气-电控制技术训练课程1：简介

发布日期：2022-10-24 作者：深圳屹诚点击：

一. 简介

简要历史

在气动技术的应用方面，美国和欧洲在时间上是不同的。

二次世界大战前后，气动技术己广泛应用在美国诸领域，那个时期，方向控制阀的主要类型是电磁操作的金属封式滑阀。后来，其发展主要为通过小型的 3/2 先导电磁阀来操作平面式滑阀。在以上两种情况下，都采用继电器回路进行控制。由于电气工作工人员技术熟练，故安装控制柜是毫无问题，由于可靠性非常高，当时无人考虑采用其他方法。

在欧洲，气动技术大规模应用是在第二次世界大战后。当时，欧洲工业面临战后重建的问题，且缺乏资金和熟练工人。在生产非橡胶密封式的阀方面，不象二次大战前的美国，其技术是较落后。故气动技术主要限制在采用相当简单的手段，即采用截止阀。当活塞式设计被应用于截止阀上时，有关高操作的频度及问题亦得以解决，因此使气压传动及气动控制得到了明显的发展。在此方面还有另一个原因，当时的电磁控制技术相当不可靠，为了消除电气控制与气动接口的薄弱环节，纯气动控制技术在欧洲已发展到一个相当高的水平。

六十年代，美国的新技术席卷工业化国家：流控技术－射流技术 (无运动件)，它基于两个原理：一个是附壁效应，另一个是紊流放大 (从层流到紊流)。由于其在工业上没有实用价值，刚一出现就消失了。这种技术之所以失败，其主要原因是那个时期的电气元件费用开始大幅度下降，采用射流技术不能使产品生生产既好又便宜；另一个原因就是缺少相关元件及工作人员缺少有效的设计﹑安装流体控制装置的技术知识。

今天，现代电磁控制元件具有极高旳可靠性，且比如阀那样的气动元件寿命长。对于每个工程，气控制不必花很长时间进行设计和安装，因为它们是标准件，可以扩展﹑编程以满足各种需求。

在应用方面，继电器控制和气动控制所占份额是相当的。当回路要求有限的元件时，它们都能提供一个价钱低廉的方案。在热带地区，高温及高湿度影响电子控元件技术能，其原因是：湿气附着在印刷线路板上，可能使线路板短路，导致控制不可靠，甚至造成破坏。在这种情况下，可采用较高费用的气动控制，但缺乏气动技术专家是个很大的问题，对于具有运动件的继电器控制和气动控制技术，熟练的机械技术人员应优先于电子技术了解气动控制技术。

本书采用继电器作分析，这并不是因为考虑到目前继电器控制仍处于重要地位，而是由于构成继电器回路对于了解真正的电气回路是一个很好的教学步骤，它能帮助没有电学知识的人员了解电路的精要所在，能够满足人们对安装，使用现代电子控制器的需要。本训练课程的标题为 "电子控制技术"。

混合系统的特殊性

经济特性

电-气动系统是两种不同技术的 "混合"系统，它有一些值得注意的特点。本文中，假设机械能主要是由气动执行元件提供的。

首先，有二个成本概念。在安装既便宜又可靠的纯气动系统地方，若采用混合系统是不经济的。这是一件复杂的事情。图1.1 说明了系统成本随纯气动控制 (P) 和电-气动控制 (e) 复杂性增加而增加的趋势。但投资的差额并不能大得使工作人员能作出明显的决定，它将取决于无法估计的因素，像维修人员的技术熟练程度、一致性等。

纯气动系统初始投资是不高的，但对于某个功能的元件费用要高于电气元件。

在图中，其复杂程度没有被定义出。某条件下，比如说在热带地区，有一个冷凝水附着在线路板上的危险，可能导致短路或腐蚀等破坏。这就使电气系统缺乏可靠性。若采用保护手段，则造价昂贵，较高的初始投资使投资线 (e) 向上偏移到虚线 "etr"，从而使平均转效点向右偏移，这就说明系统的复杂程度比气动控制系统的平均转效点高得多。

技术特性

当然，对于初始投资也有一个技术概念。对于纯气压传动及控制系统 (无电气设备等)，当断电时对系统工作无任何影响，其工作可利用储气罐内的能量维持好一段长时间。

在断电情况下，电气设备立即停止工作，而气压传动还在照常进行，这就需要某种联锁。因此，具有电气设备及气动控制的系统也叫 "电-气动系统"。这种情况下，当电源断电时，电气控制中的单稳态电磁阀能够自动复位。一个纯气动控制至少需要一个电磁阀和气动联锁装置来校验电能的存在和安全循环的停止／起动。这样做就使图1.1 中的线P 向上移动，从而使平均转效点向左移动，此时电气控制和气动控制在较低的复杂性上有一个平均转效点。

在附录 "SC 库" 节中给出了几个上面提到的安全回路。