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第1页/共70页机电系统绪论第2页/共70页第一章 绪论 第一节 机电系统的基本概念 第二节 电气原理图的画法及阅读方法 第三节 液压和气压传动（略） 第四节 可编程序控制器的基本知识第3页/共70页第一节 机电系统的基本概念 一、定义 机电一体化是在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。二、内容机电一体化技术 ——包括技术原理和使机电一体化产品得以实现、使用和 发展的技术。机电一体化产品 ——机械系统与电气系统、微电子系统相互置换和有机结 合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品。（机电 系统）。 第4页/共70页三、按功能分类 1.在原有机械本体上采用电子控制设备实现高性能 和多功能 (数控机床、机器人） 2.用电子设备局部置换机械机构 (电子缝纫机,电子打印机) 3.在信息机器中与电子设备有机结合的机构 (电报机,传真机,复印机,录象机) 4.用电子设备全面置换机械机构的信息处理机构 (石英电子钟,电子计算机) 5.在检测系统中与电子设备有机结合的机构 (自动探伤机,CT扫描仪) 6.利用电子设备代替机械工作 (电火花机床,线切割机床) 第5页/共70页四、五大要素? 动力? 计算机? 传感器? 执行机构? 机械结构第6页/共70页 五、相关技术 1. 机械技术 (材料、刚度、标准化、可靠性） 2.传感技术（精确、灵敏、可靠、智能） 3.信息处理技术（计算机、PLC等） 4.驱动技术（电、液、气动技术） 5.接口技术（数/模转换） 6.软件技术（标准化、模块化、固化）第7页/共70页第二节 电气原理图的画法及阅读方法一、电气控制线路作用： 1.实现对电力拖动系统的起动、反向、制动 和调速等性能的控制。 2.实现对拖动系统的保护。 3.满足生产工艺要求,实现生产加工自动化。第8页/共70页二、三类电气图 1.电气原理图 ——表示电气控制线路的工作原理，以及各电器 元件的作用和相互关系，而不考虑各元件的实际安 装位置和连线情况。 2.电气设备安装图 ——表示各种电气设备在机械设备和电气控制柜 中的实际安装位置。 3.电气设备接线图 ——表示各电气设备之间实际连线情况。 （同一电器各部分要画在一起）第9页/共70页三、电气原理图绘制规则 使用国家统一规定的电气图形符号和文字符号 1.主电路用粗实线绘在左侧; 控制电路用细线绘在右侧。 2.同一电器的导电部件可以不画在一起,但文 字相同。 3.触点均按“平常态”画出(即:未通电或未受 外力的状态)。 第10页/共70页第11页/共70页第四节 可编程序控制器的基本知识 可编程序控制器：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。采用可编程序控制器用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制等操作指令，并通过数字、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 1.程序可变，有柔性； 2.外部接线少，可靠性高，环境适应性强； 3.功能多；具有数、模、输入、输出、逻辑、算术运 算、计时、计数、顺序控制、功率驱动、PID调节等; 4.编程简单，易于掌握； 5.结构紧凑，性价比高。 特点：第12页/共70页一、系统组成 CPU模块 输入模块 输出模块 编程器1.CPU模块 由微处理器和存 储器组成。作用：采集输入信号， 执行用户程序， 刷新系统输出。 存储器存储用户程 序和数据。 PLC组成：图 1-10 第13页/共70页2.I/O模块 作用：传递信号，电平转换与隔离。 ? 输入模块 开关量输入模块：接收来自按钮、开关、压力继电器 等的开关量输入信号。 模拟量输入模块：接收来自电位器、测速发电机等的 连续变化的模拟量电流电压信号。 ? 输出模块 开关量输出模块：控制接触器、电磁阀、指示灯等输 出设备。 模拟量输出模块：控制调节阀、变频器等执行装置。第14页/共70页3.编程器与编程软件 ? 编程器:用来生成用户程序,并监视用户程序执行情况。 应用：手持式编程器一般用于小型PLC编程，或现场 调试和维护。 ? 编程软件：使用该软件可在计算机上直接生成和编辑 用户程序。 ? 发展趋势：用编程软件取代手持式编程器。4.电源 ? PLC内部的开关电源为各模块提供不同电压等级的直 流电源。 ? 小型PLC可为输入电路和外部的电子传感器提供DC24V 电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。第15页/共70页二、PLC结构形式整体式模块式混合式按结构不同分类：1.整体式PLC小型PLC一般采用整体式结构:将CPU模块、I/O模块、 电源装在一个箱形机壳内。 S7-200称为CPU模块。特点：体积小，价格低。应用：小型控制