電氣控制基礎(chǔ)電氣線路基礎(chǔ)

1、電氣控制基礎(chǔ)電氣線路基礎(chǔ)項(xiàng)目一 電氣線路基礎(chǔ)一、任務(wù)分析 學(xué)習(xí)和研究工程機(jī)械電氣的作用、工作原理、結(jié)構(gòu)和檢修方法，對(duì)于從事工程機(jī)械方面的工作具有十分重要的意義。 雖然工程機(jī)械電氣各個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能隨著其他技術(shù)的發(fā)展和人們要求的改變是不斷變化的，但是，只要真正掌握工程機(jī)械電氣各個(gè)系統(tǒng)的作用、基本工作原理，及時(shí)了解各種新技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用動(dòng)態(tài)，就一定能適應(yīng)工程機(jī)械發(fā)展的要求，真正應(yīng)用維護(hù)好工程機(jī)械電氣。學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1、了解工程機(jī)械電氣發(fā)展的現(xiàn)狀。2、知道電氣的各大組成部分。3、掌握工程機(jī)械電氣的特點(diǎn)。4、掌握工程機(jī)械電氣分布位置。5、復(fù)習(xí)模擬及數(shù)字電路知識(shí)。（一）電氣系統(tǒng)的組成 工程機(jī)

2、械電氣系統(tǒng)的組成：電氣設(shè)備和電子系統(tǒng)。 工程機(jī)械電氣設(shè)備包括：蓄電池及發(fā)電機(jī)、起動(dòng)系統(tǒng)、充電系統(tǒng)和各種用電設(shè)備。 工程機(jī)械電子系統(tǒng)包括：發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制燃油噴射系統(tǒng)電子檢測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)、電子智能控制系統(tǒng)等。 二、任務(wù)實(shí)施（二） 電氣系統(tǒng)的特點(diǎn) 工程機(jī)械電氣設(shè)備的組成：電源設(shè)備、用電設(shè)備和其它輔助設(shè)備。 工程機(jī)械電氣設(shè)備的特點(diǎn)：低壓、直流、單線制和負(fù)極搭鐵。 工程機(jī)械電子系統(tǒng)的組成：傳感器、微機(jī)控制器和執(zhí)行裝置等。（三）電子控制系統(tǒng)分類 電子控制裝置，這類裝置與車上機(jī)械部件進(jìn)行配合使用，形成“機(jī)電一體化”系統(tǒng)，直接用于控制設(shè)備運(yùn)行并改善其性能。 如發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制、底盤電子控制、工作裝置電子控制等。

3、車載電子裝置，是在設(shè)備工作環(huán)境下獨(dú)立使用的電子裝置，和設(shè)備本身的性能無(wú)直接關(guān)系。 如車載GPS、車載電話、汽車音響及多媒體等。控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器人機(jī)交互工程機(jī)械電子控制系統(tǒng)組成框圖（四）電子控制系統(tǒng)組成1. 傳感器傳感器是將某種變化的物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的元件。2. 電子控制單元電子控制單元ECU(Electronic Control Unit)即工程機(jī)械的微機(jī)控制系統(tǒng)，是以單片機(jī)為核心而組成的電子控制裝置，具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯判斷功能， 3. 執(zhí)行器執(zhí)行器是ECU動(dòng)作命令的執(zhí)行者，主要是各類機(jī)械式繼電器、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、電磁閥或控制閥等執(zhí)行器件。 應(yīng)用舉例YZ

4、18全液壓壓路機(jī)電子控制系統(tǒng)示意圖1.2 電氣線路基礎(chǔ) （一） 電路的基本概念 電路：電流的通路，為了某種需要有某些電工設(shè)備或元件按一定方式組合起來(lái)的。包括電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)。 回路：電路中任一閉合路徑稱為回路。 電源：電路中提供電能的設(shè)備。 負(fù)載：電路中取用電能的設(shè)備。 中間環(huán)節(jié)：傳輸、控制和分配電能的作用。 電路通常有通路、斷路、短路及接觸不良四種狀態(tài)。泵車電源控制回路原理圖（二）整機(jī)線路的分類 整機(jī)線路按功能劃分一般包括以下幾個(gè)部分： 1）電源電路：由蓄電池、發(fā)電機(jī)、電源開關(guān)及相應(yīng)指示裝置電路組成； 2）起動(dòng)電路：由點(diǎn)火開關(guān)、繼電器、起動(dòng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、預(yù)熱控制器及相關(guān)保護(hù)裝置電路組成；

5、 3）儀表電路：由儀表、傳感器、各種報(bào)警指示燈及控制電器組成的電路； 4）行走控制電路：由行走液壓泵、行走液壓馬達(dá)及相關(guān)控制閥組上的電磁閥組成的電路； 5）工作裝置控制電路：由主液壓泵、主液壓馬達(dá)或主油缸及相關(guān)控制閥組上的電磁閥組成的電路。 6）輔助裝置控制電路：為提高車輛安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性等各種功能的電氣裝置組成的電路。包括風(fēng)窗刮水裝置、音響裝置、空調(diào)裝置及照明電路等。 （三）電路的保護(hù) 電氣控制系統(tǒng)必須在安全可靠的條件下來(lái)滿足施工工藝的要求，因此在下線路中必須設(shè)有各種保護(hù)裝置，保證設(shè)備和人身安全。 1）短路保護(hù)：熔斷器或低壓斷路器來(lái)實(shí)施保護(hù)； 2）過(guò)載保護(hù)：電器因長(zhǎng)期超載運(yùn)行而引起的溫

6、升和電流超過(guò)額定值，一般利用熱繼電器、電流反饋實(shí)施監(jiān)測(cè)和保護(hù)； 3）零位保護(hù)：確保工作裝置在非工作位置才容許機(jī)器起動(dòng)而實(shí)施的保護(hù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)起動(dòng)； 4）自鎖及互鎖：統(tǒng)稱為電器的聯(lián)鎖控制。（四）電線與線束 常用的電線有低壓導(dǎo)線、高壓導(dǎo)線、防干擾屏蔽線等 線束：為了使機(jī)器電氣線路安裝方便、牢固和整齊美觀，在布置和連接導(dǎo)線時(shí)，將走向相同的導(dǎo)線用聚氯乙烯塑料帶包扎成束，稱作線束。有的還套上膠管或波紋管，為方便維修，線束兩端通常用接插件連接。 接插件：由插頭與插座兩部分組成， 有片式和針式之分。 組成：主要由電線、聚氯乙烯塑料帶、波紋管及接插件組成。 專業(yè)線束用附件泵車奔馳底盤駕駛室線束圖表一 代

7、表導(dǎo)線顏色的字母標(biāo)記棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白黑粉N/BrRH/OYGU/BlVS/GrWBF導(dǎo)線截面mm21.01.52.53.04.06.01013允許截流A1114202225355060表二 低壓導(dǎo)線允許負(fù)載的電流值表三 汽車用電系統(tǒng)雙色低壓線主色規(guī)定 序號(hào)用電系統(tǒng)名稱電線主色代號(hào)1 電氣裝置接地線黑B2 點(diǎn)火、起動(dòng)系統(tǒng)白W3 電源系統(tǒng)紅R4 燈光信號(hào)系統(tǒng)（包括轉(zhuǎn)向指示燈）綠G5 防空燈系統(tǒng)及車身內(nèi)部照明系統(tǒng)黃Y6 儀表及報(bào)警指示系統(tǒng)和喇叭系統(tǒng)棕Br7 前照燈、霧燈等外部燈光照明系統(tǒng)藍(lán)Bl8 各種輔助電動(dòng)機(jī)及電氣操縱系統(tǒng)紫V9 收放機(jī)、電子鐘、點(diǎn)煙器等輔助裝置系統(tǒng)紫V10其它橙O （五）電路圖

8、的識(shí)別 電氣控制系統(tǒng)是由許多電氣元件按一定要求連接而成。為了表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的組成及工作原理，便于電氣元件的安裝、調(diào)試和維護(hù)，在圖上用不同的圖形符號(hào)來(lái)表示各種電氣元件，并用文字符號(hào)來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明個(gè)電氣元件，用在個(gè)電器接線端子用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記（GB4728-1984）。 常用的電氣控制系統(tǒng)圖紙有五種：電氣原理圖、電器布置圖、電氣互連圖、電氣接線圖及安裝線束圖。 1）電氣原理圖：表達(dá)電路的工作原理和連接，不講究電氣設(shè)備的形狀、位置和導(dǎo)線走向的實(shí)際情況。各器件均有標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)（圖形、文字符號(hào)）表示，一般分為主電路和輔助電路。原理圖中應(yīng)在控制回路上或下注明各主要部分功能 。 2）電器布置圖：所繪內(nèi)

9、容為原理圖中各元器件的實(shí)際安裝位置，可按實(shí)際情況分別繪制，如電器板、控制面板。 3）電氣互連圖：互連圖表達(dá)兩個(gè)或兩個(gè)以上單元之間線纜連接情況，主要內(nèi)容為各種類型的電纜與結(jié)構(gòu)單元端子之間的連接，通常不包括單元內(nèi)部的連接。各單元一般用點(diǎn)劃線圍框表示，必要時(shí)也可給出與之有關(guān)的電路圖和單元接線圖的代號(hào)。 4）電氣接線圖：標(biāo)出項(xiàng)目的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子間的電連接關(guān)系、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、截面積等。接線圖中各電氣元件圖形符號(hào)與文字符號(hào)均以原理圖為準(zhǔn)，并保持一致。 5）安裝線束圖：反映已制成的線束外形及每根導(dǎo)線的長(zhǎng)度，標(biāo)明線束中所連接的電氣設(shè)備的名稱，接插件和連接線頭的編號(hào)和線號(hào)。用于電器安裝接線

10、、線路檢查、線路維修和故障處理。4）讀識(shí)電路圖的方法與步驟：按整機(jī)電路系統(tǒng)的功能和原理劃分若干獨(dú)立的電路； 分析電路前，要清楚該電路中各部件的功能和技術(shù)參數(shù)； 在閱讀電路圖時(shí)，應(yīng)掌握回路原則； 閱讀電路圖時(shí)，把含有線圈和觸點(diǎn)的繼電器，應(yīng)看成是由線圈工作的控制電路和觸點(diǎn)工作的主電路兩部分； 讀接線圖時(shí)，要正確判斷接點(diǎn)標(biāo)記、線型和色碼標(biāo)記；總體檢查。1.3 電子電路基礎(chǔ) 電子技術(shù)是在常規(guī)電氣技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，卻具有與常規(guī)電氣不同的技術(shù)概念。其基礎(chǔ)理論主要包括模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。 模擬電子技術(shù) 是處理連續(xù)變化的電信號(hào)的技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)電壓、電流、阻抗等都是模擬信號(hào)，即用電信號(hào)的變化來(lái)傳遞“

11、量”的變化。溫度測(cè)量電路 Rt為熱敏電阻式水溫傳感器，通過(guò)與一個(gè)電阻R1串接到5V電壓電路，把隨溫度變化的阻值變換成變化的電壓值，輸出給ECU。 應(yīng)用舉例分析 數(shù)字電子技術(shù)是處理脈沖信號(hào)的技術(shù)，用兩個(gè)符號(hào)即”0“和”1“來(lái)表示量，它是離散的數(shù)值和符號(hào), 相對(duì)應(yīng)的有通、斷型傳感器，或者是開關(guān)觸點(diǎn)的通、斷狀態(tài)。2. 節(jié)氣門開關(guān)電路 應(yīng)用舉例分析 （一）數(shù)字電路的主要特點(diǎn) 1） 數(shù)字信號(hào)采用數(shù)字形式表示，在時(shí)間上是不連續(xù)的，總是發(fā)生在一系列離散的瞬間； 2）數(shù)字信號(hào)的表示方法采用二值邏輯，用1和0表示電壓或電流的兩種對(duì)立狀態(tài),對(duì)電壓的高低或者電流的大小并不十分講究； 3）數(shù)字技術(shù)主要研究電路的邏輯功

12、能，反映電路的輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系。 （二）脈沖的波形及其參數(shù) 數(shù)字電路中的工作信號(hào)是不連續(xù)變化的脈沖信號(hào)，即指脈動(dòng)、短促和不連續(xù)的意思，它是有一系列暫態(tài)過(guò)程所組成。脈沖的波形可以是多種多樣的，列如常見的有矩形波、尖脈沖波、三角波、鋸齒波等。 1）脈沖的主要技術(shù)參數(shù)： 脈沖幅值Um：脈沖從起始的靜態(tài)值到峰值之間的變化量。 脈沖寬度tp：脈沖從前沿的m變化到后沿的m所需要時(shí)間 脈沖周期T：周期性的脈沖信號(hào)，前后相鄰的兩個(gè)脈沖的前沿或 后沿之間的時(shí)間間隔。 占空比：脈沖寬度tp與脈沖周期T的比值，一般用百分比來(lái)表示 2）脈沖的主要控制方式：脈沖的調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)脈寬（演示教學(xué)仿真動(dòng)畫） PWM：

13、輸出頻率不變(頻率變化容易引起設(shè)備振動(dòng),不推薦使用)，占空比可調(diào)的連續(xù)脈沖串。應(yīng)用：液壓泵流量控制、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制及直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。 滿足以下公式： 式中，為脈沖輸出占空比 PTO：輸出頻率可變，脈沖數(shù)可變，脈沖寬50%的脈沖串。 應(yīng)用：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制（a） （b） 應(yīng)用舉例分析（一）主油泵排量控制電路 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路 應(yīng)用舉例分析（二）壓路機(jī)水泵流量控制電路 （三）邏輯門電路 1）邏輯“與”：只有當(dāng)條件A與B或更多的條件都同時(shí)具備時(shí)，事件L才能發(fā)生。 其表達(dá)式為：L = A B 或簡(jiǎn)記為 L = A . B 2）邏輯“或”：只要具備其中一個(gè)或一個(gè)以上條件，這件事就發(fā)生其表達(dá)式為： L = A + B 3）邏輯“非”及“非”門電路：“非”邏輯關(guān)系表示否定或相反的意思。其表達(dá)式為： L = 4）復(fù)合門電路：“與非”、“或非”門電路。 其表達(dá)式分別為： 拖泵正常工作中，風(fēng)冷電磁 DT12要得電工作， 可分別由Q2 或Q3控制，試寫出Q2、Q3、KA3 與DT12的邏輯關(guān)系。 三、項(xiàng)目實(shí)施 泵車正常工作中，繼電器 KA17/KA18線圈必須得電工作， 試寫出KA20、S