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气动控制基础知识

可靠性工程研究院气动基础知识考核试卷

部门：姓名：日期：分数：

一、填空题

1.气动技术是以（压缩）空气作为工作介质，是气动执行元件和控制元件的工业实现和应用。

2.执行元件是以压缩空气为工作介质，并将压缩空气的气压能转变为机械能的能量转换

装置。

3.表示单电控两位五通阀。

4.表示双作用气缸。

5.气动三联件中的空气过滤器的作用是滤去空气中的灰尘、杂质并将空气中水分的分离

出来。????????

6.气动系统对压缩空气的主要要求是具有一定压力和流量，并具有一定的净化程度。

7.空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件，是多数气动设备必不可少的气源

装置。

8.气动系统因使用的功率都不大，所以主要的调速方法是节流调速。

9.压力的基本单位为Pa。

10.单向阀的图形符号是。

二、判断题

1.由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统。( √ )

2.快速排气阀的作用是将气缸中的气体经过管路由换向阀的排气口排出的。( × )

3.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气质量的最后保证。其安装次序依进气方向为减

压阀、空气过滤器、油雾器。（×）

4.空气过滤器又名分水滤气器、空气滤清器，它的作用是滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质，

以达到气动系统所要求的净化程度, 它属于二次过滤器。( √ )

5. 消声器的作用是排除压缩气体高速通过气动元件排到大气时产生的刺耳噪声污染。（ √ ）

6. 是气源处理三联件的简化图形符号。( √ )

7. 表示两位两通阀。（ × ）

8. 气压传动能够实现精确定位，且能源便宜，因此在自动化领域应用广泛。（ × ）

9. 阀瓣（阀）的符号表示方法：b/a ：“ a ”位，“b ”通阀。( √ )

10. 在一定空气压力下，逐渐降低空气的温度，当空气中所含水蒸气达到饱和状态，开始凝结成

水滴时的温度叫做该空气在该空气压力下的露点温度。( √ )

三、选择题

1. 真空度是指__ __C_____。

A 、绝对压力和相对压力的差值

B 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力就是真空度

C 、当绝对压力低于大气压力时，此绝对压力与大气压力的差值

D 、大气压力与相对压力的差值

2. 下列属于气压传动优点是 D 。

A 、稳定性好

B 、输出功率大

C 、能够精确定位

D 、可靠性高,寿命长

3. 下列图形符号中表示过滤器的是 A 。

A 、

B 、

C 、

4. 下列图形符号中表示单向节流阀的是 A 。

A 、

B 、

C 、

5. 表示 B 。

212

121

A、手柄

B、按钮

C、灯

6. 表示二位三通电磁阀的电气符号图，图中左侧的方框是指 B 状态，右

侧的方框是指 C 状态。

A、连接

B、得电

C、失电

D、断开

7.下列关于气压单位的说法中错误的是 D 。

A、Pa 是国际标准压力单位

B、1N/m2 = 1 Pa

C、1Mpa=106 Pa

D、1Bar= 106 Pa

四、简答题

1. 什么是气动三联件? 气动三联件的连接次序如何？

答：空气过滤器、减压阀和油雾器一起称为气动三联件。安装次序依进气方向为空气过滤器、减压阀和油雾器。

2.液压控制阀按用途分为哪几类？

答：液压控制阀按用途可分为：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三类。

五、分析题

1.试分别说出下列是两个什么气压传动回路？

答：

a) 左图是采用单向节流阀的双向调速回路；

b) 右图是采用排气节流阀的双向调速回路。

过程控制工程知识点复习

过程控制工程知识点复习一.过程控制系统及其分类 1.过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 2.过程控制有三种图表示分别是系统框图控制流程图工艺流程图我们应当学会识别。控制流程图系统框图

工艺流程图 3.过程控制系统的分类按结构特点分为反馈控制系统（闭环）前馈控制系统（开环）前馈-反馈控制系统（复合控制系统）复合控制系统按信号特点分定值控制系统（给出给定值）程序控制系统（按一定规律变化如空调温度随时间变化定值变化11：00给25°c 12：00给28°c）随动控制系统（如比值控制）二.过程建模被控过程是指正在运行的多种被控制的生产工艺设备，如锅炉，精馏塔，化学反应器等等，被控过程的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（控制量与扰动）作用下相应输出量变化函数关系的数学表达式。过程的数学模型有两种 1.非参数模型，如阶跃响应曲线脉冲响应曲线频率特性曲线是用曲线表示的 2.参数模型，如微分方程传递函数脉冲响应函数状态方程差分方程是用数学方程式表示的。机理法建模机理法建模又称为数学分析法建模或理论建模。

自平衡能力：即过程在输入量的作用下其平衡状态被破坏后无需人或仪器的干预，依靠过程自身能力逐渐恢复达到另一新的平衡状态试验法建模试验法建模是在实际的生产过程中，根据过程输入，输出实验数据，通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。特点是不需要深入了解过程机理但必须设计合理实验。三.过程测量及变送测量误差测量误差是指测量结果与被测量的真值之差，测量误差反应了测量结果的可靠度。绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差，在工程上，通常把高一等级精度的标准仪器测得的值作为真值（实际值）此时的绝对误差是指用标准仪表（高精度）与测量仪表（低精度）同时测量同一值是，所得两个结果之差。相对误差：相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比的百分数，它比绝对误差更具有说明测量结果的精度。相对误差分为实际相对误差和标称相对误差和引用相对误差引用相对误差δ=（（绝对误差）/（仪表量程））*100%=（（x-x0）/（a-b））*100% x仪表测量值x0仪表测量真值a仪表上限b仪表下限实际相对误差为绝对误差与真值之比的百分数标称相对误差为绝对误差与仪表指示值之比的百分数四.简单过程控制系统对过程控制设计的一般要求1.安全性2.稳定性3.经济性（单回路）过程控制系统的设计步骤 1.根据工艺参数合理选择性能指标 2.选择合理的控制参数和被控参数 3.合理的选择和设计控制器 4.兼顾被控参数的测量与变送器执行器的选择控制方案设计 1.合理选择被控参数Y（s） 2.合理选择被控参数Q（s） 3.合理设计（选择）控制（调节）规律Wc（s） 4.被控过程参数的测量与变送Wm（s） 5.控制执行器的选择Wv（s）过程控制系统在运行中有两种状态，一种是稳态，一种是动态阶跃响应的性能指标 1.余差（静态偏差）C 过渡过程后给定值与被控参数稳态值之差 2.衰减率衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标 ψ=(B1-B2)/B1=1-B2/B1 为保持系统足够的稳定度，一般取ψ=0.75-0.9 3.最大偏差A（超调量σ）最大偏差是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差 σ=（y（tp）-y（∞））/ y（∞）*100% 这个值表示被控参数偏离给定值的程度，衡量性能的重要指标 4.过渡时间ts 从受扰动开始到进入新的稳态值+-5%范围内的时间，衡量快速性的指标，该值约小

气动机械手控制系统设计

机电控制课程课程设计说明书课程名称：机电控制PLC设计设计题目：气动机械手控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：2010 12 10

内容摘要机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。由于气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。因此，对气动机械手的研究具有重要的实际价值。关键词：机械手 PLC 自动控制气动技术

目录第一章引言 (3) 第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 (3) 2.2 可编程控制器的概念 (4) 2.3 PLC基本结构和工作原理 (5) 第三章气动机械手控制系统设计 3.1 I/o地址分配表 (7) 3.2 PLC系统选择 (7) 3.3 PLC的输入输出设备接线图 (7) 3.4系统控制方案流程图 (9) 3.5程序设计和梯形图 (10) 第四章总结总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)

第一章引言引言 PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。第二章 PLC的发展 2.1 PLC的由来和发展 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即： 1）编程简单方便，可在现场修改程序； 2）硬件维护方便，最好是插件式结构； 3）可靠性要高于继电器控制装置； 4）体积小于继电器控制装置； 5）可将数据直接送入管理计算机； 6）成本上可与继电器柜竞争； 7）输入可以是交流115V； 8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀； 9）扩展时，原有系统只需做很小的改动； 10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。根据招标要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC （PDP—14型），并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期。 PLC问世以来，其发展极为迅速。由最初的1位机发展为8位机，现在的大型PLC已采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，其技术已经相当成熟。

“过程控制流程”(“4MIE”基本要素控制要求)

附件三：“过程控制流程”（“4MIE”基本要素控制要求） 1.人员（Man） a) 安排足够和合适的人员（符合知识、技能、经验和状态等要求）执行工作任务； b)培训、教育合适人员具备适当的知识（包括工艺技术知识和流程知识）和技能以便执行工作任务； c)培养和发展人员为目前和未来工作发展需要作准备； d)鼓励、激励和发挥人员工作创造能力； e)激发人员团队协作和负责任的精神； 2.生产机械设备设施（Machine） a)确保符合产能需要（数量及功能状态）和加工工艺要求的生产机械设备设施得到准备妥当，尤其是在生产前作评估以及在生产中保证； b)确保维持生产机械设备设施具有良好的、安全的操作性； c)执行系统的、完备的保养和维修工作规范； 3.物料，包括原料、辅料、包装材料、半成品、部件等（Material） a)确保有足够和合适正确的物料供应生产使用； b)物料在生产线上必须作好防护、储存、识别、标识以防止被误用及损坏； c)作好预案准备，一旦出现物料短缺、质量异常或误用时所采取相应的措施； 4.加工工艺方法、操作规范（Method）确保有明确、清晰、完备的操作指引和要求标准（书面化），包括： a)生产设备设施的操作指引和标准； b)加工工艺流程和工艺操作指引和标准； c) 检测（质量判断）的操作指引和标准； d)物料使用的操作指引和标准； e)物料储存、进出和搬运的操作指引和标准； 5.作业环境（Environment） a)确保维持符合的、整洁的、安全的、合理的作业环境和作业布局设置； b)防止及避免环境因素损害和影响作业稳定性、安全性和质量符合性；第 1 页共1 页

气动技术概论

第1章气动技术概论 1.1 气动技术的应用范围我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、液压传动和液力传动。气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在自动化控制领域起着越来越重要的作用。气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。在工业中的典型应用如下： 1)材料输送（夹紧、位移、定位与定向）、分类、转动、包装与计量、排列、打印与堆置； 2)机械加工（钻、车削、铣、锯、成品精加工、成形加工、质量控制） 3)设备的控制、驱动、进给与压力加工； 4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪切； 5)气动机器人； 6)牙钻。图1.1所示的两条传送带的气动旋转分配装置，可通过气缸的伸缩使工件传输到相应的地方。 1.2 基本气动系统的组成基本的气动系统如图1.2所示，它由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统二个主要部分组成。一、压缩空气产生系统各组件及其主要功能（一）压缩机：将大气压力的空气压缩并以较高的压力输给气动系统，把机械能转变为气压能。（二）电动机：把电能转变成机械能，给压缩机提供机械动力。（三）压力开关：将储气罐内的压力转变为电信号，用来控制电动机。它被调节到一个最高压力，达到这个压力就使电动机停止；也被调节另一个最低压力，储气罐内压力跌到这个压力就重新激活电动机。（四）单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐，当压缩机关闭时.阻止压缩空气反方向流动。（五）储气罐：贮存压缩空气。它的尺寸大小由压缩机的容量来决定，储气罐的容积愈大，压缩机运行时间间隔就愈长。（六）压力表：显示储气罐内的压力。（七）自动排水器：无需人手操作，排掉凝结在储气罐内所有的水。（八）安全阀：当储气罐内的压力超过允许限度，可将压缩空气溢出。（九）冷冻式空气干燥器：将压缩空气冷却到零上若干度，使大部分空气中的湿气凝结，以减少系统中的水份。

过程控制基础知识[精.选]

绪论生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制。凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。过程控制是自动控制学科的一个重要分支。一、过程控制的定义和任务 1.过程控制的基本概念 (1)自动控制。在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态的物理参数(状态变量)尽可能接近人们的期望值(即设定值)的过程，称为自动控制。 (2)过程控制。对生产过程所进行的自动控制，称为过程控制。或者说凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。 (3)过程控制系统。为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成的控制总体，称为过程控制系统。 2.过程控制的研究对象与任务过程控制是自动化的一门分支学科，是对过程控制系统进行分析与综合。综合是指方案设计。 3.过程控制的目的生产过程中，对各个工艺过程的物理量或称工艺变量有着一定的控制要求。有些工艺变量直接表征生产过程，对产品的产量与质量起着决定性的作用。例如，精馏塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的产品:加热炉出口温度的波动不能超出允许范围，否则将影响后一工段的效果:化学反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接影响产品的质量和产量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。例如，用蒸汽加热反应器或再沸器，如果在蒸汽总压波动剧烈的情况下，要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难:中间储槽的液位高度与气柜压力，必须维持在允许的范围之内，才能使物料平衡，保持连续的均衡生产。有些工艺变量是决定安全生产的因素。例如，锅炉汽包的水位、受压容器的压力等，不允许超出规定的限度，否则将威胁生产安全。还有一些工艺变量直接鉴定产品的质量。例如，某些混合气体的组成、溶液的酸碱度等。近二十几年来，工业生产规模的迅猛发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此，减小工业生产对环境的影响也己纳入了过程控制的目标范围。综上所述，过程控制的主要目标应包括以下几个方面: ①保障生产过程的安全和平稳； ②达到预期的产量和质量； ③尽可能地减少原材料和能源损耗: ④把生产对环境的危害降低到最小程度。由此可见，生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、降低成本、改善劳动条件、促进文明生产、保证生产安全和提高劳动生产率的重要手段，是20世纪科学与技术进步的特征，是工业现代化的标记之一。 4.过程控制的特点生产过程的自动控制，一般是要求保持过程进行中的有关参数为一定值或按一定规律

过程控制系统与仪表知识点归纳

检测的基本方法：(1)接触式与非接触式;(2)直接、间接与组合测量；(3)偏差式、零位式与微差式测量。检测仪表的组成：传感器，变送器，显示仪表，传输通道绝对误差Δ：被测量的测量值(xi)与真值(x0)之差。即Δ=xi- x0 系统误差、随机误差和粗大误差温标三要素：温度计、固定点和内插方程温标不是温度标准，而是温度标尺的简称测温方法及分类：(1)接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。(2)非接触式：测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，或测温元件接收被测对象的部分热辐射能，由热辐射能大小推出被测对象的温度。热电偶测温原理两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回路，如果两个结合点处的温度不相等，则回路中就会有电流产生，这种现象叫做热电效应。热电势由两部分组成：温差电势和接触电势。热电动势(1)只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，且两端温度必须不同；(2)热电势的大小，只与组成热电偶的材料和材料两端连接点处的温度有关，与热电偶丝的大小尺寸及沿程温度分布无关。热电偶的基本定律(一)均质材料定律(二)中间导体定律(三)中间温度定律(四)参考电极定律热电偶结构：热电极、绝缘套管、保护管和接线盒S、R、B三种热电偶均由铂和铂铑合金制成，称贵金属热电偶。K、N、T、E、J五种热电偶，是由镍、铬、硅、铜、铝、锰、镁、钴等金属的合金制成，称为廉价金属热电偶热电偶的冷端补偿：冰点法，计算法，冷端补偿器法，补偿导线法可将热电偶的参比端移到离被测介质较远且温度比较稳定场合补偿原理：不平衡电动势Uba补偿(抵消)热电偶因冷端温度波动引起的误差。压力检测方法：(1) 弹性力平衡法(2) 重力平衡方法(3) 机械力平衡方法(4)物性测量方法弹性元件：弹簧管，弹性膜片，波纹管霍尔压力传感器：属于位移式压力(差压)传感器。它是利用霍尔效应，把压力作用所产生的弹性元件的位移转变成电势信号，实现压力信号的远传。压电式传感器：是一种典型的发电型传感器。它以某些电介质的压电效应为基础，将被测量转换成电荷和电压，完成由非电量到电量的转换过程。压电效应：压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时，其内部产生极化现象，并在其表面上产生电荷；而且在去掉外力后，它们又重新恢复到原来的不带电状态，这种现象称之为压电效应。热电偶式真空计：利用发热丝周围气体的导热率与气体的稀薄程度(真空度)间的关系。流量计类型：速度式流量计，容积式流量计节流装置测量原理：当流体连续流过节流孔时，在节流件前后由于压头转换而产生压差。对于不可压缩流体例如水，节流前后流体的密度保持不变。 Q=αA d√(2△p/ρ) 标准节流装置：标准孔板、标准喷嘴与标准文丘里管阿牛巴是一种均速流量探头，配以差压变送器和流量积算器而组成阿牛巴流量计，也属于差压式流量测量仪表，用来测量一般气体、液体和蒸汽的流量电磁流量计原理：被测流体垂直于磁力线方向流动而切割磁力线时，在与流体流向和磁力线垂直方向上产生感应电势Ex(伏)，Ex与体积流量Q的关系为: Ex=4B/(πD)Q×10-8=KQ 利用传感器测量管上对称配置的电极引出感应电势，经放大和转换处理后，仪表指示出流量值。自动控制：就是在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(控制装置)，使机器、设备或生产过程(控制对象)的某个工作状态或参数(被控量)按照预定的规律自动地运行过程控制系统：以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。过程控制系统组成：对象，检测元件及变送器，控制器，执行器过程控制系统的分类：定值控制系统、程序控制系统与随动控制系统控制系统的品质指标:衰减比n，最大偏差或超调量，余差C，稳定时间，震荡周期或频率自衡的非振荡过程：在阶跃作用下，被控变量无须外加任何控制作用、不经振荡过程能逐渐趋于新的状态的性质，称自衡的非震荡过程。无自衡非振荡过程：如果不依靠外加控制作用，不能建立起新的物料平衡状态，这种特性称为无自衡。有自衡的振荡过程：在阶跃作用下，被控变量出现衰减振荡过程，最后趋于新的稳态值，称为有自衡的振荡过程。具有反向特性的过程：有少数过程会在阶跃作用下，被控变量先降后升，或先升后降，即起始时的变化方向与最

气动技术概述

第一章气动技术概论 1.1 气动技术的应用范围我们在日常工作和生活中经常见到各种机器，如汽车、电梯、机床等通常都是由原动机、传动装置和工作机构三部分组成。其中传动装置最常见的类型有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动是以受压的流体为工作介质对能量进行转换、传递、控制和分配。它可以分为气压传动、液压传动和液力传动。气压传动技术简称“气动技术”，是一门涉及压缩空气流动规律的科学技术。气动技术不仅被用来完成简单的机械动作，而且在促进自动化的发展中起着极为重要的作用。从50年代起，气动技术不仅用于做功，而且发展到检测和数据处理。传感器、过程控制器和执行器的发展导致了气动控制系统的产生。近年来，随着电子技术、计算机与通信技术的发展及各种气动组件的性价比进一步提高，气动控制系统的先进性与复杂性进一步发展，在自动化控制领域起着越来越重要的作用。气动技术可使气动执行组件依工作需要作直线运动、摆动和旋转运动。气动系统的工作介质是压缩空气。压缩空气的用途极其广泛,从用低压空气来测量人体眼球内部的液体压力、气动机械手焊接到气动压力机和使混凝土粉碎的气钻等,几乎遍及各个领域。在工业中的典型应用如下： 1)材料输送（夹紧、位移、定位与定向）、分类、转动、包装与计量、排列、打印与堆置； 2)机械加工（钻、车削、铣、锯、成品精加工、成形加工、质量控制） 3)设备的控制、驱动、进给与压力加工； 4)工件的点焊、铆接、喷漆、剪切； 5)气动机器人； 6)牙钻。图 1.1所示的两条传送带的气动旋转分配装置，可通过气缸的伸缩使工件传输到相应的地方。 1.2 基本气动系统的组成基本的气动系统如图1.2所示，它由压缩空气的产生和输送系统及压缩空气消耗系统二个主要部分组成。一、压缩空气产生系统各组件及其主要功能（一）压缩机：将大气压力的空气压缩并以较高的压力输给气动系统，把机械能转变为气压能。（二）电动机：把电能转变成机械能，给压缩机提供机械动力。（三）压力开关：将储气罐内的压力转变为电信号，用来控制电动机。它被调节到一个最高压力，达到这个压力就使电动机停止；也被调节另一个最低压力，储气罐内压力跌到这个压力就重新激活电动机。（四）单向阀：让压缩空气从压缩机进入气罐，当压缩机关闭时.阻止压缩空气反方向流动。

气动机械手控制系统设计

PLC可编程序控制器基础知识以及应用范围

一、PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），常将PLC简称PC。 PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。联为智能教育PLC工程师也非常认可上述的观点。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。二、PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。三、CPU的构成 CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器

气动阀门的控制常识..

气动阀门的控制常识点击次数：360 发布时间：2009-12-6 11:33:52 气动阀门的控制常识概述一、气动控制阀的分类气动控制阀是指在气动系统中控制气流的压力、流量和流动方向，并保证气动执行元件或机构正常工作的各类气动元件。控制和调节压缩空气压力的元件称为压力控制阀。控制和调节压缩空气流量的元件称为流量控制阀。改变和控制气流流动方向的元件称为方向控制阀。除上述三类控制阀外，还有能实现一定逻辑功能的逻辑元件，包括元件内部无可动部件的射流元件和有可动部件的气动逻辑元件。在结构原理上，逻辑元件基本上和方向控制阀相同，仅仅是体积和通径较小，一般用来实现信号的逻辑运算功能。近年来，随着气动元件的小型化以及PLC控制在气动系统中的大量应用，气动逻辑元件的应用范围正在逐渐减小。从控制方式来分，气动控制可分为断续控制和连续控制两类。在断续控制系统中，通常要用压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀来实现程序动作；连续控制系统中，除了要用压力、流量控制阀外，还要采用伺服、比例控制阀等，以便对系统进行连续控制。气动控制阀分类如图4.1。二、气动控制阀和液压阀的比较

（一）使用的能源不同气动元件和装置可采用空压站集中供气的方法，根据使用要求和控制点的不同来调节各自减压阀的工作压力。液压阀都设有回油管路，便于油箱收集用过的液压油。气动控制阀可以通过排气口直接把压缩空气向大气排放。（二）对泄漏的要求不同液压阀对向外的泄漏要求严格，而对元件内部的少量泄漏却是允许的。对气动控制阀来说，除间隙密封的阀外，原则上不允许内部泄漏。气动阀的内部泄漏有导致事故的危险。对气动管道来说，允许有少许泄漏；而液压管道的泄漏将造成系统压力下降和对环境的污染。（三）对润滑的要求不同液压系统的工作介质为液压油，液压阀不存在对润滑的要求；气动系统的工作介质为空气，空气无润滑性，因此许多气动阀需要油雾润滑。阀的零件应选择不易受水腐蚀的材料，或者采取必要的防锈措施。（四）压力范围不同气动阀的工作压力范围比液压阀低。气动阀的工作压力通常为10bar以内，少数可达到40bar以内。但液压阀的工作压力都很高（通常在50Mpa以内）。若气动阀在超过最高容许压力下使用。往往会发生严重事故。（五）使用特点不同一般气动阀比液压阀结构紧凑、重量轻，易于集成安装，阀的工作频率高、使用寿命长。气动阀正向低功率、小型化方向发展，已出现功率只有0.5W的低功率电磁阀。可与微机和PLC可编程控制器直接连接，也可与电子器件一起安装在印刷线路板上，通过标准板接通气电回路，省却了大量配线，适用于气动工业机械手、复杂的生产制造装配线等场合三、气动控制阀的结构特性气动控制阀的结构可分解成阀体（包含阀座和阀孔等）和阀心两部分，根据两者的相对位置，有常闭型和常开型两种。阀从结构上可以分为：截止式、滑柱式和滑板式三类阀。（一）截止式阀的结构及特性截止式阀的阀心沿着阀座的轴向移动，控制进气和排气。图4.2所示为二通截止式阀的基本结构。图4.2a中，在阀的P口输入工作气压后，阀芯在弹簧和气体压力作用下紧压在阀座上，压缩空气不能从A口流出；图4.2b为阀杆受到向下的作用力后，阀芯向下移动，脱离阀座，压缩空气就能从P口流向A口输出。这就是截止式阀的切换原理。

气动控制系统设计

气动控制系统设计 2007-08-23 11:43 气动控制系统设计 1、气动控制系统的组成。在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来。设计程序有关事项 2.1设计程序 2.1.1调研主机工作要求，明确设计依据。 A.了解主机结构、循环动作过程、执行元件操作力、运动速度及调整范围、运动平稳性、定位精度、传感器元件安装位置、信号转换、联锁要求、紧急停车、操作距离和自动化程度等。 B.工作环境，如温度及变化范围、湿度、振动、冲击、灰尘、腐蚀、防爆要求等。 C.是否要和电气、液压系统相配合，如需要须了解相应的安装位置等。 D.其他要求，如气控装置的重量、外形尺寸、价格要求等要求。 2.1.2气动回路设计 A.由执行元件数目、工作要求和循环动作过程，拟出执行元件的工作程序图。根据工作速度要求确定每一个气缸在一分钟内的动作次数。 B.根据元件的工作程序，参考各种气动基本回路，按程序控制回路设计方法，设计气动回路。为了得到最合理的气动回路，设计时可做几种法案比较，如气控制，气-----电控制，射流控制方案等进行选择，绘出气动回路图，使用电磁阀的场合，同时还绘出电气回路图。 2.1.3执行元件选择和计算气动执行元件的类型一般应与主机相协调，即直线往复运动应选择气缸，回转运动应选择气动马达，往复摆动应选择摆动缸。 2.1.4控制元件选择根据系统或执行元件的工作压力和通过阀的最大流量，选用各生产厂制造的阀和气动元件。选择各种控制阀或逻辑元件时应考虑的特性有： 1工作压力 2额定流量 3响应速度 4使用温度范围 5最低工作压力和最低控制压力 6使用寿命 7空气泄漏量 8尺寸及联接形式 9电气特性等选择控制阀时除了根据最大流量外，还应考虑最小稳定流量，以保证气缸稳定工作。

气动机械手控制系统设计

@ 目录之中。机电工程学院、课程设计说明书设计题目: 气动机械手控制系统设计学生姓名：学号：专业班级：机制F09 、指导教师：

2012 年 12 月 12 日

内容摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从工业机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。在我国，近几年也有较快的发展，并取得了一定的效果，受到机械工业和铁路工业等部门的重视。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温、抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。PLC可以按照所需要求完成机械手的设计，使机械手的设计简单化，大大节省了时间。本文应用西门子S7—200系列PLC来实现气动机械手的搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）的控制功能。利用可编程技术结合相应的硬件装置，控制气动机械手完成各种动作。该系统具有结构简单、可靠稳定、容易控制等优点。关键词：气动机械手；S7—200系列PLC；CPU226；

目录第1章引言 (1) 第2章系统总体方案设计 (2) 程序设计的基本思路 (2) 气动机械手的控制要求 (2) 系统的硬件结构与操作功能 (2) 硬件结构 (2) 气动机械手的操作功能 (3) 第3章 PLC控制系统设计 (4) 可编程控制器的CPU选择 (4) 气动机械手的I/O地址分配表 (4) PLC的输入输出设备接线图 (5) 气动机械手控制流程图 (6) 程序设计梯形图 (7) 语句表 (15) PLC程序调试 (23) 结论 (30) 设计总结 (31) 谢辞 (32) 参考文献 (33)

PLC控制柜基础知识

PLC控制柜是指成套的控制柜,可实现电机,开关的控制的电气柜。 PLC控制柜有过载、短路、缺相保护等功能。其结构紧凑、工作稳定、功能齐全，可以根据实际控制规摸大小进行组合，既可以实现单柜自动控制，也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线网络组成集散(DSC)控制系统，能适应各种大小规模的工业自动化控制场合，被广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水处理等行业中。 PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，实现完美的网络功能，性能稳定、可扩展、抗干扰强等特点，是现代工业的核心和灵魂。用户可以根据自身需求设计PLC控制柜、变频柜等，并可搭配人机界面触摸屏，达到轻松操作的目的。典型应用有恒压供水、空压机、风机水泵、中央空调、港口机械、机床、锅炉、造纸机械、食品机械等等。下面就给大家普及一下基础知识~ PLC控制柜的组成部分 1.空开一个总的空气开关，这是整个柜体的电源控制，是每个柜子都必须要有的东西。

2.PLC 这个要根据工程需要选择。如果工程小，可以直接用一个一体化的PLC；如果工程比较大，可能就需要模块、卡件式的，同时还可能需要冗余（也就是两套交替使用）。 3.24VDC的电源一个24VDC的开关电源，大多数的PLC都是自带24VDC的电源，需要根据实际情况来定是否要这个开关电源。 4.继电器一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里的，但也可能先由继电器中转。如果你PLC的输出口带电是24VDC的，但是你的控制回路里画的图需要PLC供的节点却是220VAC的，那么你就必须在PLC输出口加上一个继电器，即指令发出时继电

器动作，让控制回路的节点接到继电器的常开或常闭点上。这也是根据情况选择是否使用继电器。 5.接线端子这个肯定是每个柜子都必不可少的东西，根据信号数量可以配置。如果只是一个单纯的PLC控制柜，基本就是需要这些玩意，如果你的控制柜内还需要有其他的设备，就看情况增加。比方说你有可能要对某些现场的仪表或者小控制箱供电，可能你就得要增加空开数量。或者你要PLC接至上位机，可能就需要增加交换机什么的。视情况而定。 PLC控制柜使用条件供电电源：DC直流24V，两相交流220v，（-10%，+15%），50Hz 防护等级：IP41或IP20 环境条件：环境温度在0℃-55℃，防止太阳光直接照射；空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。远离强烈的震动源，防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续震动。避免有腐蚀和易燃的气体。基本结构

计算机控制系统基本知识

第一部分DCS系统介绍第一章计算机控制系统简介第一节概述计算机控制系统是指以计算机为控制设备所组成的自动控制系统。计算机具有实现各种数学运算和逻辑判断的能力。其主要特点是： 1、运算速度快，能存储大量的数据，具有很强的信息处理能力； 2、容易实现各种控制规律（PID控制、串级控制、复合控制等）； 3、将显示、打印、报警、给定参数等功能集中在控制台上，方便运行人员操作与监视； 4、指导运行人员正确地进行操作和控制。计算机在电厂生产过程自动化中的应用，主要有以下三个方面。 1、数据采集和处理计算机数据采集和处理系统的功能是：定时采集生产过程中大量的，经过一次测量仪表发送、统一信号、模/数转换后的过程参数信号，并按预定的要求对它们进行分析、计算和处理，最后进行CRT显示、报警、打印或储存。计算机数据采集处理系统的结构示意图如下图实线部分所示。数据处理的另一种应用形式是操作指导。计算机根据生产过程提出的数学模型进行计算，寻找出生产过程的最优操作条件和数值，并CRT显示屏上显示出来或通过打印机打印给操作人员。由操作人员去改变模拟调节器的给定值或直接操纵执行机构，从而把生产过程控制在最佳状态。操作指导属于计算机开环监控方式。

简图：计算机数据处理与操作指导系统 2、直接数字控制（DDC）生产过程的被调参数通过模拟量输入计算机，由计算机按预定的控制规律进行运算，并运算的结果由输出通道去直接控制执行机构，从而把被调参数保持在给定值上。这样的控制方式称为直接数字控制。简图：直接数字控制系统 3、监督计算机控制（SPC）监督计算机控制是指计算机根据生产过程的信息，按照过程的数学模型，求出生产过程最优运转的操作条件和数值，并直接去改变模拟调节器的给定值，由模拟调节器或DDC控制机实行对生产过程的控制，从而使生产过程处于最优化状态。简图：监督计算机控制系统

质量管理基础-第6章统计过程控制

第六章统计过程控制 1、统计过程控制的基本知识 1.1统计过程控制的基本概念统计过程控制（Stastistical Process Control简称SPC）是为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。 SPC中的主要工具是控制图。因此，要想推行SPC必须对控制图有一定深入的了解，否则就不可能通过SPC取得真正的实效。对于来自现场的助理质量工程师而言，主要要求他们当好质量工程师的助手：（1）在现场能够较熟练地建立控制图；（2）在生产过程中对于控制图能够初步加以使用和判断；（3）能够针对出现的问题提出初步的解决措施。大量实践证明，为了达到上述目的，单纯了解控制图理论公式的推导是行不通的，主要是需要掌握控制图的基本思路与基本概念，懂得各项操作的作用及其物理意义，并伴随以必要的练习与实践方能奏效。 1.2统计过程控制的作用（1）要想搞好质量管理首先应该明确下列两点： ①贯彻预防原则是现代质量管理的核心与精髓。 ②质量管理学科有一个十分重要的特点，即对于质量管理所提出的原则、方针、目标都要科学措施与科学方法来保证他们的实现。这体现了质量管理学科的科学性。为了保证预防原则的实现，20世纪20年代美国贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题组，一为过程控制组，学术领导人为休哈特；另一为产品控制组，学术领导人为道奇。其后，休哈特提出了过程控制理论以及控制过程的具体工具——控制图。道奇与罗米格则提出了抽样检验理论和抽样检验表。这两个研究组的研究成果影响深远，在他们之后，虽然有数以千记的论文出现，但至今仍未能脱其左右。休哈特与道奇是统计质量控制（SQC）奠基人。1931年休哈特出版了他的代表作《加工产品质量的经济控制》这标志着统计过程控制时代的开始。

过程控制系统基础知识

第一节过程控制发展概况过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。 40年代以后，工业生产过程自动化技术发展很快。尤其是近些年来，过程控制技术发展更为迅猛。纵观过程控制的发展历史，大致经历了如下几个阶段： 50年代前后，一些工厂企业的生产过程实现了仪表化和局部自动化。这是过程控制发展的第一个阶段。这个阶段的主要特点是：过程检测控制仪表普遍采用基地式仪表和部分单元组合式仪表(多数是气动仪表)，过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统；被控参效主要是温度、压力、流量和液位四种参数。控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减小主要扰动对生产过程的影响；过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论．主要解决单输人、单输出的定位控制系统约分析和综合问题。自60年代来，随着工业生产酌不断发展，对过程控制提出了新的要求：随着电子技术的迅速发展，也为自动化技术工具的完善创造了条件．从此开始丁过程控制的第二个阶段。在仪表方面，开始大量采用气动和电动单元组合仪表。在过程控制理论方面，除了仍然采用经典控制理论解决实际工业生产过程中遇到的问题外．现代控制理论得到应用，为实现高水平的过程控制奠定了理论基础．从而过程控制由单变量系统转向多变量系统。但是。由于过程机理复杂，过程建模困难等等原因，现代控制理论一时还难以应用于实际工业生产过程。 70年代以来．过程控制得到很大发展。随着现代工业生产的迅猛发展．随着大规模集成电路制造成功与微处理器的相继问世．使功能丰富的计算机的可靠性大大提高、性能价格比又大大提高、尤其是工业控制机采用了冗余技术和软硬件的自诊断措施．使其满足工业控制的应用要求。随着微型计算机的开发、应用和普及．使生产过程自动化的发展达到了一个新的水平。过程控制发展到现代过程控制的新阶段:计算机时代。这是过程控制发展的第三个阶段。这一阶段纳主要特点是：对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算机系统进行多参数综合控制，或者由多台计算机对生产过程进行控制和经营管理。在自动化技术工具方面有了新的发展，诸如以微处理器为核心的智能单元组合仪表(包括可编程调节器和系列智能仪表)的开发和广泛应用；在线成分检测和数据处理的测量变送器的应用，在智能仪表方面，不仅产品品种增加，而且可靠性有了很大提高．适应了各种复杂控制系统的要求。 80年代以后，工业过程控制得到了一个飞跃的发展。一方面现代控制理论(与主要解决单回路系统控制的经典控制理论相比较)从本质上解决了一般多变量系统的控制问题、包括线性系统、时变系统、非线性系统、微分—差分系统等，从而大大促进了过程控制的发展。另一方面．过程控制的结构已从包括许多手动控制的分散局部控制站改变为具有高度自动化的集中、远动控制中心，使得过程控制的概念有了很大的发展，它不仅包括数据采集与管理、基本过程控制，而且包括先进的管理系统、调度和优化等。柔性化、分散化和集成化的综合自动化系统，已被应用于实际工业过程。专家系统、神经网络、模糊控制、过程监督和在线诊断等理论已经大大地促进了过程控制的发展。自从进入20世纪90年代以来，自动化技术发展很快．并获得了惊人的成就．已成为国家高科技的重要分支。过程控制技术是自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力等方面起着越来越巨大的作用。目前，世界各工业发达国家．正集中全力进行工厂综合自动化技术的研究。所谓综合自动化，就是在自动化技术、信息技术、计算机控制和各种生产加工技术的基础上，从生产过程的全局出发，通过生产活动所需的各种信息的集成，把控制、优化、调度、管理、经营、决策融为一体，形成一个能适应各种生产环境和市场需求、多变性的、总体最优的高质量、高效益、高柔性的管理生产系统。在我国以最大的社会效益和经济效益为目标．研究和开发综合自动化技术是国民经济快速发展的需要．是参加国际市场剧烈竞争的需要。在世纪交替之际，新技术的研究和开发将大大推动工业过程自动化的发展，并带来巨大的社会效益和经济效益。

气动控制基础知识

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