6.3 现代控制技术简介（课件）-高二《电工电子技术与技能》同步教学（北京出版社）

6.3 现代控制技术简介 6.3.1 可编程控制器 6.3.2 变频器 6.3.3 传感器 1 1 2 6.3.1 可编程控制器 组成 可编程序控制器(PLC)，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。 包括中央处理器（CPU）、存储器、输入端口、输出端口、电源等。 电源部分 中央处理器、存储器 输入端口 输出端口 3 6.3.1 可编程控制器 常用可编程控制器系列 可按地域分成三个流派：美国产品，欧洲产品，日本产品。 西门子S7-300 三菱的FX 美国和欧洲以大中型PLC而闻名，日本则以小型PLC著称。 4 6.3.1 可编程控制器 可编程控制器的应用 随着PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性、易编程修改的特点，在自动控制系统中应用取得了良好的效果。 MPS模块化自动生产加工系统 智能群控电梯控制系统 5 6.3.2 变频器 变频器是把工频电源（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变换成调压调频的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。 变频器 变频器 6 6.3.2 变频器 分类 从结构上看，变频器可分为直接变频和间接变频两类。 直接变频器将工频交流一次变换为可控频率交流，没有中间直流环节，即交－交变频器，通常用于大功率（500kW或1000kW以上）、低速（600r/min以下）的场合，如轧钢机、球磨机、水泥回转窑等。 间接变频器先将工频交流电源通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换为可控频率的交流，因此又称它为有中间直流环节的变频装置或交－直－交变频器，主要适用于中小功率、转速较高、负载较平稳的场合，例如压缩机、挤压机和给水泵等。 7 6.3.2 变频器 应用 在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。 在国内，以节能为目的，变频器广泛应用于各行各业。 生活中，带有变频控制的冰箱、洗衣机、家用空调等，具有节电、减小电压冲击、降低噪音、提高控制精度等优势。 以电力行业为例，如高压变频器和大功率变频器。 8 6.3.3 传感器 分类 人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。 传感器定义：从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。 传感器组成：由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。 9 6.3.3 传感器 分类 常用传感器：通常根据基本感知功能，传感器可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 热敏电阻 光敏电阻 磁敏电阻 力敏电阻 10 6.3.3 传感器 应用 传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。 工业自动化：工业领域应用的传感器，如工艺控制、工业机械以及传统的；各种测量工艺变量（如温度、液位、压力、流量等）的；测量电子特性（电流、电压等）和物理量（运动、速度、负载以及强度）的，以及传统的接近/定位传感器等发展迅速。 汽车工业：目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只，种类通常达30余种，多则达百种。 $