氣-電控制技術訓練課程1：簡介

發(fā)布日期：2022-10-24 作者：深圳屹誠點擊：

一. 簡介

簡要歷史

在氣動技術的應用方面，美國和歐洲在時間上是不同的。

二次世界大戰(zhàn)前后，氣動技術己廣泛應用在美國諸領域，那個時期，方向控制閥的主要類型是電磁操作的金屬封式滑閥。后來，其發(fā)展主要為通過小型的 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。

在歐洲，氣動技術大規(guī)模應用是在第二次世界大戰(zhàn)后。當時，歐洲工業(yè)面臨戰(zhàn)后重建的問題，且缺乏資金和熟練工人。在生產(chǎn)非橡膠密封式的閥方面，不象二次大戰(zhàn)前的美國，其技術是較落后。故氣動技術主要限制在采用相當簡單的手段，即采用截止閥。當活塞式設計被應用于截止閥上時，有關高操作的頻度及問題亦得以解決，因此使氣壓傳動及氣動控制得到了明顯的發(fā)展。在此方面還有另一個原因，當時的電磁控制技術相當不可靠，為了消除電氣控制與氣動接口的薄弱環(huán)節(jié)，純氣動控制技術在歐洲已發(fā)展到一個相當高的水平。

六十年代，美國的新技術席卷工業(yè)化國家：流控技術－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(yè)上沒有實用價值，剛一出現(xiàn)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(chǎn)品生生產(chǎn)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，現(xiàn)代電磁控制元件具有極高旳可靠性，且比如閥那樣的氣動元件壽命長。對于每個工程，氣控制不必花很長時間進行設計和安裝，因為它們是標準件，可以擴展﹑編程以滿足各種需求。

在應用方面，繼電器控制和氣動控制所占份額是相當?shù)?。當回路要求有限的元件時，它們都能提供一個價錢低廉的方案。在熱帶地區(qū)，高溫及高濕度影響電子控元件技術能，其原因是：濕氣附著在印刷線路板上，可能使線路板短路，導致控制不可靠，甚至造成破壞。在這種情況下，可采用較高費用的氣動控制，但缺乏氣動技術專家是個很大的問題，對于具有運動件的繼電器控制和氣動控制技術，熟練的機械技術人員應優(yōu)先于電子技術了解氣動控制技術。

本書采用繼電器作分析，這并不是因為考慮到目前繼電器控制仍處于重要地位，而是由于構成繼電器回路對于了解真正的電氣回路是一個很好的教學步驟，它能幫助沒有電學知識的人員了解電路的精要所在，能夠滿足人們對安裝，使用現(xiàn)代電子控制器的需要。本訓練課程的標題為 "電子控制技術"。

混合系統(tǒng)的特殊性

經(jīng)濟特性

電-氣動系統(tǒng)是兩種不同技術的 "混合"系統(tǒng)，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(zhí)行元件提供的。

首先，有二個成本概念。在安裝既便宜又可靠的純氣動系統(tǒng)地方，若采用混合系統(tǒng)是不經(jīng)濟的。這是一件復雜的事情。圖1.1 說明了系統(tǒng)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。

純氣動系統(tǒng)初始投資是不高的，但對于某個功能的元件費用要高于電氣元件。

在圖中，其復雜程度沒有被定義出。某條件下，比如說在熱帶地區(qū)，有一個冷凝水附著在線路板上的危險，可能導致短路或腐蝕等破壞。這就使電氣系統(tǒng)缺乏可靠性。若采用保護手段，則造價昂貴，較高的初始投資使投資線 (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(tǒng)的復雜程度比氣動控制系統(tǒng)的平均轉效點高得多。

技術特性

當然，對于初始投資也有一個技術概念。對于純氣壓傳動及控制系統(tǒng) (無電氣設備等)，當斷電時對系統(tǒng)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。

在斷電情況下，電氣設備立即停止工作，而氣壓傳動還在照常進行，這就需要某種聯(lián)鎖。因此，具有電氣設備及氣動控制的系統(tǒng)也叫 "電-氣動系統(tǒng)"。這種情況下，當電源斷電時，電氣控制中的單穩(wěn)態(tài)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(lián)鎖裝置來校驗電能的存在和安全循環(huán)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(jié)中給出了幾個上面提到的安全回路。