機床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題2 三相異步電動機制動和調(diào)速控制電路

【學(xué)習(xí)目標】應(yīng)知

1.了解三相異步電動機的繼電器-接觸器控制電路的構(gòu)成和電氣原理圖的讀圖方法。2.掌握三相異步電動機各種常用控制電路的工作原理。3.理解三相異步電動機各種常用控制電路所使用的低壓電器的結(jié)構(gòu)、原理、主要用途和使用方法。應(yīng)會1.學(xué)會識別、安裝、使用在電路中用到的各種低壓電器。2.能夠識讀三相異步電動機各種基本控制電路原理圖。3.掌握三相異步電動機單向運行和正反轉(zhuǎn)控制電路的安裝和接線方法。項目1

常用電動機控制電路機床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)1.2三相異步電動機制動和調(diào)速控制電路項目1

常用電動機控制電路機床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.簡略復(fù)習(xí)教材“任務(wù)1.1”的內(nèi)容。2.簡略介紹本次課（教材“任務(wù)1.2”）的主要教學(xué)內(nèi)容與4～6學(xué)時的教學(xué)安排。【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈠三相異步電動機的制動

電動機的制動，是指在電動機的軸上加一個與其旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使電動機限速、減速或快速停車。根據(jù)制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的方法，可分為機械制動和電氣制動兩種。機械制動通常是靠磨擦的方法產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，較常用的是使用電磁抱閘制動。電氣制動較常用的方法有反接制動、能耗制動和再生發(fā)電制動。

機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈡三相異步電動機的機械制動

機械制動最常用的裝置是電磁抱閘，它主要由制動電磁鐵和閘瓦制動器兩大部分組成。制動電磁鐵包括鐵心、電磁線圈和銜鐵，閘瓦制動器則包括有閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等，如圖1-23所示。斷電制動型電磁抱閘的基本原理是：制動電磁鐵的電磁線圈（有單相和三相兩種）與三相異步電動機的定子繞組相并聯(lián)，閘瓦制動器的轉(zhuǎn)軸與電動機的轉(zhuǎn)軸相連。當電動機通電運行時，因制動器的線圈同時通電，產(chǎn)生電磁力通過杠桿將閘瓦拉開，使電動機的轉(zhuǎn)軸可以自由運轉(zhuǎn)。在停機時，因制動器的電磁線圈與電動機同步斷電，電磁吸力消失，在彈簧的作用下閘瓦將與電動機同軸的閘輪緊緊抱住，因此稱為電磁“抱閘”。

機床電氣及PLC控制高等教育出版社（P23）圖1-23電磁抱閘【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈢電氣制動控制電路1.反接制動控制電路(1)制動原理

電動機在停機時由于慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時如果和控制電動機反轉(zhuǎn)一樣改變?nèi)嚯娫吹南嘈?，電動機的旋轉(zhuǎn)磁場立即反向，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機的旋轉(zhuǎn)方向相反，為制動轉(zhuǎn)矩，這就是反接制動的原理。在電動機的電氣制動方法中，反接制動簡單易行，制動轉(zhuǎn)矩大，制動效果好。但需要注意在剛開始制動的瞬間由于轉(zhuǎn)差率s＞1，電動機的轉(zhuǎn)子電流比起動時還要大，為限制制動電流的沖擊，一般需要在定子繞組中串入限流電阻；此外，在電動機降速至接近停下時，要及時切斷電源，否則電動機會反向起動，達不到制動的目的。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

㈢電氣制動控制電路1.反接制動控制電路(2)速度繼電器

在下面將要介紹的反接制動控制電路使用速度繼電器進行控制。速度繼電器是按照預(yù)定的轉(zhuǎn)速快慢而動作的繼電器，常用的有JY1和JFZ0系列，JY1系列速度繼電器的外形和符號如圖1-24所示。

速度繼電器轉(zhuǎn)軸與電動機定子硬軸聯(lián)接，當電動機旋轉(zhuǎn)時，帶動速度繼電器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在達到某一轉(zhuǎn)速時，其觸點動作；在降到同一轉(zhuǎn)速以下時，觸點復(fù)位。KV的觸點也有動合與動斷兩種，其動作（復(fù)位）速度可調(diào)，一般為100～3600r/min。P24圖1-24JY1系列速度繼電器機床電氣及PLC控制高等教育出版社

㈢電氣制動控制電路1.反接制動控制電路(3)控制電路P25圖1-25反接制動控制電路機床電氣及PLC控制高等教育出版社

㈠三相異步電動機的制動1.反接制動控制電路(3)控制電路

在圖1-25所示的反接制動控制電路中，KM2為反接制動接觸器，其主觸點串入限流電阻R。制動結(jié)束后的停機由速度繼電器KV控制。

電路的工作過程為：

①起動：

按下起動按鈕SB2→KM1通電吸合→電動機M起動運行，當轉(zhuǎn)速達到120r/min以上時，速度繼電器KV的動合觸點閉合，為制動作好準備；

②停機（制動）：

機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈢電氣制動控制電路2.能耗制動控制電路(1)制動原理

所謂能耗制動，就是在三相異步電動機脫離交流電源的同時在定子繞組通入直流電，產(chǎn)生一個靜止磁場。此時電動機因慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，又在磁場中受電磁力的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。由圖1-26(a)可以判斷，這一轉(zhuǎn)矩總是與電動機的旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動的作用。在制動的過程中，轉(zhuǎn)子因慣性轉(zhuǎn)動的動能轉(zhuǎn)變成電能而消耗在轉(zhuǎn)子電路中，所以稱為“能耗”制動。能耗制動的特點是制動平穩(wěn)，制動效果好，且電動機停轉(zhuǎn)后不會反向起動。但需要提供制動用的直流電源，多采用整流器供電。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈢電氣制動控制電路2.能耗制動控制電路(2)控制電路

圖1-26(b)所示為采用變壓器降壓橋式整流器整流的能耗制動控制電路，并采用斷電延時型時間繼電器控制制動時間。機床電氣及PLC控制高等教育出版社P26圖1-26能耗制動控制電路【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈢電氣制動控制電路2.能耗制動控制電路(2)控制電路圖1-26(b)電路的工作過程為：

①起動：

按下起動按鈕SB2→KM1通電→電動機M起動運行。

②停機（制動）：

機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】一、三相交流電動機制動控制電路

㈢電氣制動控制電路2.能耗制動控制電路

圖1-27為另一種能耗制動控制線路（主電路與圖1-26同），采用的是通電延時型時間繼電器，讀者可自行分析。機床電氣及PLC控制高等教育出版社P26圖1-27另一種能耗制動控制電路【基礎(chǔ)知識】二、三相異步電動機調(diào)速控制電路

㈠三相異步電動機的調(diào)速許多機械設(shè)備在運行時都要求能根據(jù)需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，如金屬切削機床要求有不同的切削速度，起重機械在提升和下降重物時要求有不同的升降速度，電梯在平層前要換成慢速運行，電風(fēng)扇要有快擋和慢擋以調(diào)節(jié)風(fēng)量，等等。調(diào)速的方法分為機械調(diào)速和電氣調(diào)速。例如用齒輪箱變速的方法就是機械調(diào)速，電氣調(diào)速就是調(diào)節(jié)拖動電動機的轉(zhuǎn)速，這兩種方法可以分開也可以結(jié)合使用。采用電氣調(diào)速方法具有調(diào)速精度高、平滑性好、以及可以簡化機械傳動系統(tǒng)等優(yōu)點，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，電氣調(diào)速已進入交流化的時代。根據(jù)異步電動機的轉(zhuǎn)差率公式，可知異步電動機的轉(zhuǎn)速為：

60f1

n＝n1(1-s)＝───(1-s)(1-1)

p機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】二、三相異步電動機調(diào)速控制電路

㈠三相異步電動機的調(diào)速

由式（1-1）可見三相異步電動機的調(diào)速方法不外乎以下三種：一是改變異步電動機定子繞組磁極對數(shù)p的變極調(diào)速，二是改變異步電動機轉(zhuǎn)差率s的調(diào)速，三是改變電源頻率f1的變頻調(diào)速。變頻調(diào)速的控制可見項目7，在此只介紹三相異步電動機的變極調(diào)速控制電路。

㈡變極調(diào)速控制電路變極調(diào)速是三相異步電動機一種簡單易行的調(diào)速方式，其基本原理是：按照三相異步電動機的工作原理，在電源頻率恒定的前提下，異步電動機的同步轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)成反比，磁極對數(shù)增加一倍時，同步轉(zhuǎn)速就下降一半，電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速也近似下降一半。通過改變異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場磁極對數(shù)來改變其同步轉(zhuǎn)速，即可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。機床電氣及PLC控制高等教育出版社

㈡變極調(diào)速控制電路

由此可見，

變極調(diào)速是有級

調(diào)速，而不可能

是平滑的無級調(diào)

速。而且改變旋

轉(zhuǎn)磁場的磁極對

數(shù)，是通過改變

電動機定子繞組

的接線方式來實現(xiàn)的，因此要使用專門制造的多速電動機，一般也只能有2～4種同步轉(zhuǎn)速，調(diào)速范圍有限。圖1-28就是一臺雙速電動機的控制電路，電動機的定子繞組制成有兩種接法：在三角形聯(lián)結(jié)時，p=2，n1=1500r/min，為低速運行；而在雙星形聯(lián)結(jié)時，電動機兩個定子繞組星接并聯(lián)，則p=1，n1=3000r/min，為高速運行。P圖1-28雙速電動機控制電路機床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識】二、三相異步電動機調(diào)速控制電路㈡變極調(diào)速控制電路

在圖1-28電路中，KM1為低速控制接觸器，其主觸點將電動機定子繞組接成三角形；KM2和KM3同為高速接觸器，其主觸點將電動機定子繞組接成雙星形。SB2為高速控制按鈕，SB3為低速控制按鈕，電路采用按鈕開關(guān)和接觸器雙重互鎖。電路的工作原理可自行分析。

雙速電動機在調(diào)速起動時的起動電流要比低速起動時大很多，因此一般僅適用于小容量的電動機。而且由于定子繞組的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)速的級數(shù)少且為有級調(diào)速，所以隨著變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用已被逐步淘汰。

P28機床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】異步電動機的其他兩種調(diào)速方法

1.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

對于籠型異步電動機，可采用調(diào)節(jié)定子電壓的方法調(diào)速。由籠型異步電動機調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)矩特性曲線圖可見，當定子電壓下降時，電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線是一族臨界轉(zhuǎn)差率不變而最大轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方倍下降的曲線。對于通風(fēng)機型負載（負載矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，見圖中的曲線TL），可獲得較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和較寬的調(diào)速范圍（見圖中對應(yīng)的a、a’、

a"點）。因此，目前電風(fēng)扇多采用串電抗器調(diào)

壓調(diào)速或用晶閘管調(diào)壓調(diào)速。而對于繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動機，則可以采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電阻的

方法調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。

籠型異步電動機調(diào)壓調(diào)速轉(zhuǎn)矩特性曲線

機床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】異步電動機的其他兩種調(diào)速方法

2.變頻調(diào)速

由式(1-1)可見，當磁極對數(shù)p不變時，電動機的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f1成正比，如果能夠連續(xù)地改變電源的頻率，就可以連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，這就是變頻調(diào)速的原理。顯然，變頻調(diào)速完全不同于前面介紹的兩種調(diào)速方式，它具有調(diào)速范圍寬、平滑性好、機械特性較硬等優(yōu)點，能夠獲得較好的調(diào)速性能。隨著交流變頻技術(shù)的成熟并進入實用化，變頻調(diào)速已成為異步電動機最主要的調(diào)速方式，變頻調(diào)速得到廣泛地的應(yīng)用。在工業(yè)領(lǐng)域，交流異步電動機的變頻調(diào)速已廣泛應(yīng)用于運輸機械、電動汽車、電梯、機床，以及冶金、化工、造紙、紡織、輕工等行業(yè)的機械設(shè)備中，以其高效的驅(qū)動性能和良好的控制特性，在提高產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量、節(jié)約電能等方面取得顯著的效果，已成為改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)機電一體化的重要手段。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【小資料】異步電動機的其他兩種調(diào)速方法

2.變頻調(diào)速

例如據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機、水泵、壓縮機等流體機械中拖動電動機的用電量占電動機總用電量的70％以上，如果使用變頻器按照負載的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，就可實現(xiàn)較大幅度的節(jié)能；在交流電梯上使用全數(shù)字控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)，可有效地提高電梯的乘坐舒適度等性能指標；而采用變頻調(diào)速的交流電動機已逐步取代直流電動機作為電傳動機車和城市軌道交通的動力。同時，變頻技術(shù)也被應(yīng)用到日用電器中（如變頻空調(diào)器）。

變頻器變頻空調(diào)器機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：器材準備

按表1-4準備好完成本任務(wù)所需的設(shè)備、工具和器材，并對照圖1-26的電氣原理圖，識別由實訓(xùn)室所提供的電器，觀察其外形，了解其結(jié)構(gòu)特點、安裝與接線點的位置。步驟二：電路安裝與配線

按圖1-26電路在控制板上安裝、接線（圖中的直流電源用實訓(xùn)室的直流穩(wěn)壓電源代替）。機床電氣及PLC控制高等教育出版社序號名

稱符號型號/規(guī)格單位數(shù)量1三相交流電源

3×380/220V16A

2單相交流電源

220V、36V、6V

3直流穩(wěn)壓電源

0～12V（連續(xù)可調(diào)）

4三相異步電動機MY2-802-4型：0.75kW2A1,390r/min臺15組合開關(guān)QSHZ10-10/3型：10A個16交流接觸器KM1、KM2CJ20－16型：線圈電壓380V只17熱繼電器KRJR16-20/3D型：配6號熱元件只18熔斷器FURL1-15型：500V15A配5A熔體只39時間繼電器FTJS7-4A型：斷電延時0.4～60s線圈電壓380V只110按鈕開關(guān)SB1、SB2LA10-2H型：500V5A按鈕數(shù)2個111滑線變阻器RBX7D-1/1型：150W17Ω3A個112接線端子排

JX2－1015型：500V10A15節(jié)條113木螺絲

Φ3×20mm顆2514平墊圈

Φ4mm個2515塑料軟銅線

BVR-2.5mm2

顏色自定米1016塑料軟銅線

BVR-1.5mm2

顏色自定米1017塑料軟銅線

BVR-0.75mm2

顏色自定米518木板

500×450×20mm塊119線槽

TC3025長34cm，兩邊打3.5mm孔條520異形塑料管

3mm2米0.221萬用表

MF-47型個122電工和PLC實訓(xùn)通用工具

試電筆、榔頭、螺絲刀、電工刀、電工鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、活絡(luò)扳手等（詳見表1-1）套123圓珠筆或2B鉛筆

支1（P28）表1-4完成任務(wù)1.2所需工具與器材、設(shè)備明細表機床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟三：通電試運行1.先進行通電前的檢查。2.按下起動按鈕SB2，電動機M起動運行；3.按下停機按鈕SB1（注意要按到底），觀察電動機的制動效果。調(diào)節(jié)時間繼電器的延時，使電動機在停機后能及時切斷直流電源。4.調(diào)節(jié)制動用直流電流，觀察其制動效果，并將各次的制動（直流）電流和制動時間記錄于表1-5中（可選取記錄兩次）。表1-5制動電流與時間記錄表

【注意】①制動的直流電壓不要太高，制動時間不要太長；②測量時注意安全操作。機床電氣及PLC控制高等教育出版社次數(shù)制動電流/A制動時間/S制動效果記錄1

2

工作步驟步驟四：總結(jié)和討論

學(xué)生分組討論：1.學(xué)習(xí)電動機制動控制電路安裝、接線與試運行的結(jié)果與記錄。2.口述操作方法；再交換角色，反復(fù)進行。步驟五：拓展內(nèi)容

控制電路按圖1-27接線（采用通電延時型時間繼電器JS7-2A型，0.4～60s，線圈電壓380V），觀察制動控制的效果并與圖1-26電路相比較。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造（P30）

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展

自動控制技術(shù)是以科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展為前提，以工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝的不斷更新為動力，從而得到不斷發(fā)展的。

在20世紀40年代以前，工業(yè)生產(chǎn)基本還是處于手工操作的時代，主要依靠操作者的手藝和經(jīng)驗去控制生產(chǎn)的過程，因此生產(chǎn)產(chǎn)量低、產(chǎn)品質(zhì)量差、勞動強度大且勞動生產(chǎn)率低，經(jīng)濟效益也很差。

隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，在生產(chǎn)過程中必須處理的問題變得十分復(fù)雜。由于人類自身生理條件的原因，使人們對生產(chǎn)過程中動作的辨別、動作的速度、精度、動作的一致性，以及對復(fù)雜問題的反應(yīng)和處理能力等方面都受到限制。雖然借助于常規(guī)的控制儀表和邏輯硬接線的控制裝置(如繼電器－接觸器控制系統(tǒng))能夠?qū)崿F(xiàn)在一定程度、一定范圍內(nèi)的自動化，但是對于生產(chǎn)過程中的隨機干擾實行隨機控制，以及多變量、高精度的控制等仍然難以實現(xiàn)?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展迫切需要實現(xiàn)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)設(shè)備的自動控制。所謂“自動控制”，就是指在沒有人直接參與的情況下，通過控制系統(tǒng)使被控對象或生產(chǎn)自動地按照預(yù)先設(shè)置的規(guī)律進行工作。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展

自動控制使用的技術(shù)手段包括電氣、機械、液壓和氣動等方法，其中電氣自動控制是應(yīng)用最為普遍的方法。我們知道任何的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)設(shè)備都需要能源，自從人類在19世紀初開始掌握電能的產(chǎn)生與應(yīng)用技術(shù)以來，電能就已成為工業(yè)生產(chǎn)最主要的能源，將電能轉(zhuǎn)換成機械能的電動機成為工業(yè)生產(chǎn)最主要的動力設(shè)備。生產(chǎn)過程的運行、生產(chǎn)機械的起動、停止以及運行狀態(tài)的調(diào)節(jié)等，都可以通過對電動機等動力設(shè)備的控制來實現(xiàn)，從而組成電力拖動自動控制系統(tǒng)(如圖1-29所示)，它主要包括三個環(huán)節(jié)：

①動力設(shè)備──主要是各種電動機，是將電能轉(zhuǎn)換成機械能以驅(qū)動生產(chǎn)機械的原動力；

②自動控制設(shè)備──對動力設(shè)備進行自動控制，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機械運行的自動化；

③傳動機構(gòu)──動力設(shè)備與工作機構(gòu)之間的傳動裝置。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展P31圖1-29電力拖動自動控制系統(tǒng)的組成

在20世紀70年代以前，實現(xiàn)對開關(guān)量自動控制的基本上是繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)主要由繼電器、接觸器和各種開關(guān)組成，由于它具有簡單、經(jīng)濟的特點，因而至今仍在許多控制動作較簡單、控制規(guī)模較小的設(shè)備上使用。繼電器－接觸器控制系統(tǒng)的主要缺點是：①因為是由較多的電器觸點及其連接線組成，所以工作可靠性較差；②電器觸點存在機械磨損，工作壽命短；③其硬接線使控制功能和動作順序被固化，一旦控制要求有所改變就需要重新設(shè)計、布線和裝配，不能適應(yīng)產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝不斷更新帶來控制功能經(jīng)常變化的要求。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展

在20世紀50年代開始，曾經(jīng)使用過晶體管邏輯控制系統(tǒng)取代繼電器－接觸器控制，解決了有觸點開關(guān)的問題，但由于這種控制裝置仍然是硬接線，仍然解決不了通用性和靈活性的問題。

自從1946年世界上第一臺電子計算機問世，就預(yù)示著將為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的高度自動化提供了強有力的手段。但是在20世紀50～60年代，用于工業(yè)自動控制的計算機還處于試驗階段，這一階段的工業(yè)控制計算機主要用于開環(huán)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理和過程監(jiān)督，主要的原因是當時的計算機速度慢、價格貴、可靠性差，遠不能滿足工業(yè)控制的要求。

在20世紀60年代后期，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了使用中小規(guī)模集成電路的第三代電子計算機，以其體積小、速度快、可靠性高，價格也較便宜的特點使計算機迅速進入工業(yè)生產(chǎn)自動控制的領(lǐng)域。在這一時期出現(xiàn)的可編程控制器(PLC)就是糅合了傳統(tǒng)的繼電器－接觸器控制系統(tǒng)簡單易懂、操作方便，和計算機控制系統(tǒng)功能強、通用性和靈活性好各自的優(yōu)點，主要用于開關(guān)量控制的自動控制裝置。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展

自從20世紀70年代以后，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的制造成功，造價低廉的微處理器的大量出現(xiàn)，促使工業(yè)微機的應(yīng)用迅速普及。因而產(chǎn)生了集中－分散型控制系統(tǒng)(DCS)。DCS控制系統(tǒng)不僅提高了控制系統(tǒng)的工作可靠性，而且可以靈活方便地實現(xiàn)各種新的控制規(guī)律(如多變量、多參數(shù)控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等)，便于系統(tǒng)分批調(diào)試與投入運行。DCS的出現(xiàn)和應(yīng)用，為實現(xiàn)高水平的自動化提供了強有力的技術(shù)基礎(chǔ)，為工業(yè)過程自動化向高層次發(fā)展帶來了深遠的影響。在控制設(shè)備方面，包括微機控制的智能型單元組合儀表和PLC的誕生，都標志著工業(yè)自動化真正進入了計算機時代。

P30機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

一、自動控制技術(shù)的發(fā)展

自20世紀80年代迅速發(fā)展起來的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，又使得工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)生了巨大變革，計算機網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)生了控制與管理一體化的現(xiàn)代新型工業(yè)自動化模式。這種新型的自動控制系統(tǒng)已經(jīng)超出了傳統(tǒng)的工業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域，還包括了社會經(jīng)濟和生物生態(tài)等各個領(lǐng)域，從局部控制進入了全局控制，既有若干個子系統(tǒng)的閉環(huán)控制，又有整個大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)全面控制，可以實現(xiàn)在線優(yōu)化、生產(chǎn)過程的實時調(diào)度、產(chǎn)品計劃、統(tǒng)計、信息管理和決策管理。工業(yè)自動化系統(tǒng)能夠在大量獲取并處理生產(chǎn)過程和市場信息的基礎(chǔ)上，科學(xué)地安排和調(diào)度生產(chǎn)，以充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)潛力，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的最佳目標。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

二、智能制造

智能制造這一概念通常被認為是智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)的統(tǒng)稱，是新一代信息通信技術(shù)與先進制造技術(shù)深度融合。隨著工業(yè)4.0時代的來臨，系統(tǒng)化、數(shù)字化、智能化、數(shù)據(jù)化已成為我國制造業(yè)變革的方向。智能制造系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等新技術(shù)與產(chǎn)品生產(chǎn)管理深度融合，借助計算機模擬人類專家的智能活動進行分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等，從而取代或者延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新變革。1.智能制造貫穿于設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等制造活動的各個環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行、自適應(yīng)等功能的新型生產(chǎn)方式。智能制造可總結(jié)歸納為三種基本范式，即：數(shù)字化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

二、智能制造(1)第一代智能制造是數(shù)字化制造。其主要特征表現(xiàn)為：一、在產(chǎn)品方面，數(shù)字化技術(shù)得到普遍應(yīng)用，形成數(shù)控機床等“數(shù)字一代”創(chuàng)新產(chǎn)品。二、大量采用計算機輔助設(shè)計、工程設(shè)計中的計算機輔助工程、計算機輔助工藝規(guī)劃、計算機輔助制造（CAD/CAE/CAPP/CAM）等數(shù)字化設(shè)計、建模和仿真方法；大量采用數(shù)控機床等數(shù)字化裝備；建立了信息化管理系統(tǒng)，采用制造資源計劃、企業(yè)資源計劃、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（MRPII/ERP/PDM）等，對制造過程中的各種信息與生產(chǎn)現(xiàn)場實時信息進行管理，提升各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率和質(zhì)量。三、實現(xiàn)生產(chǎn)全過程各環(huán)節(jié)的集成和優(yōu)化運行，產(chǎn)生了以計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）為標志的解決方案。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

二、智能制造(2)第二代智能制造是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造。本質(zhì)上就是“互聯(lián)網(wǎng)+”制造，是在數(shù)字化制造的基礎(chǔ)上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)云的技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)通和集成，同時還具備一定的智能(3)新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造。本世紀以來，移動互聯(lián)、超級計算、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，集中匯聚在人工智能技術(shù)的突破上。人工智能技術(shù)與先進制造技術(shù)的深度融合，形成了新一代智能制造——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造，成為新一輪工業(yè)革命的核心驅(qū)動力。新一代智能制造的主要特征表現(xiàn)在制造系統(tǒng)具備了“認知學(xué)習(xí)”能力。通過深度學(xué)習(xí)、增強學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等技術(shù)的應(yīng)用，新一代智能制造中制造領(lǐng)域的知識產(chǎn)生、獲取、應(yīng)用和傳承效率將發(fā)生革命性變化，顯著提高創(chuàng)新與服務(wù)能力。隨著制造知識生產(chǎn)方式的變革，新一代智能制造形成了一種新的制造范式。機床電氣及PLC控制高等教育出版社【閱讀材料】自動控制技術(shù)與智能制造

二、智能制造2.智能制造是由多個部分組成的，從而形成一個統(tǒng)一的整體：(1)智能產(chǎn)品——通常包括機械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機、智能可穿戴設(shè)備、智能汽車、智能家電和智能售貨機等。(2)智能服務(wù)——基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)（IOT），可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進行預(yù)防性維護維修，及時幫助客戶更換備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機會。還可以采集產(chǎn)品運營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進行市場營銷的決策(3)智能裝備——智能裝備具有檢測功能，可以實現(xiàn)在機檢測，從而補償加工誤差，提高加工精度。還可以對熱變形進行補償。(4)智能產(chǎn)線——自動化生產(chǎn)線可以分為剛性自動化生產(chǎn)線和柔性自動化生產(chǎn)線，柔性自動化生產(chǎn)線一般建立了緩沖。工業(yè)機器人、吊掛系統(tǒng)在自動化生產(chǎn)線上的應(yīng)用已越來越廣泛。機床電氣及PL