电气控制技术及其发展 在现代化的生产和实践中，产品是通过设备来生产和加工的，为了保证产品的生产效率和加工精度，需要对设备进行控制，控制方式主要有机械控制、电气控制、液压控制、气动控制或上述几种方法的配合使用。在某些生产设备中，各种控制方式的结合更具有其突出优点，如液压控制与电气控制的大型压力机等。由于电气控制方法的显著优点，使得电气控制技术成为设备控制的主要方式。电气控制技术实际是电气控制原理在控制设备中的应用。在电气控制技术中，对电动机的控制是电气控制技术的主要研究内容，电动机控制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、交直流调速控制、可编程序控制器（PLC）等。随着电子技术和计算机技术的不断进步和发展，还会出现各种各样新的控制方法。 最初的电气控制主要是继电接触器控制，由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，按一定的控制要求用电气连接线连接而成，通过对电动机的启动、制动、反向和调速的控制，来实现生产加工过程的自动化，保证生产加工工艺的要求。其主要优点是：电路简单、设计安装方便、维护容易、价格低廉、抗干扰能力强，因而在许多机械设备中得到了广泛应用，其缺点是采用固定接线方式，灵活性差。继电接触器控制系统是现代电气控制技术的基础，其他控制技术都是在此基础上发展而来的。 随着计算机技术的发展，PLC将继电接触器系统的优点与计算机控制系统的编程灵活、功能齐全、应用面广、计算功能强等优点结合起来，已不仅仅是一种比继电接触器更可靠、功能更灵活的工业控制器，而是一种可以通过软件来实现控制的工业控制计算机。许多生产过程中，用PLC来实现整个生产流程的控制，常规电器仅仅是输入设备或执行电器。 在电气控制技术中，低压电器元件是重要的基础元件，是电气控制系统安全可靠运行的基础和主要保证。随着新技术的出现和发展，传统的低压电器也不断更新换代，正朝着高性能、高可靠性、小型化、模块化、组合化、智能化和网络化方向发展。模块化和组合化打打简化了电器制造过程，可以通过不同的模块组合形成新的电器。由于微处理器的运行速度越来越快、体积越来越小以及产品集成技术的发展，使得越来越多的厂商将智能芯片集成到产品之中，包括许多传统的电器元件等，形成了智能电器。 电气技术一直伴随着实现生产过程自动化、提高生产制造设备效率而不断发展。当今生产过程的柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）、计算机辅助制造（CAM）、智能制造技术（IMT）、批量定制技术（MC）以及制造业信息化技术等为电气控制技术的发展提供了新的方向，柔性控制技术、智能控制技术等电气控制技术也必将进一步推动生产制造技术的进步。 综上所述，电机控制技术已广泛应用在各行各业，从简单的电动机启停逻辑控制到加工生产线上的数控加工中心、柔性制造设备控制，从传统的机床加工设备控制到先进的物流系统设备、立体车库系统控制等，电气控制技术都发挥着重要的作用。 电气控制系统的组成 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。 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，利用继电器机械触电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，其要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，则各控制电器元件本身和连线方式都需要重新改变。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，通过编程来改变程序即可，使得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 控制系统将输入经过控制处理后，再将控制信息输出。输出部分的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。 课程性质与内容 本课程是自动化专业必修的专业基础课，在专业领域里，对提高学生工程实践的能力、增强分析问题和解决问题的能力具有重要作用。该课程的主要内容包含常用低压电器、电气控制系统的基本控制电路、典型机械设备电气控制电路分析、交直流调速系统、PLC的原理与应用等。通过课程的学习，使学生在熟悉常用低压电器、典型机械电气控制电路的基础上，具备分析、设计和改进机电设备电气控制电路的能力，了解电动机调速控制的原理，掌握PLC的基本原理及编程方法，能根据工艺过程和控制要求进行PLC控制系统的硬件和软件的设计，了解PLC网络与通信以及电气控制技术的发展方向。