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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力拖动,&,自动控制,1,目 录,一 电力拖动,二 常见电器元件,三 泵与风机,四 自动控制基础,2,1,电力拖动,电力拖动是以电能为动力、以电动机为原动机拖动机械做功的一种作业方式。,电力拖动又称电动机拖动、电气拖动或电力传动。,控制装置,电动机,传递机构,工作机械,电力拖动系统构成示意图,电源,3,1.1,电机的额定参数,通常包括：,型号、功率、频率、电压、电流、转速、绝缘等级、防护等级、接法,等。,4,1.2,电动机的分类,我们常见的是,交流异步笼型电动机,。,他励式直流电动机,并励式直流电动机,串励式直流电动机,复励式直流电动机,凸极式电动机,隐极式电动机,笼型电动机,绕线型电动机,自励式,他励式,直流电动机,同步电动机,异步电动机,交流电动机,驱动电动机,驱动电动机的分类,5,1.3,转速,磁极对数,p,；,电源频率,f,；,电动机的转差率,s,。,同步转速（磁场旋转速度）,n0,左图中的电机极对数是多少？,6,1.4,鼠笼式异步电动机的异步电机,1.4.1,构造,由定子（固定部分）和转子（转动部分）两个基本部分组成。,V,2,V,1,W,2,U,2,U,1,W,1,7,1.4.2,三相异步电动机的工作原理,电生磁,磁生电,电磁感应,定子作用,：产生旋转磁场，并从电网吸收电能。,转子作用,：产生电磁转矩，并输出机械能。,8,大家有疑问的，可以询问和交流,可以互相讨论下，但要小声点,9,1.4.3,启动,小容量,20,30kW,以下的异步电动机一般都,采用直接,启动,大容量,20,30kW,以上的异步电动机一般都,采用降压,启动,Y-,启动是一种降压启动方式,Y-,启动：,启动电流仅为直接启动的,1/3,10,Y-,启动电路特征：,3,只接触器,主接触器,接触器,Y,接触器,电源空开,11,2,常见电器元件,2.1,按钮,手动切换电器，常用于接通和断开控制电路。,常开触点,常闭触点,12,13,2.2,接触器,是一种利用电磁铁的电磁吸力来操作的电磁开关。,作用,：用于需频繁接通和分断带有负荷的电路。,图形符号：,线圈,KM,常开主触点,KM,常闭辅助触点,KM,常开辅助触点,KM,14,15,2.3,继电器,一般包括,：,1,）,中间继电器,：用于增加控制电路中的信号数量或信号强度的一种继电器。,2,）,时间继电器,：当加入,(,或去掉,),输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化,(,或触头动作,),的一种继电器。,3,）,热继电器,：利用输入电流所产生的热效应能够做出相应动作的一种继电器。,16,2.4,电子式电能表,作用：计量电能，并输出与电能成正比的脉冲。,17,2.5,熔断器,也叫保险丝。,作用：当电流超过规定值时，自身熔断以断开电路的一种电器,18,2.6,空气断路器,也叫,空开,。,作用,：在电路中作接通、分断用。,19,2.7,电流互感器,作用：将大电流变成小电流，用于量测或保护系统的电器器件。,浇注式,塑壳式,20,2.8,电抗器,输入电抗器作用,：抑制变频器高次谐波对电源影响。,输入电抗器,输出电抗器作用,：延长变频器的有效传输距离。,输出电抗器,直流电抗器作用,：平滑直流电流。,直流电抗器,21,2.9 Y-,启动电路与器件,22,3,泵与风机,液体输送机械,泵。,气体输送机械,风机。,23,3.1,水泵的额定参数,通常包括：,型号、配用功率、流量、扬程、转速,等。,24,3.2,泵的分类,泵,叶片式泵,容积式泵,离心式,轴流式,贯流式,往复式,回转式,其它类型,真空泵,射流泵,旋涡泵,25,3.3,泵和风机的,相似定律,n,、,n,分别为改变前后的转速，,r/min,；,G,、,G,分别为转速改变前后的流量，,m,3,/s,；,H,、,H,分别为转速改变前后的扬程或风压，,mH,2,O,或,Pa,；,26,3.4,主要性能参数,（,1,）流量,单位时间内泵所输送的液体体积。单位为,m,3,/h,或,L/s,。,1L/s=60 L/min=0.06 m,3,/min=3.6 m,3,/h,。,（,2,）扬程,扬程又称为泵的压头，指单位重量液体经泵所获得的能量，用所输送的液体的液柱高度表示，单位为,m,液柱,。,1 kgf/cm,2,=0.098 MPa=10 m H,2,O,。,工程上，常称谓的压力单位：,1,兆帕,=10,公斤（巴）,=100,米,1 atm =0.101325 MPa=101.325 kPa =1.033 kgf/cm,2,（,bar,，巴）,=10.33 mH,2,O=760 mmHg,27,3.5,泵的流量调节,1,）改变管路特性曲线,在保持泵转速不变的情况下，调节管路阀门开度,(,节流,),，改变管路性能曲线,H*G=?,M,1,M,M,2,G,M1,G,M,G,M,2,G,或,G,e,H,或,H,e,H,-,G,1,2,阀门的开度调节,He,-,Ge,28,2,）改变泵的转速,若把泵的转速由,n,提高到,n,1,时，泵的特性曲线就上移到,n,1,位置，工作点由,M,移到,M1,，流量和压头都相应加大。,H*G=?,H,或,H,e,H,-,G,H,e,-,G,e,M1,M,M2,G,或,G,e,n,1,n,n,2,泵的转速调节,29,3.6,流体流动类型,分为：,1,）,层流（或滞流）,2,）,湍流（或紊流）,30,4,自动控制基础,自动控制的作用：不需要人的直接参与，而使某些物理量按照指定的规律变化。,31,内容：,过程控制目的,过程控制定义,过程控制与运动控制的关系,过程控制系统组成,过程控制系统框图,过程控制常用术语,过程控制分类,4.1,过程控制,32,4.1.1,过程控制目的,抑制外界扰动的影响；确保过程的稳定性；使生产过程的工况最优化,。从而达到：,保证产品质量；,提高产品产量；,节能降耗；,实现安全运行；,改善劳动条件；,保护环境卫生；,提高管理水平等,。,33,4.1.2,过程控制定义,一般工业生产过程中自动控制系统的,被控变量,有,温度,压力,流量,液位,成份等。,34,4.1.3,过程控制与运动控制的关系,自动控制专业课包括：,过程控制,运动控制,过程控制研究冶金、化工、石油、电力等工业过程中的温度、压力、流量、液位、成份等的控制。,运动控制研究速度、位置控制，如航天、机器人等。,35,4.1.4,过程控制系统组成,过程控制系统组成,：,被控过程（,Process,）,过程检测控制仪表（,Instrumentation,）,被控过程是指运行中的多种多样的工艺生产设备,；,过程检测控制仪表包括：,测量变送元件（,Measurement,）,控制器（,Controller,）,执行机构（,Control Element,）,36,4.1.5,过程控制系统框图,37,4.1.6,过程控制常用术语,被控过程（,Process),：工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。,被控参数（,Controlled Variable),：被控过程内要求保持设定数值的工艺参数。,控制参数（,Manipulating Variable),：受控制器操纵的，使被控参数保持设定值的物料量或能量。,扰动量（,Interference),：作用于被控过程并引起被控参数变化的因素。,38,4.1.7,过程控制常用术语,设定值（,Set Point:SP),：被控参数的预定值。,当前值（,Present Value:PV),：被控参数的当前实际值。,偏差（,Error),：被控参数的设定值与当前实际值之差。,39,几个,常用,字母代号,：,F,（,Flow,）：流量,L,（,Level,）：物位,P,（,Pressure,）：压力,T,（,Temperature,）：温度,W,（,Weight,）：重量,40,4.1.8,过程控制系统的分类,按系统的结构特点来分,反馈控制系统,前馈控制系统,复合控制系统（前馈,-,反馈控制系统）,按给定值信号的特点来分,定值控制系统,随动控制系统,顺序控制系统,41,1,）反馈控制系统,又称为闭环控制系统,根据系统被控量与给定值的偏差进行工作，,偏差值是控制的依据，最后达到减小或消除偏差的目的,反馈信号可能有多个，从而可以构成多回路控制系统（如串级控制系统）。,42,2,）前馈控制系统,也称为开环控制系统,根据扰动量的大小进行工作,扰动是控制的依据,在实际生产中不能单独采用。,43,3,）复合控制系统（前馈,-,反馈控制系统）,44,4,）定值控制系统,定值控制系统是工业生产过程中应用最多的一种过程控制系统。,在运行时，系统被控量（温度、压力、流量、液位、成份等）的给定值是固定不变的。,有时在规定的小范围附近不变。,45,5,）随动控制系统,随动控制系统是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。,它的主要作用是克服一切扰动，使被控量随时跟踪给定值。,46,6,）顺序控制系统,顺序控制系统是被控量的给定量按预定的时间程序来变化的控制系统。,47,4.2,计算机控制系统的软硬件,计算机控制系统,硬件,软件,48,4.2.1,硬件组成,主机,外部设备,过程输入输出设备,人机联系设备,通信网络设备,49,4.2.2,软件组成,系统软件,系统软件,应用软件,数据结构,操作系统,数据库系统,通信网络软件,诊断程序,汇编语言,高级算法语言,控制语言,50,应用软件,过程输入程序,控制程序,过程输出程序,人,-,机接口程序,打印显示程序和各个公共子程序,核心,：,控制程序,51,4.3,计算机控制系统的输入输出,模拟量不能直接送给计算机进行处理和控制,实现模拟量与数字量之间转换的装置,模数（,A/D,）或数模,(D/A),转换器,还包括开关量输入、输出和脉冲计数器、脉冲输出等,52,1,）模拟量输入,-A/D,转换,主要指标,精度,转换时间,分辨率,精度,绝对误差,相对误差,实际模拟量输入值与理论值之差,绝对误差与理论值之比,相对误差以百分比表示，数值越小表示计量的精度越高,53,转换时间,A/D,转换器完成一次转换所需时间,分辨率,A/D,转换器对微小输入量变化的敏感程度,二进制数的末位变化,1,所需的最小输入电压对满量程值之比,54,一个开或关状态的信号输入给计算机。,2,）,开关量输入,3,）脉冲计数器,4,）模拟量输出,-D/A,转换,输入通道设置脉冲计数器，专门接收指定来源的脉冲信息，进行计数,55,5,）开关量输出,计算机及其输出通道设备向控制系统提供的一种继电器接点的闭合动作,。,6,）脉冲量输出,56,空调负荷,三相电源,50Hz,050Hz,fn Q,Q,T01,T02,空调负荷,W=Q,（,T02,T01)=QT,以,T,表征空调负荷的变化,f,控制原理,：气候变化引起,W,变化时，,T,相应变化，,PLC,检测,T,变化时，经过调节计算输出,f,，调整电机水泵,n,，从而改变,Q,。,系统反应,：,Q,变化，从而改变,T,至目标值,4.3.1,以,PLC,构建 冷冻水温差控制方案,57,常见,PLC,厂商,西门子,施耐德,罗克韦尔,三菱,欧姆龙,台达,58,空调负荷,三相电源,50Hz,050Hz,fn Q,Q,T01,T02,f,4.3.2,以,BA,产品构建 冷冻水温差控制方案,BLN1,Insight,工作站,MBC,100,个,BLN2,RS485,作用,：气候变化引起,W,变化时，控制系统自动调整,Q,相应变化，以使,T,保持不变。,59,常见,BA,厂商,西门子,霍尼韦尔,江森自控,60,西门子,BA,产品,MBC,的输入,/,输出模块,模拟输入（,AI,）,温度,电阻,数字信号,输出电源频率,0-10V,数字信号,压力,4-20mA,数字信号,典型模拟量输入信号,：温度、压力、流量、频率。,61,数字输入（,DI,）,触点状态,高,/,低电平,数字信号,典型数字量输入信号,：器件触点的开,/,合。,62,MBC,的输出点模块,模拟输出（,AO,）,频率给定,0-10V,数字信号,阀位给定,4-20mA,数字信号,典型模拟量输出信号,：变频器频率给定；调节阀阀位给定。,63,数字输出（,DO,）,通断指令,AC220V,数字信号,线圈,KM,典型数字量输出信号,：器件的通,/,断指令。,64,4.4,控制点表图,PLC/BA,构成的控制系统，常以输入输出,点数,来核算价格。,65,谢 谢！,66,