电气自动化 培训课件

电气自动化培训课件第一章电气自动化概述电气自动化的定义与发展趋势现代工业自动化中的应用场景电气自动化是利用电气技术、控制理广泛应用于制造业生产线控制、能源论与计算机技术实现工业生产过程的管理系统、轨道交通信号控制、楼宇自动控制从传统继电器控制到现代自动化等领域,实现设备互联与智能决PLC、DCS系统,技术革新推动产业智策能化升级培训目标与学习路径介绍电气自动化的行业价值智能制造推动产业升级典型行业案例工业

4.0时代,电气自动化是实现智能制造的核心技术通新能源行业轨道交通过设备联网、数据采集与分析,企业可优化生产流程、降低能耗、提升产品质量,在激烈的市场竞争中占据优势地光伏组件生产线自动化控制,风电场地铁信号系统自动控制,列车自动驾位智能监控与调度系统,电池管理系统驶ATO,车站环控与照明智能管理,设备自动化带来效率提升以上30%BMS精确控制充放电过程确保运营安全高效自动化控制系统可24小时不间断运行,减少人为操作误差,装备制造显著提高生产效率据行业统计,实施自动化改造的企业生产效率平均提升30-50%,人工成本降低40%以上第二章电气基础知识:0102电工基础理论回顾常用电气符号与图纸识读掌握电压、电流、电阻、功率等基本概念,熟悉国标GB电气符号体系,掌握主电路、理解欧姆定律、基尔霍夫定律等核心原理控制电路、信号电路的图纸表示方法学了解交流电与直流电的区别,三相电系统的会识读原理图、接线图、布置图等工程图特点与应用场景纸低压电器元件介绍低压电器元件详解接触器结构与工作原理继电器的分类与应用断路器的保护功能与选型接触器由电磁系统、触头系统、灭弧装置和支继电器是自动控制系统中的重要元件,实现信号断路器具备过载保护、短路保护、欠压保护等架组成线圈通电产生电磁力,驱动铁芯吸合,转换与电路保护功能多重功能,是电路安全的第一道防线带动主触头闭合接通主电路电磁继电器:通用型控制继电器选型要点:•主触头用于接通大电流负载时间继电器:实现延时控制

1.额定电流应大于负载电流

1.2-

1.5倍•辅助触头用于控制电路联锁热继电器:电动机过载保护

2.分断能力需满足系统短路容量•常用型号:CJX2系列、LC1-D系列中间继电器:增加触点数量与容量

3.配合上下级保护实现选择性保护低压电器元件爆炸图与工作动画演示3D通过三维结构图与工作原理动画,直观理解低压电器元件的内部构造与动作过程重点观察触头的开合动作、灭弧装置的工作方式、以及各部件之间的机械联动关系建议反复观看动画,结合实物元件加深理解第三章电气控制系统设计基础:控制系统组成与工作流程控制系统由电源、主电路、控制电路、保护装置和执行机构组成输入信号经控制器处理后驱动执行机构,实现自动化控制逻辑典型控制电路分析深入学习点动与连续运行控制、正反转控制、星三角降压启动等经典电路,掌握自锁、互锁、联锁等控制逻辑的实现方法电气图纸绘制规范遵循国家标准绘制规范的电气原理图与接线图,包括图纸幅面、符号使用、线号标注、技术说明等要素,确保工程图纸准确易读电气控制线路设计案例123三相异步电动机正反转控制线路设典型机床电气控制线路解析设计中常见问题及解决方案计以车床为例,分析主电动机、冷却泵电动机、问题1:接触器频繁吸合释放导致触头烧蚀采用两个接触器KM1和KM2分别控制电动刀架快速移动电动机的控制逻辑重点理解解决:增加RC阻容吸收回路抑制浪涌电压机正转和反转通过互锁电路防止两个接触工作循环控制、安全联锁保护、照明与信号问题2:控制回路复杂导致故障排查困难解器同时吸合造成短路设置行程开关实现自指示系统的设计思路决:采用模块化设计,绘制详细的电路图并标动换向控制,热继电器提供过载保护注清晰的线号•电气互锁:KM1常闭触头串入KM2线圈回路•机械互锁:接触器内部机械联锁机构•按钮互锁:正转按钮串入反转接触器线圈回路第四章基础与编程应用:PLC的结构与工作原理PLCPLC可编程逻辑控制器由CPU、存储器、输入输出接口、电源和编程器组成采用循环扫描工作方式:输入采样→程序执行→输出刷新,扫描周期通常为几毫秒到几十毫秒梯形图编程基础梯形图是最常用的PLC编程语言,类似继电器控制电路图,易于电气工程师理解由触点输入条件、线圈输出结果、逻辑指令等元素组成在自动化控制中的优势与应用PLC•可靠性高,抗干扰能力强•编程灵活,易于修改与扩展•接线简单,维护方便•功能强大,可实现复杂控制逻辑编程实战PLC常用指令讲解典型控制程序设计示例调试与故障诊断技巧PLC基本位逻辑指令:案例1:交通信号灯控制在线监控:利用编程软件实时监控程序运行状态,观察输入输出点的通断情况•LDLoad:读取常开触点使用定时器实现红绿黄灯的循环切换,红灯30秒、绿灯25秒、黄灯5秒强制赋值:在调试阶段强制改变输入输出状•LDI:读取常闭触点态,验证程序逻辑正确性•OUT:输出线圈案例2:传送带自动控制分段调试:将复杂程序分解为多个功能块,逐定时器指令:根据料位传感器信号启停传送带,计数器统一调试验证后再整合计传送物料数量,达到设定值自动停止•TON:通电延时定时器故障诊断:检查接线、电源、传感器状态,利案例3:液位自动控制•TOF:断电延时定时器用PLC诊断功能快速定位故障点通过液位传感器检测水箱液位,自动控制进计数器指令:水阀和排水阀,维持液位在设定范围•CTU:加计数器•CTD:减计数器编程软件界面与梯形图示例PLC编程环境介绍梯形图结构解析主流PLC编程软件包括西门子TIA Portal、梯形图由左右两条母线和中间的逻辑电三菱GX Works、欧姆龙CX-路组成程序从上到下、从左到右扫描Programmer等软件界面通常包含项执行每一行称为一个网络或梯级,实现目树、程序编辑区、监控窗口、硬件配一个特定的控制功能置等功能模块合理使用注释说明程序功能,便于后期维梯形图编辑器提供拖拽式编程,支持指令护建议采用模块化编程思想,将复杂功搜索、自动补全、语法检查等功能,大幅能分解为多个子程序提升编程效率第五章变频器与伺服驱动技术:1变频器的工作原理与应用变频器通过改变电源频率来调节电动机转速,实现节能与精确控制工作过程:交流电→整流→直流→逆变→可调频率交流电广泛应用于风机、水泵、传送带等需要调速的场合,节能效果可达30-60%2伺服驱动系统基础伺服系统由伺服电机、驱动器和控制器组成,实现高精度位置、速度和转矩控制具有响应快、精度高、过载能力强等特点常用于数控机床、机器人、自动化生产线等对控制精度要求高的场合3变频器故障诊断与维护常见故障包括过流、过压、过热、通信异常等故障代码显示帮助快速定位问题日常维护包括:清洁散热器、检查接线端子紧固、测量绝缘电阻、更换老化电容等建议每半年进行一次全面检查工业现场总线与网络通信常见工业总线介绍工业以太网在自动化中的应用Modbus工业以太网具有高带宽、远距离传输、易于集成信息化系统等优势,成为智能制造的通信骨干网支持实时数据采集、远程监控、设备诊断等功能最广泛使用的开放式工业协议,简单易用,支持RS485网络通信故障排查方法和TCP/IP通信Profibus物理层检查:检查网线连接、水晶头、交换机端口指示灯状态网络层检查:使用ping命令测试网络连通性,检查IP地址配置西门子主导的现场总线标准,传输速率高,适用于过程协议层检查:确认通信协议参数设置正确,波特率、数据位、校验位等自动化和工厂自动化应用层检查:验证通信程序逻辑,检查报文格式与寄存器地址Ethernet/IP基于工业以太网的通信协议,实时性好,可实现设备级到企业级的无缝连接第六章电气自动化实操案例:工业电气系统安装实训流程从图纸审核开始,熟悉电气原理图、接线图和布置图准备安装工具与材料,包括导线、线槽、端子、标签等按照工艺规范进行元件安装、布线、接线、标号等操作电气控制板接线与调试在控制板上按照接线图安装断路器、接触器、继电器、按钮等元件使用导线将各元件按照电路原理正确连接接线完成后,仔细检查线路,确认无误后通电测试机床电气控制线路安装与故障排除实际安装车床、铣床等机床的电气控制系统模拟常见故障场景,练习使用万用表、钳形表等工具进行故障排查掌握从症状分析到定位故障点、更换元件、恢复运行的完整流程实操案例详解三相异步电动机控制:控制板元件识别与安装接线图识读与布线现场调试与运行监测控制板所需元件清单:识读接线图要点:通电前检查清单:•空气开关QF13P,C16A

1.区分主电路粗线与控制电路细线•目视检查接线是否正确•热继电器FR5-8A可调•万用表测量绝缘电阻

2.理解线号标注规则,如L

1、L

2、L3•交流接触器KMAC220V线圈•确认保护装置整定值表示三相电源•按钮SB1停止,红色、SB2启动,绿色上电调试步骤:

3.找出电源进线、负载出线、控制回•指示灯HL1绿色运行、HL2红色故

1.合上电源开关,观察指示灯路供电障

2.按下启动按钮,检查电动机运转方向布线原则:主电路与控制电路分开走线,元件安装时注意间距,预留接线和散热空间

3.按下停止按钮,验证停机功能强弱电隔离使用合适线径的导线,做使用DIN导轨固定,确保安装牢固好线号标识接线端子压接牢固,多股

4.模拟过载故障,检查热继电器保护动作线使用线鼻子故障诊断与排除技巧常见电气故障类型及表现故障排查流程与工具使用电源故障系统化排查步骤:询问:了解故障发生时间、现象、操作过程缺相、电压不稳、频率偏差表现为设备无法启动或运行不正常观察:检查指示灯、仪表显示、元件外观测量:使用万用表测电压、电流、电阻控制回路故障分析:结合原理图分析故障可能原因排除:更换故障元件或修复线路按钮接触不良、继电器触点粘连、导线断路表现为控制失灵或误动作验证:恢复运行,确认故障彻底解决主电路故障常用工具:•数字万用表:测量电压、电流、电阻、通断接触器主触头烧蚀、电动机绕组短路、电缆老化表现为设备跳闸或无法带载运行•钳形电流表:不断电测量电流•绝缘电阻测试仪:检测电气设备绝缘性能•相序表:检测三相电源相序案例分享典型故障现场分析:案例:某生产线传送带频繁停机,操作人员反映按启动按钮后电动机运行几秒钟就自动停止分析过程:检查发现热继电器频繁动作,初步判断为过载保护进一步测量电动机运行电流偏高,检查传动机构发现轴承卡滞解决方案:更换损坏轴承,清理传动部件,重新润滑后恢复正常经验总结:电气故障排查不能局限于电气部分,要结合机械、工艺等因素综合分析安全操作与规范电气安全基本规范低压电工操作注意事项停电验电:维修前必须切断电源,验电确认无电后方可作•熟悉设备电气原理和操作规程业•使用合格的工具和测量仪表挂牌上锁:在电源开关处挂有人工作,禁止合闸警示牌•严禁带电作业,特殊情况需采取防护措施•注意静电防护,特别是易燃易爆场所个人防护:穿绝缘鞋、戴绝缘手套,使用绝缘工具•工作结束后清理现场,收好工具安全距离:距离带电体保持足够安全距离,10kV设备•定期进行电气安全培训与考核≥

0.7m一人操作一人监护:高压设备操作必须两人进行应急处理与事故预防触电事故处理:

1.立即切断电源或使用绝缘棒挑开电线

2.将触电者移至安全地点

3.检查呼吸心跳,必要时进行心肺复苏

4.拨打120急救电话电气火灾处理:•立即切断电源₂•使用干粉或CO灭火器,严禁用水•疏散人员,报火警119电气自动化项目管理简介123项目需求分析与设计阶段施工图深化与现场施工管理测试、联调及客户交付流程与客户充分沟通,明确项目功能需求、性能指根据设计方案绘制详细的施工图纸,包括平面完成单体设备调试后,进行系统联合调试,验标、预算和工期编制技术方案,进行设备选布置图、接线图、材料清单等组织采购设证各功能模块协调工作编写操作手册与维型与成本估算完成电气原理设计、控制逻备与材料,制定施工计划现场施工过程中严护手册,对客户进行培训项目验收通过后正辑设计、系统配置设计等工作,形成设计文件格按照规范操作,做好质量控制与安全管理式交付,提供质保期内的技术支持服务项目管理贯穿整个生命周期,需要协调技术、商务、施工等多个环节良好的项目管理能力是电气工程师职业发展的重要素质建议学习项目管理知识,掌握甘特图、关键路径法等工具,提升项目执行效率数字化与智能化趋势数字孪生技术在电气自动化中的应用智能控制系统发展方向新能源与绿色制造的电气自动化解决方案数字孪生Digital Twin是物理系统的虚拟映射,人工智能与机器学习技术正在改变传统控制方式实时同步运行数据在电气自动化领域,可用于智能控制器能够自学习、自适应、自优化,根据碳中和目标推动新能源产业快速发展光伏逆变设备状态监测、故障预测、虚拟调试等场景通生产数据动态调整控制策略预测性维护基于设器控制、风电变桨系统、储能电池管理等需要高过仿真优化系统参数,减少现场调试时间,降低试备运行数据预测故障,实现从事后维修到预防维性能的电气自动化技术智能微电网实现多能互错成本护的转变补与优化调度工业节能改造中,变频调速、能效管理系统发挥重要作用典型企业案例分享三菱电机自动化解决方案介绍湖南轨道交通电气控制项目经验兰州石化自动化控制系统实践三菱电机提供从PLC、HMI、伺服、变频长沙地铁4号线信号系统项目,采用基于通兰州石化某炼油装置DCS分散控制系统器到工业机器人的全系列自动化产品在信的列车控制CBTC技术,实现列车自动升级改造项目,替换运行20年的老旧系统某汽车零部件生产线项目中,采用iQ-R系驾驶与精确停车电气控制系统包括牵引新系统采用横河CENTUM VP平台,实现列PLC与CC-Link现场总线构建分布式控供电、环控照明、屏蔽门、自动售检票等温度、压力、流量、液位等参数的精确控制系统,实现多工位协同作业,生产节拍提子系统,通过综合监控平台实现统一管理制项目采用不停车切换方案,在生产运升40%,设备故障率降低60%系统具备项目难点在于多专业协调与接口管理,通行状态下分阶段完成系统更新,确保生产OPC UA接口,无缝对接MES系统,实现生过建立完善的技术标准与测试流程,确保连续性系统投运后,装置自动化率提升产数据的实时采集与分析系统安全可靠运行至95%以上,操作人员减少30%,产品收率提高

1.2%培训总结与学习建议关键知识点回顾实操能力提升路径推荐学习资源与证书考取指导电气基础理论基础实训推荐教材:电路分析、电气元件、图纸识读•《电气控制与PLC应用》电气元件识别、工具使用、基本接线•《自动控制原理》控制系统设计•《现场总线技术及应用》项目实操控制电路、逻辑关系、保护配置在线平台:完整控制系统的设计、安装、调试PLC编程技术•中国大学MOOC自动化课程•工控论坛技术交流综合应用梯形图编程、指令应用、程序调试推荐证书:变频与伺服独立完成实际工程项目,积累经验•低压电工作业证必备•维修电工中/高级调速原理、参数设置、故障处理建议每天投入1-2小时进行编程练习,每周完成一个•PLC工程师认证小项目,持续3-6个月可掌握核心技能工业网络通信总线协议、网络配置、通信调试附录一常用电气元件参数表:接触器型号额定电流线圈电压辅助触点CJX2-09109A AC220V/380V1常开+1常闭CJX2-181018A AC220V/380V1常开+1常闭CJX2-251025A AC220V/380V1常开+1常闭CJX2-321032A AC220V/380V1常开+1常闭继电器参数说明断路器选型指南选型步骤:类型型号示例主要参数

1.确定负载额定电流In中间继电器JZ7-444常开+4常闭

2.断路器额定电流Ie≥

1.1In时间继电器ST3P

0.1-60s可调

3.计算系统短路电流Ik

4.选择分断能力≥Ik的断路器热继电器JR36-

200.1-

0.16A可调

5.确认安装尺寸与辅助功能常用系列:DZ

47、DZ

158、NSX、MT等附录二指令速查表:PLC基本指令功能与用法编程技巧与注意事项合理使用辅助继电器指令功能用法示例将复杂逻辑分解为多个中间步骤,提高程序可读性使用M区辅助继电器存LD读取常开触点LD X0储中间结果LDI读取常闭触点LDI X1注意扫描周期的影响AND与逻辑串联AND X2PLC是循环扫描执行,对于需要立即响应的信号,使用中断功能高速计数、OR或逻辑并联OR X3位置控制等应用需特别注意OUT输出线圈OUT Y0做好程序注释SET置位输出SET Y1每个网络添加功能说明,重要变量标注用途方便后期维护和团队协作RST复位输出RST Y1预留扩展余量TON通电延时定时器TON T0K50I/O点数、程序容量、通信端口等预留20-30%扩展空间,应对未来需求变化CTU加计数器CTU C0K10附录三电气图纸符号大全:常用电气符号图示线路图与原理图区别电气符号是电气工程师的通用语言国标GB/T4728规定了电气设备用图形符号主要类别包括:电气原理图Schematic Diagram:电源符号:交流电源、直流电源、接地•表达电气系统的工作原理和逻辑关系开关符号:刀开关、按钮、行程开关、转换开关•不考虑元件实际位置和接线方式保护装置:熔断器、断路器、热继电器•用于分析电路功能和故障诊断控制元件:接触器、继电器主触点与辅助触点电气接线图Wiring Diagram:电动机符号:三相异步电动机、直流电动机•表达元件实际安装位置和连接方式仪表符号:电压表、电流表、功率表•按照元件布局绘制,便于施工接线•标注线号、端子号、线径等信息工程中通常原理图与接线图配套使用,原理图用于设计分析,接线图用于现场施工互动环节电气控制线路设计练习:设计任务说明典型错误分析练习项目:设计一套输送带自动控制系统1功能要求:缺少互锁保护

1.按下启动按钮,输送带电动机启动运行正转与反转接触器未设置互锁,可能导致短路事故

2.按下停止按钮,输送带停止运行

3.在输送带两端各设置一个限位开关,当物料到达限位位置时,输送带自动停止

24.设置运行时间保护:连续运行超过2小时自动停机,提醒维护

5.具备过载保护、急停保护功能保护整定值选择不当

6.设置运行指示灯和故障指示灯热继电器整定值过大失去保护作用,过小导致误动作设计要求:•绘制电气原理图,标注元件型号3•编写PLC控制程序梯形图•说明控制逻辑和安全联锁措施控制电源选择错误控制回路直接使用380V,存在安全隐患,应使用安全电压现场答疑与讨论完成设计后,小组讨论交流,教师点评指导欢迎提出设计中遇到的问题,共同探讨解决方案互动环节编程实操演示:PLC1编写简单控制程序现场演示:使用编程软件创建新项目,配置PLC硬件型号编写一个交通信号灯控制程序:红灯30秒→绿灯25秒→黄灯5秒循环讲解定时器指令的使用方法,演示如何设置定时时间和触点条件2程序下载与在线监控将编写好的程序下载到PLC中使用在线监控功能,观察程序运行状态实时查看输入输出点的通断状态,定时器当前值的变化讲解如何使用强制功能模拟输入信号进行测试3调试与修改发现问题:黄灯闪烁时间过短,用户体验不佳修改方案:将黄灯时间延长至8秒,同时添加闪烁效果演示在线修改程序的步骤,强调修改前备份的重要性4常见问题解析Q:程序无法下载到PLC A:检查通信电缆连接、COM口设置、PLC型号是否匹配Q:定时器不工作A:确认定时器触发条件是否满足,检查定时器编号是否重复使用Q:如何实现断电保持功能A:使用保持继电器M区特殊范围或将数据写入数据寄存器未来展望电气自动化职业发展路径:技能等级与岗位要求行业发展趋势与新技术工业互联网设备上云、远程运维、大数据分析成为标配掌握IoT平台、云计算技术将大幅提升竞争力初级电工人机协作电气基础知识,简单设备维护协作机器人、AGV、智能仓储系统快速普及电气工程师需要掌握机器人编程与集成技术中级电工控制系统安装调试,故障诊断工业信息安全高级电工/技师网络攻击威胁加剧,工控系统安全防护成为必修课了解防火墙、入侵检测等安全技术系统设计,PLC编程,项目管理持续学习与职业规划建议电气工程师技术广度:不局限于电气专业,学习机械、软件、通信等跨学科知识方案设计,技术攻关,团队领导技术深度:在某一细分领域深耕,成为该领域专家软技能:培养沟通协调、项目管理、团队领导能力国际视野:学习国际标准,关注行业前沿动态终身学习:技术更新快,保持学习热情,定期参加培训课程资源与支持推荐教材与在线课程链接经典教材:•《电气控制与PLC应用技术》-廖常初主编•《工厂电气控制技术》-方承远主编•《可编程控制器原理及应用》-西门子系列在线课程:•中国大学MOOC-《电气控制与PLC》清华大学•网易云课堂-PLC编程从入门到精通•B站-三菱/西门子PLC视频教程软件工具下载与使用指南编程软件请通过官方渠道获取正版:•西门子TIA PortalV17-PLC/HMI编程•三菱GX Works3-FX/Q系列PLC编程•欧姆龙CX-Programmer-CP/CJ系列PLC编程•EPLAN ElectricP8-电气CAD设计软件仿真软件:•Factory IO-虚拟工厂仿真平台•PLCSim-西门子PLC仿真软件技术支持与社区交流平台专业论坛:•工控网gongkong.com-自动化行业门户•电工学习网-电气技术交流平台•PLC技术网-PLC编程学习社区技术支持:•设备厂商技术热线与官方技术论坛•本培训课程学员微信群/QQ群•讲师邮箱答疑工作日48小时内回复建议加入行业交流群,与同行分享经验、解决问题,共同成长开启电气自动化职业新篇章技术与实践并重成就未来持续创新拥抱智能制造时代,,电气自动化技术是现代工业的神经系统,掌握这项技能意味着把握时代脉我们正处于第四次工业革命的浪潮之中人工智能、大数据、云计算等搏从基础的电气原理到先进的PLC编程,从传统的继电器控制到智能化新技术与传统电气自动化深度融合,创造出前所未有的可能性作为电气的工业互联网,每一次技术进步都为从业者创造新的机遇自动化工程师,需要保持开放的心态,不断学习新知识、掌握新技能理论学习是基础,但真正的能力提升来自于实践勇于动手操作,不怕犯错,未来属于那些终身学习、勇于创新的人让我们携手并进,在电气自动化在实践中总结经验每一次故障排除都是技能的提升,每一个项目完成都领域书写属于自己的精彩篇章!是经验的积累谢谢聆听30100+∞培训课程模块实操练习项目职业发展机会从基础到进阶的完整知识体系动手实践巩固理论知识智能制造时代的广阔前景欢迎提问与交流联系方式与后续学习支持如果您对课程内容有任何疑问,或者在实际工作中遇到培训讲师联系方式:技术难题,欢迎随时提问我们将竭诚为您解答,帮助•电子邮件:training@automation-edu.com您更好地掌握电气自动化技术•技术支持热线:400-XXX-XXXX也欢迎分享您的项目经验和学习心得,让我们相互学习、•学员交流群:扫描二维码加入共同进步后续支持:•课程资料永久访问权限•每月线上答疑直播•最新技术资讯推送•就业推荐与职业指导。