电控基础知识-upload汇编

1、电控基础知识介绍开课时间：2015年4月17日开课地点：C3栋教育训练3室面对对象：自动化同仁主 讲 人：賀慶超课程时间：1.5H-2H9/21/20221课程主要内容设备主要构成方式常用电气元件与选型方法介绍9/21/20222自动化设备主要构成方式1.主要执行元件：马达，气缸2.主要执行机构：链条，皮带，凸轮，丝杆，放料，棘轮，风机，水泵，同步带，线型模组，机械手，搬运，翻转，压入，夹爪，定位，推出，挡料，夹紧，裁切，抬料 等等3.主要监控元件：HMI(人机)，显示器，指示灯等4.主要控制元件：PLC，单片机，硬件电路系统，NC系统，robot等5.常用检测元器件：CCD，接触式与非接触式

2、探头，点激光，线激光，条码扫描仪，二维码扫描仪9/21/20223常用电气元件介绍非控制器件控制器件按钮&开关类开关电源变压器滤波器保险座/丝继电器接触器&热继电器传感器温控器&加热棒电磁阀马达&驱动器单片机控制系统PLC控制系统HMI9/21/20224非控制器件介绍1.压线端子-有Y型和O型两种，实际大小依螺丝径而有不同，承受电流也不一样。2.短接片-常用的是两pin短接片，承受电流约10A。3.导线- 导线径决定导线的电流大小。另外，依工作场合不一样，需要用到特殊线材，如耐折弯线，屏蔽线和耐高温线。比如：坦克链或经常折的地方需要耐折弯线；烤箱等高温加热场合需要使用耐高温线；需要避开强电干

3、扰的地方需要使用屏蔽线。常用导线品牌：昆山长江线缆，南亚线缆，上海易初线缆，联嘉祥线缆等9/21/20225控制器件介绍-按钮&开关类功能：按钮是用于操作者操作设备的主要部件，可以控制设备的启动，停止，故障复位，急停，手自动切换等等，且可以通过按钮自带指示灯来显示设备的状态。开关依规格不一，功能也不一样。设备运转状态包括：运行中，可运行，报警等设备常用按钮&开关名称及用途启动(绿色)：用于开始设备的运行，许多设备配双启动按钮以保护操作者安全停止(红色)：用于设备停止运行复位(黄色)：用于复位设备的故障或程序指定的复位功能急停(旋转复位型)：用于设备的紧急停止手自动(切换开关)：用于切换手动与自

4、动状态，有两位和三位的型号寸动(白色)：用于执行设备的点动，即按下运行，松开停止微动开关：用于检测被检物体是否到位的小行程开关，呈弹簧片结构行程开关：用于控制机械设备的行程及限位保护扭子开关：又称摇头开关，它的名字得来于它在使用时总是扭来扭去的。 脚踏开关：用脚踩来触发的开关，用于坐着工作的操作者启动机器。液位开关：用于检测液位高度的开关，通常为浮球型温度开关：用于检测温度高低，通常会用当前温度与设定温度比较，高于或低于设定温度即给出信号9/21/20226控制器件介绍-按钮&开关类常用品牌：TAYEE,TEND开孔尺寸：TAYEE主要有16和22两种，TEND主要为16(单位mm)选型要点：

5、依照自己需要应用的场合，确认所选按钮是否需要带灯，而且所带的灯需要的是DC24V还是AC220V。在人机控制面板上所需按钮较多时，建议选用16规格。TAYEE按钮或开关可以与TAYEE按钮盒配套使用，按钮盒常用的有单孔，3孔，4孔，安装时考虑到按钮尾部是单层还是双层，对于单孔按钮盒比较矮，只能安装单层按钮或开关，敬请注意！TAYEE开孔尺寸与开孔形状建议如图所示：9/21/20227各种常见开关图形返回9/21/20228控制器件介绍-开关电源功能：又叫电源供应器，用于将交流电转换为稳定输出的直流电源的器件。常用品牌：明伟(MW),山胜(因品质不好，目前不常用)MW开关电源简介：常用有DC24

6、V，DC5V，DC12V输出等；型号距离举例： S-100-24，D-60型号说明：S/D单源或双源输出，100/60输出总功率，24-输出电压规格型号中S和D的含义：S-表示单源输出，也就是只能输出单一的电压规格电源，如24V或者5V，或者12V等，Single的简写；D-表示双源输出，也就是可以输出两种不同的电压规格，如24V和5V同时输出，Double的缩写。9/21/20229控制器件介绍-开关电源输出功率：输出功率表示输出电压的总功率，如S-100-24表示输出DC24V电压，输出功率最大100W;若为D-60，则需要看开关电源本体的标签所示电压输出类型，可见D-60输出的是DC24

7、V和DC5V双源电压，两种电压的功率总和是60W。MW开关电源的保护功能：短暂的过载保护与短路保护功能。若开关电源在超负荷情况下使用，则本体指示灯会闪烁，若外部电路存在短路情况，则本体指示灯会熄灭，解除短路后自动恢复。但时间不宜太长，否则本体会烧坏。选型要点：看自己所需要的是单源输出还是双源输出，请结合以下几个要点对其进行选择：9/21/202210控制器件介绍-开关电源一般带有传感器的控制系统，DC24V是必须的；单片机控制系统与带有步进马达的控制系统，DC5V是必须的；特定元器件，如某些型号的电磁铁等，需要DC12V电源，需依据实际情况考虑；输出功率选择-以下是常用元件的功率大小，请结合实

8、际设备进行输出功率大小的选择。原则：选大不选小！电磁阀：1.5W/个MT6056i人机：=6W/个Proface人机：20W/个MY2NJ继电器：约1W/个CP1H X40DT-D：50W以下ES-M1：0.6W/个CX-442：约0.5W/个EE-SX67*/77*：约0.9W/个9/21/202211控制器件介绍-变压器功能：实现交流电压变低压的器件。常见应用场合： (AC220V变为AC110V)部分型号的单相电机；部分型号的步进驱动器。常用变压器分类：变压用变压器；高压变低压(单相和三相)；隔离用变压器：使一次侧与二次侧的电气完全绝缘也可抑制高频杂波传入控制回路。选型要点：(常用品牌：

9、德力西DELIXI-变压用)根据使用场合选对变压器类型，降压用？隔离用？根据功率选择：变压器总容量要大于器件的总容量。9/21/202212控制器件介绍-滤波器功能：滤除电源进线的高频杂波，从而减小对控制电路造成的干扰。(英文：EMI)使用场合：有高精度控制，需要伺服系统或步进系统等进行定位的场合。分类：单相滤波器：针对单相电源电路三相滤波器：针对三相电源电路品牌：上海埃德选型要点：电路中是否有必要加装滤波器？选用时注意场合：是单相还是三相？电压规格与电流规格：电路中需要滤波部分电路的电压规格？需要滤波电路的负载功率？9/21/202213控制器件介绍-保险座/丝功能：在电路中保护负载正常运行

10、，当负载发生异常时，本身会由于过流而熔断，从而起到保护负载的作用。分类：低负载系统：使用透明玻璃管封装，不具防爆功能，TEND品牌的保险座与保险罩都通用，只是保险丝容量不一样。保险丝容量通常包括0.5A，1A，2A，3A，5A，10A，15A，20A。高负载系统：使用白色陶瓷管封装，具有防爆功能，保险座与低负载系统不一样，保险容量-30A，40A，50A等等选型要点：确认购买数量：标准设备而言，电源进线需要加装保险，直流24V也需要加装；确认负载容量，以选择合适规格的保险丝，不要过大或过小。9/21/202214控制器件介绍-继电器功能：实现弱电控制强电；实现信号极性的切换；实现不同电平信号的

11、转换(英：Relay)。分类及常用型号(以omron品牌为例)：普通继电器：MY2NJ，MY4NJ，线圈电压有DC12V，DC24V，AC110V，AC220V不等，具备继电器类的所有功能；延时继电器：H3Y-2，线圈电压有DC24V，AC220V不等，设定时间依实际情况可选1秒-N小时，触点具有延时接通的功能，多用于延时电路；终端继电器：G6B-4BND，线圈电压DC24V，可有4路信号进行控制，每路仅有一个常开触点，常用于三色灯的控制；固态继电器：非加热用(G3F-203SN/205SN)和加热用两种。加热用又分单相加热(G3NA-220B/440B/240B/420B)和三相加热(G3P

12、E)两种。线圈电压有DC5-24V和200-240VAC两种。安全继电器：G9SA-301，用于控制电路的安全控制，即控制电路出现异常，可以切断控制电源或主电源，从而起到保护作用。9/21/202215控制器件介绍-继电器技术要点：普通继电器与固态继电器区别：见表格加热用固态继电器通常与温控器或PLC的温控模块配合使用。若用PLC的温控模块控制，注意电压规格选用DC5-24V的，若用温控器控制，确认温控器输出是DC12V输出还是接点输出，若为DC12V输出，则对应的继电器线圈应为DC5-24V，若为接点输出，则继电器线圈电压不做要求。加热用固态继电器，确认加热棒是单相还是三相，若为单相，则选用

13、G3NA型号，若为三相，则建议选用G3PE型三相加热用固态继电器。比较 类别普通MY固态G3F触点电弧有电弧，强电时电弧大干触点，无电弧机械噪音大很小响应时间慢快抗干扰性若强触点数目2NO+2NC或4NO+4NC1NO选型要点：根据自己需要控制的对象，选择适当型号的继电器；根据实际情况，确认自己需要选用的继电器线圈规格，是DC24V还是AC220V的；根据控制对象功率要求，选择符号要求的型号。MY系列接点容量250VAC,5A，G3F根据型号不一，有3A，5A不等的规格，G3NA有控制电压要求和电流要求，电压有AC200-240V和AC200-480V，电流有5A，10A，20A，40A等不同

14、规格。9/21/202216控制器件介绍-接触器&热继电器功能：主要控制大功率负载，如风机，水泵，三相电机等。通常和热过载继电器配伍使用。指标：控制电压-AC200V660V功率大小-4KW，5.5KW，7.5KW等等线圈电压-110VAC，220VAC，380VAC热过载继电器电流设定-0.71.1A，1218A，2332A等常用品牌(具体规格型号请查阅对应品牌的产品型录)：富士-SC-0德力西DELIXI-施耐德-士林-S-P11，S-P169/21/202217控制器件介绍-接触器&热继电器选型要点：接触器容量要大于被控对象的额定功率；热继电器的电流范围要涵盖被控对象额定电流；热继电器只

15、要能够正常安装在一起，就能够配合使用，而不要求必须是同一厂家生产的；因接触器线圈为强电220V或380V，故在由PLC等控制器控制时，需要加一继电器；接触器通断时会产生较大噪音，在线圈吸合时会对外界产生较大干扰，故在有高精度控制的场合下，请将接触器与控制线路隔离，并将高精度控制器(如伺服等)做好抗干扰处理。9/21/202218控制器件介绍-传感器功能：检测被检物有无或被检物大小尺寸是否达标并将检测结果告知给上位控制器的器件。分类：光电传感器-通过检测光线有无透过来感知信号；CX-442，EE-SX67*/77*，光纤类有松下FX300系列，omron的E3X系列，keyence的FS系列等；

16、压力传感器-主要是气压检测，可以检测正压力和负压力大小。常用有CKD和SMC；金属感应器-对金属敏感的感应器，可以检测金属物质的有无。Keyence的ES-M1(放大器)+EH402/308(感应头)，EM-030，EM-038，EM-005，omron的E2E系列；模拟量感应器-输出的是模拟量信号；位移传感器/视觉传感器-点激光，线激光，CCD，探头等9/21/202219控制器件介绍-传感器选型要点：依照实际场合，确认被检物的材质，表面的反光度，对射型还是反射性等，再进行传感器的选择；每个感应器都有自己的检测距离限制，在选择时，要翻阅相关产品型录确认感应器的感应距离；金属物质一般采用金属感

17、应器检测，在金属感应器不方便安装的场合，可以使用光纤或其他光电感应器；金属感应器只能检测金属物质，不能检测非金属物质。压力检测时请确认需要检测的压力是正压还是负压。一般来说，除了吸盘等地方需要负压外，其它场合均为正压，故压力表选择时看准量程，正压需要0100kpa或-100+100kpa，负压需要-100+100kpa或-1000kpa的；目前所用PLC等控制器均为NPN型，也就是输入输出均为低电平，故所选用的传感器请确认输出类型是NPN还是PNP的。9/21/202220控制器件介绍-温控器&加热棒功能：加热棒-通电可以发热；温控器-检测温度，并通过调节外部加热器的通断实现温度的控制。分类：

18、加热棒：有弯曲的和笔直的，有单相和三相之分，电压规格主要有220V和380V两种，功率有100W至数KW不等的规格；温控器：常用品牌为omron，其中E5CZ最为常用。E5CZ有两种主要型号：E5CZ-Q2MT和E5CZ-R2MT，前者输出类型为DC12V，可以直接驱动外部的固态继电器，后者为继电器接点输出，可以驱动交流220V负载。感温体可以是两线式热电偶，也可以是三线式铂电阻。选型要点：E5CZ开孔尺寸48mm*48mm；温控器选用需要与固态继电器配合：若固态继电器线圈为220V，则只能选用E5CZ-R2MT型，若固态继电器线圈为DC5-24V，则温控器无要求，最好选用E5CZ-Q2MT型

19、；单相加热棒可以选用G3NA单相加热固态继电器，加热棒为三相时建议选用三相加热固态继电器G3PE。9/21/202221控制器件介绍-电磁阀作用：控制气路换向的器件，主要控制对象包括气缸，吹气装置，真空吸盘等(这里所说的电磁阀专指气动阀)。分类(以下分类电压规格都有DC24V和AC220V两种)：单头电磁阀：最常用电磁阀，无断电和断气保持功能，占用1个控制点位；双头电磁阀：带有断电保持功能，但无断气保持功能，常用在断电需要保持在当前位置的场合，占用2个控制点位；三位五通电磁阀：带有断电保持和断气保持功能，且可以停留在任意一个位置，常在安全性要求较高且需要随动随停的场合使用，比如压合机等。常用品

20、牌：SMC，AIRTAC，CHELIC，9/21/202222控制器件介绍-电磁阀选型要点：电压规格：由控制器或感应器间接控制电磁阀动作的，建议选购DC24V；若电路中其它元件无需DC24V控制的，建议选用AC220V，这样可以节省一个DC24V的开关电源；进出气管口径的选择：需要较大气压的场合，建议选用大口径的，要求不大的场合，则比较随意；单头与双头的选择：在断电后，气缸动作出回对机构本身的安全无影响的，建议选用单头电磁阀；断电后气缸不能随便动作的场合，建议选用双头电磁阀，否则单头阀断电不保持，可能会打坏机构；需要随动随停的垂直场合(多指手动)应当选用三位五通型双头电磁阀；PLC的点数计算：

21、单头电磁阀占用一个输出点，双头电磁阀占用两个输出点。9/21/202223控制器件介绍-马达&驱动器功能：主要用于传动，定位等。分类：单相马达-包括调速型马达，扭力马达等；三相异步马达-主要靠变频器控制，可以调速，也可以直接由三相电给予控制，频率为50Hz；步进马达-有两相和五相之分，一般来说五相步进细分度更高，运行平稳性更好；伺服马达-自身带有编码器反馈功能，可以实现高精度定位控制；直线马达-结构简单 ，适合高速直线运动 。9/21/202224控制器件介绍-单片机控制系统简介：单片机控制系统是以单片机为控制主体的，将单片机装在IO板上，便于接线。应用场合：适用于小型一体机设备，外设端口较少

22、，调试工作较少的场合较为适用。规格：IO点数-输入和输出各自最多20个；系统至少包括一片单片机，一块IO板，一个带有DC5V的开关电源；9/21/202225控制器件介绍-单片机控制系统控制系统优缺点(与PLC相比)：价格低廉，成本低；编写程序的基本功要求很高；不方便调试，后续维护工作量较大。单片机系统应用案例：微型包装机系列(城北)三辊闸机，道闸系列油雾器9/21/202226控制器件介绍-PLC控制系统简介：以PLC为核心的控制系统。PLC即可编程控制器，通过编写程序来达到预期的目的。特点：编写程序的基本功要求不高，入门简单；调试与后期维护方便；稳定性强，抗干扰性强；扩展能力强，不仅可以进

23、行基本的开关量控制，还可以进行数字量和模拟量的控制。品牌：使用较多-三菱，欧姆龙，汇川熟知品牌-西门子，AB，施耐德，信捷，台达，基恩士，松下，丰炜9/21/202227控制器件介绍-PLC控制系统目前常用PLC共同特性：输入与输出均为NPN低电平信号；输出类型均有继电器型和晶体管型两种(注：晶体管型CPU可以发高速脉冲，用于驱动伺服马达和步进马达；继电器型CPU的输出点驱动能力强，电流大，可以驱动较大功率负载，不能发出高速脉冲)；均有各自的编程软件和仿真软件；均可以通过RS232或485与外设通讯传输数据。9/21/202228控制器件介绍-PLC控制系统常用PLC特点：三菱PLC主要为FX

24、系列和Q系列，FX系列较为常用，为一体式结构，可以附带扩展单元；Q系列为分体式模块化结构，用于较大的控制系统中；汇川H1U/H2U型号PLC为三菱FX的高仿品，且性价比较三菱FX有优越之处，编程软件和三菱可以共用：欧姆龙PLC有多种型号，包括一体式结构和模块化结构，前者使用较多，型号常用有CP1E，CP1H，后者用于控制系统较大，控制复杂的场合，型号常用有CJ1M，CJ2M，CQM1H等；注：因汇川为高仿三菱，且性价比高于三菱，故以下仅就汇川和欧姆龙进行比较，具体见下表。9/21/202229控制器件介绍-PLC控制系统比较项目汇川H1U/H2U欧姆龙CP1E同规格价格较高较低RS232通讯需

25、要另购通讯板N系列内置一个模拟电位器无有两个脉冲输出H2U最大5路N型最大2路扩展能力H2U可扩展40点以上可扩展编程线缆电脑需要232串口与PLC相连，易损坏USB线缆，不易损坏，抗干扰强9/21/202230控制器件介绍-PLC控制系统PLC的IO点数计算光电感应器，开关，气缸感应器等，每一个占用1个输入点；按钮，占用1个输入点；指示灯(含按钮灯，三色灯)，继电器，单头电磁阀等，每一个占用1个输出点；每个双头电磁阀占用2个输出点；每个伺服驱动器占用最多3个输入点，4个输出点，附刹车的多占1输出点；每个步进驱动器占用最多3个输出点，不占用输入点；单相马达需要正反转控制的，最多占用2个输出点，附刹车的，多占用1个输出点；每个编码器，最多占用3个输入点，且占用的是高速计数器点；每个变频器，占用1个输入点；通常情况下，占用3个输出点；需要多段速控制时，最多占用6个输出点；其它情况：与外设进行信号交互的部分，信号另算。原则：外设的