電氣控制技術是一項在生產過程、科學研究，以及其他各個領域應用十分廣泛的技術，是在以生產機械的驅動裝置——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行機構而組成的電氣控制系統中，按規定的規律調節電動機的轉速或轉向，使之滿足生產工藝最佳要求的技術。它具有提高效率、降低能耗、提高產品質量、降低勞動強度的最佳效果。

1.電氣控制技術的發展

19世紀末，發電機和各類電動機相繼問世，揭開了電氣控制技術的序幕。20世紀初，電動機逐步取代蒸汽機用來驅動生產機械，拖動方式由集中拖動發展為單獨拖動。為了簡化機械傳動系統，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不但可對各臺電動機的啟動、制動、反轉、停車等進行控制，還具有對各臺電動機之間實行協調、連鎖、順序切換、顯示工作狀態的功能。對生產過程比較復雜的系統還要求對影響產品質量的各種工藝參數如溫度、壓力、流量、速度、時間等能夠自動測量和自動調節，這樣就構成了功能相當完善的電氣自動化系統。到20世紀30年代，繼電器、接觸器、按鈕、開關等元器件已經形成了功能齊全的多種系列，基本控制已形成規范，并可以實現遠距離控制。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稱為繼電器-接觸器控制系統。

繼電器-接觸器控制系統取代了傳統的手動控制方式，具有結構簡單、價格低廉、抗干擾能力強等優點，在20世紀70年代之前應用十分廣泛，至今仍在許多簡單的機械設備中應用。但這種控制系統缺點也非常明顯，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。在工業生產現場，隨著產品機型的更新換代，生產線承擔的加工對象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產線的機械設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研制出矩陣式順序控制器和晶體管邏輯控制系統來代替繼電器-接觸器控制系統，對復雜的自動控制系統則采用電子計算機控制，由于控制裝置體積大，功能少，并未得到廣泛的應用。

隨著微處理器和大規模集成電路的發展和應用，在1969年美國數字設備公司（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、通用性好等優點和繼電器-接觸器控制系統的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優點結合起來，做成一種能適應工業環境的通用控制裝置，同時依據現場電氣操作維護人員和工程技術人員的技能和習慣，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。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展到能進行模擬量控制，具有數據運算、數據處理和通信聯網等多種功能。PLC還具有可靠性高的優點，平均無故障運行時間可達10萬小時以上，可以大大減少設備維修費用和停產造成的經濟損失。當前，PLC已經成為電氣自動控制系統中應用最廣泛的核心裝置。

電氣控制技術綜合了計算機、自動控制、電子技術和精密測量等許多先進科學技術成果。目前，PLC、CAD/CAM和機器人技術組成了當代工業自動化應用技術領域的三大支柱。

2.本課程的性質與任務

本課程是一門實用性很強的專業課。電氣控制技術在生產過程、科學研究和其他各個領域的應用十分廣泛。本課程的主要內容是以電動機或其他執行電器為控制對象，介紹和講解繼電器-接觸器控制系統和可編程控制器控制系統的工作原理、設計方法和實際應用。其中，可編程控制器的飛速發展和其強大的功能，使它已成為實現工業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中還普遍使用，而且它是組成電氣控制系統的基礎；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，而電氣控制系統中的信號采集和驅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-接觸器控制系統的學習是非常必要的。該課程的目標是讓學生掌握一門非常實用的工業控制技術，以及培養和提高學生的實際應用和動手能力。

電氣控制技術是機電類專業學生所必須掌握的基礎實際應用課程之一，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節，并具備閱讀和分析電氣控制電路的能力，從面能設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計方法。

③了解電氣控制電路分析的步驟，熟悉典型生產設備的電氣控制系統的工作原理。

④了解電氣控制電路設計的基礎，能夠根據要求設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，能夠根據工藝過程和控制要求進行系統設計和編制應用程序。

⑥具有設計和改進一般機械設備電氣控制線路的基本能力。

⑦具有調試、維護PLC控制系統的基本能力。