44、电气控制技术：原理、分类与应用

电气控制技术：原理、分类与应用

1. 电气控制概述

在当今复杂的生产过程和高度自动化的生产系统中，电气控制已成为保障生产质量和效率的标准配置。随着微电子技术，特别是微处理器的快速发展，市场上出现了强大的控制器系统，它们能够在严格的实时条件下可靠地处理数千个过程信号。

控制器的主要功能包括读取过程中的各种信号（如位置、速度、转速、温度、液位、压力信号等），根据逻辑运算确定必要的控制信号，并将这些信号输出到执行器。被控制的过程可以是单个机器组件，如机床工作台的进给驱动，也可以是完整的生产系统，如加工中心或自动生产线。

2. 电气控制系统的结构与信号流程

电气控制系统的结构和信号流程可以用一个示意图来表示。其主要包括输入级、逻辑处理部分和开关级。

2.1 输入级

在输入级，会读取过程信号。这些信号可以是过程内部的传感器信号，例如用于读取机器状态或过程反馈信号的传感器（温度/压力/液位传感器、位移传感器、角度编码器等），也可以是外部操作员的输入，如机床上的手动按钮和开关。在信号进入控制器的逻辑部分之前，通常需要进行电流隔离和电压电平调整，以匹配控制器的要求。常用的隔离和信号匹配设备包括光耦合器和继电器，其中光耦合器速度更快，通过光电转换工作。

2.2 信号处理

信号处理是控制器的核心部分。输出信号由对输入信号进行逻辑运算确定，逻辑由过程和开发者指定。逻辑运算的技术实现可以通过机电继电器和接触器、半导体元件或程序和计算机来完成。

2.3 开关级

为了激活开关级的元件（如电机、联轴器、显示器等），信号通常需要通过电子电路进行放大。对于继电