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模块一设备控制概论任务一设备控制技术的应用和发展1任务三安全用电知识2任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修3知识归纳4作者：刘冰第2页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展学习任务1了解设备控制技术的相关知识2了解设备控制技术的应用和发展相关知识介绍1.设备控制技术的主要内容设备控制技术是机械加工技术专业的一门重要专业课，主要介绍设备控制技术中普遍应用的流体传动（液压传动与控制、气压传动与控制）、电气控制和可编程序控制器等控制设备的结构、工作原理及程序编制的基本理论和基本知识，通过实践模块的学习，了解控制设备安装、维修、保养及应用的技能。作者：刘冰第3页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展机床是机械制造业中的主要加工设备，其质量、自动化程度及应用先进技术的状况直接反映了机械工业的发展水平，机床加工自动化对提高生产率、改善产品质量、减轻体力劳动都起着重要的作用。现代科学技术的发展为机床与生产的自动化的进一步发展创造了有利条件。控制技术、微电子技术和计算机技术等领域中的一些最新研究成果，在机床控制设备中迅速得到了应用。从所采用的液压传动与控制、气压传动与控制、电气控制和可编程序控制技术的先进性和复杂性来看，机床是机械制造业中各类机械设备最典型的代表。作者：刘冰第4页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展2.设备控制系统的基本组成通常，一个比较完善的机械设备控制系统包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元及接口，各要素和环节之间通过接口相联系。⑴机械本体是系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架和机械联结等。⑵动力部分按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，使系统正常运行。⑶测试传感部分对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息，其功能一般由专门的传感器和仪表完成。作者：刘冰第5页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展⑷执行机构能够根据控制信息和指令，完成要求的动作。执行机构是运动部件，一般采用机械、电磁、电液等机构。⑸驱动部分在控制信息作用下提供动力，驱动各种执行机构完成各种动作和功能。控制系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特征，同时要求有较高的可靠性和对水、油、温度、尘埃等外部环境有较强的适应性。⑹控制及信息处理单元将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。控制及信息处理单元一般由计算机、可编程序控制器（PLC）、数控装置以及逻辑电路、A/D与D/A转换、I/O（输入/输出）接口和计算机外部设备等组成。⑺接口是控制系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的联接界面，具有对信号进行变换、放大及传递的功能。作者：刘冰第6页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展3.设备控制技术的基本原理、应用及发展流体传动主要包括液压与气压传动，是以流体（液压油或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式。液压传动利用液压泵将原动机提供的机械能转变成液体的压力能，再利用液压缸或液压马达将液体的压力能转变成机械能，驱动负载，使执行机构获得需要的运动和动力。气压传动是利用气源装置将原动机提供的机械能转变成气体的压力能，通过气动执行元件将压缩空气的压力能转变成机械能，输出动力以驱动工作部件。作者：刘冰第7页2009-6任务一设备控制技术的应用和发展电气控制系统是通过对电动机的控制，拖动生产机械实现各种运行状态达到生产加工的目的。不同的生产设备具有不同的工作方式和要求，其电气控制系统也不尽相同。随着科学技术的发展，生产技术和工艺不断进步，设备控制技术及装置也不断更新。设备控制在控制方法上主要从手动控制到自动控制；在控制功能，从简单控制到复杂控制；在装备上由笨重到轻巧；在控制系统中，从传统的继电器控制系统转为以微处理为中心的软、硬件控制系统。新的控制理论和新型电器及电子元件的出现，不断推动设备控制技术的发展。作者：刘冰第8页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修学习任务：1.查阅资料了解使用流体传动系统的注意事项；2.查阅资料了解电气设备装置的安装与调试要求。相关知识介绍：1.使用液压系统应注意的问题（1）应明白液压系统的工作原理，熟悉各种操作和调整手柄的位置及旋向。（2）开车前应检查系统上各调整手柄、手轮是否处于正常位置，电气开关和行程开关的位置是否正常，主机上工具的安装是否正确和牢固等，应对导轨和活塞杆的外露部分进行擦拭，然后开车。作者：刘冰第9页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修（3）开车时，首先启动控制油路的液压泵，无专用的控制油路液压泵时，可直接启动主液压泵。（4）液压油要定期检查更换，对新投入使用的液压设备，使用3个月左右即应清洗油箱，更换新油。之后每隔半年至一年进行清洗和换油一次。（5）工作中应随时注意油液温升，正常工作时，油箱中油温应不超过60℃。油温过高时应设法冷却，并使用粘度较高的液压油。（6）注意检查油面，保证系统有足够的油量。（7）有排气装置的系统应进行排气，无排气装置的系统应往复运转多次，使气体自然排出。作者：刘冰第10页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修（8）油箱应加盖密封，油箱上面的通气孔处应设置空气过滤器，防止污物和水分侵入。加油时应过滤，保持油液清洁。（9）系统中应根据需要配置粗、精过滤器，对过滤器应经常检查、清洗和更换。（10）对压力控制元件的调整，一般应首先调整系统压力控制阀——溢流阀，从压力为零时开始调整，逐步提高压力，达到规定值；然后依次调整各回路的压力控制阀。（11）流量控制阀应从小流量调到大流量，并应逐步调整。作者：刘冰第11页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修2.气动系统维修注意事项气动系统的维护根据其使用频度和重要性来确定，一般每年大修一次。维修前应根据产品样本和使用说明书预先了解各元件的作用、工作原理和内部零件的运动状况，也可参考维修手册。维修时，对重要部位的元件、经常出问题的元件和接近使用寿命的元件应更换新元件。新元件通气口的保护塞使用时才可取下。拆卸前，应清洁元件和装置上的灰尘，保持环境清洁。同时必须切断电源和气源，确认压缩空气已全部排出，压力表回零后方可拆卸。作者：刘冰第12页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修拆卸时，应慢慢松动各个螺钉，以防元件或管道内有残压。拆卸后的元件要逐个检查零件是否正常，且要以组件为单位进行。认真检查滑动部分的零件，注意各处密封圈和密封垫的磨损、损伤和变形情况。注意节流孔、喷嘴和滤芯是否有堵塞；检查塑料和玻璃制品是否有裂纹或损伤；拆下来的零件要按组件顺序排好，注意零件的安装方向，便于装配。作者：刘冰第13页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修3.电气设备装置的安装与调试⑴电器设备的安装要求电器设备的安装应依据电气设备安装施工设计进行，对于需要经常进行找正、对刀、调整的装置应采用悬挂式操纵箱，并尽量装在离操作者近的位置，尽可能接近加工对象，且留有一定的活动余地；对发热严重、噪声和振动大的电器部件，应装在离操作者较远的位置；对需要经常维护检修、调整、操作的部件应留有一定的活动余地，供相关人员操作；穿管走线应根据设备特点，选择经济、合理的方式布局，防止线路干扰；体积大、重量大的电器应安装在控制板的下面，发热元件应安装在控制板上面，感温元件应注意隔离，强弱点也应隔离，防止互相干扰；需要经常维护、检修、操作和调整的电器，安装位置不宜过高或过低；作者：刘冰第14页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修尽可能将外形与结构尺寸相同的电器元件，安装成一排，以便于安装和补充，电器元件的排列要求整齐、美观；电器元件的布置和安装不宜过密，以便于检修；控制箱所有的进、出连接线都应通过接线板进行连线，编号应与电气原理图一致；电器元件和接线端的每个接点不应多于二根连接导线。⑵电气控制系统的调试电气控制系统安装之后应进行试车、调试。在试车之前，应按电气原理图、安装接线图及电气互连图等进行全面核对检查，确认无误后通电试车。作者：刘冰第15页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修整机通电试车时应注意下列事项：①各运动部件应先进行单独调整。首先应查对电磁器件（如电磁阀、离合器等）接线是否正确，调整其动作的灵活性。调整限位开关，操作其挡铁位置保证其符合工作循环要求。其次，应对机械传动部件（如主轴转向、变速，工作台进给、变速、快速移动，工件的夹紧、松开等）的动作进行单独调整，使其达到技术性能要求。②应单独调试液压、气动等系统的工作情况，使其基本参数和规定的额定值（如压力继电器的压力额定值）达到设计的指标。作者：刘冰第16页2009-6任务二流体传动系统及电气设备装置的拆装、调试及维修③确认机械、液压等系统的工作正常后，即可对电气控制系统进行调试。按照电器控制设备的调整、半自动、自动三种工作状态逐一进行调试。在调试过程中，应先进行空载运行试验，运行正常后再加负载进行调试；控制系统若在“自动”工作循环状态下时，应连续正常运行2~4h，各电器设备工作温升等均正常后，方能交付使用。作者：刘冰第17页2009-6任务三安全用电知识任务案例：1.讨论触电的危害；2.讨论触电时，影响电流对人体伤害程度的因素；3.讨论触电救护知识；4.讨论电气系统安全用电防护措施及电气火灾的扑救知识。作者：刘冰第18页2009-6任务三安全用电知识相关知识介绍1.触电基本知识人体对电流的反应非常敏感，触电时电流对人体的伤害程度主要与以下因素有关。（1）电流的大小触电时，流过人体的电流强度是造成人体伤害的直接因素，同过人体的电流越大，对人体的损害程度越重。（2）电压的高低触电时，电压越高，流过人体的电流越大，因此对人体的伤害也越重。（3）频率的高低一般来说，40～60Hz的交流电对人体最危险，随着频率的增大，触电的危险程度将下降。高频电流（频率达到200Hz以上时）不会伤害人体，且能用于治疗某些疾病。作者：刘冰第19页2009-6任务三安全用电知识此外，触电的伤害程度还与电流通过人体的路径、人体自身状况及人体电阻的大小有关。一般来说，电流通过心脏时最容易导致死亡，因此，电流从右手通过人体到左脚时危险性最大。人的性别、健康状况及精神状态等影响触电的伤害程度，女性比男性触电伤害程度更重，小孩比成人触电伤害程度也要严重得多。人体的电阻越大则受电流伤害越轻。人体电阻主要决定于皮肤表面的电阻值，若皮肤表面角质层损伤、潮湿、流汗或带导电粉尘等时，人体电阻将大幅降低，使触电伤害程度加重。作者：刘冰第20页2009-6任务三安全用电知识2.常用安全防护措施要防止触电采取的措施主要有：（1）思想上重视并加强安全用电教育，严格遵守安全操作规程。（2）在电气系统正常运行时，应设置绝缘保护隔离措施，防止人体接触带电体。（3）在可能发生电气系统事故的情况下，应做好自动断电保护措施。如设置熔断器、断路器、漏电开关、保护接地、保护接零、尽量采用安全低压电（我国规定为36V和12V）等。保护接地是指把在故障情况下可能出现危险的对地电压的金属部分同大地连接在一起。保护接零是指把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线连接起来。（4）制定行之有效的各种安全管理制度及安全用电规则。作者：刘冰第21页2009-6任务三安全用电知识3.触电救护知识（１）触电救护知识人体触电后应及时采取急救措施。首先应使触电者脱离电源，使其保持呼吸通畅；如触电者已失去知觉则应进行人工呼吸，立即请医生进行急救。（２）电气火灾的扑救常识一般发生电气火灾的主要原因有：长时间的过载，使电气设备过热进而引起火灾；安装使用不当，缺少必要及时的维护，造成设备短路或导线断裂，产生电弧引起火灾；操