電氣自動化培訓(xùn)課件

電氣自動化培訓(xùn)課件CATALOGUE目錄電氣自動化概述電氣基礎(chǔ)知識自動化控制原理及技術(shù)應(yīng)用傳感器與執(zhí)行器技術(shù)PLC編程與組態(tài)軟件應(yīng)用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信與現(xiàn)場總線技術(shù)電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)施電氣自動化系統(tǒng)維護(hù)與故障排除CHAPTER電氣自動化概述01電氣自動化是指利用電氣技術(shù)和自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動化控制和管理。定義從早期的機(jī)械控制到電氣控制，再到現(xiàn)代的計算機(jī)控制和智能控制，電氣自動化技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。發(fā)展歷程定義與發(fā)展歷程包括制造業(yè)、電力、化工、冶金、紡織等，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化生產(chǎn)的重要手段。工業(yè)領(lǐng)域包括鐵路、公路、航空、航海等，電氣自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于交通信號控制、車輛控制、船舶控制等方面。交通領(lǐng)域包括智能建筑、樓宇自動化等，電氣自動化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)各種設(shè)備的集中控制和管理。建筑領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動化灌溉等，電氣自動化技術(shù)可提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域電氣自動化應(yīng)用領(lǐng)域控制器傳感器和執(zhí)行器電氣元件通信系統(tǒng)電氣自動化系統(tǒng)組成01020304是電氣自動化系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)接收傳感器信號、處理數(shù)據(jù)并發(fā)出控制指令。傳感器負(fù)責(zé)檢測被控對象的各種參數(shù)，執(zhí)行器負(fù)責(zé)接收控制指令并執(zhí)行相應(yīng)的動作。包括開關(guān)、繼電器、接觸器等，是實(shí)現(xiàn)電路控制的重要元件。負(fù)責(zé)控制器、傳感器和執(zhí)行器之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。CHAPTER電氣基礎(chǔ)知識02

電路基本概念與定律電路基本組成電源、負(fù)載、導(dǎo)線和控制器件等部分。電路基本定律歐姆定律、基爾霍夫定律等，用于分析電路中的電壓、電流和電阻關(guān)系。電路工作狀態(tài)通路、斷路和短路，了解不同狀態(tài)下的電路特性。常用電氣元件及符號識別掌握電阻器的符號、單位及作用，了解不同類型電阻器的特點(diǎn)。了解電容器的符號、單位及作用，熟悉其在電路中的應(yīng)用。認(rèn)識電感器的符號、單位及作用，知道其在電路中的功能。熟悉各類開關(guān)與接插件的符號及作用，了解其在電路中的連接方式。電阻器電容器電感器開關(guān)與接插件電氣圖紙基本構(gòu)成01了解電氣圖紙的標(biāo)題欄、圖例、元件符號等基本組成。電氣圖紙閱讀技巧02掌握圖紙中的線路走向、元件布局、連接方式等信息，能夠準(zhǔn)確理解圖紙意圖。電氣圖紙繪制方法03熟悉使用繪圖軟件或手繪方式，能夠按照規(guī)范繪制電氣圖紙，表達(dá)清晰的電路連接關(guān)系。同時，了解圖紙審核、修改和歸檔等流程，確保圖紙的準(zhǔn)確性和完整性。電氣圖紙閱讀與繪制方法CHAPTER自動化控制原理及技術(shù)應(yīng)用03123包括控制器、執(zhí)行器、被控對象、檢測元件等組成部分。自動控制系統(tǒng)的基本組成根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制方式、信號傳遞方式等進(jìn)行分類。自動控制系統(tǒng)的分類穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性等。自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)自動控制原理簡介03PID調(diào)節(jié)器的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在參數(shù)整定困難等缺點(diǎn)，適用于線性定常系統(tǒng)。01PID調(diào)節(jié)器的基本原理通過比例、積分、微分三種控制作用對被控對象進(jìn)行調(diào)節(jié)。02PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法包括經(jīng)驗(yàn)法、試湊法、臨界比例度法等。PID調(diào)節(jié)器原理及參數(shù)整定方法通過建立系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，對系統(tǒng)進(jìn)行能控性、能觀性分析，設(shè)計狀態(tài)反饋控制器等。狀態(tài)空間法通過求解最優(yōu)控制問題，得到使系統(tǒng)性能指標(biāo)最優(yōu)的控制策略，如線性二次型最優(yōu)控制等。最優(yōu)控制理論結(jié)合人工智能、模糊數(shù)學(xué)等理論，對復(fù)雜非線性系統(tǒng)進(jìn)行建模和控制，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等。智能控制理論現(xiàn)代控制理論在自動化中的應(yīng)用CHAPTER傳感器與執(zhí)行器技術(shù)04溫度傳感器壓力傳感器流量傳感器物位傳感器傳感器類型及工作原理利用物質(zhì)熱脹冷縮、熱電效應(yīng)等原理，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。基于流體動力學(xué)原理，通過測量流體流速、壓差等參數(shù)來計算流量。通過壓電效應(yīng)、應(yīng)變片等原理，將壓力變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出。利用浮力原理、電容原理等，檢測液體或固體物料的位置和高度。氣動執(zhí)行器以壓縮空氣為動力源，通過氣缸、氣閥等元件實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動作，適用于惡劣環(huán)境和易燃易爆場合。電動執(zhí)行器通過電動機(jī)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)節(jié)等動作，具有快速響應(yīng)和遠(yuǎn)程控制等優(yōu)點(diǎn)。液動執(zhí)行器以液壓油為傳動介質(zhì)，通過液壓泵、液壓缸等元件實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動作，具有承載能力強(qiáng)、平穩(wěn)可靠等特點(diǎn)。執(zhí)行器類型及工作原理根據(jù)測量需求和現(xiàn)場環(huán)境選擇合適的傳感器類型、測量范圍和精度等級。注意傳感器和執(zhí)行器的安裝位置和方向，避免受到機(jī)械損傷、振動干擾和溫度影響。根據(jù)控制需求和系統(tǒng)特性選擇合適的執(zhí)行器類型、動作方式和驅(qū)動力大小。對于特殊場合和特殊要求，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施和特殊設(shè)計，確保傳感器和執(zhí)行器的正常工作和使用壽命。傳感器與執(zhí)行器選型與安裝注意事項CHAPTERPLC編程與組態(tài)軟件應(yīng)用05包括中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出接口、電源等部分。通過循環(huán)掃描方式，按照用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)等操作，實(shí)現(xiàn)對各種設(shè)備的自動化控制。PLC基本結(jié)構(gòu)和工作原理工作原理PLC基本結(jié)構(gòu)編程語言主要有梯形圖（LD）、指令表（IL）、順序功能圖（SFC）等五種標(biāo)準(zhǔn)編程語言。編程方法包括經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法、邏輯設(shè)計法、順序控制設(shè)計法等，根據(jù)控制要求選擇合適的編程方法。PLC編程語言及編程方法組態(tài)軟件概述介紹組態(tài)軟件的基本概念、功能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域等。使用方法詳細(xì)講解組態(tài)軟件的操作步驟，包括創(chuàng)建工程、設(shè)計界面、配置變量、編寫腳本、運(yùn)行調(diào)試等。同時提供實(shí)例演示和案例分析，幫助學(xué)員更好地掌握組態(tài)軟件的使用方法。組態(tài)軟件簡介及使用方法CHAPTER工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信與現(xiàn)場總線技術(shù)06工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信是指利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)中各種設(shè)備、控制器、傳感器等之間的信息交換和協(xié)同工作。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的定義隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信已成為工業(yè)自動化系統(tǒng)的核心組成部分，對于提高生產(chǎn)效率、降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量等具有重要意義。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的重要性當(dāng)前，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信正向著高速化、智能化、安全化等方向發(fā)展，同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)等新技術(shù)也將對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展趨勢工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信概述現(xiàn)場總線技術(shù)的定義現(xiàn)場總線技術(shù)是一種應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的通信技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場設(shè)備之間以及現(xiàn)場設(shè)備與上級控制系統(tǒng)之間的實(shí)時、雙向、數(shù)字化的信息交換?，F(xiàn)場總線技術(shù)的特點(diǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)具有實(shí)時性強(qiáng)、傳輸速度快、可靠性高、開放性好等特點(diǎn)，能夠滿足工業(yè)自動化系統(tǒng)對通信的各種需求?，F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用范圍現(xiàn)場總線技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的各個層面，如過程控制、制造自動化、樓宇自動化等?，F(xiàn)場總線技術(shù)簡介Modbus協(xié)議：Modbus協(xié)議是一種串行通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。它采用主從通信方式，支持多種數(shù)據(jù)格式和傳輸模式，具有簡單、可靠、開放等特點(diǎn)。Profibus協(xié)議：Profibus協(xié)議是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它采用令牌傳遞方式實(shí)現(xiàn)主從設(shè)備間的通信，具有高速、高效、靈活等特點(diǎn)。EtherNet/IP協(xié)議：EtherNet/IP協(xié)議是一種基于以太網(wǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，采用TCP/IP和UDP/IP傳輸方式。它具有高速、高效、安全等特點(diǎn)，同時支持實(shí)時控制和信息集成等功能。OPCUA協(xié)議：OPCUA（OLEforProcessControlUnifiedArchitecture）協(xié)議是一種跨平臺的工業(yè)自動化通信協(xié)議，支持多種操作系統(tǒng)和編程語言。它采用客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，具有安全性高、互操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。常見工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議解析CHAPTER電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)施07遵循安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性等原則，確保系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行。設(shè)計原則采用系統(tǒng)工程方法論，包括需求分析、方案設(shè)計、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、測試評估等階段，確保設(shè)計流程科學(xué)規(guī)范。方法論系統(tǒng)設(shè)計原則和方法論系統(tǒng)硬件選型和配置方案硬件選型根據(jù)系統(tǒng)需求，選擇性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟的硬件設(shè)備，如PLC、傳感器、執(zhí)行器等。配置方案根據(jù)工藝流程和控制要求，制定合理的硬件配置方案，包括設(shè)備數(shù)量、安裝位置、連接方式等。系統(tǒng)軟件編程和調(diào)試技巧采用合適的編程語言和開發(fā)工具，編寫符合控制邏輯的程序代碼，實(shí)現(xiàn)自動化控制功能。軟件編程掌握有效的調(diào)試方法，如單步調(diào)試、斷點(diǎn)調(diào)試等，能夠快速定位和解決程序中的問題，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時，需要注意調(diào)試過程中的安全性和穩(wěn)定性，避免對設(shè)備和人員造成損害。調(diào)試技巧CHAPTER電氣自動化系統(tǒng)維護(hù)與故障排除08日常維護(hù)內(nèi)容檢查電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，包括電機(jī)、傳感器、執(zhí)行器等。清潔設(shè)備表面和內(nèi)部灰塵，保持設(shè)備良好散熱。系統(tǒng)日常維護(hù)內(nèi)容和周期安排緊固松動部件，防止因振動導(dǎo)致設(shè)備損壞。檢查電氣連接部分，確保連接可靠。周期安排系統(tǒng)日常維護(hù)內(nèi)容和周期安排對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行日常點(diǎn)檢，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。每日檢查對設(shè)備進(jìn)行全面檢查，清理灰塵，緊固部件。每周維護(hù)對設(shè)備進(jìn)行深度保養(yǎng)，包括更換磨損部件、調(diào)整參數(shù)等。每月保養(yǎng)對設(shè)備進(jìn)行全面檢查和維修，確保系統(tǒng)良好運(yùn)行。年度大修系統(tǒng)日常維護(hù)內(nèi)容和周期安排包括電源線路短路、斷路等。電源故障如電機(jī)過熱、振動異常等。電機(jī)故障常見故障類型及原因分析傳感器故障傳感器損壞或信號異常。執(zhí)行器故障執(zhí)行器不動作或動作異常。常見故障類型及原因分析VS長時間運(yùn)行導(dǎo)致設(shè)備磨損、性能下降。維護(hù)不當(dāng)缺乏定期維護(hù)或維護(hù)方法不正確。設(shè)備老化常見故障類型及原因分析如溫度、濕度、振動等環(huán)境因素對設(shè)備造成影響。誤操作或惡意破壞導(dǎo)致設(shè)備故障。環(huán)境因素人為因素常見故障類型及原因分析通過觀察設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、指示燈等判斷故障部位。觀察法使用萬用表、示波器等工具測量電壓、電流、電阻等參數(shù)，找出故障原因。測量法故障排除方法和技巧分享替換