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文檔簡介

1、工業控制及自動化儀表根底知識英達康 華志斌.主要內容常用控制電器繼電器接觸器控制系統的設計原那么繼電器接觸器控制線路設計中應留意的問題PLC簡介構成、特點、運用領域PLC與其他工業控制系統的比較電動單元組合儀表簡介檢測儀表調理器執行器和防爆柵DCS簡述.常用控制電器接觸器繼電器主令電器維護電器和組合電器.接觸器 適于頻繁地接通和分斷主電路或大容量控制電,主要用于控制電動機,也可用于控制其它電力負荷。 按任務原理分為電磁式、氣動式和液壓式,這里主要引見電磁式接觸器。 電磁式接觸器的主要組成部分:觸頭系統、電磁系統、滅弧安裝、支架和外殼。 按主回路接通和分斷的負載電流的性質,分為直流接觸器和交流接

2、觸器。.交流接觸器 主回路分斷和接通交流負載,控制線圈可以是交流或直流,通常交流接觸器的控制線圈為交流線圈。 交流接觸器分斷交流負載,滅弧安裝相對簡單,當運用交流線圈時線圈鐵心象變壓器一樣為減少渦流損耗由硅鋼片疊壓而成,由于線圈電磁力發生動搖,通常噪聲較大。由于勵磁電流與勵磁線圈的電抗相關,而電抗又與磁路的氣隙大小有關,所以接觸面不平或污損將會增大勵磁電流,增大接觸器溫升甚至燒毀交流接觸器。.直流接觸器 主回路分斷和接通直流負載,控制線圈可以是交流或直流,通常交流接觸器的控制線圈為直流線圈。 交流接觸器分斷直流負載,滅弧安裝相對復雜,當運用直流勵磁線圈時線圈鐵心通常由整塊軟鐵構成成,由于線圈電

3、磁力穩定,通常噪聲較小。由于勵磁線圈電感大,在斷開勵磁線圈時將產生較高的感應電勢,因此要留意線圈的絕緣和能量瀉放。.接觸器主要技術參數額定任務電壓主觸頭的額定電壓額定任務電流主觸頭的額定電流電磁鐵線圈的額定電壓額定操作頻率觸頭數目主觸頭和輔助觸頭接通和分斷才干.繼電器 繼電器是根據某種物理量的變化來改動其觸點形狀的控制元件。 當繼電器的輸入電壓、電流和頻率等電量或溫度、壓力和轉速等非電量到達規定值時,繼電器的觸點便接通或分斷所控制或維護的電路。 繼電器普通由輸入感測機構和輸出執行機構兩部分組成,前者用以反映輸入量的高低,后者用以接通或切斷電路。.常用繼電器種類電壓繼電器電流繼電器時間繼電器熱繼

4、電器中間繼電器.主令電器 主令電器是按一定消費工藝要求發出控制命令的支配電器,用以閉合或斷開接觸器、繼電器等電器的線圈回路,以實現對消費機械的控制。在控制電路中由于它是一種專門發布命令的電器,故稱為主令電器。不允許運用主令電器分合主回路。 常見的主令電器有:控制按鈕、萬能轉換開關、主令控制器、行程開關.維護電器和組合電器熔斷器:又稱保險絲,起短路維護作用自動開關:又稱空開,有過載、短路、欠壓維護作用,可用于不頻繁啟動的電機控制。磁力啟動器:是一種組合電器,由接觸器、隔分開關、熔斷器、熱繼電器和按鈕等組合而成。 什么是隔分開關?.繼電器接觸器控制系統的設計原那么正確地設計控制線路 功能正確,在最

5、大限制滿足設備對電氣控制線路要求的前提下,力求控制線路簡單、規劃合理,器件選型正確并便于操作和維修。設置必要的維護除根本的短路、過載、欠壓維護外,應根據實踐情況配置必要的維護,保證系統平安可靠。但不是維護越齊全越好,由于維護越多,線路越復雜,缺點幾率越多,有能夠降低系統的可靠性。正確選擇電器設備選型時要思索任務方式、線路電壓和電流等級,思索觸點的斷弧容量雙觸點串聯可提高斷弧才干,輔助觸點的數量等。.缺點平安原那么 當系統中出現設備損壞或缺點時,不能發生誤操作和缺點的擴展。 例:支配制動器的電磁鐵 表示合閘形狀的指示燈 急停開關、拉繩開斷的形狀選取.保證控制線路的可靠和平安正確銜接電器的觸頭正確

6、銜接電器的線圈設計中要留意的問題.控制電源一端接地時應防止發生不測KMKM防止出現寄生回路KM1KM2KM2KM1防止出現寄生回路L2L1KM1KM2.防止電氣元件觸點“競爭 “先斷后合型、“先合后斷型繼電器觸頭的分斷合接通才干 觸點并聯的作用、電器連鎖和機械連鎖控制電路能否跳閘:控制電路由于電源等緣由斷電或控制器死機時,能否發出主機跳閘的命令,要根據詳細系統設計,普通要求控制電路重新啟動時不影響主系統的運轉。.盡量減少觸點數目盡量縮短銜接導線的數量和長度控制線路在任務時,除必要的電氣元件需通電外,其他電器盡量不長期通電,以延伸電氣元件的壽命和節約電能及減少發熱采用規范件,盡能夠選用一樣型號的

7、元件盡量運用規范的、常用的或經過實踐考驗過的線路和環節控制線路力求簡單、經濟.短路維護空開有短路和過載維護的作用過電流維護電機維護一種,常用繼電器完成過載維護熱繼電器失壓維護防止電源電壓恢復時電機自行啟動,典型的啟保停電路欠壓維護電壓繼電器 對電機的根本維護,如過載維護、端相維護、短路維護等,普通在一個維護安裝中完成完善的維護環節.PLC簡介構成、特點、運用領域 國際電工協會IEC定義:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境下運用而設計。它采用可編程的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的命令,并經過數字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類

8、型的機械或消費過程。可編程控制器及其有關設備,都應按易于與工業控制系統聯成一個整體,易于擴展功能的原那么而設計。 68年GM公司提出10條技術目的在社會上公開招標,69年DEC根據要求研制出第一臺PLC并中標。.構成可編程控制器存儲器CPU模塊輸入模塊輸出模塊編程器輔助觸點限位開關按 鈕電 源接觸器電磁閥指示燈電 源.特點可靠性高,抗干擾才干強配套齊全,功能完善,適用性強易學易用,深受工程技術人員歡迎系統的設計、建造任務量小,維護方便,容易改造 體積小,分量輕,能耗低 .運用領域開關量邏輯控制順序控制閉環過程控制位置控制監控系統 分布控制系統 .PLC與其他工業控制系統的比較與繼電器控制的比較

9、與個人計算機控制的比較與單板機控制的比較與DCS控制的比較.與繼電器控制的比較控制邏輯硬接線與軟接線任務方式硬接線全聯動和順序掃描控制速度時間控制 技術控制設計、施工和改造可靠性和可維護性價錢 .與個人計算機控制的比較 本質上個人計算機和PLC是面向不同運用領域的計算機系統。個人計算機的最大特征是運算速度快,功能強,運用范圍廣。假設采用PC作為某一設備的控制器,就必需根據實踐需求思索抗干擾問題和硬件及軟件設計,以順應設備控制的需求。這樣就勢必把通用的PC轉化為具有特殊功能的控制器而稱為一臺公用機。 所以,本質上PLC就是一種用于工業自動化控制的公用微機控制系統,構造簡單,抗干擾才干強,價錢也比

10、普通微機系統低。.與單板計算機控制的比較單板機不如PLC掌握單板機不如PLC簡單PLC不如單板機靈敏單板機不如PLC可靠? .與DCS控制的比較 PLC是由繼電器控制邏輯開展而來的,集散控制系統是由回路儀表控制開展而來的。二者的開展均都是計算機控制技術開展的直接表達。PLC在開關量控制、順序控制方面有一定的優勢,而集散系統在回路調理、模擬量控制方面有一定優勢。 二者相互浸透、互為補充,PLC與DCS的差別已不明顯,它們都能構成復雜的分級控制,從趨勢來看,二者的歸屬和一致是全分布式計算機控制系統。 聽說過DDC嗎?.電動單元組合儀表簡介 自動化儀表作為一種專門的儀表,最早出如今上世紀40年代,由

11、于石油、化工、電力等工業對自動化的需求,出現了將丈量、記錄、調理儀表組合在一同的多功能自動化儀表。后來,人們發現多功能儀表的構造不夠靈敏,不如將儀表按功能劃分,制成假設干種能獨立完成一定功能的規范單元,各單元間以規范聯絡信號相互聯絡,這樣經過選擇一定的單元,積木式地把儀表組合起來,構成各種復雜程度不同的控制系統。這種積木式的儀表就稱為單元組合儀表。這種做法不論對儀表廠的大量消費還是用戶的選用和維護都是有利的。這些年隨著計算機技術的提高,儀表的功能構造又重新向多功能轉變。.國產儀表60年代,電子管和磁放大器,DDZ-I,0-10mA70年代,晶體管,DDZ-II,010mA80年代,線性集成電路

12、,火花防爆,DDZ-III,4-20mA工藝介質調理對象被調量檢測元件變送單元顯示單元執行單元調理單元丈量值給定值給定單元操作單元單元組合儀表.檢測儀表溫度檢測儀表壓力檢測儀表流量檢測儀表液位檢測儀表成分分析儀表.溫度檢測儀表熱電偶熱電阻半導體熱敏電阻 熱電阻運用方便,廉價,熱容大,反映慢,測溫范圍不如熱電偶大 半導體熱電阻體積小,適用于設備內測溫,測溫范圍也小,精度不高。.壓力檢測儀表力平衡式壓力差壓變送器位移式差壓壓力變送器固態測壓儀表壓電效應、壓阻效應、壓磁效應主流。.流量檢測儀表節流型流量計孔板、靶式、動子容積式橢圓齒輪渦輪番量計精度介于上者之間電磁流量計可測含纖維及污物的液體,適用于

13、腐蝕性液體,但導電率不能太小,不能用于油和純水,不能有氣泡漩渦流量計(旋進型和渦街型,渦街為主流.液位檢測儀表浮力式浮子式、翻板式靜壓式電容式超聲波雷達.成分分析儀表熱導式根據氣體導熱系數紅外線根據吸收譜色譜液相色譜,氣相色譜.調理器本節內容復雜,涉及到自動化控制的比較中心的算法部分,以后假設需求單獨作為一個講座。.執行器和防爆柵執行器氣動執行器以緊縮空氣為動力電氣轉換器普通將電流轉換為氣壓閥門定位器將電流信號轉換為閥門位移,含電氣轉換電動執行器.防爆柵防爆的思想構造防爆:將能夠產生危險火花的電路從構造上與爆炸性氣體隔分開來。充油、充氣、充砂、隔爆本安防爆平安火花防爆:把電路在短路、開斷及誤操

14、作等各種形狀下能夠發生的火花都限制在爆炸性氣體的點火能量之下,從爆炸發生的根本緣由上采取措施處理防爆問題。危險現場變送器變送器防爆柵防爆柵電源調理器平安場所控制室.本安儀表本安系統防爆柵:是對送往現場的電壓和電流進展嚴厲限值的單元,可保證在各種形狀下進入現場的電功率都在平安范圍之內。防爆柵只限值瞬時功率,現場設備的L,C都能夠呵斥危險,所以構成平安火花防爆系統的充要條件是:現場儀表與非危險場所之間的電路銜接必需經過防爆柵;在危險現場的儀表必需是本安型的。防爆電纜:國際規范沒有這一說,只限值L,C,習慣上要求顏色區分。.兩種防爆柵 齊納型.隔離型1檢測端防爆柵 .執行端防爆柵電路原理圖 .DCS

15、簡述開展過程分散控制方式:儀表間相距過遠、儀表盤尺寸過大、無法全面了解信息及操作;集中控制方式:危險過于集中,計算機出現缺點時整個消費安裝癱瘓;集散控制方式:控制功能分散、操作管理集中-DCS。集散控制中危險分散的方法:將控制功能分散到多臺計算機上,采取雙重化冗余措施。.集散控制系統的組成.DCS現場控制站概述闡明概述:控制站支持多回路控制,在加強單回路控制器的根底上添加了順序控制功能。特點:反響控制與順序控制由同一CPU支配,容易完成消費現場的工藝組合,可以實現消費全過程的自動化。闡明:補充資料具有一樣功能的技術手段-PLC現場控制站.DCS監控操作站的功能 工程功能-完成系統生成、系統維護、系統測試和系統管理;操作功能-監視、

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