姓名：李强
班级：机械2086
学号：3082101627
课程：《电气控制技术》
课程教师：周力
论文题目：《电气控制技术在工业生产中的应用》
电气控制技术在工业生产中的应用
摘要
电气控制技术是一门多学科交叉的技术,是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展,特别是计算机和网络技术的应用,以及新型控制策略的出现,使电气控制系统从控制结构到控制理念均发生了根本的变化。系统介绍先进科学技术的成果在工业生产中的应用以及电气控制系统的发展方向。
关键词
继电器 PLC 可编程控制器
引言
电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的.从最早的手动控制发展到自动控制,从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有接触的硬接线继电器控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。
第一章继电器
1、继电器
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。
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
1.1电磁继电器
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返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。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”。
1.2磁簧继电器
磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管作动之继电器，为一种线圈传感装置。因此磁簧继电器之特征、小型尺寸、轻量、反应速度快、短跳动时间等特性。当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候，发生动作，开通或者闭合电路。由永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以永久磁铁的南北极的连线为轴线，这个轴线应该与干簧管的轴线重合或者基本重合。由远及近的调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧管刚好发生动作（对于常开的干簧管，变为闭合；对于常闭的干簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来。这时，当有整块导磁材料，例如铁板同时靠近磁铁
和干簧管时，干簧管会再次发生动作，恢复到没有磁场作用时的状态；当该铁板离开时，干簧管即发生相反方向的动作。磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置。
1.3光继电器
光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，指发光器件和受光器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、无接点…等。主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备…等。
2、继电器主要产品技术参数
2.1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是控制电路的控制电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
2.2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
2.3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。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。
2.4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。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。
2.5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
第二章 PLC在工业生产中的应用
2.1 PLC的发展
在工业生产过程中，大量的开关量顺序的控制，需要它们按照一定的逻辑顺序条件进行一定的顺序动作，并按照相应的逻辑关系进行连锁保护动作的控制，以及大量离散量的数据的采集。传统上，这些工作是通过气动或者电气控制系统来加以实现的。在1968年美国通用汽车公司提取出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用了程序化的手段应用于电气化的控制，这就是第一代可编程控制器，称为Programmable Controller(PC)。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。
上个世纪80年代至90年代中期是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持在30%--40%之间。在这个时期，PLC在处理模拟量能力、人机接口能力和网络能力得到了大幅度的提高，PLC逐渐进入了过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰性能强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位在现在乃至今后一段很长的时间内将是其他
控制系统无法取代的。
2.2 我国PLC的发展情况及现状
我国可编程序控制器的发展与国际上的发展有所不同，国际上可编程序控制器的发展是从研制、开发、生产到应用，而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。大致可划分为下述三个阶段：
(1) 可编程序控制器的初级认识阶段（70 年代后期到 80 年代初期）。
(2) 可编程序控制器的引进应用和消化移植阶段（80 年代初期到90年代初期）。、
(3) 可编程序控制器的广泛发展阶段（90 年代初期到现在）。
2.3 新一代可编程序控制器的技术现状
为了适应日益剧烈的市场竞争，新一代的可编程序控制器在技术创新方面有了长足的进展，主要体现在以下方面：
(1) 执行多任务功能的出现
所谓执行多任务，就是在一个可编程序控制器系统中，可同时安装几个CPU模板，每个CPU模板执行各自的任务，控制与其执行任务相关的I/O模板。
(2) 网络能力的强化
网络能力的加强，使可编程序控制器已经突破了原有的使用范围，特别是引入现场总线、工业以太网、无线网络及Internet等技术后，可编程序控制器的应用已今非昔比。典型的可编程序控制器的网络拓扑结构为设备控制层、过程控制层和信息管理层3个层次。在设备控制层中，引入了现场总线，使得工业生产过程中的现场检测仪表、变频器、MCC控制柜等一切现场设备都可直接与可编程序控制器相连；在过程控制层中，传统意义上的人机界面的功能已经焕然一新，使可编程序控制器能实现跨地区的编程、监控、诊断、管理，实现整个车间及全厂范围的控制；在信息管理层，向工业以太网的扩展，使控制与信息管理融为一体。
(3) 高速化处理功能
随着网络能力的强化，可编程序控制器实现的控制功能和控制范围都在扩大，这就要求可编程序控制器实现高速运行和实时通信功能。高速化包括运算速度的高速化、与外部设备交换数据的高速化、编程设备服务处理的高速化、外部设备响应的高速化。为了实现高速化，有些可编程序控制器已在其内核中设计有通信功能，借助于无源数据总线，系统的瓶颈得以消除，这种结构允许多个处理器、网络能在一个机架中使用而没有限制，从而提供了高性能的分布式实时控制系统的解决方案。
(4) 大力发展集成化软件
目前，可编程序控制器的生产厂商开发系统硬件费用的比例逐年下降，而开发软件、集成等费用的比例逐年上升。现在的成套软件将可编程序控制器的编程、操作员界面、运动控制、程序调试、故障诊断和处理、通信等集成为一体。人-机界面及监控软件集成了所有开放的标准接口，可直接从生产中获得大量实时数据，并对这些数据进行分析和打包，然后传送到管理层，同时它能将过程优化数据和生产细节的参数迅速地反馈到控制层和现场，从而为集成ERP系统铺平道路。
(5) 微型可编程序控制器异军突起
传统的微型可编程序控制器一般为8~64点数字量I/O，1~4点模拟量I/O，体积很小，可直接安装在机器内。但现在的微型可编程序控制器除了上述功能外，在网络功能和人机接口功能上已可与中大型的可编程序控制器相比，这一类微型可编程序控制器是目前发展最快的。西门子公司的LOGO，罗克韦尔自动化公司的PICO都是这类微型可编程序控制器的代表。
(6) 信息技术渗入可编程序控制器
信息技术渗入可编程序控制器是为了适应工厂控制系统和企业信息管理系统日益有机结合的发展趋势，适应在控制层面上让不同品牌的可编程序控制器之间、可编程序控制器与分
布式控制系统之间有效交换数据的要求。实际上多任务系统的实现、网络能力的提高、软件集成的发展使得信息技术很容易的就与可编程序控制器系统融为一体。
(7) 加强安全技术
随着可编程序控制器应用领域的扩大，对可编程序控制器系统的可靠性要求也越来越高，加强可编程序控制器的安全技术也成为了一个新的发展方向。具有容错和冗余性能的故障防止型可编程序控制器已经出现，具备在线插拔的双通道的信号模板和电源模板。内藏冗余的CPU系统的过程控制器也已出现，这种过程控制器利用内部测试电路检查、诊断I/O模板的运行状况，而不是采用冗余的I/O模板。GE Fanuc公司推出了三合一的可编程序控制器，这种可编程序控制器是目前世界唯一实现全系列兼容、热备和三取二表决的高可靠性安全型可编程序控制器。
2.4 我国可编程序控制器发展中的问题及对策
目前我国的可编程序控制器的发展主要面临着三大问题。一是技术层面上的，在国际上可编程序控制器迅速发展的形势下，我国还没有具有自主知识产权，能够参与国际竞争的可编程序控制器产品，原因主要在于我国的整个基础工业还有一定差距，如芯片制造、模具加工等方面限制了我们的发展。二是竞争层面上的，实际上也是一个经济竞争的问题。现在95%的国内市场由外国的可编程序控制器产品所占领，中、大型可编程序控制器中，几乎全部由国外几大公司垄断，随着我国使用可编程序控制器领域的不断扩大，市场越来越大，然而国外几大公司几乎每年都会针对市场推出新的产品，一旦人们使用了新的产品后，他们就会逐渐的提高产品市场价格，没有我国自己的自主知识产权的产品，在经济竞争中就只能处于被动。三是市场秩序层面上的，随着我国改革开放的不断深入，特别是加入WTO后，我国巨大的市场份额极大的吸引了国外的大公司，他们开拓市场的方法都是采用大范围建立代理销售渠道，每个公司的分销商、系统集成商都会有数十家，甚至上百家之多，造成了我国的分销商、系统集成商之间的激烈竞争，而这些无序的竞争为国际大公司分而治之、获取稳定的高额利润创造条件。
面对这些问题，笔者认为我国可编程序控制器的发展应该采取如下对策：
(1) 面对如此巨大的市场，我国应该集中资金和技术力量，尽快研制生产出具有自主知识产权的可编程序控制器的系列产品，就像以前的家电行业一样。其实随着我国整个民族工业的不断发展，特别是近年来芯片工业的迅速发展，推出具有国际竞争力的可编程序控制器产品已成为可能。
(2) 继续发挥我国科学技术人员可编程序控制器应用技术的优势，扩大可编程序控制器的应用领域。特别是我国加入WTO后，中国成为“世界制造工厂”的过程正在加速，我国在努力将可编程序控制器应用在国民经济的各个领域同时，还要凭借技术和劳动力优势，进入可编程序控制器在外商投资企业中的应用，并逐渐进入国际上可编程序控制器的应用市场，让我国的应用技术优势形成真正的增值服务，从而带动我国相关成套设备和软件产业的发展。
(3) 在扩大可编程序控制器应用的同时，要在软件集成化上下功夫。针对不同的工业生产过程，形成具有我国特点的系统集成软件、人机界面软件和系统应用软件，在一些我国领先的工业行业中制造出具有核心技术的系统应用软件。真正形成具有国际标准的、可进行复制的模块化软件。
采取上述策略后，我国就能在可编程序控制器的应用上率先实现突破，融入全球一体化经济之中，形成具有自主知识产权的软件产业，进而研制、开发、生产出具有自主知识产权，能够参与国际竞争的可编程序控制器产品。笔者相信，随着我国国民经济的全面发展，随着整个民族工业的提高，这一天会很快到来。
2.5 PLC与电气控制的结合运用
（1） PLC与电气控制技术介绍和各自优缺点
作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。
1.可编程控制器的定义
可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
2.PLC的特点
2.1可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.3易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.5体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
3. PLC的应用领域
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
4 PLC与电气控制相结合的优点
PLC的优点是外部接线简单，内部程序可变，在不改变接线的情况下，可以重新设计程序，而且相应的施工周期较短，内部软继电器是寄存器，没有触动，故障率低，寿命长，抗干扰能力强，执行时间短，应用指令多，可实现复杂的控制功能等等。传统继电器的不足之处是有触动系统，故而故障率高，平均修复时间长，寿命短，功耗大，如需改变系统功能将需重新的接线，工作量相对较大且容易出错，执行时间长等等。然而PLC对于高压控制元件的控制却没有继电器等系统的优点，在许多工厂的电力系统中有许多的高压电力设备所需的控制系统只能通过大型的继电元件来实现动作，而对于要实现自动化程度较高的工厂生产线而言这种继电系统却没有PLC系统的结构简单，操作容易，方便快捷等优点，然而将这两种系统相结合却可以实现对工厂电气系统的控制，使之更科学，更简洁，更加具有高速的运行速度，让工厂的自动化成度更高。
（2） PLC与电气控制发展的方向
在今后一个相当长的时间段里PLC与电气控制的结合运用将成为工厂电气水控制的主导控制系统，随着社会的不断进步，科学的不断发展，工业生产要求的不断提高PLC与电气控制的发展也会不断的朝前发展以满足社会的需求。
从工业革命时期到现在电气控制已经发展了一个相当长的时间，再发展也不会有什么突出的表现，而PLC技术的发展还处于一个不断创新的阶段，所以PLC的发展与电气控制的发展已然成为一种主从关系，即PLC的发展带动电气控制的发展，而未来PLC的发展其中有两个趋势，一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分。
1、PLC向网络化技术发展。
其中有两个趋势，一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除了形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分。另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能化仪表，传感器，智能型电磁阀，智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质(比如双绞线，同轴电缆，光缆)连接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩容更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。
2、PLC向高性能小型化发展。
PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-ON系列PLC，最小的机种，体积仅为60×90×70mm2，相当于一个继电器，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力，如浮点数运算，PID调节，温度控制，精确定位，步进驱动，报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS(集散控制系统)的差别已经越来越小了。用PLC同样可以构成一个过程控制系统。
3、预测发展前景
3.1、增强抗干扰性。
如生产环境过于恶劣，或是电磁干扰异常强烈则也可造成PLC控制系统的运算或是控制错误，导致在某些生产环节出现错误而不能保证正常的生产运行，因此，提高PLC的可靠性是其未来发展的主要方向，其一方面要提高抗干扰能力同时在设计、安装以及使用过程中引起重视，尽量减少对其造成负面影响。
3.2、进一步网络化、数字化。
目前用于火电系统控制系统的DCS虽技术日益成熟但近年来其发展日趋缓慢，PLC的产生及发展使其与DCS相互吸收彼此特点，逐步同化，并逐步发展成为新的控制系统——FCS 系统，其既保留了原来系统的特性又实现了工业自动化技术的发展，并使数字化、智能化控制得到进一步的发展和应用，因此其近年来在火电厂的应用日益广泛。
PLC产品还可以用于离散、制程和混合式自动化产品领域，并在各个制造行业保持稳固增长。基于对更高自动化程度和更高能效的需要，制造业会越来越多地应用PLC。在制造过程中，以最低生产设备生命周期成本来实现适应性和灵活性的日益增加的需求，给PLC的创新与发展提供了不竭的动力。一些新兴行业的运用以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要，无疑给PLC带来了巨大的机遇。
为能够更广泛的适应未来各种工业生产过程中控制场所的需要，PLC控制系统作为自动化控制网络和国际通用网络的重要部分其产品将会更加丰富，规格也会更加齐全，并将在人类电气自动化发展过程中发挥更加广泛的作用。
3.3 未来PLC与电气控制的目标
随着社会的日益进步，人们对生活水平要求的不断提高，未来的PLC与电气控制的目标将朝着工业自动化水平更高的方向发展，在西方国家这一目标已经得到一定的实现，而我国正朝着这一目标努力前进。一个国家的发达水平与该国家的工业自动化程度有着密不可分的关系，而电、气、水的控制又与工业自动化的成度密不可分，而要实现这一系列的动作控制无疑通过PLC控制系统的统一集中控制是最能体现自动化优势的。
在经济全球化的大背景下，人们愈来愈热衷于开发各种辅助性工具以达到生产水平、产量、质量的进一步的提升，同时我们也看到了人们对无人化控制的要求在急剧增长，而无人化控制的核心就是程序的编制，而PLC技术就是程序辅助的最好工具，相信在不久的将来PLC 技术将会广泛应用于各行各业，将会更好的服务于人类，造福于人类。
结束语
随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。
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电气自动化控制技术及其应用 1.电气自动化控制技术简介 电气自动化控制技术是与电子和信息技术紧密结合在一起的一门电气工程应用技术学科，随着电子技术、信息网络、智能控制的飞速发展，使得电气自动化经历了从无到有、从发展到成熟的过程。它主要体现在传感器技术、自动控制技术、电机控制技术以及通信网络等控制技术上，并且通过发展研究，已经成为了现代工业自动化的一个重要的技术手段。过去的电气控制主要是以低电压器件为主，不断形成新的继电为主的新型电气控制系统。近些年来，随着电子行业的不断发展，我国电气控制系统从根本上发生了很大的变化，从最先的继电器的控制系统发展到微处理的自动化控制系统，同时我们也开始利用网络技术把它们结合起来，在一个控制网络系统上体现出来，最终形成一个开放性的网络化的控制系统。 2.电气自动化控制技术的具体应用 2.1在当代建筑行业中的应用 随着我国国民经济的飞速发展，建筑系统势必要引入电气自动化的成分以及智能化建筑，特别是数字电子化科技发展智能化已经成为了当今建筑界的主流方向。为了资源的人力的节省并能达到设备的合理利用于是就有了建筑设备的自动化控制系统。智能化建筑内有大量的通信自动化系统楼宇自动化系统、办公自动化系统、电子设备与布线系统、闭路电视系统、火灾报警及消防联动控制系统以及保安监控系统等及其相应的布线系统。 楼宇自动化控制一般采用的是计算机集散控制。直接数字控制器往往被大部分用作分散控制器，然后运用上位计算机来管理和监控主机屏幕；曲线、动画、数据库、各种专用的控件以及文本和脚本等等都可以作为手段来进行使用；楼宇自动化是一个非常复杂的系统，包括很多的方面，比如通风与空调监控系统、照明监控系统、电力供应
锦州市机电工程学校 《电机与电气控制技术应用》 课程标准
《电机与电气控制技术应用》课程标准 一、课程简介 课程名称：《电机与电气控制技术应用》； 学时：96 授课对象：机电技术应用专业一年级学生； 课程性质：《电机与电气控制技术应用》是中等职业学校机电技术应用专业的一门核心专业课程，特点是理论与实践联系非常紧密，它是中职学生在实践中检验并加深理解所学理论知识，进而牢固掌握专业知识、提高实践动手能力的重要手段和途径。它不仅为《可编程序控制器技术及应用》等后续课程、集中实训和顶岗实习打下基础，而且为相关专业学生考取初、中级维修电工职业资格证书做准备。本课程的教学目的是让学生熟悉三相异步电动机及其电气控制系统的基本控制电路，具有电气控制系统的安装、调试和故障排除的基本能力。本课程的突出特征是理论教学与实际训练并重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术应用。内容大致分为三相异步电动机正转、正反转、降压启动和制动等部分。教学应在电气控制实训室中进行，通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生的理论能力、实践能力、方法能力与社会能力，并养成良好自觉的职业习惯与素养。 前期课程：计算机应用基础、机械基础、电工技术； 同步课程：电子技术、机械制图； 后续课程：可编程序控制器技术及应用。
二、课程设计思路 （一）课程基本理念： 1.突出学生为主体，注重学生的能力培养 本课程在教学过程中，注重学生从事本专业工作所需的基本理论、基本方法和基本技能的学习，教学中注意激发学生的学习兴趣，在启发、提示下引导学生自主学习，提高学生的思维能力和实践技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的自学能力，使他们在走上工作岗位后实现可持续发展。培养学生作为准职业人的良好职业习惯与素养。 2.改变传统教学方式，培养学生实践动手能力 本课程在教学过程中要打破传统的知识体系架构，重新建立以工作任务为引领的、任务驱动为导向的能力体系架构。通过对典型工作任务完整工作过程的完成，培养学生自主资讯、归纳总结、实践操作的能力，使学生学会如何在一个团队的工作中通过沟通与交流，形成工作方案并具体实施，以团队合作的方式完成项目工作的能力与经验。 3.尊重个体差异，看到学生进步，注重过程评价 本课程在教学过程中，倡导学生自主分析、积极思考，鼓励多元思维方式并将其表达出来，尊重个体差异。在教学评价过程中，多看到学生个体的进步，而不要对学生的要求搞“一刀切”，只要学生有进步，哪怕还较其他同学差些，但相对自己有了进步，教师就应及时鼓励，给予表扬，并在过程评价中予以体现，注重培养和激发学生的学习积极性和自信心。评价要遵循有利于促进学生的知识与技能掌握为原则，并能促进学生健康人格的发展。 （二）课程设计思路
电气控制技术 教学内容：电器控制（上篇）、原理及应用（下篇） 参考书目： 1.现代电气控制技术 郑萍主编重庆大学出版社 2.电器控制 李仁主编机械工业出版社 3.可编程序控制器应用技术 廖常初等编重庆大学出版社 4.可编程序控制器应用指南 易传禄等编上海科普出版社 5.可编程序控制器原理及程序设计 崔亚军等编电子工业出版社 学习要求： 熟练掌握断路器、隔离开关、接触器、热继电器、熔断器在电路中的作用、特点、绘制符号、设计选型时要注意的重要技术参数。 熟练掌握行程开关、按钮开关在电路中的作用、绘制符号。 灵活掌握电气设备简单的起停保控制线路、异步电机正、反转电气控制线路、异步电机“△”电气控制线路等，理解它们的设计思路，学会设计相应的电气控制电路。 透彻了解的特点、为提高其可靠性采取的一些措施。 熟练掌握的组成、各主要部件的功能、的工作原理（扫描工作过程、系统响应时间），了解三菱2N编程元件的地址。 熟练掌握梯形图使用的符号、概念、规则，学会自己设计梯形图程序，掌握三菱2N的基本指令。 熟练掌握程序设计的功能表图法和其基本概念，学会用功能表图法设计控制程序并能熟练地转化为梯形图。 掌握控制系统的特点、判断一个控制系统是否需要由来构成的特性以及选型时应考虑的问题。 学会用设计控制系统（包括硬件、软件和电气控制回路）。
上篇 电器控制 第一章． 常用低压电器及其符号 低压电器（ ）通常指工作在交、直流电压1200V 以下的电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。本章主要介绍常见的接触器、继电器、低压断路器、万能转换开关、熔断器等设备的基本结构、功能及工作原理。 1.1 电器的作用与分类 电器就是广义的电气设备。它可能很大、很复杂，比如一台彩色电视机或者一套自动化装置；它也可以很少、很简单，比如一个钮子开关或者一个熔断器。在工业意义上，电器是指能根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的电气设备。电器的种类繁多，构造各异，通常按以下分类方法分为几类。 ① 按 电 压 等 级 分：高压电器（ ）、低压电器（ ）； ② 按所控制的对象分 ：低压配电电器（ ）、低压控制电器（ ）。 前者主要用于配电系统，如刀开关、熔断器等，后者主要用于电力拖动自 动控制系统和其他用途的设备中。 ③ 按 使 用 系 统 分：电力系统用电器、电力拖动及自动控制系统用电器、自动化通信系统用电器； ④ 按 工 作 职 能 分：手动操作电器、自动控制电器（自动切换电器、自动控制电器、自动保护电器）、 其他电器（稳压与调压电器、起动与调速电器、检测与变换电器、牵引与传动 电器）； ⑤ 按 电 器 组 合 分：单个电器、成套电器与自动化装置； ⑥ 按 有 无 触 点 分：有触点电器、无触点电器、混合式电器； ⑦ 按 使 用 场 合 分：一般工业用电器、特殊工矿用电器、农用电器、其他场合（如航空、船舶、热 带、高原）用电器。 本章主要涉及电力拖动、自动控制系统用电器，如交直流接触器、各类继电器、自动空气断路器、行程开关、熔断器、主令电器等。 1.2 低压电器的电磁机构及执行机构 从结构上来看，电器一般都具有两个基本组成部分——感测部分、执行部分。 感测部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大、判断，作出有规律的反应，使执行部分动作，输出相应的指令，实现控制的目的。 执行部分则是触头。 对于有触头的电磁式电器，感测部分大都是电磁机构。对于非电磁式的自动电器，感测部分因其工作原理不同而各有差异，但执行部分仍是触头。 1.2.1 电磁机构 电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要组成部分一，它将电磁能转换成机械能，带动触点使之闭合或断开。电磁机构由吸引线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁、铁轭和空气隙。 3 1 2 3 1 2
工厂电气控制技术复习资料 、单选题 1. 某调速系统调速范围为150 —1500转/分，要求静差率为 0.02，此时该系统的静态转 速降是（A ）。 = 1500 n max、 150 10n（仁） n 二n max、二1500 0.02 _ 3 n ~ D（1 —、）一10（1-0.02）一3 A. 3 B . 5 C . 10 D . 30 2. 某直流调速系统最高理想转速为 1450转/分，最低理想空载转速 250转/分，额定负载 静态速降为50转/分，该系统调速范围为（ C ）。 A . 3 B . 6 C . 7 D . 8 6-n N - n02 50 150 二 0.2 D n max6 n N (1450-50) 0.2 二7 n n N(1-、) 50(1-0.2) 3.某直流调速系统额定最高转速为1450转/分, 该系统调速范围为10,静差率为0.1 , 额疋负载时转速降洛为（C ）。 A . 5.11 B .10.11 C .16.11 D .20.11 n 二n max、_ D(1-、) 1450 0.1 - 10(1-0.1) 16.1 1 4 ?双闭环调速系统在启动过程中调节作用主要靠（ D ）的作用。 A. P调节器 B . I调节器 C .速度调节器 D .电流调节器 5 .采用晶闸管通断控制法的交流电路（ B ）。 A .存在高次谐波 B .不存在高次谐波 C .存在少量的高次谐 D .有时存在高次谐波有时不存在高次谐波 6 .晶闸管调速系统中，PI调节器中的电容元件发生短路就会出现（ A ）。 A .调速性能下降 B .超速运行 C .无法调速 D .低速运行 7 .异步电机串级调速采用的电路是（ B ）电路。 A .无源逆变 B .有源逆变 C .普通逆变 D .整流 8 .为了保持小容量调速系统晶闸管不受冲击电流的损坏，在系统中应采用（ D ）。 A .电压反馈 B .电流正反馈 C .转速负反馈 D .电流截止负反馈 9.转速负反馈调速系统在稳定运行过程中，转速反馈线突然断开，电动机的转速会（A ）。D
工业电气控制技术 第一章思想方法及知识 使用电气设备时安全是第一原则。 一，查找问题基本原则 查找电气设备故障原因一般有以下步骤： １故障调查 （１）问电气设备发生故障后，首先应向操作者了解故障发生的前后情况， 这样有利于根据电气设备的工作原理来分析发生故障的原因。 （２）看熔断器内熔丝是否熔断，他电子元件有无烧坏；发热；断线；导线 连接螺钉是否松动；电机转速是否正常。 （３）听电动机变压器及有些电气元件在运行时声音是否正常，可帮助寻找 故障的部位。 （４）摸电动机，变压器和电气元件的线圈发生短路故障时，温度显著上升， 可切断电源后，用手去触摸。 ２电路分析 根据故障调查结果，参考电气设备的电气原理图进行分析，初步判断出故障产生的部位，然后逐步缩小故障范围，直到找到故障点并加以排除。 分析故障时，应有针对性，如接地故障一般先考虑电气柜外的电气装置，后考虑 电气柜内的电气元件，断路和短路故障，应先考虑动作频繁的元件，后考虑元器 件。 ３断电检查 检查前先断开机床总电源。检查时，应先查电源进线处有无因碰伤而引起的电源 接地，短路现象螺旋式熔断器的熔断指示器是否弹出，热继电器是否动作。然后 再检查外部有无损坏，连接导线有无断路，松动绝缘是否过热或烧焦。 ４通电检查 在断电检查仍没找到故障时，可对电气设备进行通电检查。在通电检查 时，要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开，将转换开关和控制器置于零位， 行程开关还原到原来位置，用校灯或万用表检查电源电压是否正常，是否有严重 缺相和严重不平衡。
再进行触电检查，检查的顺序为：先检查控制电路，后检查主电路；先检查调整 系统，后检查主传动系统；先检查交流系统，后检查直流系统。或断开所有开关， 取下所有熔断器，然后按顺序逐一插入欲要检查部位的熔断器，合上开关，观察 各电气元件是否按要求动作，是否出现冒火，冒烟，熔断器是否熔断等现象，直到找到发生故障的部位。 二设计基本原则 设计电气控制电路图时，必须遵循以下几个原则： （１）最大限度地实现生产机械各工艺对电气控制电路的要求。 一般控制电路只要求满足启动，反向和制动就可以了，有些则要求在一定范围内 平滑调速和按规定和规律改变转速，出现事故时，需要有必要的保护及信号预报， 各部分运动要有一定的配合和联锁关系等。 （２）在满足生产要求的前提下，控制电路应力求安全，可靠，经济，实用，使用维护方便，尽量选用标准的，常用的，或经过实际考验过的电路和 （３）电路图中的图形符号及文字符号一律按国家标准绘制。 三调试基本原则 电气设备试车之前，电气工作人员应带上电气原理图，按线图及欧表，万用表等必要的测试仪表，进行下列准备工作： １）检查各电气元件有无损坏，接线端有无脱落和松动。 ２）用500V欧表测量交直流电动机，电气元件带电部份与金属外壳及线路的对 地绝缘电阻，
习题与解答（五） 一、填空题 1．刀开关安装时，手柄要向上装，不得倒装或平装，否则手柄可能因动下落而引起误合闸，造成人身和设备安全事故。接线时，电源线接在上端，下端接用电器，这样拉闸后刀片与电源隔离，用电器件不带电，保证安全。 2．按钮用来短时间接通或断开小电流，常用于控制电路，绿色表示起动，红色表示停止。 3．熔断器用于短路保护，热继电器用于过载保护，它们都是利用电流的热效应来工作的。 4．低压断路器又称空气开关或自动开关，它是既能通断电路，又能进行短路、过载、失压、欠压保护。 5．交流接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统组成。 6．电流继电器的线圈应串联在电路中，绕组较短粗，电压继电器的线圈应并联在电路中，绕组较细长。 7.控制原理图一般分为电源电路、控制电路、主电路、信号电路及照明电路绘制。原理图中各触头位置都应按电路未通电或电器未动作时的常态位置画出。 8.需要在不同的场所对电动机进行控制，可在控制电路中并联几个启动按钮和串联几个停止按钮。 9. SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。 10. “JR16-20/3D”是表示热继电器，“20”表示额定电流为20A ，“3”表示三相式热继电器，“D”表示具有差动断相保护机构。它可以用来对三角形接法的电动机进行有效的保护。 二、判断题 1.在自动空气开关中，起短路保护的是电磁脱扣器。（√） 2采用了自动空气开关，可以对电动机实行无熔丝保护。（√） 3根据触头的延时特点不同，时间继电器可分为通电延时型和断电延时类两种。（√） 4.速度继电器是用来反映转速变化的继电器。（√） 5．过电流继电器在电路电流正常时，其铁心处于未吸合状态。（√）
2016年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 （样题） 场次号工位号
注意事项 一、本任务书共13页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。 二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。 五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。 六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。
请按要求在4个小时内完成以下工作任务： 一、按“立体仓库系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“立体仓库系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考YL-ZT型T68镗床电气原理图，排除T68镗床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。 本任务在YL-158GA1设备上实现，设备详细介绍详见《亚龙YL-158GA1现代电气控制系统安装与调试用户说明书》。
工厂电气控制技术测试题 1电磁机构的吸力特性与反力特性的配合关系是()。 A、反力特性曲线应在吸力特性曲线的下方且被此靠近; B、反力特性曲线应在吸力特性曲线的上方且彼此靠近; C、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的下方； D、反力特性曲线应在远离吸力特性曲线的上方。正确答案：A 2关于接触电阻，下列说法中不正确的是()。 A、由于接触电阻的存在，会导致电压损失 B、由于接触电阻的存在，触点的温度降低 C、由于接触电阻的存在，触点容易产生熔焊现象 D、由接触电阻的存在，触点工作不可靠 正确答案：B 3为了减小接触电阻，下列做法中不正确的是()。 A、在静铁芯的表面上嵌有短路环； B、加一个触点弹簧； C、接触面xx; D、在触点上镶一块纯银块 正确答案：A 4由于电弧的存在，将导致()。 A、电路的分断时间加长; B、电路的分断时间缩短; C、电路的分断时间不变;
D、电路的分断能力提高 正确答案：A 5在接触器的铭牌上常见到AC3 AC4等字样，它们代表()。 A、生产厂家代号 B、使用类别代号； C、国标代号； D、名称代号。 正确答案：B 6电压继电器的线圈与电流继电器的线圈相比，具有的特点是( A、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻小； B、电压继电器的线圈匝数多、导线细、电阻大； C、电压继电器的线圈匝数少、导线粗、电阻小； D、电压继电器的线圈匝数少，导线粗，电阻大。 正确答案：B 7增大电压继电器的返回系数，应采的办法是()。 A、减小非磁性垫片的厚度； B、增大非磁性垫片的厚度； C、减小衔铁吸合后的气隙； D、增大衔铁释放后的气隙。)。正确答案：B 8在延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合，应选用()
习题与解答（六） 一、填空题 1.用热继电器对电动机进行保护，其整定电流值应由电动机的额定电流来确定。热继电器可以用来防止电动机因过载而损坏，不能用来对电动机进行失压保护。 2.可以用中间继电器来扩大控制回路的数目。中间继电器是把一个输入信号变成多个输出信号的继电器。 3.中间继电器的结构与原理和接触器相同，故也称为接触器式继电器。其各对触头允许通过的电流是相同的，额定电流一般为 5 A。 4.电流继电器的吸引线圈应串联在主电路中。欠电流继电器在主电路通过正常工作电流时，动铁心已经被吸合，当主电路的电流低于其整定电流时，动铁心才被释放。 5.电动机的正反转控制电路，其实就是正转控制与反转控制电路的组合。但在任何时候只允许其中一组电路工作，因此必须进行互锁，以防止电源短路。 6.“JR16-20/3D”是表示热继电器，“20”表示额定电流为20A ，“3”表示三相式热继电器，“D”表示具有差动断相保护机构。它可以用来对三角形接法的电动机进行有效的保护。 7.闸刀开关一般来说应垂直装于控制板上，不能倒装。接线时，进出线不能反接，否则在更换熔丝时会发生触电事故。 8.SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。 9.时间继电器按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种。 10.电气控制原理图一般分为电源电路、控制电路、主电路、信号电路及照明电路绘制。原理图中各触头位置都应按电路未通电或电器未动作时的常态位置画出。 二、判断题 1.只要流经热继电器的电流超过其整定电流值，热继电器会立即动作。（×） 2.不能采用二相结构的热继电器对三角形接法的电动机进行有效的断相保护。（√） 3.中间继电器触头数目多，并且没有主、辅触头之分。（√） 4.自动空气开关适用于频繁启动和停止电动机。（×） 5.在自动空气开关中，起短路保护的是电磁脱扣器。（√） 三、简答题
实验一三相异步电动机启动控制 一、实验目的 1. 掌握按照电气原理图接成实际操作电路的方法。 2. 掌握自锁、联锁电路，了解电气控制系统中各种保护实现方法和作用。 二、实验设备 1. 电气控制挂件DG11、DG12 1套 2. 三相异步电动机DJ82 1台 3. 导线若干 三、实验内容 本实验电气控制线路如图1所示。 考虑采用中间继电器实现对电动机的点动和长动联合控制，如下图，试分析其工作原理。 四、注意事项 1. 先接线，后通电；先断电，后拆线。 2. 先接控制电路，后接主电路。 3. 从左到右，从上到下；先串联，后并联。
实验二 三相异步电动机的正反转控制 一、实验目的 1. 进一步掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。 2. 加深对电气控制系统中各种保护、自锁、联锁等环节的理解。 3. 学会分析、排除继电器—接触器控制线路故障的方法。 二、实验设备 1. 三相交流电源 2. 电气控制挂件DG11、 DG12 1套 3. 三相异步电动机DJ82 1台 4. 导线 若干 三、实验原理 由电机原理可知，通过更换电动机外接三相电源的相序可改变电动机的旋转方向，因此，可借助接触器来改变电动机外接三相电源的相序，已达到改变电动机旋转方向的目的。 四、实验内容 本实验电气控制线路如图1所示,当正转接触器KM F 工作时，电动机正转；当反转接触器KM R 工作时，电动机反转。 图1 电动机正反转控制电路 五、注意事项 1. 接线顺序：先接线，后通电；先断电，后拆线。 2. 接线原则：从左到右，从上到下。 3. 注意电路元件线圈的额定电压。 R
实验三三相异步电动机的Y-△降压启动控制线路 一、实验目的 1.进一步提高按图接线的能力。 2.了解时间继电器的结构、使用方法、延时时间的调整及在控制系统中的应用。 3.熟悉三相异步电动机Y-△降压启动控制的运行情况和操作方法。 二、实验设备 1. 三相交流电源与开关设备1套 2.三相异步电动机1台 3.三联按钮1个 4.刀开关1个 5.交流接触器3个 6.时间继电器1个 7.热继电器1个 8.导线若干 三、实验线路 按时间原则控制的由时间继电器构成的三相异步电动机Y-△降压自动换接启动的控制线路如图1所示。 图1 时间继电器控制的Y-△降压启动控制线路 四、注意事项 1.先连控制电路，后连主电路。 2.先连线后上电，先断电后拆线。 3.先串联后并联。 4.接线要求牢固、整齐、清楚、安全可靠。 5.操作时要胆大心细谨慎，不许用手触及各电器元件导电部分及电动机转动部分，避免触电及意外损伤。 五、思考与讨论
烟台汽车工程职业学院 <<工厂电气控制>> 课程标准 专业带头人：杜俊贤 系主任：林治熙 教学中心：信息自动化教研室 批准日期：二〇一一年八月 二〇一一年八月
目录 一、课程概述 (1) （一）课程性质.............................................................. 错误！未定义书签。（二）课程基本理念...................................................... 错误！未定义书签。（三）课程设计思路...................................................... 错误！未定义书签。 二、课程目标..................................................................... 错误！未定义书签。（一）总体目标.............................................................. 错误！未定义书签。（二）具体目标.............................................................. 错误！未定义书签。 三、内容标准 (4) （一）学习目标 (4) （二）活动安排 (4) （三）知识要点 (9) （四）技能要点 (9) 四、实施建议 (10) （一）教学建议 (10) （二）考核评价建议 (10) （三）教材编写建议 (11) （四）实验实训设备配置建议 (12) （五）课程资源开发与利用建议 (18) 五、其它说明 (19)
The application of electrical control technology in the industrial production --------电气控制技术在工业上产中的应用 姓名：韩冲 学号： 班级：机械2094 授课教师：周力 2012年5月 目录 前言 (1) 摘要 (2) 第一章PLC的简介 1.1 PLC的发展 (3) 1.2PLC与电气控制相结合的优点 (3) 1.3 PLC与电气控制的特例解析 (4) 第二章三相异步电动机基础 2.1 三相异步电动机的结构 (5) 2.2 三相异步电动机的工作原理 (6) 2.3 三相异步电动机的几个工作过程的分析 (7) 第三章PLC基础 3.1 PLC的定义 (10) 3.2 PLC与继电器控制的区别 (10) 3.3 PLC的工作原理 (10) 3.4 PLC的应用分类 (11) 第四章三相异步电动机的PLC控制 4.1 三相异步电动机的正反转控制 (12) 4.2 两台电动机顺序起动联锁控制 (13) 4.3三相异步电动机使用PLC控制优点 (15) 结束语 (16) 参考文献 (17) 前言 电气控制技术是一门多学科交叉的技术,是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展,特别是计算机和网络技术的应用,以及新型控制策略的出现,使电气控制系统从控制结构到控制理念均发生了根本的变化。系统介绍先进科学技术的成果在工业生产中的应用以及电气控制系统的发展方向。电气控制技术是随着科学技术的不断发展、
生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的.从最早的手动控制发展到自动控制,从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有接触的硬接线继电器控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。 本论文主要讲述PLC和三相异步电动机的综合应用。三相异步电动机的应用几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下,导致产生过流,短路,断相,绝故,对缘老化等事故，应用于大型工业设备重要场合的高压电动机,大功率电动机来说,一旦发生故障所造成的损失无法估量。在生产过程中,科学研究和其它产业领域中,电气控制技术应用十分广泛,在机械设备的控制中,电气控制也比其它的控制方法使用的更为普遍。 本系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形语言,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。 长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，目前，在先进国家中，PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业，企业。由于PLC 综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完成逻辑，顺序，定时，计数，数字运算，数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动化控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛的运用于众多行业。 摘要 PLC在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比具有速度快，可靠性高，灵活性强，功能完善等优点。长期以来，PLC始终处于自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。本文设计了2个三相异步电动机的PLC控制电路，分别是三相异步电动机的正反转控制和两台电动机顺序起动联锁控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。 关键词 PLC; 三相异步电动机; Abstract PLC in the three-phase asynchronous machine control`s application compares with the traditional black –white control, has the control speed to be quick, the main battlefield, has provided the very reliable control application for various automation control device it can provide safe reliable and the quite perfect solution for the automated control application, suits in the current industrial enterprise to the automated need. This paper designs a three-phase asynchronous motor, 2 of PLC control circuit, which is of positive &negative three-phase asynchronous motor control and two motor starting interlocks control, and the sequence of traditional relay control, control speed, high reliability and flexibility, as college students' learning PLC control technology, but also can be used as reference for the automatic control of
现代电气控制系统安装与调试
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2015年全国职业院校技能大 赛 现代电气控制系统安装与调试 【样题】 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 场次号 ________ 工位号____________
请按要求在"4个小时内完成以下工作任务： 一、按“标签打印系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“标签打印系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考XXX床电气原理图，排除XXX床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。 请注意下列事项： 一、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。 二、电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安 装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、所编PLC程序保存到计算机的D盘文件夹中，文件夹名称以工位号命名，选手需按指定路径将程序存盘。
标签打印系统控制说明书 一、标签打印系统运行说明 标签打印系统是用于工业、商业、超市、零售业、物流、仓储、图书馆等需要的条形码、二维码等标签制作，具有采用准确控制、高速运行、一体制作等要求的系统。 标签打印系统由以下电气控制回路组成：打码电机M1控制回路 【M1为双速电机，需要考虑过载、联锁保护】。上色电机M2控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。传送带电机M3控制回路【M3为三相异步电动机（带速度继电器），由变频器进行多段速控制，变频器参数设置为第一段速为15Hz，第二段速为30Hz，第三段速为40Hz、第四段速为50Hz，加速时间0.2秒，减速时间0.3秒】。热封滚轮电机M4控制回路【M4 为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。上色喷涂进给电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转/反转的转速可为1圈/秒?3圈/秒；正转对应上色喷涂电机向下进给】。以电动机旋转“顺时针旋转为正向，逆时针旋转为反向”为准。 二、标签打印系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500 为主站，2 台FX3U/S7-200Smart/S7-1200 为从站，分别以CC_Link 或工业以太网的形式组网。 2、MCGS触摸屏应连接到系统中主站PLC上（三菱系统中触摸屏连接到QPLC的RS232端口；西门子系统中触摸屏连接到S7-300/S7-1500 的以太网端口，不允许连接到交换机）。
《现代工业设备电气控制技术》课程整体教学设计（2019～2020学年第一学期） 课程名称：现代工业设备电气控制技术 所属系部：机电工程系 制定人：宁玉伟 合作人：王俊豪 制定时间： 2019年9月15日 许昌职业技术学院
课程整体教学设计 一、课程基本信息 二、课程目标设计 总体目标： 通过本课程理实一体化教学，使学生掌握三相异步电动机结构与应用、电气控制电路的分析与设计，对机床电气设备具有较强的分析、应用和维护能力，能从事机床电气设备的安装、调试、操作等工作，熟练掌握维修电工使用技能的高素质、高技能应用型技术人才。在课程建设中注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生，99%以上能通过职业考证。 能力目标： 学生通过本课程五个模块（15个子项目）的学习和实际操作，能运用已掌握的电机与电气控制的知识和技能，根据IEC国际电工标准和机电行业规范进行电器元件、电气控制线路图（原理图、安装图、接线图）的设计和安装接线、使用常用电工仪器、仪表，对所连接的电路进行检查和故障判断。 知识目标： 1.知道低压电器对电机控制的基础知识。 2.了解三相异步电动机和特种电机的基本结构和工作原理。 3.理解低压电器的基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号，电气原理图的绘制原则。 4.掌握低压电器的的选择、应用和维护方法；
5.掌握三相异步电动机电气控制基本环节的线路板制作方法； 6.掌握典型机床的电气原理图、接线图，并会设计、安装、维修电气控制控制柜。 素质目标： 1.锻炼学生的团队合作能力 2.专业技术交流的表达能力； 3.制定工作计划的方法能力； 4.获取新知识、新技能的学习能力； 5.解决实际问题的工作能力等。 三、课程内容设计： 四、能力训练项目设计
习题与解答（八） 一、填空题 1．在电动机控制电路中，是利用熔断器作为短路保护，利用热继电器作为过载保护。 2．接触器主要控制大电流的主电路；而继电器主要控制小电流的辅助电路。故继电器一般不需要灭弧装置。 3．对电动机和生产机械实现控制和保护的电工设备，叫做控制电器。 4．交流接触器是用来频繁地远距离接通和切断主电路的控制电路，它主要由触点、电磁操作机构、灭弧装置三部分组成。 5．电气控制线路图就是用一定的图形来表达电气控制系统中各电气元件及其连接。常见的电器控制线路图有电气原理图、电气元件分布图、电气安装接线图三类。 6．现有保护控制电器A、熔断器B、自动开关C、热继电器D、交流接触器E、过电流继电器，以上电器能用于短路保护的有A、B，能用于过载保护的有B、C，能用于过电流保护的有D、E，能用于零电压或欠电压保护的有B、D。 7．SQ是位置开关的文字符号，自动空气开关的文字符号是QF ，中间继电器的文字符号是KA。8．热继电器的整定电流值是指热继电器长期工作而不动作时的最大电流值。 9．电动机控制电路中，具有欠压或失压保护的电器是接触器。 10．热继电器它是利用电流的热效应而动作的。它的发热元件应串接于电动机电源回路中。 二、判断题 1.熔断器既是保护电器又是控制电器。（×） 2.主触头额定电流在20A以上的交流接触器，一般都配有专门的灭弧装置。（√） 3.当吸引线圈未通电时，接触器所处的状态称为接触器的常态。（√） 4.接触器的辅助触头和主触头一样，可以用来切断和接通大电流的主电路。（×） 5.不能将吸收线圈额定电压为220V的交流接触器接到380V的电源上。（√） 三、简答题. 1、两个同型号的交流接触器，线圈额定电压为110V，试问能不能串联后接于220V交流电源？答：不能串联。否则，将因衔铁气隙的不同，线圈交流阻抗不同，电压不会平均分配，导致电器不能可靠工作。 2、什么是保护接地？什么是保护接零？ （1）保护接地：在三相三线制电力系统中，将电力设备的外壳与大地作可靠地金属连接称为保护接地。
现代电气控制技术课程标准 课程名称：现代电气控制技术 对象：电气自动化、数控技术、机电一体化、机械制造等机电类专业 课时：144课时 课时分配表 四、学分：8 五、课程目标 可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller）是采用微机技术的通用工业自动化装置。它以可靠性高、能适应恶劣环境、使用方便等优点，迅速占领了工业自动化控制领域，成为与机器人、CAD/CAM并称的工业自动化三大支柱。现代电气控制技术将传统的继电器控制技术、PLC技术、传感器技术、变频 器技术集于一体的课程，该课程的设置是为了满足现代工业设备控制的要求。本课程的培训是通过设置一个个项目并让学生来完成这些项目来达到培训目的。通过这些项目的练习，学生可将传统的继电器和可编程控制器的使用结合起来，并真正能应用到具体的设备案例中。同时也将变频器的功能以及如何更好的在设备中用变频器来进行调速积累一些经验。 六、设计思路 现代电气控制技术是一门理论性较深实践性较强的专业课程，课程教学的总 体思路是采用模块化的项目课程教学法，大部分课程应该在可编程控制器实训室、机电控制实训室进行，通过理论讲解、计算机仿真与实际操作一体化的综合训练方式，使学员能够在较短的时间内达到现代电气控制技术课程的目标。 七、内容纲要 项目一：PLC应用基础（课时：16）模块1：PLC概述、三菱PLC及仿真软件（2课
时） （1）工作任务 介绍PLC的定义、外部结构、分类、特点、应用领域及发展趋势，三菱PLC 及仿真软件简介。 （2）相关实践知识 电器常识、接线、PLC。 （3）相关理论知识 电路、电子的基础知识。 （4）拓展型理论知识 PLC 联网、存储器容量。 模块2：PLC 的结构与原理（2 课时） （1）工作任务 PLC 的结构；输入接口电路；输出接口电路；PLC 的工作原理；编程软件。（2）相关实践知识 PLC、线路连接、按钮开关、负载、计算机、编程软件。 （3）相关理论知识电路、光电耦合、晶体管、可控硅、周期扫描、梯形图、抗干扰。 （4）拓展型理论知识 光电隔离、电磁隔离、CPU、编程语言。 模块3：PLC 的应用、简例（2 课时） （1）工作任务 介绍PLC 的应用领域、PLC 的应用简例 （2）相关实践知识 PLC、按钮开关、编程等 （3）相关理论知识 CPU、仿真 （4）拓展型理论知识 PLC 的指令、常见PLC 的型号及性能指标（自习）模块4：PLC 的基本应用（4 课时）（1）工作任务 学习三菱PLC 基本指令及应用。 （2）相关实践知识 电器常识、车流控制。 （3）相关理论知识 三菱PLC 基本输入、输出、置位、复位、微分指令及应用。 （4）拓展型理论知识 逻辑控制、程序控制。 模块5：定时器（4 课时） （1）工作任务 用PLC 的定时器控制灯的点亮与熄灭，信号灯的闪烁控制。 （2）相关实践知识 定时器、灯、开关。 （3）相关理论知识 定时器控制。 （4）拓展型理论知识 定时器的精度。模块6：计数器（2 课时）（1）工作任务
一、选择题 （每题4个选项，只有1个是正确的，将正确的选项填入括号内） 1.电气图中，断路器的符号为（）。 （A）K （B）D （C）L （D）DL 2.不属于笼型异步电动机降压启动方法的是（）启动。 （A）自耦变压器降压（B）星形一三角形换接 （C）延边三角形（D）在转子电路中串联变阻器 3.中小容量异步电动机的过载保护一般采用（）。 （A）熔断器（B）磁力启动器 （C）热继电器（D）电压继电器 4.笼型异步电动机的延边三角形启动方法，是变更（）接法。（A）电源相序（B）电动机端子 （C）电动机定子绕组（D）电动机转子绕组 5.属双速异步电动机接线方法的是（）。 （A）YY/YY （B）YY/△ （C）YY/Y （D）△△/Y 6.异步电动机的反接制动是指改变（）。 （A）电源电压（B）电源电流 （C）电源相序（D）电源频率 7.异步电动机的能耗制动采用的设备是（）装置。 （A）电磁抱闸（B）直流电源 （C）开关与继电器（D）电阻器 8. 在电动机的连续运转控制中，其控制关键是。 ①自锁触点②互锁触点 ③复合按钮④机械联锁 9. 下列低压电器中可以实现过载保护的有。 ①热继电器②速度继电器 ③接触器④低压断路器⑤时间继电器 10. Y－△降压启动可使启动电流减少到直接启动时的。 ① 1/2 ② 1/3 1 ③ 1/4 ④3 11. 下列属于低压配电电器的是。 ①接触器②继电器 ③刀开关④时间继电器 12. 表示电路中各个电气元件连接关系和电气工作原理的图称为。 ①电路图②电气互联图 ③系统图④电气安装图 13. 交流接触器是利用配合动作的一种自动控制电器。 ①电动力与弹簧弹力②外施压力与弹簧弹力 ③电磁力与空气阻尼力④电磁力与弹簧弹力 14.对绕线型电动机而言，一般利用（）方法进行调速。 （A）改变电源频率（B）改变定子极对数