《电气控制基础》教学课件

《电气控制基础》教学课件欢迎来到《电气控制基础》课程！本课程旨在为您提供电气控制领域所需的必要知识和技能我们将从电路基础开始，逐步深入到复杂的控制系统设计，让您全面掌握电气控制的核心概念和实际应用希望通过本课程的学习，您能够具备独立分析和解决实际问题的能力，为未来的职业发展奠定坚实的基础课程简介课程定位课程内容教学方法本课程是电气工程及其自动化专业的核课程内容涵盖电气控制的基本概念、常采用理论讲解、实验操作和案例分析相心课程之一，旨在培养学生对电气控制用电气元件、控制电路设计、电机控制结合的教学方法，注重培养学生的实践系统的基本理论、设计方法和应用技术、可编程逻辑控制器（PLC）和变频器能力和创新思维的理解控制等课程目标知识目标技能目标12掌握电气控制的基本理论和方能够独立设计和调试简单的控法，了解常用电气元件的特性制电路，熟练使用PLC和变频和应用，熟悉控制电路的设计器进行控制系统的编程和调试和分析，具备解决实际问题的能力素质目标3培养严谨的科学态度和良好的职业道德，注重团队合作和创新精神，具备终身学习的能力课程大纲第一章基础知识回顾1回顾基本电路知识，包括电压、电流、电阻等概念，以及常用电路定律第二章控制电路基础2介绍控制电路的组成、常用电路图符号和电路图的识读第三章电机控制基础3讲解电机正反转控制、星三角降压启动和电机频率调速控制第四章可编程逻辑控制器4介绍PLC的硬件组成、输入输出接口、指令系统和梯形图编程第五章变频器控制基础5讲解变频器的硬件结构、主要功能、调速原理和常见应用第六章综合实训项目设计6进行综合实训项目设计，巩固所学知识，提高实践能力基础知识回顾电压电流电阻电压是衡量电场力对电电流是电荷定向移动形电阻是导体对电流的阻荷做功的物理量，单位成的，单位是安培（A碍作用，单位是欧姆（是伏特（V））Ω）基本电路知识欧姆定律基尔霍夫定律电压等于电流乘以电阻，即V=包括基尔霍夫电流定律（KCL）IR和基尔霍夫电压定律（KVL）串并联电路串联电路中电流相等，并联电路中电压相等电压电流表的使用电压表电压表并联在电路中，测量两点之间的电压电流表电流表串联在电路中，测量通过某点的电流注意事项选择合适的量程，注意正负极性，避免损坏仪表常见电气元件接触器继电器时间继电器用于控制电路的通断，实现远程控制用于实现电路的自动控制和保护用于延时控制，实现定时功能电气元件的选型额定电压额定电流1选择与电路电压相匹配的元件选择能承受电路最大电流的元件2环境条件4工作频率3考虑温度、湿度等环境因素选择与电路频率相匹配的元件控制电路基础电源1控制元件2执行元件3保护元件4控制电路通常由电源、控制元件、执行元件和保护元件组成电源提供能量，控制元件实现控制逻辑，执行元件完成动作，保护元件防止过载和短路常见电路图符号掌握常见电路图符号是识读电路图的基础这些符号代表了各种电气元件，如电阻、电容、电感、二极管等电路图的识读识别元件根据符号识别电路中的各种元件分析连接分析元件之间的连接方式，如串联、并联等理解功能理解电路的整体功能和工作原理控制电路的组成主电路控制电路主电路是为执行元件提供能量的电路，通常包括电源、开关、保控制电路是控制主电路工作的电路，通常包括控制按钮、继电器护元件和执行元件、接触器等接触器的工作原理线圈通电接触器线圈通电，产生电磁力衔铁吸合电磁力吸引衔铁，带动触点动作触点闭合常开触点闭合，常闭触点断开，实现电路的通断继电器的工作原理线圈通电1继电器线圈通电，产生电磁力衔铁吸合2电磁力吸引衔铁，带动触点动作触点转换3常开触点闭合，常闭触点断开，实现电路的转换时间继电器的应用延时启动定时控制在电路启动后，延时一段时间再按照设定的时间间隔，自动控制执行动作电路的通断顺序控制按照设定的顺序，依次控制多个电路的动作电磁继电器的故障检修线圈断路触点接触不良机械卡死使用万用表测量线圈电阻，判断是否断检查触点表面是否有氧化物或污垢，进检查衔铁是否能自由动作，进行润滑或路行清洁更换自保持电路的设计按下启动按钮按下启动按钮，电路接通，执行元件开始工作自锁触点闭合执行元件的自锁触点闭合，保持电路接通松开启动按钮松开启动按钮，电路仍保持接通状态按下停止按钮按下停止按钮，电路断开，执行元件停止工作自锁电路的应用电机控制照明控制水泵控制用于电机的启动和停止用于照明系统的开关控用于水泵的启停控制，控制，保证电机稳定运制，实现远程控制和自保证供水系统的正常运行动控制行正反转电路的设计互锁保护1正转控制2反转控制3正反转电路通过控制两个接触器的动作，实现电机的正转和反转为了防止短路，需要设置互锁保护星三角降压启动电路延时切换2延时一段时间后，切换到三角形连接星型启动1电机以星型连接启动，降低启动电流三角形运行电机以三角形连接正常运行3正反转电路故障处理电机无法启动电机只能单向转动检查电源、接触器和电机线路是检查接触器是否损坏，互锁电路否正常是否正常电机启动后立即停止检查过载保护是否动作，线路是否有短路电动机控制基础启动方式调速方式保护方式包括直接启动、降压启动和软启动等包括变频调速、变极调速和绕线转子调包括过载保护、短路保护和欠压保护等速等电机正反转控制选择转向通过按钮或开关选择电机的正转或反转启动电机按下启动按钮，启动电机并保持运行停止电机按下停止按钮，停止电机运行电机星三角降压启动星型启动1电机以星型连接启动，降低启动电流延时切换2延时一段时间后，自动切换到三角形连接三角形运行3电机以三角形连接正常运行电机频率调速控制变频器调速优点通过改变电源频率，调节电机的调速范围广，精度高，节能效果转速好应用广泛应用于风机、水泵、压缩机等设备电机过载保护电路热继电器作用当电机过载时，热继电器动作，断开控制电路，停止电机运行防止电机因过载而损坏，延长电机的使用寿命常用电机控制实例输送带控制电梯控制起重机控制控制输送带的启动、停控制电梯的升降、停止控制起重机的升降、旋止和速度调节和楼层选择转和行走可编程逻辑控制器软件12CPU存储器3模块4I/O电源5可编程逻辑控制器（PLC）是一种用于工业自动化控制的计算机，它通过编程实现各种控制逻辑的硬件组成PLCCPU中央处理器，负责执行程序和控制系统存储器用于存储程序和数据模块I/O输入输出模块，用于连接外部设备电源为PLC提供电源的输入输出接口PLC输入接口输出接口用于接收外部设备的信号，如按钮、传感器等用于控制外部设备，如继电器、接触器等指令系统基础PLC逻辑指令用于实现逻辑运算，如与、或、非等定时器指令用于实现定时功能计数器指令用于实现计数功能比较指令用于实现数值比较梯形图编程基础输入元件1表示输入信号的状态输出元件2表示输出信号的状态线圈3表示逻辑运算的结果顺序控制程序设计状态转移图编程步骤用于描述系统的状态和状态之间根据状态转移图编写PLC程序的转移调试进行程序调试，确保系统按照预定的顺序运行定时和计数程序设计定时器计数器设置定时器的时间和触发条件，实现定时控制设置计数器的计数值和触发条件，实现计数控制逻辑控制程序设计与逻辑所有条件都满足时，输出信号才有效或逻辑只要有一个条件满足，输出信号就有效非逻辑输入信号无效时，输出信号才有效选择性分支控制判断条件1根据不同的条件，选择不同的分支执行分支选择2选择满足条件的分支，执行相应的程序段结束3执行完分支后，程序继续执行后续代码组合逻辑控制程序程序设计应用将多个逻辑运算组合在一起，实现复杂的控制逻辑应用于各种复杂的控制系统，如自动化生产线等变频器控制基础变频器应用通过改变电源频率，调节电机的转速广泛应用于风机、水泵、压缩机等设备变频器的硬件结构整流器将交流电转换为直流电滤波器滤除直流电中的杂波逆变器将直流电转换为可调频率的交流电变频器的主要功能调速1通过改变频率调节电机转速保护2提供过流、过压、欠压等保护功能控制3实现电机的启动、停止、正反转等控制变频器的调速原理频率电压电机的转速与电源频率成正比通过调节电压，保证电机在不同频率下都能正常运行变频器的常见应用风机水泵压缩机调节风机的转速，实现节能控制调节水泵的流量，实现恒压供水调节压缩机的转速，实现节能控制变频器的故障处理过流检查电机负载是否过重，线路是否有短路过压检查电源电压是否过高，制动电阻是否正常欠压检查电源电压是否过低，输入线路是否正常综合实训项目设计需求分析1明确控制系统的功能和性能要求方案设计2选择合适的控制方案和电气元件电路设计3绘制电路图，确定元件参数程序编写4编写PLC程序，实现控制逻辑调试5进行系统调试，确保满足设计要求课程小结与展望通过本课程的学习，我们掌握了电气控制的基本理论和技能，了解了常用电气元件的特性和应用，熟悉了控制电路的设计和分析，能够独立设计和调试简单的控制电路，熟练使用PLC和变频器进行控制系统的编程和调试希望大家在未来的学习和工作中，不断探索电气控制的新技术和新应用，为工业自动化的发展做出贡献。