小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)第1章

1、第一篇 電器控制第一章第一章 電器控制基礎(chǔ)電器控制基礎(chǔ)第二篇 三菱小型可編程序控制器FX2N第二章第二章 可編程序控制器的組成及原理可編程序控制器的組成及原理第三章第三章 三菱小型可編程序控制器三菱小型可編程序控制器第四章第四章 FXFX2N2N的基本指令、步進(jìn)指令及編程的基本指令、步進(jìn)指令及編程第五章第五章 FXFX2N2N的功能指令的功能指令第六章第六章 FX FX2N2N的編程器和編程軟件的編程器和編程軟件第七章第七章 FX FX2N2N的特殊功能模塊和通信網(wǎng)絡(luò)的特殊功能模塊和通信網(wǎng)絡(luò)第八章第八章 FX FX2N2N控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)第三篇 西門子小型可編程序控制器第九

2、章第九章 西門子小型可編程序控制器西門子小型可編程序控制器S7-200S7-200概述概述第十章第十章 S7-200 S7-200的指令系統(tǒng)的指令系統(tǒng)第十一章第十一章 STEP7-Micro/WIN STEP7-Micro/WIN編程軟件編程軟件第一章第一章 電氣控制基礎(chǔ)電氣控制基礎(chǔ) 自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，新型自動(dòng)化控制器件不斷出現(xiàn)，它們在工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，在目前的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，許多傳統(tǒng)的控制電器，如按鈕、各種開關(guān)、繼電器、接觸器等，仍然在繼續(xù)使用，而且不可能完全被替代。本章所述的電氣控制基礎(chǔ)知識(shí)，一方面是基本控制電器的性能與使用，一些簡單的、要求不高的加工機(jī)械的電器控制

3、基本上仍由這一類控制電器來實(shí)現(xiàn)。另一方面，介紹幾種典型的電氣控制線路。本章的目的本章的目的補(bǔ)充有關(guān)的電器控制基礎(chǔ)知識(shí)，為可編程序控制器的編程及應(yīng)用打下基礎(chǔ)。第一節(jié) 控制電器概述一、控制電器的分類二、常用典型控制電器第二節(jié) 電器控制線路一、電氣控制線路圖的類別及有關(guān)規(guī)定二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制線路三、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制線路四、三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路第一章第一章 電氣控制基礎(chǔ)電氣控制基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) 控制電器概述控制電器概述 控制電器是一種能根據(jù)外界的信號要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)

4、節(jié)所使用的電氣設(shè)備。 一般講的控制電器是指工作在交流1200V或直流1500V一下的電路中的電氣設(shè)備。一、控制電器分類：一、控制電器分類：（一）按工作電壓等級分類： 低壓電器低壓電器: : 工作電壓在交流1200V或直流1500V以下的電器。 高壓電器：高壓電器：工作電壓高于交流1200V或直流1500V以上的電器。（二）按用途分類： 控制電器：控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。 主令電器：主令電器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器。 保護(hù)電器：保護(hù)電器：用于保護(hù)電設(shè)備的電器。 執(zhí)行電器：執(zhí)行電器：指用于完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能的電器（三）按工作原理分類： 電磁式電器：電磁式電器：

5、依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器。 非電量控制電器：非電量控制電器：靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作的電器。 ( (一一) )開關(guān)電器開關(guān)電器 1. 1.刀開關(guān)刀開關(guān) 組成：組成：操作手柄、觸刀、靜插座和絕緣地板。 分類：分類：單極、雙極和三極。 主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力等。 （通斷能力一般是指在規(guī)定條件下，能在額定電壓下接通和分?jǐn)嗟碾娏髦担?圖1-1 刀開關(guān)的符號a)單極 b)雙極 c)三極安裝注意事項(xiàng)安裝注意事項(xiàng)手柄向上、電源接上端、負(fù)載接下端。 二二.常用典型控制電器常用典型控制電器2.2.轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)） 組成：動(dòng)觸頭、靜觸頭、轉(zhuǎn)軸

6、、手柄定位機(jī)構(gòu)等。 用途：常用于電氣設(shè)備中非頻繁通斷的電路、轉(zhuǎn)接電源和負(fù)載，控制小容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。圖圖1-3 1-3 轉(zhuǎn)換開關(guān)的符號轉(zhuǎn)換開關(guān)的符號 a) a)單極單極 b)b)三極三極圖圖1-2 1-2 轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖圖圖1-2 1-2 轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖圖圖1-3 1-3 轉(zhuǎn)換開關(guān)的符號轉(zhuǎn)換開關(guān)的符號a)單極 b)三極3.3.斷路器（自動(dòng)開關(guān)）斷路器（自動(dòng)開關(guān)） 組成：觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器。包括過電流脫扣器、失電壓脫 扣器、熱脫扣器、分勵(lì)脫扣器和自由脫扣器。 用途：常用于低電壓配電電路的不頻繁通斷控制。在電路發(fā)生短路、 過載或欠電壓一類故障時(shí)，能

7、自動(dòng)分?jǐn)喙收想娐?，起保護(hù)作用。 主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型等。 圖1-4 斷路器工作原理圖1)主觸頭 2)自由脫口機(jī)構(gòu) 3)過電流脫扣器4)分勵(lì)脫扣器 5)熱脫扣器 6)欠電壓 脫扣器 7)按鈕圖1-5 斷路器符號圖圖1-4 1-4 斷路器工作原理圖斷路器工作原理圖1)主觸頭 2)自由脫口機(jī)構(gòu) 3)過電流脫扣器4)分勵(lì)脫扣器 5)熱脫扣器 6)欠電壓 脫扣器 7)按鈕圖圖1-5 1-5 斷路器符號斷路器符號(二二)熔斷器熔斷器熔斷器是一種利用熔化而切斷電路的保護(hù)電器。圖1-6是熔斷器的外形圖。圖1-6 熔斷器的外形圖a) RC1型1-瓷底座 2- 動(dòng)觸頭 3-熔體 4-

8、 瓷插件 5- 靜觸頭b)RL1 型1- 瓷帽 2-熔體 3- 底座電流通過熔體時(shí)產(chǎn)生的熱量與電流的平方和電流通過的時(shí)間成正比，因此電流越大，熔體熔斷的時(shí)間越短。這一特性叫熔斷器的安秒特性，即熔斷器的熔斷時(shí)間與熔斷電流的關(guān)系曲線，如圖1-7所示。途中Imin為最小熔化電流，即通過熔斷器電流小于此電流時(shí)，熔斷器不會(huì)熔斷。IN是熔體熔斷的額定電流，所選擇的熔體額定電流應(yīng)小于。熔斷器安秒特性數(shù)值關(guān)系見表。圖1-熔斷器的安秒特性曲線熔斷電流熔斷電流.-.IN2.IN4IN熔斷時(shí)間1h40s8s4.5s2.5s表表1-1 1-1 熔斷器安秒特性關(guān)系熔斷器安秒特性關(guān)系熔斷器的圖形符號及文字符號示于圖1-8

9、中。熔斷器的選擇分類型選擇、額定電壓選擇、額定電流選擇。圖1-8熔斷器的符號(三三)主令電器主令電器專用于發(fā)布控制指令的電器，按作用分為控制按鈕、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1.控制按鈕控制按鈕在低壓控制電路中，控制按鈕發(fā)布手動(dòng)控制指令?？刂瓢粹o結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-9所示?？刂瓢粹o一般用紅色表示停止按鈕，綠色表示起動(dòng)按鈕?？刂瓢粹o的圖形符號及文字符號示于圖1-10中。圖1-9按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖1-按鈕帽 2-復(fù)位彈簧 3-動(dòng)觸頭4-常閉靜觸頭 5-常開靜觸頭圖1-10按鈕的符號a)常開觸頭 b)常閉觸頭 c)復(fù)式觸頭2.位置開關(guān)位置開關(guān)位置開關(guān)在電氣控制系統(tǒng)中，用以實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)

10、的檢測。(1)行程開關(guān) 圖1-11是LX19系列行程開關(guān)外形圖。行程開關(guān)的圖形符號及文字符號如圖1-12所示。圖1-12行程開關(guān)的符號a)常開觸頭 b)常閉觸頭 c)復(fù)式觸頭圖1-11LX19系列行程開關(guān)a)單輪旋轉(zhuǎn)式 b)雙輪旋轉(zhuǎn)式(2)接近開關(guān) 主要參數(shù)有：工作電壓、輸出電流、動(dòng)作距離等。接近開關(guān)的文字符號與行程開關(guān)相同，而圖形符號如圖1-13所示。(3)光電開關(guān) 光電傳感器的俗稱，主要技術(shù)指標(biāo)有：電源電壓、檢測距離、輸出方式、響應(yīng)時(shí)間、檢測方式等。圖1-13接近開關(guān)的符號3.萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多檔位、控制多回路的組合開關(guān)。圖1-14a是LW6系列轉(zhuǎn)換開關(guān)中某一層的

11、結(jié)構(gòu)原理圖。圖1-14b是圖形法表示電路通斷狀況的一個(gè)實(shí)例。圖1-14萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)a) 結(jié)構(gòu)原理示意圖 b) 符號(四四)接觸器接觸器 接觸器是用來接通或切斷電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路的一種控制電器，在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中被廣泛應(yīng)用。接觸器有交流接觸器和直流接觸器兩大類型。1.接觸器的結(jié)構(gòu)與原理接觸器的結(jié)構(gòu)與原理(1)電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)是接觸器及其他電磁式電器的主要組成部分之一，它的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，從而完成接通或分?jǐn)嚯娐?。電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心、銜鐵等幾部分組成。常用的磁路結(jié)構(gòu)示于圖1-15，可分為三種型式。 圖1-15常用的磁路結(jié)構(gòu)1-銜鐵 2-鐵心 3-吸

12、引線圈 (2)觸頭系統(tǒng) 觸頭是接觸器其他電器的執(zhí)行部分，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔谩?)圖1-16a是兩個(gè)點(diǎn)接觸的橋式觸頭，圖1-16b是兩個(gè)面接觸的橋式觸頭。2)指形觸頭 圖1-16c所示為指形觸頭(3)電弧的產(chǎn)生及滅弧的方法 接觸器的觸頭在大氣中斷開電路時(shí)，如果被斷開的電路的電流超過某一數(shù)值，觸頭間隙中就會(huì)產(chǎn)生電弧。圖1-16 觸頭的結(jié)構(gòu)形式2.交流接觸器交流接觸器交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-17所示。它由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。圖1-17 CJ10型交流接觸器1-滅弧罩 2-觸頭壓力彈簧片 3-主觸頭 4-反作用彈簧 5-線圈 6-短路環(huán) 7-靜鐵心 8-彈簧 9-動(dòng)鐵心

13、 10-輔助常開觸頭 11-輔助常閉觸頭3.直流接觸器直流接觸器直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與交流接觸器相同。4.接觸器的主要技術(shù)參數(shù)接觸器的主要技術(shù)參數(shù)(1)額定電壓 指主觸頭的額定電壓。(2)額定電流 指主觸頭的額定電流。(3)吸引線圈的額定電壓 (4)額定操作頻率交流接觸器的型號含義：交流接觸器的型號含義：直流接觸器的型號含義：直流接觸器的型號含義：接觸器的圖形符號如圖1-18所示，文字符號為KM。 (五五)繼電器繼電器繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。1.電磁式繼電器電磁式繼電器(1)電流繼電器(2)電壓繼電器(3)中間繼電器 圖1-19 是JT3系列直流電磁式

14、繼電器結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-19 JT3系列直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖1-線圈 2-鐵心 3-磁軛 4-彈簧 5-調(diào)節(jié)螺母 6-調(diào)節(jié)螺釘 7-銜鐵 8-非磁性墊片 9-常開觸頭 10-常閉觸頭電磁繼電器的圖形符號如圖1-20所示。圖1-20電磁式繼電器的符號a)線圈一般符號 b)電流繼電器線圈 c)電壓繼電器線圈 d)觸頭2.時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通和斷開的自動(dòng)控制電器。 (1)直流電磁式時(shí)間繼電器 (2)空氣阻尼式時(shí)間繼電器 空氣阻尼式繼電器可以做成通電延時(shí)型，如圖1-21a所示；也可以做成斷電延時(shí)式，如圖1-21b所示。圖1-21JS7-A

15、系列時(shí)間繼電器原理示意圖a)通電延時(shí)型 b)斷電延時(shí)型1-線圈 2-鐵心 3-銜鐵 4-反力彈簧 5-推板 6-活塞桿 7-杠桿 8-塔形彈簧9-弱彈簧 10-橡皮膜 11-空氣室壁 12-活塞 13-調(diào)節(jié)螺桿 14-進(jìn)氣孔 15、16-微動(dòng)開關(guān)(3)電動(dòng)式時(shí)間繼電器(4)電子式時(shí)間繼電器 圖1-22 是JS20系列場效應(yīng)晶體管時(shí)間繼電器電氣工作原理圖。圖1-22 JS20系列場效應(yīng)晶體管時(shí)間繼電器工作原理圖時(shí)間繼電器的圖形符號如圖1-23所示，文字符號為KT。圖1-23時(shí)間繼電器的符號a)線圈一般符號 b)通電延時(shí)線圈 c)斷電延時(shí)線圈 d)延時(shí)閉合常開觸頭e) 延時(shí)斷開常閉觸頭 f)延時(shí)斷開常開觸頭 g)延時(shí)閉合常閉觸頭 h)瞬時(shí)常開觸頭 i)瞬時(shí)常閉觸頭3.熱繼電器熱繼電器圖1-24表示熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖。 電動(dòng)機(jī)的斷相運(yùn)行是電動(dòng)機(jī)燒毀的主要原因之一，因此，要求熱繼電器還應(yīng)具備斷相保護(hù)功能，如圖1-24b所示。圖1-24熱繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖a)結(jié)構(gòu)示意圖 b)差動(dòng)式斷相保護(hù)示意圖 1-電流調(diào)節(jié)凸輪 2-簧片 3-手動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu) 4-弓簧 5-主雙金屬片 6-外導(dǎo)板7-內(nèi)導(dǎo)板 8-常閉靜觸頭 9-動(dòng)觸頭 10-杠桿 11-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘 12-補(bǔ)償雙