第1章緒論1.4電氣控制的結(jié)構(gòu)與組成1.5課程的性質(zhì)與內(nèi)容1.3電氣控制在船舶工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展1.1電氣控制的基本概念1.2電氣控制的歷史與發(fā)展1.1電氣控制的基本概念電氣控制的基本概念電器與電氣是兩個不同概念：電器：指具體的電工設(shè)備（如繼電器、開關(guān)等），用于電路控制、保護(hù)等操作。電氣：指涉及電能生產(chǎn)、傳輸、使用的整個學(xué)科領(lǐng)域以電動機(jī)為主要控制對象實現(xiàn)生產(chǎn)自動化由低壓電器組成控制系統(tǒng)主要功能：自動控制、保護(hù)、監(jiān)測電氣控制技術(shù)：1.2電氣控制的歷史與發(fā)展電氣控制的歷史與發(fā)展?1.早期拖動方式?2.繼電接觸器控制3.可編程序控制器（PLC）的誕生4.電氣控制技術(shù)的發(fā)展趨勢19世紀(jì)末-20世紀(jì)初：集中拖動，一個車間用一臺蒸汽機(jī)或電動機(jī)提供動力，通過復(fù)雜傳動機(jī)構(gòu)分配，不能滿足自動控制需求。20世紀(jì)30年代：發(fā)展為分散拖動，各運動部件用不同電動機(jī)拖動，簡化傳動機(jī)構(gòu)，提高傳動效率，利于自動控制。電氣控制的歷史與發(fā)展?1.早期拖動方式?2.繼電接觸器控制3.可編程序控制器（PLC）的誕生4.電氣控制技術(shù)的發(fā)展趨勢20世紀(jì)20-30年代出現(xiàn)，由繼電器、接觸器等組成，通過電氣連接線連接，實現(xiàn)電動機(jī)控制，保證生產(chǎn)工藝要求。優(yōu)點：電路簡單、設(shè)計安裝方便、維護(hù)容易、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)。缺點：固定接線，靈活性差；元器件多，可靠性差；通用性差。電氣控制的歷史與發(fā)展?1.早期拖動方式?2.繼電接觸器控制3.可編程序控制器（PLC）的誕生4.電氣控制技術(shù)的發(fā)展趨勢20世紀(jì)60年代末，美國通用汽車公司招標(biāo)，提出10項技術(shù)要求。1969年，美國莫迪康公司研制出PLC，在通用汽車公司試用成功，開創(chuàng)電氣控制新時代。PLC結(jié)合繼電接觸器與計算機(jī)優(yōu)點，成為工業(yè)控制計算機(jī)，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，推動工廠自動控制技術(shù)飛躍。電氣控制的歷史與發(fā)展?1.早期拖動方式?2.繼電接觸器控制3.可編程序控制器（PLC）的誕生4.電氣控制技術(shù)的發(fā)展趨勢從手動到自動、簡單到智能、硬接線到軟件控制、單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)控制發(fā)展。應(yīng)用計算機(jī)、自動控制等多種先進(jìn)技術(shù)，低壓電器朝高性能、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。引入新技術(shù)，實現(xiàn)參數(shù)自動控制、集中管理，基于網(wǎng)絡(luò)的電氣控制實現(xiàn)異地控制和信息化?，F(xiàn)場總線技術(shù)使低壓電器具有智能化和網(wǎng)絡(luò)通信功能，成為電氣技術(shù)發(fā)展方向。電氣控制技術(shù)朝集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。1.3電氣控制在船舶工業(yè)中的

應(yīng)用與發(fā)展電氣控制在船舶工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展系統(tǒng)控制：管理推進(jìn)/電站/舵機(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)智能監(jiān)控：集成傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備實時監(jiān)測?核心應(yīng)用電氣控制在船舶工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展從傳統(tǒng)繼電器到PLC控制結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)/AI實現(xiàn)船舶智能化國際e-Navigation標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)?技術(shù)發(fā)展電氣控制在船舶工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展中日韓歐競相發(fā)展智能船舶中國已發(fā)布首部《智能船舶規(guī)范》自主研發(fā)出首艘智能散貨船?行業(yè)現(xiàn)狀電氣控制在船舶工業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展全電推/自動駕駛船舶數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用零排放環(huán)保解決方案未來趨勢1.4電氣控制的結(jié)構(gòu)與組成電氣控制的結(jié)構(gòu)與組成電氣控制系統(tǒng)由信號輸入、控制單元和執(zhí)行輸出三個部分組成,如圖1-1所示。圖1-1電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4.1信號輸入信號輸入部分由各種輸入器件組成,這些輸入器件收集并保存被控對象實際運行所需的數(shù)據(jù)和信息。這些數(shù)據(jù)和信息包括被控對象上的各種參數(shù)信息(壓力、溫度、流量、速度及位置等),各種控制信息(啟動、停止及調(diào)速等)。1.4.2控制單元控制單元作為電氣控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)處理輸入信息并執(zhí)行控制功能。在繼電接觸器系統(tǒng)中，控制單元由繼電器組成，通過固定接線實現(xiàn)控制邏輯，功能一旦設(shè)定便難以更改。而在PLC系統(tǒng)中，控制邏輯可編程存儲，功能變更只需修改程序，極大提升了靈活性和應(yīng)用范圍，這是其與繼電接觸器系統(tǒng)的關(guān)鍵區(qū)別。1.4.3執(zhí)行輸出執(zhí)行輸出部分是對需要控制的對象或設(shè)備提供實際的控制信號。電氣控制系統(tǒng)將輸入信號經(jīng)過控制單元處理后,再將控制信息輸出,即轉(zhuǎn)換成控制對象所需的物理信號,最終完成電氣控制系統(tǒng)的功能,如電動機(jī)的啟動停止、正反轉(zhuǎn),閥門的開關(guān),工作臺的移動、升降等。1.5課程的性質(zhì)與內(nèi)容課程的性質(zhì)與內(nèi)容本課程是自動化專業(yè)、電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)課,在專業(yè)領(lǐng)域里,對于提高學(xué)生工程實踐的能力、培強(qiáng)分析問題和解決問題的能力具有重要作用。核心內(nèi)容包含：?一、繼電接觸器電氣控制(1)常用低壓電器類型、工作原理以及選型。(2)電氣控制系統(tǒng)圖紙類型,畫圖工具。(3)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)的基本控制電路。(4)典型船舶機(jī)械設(shè)備電氣控制電路分析。?二、PLC電氣控制系統(tǒng)(1)PLC的工作原理。(2)S7-1200PLC的硬件選型。(3)S7-1200PLC的軟件編程。(4)S7-1200PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實例。課程價值?：繼電接觸器控制作為現(xiàn)代技術(shù)基礎(chǔ)，因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，仍在小型系統(tǒng)及信號采集/驅(qū)動環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，與PLC技術(shù)形成互補(bǔ)，共同構(gòu)成電氣工程師必備技能體系。課程的性質(zhì)與內(nèi)容本課程是自動化專業(yè)、電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)課,在專業(yè)領(lǐng)域里,對于提高學(xué)生工程實踐的能力、培強(qiáng)分析問題和解決問題的能力具有重要作用。核心內(nèi)容包含：?一、繼電接觸器電氣控制(1)常用低壓電器類型、工作原理以及選型。(2)電氣控制系統(tǒng)圖紙類型,畫圖工具。(3)繼電接觸器電氣控制系統(tǒng)的基本控制電路。(4)典型船舶機(jī)械設(shè)備電氣控制電路分析。?二、PLC電氣控制系統(tǒng)(1)PLC的工作原理。(2)S7-1200PLC的硬件選型。(3)S7-1200PLC的軟件編程。(4)S7-1200PLC控制系統(tǒng)設(shè)計實例。課程價值?：繼電接觸器控制作為現(xiàn)代技術(shù)基礎(chǔ)，因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，仍在小型系統(tǒng)及信號采集/驅(qū)動環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，與PLC技術(shù)形成互補(bǔ)，共同構(gòu)成電氣工程師必備技能體系。一、繼電接觸器電氣控制?基礎(chǔ)概念?：以三相電機(jī)手動直接控制為例，說明主電路與控制電路構(gòu)成，指出直接控制的局限性。?自動控制原理?：通過增加接觸器、熱繼電器等元件實現(xiàn)啟停自動控制，引入元件交互索引與圖紙分區(qū)概念。?工程實踐要求?：強(qiáng)調(diào)原理圖需配套元器件選型表、布置圖與接線圖，形成完整技術(shù)文檔。?二、PLC電