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2024-01-28

电工技术电气控制与PLC的基础知识

目录

contents

电气控制基础知识

PLC技术概述

电工技术基础知识

电气控制与PLC应用实例

电气安全与防护措施

总结与展望

3

01

电气控制基础知识

电气控制定义

电气控制是指通过电气设备对生产过程或机械设备进行自动控制,实现预定的操作或运动。

电气控制分类

根据控制对象的不同,电气控制可分为直流电气控制和交流电气控制两大类。其中,直流电气控制主要用于电动机的启动、制动、调速等;交流电气控制则广泛应用于工业生产的各个领域,如机床、电梯、自动化生产线等。

将各种控制信号转换为电信号,如按钮、开关、传感器等。

对输入信号进行处理,根据控制要求输出相应的控制信号。

将控制信号转换为机械运动或其他形式的输出,如电动机、执行器等。

对电路进行过载、短路等保护,确保电路安全可靠运行。

输入设备

控制电路

输出设备

保护电路

基于电磁感应、电磁力等物理原理,通过控制电磁铁的通断来实现对机械设备的控制。

电气控制原理

主要包括继电器-接触器控制、可编程控制器(PLC)控制和计算机控制等。其中,继电器-接触器控制是传统的电气控制方式,通过硬接线实现逻辑控制功能;PLC控制和计算机控制则是现代电气控制的主要方式,具有灵活性高、易于维护等优点。

实现方式

3

02

PLC技术概述

PLC定义

可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,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。

发展历程

从1969年美国DEC公司研制出第一台PLC开始,PLC技术经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展历程,现已成为工业自动化领域的重要支柱。

PLC系统主要由中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。

PLC具有逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、数据处理、通信联网等功能,可广泛应用于各种工业控制领域。

功能

组成

PLC采用循环扫描的工作方式,即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执行用户程序,直到程序结束,然后重新返回第一条指令,开始下一轮新的扫描。

工作原理

PLC的编程语言主要有梯形图(LD)、指令表(IL)、功能块图(FBD)、顺序功能图(SFC)和结构化文本(ST)五种。其中,梯形图和指令表是PLC的基本编程语言,其他三种是高级编程语言。

编程语言

3

03

电工技术基础知识

电流、电压、电阻

01

电流是指电荷的定向移动,电压是电位差或电势差,电阻是导体对电流的阻碍作用。

欧姆定律

02

在同一电路中,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

基尔霍夫定律

03

基尔霍夫第一定律是节点电流定律,即流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和;基尔霍夫第二定律是回路电压定律,即沿任一回路绕行一周,各段电压的代数和恒等于零。

如铜、铝等,具有良好的导电性能,用于制造电线、电缆、电器等。

导电材料

如橡胶、塑料等,具有良好的绝缘性能,用于隔离带电体,防止触电事故。

绝缘材料

如铁、钴等,具有磁性,用于制造电机、变压器等电气设备的铁芯。

磁性材料

03

电气设备维护与检修

定期对电气设备进行维护与检修,确保设备正常运行,延长使用寿命。

01

电气设备安装

包括配电箱、开关柜、电机、照明器具等设备的安装,要求安装牢固、接线正确、接地良好。

02

电气设备调试

包括空载试车、负载试车等步骤,要求设备运转平稳、无异响、温升正常。

3

04

电气控制与PLC应用实例

电机启动控制

通过电气控制线路或PLC程序,实现电机的平稳启动,避免启动电流过大对电网和电机本身造成冲击。

电机停止控制

在需要停止电机时,通过切断电源或控制信号,使电机逐渐减速并停止转动。

电机正反转控制

通过改变电机的电源相序或控制信号,实现电机的正反转,满足不同的工作需求。

定时控制

根据预设的时间表,自动开启或关闭灯光,实现照明系统的自动化管理。

光感控制

通过光敏传感器感知环境光线的强弱,自动调节灯光的亮度,保持舒适的照明环境。

远程控制

通过手机APP或智能语音助手等远程控制方式,实现对灯光照明系统的便捷操作。

03

02

01

1

2

3

通过温度传感器实时监测环境温度,并通过电气控制线路或PLC程序对加热或冷却设备进行自动调节,保持温度稳定。

温度监测与控制

利用压力传感器感知管道或容器内的压力变化,并通过相应的控制装置对压力进行自动调节,确保生产过程的安全和稳定。

压力监测与控制

通过液位传感器实时监测液体的高度或体积,并通过控制阀门或泵等装置自动调节液位,保证生产过程的顺利进行。

液位监测与控制

3

05

电气安全与防护措施

触电危害

人体接触带电体时,电流通过人体造成的伤害,严重时可能导致死亡。

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