第1章　可编程控制器机械控制基础

1.1　电气控制系统的组成

在现代化生产中，通过设备来生产和加工产品，控制设备以保证生产效率和加工精度，控制方式主要有机械控制、电气控制、液压控制、气动控制和上述几种方式配合使用的控制。由于电气控制具有显著优点，电气控制成为设备控制的主要方式。机械电气控制是指利用电气自动控制系统，在无人工直接参与（或少量参与）的情况下，使被控机械设备按预定的工作程序，自动完成电动机的启动、停止、正转、反转、调速或液压传动系统、气压传动系统的工作循环。如组合机床、专用机械手和其他工艺过程相对固定的自动化生产机械，在启动后就自动地按预定的动作顺序、行程和速度完成其工作循环；再如数控机床，按照事先编制的程序，自动地按预定的速度、位移、走刀轨迹和动作顺序进行形状复杂零件的加工；又如乘客电梯，也是按照乘客的指令信号可能构成的各种逻辑关系预先设计电路，编制程序，电梯按照控制程序自动地响应乘客要求以完成不同起止楼层的载运任务。对电动机进行控制是电气控制技术的主要研究内容，电动机包括普通电动机和控制电动机，控制方法有继电接触器控制、可编程控制器（PLC）控制等。

任何一个电气控制系统，都可以分为输入、控制器和输出三个部分，如图1.1所示。

图1.1　控制系统的组成

1）输入部分　输入部分是电气控制系统与工业生产现场控制对象的连接部分，一般由各种输入器件组成，其主要功能是把外部各种物理量转换为电信号，并输入到控制器中，如控制按钮、行程开关、热继电器以及各种传感器（热电偶、热电阻等）等。

2）控制器　控制器是电气控制系统的核心，主要是将输入信息按一定的生产工艺和设备功能要求进行处理，产生控制信息。在继电接触器电气控制系统中，控制器主要为一些控制继电器，依据不同的生产控制要求，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑，采用固定的接线方式连接起来完成控制输出。各控制电器一旦连接完毕，其完成实现的控制功能也就固定，不会产生改变。如果控制系统的功能需要改变，则各控制电气元件本身和连线方式都需要重新变化。在PLC电气控制系统中，控制功能是可编程的，其控制逻辑以程序的方式存储在内存中，在控制功能需要改变时，可以通过编程来改变程序，使控制系统变得非常方便和灵活，扩大了控制器的应用范围。这是与继电接触器逻辑控制系统的最大不同之处。

3）输出部分　控制系统对输入控制处理后，要将控制信息输出，其功能是控制现场设备进行工作，将控制系统送来的信号转换成其他所需的物理信号，最终完成这个控制系统的功能，如电动机的启动、停止、正反转，阀门的开关，工作台的移动、升降等。