電氣系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成。(1)電源供電回路(2)保護(hù)回路(3)信號回路(4)自動與手動問路(5)制動停車回路(6)自鎖及閉鎖同路電氣系統(tǒng)控制輸入輸出從硬件組成分為輸入設(shè)備：啟動元件、保護(hù)開關(guān)、傳感器控制設(shè)備：接觸器、繼電器、PLC控制器、變頻器輸出設(shè)備：控制機(jī)械和聲光汽水等被控量的設(shè)備有電機(jī)、警報(bào)器、電鈴、各類指示燈、電磁閥和執(zhí)行器電氣系統(tǒng)

輸入設(shè)備電氣系統(tǒng)刀開關(guān)(一)結(jié)構(gòu)：一種最簡單的手動電器。(三)作用：用在不頻繁接通和分?jǐn)嗟碾娐分?，也用于隔離電路和電源（又稱為隔離開關(guān)）(二)分類：單極(單刀)、雙極(雙刀)、三極(三刀)電氣系統(tǒng)組合開關(guān)

（一）結(jié)構(gòu)：也是一種刀開關(guān)，刀片可轉(zhuǎn)動，由裝在同一軸上的單個(gè)或多個(gè)單極旋轉(zhuǎn)開關(guān)疊裝組成。轉(zhuǎn)動手柄，可使動觸片與靜觸片接通與斷開。（二）分類：單極、雙極、三極、多極。（三）作用：生產(chǎn)機(jī)械的電源引入、局部照明等。

（一）作用：最常用的短路保護(hù)電器。熔體由電阻率較高而熔點(diǎn)較低的合金制成，正常工作時(shí)熔體不熔斷，短路時(shí)熔體立即熔斷，及時(shí)切斷電源。熔斷器電氣系統(tǒng)選擇熔體額定電流(1)照明電路熔體額定電流≥被保護(hù)電路上所有照明電器工作電流之和。(2)電動機(jī)：①單臺直接起動電動機(jī)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×電動機(jī)額定電流。②多臺直接起動電動機(jī)總保護(hù)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×各臺電動機(jī)電流之和。(3)配電變壓器低壓側(cè)熔體額定電流＝(1.0～1.5)×變壓器低壓側(cè)額定電流。(4)并聯(lián)電容器組熔體額定電流＝(1.43～1.55)×電容器組額定電流。(5)電焊機(jī)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×負(fù)荷電流。(6)電子整流元件熔體額定電流≥1.57×整流元件額定電流。電氣系統(tǒng)按鈕(一)作用：發(fā)出操作信號、接通和斷開電流較小的控制電路，以控制電流較大的電動機(jī)運(yùn)行。(二)結(jié)構(gòu)：鈕帽、動觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)和復(fù)位彈簧等。靜觸點(diǎn)動觸點(diǎn)一種最簡單的手動電器。動斷觸點(diǎn)動靜觸點(diǎn)動斷觸點(diǎn)：動觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接通。動合觸點(diǎn)：動觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)斷開。按鈕未按下時(shí)：

按下按鈕時(shí)：上面的動斷觸點(diǎn)斷開，下面的動合觸點(diǎn)接通。當(dāng)松開按鈕時(shí)：動觸點(diǎn)在復(fù)位彈簧作用下復(fù)位，動斷觸點(diǎn)和動合觸點(diǎn)都恢復(fù)原態(tài)?？諝忾_關(guān)

集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠猓心軐﹄娐坊螂姎庠O(shè)備發(fā)生的短路．嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動電動機(jī)

電氣系統(tǒng)原理電氣系統(tǒng)分類：配電保護(hù)型電動機(jī)保護(hù)型家用保護(hù)型漏電保護(hù)型跳閘原因：

1、短路2、過載

3、欠壓電氣系統(tǒng)熱繼電器

.通常用熱繼電器來實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。原理電氣系統(tǒng)發(fā)熱元件發(fā)熱元件動斷觸點(diǎn)雙金屬片跳閘原因1、過流2、過載電氣系統(tǒng)整定電流當(dāng)發(fā)熱元件中通過的電流超過整定電流值的20％時(shí)，熱繼電器應(yīng)在20分鐘內(nèi)動作。熱繼電器的整定電流大小可通過整定電流旋鈕來改變。熱繼電器與熔斷器區(qū)別熱繼電器只能作過載保護(hù)而不能作短路保護(hù)熔斷器則只能作短路保護(hù)電氣系統(tǒng)電機(jī)保護(hù)器

電氣系統(tǒng)電機(jī)保護(hù)器的作用是給電機(jī)全面的保護(hù)為什么傳統(tǒng)的保護(hù)裝置保護(hù)效果不甚理想？傳統(tǒng)的電機(jī)保護(hù)裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩(wěn)定性差，保護(hù)不可靠。事實(shí)也是這樣，盡管許多設(shè)備安裝了熱繼電器，但電機(jī)損壞而影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象仍普遍存在。

電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)適用于正反轉(zhuǎn)和通斷頻繁的特殊工作制電動機(jī)原理電機(jī)保護(hù)器選用原則滿足現(xiàn)場實(shí)際需求，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價(jià)格比。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況合理地選擇保護(hù)器的種類、功能，同時(shí)考慮保護(hù)器安裝、調(diào)整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護(hù)器。

電氣系統(tǒng)保護(hù)電器選用原則在供配電線路中，保護(hù)電器必須達(dá)到“三性：即選擇性、快速性、靈敏性”

電氣系統(tǒng)

對生產(chǎn)機(jī)械的某一運(yùn)動部件的行程或位置變化進(jìn)行控制。通常用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

行程開關(guān)（限位開關(guān)）：

是利用機(jī)械部件位移來切換電路的自動電器。直線式單滾輪式雙滾輪式未撞擊撞擊ST動合觸點(diǎn)動斷觸點(diǎn)ST(c)符號傳感器和儀表傳感器的定義是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。電氣系統(tǒng)傳感器敏感元件用來感受被測量元件傳感元件把非電量轉(zhuǎn)化為電參量測量轉(zhuǎn)化電路的作用把傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換容易處理的電壓,電流,頻率量一個(gè)完整的自動檢測系統(tǒng),主要包含:傳感器,信號處理電路,執(zhí)行機(jī)構(gòu),數(shù)據(jù)處理裝置接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測裝置，用作檢測零件尺寸和測速等電氣系統(tǒng)接近開關(guān)有以下幾種：1、渦流式接近開關(guān)2、電容式接近開關(guān)3、霍爾接近開關(guān)4、光電式接近開關(guān)5、熱釋電式接近開關(guān)

電氣系統(tǒng)渦流式接近開關(guān)原理電氣系統(tǒng)選用注意事項(xiàng)當(dāng)被測對象是導(dǎo)電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時(shí)，一般都選用渦流式接近開關(guān)，因?yàn)樗捻憫?yīng)頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應(yīng)用范圍廣、價(jià)格較低。若所測對象是非金屬（或金屬）、液位高度、粉狀物高度、塑料、煙草等。則應(yīng)選用電容式接近開關(guān)。這種開關(guān)的響應(yīng)頻率低，但穩(wěn)定性好。電氣系統(tǒng)光電開關(guān)利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。電氣系統(tǒng)原理光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。電氣系統(tǒng)分類對射型光電開關(guān)由發(fā)射器和接收器組成特征：辨別不透明的反光物體；有效距離大，因?yàn)楣馐缭礁袘?yīng)距離的時(shí)間僅一次；不易受干擾漫反射型光電開關(guān)是當(dāng)開關(guān)發(fā)射光束時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)部件，當(dāng)光電開關(guān)有足夠的組合光返回接收器時(shí)，開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化特征：對目標(biāo)上的灰塵敏感和對目標(biāo)變化了的反射性能敏感。使用及注意事項(xiàng)

1、避免強(qiáng)光源2、防止相互干擾3、鏡面角度影響

電氣系統(tǒng)熱電偶測溫原理2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)39熱電偶溫度計(jì)利用不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)來測溫的兩種不同的導(dǎo)體材料（或半導(dǎo)體）A，B組成的閉合回路。相接觸時(shí)，存在電子的遷移，達(dá)到平衡時(shí)，在接觸的兩端形成電勢mV熱電偶測溫原理工業(yè)上常用的(已標(biāo)準(zhǔn)化)熱電偶有：鉑銠30-鉑銠6熱電偶、鉑銠10-鉑熱電偶、鎳鉻-鎳硅(鎳鉻-鎳鋁)熱電偶等。2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)40熱電阻2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)41熱電阻溫度計(jì)是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)來測量溫度的若忽略物體的長度和截面隨溫度的變化,則在參比溫度t0下的電阻值Rt0和電阻溫度系數(shù)a已知,可以通過測量此物體的電阻來反映其溫度.Rt=Rt0[1+a(t-t0)]工業(yè)常用熱電阻2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)42在我國,標(biāo)準(zhǔn)化的熱電阻現(xiàn)有鉑的和銅的兩種鉑熱電阻用于－２００－＋６５０攝氏度范圍內(nèi)測溫，銅熱電阻因在高溫下易氧化而適用于５０－＋１５０攝氏度范圍內(nèi)測溫。前者穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確度高；后者價(jià)格便宜，電阻與溫度關(guān)系的線性度較好。

熱電阻和隔爆型熱電阻2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)43紅外線水分測定儀電氣系統(tǒng)測量原理

水對一些特定波長的紅外光表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸收特性，當(dāng)用這些特定波長的紅外光照射物料時(shí)，物料中所含的水就會吸收部分紅外光的能量，含水越多吸收也越多，因此可測量反射光的減少量計(jì)算物料的水份電氣系統(tǒng)水份儀的工作原理光源發(fā)射的紅外光穿過分光盤上的濾光片，經(jīng)反射鏡射向被測物料;分光盤上的不同濾光片只允許某一波長的紅外光透過，分光盤在馬達(dá)的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，使測量波長及參比波長的紅外光交替射向被測物料;這些紅外光部分被物料吸收，部分反射到凹面聚光鏡，被光電傳感器接收并轉(zhuǎn)換為電信號，由后續(xù)電路處理以計(jì)算出物料的水份電氣系統(tǒng)電磁式流量計(jì)2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)47電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理來測量流量的儀表，它能測量具有一定電導(dǎo)率的液體的體積流量。測量的準(zhǔn)確度不受被測液體粘度、密度、溫度及電導(dǎo)率變化影響，測量管中沒有任何阻礙被測液體流動的部件，所以幾乎沒有壓力損失。2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)48電磁流量計(jì)2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)49物位檢測及變送在生產(chǎn)過程中常需要對容器中儲存的固體(塊料、粉料或顆粒)、液體的儲量進(jìn)行測量，以保證生產(chǎn)工藝正常運(yùn)行和進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。這種測量通過檢測儲物在容器中的積存高度來實(shí)現(xiàn)，儲物的堆積高度就叫做物位。磁性液位控制器◎磁性液位控制器利用磁性浮子隨液位變化升或降，使檢測管內(nèi)的干簧管開關(guān)動作，送出接點(diǎn)信號。結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝維修。應(yīng)用廣泛，價(jià)格低廉。

2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)51浮球液位控制器◎液位浮動開關(guān)利用重力與浮力的原理設(shè)計(jì)。主要包括浮標(biāo)和微動開關(guān)，當(dāng)液位變化，浮標(biāo)內(nèi)的開關(guān)通、斷。2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)52浮球液位控制器◎浮球液位控制器由測量和輸出兩部分組成，當(dāng)液位變化時(shí)，浮球隨之上下移動，從而使磁鋼擺動。根據(jù)磁性同性相斥原理，使觸點(diǎn)接通或斷開2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)53音叉料位計(jì)電氣系統(tǒng)原理音叉式料位開關(guān)是一種新型的液位限位開關(guān)。音叉由晶體激勵產(chǎn)生振動，當(dāng)音叉被液體浸沒時(shí)振動頻率發(fā)生變化，這個(gè)頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個(gè)開關(guān)量。

電氣系統(tǒng)測速發(fā)電機(jī)tachogenerator

2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)56輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成比例的微特電機(jī)。其輸出電動勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，即E＝kn，其中k是常數(shù)。只要檢測出輸出電動勢，即能獲得被測機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，故又稱速度傳感器。測速發(fā)電機(jī)2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)57。在自動控制系統(tǒng)中作為檢測速度元件，以調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速或通過反饋來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和精度。交流測速發(fā)電機(jī)的輸出頻率與轉(zhuǎn)速嚴(yán)格對應(yīng)，輸出信號可經(jīng)放大整形變換電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號光電編碼器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)58光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光電編碼器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)59光電編碼器作為一種傳感器具有精度高、耗能低、非接觸無磨損、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。尤其是它以數(shù)字量輸出，具有與計(jì)算機(jī)容易聯(lián)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。在自動化系統(tǒng)中，它可作為敏感檢測元件組成自動檢測系統(tǒng)，也可作為檢測反饋元件，組成閉環(huán)或半閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)介紹提供精確的快速測量路徑，角度，旋轉(zhuǎn)方向的探測設(shè)備.

編碼器可用來探測角度，位置和速度.測量原理

任何位置的改變提供相應(yīng)的脈沖計(jì)數(shù)值(增量型)

為每一位置提供一個(gè)特定的輸出碼(絕對值型)工作原理

利用光電耦合器掃描安裝在機(jī)械軸上的分割成斷的圓盤。增量型機(jī)械代碼被轉(zhuǎn)換為成比例的電氣脈沖信號。

工作原理

絕對值編碼器

通過一些光電耦合器掃描旋轉(zhuǎn)盤上的代碼圖案。

每一個(gè)位置有其獨(dú)一無二的代碼。

絕對值編碼器

單圈

編碼器只有一圈被編碼。

編碼器轉(zhuǎn)完一個(gè)完整的圈后，代碼開始重復(fù)

最多至每圈8192步,或13位

在斷電情況下位置的改變也能被記憶下來。

不能區(qū)分到底轉(zhuǎn)了多少圈。

傳感器和檢測儀表的發(fā)展2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)651.功能上不斷擴(kuò)展

。2.原理上不斷創(chuàng)新。3.結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上不斷改進(jìn)。輸出設(shè)備控制中常用的執(zhí)行器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)67執(zhí)行器是過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。其作用是接收控制器送來的控制信號，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。氣動執(zhí)行器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)68氣動執(zhí)行器又稱氣動調(diào)節(jié)閥，由氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行器上有標(biāo)尺，用以指示執(zhí)行器的動作行程圖.

氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)

2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)69常見的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式兩大類其中薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)最常見氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的組成

2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)70氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是由上部的薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和下部的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成

執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制機(jī)構(gòu)

2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)72控制機(jī)構(gòu)即調(diào)節(jié)閥，實(shí)際上是一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件調(diào)節(jié)閥由閥體、閥座、閥芯、閥桿、上下閥蓋等組成。調(diào)節(jié)閥的閥芯有直行程閥芯與角行程閥芯

電/氣轉(zhuǎn)換器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)73電氣轉(zhuǎn)換器電氣閥門定位器電氣閥門定位器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)74

圖.電/氣閥門定位器原理圖原理常見故障及產(chǎn)生的原因

（一）調(diào)節(jié)閥不動作：

1．無信號、無氣源。①氣源未開，②由于氣源堵塞或過濾器、減壓閥堵塞失靈，③壓縮機(jī)故障；④氣源總管泄漏。

2．有氣源，無信號。①調(diào)節(jié)器故障；③定位器波紋管漏氣；④調(diào)節(jié)網(wǎng)膜片損壞。3．定位器無氣源。①過濾器堵塞；②減壓閥故障I③管道泄漏或堵塞。

4．定位器有氣源，無輸出。定位器的節(jié)流孔堵塞。

5．有信號、無動作。①閥芯脫落，②閥芯與社會或與閥座卡死；③閥桿彎曲或折斷；④閥座閥芯凍結(jié)或焦塊污物；⑤執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧因長期不用而銹死。

（二）調(diào)節(jié)閥的動作不穩(wěn)定：1．氣源壓力不穩(wěn)定。①壓縮機(jī)容量太??；②減壓閥故障。2．信號壓力不穩(wěn)定。①控制系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)（T＝RC）不適當(dāng)；②調(diào)節(jié)器輸出不穩(wěn)定。3．氣源壓力穩(wěn)定，信號壓力也穩(wěn)定，但調(diào)節(jié)閥的動作仍不穩(wěn)定。①定位器中放大器的球閥受臟物磨損關(guān)不嚴(yán)，耗氣量特別增大時(shí)會產(chǎn)生輸出震蕩；②定位器中放大器的噴咀擋板不平行，擋板蓋不住噴咀；電動執(zhí)行器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)77它是一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置，它利用某種驅(qū)動能源并在某種控制信號作用下工作電動執(zhí)行器2/5/2023計(jì)算機(jī)控制技術(shù)782/5/2023計(jì)算機(jī)