绪论

一、电气控制技术的发展概况

电气控制技术是随着科学技术的不断发展及生产机械对其生产工艺不断提出新的要求而得到飞速发展的。从最早的手动控制发展到自动控制，从简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有触点的硬接线继电器-接触器控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。随着新的电气元件的不断出现及计算机技术的迅猛发展，电气控制技术仍在持续发展中。现代电气控制技术是计算机技术、自动控制技术、电子技术、精密测量技术等先进科学技术的集大成者。

生产过程中的电气控制技术，其主要控制对象是电动机或执行电器。电动机对生产机械的拖动方式，在早期由一台电动机拖动多台设备，或者一台机床的多个动作由一台电动机拖动，称为集中拖动。随着生产机械功能的增多，结构更加复杂，为了简化机械传动机构，更好地满足设备各部分对拖动电动机机械特性的不同要求，发展成为一台机械的几个运动部件分别由不同的电动机拖动，称为多电机拖动。此时，生产机械的电气控制系统不但可对多台电动机的启动、制动、反转、调速、停车等进行控制，还具有各台电动机间相互协调、联锁、顺序切换、显示工作状态的功能。对于生产过程比较复杂的系统，亦能对各种工艺参数如温度、压力、流量、速度、时间等进行自动测量和自动调节，构成了功能完善的电气自动化系统。

在电力拖动的控制方式方面，早期的自动控制系统是由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成的继电器-接触器控制系统。这种控制系统的输入、输出信号只有通和断两种状态，因而这种控制是断续的，不能反映连续变化的信号，所以又称为断续控制系统。该系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰强等优点。其缺点是采用固定的接线形式，在生产工艺改变时，可能要增、减电气元件并重新布线，控制的灵活性较差；另外，系统为有触点控制，元器件动作频率低，触点易损坏，系统可靠性不高。

机械加工行业为了提高生产率，采用自动生产线加工不同的零部件，生产线承担的加工对象不同，其控制程序就需要改变，使生产线的机械设备按新的工艺流程运行。继电器-接触器控制系统由于采用固定接线，很难适应这个要求。用软件手段来实现各种控制功能，以微处理器为核心的新型工业控制器——可编程控制器（PLC）在20世纪70年代便应运而生。它把计算机的完备功能、灵活性、通用性好等优点和继电器-接触器控制系统的操作简便、价格低、简单易学等优点结合起来，是一种适应工业环境需要的通用控制装置；并且采用以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使编程方法和程序输入方法简化，即使不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术。现在PLC已作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制，由最初的以逻辑控制为主发展到能进行模拟量控制，具有数字运算、数据处理和通信连网等功能，它已成为电气控制系统中应用最为广泛的控制装置。

20世纪70年代以来，电气控制相继出现了直接数字控制系统（DDC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、智能机器人、集散控制系统（DCS）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、现场总线控制系统等多项高新技术，形成了从产品设计、制造到生产管理智能化的完整体系，将电气自动化技术推进到更高的水平。

二、本课程的性质和任务

本课程是一门实用性很强的专业课，主要内容是以电动机或执行电器为控制对象，介绍继电器-接触器控制系统的工作原理，典型机械的电气控制电路及电气控制系统的设计方法。虽然继电器-接触器控制系统简单、功能单一，但从我国目前的国情看，该系统仍然是机械设备和小型生产机械最常用的电气控制方式。而且低压电器正在向小型化、长寿命发展，出现了功能多样的电子式电器，使继电器-接触器控制系统性能不断提高，因此它在今后的电气控制技术中仍然占有相当重要的地位。此外，尽管可编程控制器取代了继电器，但它所取代的主要是逻辑控制部分，而电气控制系统中的信号采集和驱动输出部分仍要由电气元件及控制电路来完成，因此，掌握继电器-接触器控制技术也是学习和掌握可编程序控制器应用技术所必需的基础知识。

本课程的基本任务为：

（1）熟悉常用控制电器的结构、原理、用途，具有合理选择、使用主要控制电器的能力。

（2）掌握继电器-接触器控制系统的基本控制环节，具备阅读和分析电气控制电路工作原理的能力。

（3）熟悉典型设备的电气控制系统，具有从事电气设备安装、调试、维护和管理的能力。

（4）初步掌握设计和改进一般机械设备电气控制电路的基本能力。