1.2 电气自动化、电力自动化、采矿自动化和机械自动化系统的构成及特点

电气自动化和机械自动化系统以传动和定位为主要目标，电动机是其主要执行器件。电气自动化系统的构成主要有：以速度、直线位移、旋转角度、接近开关等传感器组成的检测部分；以伺服电动机、步进电动机、直线电动机、同步电动机、异步电动机、汽缸、液压缸为输出动力的执行部分；以电控柜、PLC、DCS、同步控制器、PC、PID、触摸屏、按钮、继电器指示灯等装置和器件组成的控制部分；还有与此配套的丝杠、直线导轨、直线轴承、同步带、链条等辅助部分。检测传感器测得生产线上产品当前的位置，把信号送入控制柜，控制柜内的控制器经过分析、计算、判断，通过继电器、汽缸或调速器等装置去控制执行机构的运动速度、运动位置和装置的开合，并完成需要的加工、速度调节、位置调节、配合、包装、印刷、标记等工作，如果需要人工启停或干预，可以通过计算机屏幕或控制柜上的按钮实现。

电气自动化同步控制系统的工作原理：控制器启动整个系统运行，被加工的产品被输送到各个工位，传感器检测各个工位当前的速度或位置，与设定的速度或位置进行比较，然后调节各个工位的运行速度和位置，以完成产品的加工。例如，自动化纸机生产线的网部、烘干、压光、卷曲等环节电动机的同步随动控制，数控自动化机床的几个坐标电动机的进退、旋转、定位等控制，多色自动印刷机的各色印刷辊电动机的同步套准控制，自动轧钢机的几个工位轧辊电动机的同步控制，机械手的几个关节电动机的协调控制等。

电气自动化加工和装配生产线的工作原理：控制器启动输送装置，传送带（或链条）将需要装配的产品送到每一个工位，在每一个工位将需要装配的原料按一定的姿势或方向输送到出料口，由机械手（或组合汽缸）拾取工件，检测到产品到达，且为合格品后，产品停止运动（或用止动汽缸拦下），机械手将工件装到产品上，完成旋转紧固、冲孔、裁剪、喷漆、打标或点焊，如是液体灌装，则定量注入液体，产品运动进入下一个工序，一直到最后工位，完成产品的全部装配、加工和包装。如汽车、摩托车、电动车、减速机、继电器、按钮等设备或器件的自动化生产装配线，饮料灌装自动化生产线，家用电器自动化装配线，食品（药品、化工原料、电气产品等）的自动包装机等。

电力自动化系统以发电、输电和配电为主要目的，用电压传感器、电流传感器、功率传感器、功率因数传感器、接地测量传感器、短路测量传感器、漏电传感器、电度表等传感器检测各条线路的参数，用高压电动分断器、电动开关、接触器作为执行部件，用电控柜、PLC、DCS、PC、触摸屏、按钮、继电器指示灯等装置和器件做控制部件，检测传感器测得线路参数，把信号送入控制柜，控制柜内的控制器经过分析、计算、判断，通过各种开关去控制线路的通断和分合，如果需要人工启停或干预，可以通过计算机屏幕或控制柜上的按钮实现，发电部分主要是锅炉、汽轮机和并网控制与监测，其中锅炉控制与自动化内容交叉。

采矿自动化系统以电动机拖动的挖掘机、开采机、通风、排水、皮带输送、料斗输送、选矿分拣等方法，把煤炭、石膏、矿石等挖掘出来，并分类和集中存储，其生产过程与电气自动化中的物料输送基本类似。

其实，大量的电气自动化系统是混合型的自动化系统，如数控机床，如图1-1所示，既有各个坐标电动机的同步配合控制，也有更换刀具的装配控制；机械手，如图1-1所示，既有几个关节电动机的同步协调控制，也有抓取和放下等装配动作。大量的电气自动化系统的电能都是由前端的配电系统提供的。

图1-1 混合型的自动化系统

汽车自动化转配线和继电器装配线如图1-2所示；纸机自动化生产线和自动印刷机如图1-3所示。

图1-2 汽车自动化转配线和继电器装配线

图1-3 纸机自动化生产线和自动印刷机