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(yi)誠點擊：

一. 簡介

簡要歷(li)史

在氣動技術的應用方面，美國和歐洲在時(shi)間上是不同的。

二次世界大戰前(qian)后(hou)，氣動技術己廣(guang)泛應用在美國諸領域(yu)，那個時期，方(fang)向(xiang)控(kong)制閥(fa)的主要類型是電磁操作的金屬封式滑閥(fa)。后(hou)來(lai)，其發展主要為通過(guo)小(xiao)型的 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。

在歐(ou)洲，氣(qi)動技(ji)術大(da)(da)規模(mo)應(ying)用(yong)(yong)是在第(di)二次世界大(da)(da)戰(zhan)后。當(dang)(dang)(dang)時，歐(ou)洲工業(ye)面臨戰(zhan)后重(zhong)建的(de)問題(ti)(ti)，且缺乏資金和熟練工人。在生(sheng)產非橡膠密封式(shi)的(de)閥方面，不象二次大(da)(da)戰(zhan)前的(de)美國，其(qi)技(ji)術是較落后。故氣(qi)動技(ji)術主(zhu)要(yao)限(xian)制在采(cai)用(yong)(yong)相當(dang)(dang)(dang)簡單(dan)的(de)手段(duan)，即(ji)采(cai)用(yong)(yong)截(jie)(jie)止閥。當(dang)(dang)(dang)活塞式(shi)設(she)計被應(ying)用(yong)(yong)于截(jie)(jie)止閥上時，有(you)關高操(cao)作的(de)頻(pin)度及問題(ti)(ti)亦得以解決(jue)，因此使氣(qi)壓傳動及氣(qi)動控制得到(dao)(dao)了明顯(xian)的(de)發(fa)展。在此方面還有(you)另一個原(yuan)因，當(dang)(dang)(dang)時的(de)電磁控制技(ji)術相當(dang)(dang)(dang)不可靠，為了消除電氣(qi)控制與氣(qi)動接口的(de)薄弱(ruo)環節，純氣(qi)動控制技(ji)術在歐(ou)洲已發(fa)展到(dao)(dao)一個相當(dang)(dang)(dang)高的(de)水平。

六十年代，美國的新技(ji)術(shu)席卷工業化(hua)國家：流控技(ji)術(shu) －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(tian)，現代電(dian)磁控制元件(jian)具有極高旳可靠(kao)性(xing)，且比如(ru)閥那樣的氣動元件(jian)壽命長。對于每個工程，氣控制不必花(hua)很(hen)長時間(jian)進行設計和安裝，因為它們(men)是標準(zhun)件(jian)，可以(yi)擴展(zhan)﹑編(bian)程以(yi)滿足各種(zhong)需求。

在(zai)應用方(fang)面(mian)，繼電(dian)器(qi)控(kong)制(zhi)和(he)(he)氣(qi)(qi)動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)所占份額是(shi)相當的。當回路要(yao)求(qiu)有限的元件時，它們都能(neng)提供一個價錢低廉的方(fang)案。在(zai)熱帶(dai)地區，高溫及高濕度影(ying)響電(dian)子控(kong)元件技術(shu)(shu)(shu)(shu)能(neng)，其(qi)原因(yin)是(shi)：濕氣(qi)(qi)附著在(zai)印(yin)刷線(xian)路板(ban)上(shang)，可(ke)能(neng)使線(xian)路板(ban)短路，導(dao)致(zhi)控(kong)制(zhi)不可(ke)靠，甚至(zhi)造(zao)成破壞。在(zai)這種(zhong)情況下，可(ke)采用較(jiao)高費(fei)用的氣(qi)(qi)動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)，但缺乏氣(qi)(qi)動(dong)(dong)技術(shu)(shu)(shu)(shu)專家是(shi)個很大的問題，對于(yu)具(ju)有運動(dong)(dong)件的繼電(dian)器(qi)控(kong)制(zhi)和(he)(he)氣(qi)(qi)動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)技術(shu)(shu)(shu)(shu)，熟練(lian)的機械(xie)技術(shu)(shu)(shu)(shu)人員應優先于(yu)電(dian)子技術(shu)(shu)(shu)(shu)了解氣(qi)(qi)動(dong)(dong)控(kong)制(zhi)技術(shu)(shu)(shu)(shu)。

本(ben)書采用(yong)繼(ji)(ji)電器(qi)作分析(xi)，這并不是因為考慮到目前(qian)繼(ji)(ji)電器(qi)控(kong)制仍處于重要(yao)地位(wei)，而(er)是由于構(gou)成繼(ji)(ji)電器(qi)回路對(dui)(dui)于了解真(zhen)正的電氣回路是一個很好的教(jiao)學(xue)步(bu)驟，它能(neng)幫助沒有電學(xue)知識的人(ren)(ren)員了解電路的精要(yao)所在，能(neng)夠滿足人(ren)(ren)們對(dui)(dui)安(an)裝，使用(yong)現代電子(zi)控(kong)制器(qi)的需要(yao)。本(ben)訓(xun)練課程的標(biao)題為 "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，有二個成本(ben)概念(nian)。在安(an)裝既便宜又可靠的(de)純氣動系統(tong)地方，若(ruo)采用(yong)混合系統(tong)是不經濟的(de)。這是一件復雜的(de)事(shi)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(qi)動系(xi)統初(chu)始投(tou)資是不高的，但對于某個(ge)功能的元(yuan)件費用要高于電氣(qi)元(yuan)件。

在(zai)圖中(zhong)，其復雜程(cheng)度(du)沒有被定義出。某條件下，比如說(shuo)在(zai)熱(re)帶地(di)區，有一個(ge)冷凝(ning)水附著在(zai)線(xian)(xian)路(lu)板(ban)上的危險，可(ke)能導致短路(lu)或腐蝕(shi)等(deng)破(po)壞。這就使電氣系統(tong)缺乏(fa)可(ke)靠性。若采用保護手段(duan)，則造價昂(ang)貴，較高的初始投(tou)資使投(tou)資線(xian)(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。

技術特性

當然，對于(yu)初(chu)始投資也有(you)一(yi)個技術(shu)概念。對于(yu)純氣壓傳動(dong)及控制系統(tong) (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)斷電情(qing)況下，電氣設備(bei)立即停止工作，而(er)氣壓傳動還在(zai)照常進行，這就需要(yao)某種(zhong)聯鎖。因(yin)此，具有電氣設備(bei)及氣動控制的(de)系統也叫 "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。

在附錄 "SC 庫" 節中給出了幾個上面提到的安全回路。