電氣系統(tǒng)構(gòu)成和輸入設備匯編

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備：啟動元件、保護開關、傳感器控制設備：接觸器、繼電器、PLC控制器、變頻器輸出設備：控制機械和聲光汽水等被控量的設備有電機、警報器、電鈴、各類指示燈、電磁閥和執(zhí)行器電氣系統(tǒng)

輸入設備電氣系統(tǒng)刀開關(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斷的電路中，也用于隔離電路和電源（又稱為隔離開關）(二)分類：單極(單刀)、雙極(雙刀)、三極(三刀)電氣系統(tǒng)組合開關

（一）結(jié)構(gòu)：也是一種刀開關，刀片可轉(zhuǎn)動，由裝在同一軸上的單個或多個單極旋轉(zhuǎn)開關疊裝組成。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)機械的電源引入、局部照明等。

（一）作用：最常用的短路保護電器。熔體由電阻率較高而熔點較低的合金制成，正常工作時熔體不熔斷，短路時熔體立即熔斷，及時切斷電源。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≥被保護電路上所有照明電器工作電流之和。(2)電動機：①單臺直接起動電動機熔體額定電流＝(1.5～2.5)×電動機額定電流。②多臺直接起動電動機總保護熔體額定電流＝(1.5～2.5)×各臺電動機電流之和。(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)電焊機熔體額定電流＝(1.5～2.5)×負荷電流。(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運行。(二)結(jié)構(gòu)：鈕帽、動觸點、靜觸點和復位彈簧等。靜觸點動觸點一種最簡單的手動電器。動斷觸點動靜觸點動斷觸點：動觸點與上面的靜觸點接通。動合觸點：動觸點與下面的靜觸點斷開。按鈕未按下時：

按下按鈕時：上面的動斷觸點斷開，下面的動合觸點接通。當松開按鈕時：動觸點在復位彈簧作用下復位，動斷觸點和動合觸點都恢復原態(tài)?？諝忾_關

集控制和多種保護功能于一身。除了能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設備發(fā)生的短路．嚴重過載及欠電壓等進行保護，同時也可以用于不頻繁地啟動電動機

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

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現(xiàn)過載保護。原理電氣系統(tǒng)發(fā)熱元件發(fā)熱元件動斷觸點雙金屬片跳閘原因1、過流2、過載電氣系統(tǒng)整定電流當發(fā)熱元件中通過的電流超過整定電流值的20％時，熱繼電器應在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而不能作短路保護熔斷器則只能作短路保護電氣系統(tǒng)電機保護器

電氣系統(tǒng)電機保護器的作用是給電機全面的保護為什么傳統(tǒng)的保護裝置保護效果不甚理想？傳統(tǒng)的電機保護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，保護不可靠。事實也是這樣，盡管許多設備安裝了熱繼電器，但電機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原理電機保護器選用原則滿足現(xiàn)場實際需求，做到經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價格比。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況合理地選擇保護器的種類、功能，同時考慮保護器安裝、調(diào)整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護器。

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

電氣系統(tǒng)

對生產(chǎn)機械的某一運動部件的行程或位置變化進行控制。通常用行程開關來實現(xiàn)。

行程開關（限位開關）：

是利用機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動合觸點動斷觸點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)行機構(gòu),數(shù)據(jù)處理裝置接近開關又稱無觸點行程開關，它除可以完成行程控制和限位保護外，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)接近開關有以下幾種：1、渦流式接近開關2、電容式接近開關3、霍爾接近開關4、光電式接近開關5、熱釋電式接近開關

電氣系統(tǒng)渦流式接近開關原理電氣系統(tǒng)選用注意事項當被測對象是導電物體或可以固定在一塊金屬物上的物體時，一般都選用渦流式接近開關，因為它的響應頻率高、抗環(huán)境干擾性能好、應用范圍廣、價格較低。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。則應選用電容式接近開關。這種開關的響應頻率低，但穩(wěn)定性好。電氣系統(tǒng)光電開關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)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。電氣系統(tǒng)分類對射型光電開關由發(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，因為光束跨越感應距離的時間僅一次；不易受干擾漫反射型光電開關是當開關發(fā)射光束時，目標產(chǎn)生漫反射，發(fā)射器和接收器構(gòu)成單個的標準部件，當光電開關有足夠的組合光返回接收器時，開關狀態(tài)發(fā)生變化特征：對目標上的灰塵敏感和對目標變化了的反射性能敏感。使用及注意事項

1、避免強光源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計算機控制技術39熱電偶溫度計利用不同導體或半導體的熱電效應來測溫的兩種不同的導體材料（或半導體）A，B組成的閉合回路。相接觸時，存在電子的遷移，達到平衡時，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(已標準化)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計算機控制技術40熱電阻2/5/2023計算機控制技術41熱電阻溫度計是利用導體或半導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計算機控制技術42在我國,標準化的熱電阻現(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，準確度高；后者價格便宜，電阻與溫度關系的線性度較好。

熱電阻和隔爆型熱電阻2/5/2023計算機控制技術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)出強烈的吸收特性，當用這些特定波長的紅外光照射物料時，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)電路處理以計算出物料的水份電氣系統(tǒng)電磁式流量計2/5/2023計算機控制技術47電磁流量計是基于電磁感應原理來測量流量的儀表，它能測量具有一定電導率的液體的體積流量。測量的準確度不受被測液體粘度、密度、溫度及電導率變化影響，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計算機控制技術48電磁流量計2/5/2023計算機控制技術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)、液體的儲量進行測量，以保證生產(chǎn)工藝正常運行和進行經(jīng)濟核算。這種測量通過檢測儲物在容器中的積存高度來實現(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)的干簧管開關動作，送出接點信號。結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝維修。應用廣泛，價格低廉。

2/5/2023計算機控制技術51浮球液位控制器◎液位浮動開關利用重力與浮力的原理設計。主要包括浮標和微動開關，當液位變化，浮標內(nèi)的開關通、斷。2/5/2023計算機控制技術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，當液位變化時，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，使觸點接通或斷開2/5/2023計算機控制技術53音叉料位計電氣系統(tǒng)原理音叉式料位開關是一種新型的液位限位開關。音叉由晶體激勵產(chǎn)生振動，當音叉被液體浸沒時振動頻率發(fā)生變化，這個頻率變化由電子線路檢測出來并輸出一個開關量。

電氣系統(tǒng)測速發(fā)電機tachogenerator

2/5/2023計算機控制技術56輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成比例的微特電機。其輸出電動勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關系，即E＝kn，其中k是常數(shù)。只要檢測出輸出電動勢，即能獲得被測機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，故又稱速度傳感器。測速發(fā)電機2/5/2023計算機控制技術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)電機的輸出頻率與轉(zhuǎn)速嚴格對應，輸出信號可經(jīng)放大整形變換電路轉(zhuǎn)換成標準的電壓或電流信號光電編碼器2/5/2023計算機控制技術58光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(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計算機控制技術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。尤其是它以數(shù)字量輸出，具有與計算機容易聯(lián)機的優(yōu)點。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的脈沖計數(shù)值(增量型)

為每一位置提供一個特定的輸出碼(絕對值型)工作原理

利用光電耦合器掃描安裝在機械軸上的分割成斷的圓盤。增量型機械代碼被轉(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。

每一個位置有其獨一無二的代碼。

絕對值編碼器

單圈

編碼器只有一圈被編碼。

編碼器轉(zhuǎn)完一個完整的圈后，代碼開始重復

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計算機控制技術651.功能上不斷擴展

。2.原理上不斷創(chuàng)新。3.結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上不斷改進。輸出設備控制中常用的執(zhí)行器2/5/2023計算機控制技術67執(zhí)行器是過程計算機控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分。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計算機控制技術68氣動執(zhí)行器又稱氣動調(diào)節(jié)閥，由氣動執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)組成。執(zhí)行器上有標尺，用以指示執(zhí)行器的動作行程圖.

氣動執(zhí)行器氣動執(zhí)行機構(gòu)

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

2/5/2023計算機控制技術70氣動薄膜調(diào)節(jié)閥是由上部的薄膜執(zhí)行機構(gòu)和下部的調(diào)節(jié)機構(gòu)兩部分組成

執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)機構(gòu)控制機構(gòu)

2/5/2023計算機控制技術72控制機構(gòu)即調(diào)節(jié)閥，實際上是一個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計算機控制技術73電氣轉(zhuǎn)換器電氣閥門定位器電氣閥門定位器2/5/2023計算機控制技術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)的時間常數(shù)（T＝RC）不適當；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不嚴，耗氣量特別增大時會產(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計算機控制技術77它是一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運動的驅(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計算機控制技術782/5/2023計算機