電氣控制技術(shù)是一項在生產(chǎn)過程、科學(xué)研究，以及其他各個領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛的技術(shù)，是在以生產(chǎn)機械的驅(qū)動裝置——電動機為控制對象，以微電子裝置為核心，以電力電子裝置為執(zhí)行機構(gòu)而組成的電氣控制系統(tǒng)中，按規(guī)定的規(guī)律調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)向，使之滿足生產(chǎn)工藝最佳要求的技術(shù)。它具有提高效率、降低能耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞動強度的最佳效果。

1.電氣控制技術(shù)的發(fā)展

19世紀末，發(fā)電機和各類電動機相繼問世，揭開了電氣控制技術(shù)的序幕。20世紀初，電動機逐步取代蒸汽機用來驅(qū)動生產(chǎn)機械，拖動方式由集中拖動發(fā)展為單獨拖動。為了簡化機械傳動系統(tǒng)，采用了一臺機器的幾個運動部件由幾臺電動機分別拖動的方式，這種方式稱為多電機拖動。在這種情況下，機器的電氣控制系統(tǒng)不但可對各臺電動機的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、停車等進行控制，還具有對各臺電動機之間實行協(xié)調(diào)、連鎖、順序切換、顯示工作狀態(tài)的功能。對生產(chǎn)過程比較復(fù)雜的系統(tǒng)還要求對影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種工藝參數(shù)如溫度、壓力、流量、速度、時間等能夠自動測量和自動調(diào)節(jié)，這樣就構(gòu)成了功能相當完善的電氣自動化系統(tǒng)。到20世紀30年代，繼電器、接觸器、按鈕、開關(guān)等元器件已經(jīng)形成了功能齊全的多種系列，基本控制已形成規(guī)范，并可以實現(xiàn)遠距離控制。這種主要由繼電器、接觸器、控制按鈕等電器元件組成的控制系統(tǒng)稱為繼電器-接觸器控制系統(tǒng)。

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的手動控制方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強等優(yōu)點，在20世紀70年代之前應(yīng)用十分廣泛，至今仍在許多簡單的機械設(shè)備中應(yīng)用。但這種控制系統(tǒng)缺點也非常明顯，它采用固定的硬接線方式來完成控制邏輯，具有單一性。另外，由于機械式觸點工作頻率低，易損壞，工作可靠性較低。在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，隨著產(chǎn)品機型的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔的加工對象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機械設(shè)備按新的工藝過程運行。為了解決這個問題，20世紀60年代初期利用電子技術(shù)研制出矩陣式順序控制器和晶體管邏輯控制系統(tǒng)來代替繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，對復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)則采用電子計算機控制，由于控制裝置體積大，功能少，并未得到廣泛的應(yīng)用。

隨著微處理器和大規(guī)模集成電路的發(fā)展和應(yīng)用，在1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）率先研制出世界上第一臺可編程控制器（PLC）。它把計算機的完備功能以及靈活性、通用性好等優(yōu)點和繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，做成一種能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，同時依據(jù)現(xiàn)場電氣操作維護人員和工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，把編程方法和程序輸入方式加以簡化，使得不熟悉計算機的人員也能很快掌握它的使用技術(shù)。從此以后，許多國家的著名廠商競相研制，各自形成系列，而且品種更新很快，功能不斷增強，從最初的邏輯控制為主發(fā)展到能進行模擬量控制，具有數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等多種功能。PLC還具有可靠性高的優(yōu)點，平均無故障運行時間可達10萬小時以上，可以大大減少設(shè)備維修費用和停產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失。當前，PLC已經(jīng)成為電氣自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的核心裝置。

電氣控制技術(shù)綜合了計算機、自動控制、電子技術(shù)和精密測量等許多先進科學(xué)技術(shù)成果。目前，PLC、CAD/CAM和機器人技術(shù)組成了當代工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的三大支柱。

2.本課程的性質(zhì)與任務(wù)

本課程是一門實用性很強的專業(yè)課。電氣控制技術(shù)在生產(chǎn)過程、科學(xué)研究和其他各個領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。本課程的主要內(nèi)容是以電動機或其他執(zhí)行電器為控制對象，介紹和講解繼電器-接觸器控制系統(tǒng)和可編程控制器控制系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計方法和實際應(yīng)用。其中，可編程控制器的飛速發(fā)展和其強大的功能，使它已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的主要手段之一。所以，本課程重點是可編程控制器，但這并不意味著繼電器-接觸器控制系統(tǒng)就不重要。這是因為：首先，繼電器-接觸器控制在小型電氣系統(tǒng)中還普遍使用，而且它是組成電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；其次，盡管可編程控制器取代了繼電器，但它所取代的主要是邏輯控制部分，而電氣控制系統(tǒng)中的信號采集和驅(qū)動輸出部分仍然要由電氣元器件及控制電路來完成。所以，對繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)是非常必要的。該課程的目標是讓學(xué)生掌握一門非常實用的工業(yè)控制技術(shù)，以及培養(yǎng)和提高學(xué)生的實際應(yīng)用和動手能力。

電氣控制技術(shù)是機電類專業(yè)學(xué)生所必須掌握的基礎(chǔ)實際應(yīng)用課程之一，具體要求如下：

①熟悉常用控制電器的工作原理和用途，達到正確使用和選用的目的，并了解一些新型元器件的用途。

②熟練掌握電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)，并具備閱讀和分析電氣控制電路的能力，從面能設(shè)計簡單的電氣控制電路，較好地掌握電氣控制電路的簡單設(shè)計方法。

③了解電氣控制電路分析的步驟，熟悉典型生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)的工作原理。

④了解電氣控制電路設(shè)計的基礎(chǔ)，能夠根據(jù)要求設(shè)計出一般的電氣控制電路。

⑤掌握PLC的基本原理及編程方法，能夠根據(jù)工藝過程和控制要求進行系統(tǒng)設(shè)計和編制應(yīng)用程序。

⑥具有設(shè)計和改進一般機械設(shè)備電氣控制線路的基本能力。

⑦具有調(diào)試、維護PLC控制系統(tǒng)的基本能力。