第八章-現(xiàn)代控制技術(shù)

1、 本章小結(jié)本章小結(jié) 第八章第八章現(xiàn)代控制技術(shù)現(xiàn)代控制技術(shù) 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 一、一、PLC 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 二、二、PLC 的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) 三、三、FX2 系列系列 PLC 的內(nèi)部寄存器的內(nèi)部寄存器 四、四、PLC 的的應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 - - 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 1PLC 定義定義 可編程控制器，可編程控制器，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“PLC”專門用于工業(yè)控制的電子計(jì)專門用于工業(yè)控制的電子計(jì) 算機(jī)，是一種數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專門應(yīng)用算機(jī)，是一種數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專門應(yīng)

2、用于工業(yè)環(huán)境。采于工業(yè)環(huán)境。采 用可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、用可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、 定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸 入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 一、一、PLC 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 2發(fā)展史發(fā)展史 1968 年，美國(guó)通用（年，美國(guó)通用（GM）汽車公司首先提出研制新型）汽車公司首先提出研制新型 工業(yè)控制器的十項(xiàng)功能標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)控制器的十項(xiàng)功能標(biāo)準(zhǔn)。 1969 年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)

3、備公司（年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出世界第一）研制出世界第一 臺(tái)可編程控制器，并成功應(yīng)用。臺(tái)可編程控制器，并成功應(yīng)用。 1971 年，日本試制出第一臺(tái)可編程控制器。年，日本試制出第一臺(tái)可編程控制器。 1973 年，德國(guó)西門子公司獨(dú)立研制出歐洲第一臺(tái)可編程年，德國(guó)西門子公司獨(dú)立研制出歐洲第一臺(tái)可編程 控制器?？刂破鳌?1980 年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（NEMA）命名為）命名為“可編程可編程 控制器控制器”（Programmable Controller），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱 PC。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 3優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 減少了電氣的數(shù)量。減少了電氣的

4、數(shù)量。 簡(jiǎn)化電氣控制系統(tǒng)的接線。簡(jiǎn)化電氣控制系統(tǒng)的接線。 減小電氣控制柜的安裝尺寸。減小電氣控制柜的安裝尺寸。 設(shè)計(jì)、施工周期短，通用性強(qiáng)，可靠性高，成本低。設(shè)計(jì)、施工周期短，通用性強(qiáng)，可靠性高，成本低。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 1組成組成 二、二、PLC 的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) 繼電器繼電器 接觸器控制系統(tǒng)由輸入、輸出電路和邏輯控制電接觸器控制系統(tǒng)由輸入、輸出電路和邏輯控制電 路組成，如圖所示。路組成，如圖所示。 邏輯控制電路：由若干繼電器及有關(guān)電器的觸點(diǎn)組成。邏輯控制電路：由若干繼電器及有關(guān)電器的觸點(diǎn)組成。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 2PLC

5、 的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) 主要由控制組件和輸入主要由控制組件和輸入 / 輸出（輸出（I/O）接口電路及編程器三）接口電路及編程器三 部分組成。部分組成。 硬件結(jié)構(gòu)主要包括：硬件結(jié)構(gòu)主要包括：CPU、RAM、ROM 和和 I/O 接口電路接口電路 等，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。等，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 3PLC 硬件結(jié)構(gòu)的三大部分硬件結(jié)構(gòu)的三大部分 （1）控制組件：）控制組件： CPU：中央處理器，控制指揮中心，完成取進(jìn)輸入信號(hào)、：中央處理器，控制指揮中心，完成取進(jìn)輸入信號(hào)、 對(duì)指令進(jìn)行編譯、完成程序指令規(guī)定的各種操作

6、，并將結(jié)果送對(duì)指令進(jìn)行編譯、完成程序指令規(guī)定的各種操作，并將結(jié)果送 到輸出端。到輸出端。 存儲(chǔ)器：分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （2）I/O 接口：接口： 實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的聯(lián)接。實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的聯(lián)接。 I/O 接口的要求：抗干擾力和滿足現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)的匹配接口的要求：抗干擾力和滿足現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)的匹配 要求。要求。 常用接口：開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接口、常用接口：開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接口、A/D、D/A 轉(zhuǎn)換單轉(zhuǎn)換單 元、各種智能控制單元的連接接口。元、各種智能控制單元的連接接口。

7、 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （3）編程器：）編程器： 用于用戶程序的編制、調(diào)試和運(yùn)行監(jiān)控，分三種：用于用戶程序的編制、調(diào)試和運(yùn)行監(jiān)控，分三種： 手編程器手編程器 功能：編輯、檢索和修改程序、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、內(nèi)存監(jiān)控功能：編輯、檢索和修改程序、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置、內(nèi)存監(jiān)控 等。等。 專用編程器專用編程器 專用于編程的計(jì)算機(jī)，可用梯形圖編程，可以脫機(jī)編程，專用于編程的計(jì)算機(jī)，可用梯形圖編程，可以脫機(jī)編程， 功能完善但價(jià)格昂貴。功能完善但價(jià)格昂貴。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 計(jì)算機(jī)輔助編程計(jì)算機(jī)輔助編程 通過(guò)通過(guò) RS232 通信口與計(jì)算機(jī)連接，利用專業(yè)編輯軟

8、件，采通信口與計(jì)算機(jī)連接，利用專業(yè)編輯軟件，采 用各種編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)各種功能，如圖所示。用各種編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)各種功能，如圖所示。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 以以 FX2 系列為例，介紹小型系列為例，介紹小型 PLC 的硬件配置和指令系統(tǒng)。的硬件配置和指令系統(tǒng)。 1FX2 系列列系列列 PLC 內(nèi)部寄存器的配置內(nèi)部寄存器的配置 見(jiàn)下表見(jiàn)下表 三、三、FX2 系列系列 PLC 的內(nèi)部寄存器的內(nèi)部寄存器 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 寄存器名稱寄存器名稱符符 號(hào)號(hào)編編號(hào)號(hào)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)注注釋釋 輸入寄存器輸入寄存器X 000177 （八進(jìn)制）（八進(jìn)制） 128

9、I/O點(diǎn)數(shù)總共為點(diǎn)數(shù)總共為 256 點(diǎn)點(diǎn) 輸出寄存器輸出寄存器Y 000177 （八進(jìn)制）（八進(jìn)制） 128 輔輔 助助 繼繼 電電 器器 通用輔助繼電器通用輔助繼電器 M 00000499500 可通過(guò)參數(shù)設(shè)可通過(guò)參數(shù)設(shè) 置改變其范圍置改變其范圍 保持輔助繼電器保持輔助繼電器05001023524 特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器80008255256 定時(shí)器定時(shí)器T 000245， 246255 256 246 點(diǎn)是基準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)是基準(zhǔn)時(shí) 間為間為10 ms、100 ms的通用型定時(shí)的通用型定時(shí) 器，器，10 點(diǎn)是積算點(diǎn)是積算 式定時(shí)器式定時(shí)器 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 寄存

10、器名稱寄存器名稱符號(hào)符號(hào)編號(hào)編號(hào)點(diǎn)點(diǎn) 數(shù)數(shù)注釋注釋 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器C000255256 200點(diǎn)為加點(diǎn)為加 計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器，35 點(diǎn)點(diǎn) 為加為加/減計(jì)數(shù)器，減計(jì)數(shù)器， 21點(diǎn)位高速計(jì)點(diǎn)位高速計(jì) 數(shù)器數(shù)器 狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器S0006661 000 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器D000511512 不包含特殊不包含特殊 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器 指指 針針P00006364 續(xù)前表續(xù)前表 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 2基本功能基本功能 （1）I/O 繼電器繼電器 輸入繼電器用于接收外部控制信號(hào)，輸出繼電器則用于將輸入繼電器用于接收外部控制信號(hào)，輸出繼電器則用于將 PLC的輸出信號(hào)傳送驅(qū)

11、動(dòng)負(fù)載。的輸出信號(hào)傳送驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 （2）輔助繼電器）輔助繼電器 功能同中間繼電器相似，包括輔助繼電器、保持繼電器和功能同中間繼電器相似，包括輔助繼電器、保持繼電器和 特殊輔助繼電器。特殊輔助繼電器。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （3）定時(shí)器和計(jì)數(shù)器）定時(shí)器和計(jì)數(shù)器 功能同時(shí)間繼電器相似，定時(shí)時(shí)間及計(jì)數(shù)的次數(shù)在編程時(shí)功能同時(shí)間繼電器相似，定時(shí)時(shí)間及計(jì)數(shù)的次數(shù)在編程時(shí) 選定或設(shè)置。選定或設(shè)置。 （4）狀態(tài)寄存器）狀態(tài)寄存器 與步進(jìn)指令配合使用，用于步進(jìn)順序控制。與步進(jìn)指令配合使用，用于步進(jìn)順序控制。 （5）數(shù)據(jù)寄存器）數(shù)據(jù)寄存器 存放數(shù)據(jù)。存放數(shù)據(jù)。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器

12、（可編程控制器（PLC） 1應(yīng)用軟件即用戶程序，編輯的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。應(yīng)用軟件即用戶程序，編輯的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。 2PLC 的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言和輔助符語(yǔ)言。的編程語(yǔ)言是梯形圖語(yǔ)言和輔助符語(yǔ)言。 3FX2 系列系列 PLC 的指令系統(tǒng)包括的指令系統(tǒng)包括 20 條基本指令、條基本指令、2 條步條步 進(jìn)指令和進(jìn)指令和 87 條功能指令。條功能指令。 以三相異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星以三相異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星-三角形起動(dòng)控制電路為例。三角形起動(dòng)控制電路為例。 四、四、PLC 的應(yīng)用軟件的應(yīng)用軟件 - - 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 以三相異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星以三相

13、異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星- -三角形起動(dòng)控制電路為例。三角形起動(dòng)控制電路為例。 例例 將如圖所示三相將如圖所示三相 異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)自動(dòng)星星- -三角三角 降壓起動(dòng)控制電路改用降壓起動(dòng)控制電路改用 PLC 進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 解：解：1電路控制過(guò)程分析電路控制過(guò)程分析 按下按下 SB2 接觸器接觸器KM1、KM3 通電通電 電動(dòng)機(jī)定子繞電動(dòng)機(jī)定子繞 組為星形聯(lián)結(jié)起動(dòng)，與此同時(shí)，時(shí)間繼電器組為星形聯(lián)結(jié)起動(dòng)，與此同時(shí)，時(shí)間繼電器KT通電開(kāi)始延時(shí)通電開(kāi)始延時(shí) 延時(shí)時(shí)間（延時(shí)時(shí)間（10 s）到）到 KT 切斷切斷 KM3 而接通而接通 KM2 電動(dòng)電

14、動(dòng) 機(jī)定子繞組改為三角形聯(lián)結(jié)而全壓運(yùn)行。機(jī)定子繞組改為三角形聯(lián)結(jié)而全壓運(yùn)行。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 2確定確定 PLC 機(jī)型和機(jī)型和 I/O 端口分配端口分配 用用 PLC 取代圖所示的繼電器取代圖所示的繼電器- -接觸器接觸器控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電 動(dòng)機(jī)星動(dòng)機(jī)星- -三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制的電路如圖所示。三角降壓起動(dòng)自動(dòng)控制的電路如圖所示。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） 二者比較，主電路是一樣的，只是控制電路部分不同。該二者比較，主電路是一樣的，只是控制電路部分不同。該 電路需要連接到電路需要連接到 PLC 的輸入、輸出端口只有的輸

15、入、輸出端口只有 5 點(diǎn)：兩個(gè)控制按點(diǎn)：兩個(gè)控制按 鈕和三個(gè)交流接觸器。因此可選用型號(hào)為鈕和三個(gè)交流接觸器。因此可選用型號(hào)為 FX2N 16M 的的 PLC( (有輸入有輸入、輸出端口各、輸出端口各 8 點(diǎn)，其地址分別點(diǎn)，其地址分別 X000 X007， Y000 Y007），），I/O 地址分配見(jiàn)表。地址分配見(jiàn)表。 輸入點(diǎn)地址輸入點(diǎn)地址所連接主令電路所連接主令電路輸出點(diǎn)地址輸出點(diǎn)地址所控制負(fù)載所控制負(fù)載 X000停止按鈕停止按鈕 SB1Y000接觸器接觸器 KM1 X001啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕 SB2Y001接觸器接觸器 KM2 Y002接觸器接觸器 KM3 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制

16、器（PLC） 3控制程序控制程序 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （1）如表所示，表中左邊為程序的梯形圖，右邊為助記符。）如表所示，表中左邊為程序的梯形圖，右邊為助記符。 （2）梯形圖按由左至右、由上至下的順序畫出，左邊為起）梯形圖按由左至右、由上至下的順序畫出，左邊為起 始母線，每一邏輯行必須從起始母線開(kāi)始畫起，由左至右先畫始母線，每一邏輯行必須從起始母線開(kāi)始畫起，由左至右先畫 開(kāi)關(guān)后畫輸出變量，在梯形圖中表示軟繼電器開(kāi)關(guān)后畫輸出變量，在梯形圖中表示軟繼電器“開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)”的符號(hào)的符號(hào) 只有兩種：只有兩種：用用“| |”表示動(dòng)合觸點(diǎn)，表示動(dòng)合觸點(diǎn)，用用“| / |”表示動(dòng)斷表示

17、動(dòng)斷 觸點(diǎn)；而用觸點(diǎn)；而用“ ”表示該邏輯行的輸出。表示該邏輯行的輸出。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （3）輸出變量可以并聯(lián)但不能串聯(lián)，在輸出變量的右側(cè)也）輸出變量可以并聯(lián)但不能串聯(lián)，在輸出變量的右側(cè)也 不能畫輸入開(kāi)關(guān)；最右邊為結(jié)束母線。不能畫輸入開(kāi)關(guān)；最右邊為結(jié)束母線。 （4）注意：）注意：PLC 梯形圖與繼電器電路圖雖然相似，兩者梯形圖與繼電器電路圖雖然相似，兩者 所表達(dá)邏輯關(guān)系也基本一樣，但有本質(zhì)的區(qū)別。在繼電器電路所表達(dá)邏輯關(guān)系也基本一樣，但有本質(zhì)的區(qū)別。在繼電器電路 圖中，每個(gè)電氣符號(hào)代表一個(gè)實(shí)際的電器或電器部件，之間的圖中，每個(gè)電氣符號(hào)代表一個(gè)實(shí)際的電器或電器

18、部件，之間的 連線表示各電器間的連接線連線表示各電器間的連接線（即（即“硬接線硬接線”），因此繼電器），因此繼電器電電 路圖表示的是實(shí)際的電路，而路圖表示的是實(shí)際的電路，而 PLC 梯形圖表示的是程序，圖中梯形圖表示的是程序，圖中 的繼電器并不是物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是的繼電器并不是物理繼電器，它實(shí)質(zhì)上是 PLC 的內(nèi)部寄存器，的內(nèi)部寄存器， 其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂所謂“軟接線軟接線”。 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （5）表中的程序使用了幾條）表中的程序使用了幾條 FX2 系列系列 PLC 的基本指令：的基本指令

19、： LD、LDI 初始加載指令初始加載指令 LD 表示初始加載一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，表示初始加載一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，LDI 表示初始加載一個(gè)表示初始加載一個(gè) 動(dòng)斷觸點(diǎn)。動(dòng)斷觸點(diǎn)。 AND、ANI與、與非指令與、與非指令 AND 表示表示邏輯邏輯“與與”，即串聯(lián)，即串聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)；一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)；ANI 表示邏表示邏 輯輯“與非與非”，即串聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷，即串聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)。觸點(diǎn)。 OR、ORI或、或非指令或、或非指令 OR 表示邏輯表示邏輯“或或”，即，即并聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)；并聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)；ORI 表示邏表示邏 輯輯“或非或非”，即并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)。（即并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)。（ORI 指令在該程序中沒(méi)指令在該程序中

20、沒(méi) 有使用）。有使用）。 OUT輸出指令輸出指令 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（PLC） （6）在程序中用到了兩個(gè)定時(shí)器）在程序中用到了兩個(gè)定時(shí)器 T0 和和 T1，基準(zhǔn)時(shí)間均，基準(zhǔn)時(shí)間均 為為 0.1 s。 T1 則用于接觸器則用于接觸器 KM2 與與 KM3 之間動(dòng)作的延時(shí)，預(yù)置之間動(dòng)作的延時(shí)，預(yù)置 延時(shí)時(shí)間為延時(shí)時(shí)間為 1 s。 T0 用于電動(dòng)機(jī)從星形聯(lián)結(jié)起動(dòng)到三角形聯(lián)結(jié)運(yùn)行的時(shí)用于電動(dòng)機(jī)從星形聯(lián)結(jié)起動(dòng)到三角形聯(lián)結(jié)運(yùn)行的時(shí) 間控制，其預(yù)置值為間控制，其預(yù)置值為 100，即預(yù)置延時(shí)時(shí)間為，即預(yù)置延時(shí)時(shí)間為 0.1 s 100 = 10 s 第一節(jié)第一節(jié)可編程控制器（可編程控制器（

21、PLC） 一、變頻器簡(jiǎn)介一、變頻器簡(jiǎn)介 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 二、變頻器應(yīng)用舉例結(jié)二、變頻器應(yīng)用舉例結(jié) 國(guó)家十一五規(guī)劃中，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是今后發(fā)展國(guó)家十一五規(guī)劃中，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)是今后發(fā)展 的一項(xiàng)重要內(nèi)容。有效地利用能源、節(jié)約能源是建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。有效地利用能源、節(jié)約能源是建設(shè) 節(jié)約型社會(huì)的具體體現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)是公認(rèn)的耗電大戶，節(jié)約型社會(huì)的具體體現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)是公認(rèn)的耗電大戶， 其占整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)用電量的其占整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)用電量的6 6成以上，對(duì)它進(jìn)行節(jié)能改成以上，對(duì)它進(jìn)行節(jié)能改 造，潛力巨大。要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，是我們必須要做造，潛力巨大。要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，是我們必須要做 的工作內(nèi)容。大力推廣變頻

22、調(diào)速技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的工作內(nèi)容。大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo) 的必要手段，它也是交流電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造的工作重點(diǎn)。的必要手段，它也是交流電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造的工作重點(diǎn)。 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 一、變頻器簡(jiǎn)介一、變頻器簡(jiǎn)介 1. 1.變頻器變頻器 通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電 壓或頻率可變的交流電的裝置稱作壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器變頻器” ” （inverterinverter）。變頻器外形如圖所示。）。變頻器外形如圖所示。 變頻器外形圖變頻器外形圖 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 2. 2. 變頻器分類變頻器分類 （1 1）變頻

23、器按其供電壓分為低壓變頻器）變頻器按其供電壓分為低壓變頻器 (220 V(220 V 和和380 V )380 V )、中壓變頻器、中壓變頻器 (660 V(660 V和和1 140 V)1 140 V)和高壓變和高壓變 頻器頻器(3 KV(3 KV、6 KV6 KV、6.6 KV6.6 KV、10 KV )10 KV )。 （2 2）變頻器按其功能分為恒轉(zhuǎn)矩（恒功率）通用）變頻器按其功能分為恒轉(zhuǎn)矩（恒功率）通用 型變頻器、風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能型變頻器、簡(jiǎn)易型變頻器、型變頻器、風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能型變頻器、簡(jiǎn)易型變頻器、 紡織專用型變頻器、電梯專用變頻器、礦山電力機(jī)車紡織專用型變頻器、電梯專用變頻器、礦山電力

24、機(jī)車 用變頻器、防爆變頻器等。用變頻器、防爆變頻器等。 （3 3）變頻器按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分為）變頻器按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分為 PAM(PAM(脈沖脈沖 幅度調(diào)制幅度調(diào)制) )輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器和輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器和 PWM(PWM(脈沖寬度脈沖寬度 調(diào)制調(diào)制) )輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器。輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器。 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 3. 3.變頻器工作原理簡(jiǎn)介變頻器工作原理簡(jiǎn)介 現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交- -直直- -交方式。為了交方式。為了 產(chǎn)生電壓和頻率可變的交流電，該設(shè)備首先要把單相產(chǎn)生電壓和頻率可變的交流電，該設(shè)備首先要把單相 或三相的交流電（

25、或三相的交流電（ACAC）變換為直流電（）變換為直流電（DCDC），然后把），然后把 該直流電變換為頻率和電壓可調(diào)的單相或三相交流電該直流電變換為頻率和電壓可調(diào)的單相或三相交流電 供給電動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，達(dá)到省電節(jié)能的目的。供給電動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，達(dá)到省電節(jié)能的目的。 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 二、變頻器應(yīng)用舉例二、變頻器應(yīng)用舉例 變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。變頻器可變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。變頻器可 用于家電產(chǎn)品，使用變頻器的家電產(chǎn)品中不僅有電機(jī)（例用于家電產(chǎn)品，使用變頻器的家電產(chǎn)品中不僅有電機(jī)（例 如空調(diào)等），還有熒光燈等產(chǎn)品。用于電機(jī)控制的變頻器，如空調(diào)等）

26、，還有熒光燈等產(chǎn)品。用于電機(jī)控制的變頻器， 既可以改變電壓，又可以改變頻率。用于熒光燈的變頻器既可以改變電壓，又可以改變頻率。用于熒光燈的變頻器 主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。汽車上使用的蓄電池（直主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。汽車上使用的蓄電池（直 流電）產(chǎn)生交流電的設(shè)備也以流電）產(chǎn)生交流電的設(shè)備也以“inverter”inverter”的名稱進(jìn)行出的名稱進(jìn)行出 售，用它給車載視頻系統(tǒng)及車載空調(diào)系統(tǒng)等交流用電設(shè)備售，用它給車載視頻系統(tǒng)及車載空調(diào)系統(tǒng)等交流用電設(shè)備 供電。變頻器還可以在航空航天業(yè)中。例如：飛機(jī)上的電供電。變頻器還可以在航空航天業(yè)中。例如：飛機(jī)上的電 力設(shè)備通常需要力設(shè)備通常需要40

27、0 Hz400 Hz的交流電，而地面上使用的交流電的交流電，而地面上使用的交流電 一般為一般為50 Hz50 Hz或或60 Hz60 Hz。因此，當(dāng)飛機(jī)停在地面上時(shí)，需要。因此，當(dāng)飛機(jī)停在地面上時(shí)，需要 使用變頻器將地面上的使用變頻器將地面上的50 Hz50 Hz或或60 Hz60 Hz的交流電變?yōu)榈慕涣麟娮優(yōu)?00 Hz400 Hz 的交流電供飛機(jī)使用。的交流電供飛機(jī)使用。 第二節(jié)第二節(jié)變頻器變頻器 一、傳感器一、傳感器 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 二、二、傳感器應(yīng)用傳感器應(yīng)用 一、傳感器簡(jiǎn)介一、傳感器簡(jiǎn)介 1.1.傳感器傳感器 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87GB7665-87對(duì)

28、傳感器下的定義是：對(duì)傳感器下的定義是：“能感能感 受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的 器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳。傳 感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能 將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或?qū)z測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或 其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、 存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它

29、是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè) 和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。常見(jiàn)傳感器外形如下圖所示。和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。常見(jiàn)傳感器外形如下圖所示。 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 （a a）壓力傳感器）壓力傳感器 (b)(b)溫度傳感器溫度傳感器 (c)(c)濕度傳感器濕度傳感器 (d)(d)位置傳感器位置傳感器 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 (f)(f)光電傳感器光電傳感器 (g)(g)速度傳感器速度傳感器 傳感器外形圖傳感器外形圖 （e e）氣敏傳感器）氣敏傳感器 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 2. 2.傳感器的分類傳感器的分類 （1 1）按輸入量（被測(cè)對(duì)象）分類）按輸入量（被測(cè)對(duì)象）分類 傳感器可分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量

30、傳感器可分為物理量傳感器、化學(xué)量傳感器和生物量 傳感器三大類。其中，物理量傳感器又可分為溫度傳傳感器三大類。其中，物理量傳感器又可分為溫度傳 感器、壓力傳感器、位移傳感器等。感器、壓力傳感器、位移傳感器等。 （2 2）按用途分類）按用途分類 傳感器可分為力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鱾鞲衅骺煞譃榱γ魝鞲衅?、位置傳感器、液面?zhèn)?感器、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、加速感器、能耗傳感器、速度傳感器、熱敏傳感器、加速 度傳感器、射線輻射傳感器、振動(dòng)傳感器、濕敏傳感度傳感器、射線輻射傳感器、振動(dòng)傳感器、濕敏傳感 器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感

31、器、生物 傳感器等。傳感器等。 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 （3 3）按傳感器能量轉(zhuǎn)換方式分類）按傳感器能量轉(zhuǎn)換方式分類 按轉(zhuǎn)換元件的能量轉(zhuǎn)換方式，傳感器可分按轉(zhuǎn)換元件的能量轉(zhuǎn)換方式，傳感器可分 為無(wú)源型和有源型兩類。無(wú)源型傳感器不需要為無(wú)源型和有源型兩類。無(wú)源型傳感器不需要 外加電源，而是將被測(cè)量的相關(guān)能量轉(zhuǎn)換成電外加電源，而是將被測(cè)量的相關(guān)能量轉(zhuǎn)換成電 量輸出，故又稱能量轉(zhuǎn)換型，如壓電式、磁電量輸出，故又稱能量轉(zhuǎn)換型，如壓電式、磁電 感應(yīng)式、熱電式、光電式等傳感器。有源型傳感應(yīng)式、熱電式、光電式等傳感器。有源型傳 感器需要外加電源才輸出能量，故又稱為能量感器需要外加電源才輸出能量，故又稱為能

32、量 控制型。這類傳感器有電阻式、電容式、電感控制型。這類傳感器有電阻式、電容式、電感 式、霍爾式等，電阻式中還有光敏電阻式、熱式、霍爾式等，電阻式中還有光敏電阻式、熱 敏電阻式、濕敏電阻式等形式。敏電阻式、濕敏電阻式等形式。 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 二、傳感器應(yīng)用舉例二、傳感器應(yīng)用舉例 1.1.傳感器在室內(nèi)空調(diào)器中的應(yīng)用傳感器在室內(nèi)空調(diào)器中的應(yīng)用 目前，家用空調(diào)器大都采用由傳感器檢測(cè)并用微目前，家用空調(diào)器大都采用由傳感器檢測(cè)并用微 處理器進(jìn)行控制的模式。在空調(diào)器的控制系統(tǒng)中，室處理器進(jìn)行控制的模式。在空調(diào)器的控制系統(tǒng)中，室 內(nèi)部分安裝熱敏電阻和氣體傳感器；室外部分安裝熱內(nèi)部分安裝熱敏電阻和氣

33、體傳感器；室外部分安裝熱 敏電阻?？照{(diào)器通過(guò)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻和微處理敏電阻。空調(diào)器通過(guò)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻和微處理 器相連，可快速完成室內(nèi)室外溫差控制、冷房控制、器相連，可快速完成室內(nèi)室外溫差控制、冷房控制、 冬季熱泵除霜控制等功能。冬季熱泵除霜控制等功能。SnO2SnO2氣體感器用于測(cè)量室氣體感器用于測(cè)量室 內(nèi)空氣的污染程度，當(dāng)室內(nèi)空氣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的污染程度內(nèi)空氣的污染程度，當(dāng)室內(nèi)空氣達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的污染程度 時(shí)，通過(guò)空調(diào)的換氣裝置可自動(dòng)進(jìn)行換氣。時(shí)，通過(guò)空調(diào)的換氣裝置可自動(dòng)進(jìn)行換氣。 第三節(jié)第三節(jié)傳感器傳感器 2. 2.傳感器在汽車機(jī)電一體化中的應(yīng)用傳感器在汽車機(jī)電一體化中的應(yīng)用 隨著微電子技術(shù)

34、和傳感器技術(shù)的應(yīng)用，汽車的機(jī)電一體化使汽隨著微電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的應(yīng)用，汽車的機(jī)電一體化使汽 車煥然一新。當(dāng)今汽車的控制已由發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)大到全車，例如實(shí)現(xiàn)自車煥然一新。當(dāng)今汽車的控制已由發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)大到全車，例如實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)變速換檔、防滑制動(dòng)、雷達(dá)防碰撞、自動(dòng)調(diào)整車高、全自動(dòng)空調(diào)、動(dòng)變速換檔、防滑制動(dòng)、雷達(dá)防碰撞、自動(dòng)調(diào)整車高、全自動(dòng)空調(diào)、 自動(dòng)故障診斷及自動(dòng)駕駛等。自動(dòng)故障診斷及自動(dòng)駕駛等。 汽車機(jī)電一體化的中心是以微機(jī)為中心的自動(dòng)控制系統(tǒng)取代原汽車機(jī)電一體化的中心是以微機(jī)為中心的自動(dòng)控制系統(tǒng)取代原 有純機(jī)械式控制部件，從而改善汽車的性能，增加汽車的功能，實(shí)有純機(jī)械式控制部件，從而改善汽車的性能，增

35、加汽車的功能，實(shí) 現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、現(xiàn)汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、 操作方便和舒適性。汽車行駛的重點(diǎn)是：操作方便和舒適性。汽車行駛的重點(diǎn)是：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)點(diǎn)火、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)點(diǎn)火、 燃油噴射、空燃比和廢氣再循環(huán)的控制，使燃燒充分、減少污染、燃油噴射、空燃比和廢氣再循環(huán)的控制，使燃燒充分、減少污染、 節(jié)省能源；節(jié)省能源；汽車行駛中的自動(dòng)變速和排氣凈化控制，以使其行駛汽車行駛中的自動(dòng)變速和排氣凈化控制，以使其行駛 狀態(tài)最佳化；狀態(tài)最佳化；汽車的防滑制動(dòng)、防碰撞，以提高行駛的安全性；汽車的防滑制動(dòng)、防碰撞，以提高行駛的安全性； 汽車的自動(dòng)空調(diào)、自動(dòng)調(diào)整車高控制，以提高其舒適性。下表給汽車的自動(dòng)空調(diào)、自動(dòng)調(diào)整車高控制，以提高其舒適性。下表給 出了汽車用傳感