1、工業(yè)電氣與控制技術(shù)授課教師： 1 緒 論1 電氣控制技術(shù)的發(fā)展2 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù)3 本課程的目錄21 電氣控制技術(shù)的發(fā)展電氣控制技術(shù)是隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展及生產(chǎn)工藝不斷提高提出新的要求而得到飛速發(fā)展的。3在控制方法上，主要是從直接手動控制到遠程自動控制；在控制功能上，是從簡單的控制設(shè)備到復雜的控制系統(tǒng)；在控制方式上，從笨重到輕巧；在控制原理上，從有觸點的繼電接觸式控制系統(tǒng)到以計算機為核心的“軟”控制系統(tǒng)。41 電氣控制技術(shù)的發(fā)展隨著新的電器元件的不斷出現(xiàn)和計算機技術(shù)的發(fā)展，電氣控制技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)代電氣控制技術(shù)正是綜合了計算機、自動控制、電子技術(shù)和精密測量等許多先進科學成果而得

2、到的飛速發(fā)展?，F(xiàn)在，PLC、CAD/CAM、Robot已成為當代工業(yè)自動化技術(shù)的三大技術(shù)支柱。5 20世紀70年代以前，電氣自動控制的任務(wù)基本上都由繼電接觸式控制系統(tǒng)完成。該系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器和按鈕組成，它取代了原來的手動控制方式。由于這種控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低、抗干擾能力強等優(yōu)點，所以當時使用十分廣泛，至今仍在許多簡單的機械設(shè)備中應(yīng)用。6但這種控制系統(tǒng)的缺點也是非常明顯的，它采用固定的強接觸方式來完成各種控制邏輯，思想系統(tǒng)的各種功能，所以靈活性差，幾乎不具有通用性；另外，由于機械式的觸點動作，工作頻率低，易損壞，因此可靠性低，使用壽命短。71 電氣控制技術(shù)的發(fā)展本世紀50年代以來

3、，隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，傳統(tǒng)的電器控制系統(tǒng)由繼電器、接觸器固定接線按某單一設(shè)備，某種加工工藝的需要而設(shè)計制造出來的所謂“硬接線”系統(tǒng)的缺點越來越明顯，不能或很難適應(yīng)生產(chǎn)工藝發(fā)展的需要。8更使人擔憂的是隨著工藝進步而愈來愈復雜龐大的電器控制系統(tǒng)中眾多的觸點使系統(tǒng)運行的可靠性迅速下降，設(shè)備故障率、故障停機時間劇增，乃至最終成為生產(chǎn)能力的障礙。91 電氣控制技術(shù)的發(fā)展 隨著電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在1969年出現(xiàn)了世界上第一臺軟件手段來實現(xiàn)各種控制功能的革命性控制裝置可編程序邏輯控制器。它把計算機的功能完備、通用性和靈活性好等優(yōu)點和繼電接觸式控制系統(tǒng)的

4、操作方便、簡單可靠、價格低廉等優(yōu)點結(jié)合起來，是一種適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的通用控制器。1030多年過去了，現(xiàn)在的可編程序控制器和最初的控制系統(tǒng)相比，增加了算數(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信、連續(xù)控制、過程控制等功能，還可以完成工業(yè)生產(chǎn)中幾乎所以的大型而復雜的控制任務(wù)?？删幊绦蚩刂破髯鳛楣I(yè)自動化的技術(shù)支柱之一，在工控領(lǐng)域已占有十分重要的主導地位。111 電氣控制技術(shù)的發(fā)展最近20多年來，機電一體化、機電光儀一體化等交叉學科的發(fā)展，在機械制造、電器控制、自動控制領(lǐng)域內(nèi)相繼出現(xiàn)了。直接數(shù)字（DDC）控制系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、集散控制系統(tǒng)（DCS）、智能機器人、智能制造系統(tǒng)等高新技術(shù)，這些高新技術(shù)把自動控

5、制和自動制造技術(shù)推動到了更高的水平。121 電氣控制技術(shù)的發(fā)展說到自動控制技術(shù)的最新發(fā)展，就必須提到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）。FCS是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信技術(shù)和微電子技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，與自動控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它是繼集散控制系統(tǒng)（DCS）之后的新一代控制系統(tǒng)，也是現(xiàn)代工業(yè)自動化的研究開發(fā)熱點之一。13FCS是用于現(xiàn)場設(shè)備、儀表之間，以及現(xiàn)場與控制系統(tǒng)之間一種全數(shù)字、雙向串行、多節(jié)點的通信系統(tǒng)。它把現(xiàn)場控制執(zhí)行器件和現(xiàn)場儀表連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在現(xiàn)場與上位機或網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。FCS適應(yīng)了工業(yè)自動控制系統(tǒng)

6、向分散化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。142 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù) 本課程是一門應(yīng)用性很強的專業(yè)課。電氣控制技術(shù)在生產(chǎn)過程、科研和國防及其它各個領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。 本課程的主要內(nèi)容是以電動機或其它執(zhí)行器為控制對象，介紹和講解繼電接觸式控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計方法和實際應(yīng)用。15 其中PLC的飛速發(fā)展和其強大的功能正使它成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的主要手段之一，所以本課程的重點是PLC，但這并不是意味著繼電接觸式控制系統(tǒng)的不重要。因為，首先：繼電接觸式控制在小型電氣系統(tǒng)中還普遍使用，而且它是組成電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。16 其次，盡管PLC在很大范圍里取代了繼電器，但它主要取代的是程序控

7、制部分，而電氣控制系統(tǒng)的信號采集、發(fā)布和驅(qū)動輸出部分仍然要由電氣元器件（電器）以及電路來完成。所以接觸式控制系統(tǒng)的學習是非常必要的。172 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù) 電氣控制技術(shù)是電類專業(yè)學生所必須掌握的最基礎(chǔ)的實際應(yīng)用課程，本課程的目標： 要讓學生掌握一門非常使用的工業(yè)控制技術(shù)，以及培養(yǎng)和提高學生的實際應(yīng)用和動手能力。182 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù)具體要求是： 熟悉常用控制電器的工作原理和用途，達到理解正確選用和使用的目的； 熟悉掌握電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)，并具備閱讀和分析電氣控制線路的能力，能設(shè)計簡單的電氣控制線路，掌握電氣控制線路的程序設(shè)計方法；19 熟悉PLC的基本情況，深刻體會PL

8、C的工作方式和工作原理； 熟悉掌握PLC的基本指令系統(tǒng)和典型控制環(huán)節(jié)的編程，掌握PLC應(yīng)用程序的設(shè)計方法。203 本課程的目錄上篇 工廠電氣工廠電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識 工廠供配電系統(tǒng)概述工廠供配電設(shè)計的基本概念工廠電力負荷及其計算短路電流及其計算工廠電力線路電氣安全與電能節(jié)約213 本課程的目錄中篇 電器控制2、常用低壓電器 2.1常用低壓電器的分類2.2電器的基本結(jié)構(gòu)2.3電器各部分的基本要求和工作情況2.4常用電器知識223、電器控制與電器控制線路 3.1電器控制的基本概念 3.2電器控制線路及其基本規(guī)律 3.3電器控制線路的分析與設(shè)計方法233 本課程的目錄 下篇 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)4、概述 41 PLC的由來42 PLC的國內(nèi)外狀況43 PLC的分類44 PLC的特點與應(yīng)用領(lǐng)域45 PLC的發(fā)展趨勢245、PLC的組成與工作方式 51 PLC的組成52 PLC程序的表達方式53 PLC的工作方式253 本課程的目錄6、型PLC 61 型PLC概述62 系列型PLC的系統(tǒng)構(gòu)成與特性63 系列型PLC的編程元件及其編號64 PLC的編程指令65 編程器及其應(yīng)用 267、PLC應(yīng)用的設(shè)計方法 7.1 PLC的選型與硬件配置7.2 電控系統(tǒng)的基本概念，基本控制環(huán)節(jié)的編程7.3 PC應(yīng)用程序的設(shè)計方法 主要內(nèi)容：介紹經(jīng)驗設(shè)計法、邏輯設(shè)計法、利