设的控制策略生成控制信号，控制生产过程中的各个执行器。
常见的控制器包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等。
二、控制策略2.1 开环控制：开环控制是一种简单的控制策略，它通过预设的控制信号直接控制执行器，不考虑反馈信号的影响。
这种控制策略适用于一些简单的生产过程，但对于复杂的生产过程来说，开环控制的稳定性和准确性较差。
2.2 闭环控制：闭环控制是一种常用的控制策略，它通过传感器获取反馈信号，并将其与预设的控制信号进行比较，根据比较结果调整控制信号，实现对生产过程的精确控制。
闭环控制能够提高系统的稳定性和准确性，广泛应用于各个领域。
2.3 自适应控制：自适应控制是一种智能化的控制策略，它能够根据生产过程的变化自动调整控制参数，以适应不同的工况要求。
自适应控制能够提高系统的适应性和灵活性，适用于变化较大的生产过程。
三、通信网络3.1 有线网络：有线网络是电气自动化控制系统中常用的通信方式，它通过电缆或光纤传输数据信号，具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。
有线网络适用于较短距离的通信需求，如车间内部的设备通信。
电气控制系统基本控制电路
三、次序控制
• 控制规定： • P85
• 3。2。5
• 变化控制规定：
控制规律P86
• 当规定甲接触器工作后方容许乙接触器工 作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触 器旳动合触点。
• 可逆行程
• 3。6。1
自动来回循环控制
• 3。6。2
正反转控制
• 控制规定：
• 图2-12
三、电路图
• P211 图6。3
• P212 图6。4
• P212 图6。5
• ----自锁
• 3。2。1
• 为何加自锁？ • 为何用点动开关？
工作过程
合上QS，按下SB2，KM线 圈吸合，KM 主触点闭合， 电动机运转。 KM辅助常开触点闭合，自 锁。 按下SB1，KM线圈断电，主 触点、辅助触点断开，电动 机停止。 自锁另一作用：实现欠压和 失压保护
• 3。2。1
二、互锁控制
第二章 电气控制系统基本控制电路
• 基本控制 • 常用基本控制电路 • 电气控制电路读图
第一节 基本控制
• 自锁控制 • 互锁控制 • 次序控制 • 工作正常与点动连锁控制 • 多点控制连锁控制 • 自动循环控制
机床系统控制电路图
• 图2-1
一、起动、自锁控制(光盘)
• 依托接触器自身辅 助触点而使其线圈 保持通电旳现象
• 控制规定： • 正、反转； • 怎样实现？
• 3。2。2
• 缺陷
处理
• 加互锁----在同 一时间里两个 接触器只容许 一种工作旳控 制作用称为互 锁（联锁）。
电气控制系统
电气控制系统
有触点（继电器） PLC 无触点 微机
7.3 目的层站系统
目的层站系统是电梯配置里面比较高的调 配系统，它类似于公交系统的车辆运行方案，而 又高于公交系统的配车方案，电梯群控中两个最 基本的不确定因素是：当电梯被召唤时， 1.有多少人在呼梯处候梯? 1.有多少人在呼梯处候梯? 2.每位乘客的目的楼层在哪里？ 2.每位乘客的目的楼层在哪里？ 目的层站系统是电梯行业为用户提供的一种 最佳电梯配置和管理系统。图例
7.1 电梯控制方式 手柄开关操作，按钮控制，信号控制，集选 控制，下集合控制，并联控制，梯群控制（群控） 等，最近又推出目的层站控制。
7.2 梯速与停站 如果行程100mm的电梯的额定速度由2.5m/s 如果行程100mm的电梯的额定速度由2.5m/s 提升到4.0m/s，即使不停站，单程运行时间充其 提升到4.0m/s，即使不停站，单程运行时间充其 量只能缩短15s，如果有了中间停站，特别是多 量只能缩短15s，如果有了中间停站，特别是多 次停站时，候梯时间缩短不多，可提速代价是昂 贵的。（18kw-28kw,1000kg,永磁同步无齿曳引 贵的。（18kw-28kw,1000kg,永磁同步无齿曳引 机） 如果减少一次停站，缩短20s以上是很容易的， 如果减少一次停站，缩短20s以上是很容易的， 如：开关门时间为5s，减速时间4s,10位乘客进 如：开关门时间为5s，减速时间4s,10位乘客进 出轿厢平均1.5s/人，总计就约23s. 出轿厢平均1.5s/人，总计就约23s. 调配合理是缩短候梯时间，节省能源的有力 措施，也称电梯控制方式的革命或称智能化的电 梯
电气控制系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控 制屏、平层装置等组成, 制屏、平层装置等组成,它的作用是对电梯的运行实 行操纵和控制。 操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、 层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。 控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成， 是电梯实行电气控制的集中组件。 位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般 能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。 过去大多采用继电器逻辑线路，接线复杂，故 障率高，目前逐渐被可靠性高，通用性强的PLC和微 障率高，目前逐渐被可靠性高，通用性强的PLC和微 机代替。
电气控制系统功能和组成
电气控制系统功能和组成一、电气控制系统的功能：1.自动控制：电气控制系统能够对设备、机器和生产过程进行精确的控制和调节，实现自动化的生产和操作。
2.远程控制：电气控制系统可以通过网络或通信传输技术，实现对远程设备的监控和控制，方便远程操作和管理。
3.安全保护：电气控制系统能够监测设备和生产过程的状态，一旦发生异常情况，能及时采取措施，保障设备和人员的安全。
4.能源管理：电气控制系统可以对能源消耗进行监测和调节，优化能源利用，提高能源效率。
5.数据采集和记录：电气控制系统可以对设备和生产过程的数据进行采集和记录，为生产管理和分析提供数据支持。
6.信息传递和显示：电气控制系统可以将设备和生产过程的状态信息传递给操作人员，并通过人机界面显示相关信息，方便操作和管理。
7.系统调试和维护：电气控制系统能够提供对系统的调试和维护功能，包括诊断故障、修复设备等操作。
二、电气控制系统的组成：1.电气控制设备：包括控制电路、开关电源、控制器、继电器、接触器等设备，用于实现对设备和生产过程的控制。
2.传感器和执行器：用于将物理量转化为电信号，或者将电信号转化为物理效应，完成电气信号的采集和控制。
3.控制器：通过对传感器和执行器的信号进行处理和分析，实现对设备和生产过程的自动化控制。
常见的控制器有PLC、DCS、SCADA等。
4.电源系统：提供稳定的电能供给，确保控制设备和执行器正常运行。
5.通信网络：通过有线或无线通信方式，将不同部分的电气控制系统进行连接和通信，实现数据的传输和共享。
6.人机界面：包括显示屏、触摸屏、键盘、鼠标等设备，用于操作人员与电气控制系统进行交互，实现人机对话。
7.数据处理和存储设备：包括计算机、数据采集卡、硬盘等设备，用于对数据进行处理、分析和存储，提供数据支持。
8.软件系统：包括控制程序、数据采集程序、数据分析程序等，用于控制系统的编程和运行。
总之，电气控制系统是一个由多个功能组件组成的系统，通过对设备和生产过程进行控制、监测和管理，实现自动化生产和操作。
电气控制系统
电气控制系统简介电气控制系统是指利用电气设备来控制机械、化工、能源等生产设备和机器的自动化系统。
它通过传感器、执行器、控制器和计算机等组成部件，使得设备能够实现自动化的控制和操作。
组成传感器传感器是电气控制系统中的重要组成部分，它能够感知环境中的物理量，并将其转化为电信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
通过传感器的信号输入，控制系统可以监测和调整设备的状态。
执行器执行器是电气控制系统中的另一个重要组成部分，它能够根据控制信号来控制设备的运动。
常见的执行器包括电动机、电磁阀等。
通过执行器的控制，控制系统可以实现设备的启动、停止、加速、减速等操作。
控制器控制器是电气控制系统的核心部件，它负责对传感器和执行器之间的信号进行处理和调度。
控制器可以根据预设的控制规则和算法，对输入信号进行分析和判断，然后生成相应的控制信号。
控制器的种类有很多，常见的包括PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等。
计算机在现代电气控制系统中，计算机也是不可或缺的组成部分。
计算机可以作为控制器的一部分，来实现更复杂的控制和算法。
此外，计算机还可以用于监控和数据采集，通过与传感器和执行器相连，实时地获取设备的状态和运行数据。
应用领域工业自动化在工业生产中，电气控制系统被广泛应用于各种自动化设备和生产线的控制。
比如，汽车制造、电子产品制造、化工生产等行业都离不开电气控制系统的支持。
通过电气控制系统，生产过程能够实现自动化、高效化和智能化。
建筑领域电气控制系统在建筑领域中也有广泛的应用。
例如，大型商业综合体、写字楼、住宅小区等都需要电气控制系统来实现对楼宇设备的控制和管理。
通过电气控制系统，楼宇能够实现对照明、空调、门禁等设备的集中控制和监控。
能源管理电气控制系统在能源管理中也起到了重要的作用。
通过电气控制系统，可以对发电设备、输电设备和用电设备进行智能化管理。
通过对能源的监测和调度，能够优化能源的使用效率，降低能源浪费，并提高能源供应的可靠性。
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一、起动、自锁控制(光盘)
• 依靠接触器自身辅 助触点而使其线圈 保持通电的现象
----自锁
• 3。2。1
• 为什么加自锁？ • 为什么用点动开关？
.
工作过程
合上QS，按下SB2，KM线 圈吸合，KM 主触点闭合， 电动机运转。 KM辅助常开触点闭合，自 锁。 按下SB1，KM线圈断电，主 触点、辅助触点断开，电动 机停止。 自锁另一作用：实现欠压和 失压保护
• 图1。7。3
.
接触器的选用
• 类型的选择：直流或交流接触器 • 主触点额定电压的选择：大于等于负载额
定电压。 • 主触点额定电流的选择： 按P34式1.7.1计算，额定电流大于计算值。 • 线圈电压：
交流： 直流：
.
第三节 继电器
继电器分类： 用途分：控制继电器、保护继电器、中间
继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等 参数分：电流、电压、速度、压力继电器 动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 输出形式分：有触点、无触点继电器
• 图1。2。15
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第二节 接触器
• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路 的电器。
• 分：交流接触器、直流接触器。 • 组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。
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接触器结构
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• 交流接触器 • 光盘
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• 直流接触器
• 图1。7。2
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接触器主要技术参数
• 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、127V、220V、380V 额定电流：主触点的额定电流。 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命
（100万次以上） 操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h 表1.7.2
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接通与分断能力：可靠接通和分断的电流值。 接通时：主触点不应发生熔焊。 分断时：主触点不J20
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型号、含义
图P32 CZ
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图形符号及文字符号
均会引起过电流。
• 用于：电动机或其他设备的过载保护和断 相保护。
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• 2。4。1
结构原理图
.
断相保护
• 2。4。2
.
型号，图形符号
• P51 • 2。4。3
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热继电器接入电动机定子电路方式
• 电动机定子绕组星形接法: 带断电保护和不带断电保护的热继电器均可接在 线电路中。
• 电动机定子绕组三角形接法: *带断电保护接在线电路中。 *不带断电保护热继电器的热元件必须串接在 电动机每相绕组上。
• 当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作， 而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此 时应在两个接触器的线圈电路中互串入对 方的动断触点。
.
三、顺序控制
• 控制要求： • P85
• 3。2。5
• 改变控制要求：
.
控制规律P86
• 当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工 作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触 器的动合触点。
第一章 低压电器
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
.
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
.
• 图1-1
• 3。2。1
.
二、互锁控制
• 控制要求： 正、反转；
• 如何实现？
• 3。2。2
• 缺点
.
解决
• 加互锁----在同 一时间里两个 接触器只允许 一个工作的控 制作用称为互 锁（联锁）。
• 缺点
• 3。2。3
.
解决
• 复合联锁正、 反转控制
• 光盘
• 3。2。4
.
控制规律
• 当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能 工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串 入甲接触器的动断触点。
分类
.
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接通、断开、控制 电动机的）接触器主触点等电器元件组成。 （电流大）
• 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器 元件组成。（电流小）
• 任务：根据给定的指令，依照自动控制系 统的规律和具体的工艺要求对主电路进行 控制。
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按操作方式分
• 手动电器：刀开关、按钮、转换开关 • 自动电器：低压断路器、接触器、继电器
图1。2。12
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电弧与灭弧
• 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。
• 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
.
灭弧方法
• 电动力灭弧
• 图1。2。13
.
• 灭弧栅灭弧
• 图1。2。14
.
• 磁吹式灭弧装置 • 灭弧罩灭弧
.
热继电器接入电动机定子电路方式
• 2。4。4
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第二章 电气控制系统基本控制电路
• 基本控制 • 常用基本控制电路 • 电气控制电路读图
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第一节 基本控制
• 自锁控制 • 互锁控制 • 顺序控制 • 工作正常与点动连锁控制 • 多点控制连锁控制 • 自动循环控制
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机床系统控制电路图
• 图2-1
• 时间继电器定义： ----当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定
延时再动作的继电器。符号:KT • 电磁式 • 阻尼式 • 电子式(晶体管、数字式)
.
阻尼式时间继电器 (光盘)
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技术参数
• 表2。3。1
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JS20系列晶体管式型号
• P47
.
• 2。3。3
图形符号
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热继电器
• 具有过载保护特性的过电流继电器。 • 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行
.
按用途分
• 低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔 断器等。
• 低压控制电路：接触器、继电器、控制器、 按钮等。
.
电磁式低压电器
• 电器分感测部分和执行部分。 • 组成：吸引线圈、铁心、衔铁、铁轭、空
气气隙。 • 图1。2。1
.
电接触
• 触点接触形式：点接触、线接触、面接触 • 接触电阻
理想情况下：触点闭合：接触电阻为零。 触点断开：接触电阻无穷大。
.
区别
继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。
接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装 置，一 般只能在电压作用下动 作。
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电磁式继电器
• 过电流继电器 • 欠电流继电器 • 电压继电器 • 中间继电器
• 2。2。1
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型号、参数
• P41
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表2。2。1
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时间继电器