电气控制与PLC应用 课件 01- 绪论

第1章绪论1.4电气控制的结构与组成1.5课程的性质与内容1.3电气控制在船舶工业中的应用与发展1.1电气控制的基本概念1.2电气控制的历史与发展1.1电气控制的基本概念电气控制的基本概念电器与电气是两个不同概念：电器：指具体的电工设备（如继电器、开关等），用于电路控制、保护等操作。电气：指涉及电能生产、传输、使用的整个学科领域以电动机为主要控制对象实现生产自动化由低压电器组成控制系统主要功能：自动控制、保护、监测电气控制技术：1.2电气控制的历史与发展电气控制的历史与发展‌1.早期拖动方式‌2.继电接触器控制3.可编程序控制器（PLC）的诞生4.电气控制技术的发展趋势19世纪末-20世纪初：集中拖动，一个车间用一台蒸汽机或电动机提供动力，通过复杂传动机构分配，不能满足自动控制需求。20世纪30年代：发展为分散拖动，各运动部件用不同电动机拖动，简化传动机构，提高传动效率，利于自动控制。电气控制的历史与发展‌1.早期拖动方式‌2.继电接触器控制3.可编程序控制器（PLC）的诞生4.电气控制技术的发展趋势20世纪20-30年代出现，由继电器、接触器等组成，通过电气连接线连接，实现电动机控制，保证生产工艺要求。优点：电路简单、设计安装方便、维护容易、价格低廉、抗干扰能力强。缺点：固定接线，灵活性差；元器件多，可靠性差；通用性差。电气控制的历史与发展‌1.早期拖动方式‌2.继电接触器控制3.可编程序控制器（PLC）的诞生4.电气控制技术的发展趋势20世纪60年代末，美国通用汽车公司招标，提出10项技术要求。1969年，美国莫迪康公司研制出PLC，在通用汽车公司试用成功，开创电气控制新时代。PLC结合继电接触器与计算机优点，成为工业控制计算机，广泛应用于各行业，推动工厂自动控制技术飞跃。电气控制的历史与发展‌1.早期拖动方式‌2.继电接触器控制3.可编程序控制器（PLC）的诞生4.电气控制技术的发展趋势从手动到自动、简单到智能、硬接线到软件控制、单机到网络控制发展。应用计算机、自动控制等多种先进技术，低压电器朝高性能、智能化、网络化方向发展。引入新技术，实现参数自动控制、集中管理，基于网络的电气控制实现异地控制和信息化。现场总线技术使低压电器具有智能化和网络通信功能，成为电气技术发展方向。电气控制技术朝集成化、智能化、网络化、信息化方向发展，广泛应用于各行各业。1.3电气控制在船舶工业中的

应用与发展电气控制在船舶工业中的应用与发展系统控制：管理推进/电站/舵机等关键系统智能监控：集成传感器与网络技术实现设备实时监测‌核心应用电气控制在船舶工业中的应用与发展从传统继电器到PLC控制结合物联网/AI实现船舶智能化国际e-Navigation标准推进‌技术发展电气控制在船舶工业中的应用与发展中日韩欧竞相发展智能船舶中国已发布首部《智能船舶规范》自主研发出首艘智能散货船‌行业现状电气控制在船舶工业中的应用与发展全电推/自动驾驶船舶数字孪生技术应用零排放环保解决方案未来趋势1.4电气控制的结构与组成电气控制的结构与组成电气控制系统由信号输入、控制单元和执行输出三个部分组成,如图1-1所示。图1-1电气控制系统结构1.4.1信号输入信号输入部分由各种输入器件组成,这些输入器件收集并保存被控对象实际运行所需的数据和信息。这些数据和信息包括被控对象上的各种参数信息(压力、温度、流量、速度及位置等),各种控制信息(启动、停止及调速等)。1.4.2控制单元控制单元作为电气控制系统的核心，负责处理输入信息并执行控制功能。在继电接触器系统中，控制单元由继电器组成，通过固定接线实现控制逻辑，功能一旦设定便难以更改。而在PLC系统中，控制逻辑可编程存储，功能变更只需修改程序，极大提升了灵活性和应用范围，这是其与继电接触器系统的关键区别。1.4.3执行输出执行输出部分是对需要控制的对象或设备提供实际的控制信号。电气控制系统将输入信号经过控制单元处理后,再将控制信息输出,即转换成控制对象所需的物理信号,最终完成电气控制系统的功能,如电动机的启动停止、正反转,阀门的开关,工作台的移动、升降等。1.5课程的性质与内容课程的性质与内容本课程是自动化专业、电气工程专业必修的专业课,在专业领域里,对于提高学生工程实践的能力、培强分析问题和解决问题的能力具有重要作用。核心内容包含：‌一、继电接触器电气控制(1)常用低压电器类型、工作原理以及选型。(2)电气控制系统图纸类型,画图工具。(3)继电接触器电气控制系统的基本控制电路。(4)典型船舶机械设备电气控制电路分析。‌二、PLC电气控制系统(1)PLC的工作原理。(2)S7-1200PLC的硬件选型。(3)S7-1200PLC的软件编程。(4)S7-1200PLC控制系统设计实例。课程价值‌：继电接触器控制作为现代技术基础，因其结构简单、成本低廉，仍在小型系统及信号采集/驱动环节广泛应用，与PLC技术形成互补，共同构成电气工程师必备技能体系。课程的性质与内容本课程是自动化专业、电气工程专业必修的专业课,在专业领域里,对于提高学生工程实践的能力、培强分析问题和解决问题的能力具有重要作用。核心内容包含：‌一、继电接触器电气控制(1)常用低压电器类型、工作原理以及选型。(2)电气控制系统图纸类型,画图工具。(3)继电接触器电气控制系统的基本控制电路。(4)典型船舶机械设备电气控制电路分析。‌二、PLC电气控制系统(1)PLC的工作原理。(2)S7-1200PLC的硬件选型。(3)S7-1200PLC的软件编程。(4)S7-1200PLC控制系统设计实例。课程价值‌：继电接触器控制作为现代技术基础，因其结构简单、成本低廉，仍在小型系统及信号采集/驱动环节广泛应用，与PLC技术形成互补，共同构成电气工程师必备技能体系。一、继电接触器电气控制‌基础概念‌：以三相电机手动直接控制为例，说明主电路与控制电路构成，指出直接控制的局限性。‌自动控制原理‌：通过增加接触器、热继电器等元件实现启停自动控制，引入元件交互索引与图纸分区概念。‌工程实践要求‌：强调原理图需配套元器件选型表、布置图与接线图，形成完整技术文档。‌二、PLC电