电气动控制.ppt

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传输介质传输介质执行装置执行装置控制装置控制装置气动气动压缩气体气缸或气马达气动阀液动液动液压油液压缸和液压马达液压阀电动电动电流电机电气/电子装置电电-液液动动液压油液压缸和液压马达电气/电子装置电电-气气动动压缩气体气缸或气马达电气/电子装置第二讲气动回路的电气动控制技术PLC气动控制技术继电器气动控制技术基于PLC控制的气动系统实例图片一基于PLC控制的气动系统实例图片二现场总线气动电磁阀CC-Link总线系统控制网络连接图工业网络工业以太网现场总线无线网络现场总线协议工业以太网协议无线网络协议无线网络协议自动化控制系统典型控制模式：

-集中监测和分散控制一、工业网络概述1.1.监控层3.3.设备层2.2.控制层控制系统分为三个层次：

监控层控制层设备层1.1.监控层监控层主要功能：

实时监测受控设备的运行状况，组态PLC上传信息，并显示组态画面，同时对PLC进行程序的编制、更改等任务。

网络形式：

工业以太网。

主要硬件组成：

工业控制计算机软件组成：

系统软件、上位组态软件、应用软件。

车间Ethernet一、工业网络概述2.2.控制层控制层控制层是整个控制系统的核心，在整个控制系统中起着“承上启下”的作用。

它接受现场发来的数据信息，经过CPU的运算与处理后，发出相应的指令对现场设备进行控制。

并把经处理的数据信息上传至上位机。

主要硬件组成：

PLC及其网络主站模块、工业以太网模块。

软件组成：

PLC编程软件、应用软件。

一、工业网络概述3.3.设备层设备层设备层在控制系统的底层，主要远程IO模块、变频及伺服控制器、打印机、现场执行机构（如电动机、电磁阀等）等，通过现场总线与控制层中的PLC相联系，将输入信号发送给PLC，将PLC输出指令发送到现场设备。

网络形式：

现场总线、工业无线网络、直接点对点联接。

一、工业网络概述一、工业网络概述现场级现场级PLCProfibusDP工业工业以太网以太网PLCProfibusDPPCPC车间级车间级分站模块变频器打印机触摸屏主站模块上位机伺服控制器CC-Link总线系统控制网络连接图图4.7.2CC-Link总线控制网络示意图18继电器气动控制技术继电器气动控制技术的的电气动控制回路电气动控制回路电气动控制回路图包括气动回路和电气回路两部分。

电气动控制系统主要是控制电磁阀的换向，其特点是响应快，动作准确，在气动自动化应用中相当广泛。

电气控制回路主要由按钮开关、行程开关、接近开关（传感器）、继电器及其触点、电磁铁线圈等组成。

通过按钮或行程开关使电磁铁通电或断电，控制触点接通或断开被控制的主回路，这种回路也称为继电器控制回路。

电路中的触点有常开触点和常闭触点。

21接触元件常开开关常开开关对于常开开关来说，当按钮处于静止位置时电路处于待接通状态。

也就是说，当常开开关静止时电路是断开的。

通过启动开关按钮电路接通，电流流向用电器。

松开按钮开关在弹簧弹力作用下复位，电路断开。

操作模式（按钮操作模式（按钮）控制元件控制元件接点接点11c11a22常闭开关常闭开关对于常闭开关来说，当按钮处于静止位置时电路处于接通状态。

当启动开关，电路断开。

操作模式（按钮）操作模式（按钮）接点接点控制元件控制元件11c11b23转换开关转换开关转换开关兼有常闭开关功能和常开开关功能。

它用于在一次操作中闭合一个电路并断开另一个电路。

当启动开关，两个电路的开启和闭合状态会在瞬时发生改变。

操作模式操作模式（按钮按钮）控制元件控制元件接点接点（常闭开关常闭开关）接点接点（常开开关常开开关）11a11c11b24行程开关行程开关当机器的某一部分或一个工件到达一特定位置时行程开关被启动，通常行程开关的启动是由开关上的凸轮完成的。

多数情况下，行程开关被设计成转换开关。

根据具体要求，它可能作为常开或常闭或转换开关被连接到电路中。

COM1NC2NO3继电器继电器继电器是一种当输入量变化到一定值时，电磁继电器是一种当输入量变化到一定值时，电磁铁线圈通电励磁，吸合或断开触点。

常用的有铁线圈通电励磁，吸合或断开触点。

常用的有电压电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器、温度继电器热继电器、温度继电器等。

在电气等。

在电气-气动控制系统气动控制系统中常用的是中常用的是中间继电器中间继电器。

中间继电器中间继电器中间继电器由一个中间继电器由一个线圈、一个铁芯、衔铁、复位弹簧、一组触线圈、一个铁芯、衔铁、复位弹簧、一组触点及端子组点及端子组成，由线圈产生的磁场来接通或断开触点。

当继电器成，由线圈产生的磁场来接通或断开触点。

当继电器线圈流过电流时，衔铁就会在电磁吸力的作用下克服弹簧压力，线圈流过电流时，衔铁就会在电磁吸力的作用下克服弹簧压力，使常闭触点断开，常开触点闭合；当继电器线圈无电流时，电磁使常闭触点断开，常开触点闭合；当继电器线圈无电流时，电磁力消失，衔铁在返回弹簧的作用下复位，使常闭触点闭合，常开力消失，衔铁在返回弹簧的作用下复位，使常闭触点闭合，常开触点打开。

触点打开。

继电器线圈及触点符号继电器线圈及触点符号30继电器继电器在电气动控制系统中继电器作用如下：

复制电信号延迟或转换电信号连接信息切断控制和切断主体电路11a11c11b12a12c12b11a11c11b开关量传感器数字量传感器模拟量传感器传感器种类输出电信号的类型不同开关量传感器又称接近开关，是一种采用非接触式检测、输出开关量的传感器。

在自动化设备中应用较为广泛的主要有磁感应式接近开关、电感式接近开关、电容式接近开关和光电式接近开关等。

2.3.1开关量传感器认知及应用磁感应式接近开关简称磁性开关，其工作方式是当有磁性物质接近磁性开关传感器时，传感器感应动作，并输出开关信号。

2.3.1开关量传感器认知及应用a）b）图2-33磁性开关磁性开关实物及物及电气符号气符号图a）磁性开关）磁性开关实物物b）电气符号气符号利用自身的测量头构成电容器的一个极板，被检测物体构成另一个极板，当物体靠近接近开关时，物体与接近开关的极距或者介电常数发生变化，引起静电容量发生变化，使得和测量头连接的电路状态也相应的发生变化，并输出开关信号。

电容式接近开关2.3.1开关量传感器认知及应用电感式接近开关LC高频振荡器放大处理电路它利用金属物体在接近时能使其内部产生电涡流，使得接近开关振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，进而控制开关的通断。

由于电感式接近开关基于涡流效应工作，因此它检测的对象必须是金属。

但由于电感式接近开关对金属与非金属的筛选性能好，工作稳定可靠，抗干扰能力强，在现代工业检测中也得到广泛应用。

2.3.1开关量传感器认知及应用利用涡流效应制成的开关量输出位置传感器利用光电效应制成的开关量传感器光发射器光接收器光发射器和接收器有一体式和分体式两种。

光发射器用于发射红外光或可见光光接收器用于接收发射器发射的光，并将光信号转换成电信号以开关量形式输出。

2.3.1开关量传感器认知及应用光电式接近开关数字量传感器测量精度高分辨率高抗干扰能力强稳定性好易于与计算机接口便于信号处理实现自动化测量适宜于远距离传输一种能把被测模拟量直接转换为数字量输出的装置，可直接与计算机系统连接。

在一些精度要求较高的场合应用极为普遍。

工业装备上常用的数字量传感器主要有数字编码器、数字光栅和感应同步器等。

2.3.2数字量传感器认知及应用模拟量传感器是将被测量的非电学量转化为模拟量电信号的传感器它检测在一定范围内变化的连续数值，发出的是连续信号，用电压、电流、电阻等表示被测参数的大小在工程应用中模拟量传感器主要用于生产系统中位移、温度、压力、流量及液位等常见模拟量的检测2.3.3模拟量传感器认知及应用认知应用在工业生产实践中为了保证模拟信号检测的精度，提高抗干扰能力，便于与后续处理器进行自动化系统集成，所使用的各种模拟量传感器一般都配有专门的信号转换与处理电路，两者组合在一起使用，把检测到的模拟量变换成标准的电信号输出，这种检测装置称为变送器。

变送器2.3.3模拟量传感器认知及应用2.3.3模拟量传感器认知及应用a）b）c）d）图图2-44各种变送器实物图各种变送器实物图a）压力变送器）压力变送器b）温度变送器）温度变送器c）液位变送器）液位变送器d）差压变送器）差压变送器电气-气动控制系统主要是控制电磁阀的换向，其特点是响应快，动作准确，在气动自动化应用中相当广泛。

电气-气动控制回路图包括气动回路和电气回路两部分。