氣-電控制技術訓練課程1：簡介

發布日期：2023-10-24 作者：深圳屹誠(cheng) 點擊：

一(yi). 簡介

簡(jian)要(yao)歷史

在氣動技術的(de)應用方面，美國(guo)和歐洲在時間(jian)上是不同(tong)的(de)。

二次世界大戰前后，氣動技(ji)術己廣泛應用在美(mei)國(guo)諸領(ling)域(yu)，那個時期(qi)，方向控(kong)制(zhi)閥的(de)主(zhu)要類型是電磁(ci)操作(zuo)的(de)金屬(shu)封式滑(hua)閥。后來(lai)，其發(fa)展主(zhu)要為(wei)通過小型的(de) 3/2 先導電磁閥來操作平面式滑閥。在以上兩種情況下，都采用繼電器回路進行控制。由于電氣工作工人員技術熟練，故安裝控制柜是毫無問題，由于可靠性非常高，當時無人考慮采用其他方法。

在(zai)歐洲(zhou)，氣動(dong)技(ji)(ji)術大規模(mo)應用是(shi)在(zai)第(di)二次世(shi)界大戰后。當(dang)時(shi)(shi)，歐洲(zhou)工(gong)業面臨戰后重建的(de)(de)(de)問題，且缺乏資金(jin)和(he)熟練工(gong)人。在(zai)生產非橡(xiang)膠密封式(shi)的(de)(de)(de)閥方面，不象二次大戰前的(de)(de)(de)美(mei)國，其技(ji)(ji)術是(shi)較落后。故氣動(dong)技(ji)(ji)術主要限制在(zai)采用相(xiang)當(dang)簡單的(de)(de)(de)手段，即采用截止(zhi)閥。當(dang)活塞式(shi)設計被應用于(yu)截止(zhi)閥上(shang)時(shi)(shi)，有關高操作(zuo)的(de)(de)(de)頻(pin)度及(ji)問題亦(yi)得以解決(jue)，因此使氣壓(ya)傳動(dong)及(ji)氣動(dong)控(kong)制得到了(le)明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)發展(zhan)。在(zai)此方面還有另一(yi)(yi)個(ge)原因，當(dang)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)電磁控(kong)制技(ji)(ji)術相(xiang)當(dang)不可靠，為了(le)消除(chu)電氣控(kong)制與氣動(dong)接(jie)口的(de)(de)(de)薄弱環節，純氣動(dong)控(kong)制技(ji)(ji)術在(zai)歐洲(zhou)已發展(zhan)到一(yi)(yi)個(ge)相(xiang)當(dang)高的(de)(de)(de)水平。

六十(shi)年(nian)代，美國的新技術席卷工業化國家：流控技術－射流技術 (無運動件)，它基于兩個原理：一個是附壁效應，另一個是紊流放大 (從層流到紊流)。由于其在工業上沒有實用價值，剛一出現就消失了。這種技術之所以失敗，其主要原因是那個時期的電氣元件費用開始大幅度下降，采用射流技術不能使產品生生產既好又便宜；另一個原因就是缺少相關元件及工作人員缺少有效的設計﹑安裝流體控制裝置的技術知識。

今天，現代電磁(ci)控制(zhi)元件(jian)(jian)具(ju)有極(ji)高(gao)旳(di)可(ke)(ke)靠性，且比如(ru)閥那(nei)樣的氣動元件(jian)(jian)壽命長。對于(yu)每(mei)個工程，氣控制(zhi)不必(bi)花很長時間進行設(she)計和安裝，因為它們是標準件(jian)(jian)，可(ke)(ke)以擴展﹑編程以滿足各(ge)種(zhong)需(xu)求。

在應用方(fang)面，繼電(dian)(dian)器控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和氣動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)所占份額是相當的(de)。當回路(lu)要求(qiu)有限的(de)元(yuan)(yuan)件時(shi)，它們都能提(ti)供一(yi)個(ge)價錢低(di)廉的(de)方(fang)案(an)。在熱帶地區，高溫及高濕度影響電(dian)(dian)子(zi)控(kong)(kong)元(yuan)(yuan)件技(ji)術(shu)能，其原(yuan)因是：濕氣附著在印刷線(xian)路(lu)板上，可能使線(xian)路(lu)板短路(lu)，導致控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)不(bu)可靠，甚至造(zao)成破壞。在這(zhe)種情(qing)況(kuang)下，可采用較高費用的(de)氣動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，但缺乏氣動(dong)技(ji)術(shu)專家是個(ge)很大的(de)問題，對(dui)于具有運動(dong)件的(de)繼電(dian)(dian)器控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和氣動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)，熟練(lian)的(de)機(ji)械技(ji)術(shu)人員(yuan)應優先于電(dian)(dian)子(zi)技(ji)術(shu)了解氣動(dong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)。

本(ben)書(shu)采用繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)作分析，這(zhe)并不是(shi)因為考慮到目前繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)控制(zhi)仍處于重要(yao)(yao)地位，而是(shi)由于構成繼電(dian)(dian)(dian)器(qi)回(hui)路對(dui)于了(le)解(jie)真正的(de)電(dian)(dian)(dian)氣回(hui)路是(shi)一(yi)個很好的(de)教學步(bu)驟，它能幫助沒有電(dian)(dian)(dian)學知(zhi)識(shi)的(de)人員了(le)解(jie)電(dian)(dian)(dian)路的(de)精要(yao)(yao)所在(zai)，能夠滿足人們對(dui)安裝，使用現(xian)代電(dian)(dian)(dian)子控制(zhi)器(qi)的(de)需要(yao)(yao)。本(ben)訓(xun)練(lian)課程(cheng)的(de)標題(ti)為 "電子控制技術"。

混合系統的特(te)殊性(xing)

經濟特性

電-氣動系統是兩種不同技術的 "混合"系統，它有一些值得注意的特點。本文中，假設機械能主要是由氣動執行元件提供的。

首先，有二(er)個成本概(gai)念。在安裝既便宜又可靠的(de)純氣動系統地方，若(ruo)采用混合(he)系統是不經濟的(de)。這是一(yi)件復(fu)雜的(de)事情。圖1.1 說明了系統成本隨純氣動控制 (P) 和電-氣動控制 (e) 復雜性增加而增加的趨勢。但投資的差額并不能大得使工作人員能作出明顯的決定，它將取決于無法估計的因素，像維修人員的技術熟練程度、一致性等。

純氣動系(xi)統初始投(tou)資(zi)是不高的(de)，但對(dui)于(yu)某(mou)個功能的(de)元件(jian)(jian)費用要高于(yu)電氣元件(jian)(jian)。

在圖中，其(qi)復雜(za)程度沒(mei)有(you)被(bei)定義出。某條件下(xia)，比(bi)如(ru)說在熱帶地區，有(you)一個冷(leng)凝水附著在線(xian)路(lu)板上的(de)危險，可能導致短路(lu)或(huo)腐蝕等破壞。這就使電(dian)氣系統缺乏可靠性。若采用保護手段，則造價昂貴，較高的(de)初始投(tou)資使投(tou)資線(xian) (e) 向上偏移到虛線 "etr"，從而使平均轉效點向右偏移，這就說明系統的復雜程度比氣動控制系統的平均轉效點高得多。

技術(shu)特(te)性

當然，對(dui)于初始投資也有一個技術(shu)概念。對(dui)于純(chun)氣壓傳動及控制(zhi)系統 (無電氣設備等)，當斷電時對系統工作無任何影響，其工作可利用儲氣罐內的能量維持好一段長時間。

在(zai)斷電(dian)(dian)(dian)情況下，電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設(she)(she)備立即停止工作，而氣(qi)壓(ya)傳動(dong)還(huan)在(zai)照(zhao)常進(jin)行，這就需要(yao)某種(zhong)聯鎖。因此，具(ju)有電(dian)(dian)(dian)氣(qi)設(she)(she)備及氣(qi)動(dong)控制的系(xi)統(tong)也叫 "電-氣動系統"。這種情況下，當電源斷電時，電氣控制中的單穩態電磁閥能夠自動復位。一個純氣動控制至少需要一個電磁閥和氣動聯鎖裝置來校驗電能的存在和安全循環的停止／起動。這樣做就使圖1.1 中的線P 向上移動，從而使平均轉效點向左移動，此時電氣控制和氣動控制在較低的復雜性上有一個平均轉效點。

在(zai)附錄 "SC 庫" 節中給出了幾個上面提到的安全回路。