電工基礎知識培訓

設備部電氣維修基礎知識培訓電功率

(1)定義:單位時間內(nèi)消耗電能即電場力在單位時間內(nèi)所做的功。（和力學上的功率區(qū)別）P=W/t

P=UI/P=W/t=FS/t=FV(2)功率單位：瓦特(W)

電功率分有功功率、無功功率、視在功率有功功率P=1.732UIcosφ單位為W瓦無功功率Q=1.732UIsinφ單位為var乏視在功率S=1.732UI伏安（VA）或千伏安（KVA）

U為線電壓，I為線電流，φ為電壓與電流的相位差

在正弦交流電路中，有功功率一般小于視在功率，也就是說視在功率上打一個折扣才能等于平均功率，這個折扣就是Cosφ，稱為功率因數(shù)

歐姆定律：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻阻值成反比，這就是歐姆定律基本公式是：I=U/R。Ｉ＝Q／t電流＝電荷量／時間

U-電壓伏特（V）1kV=10^3V=10^6mV

R-電阻歐姆（Ω）1MΩ＝10^3KW=10^6Ω

I-電流安培（A）1A=10^3mA=10^6μA電阻的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，橫截面積有關決定式：純金屬的電阻隨溫度的升高電阻增大溫度升高1℃電阻值要增大千分之幾電燈泡的燈絲用鎢絲制造鎢的電阻隨溫度升高而增大，溫度升高1℃電阻約增大千分之五。燈絲發(fā)光時溫度約2000℃，所以，電阻值約增大10倍。燈絲發(fā)光時的電阻比不發(fā)光時大得多，剛接通電路時燈絲電阻小電流很大，用電設備容易在這瞬間損壞。串聯(lián)電路電流處處相等：I總=I1=I2=I3=……=In串聯(lián)電路總電壓等于各處電壓之和：U總=U1+U2+U3+……+Un串聯(lián)電阻的等效電阻等于各電阻之和：R總=R1+R2+R3+……+Rn串聯(lián)電路總功率等于各功率之和：P總=P1+P2+P3+……+Pn串聯(lián)電路中，只要有某一處斷開，整個電路就成為斷路。串聯(lián)電路中，除電流處處相等以外，其余各物理量之間均成正比：（電流做的功指在通電相同時間內(nèi)的大?。㏑1∶R2=U1∶U2=P1∶P2=W1∶W2=Q1∶Q2。

組合中的元件具有相同的電壓；流入組合端點的電流等于流過幾個元件的電流之和；并聯(lián)電路中，電阻大小的計算公式為1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……（R1、R2、R3……表示各支路電阻大小）在并聯(lián)電路中，除各支路兩端電壓相等以外，電阻和其它物理量之間均成反比（在相同時間內(nèi)），R1：R2=I2：I1=P2：P1=W2：W1=Q2：Q1常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號常用電氣符號三相電動機交流電動機電動機直流電動機鼠籠式異步機他勵、異勵、串勵、復勵同步機繞線式異步機的轉(zhuǎn)動原理及構(gòu)造鼠籠式三相異步電動機繞線式定子轉(zhuǎn)子定子鐵芯機座定子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子繞組端蓋定子端蓋風葉風罩繞組轉(zhuǎn)子

三相對稱定子繞組中通入對稱三相交流電，即在氣隙中形成一個在時間上、空間上都隨時間變化的一個旋轉(zhuǎn)磁場。固定不動的轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場相切割后感應電流成為載流導體。載流導體又和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，對軸生成電磁轉(zhuǎn)矩，于是電動機就順著同步轉(zhuǎn)速的方向轉(zhuǎn)動起來。三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)Y表示異步機，132（mm）表示機座中心高度；M代表中機座（L長機座、S短機座）。額定功率指的是電動機輸出的機械功率。額定電壓、電流均指電動機額定運行情況下的定子線電壓、線電流的數(shù)值,額定轉(zhuǎn)速指的是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n。

三相異步電動機鉻牌型號Y132M-4功率7.5KW時性頻率50Hz電壓380V電流15.4A

接法Δ轉(zhuǎn)速1440r/min絕緣等級B工作方式連續(xù)標準編號工作制S1B級絕緣防護等級IP54年月編號××電機廠三相異步電動機的定子繞組有兩種接法：Y形和Δ形

。三相定子繞組由機殼外面的接線盒引出，左下圖為Y接連線圖；右下圖為Δ接連線圖。三相交流電機的拆卸三相異步電動機的控制1．直接起動方式：直接起動是利用閘刀開關或拉觸器將電動電機直拉接到額定電壓上的起動方式，又叫“全壓起動”。其動作優(yōu)點：起動簡單。缺點：起動電流較大，會使線路電壓下降，影響其它線路負載正常工作。直接起動適應范圍：電動機容量在10KV以下，并且小于供電變壓容量的20％。2．Y-△降壓起動方式：起動時定子繞組星型，通電后電機運轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速成升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成三角型。適應范圍：正常運行時定子繞組為三角型連接，且每個繞組都有兩個引出端子的電動機。

3．下圖為Y-△降壓起動：優(yōu)點：起動電流為全壓起動時的1/3。缺點：起動轉(zhuǎn)矩均為全壓起動時的1/3?！餍瓦\行時，首尾相接構(gòu)成閉環(huán)。

Y型起動時,繞組尾端連成一點。

Y-△起動應注意的問題：僅適合用于正常接法為三角型接法的電機，降壓起動適全于空載或輕載的起動場合。星三角降壓啟動自耦降壓起動

利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達到減小起動電流的目的。自耦變壓器備有40％、60％、80％等多種抽頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。運行：運行時開關向上打與電機直接接通，電機正常運轉(zhuǎn)。起動：起動時開關向下打與自耦變壓器相連接。自耦降壓起動的優(yōu)點：具有不同的抽頭，可根據(jù)起動轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便得到不同的電壓。自耦降壓起動的缺點：體積大、成本高。自耦降壓起動所適應范圍：適用于容量較大的電動機或不能使用Y-△降壓起動的鼠籠式三相異步電動機繞線式異步電動機的起動

繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入附加電阻后，既可以降低起動電流，又可以增大起動轉(zhuǎn)矩。（如下圖）

繞線式異步電動機的起動性能和調(diào)速性能都優(yōu)于鼠籠式異步機，但其結(jié)構(gòu)復雜，維修不易且造價較高。三相異步電動機的制動

電動機斷電后由于機械慣性總要經(jīng)過一段時間才能停下來。為了提高生產(chǎn)效率及安全，采用一定的方法讓高速運轉(zhuǎn)的電動機迅速停轉(zhuǎn)，就是所謂的制動。

制動方法：

1.能耗制動：當電動機三相定子繞組與交流電源斷開后，把直流電通入兩相繞組，產(chǎn)生固定不動的磁場n0。電動機由于慣性仍在運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體切割固定磁場感應電流，載流導體受到與轉(zhuǎn)子慣性方向相反的電磁力使電機迅速停轉(zhuǎn)。能耗制動常用于生產(chǎn)機械中的各種機床制動。（如圖1）2.反接制動：把與電源相連接的三根火線任意兩根的位置對調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。電動機由于慣性仍在運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體切割反向旋轉(zhuǎn)磁場感應電流，載流導體受到與轉(zhuǎn)子慣性方向相反的電磁力使電機迅速停轉(zhuǎn)。反接制動適用于中型車床和銑床的主軸制動。n0=0R＋－M~3NSnF＋圖1n0NSnF＋ABM~3C圖2常用控制刀開關及組合開關1．常用低壓開頭電器：HK系列瓷底膠蓋刀開關圖符號及外形圖圖1組合開關圖符號及外形圖圖2圖3組合開關內(nèi)部解剖圖

注意刀開關適用于不頻繁接通和斷開電路；組合開關適用于機床設備的電源引入開關。常用斷路器（自動空氣開關）簡介搭鉤彈簧主觸頭電磁脫扣器欠電壓脫扣器熱脫扣器UVWDZ型低壓斷路器工作原理圖斷路器產(chǎn)品外形圖工作原理：低壓斷路器的三副主觸頭串聯(lián)在被保護的三相主電路中，由于搭鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態(tài)。當線路正常工作時，電磁脫扣器中線圈所產(chǎn)生的吸力不能將它的銜鐵吸合。如果線路發(fā)生短路和產(chǎn)生較大過電流時，電磁脫扣器中線圈所產(chǎn)生的吸力增大，將銜鐵吸合，并撞擊杠桿，把搭鉤頂上去，在彈簧的作用下切斷主觸頭，實現(xiàn)了短路保護。如果線路上電壓下降或失去電壓時，欠電壓脫扣器的吸力減小或失去吸力，銜鐵被彈簧拉開，撞擊杠桿，把搭鉤頂開，切斷主觸頭，實現(xiàn)了過載保護。

熔斷器簡介熔斷器產(chǎn)品外形圖圖符號FU熔斷器簡稱保險絲，是最簡單有效的短路保護裝置。熔斷器中的熔絲和熔片是用易熔合金制成的，當流過熔體的電流大于它的整定值時，熔體立刻熔斷，切斷電源，起到保護作用。熔斷器熔體選用的原則①一般照明電路，熔體IN>IL；②單臺電動機：熔體IN>（1.5～2.5）IL；③多臺電動機：熔體IN≥（1.5～2.5）倍最大電機IN加其余電機的額定電流。交流接觸器簡介交流接觸器產(chǎn)品外形圖觸頭系統(tǒng)接觸器結(jié)構(gòu)組成電磁系統(tǒng)鐵芯、銜鐵通電線圈三對主觸頭：控制主電路的通斷兩對輔助常開觸頭、兩對輔助常閉觸頭：自鎖和互鎖下鐵芯電動機線圈主觸點按鈕熔斷器交流接觸器結(jié)構(gòu)原理圖上鐵芯熱繼電器簡介

熱繼電器產(chǎn)品圖發(fā)熱元件I常閉觸頭雙金屬片扣板結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)熱元件常閉觸頭FRFR符號圖工作原理：發(fā)熱元件串接在主電路中，常閉觸點串接在控制電路中，熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路以保護電器的設備。發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。時間繼電器簡介時間繼電器產(chǎn)品外形圖線圈銜鐵調(diào)整螺釘延時打開觸頭延時閉合觸頭氣室結(jié)構(gòu)原理圖

時間繼電器工作原理線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動作觸頭動作，時間繼電器是電路中控制動作時間的設備。它利用電磁原理來實現(xiàn)觸頭的延時接通和斷開。通電延時：當線圈通電時觸頭延時動作，線圈斷電時使觸頭瞬時復位；斷電延時：線圈斷電時使觸頭延時復位，線圈通電時使觸頭瞬時動作。時間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷后延時閉合常開斷電后延時斷開通電式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開控制按鈕簡介常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕SB電路符號復合按鈕SB電路符號控制按鈕產(chǎn)品外形圖結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛的主令電器?？刂瓢粹o由按鈕帽、復位彈簧橋式觸點和外殼構(gòu)成。動觸點和上面的靜觸點組成常閉；和下面的靜觸點組成常開。按下按鈕，常閉觸點斷開、常開觸點閉合；松開按鈕，在彈簧作用下各觸點恢復原態(tài)。限位開關（行程開關）簡介STST位置開關產(chǎn)品外形圖結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號

位置開關又稱行程開關或限位開關，其作用是將機械位移轉(zhuǎn)換成電信號，使電動機運行狀態(tài)發(fā)生改變，即按一定行程自動停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。工作原理：當運動機構(gòu)的擋鐵壓到位置開關的滾輪上時，轉(zhuǎn)動杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，凸輪撞動撞塊使得常閉觸點斷開，常開觸點閉合；擋鐵移開后，復位彈簧使其復位。多地控制電路圖三控電燈開關接線圖：

三控開關是指在三個不同地方都能各自獨立地控制同一盞電燈的點亮或熄滅，其電路如圖所示。圖中S1、S3為1×2單刀雙擲開關，S2則要用2×2雙刀雙擲開關。電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路KM1M3~KM2L1L2L3FUQSFRKM1KM1SB1SB2FRKM2KM2SB3主電路控制電路

電機的正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制圖QSL3FRKM1M3~KM2L1L2FU主電路KM1SB1KM1SB2FRKM2KM2KM1KM2SB3互鎖電器互聯(lián)鎖控制電路圖操作過程：當按下啟動按鈕SB2時，正轉(zhuǎn)線圈KM1得電動作吸合，KM1常開觸頭閉合自鎖，電機得電正向運轉(zhuǎn)，同時KM1常閉觸頭斷開，就算按下SB3起動按鈕，KM2線圈也得不到電源電壓（KM1常閉觸頭已斷開）所以電機不能反轉(zhuǎn)起動，從而避免了兩個接觸器同時動作所造成短路危險。電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路雙保險機械聯(lián)鎖（復合按鈕）電器聯(lián)鎖（互鎖觸頭）L3L1L2FRKM1M3~KM2FU主電路KM2電器聯(lián)鎖KM1SB1KM1FRKM2KM2KM1SB3SB2機械聯(lián)鎖QS用行程控制電機正反轉(zhuǎn)達電路圖KM2M3~ABCKM1FUQSFR正程逆程BA行程控制實質(zhì)為電機的正反轉(zhuǎn)控制，只是在行程的終端要加限位開關。用行程控制電機正反轉(zhuǎn)達電路圖M3~ABC

控制電路KM1FRKM2SB1KM1SB2STASB3STBKM2KM2KM1限位開關KM1FUQSFR正程限位開關STASTB逆程動作過程：當按下SB2時正向運行致左極端位置撞開STA時，電機停止運行。（反方向同樣）缺點：不能自動往返。用行程控制電機正反轉(zhuǎn)達電路圖M3~ABCKM1FUQSFRKMRSTaSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTbFRSTbSTa

運行原理：限位開關用復合式開關。正向運行停車的同時，自動起動反向運行；反向運行停車時同要起動正向運行。電機STaSTb兩電機先后起動電路KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制電路圖~電路控制原理：要啟動1號電機時，先按下電機啟動按鈕SB2，KM1接觸器線圈得電吸合，KM1常開觸頭閉合自鎖，1號電機通電運轉(zhuǎn)，同時延時繼電器KT經(jīng)KM2常閉觸頭得電開始延時，延時時間到達后延時常開觸頭KT閉合，KM2接觸器線圈得電閉合，KM2常開觸頭閉合自鎖，2號電機通電運轉(zhuǎn)。同時KM2常閉觸頭斷開KT延時繼電器失電停止工作。從而實現(xiàn)了兩電機一先一后的運轉(zhuǎn)工作。維修電工常識三相五線制用顏色黃、綠、紅、淡藍色分別表示A、B、C相，N（零），保護接地線雙顏色（PE）。同一臺變壓器供電的系統(tǒng)中，不宜保護接地和保護接零混用。電壓互感器二次線圈的額定電壓一般為100V，電壓互感器的二次側(cè)在工作時不得

短路。因短路時將產(chǎn)生很大的短路電流，有可能燒壞互感器，為此電壓互感器的一次，二次側(cè)都裝設熔斷器進行保護。電流互感器在工作時二次側(cè)接近于短路狀況。二次線圈的額定電流一般為5A，

電流互感器的二次側(cè)在工作時決不允許開路，電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地，防止其一、二次線圈絕緣擊穿時，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)。電流互感器在聯(lián)接時，要注意其一、二次線圈的極性，安裝時一定要注意接線正確可靠，并且二次側(cè)不允許接熔斷器或開關。即使因為某種原因要拆除二次側(cè)的儀表或其他裝置時，也必須先將二次側(cè)短路，然后再進行拆除。低壓配電裝置前后左右操作維護的通道上應鋪設絕緣墊，同時嚴禁在通道上堆放其他物品。接設備時：先接設備，后接電源；拆設備時：先拆電源，后拆設備。接線路時：先接零線，后接火線；拆線路時：先拆火線，后拆零線。維修電工安全操作規(guī)程1、工作前必須檢查工具、測量儀表防護用具是否完好。

2、任何電氣設備內(nèi)部未經(jīng)驗明無電時，一律視為有電，不準用手觸及。

3、不準在運轉(zhuǎn)中拆卸修理電氣設備。必須在停車、切斷設備電源、取下熔斷器、掛上“禁止合閘，有人工作”的警示牌，并驗明無電后，才可進行工作。

4、臨時工作中斷后或每班開始工作前，都必須重新檢查電源確已斷開，并驗明無電。

5、每次維修結(jié)束時，必須清點所帶工具、零件，以防遺失和留在設備內(nèi)而造成事故。

6、必須在低壓配電設備上進行工作時，要經(jīng)過領導批準，并有專人監(jiān)護。工作時要戴工作帽，穿長袖衣服，戴絕緣手套，使用絕緣的工具，并在絕緣物上進行操作，鄰相帶電部分和接地金屬部分應用絕緣板隔開。

7、禁止帶負載操作動力配電箱中的刀開關。

8、電氣設備的金屬外殼必須接地（接零），接地線要符合標準，不準斷開帶電設備

的外殼接地線。保護接地

將正常情況下，不帶電的電氣設備的金屬外殼和構(gòu)架通過接地裝置與大地作良好的電氣連接，稱為保護接地。保護接零

將正常情況下，不帶電的電氣設備金屬外殼和構(gòu)架與變壓器中性點直接接地的零線相連接稱為保護接零。

9、安裝燈頭時，開關必須接在相線上，燈頭（座）螺紋端必須接在零線上。

10、嚴禁將電動工具的外殼接地線和工作零線擰在一起插入插座。必須使用三孔兩相插座。手電鉆、手砂輪、電刨等手持電動工具，在使用前用電筆測示外殼是否帶電，檢查接地點接觸良好否。電所設備的金屬外殼應可靠地接地或接零。

11、使用梯子時，禁止兩人同時上梯子，梯子與地面之間的角度以45～60°左右為宜。在水泥地面上使用梯子時，要有防滑措施。對沒有搭鉤的梯子，在工作扣要有人扶持。使用人字梯時拉繩必須牢固。不使用有空檔的梯子。

12、電氣設備發(fā)生火災時，要立刻切斷電源，并使用1211滅火器或ＣＯ２滅火器滅火，嚴禁用水或泡沫滅火器。

13、保證電氣設備檢修工作的安全技術措施：停電、驗電、放電、懸掛標志牌。

14、正確使用個人防護用品和安全防護工具，進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽，穿好工作服和絕緣靴，在高空、懸崖和陡峭處施工，必須系好安全帶。

15、低壓基本絕緣安全工具有：絕緣手套、裝有絕緣桿的工具、低壓驗電器。低基本輔助安全用具有：絕緣鞋、絕緣靴、絕緣臺。

16、對電工的基本要求

（1）具有較高的思想覺悟，掌握較高的理論知識。

（2）無癲癇，無恐高癥、心臟病、色肓、四肢障礙、嚴重高血壓、高度近視等。

（3）基本掌握急救、互救知識。

（4）應具備電工安全知識，并經(jīng)考試合格，持電業(yè)局及有關單位須發(fā)的合格證，并應在熟練工

作人員指導下進行工作導線的連接

1．對導線連接的基本要求(1)接觸緊密，接頭電阻小，穩(wěn)定性好。與同長度同截面積導線的電阻比應不大于１。(2)接頭的機械強度應不小于導線機械強度的80%。(3)耐腐蝕。對于鋁與鋁連接，如采用熔焊法，主要防止殘余熔劑或熔渣的化學腐蝕。對于鋁與銅連接，主要防止電化腐蝕。在接頭前后，要采取措施，避免這類腐蝕的存在。

(4)接頭的絕緣層強度應與導線的絕緣強度一樣。２．銅芯導線的連接

(1)單股銅芯線的直接連接

圖2.10單股銅芯線的直接連

(2)單股銅芯線與多股銅芯線的分支連接

連接方法

圖2.11單股銅芯線與多股銅芯線的分支連接

(3)多股銅芯導線的直接連接

連接方法

圖2.127股銅芯導線的直接連接

(4)多股銅芯線的分支連接

連接方法

圖2.13多股銅芯線的分支連接

3.導線與針孔接線柱的連接

(1)導線與針孔式接線柱的連接

圖2.14導線與針孔式接線柱的連接

(2)線頭與螺釘平壓式接線樁的連接

連接方法

圖2.15單股芯線羊眼圈彎法

4.鋁芯導線的連接連接方法圖2.16多股芯線壓接圈彎法

估算口訣：

二點五下乘以九，往上減一順號走。

三十五乘三點五，雙雙成組減點五。

條件有變加折算，高溫九折銅升級。

估算口訣說明：

（1）本口訣對各種絕緣線（橡皮和塑料絕緣線）的載流量（安全電流）不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍數(shù)”來表示，通過心算而得。倍數(shù)隨截面的增大而減小。

“二點五下乘以九，往上減一順號走”是2．5平方及以下的各種截面鋁芯絕緣線，其載流量約為截面數(shù)的9倍。如2．5導線，載流量為2．5×9＝22．5（A）。從4平方及以上導線的載流量和截面數(shù)的倍數(shù)關系是順著線號往上排，倍數(shù)逐次減l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。

“三十五乘三點五，雙雙成組減點五”，是35平方的導線載流量為截面數(shù)的3．5倍，即35×3．5＝122．5（A）。從50及以上的導線，其載流量與截面數(shù)之間的倍數(shù)關系變?yōu)閮蓚€兩個線號成一組，倍數(shù)依次減0．5。即50、70導線的載流量為截面數(shù)的3倍；95、120平方導線載流量是其截面積數(shù)的2．5倍，依次類推。

“條件有變加折算，高溫九折銅升級”。上述口訣是鋁芯絕緣線、明敷在環(huán)境溫度25℃的條件下而定的。若鋁芯絕緣線明敷在環(huán)境溫度長期高于25℃的地區(qū)，導線載流量可按上述口訣計算方法算出，然后再打九折即可；當使用的不是鋁線而是銅芯絕緣線，它的載流量要比同規(guī)格鋁線略大一些，可按上述口訣方法算出比鋁線加大一個線號的載流量。如16平方銅線的載流量，可按25mm2鋁線計算。2.3電氣設備的接地

接地是為保證電工設備正常工作和人身安全而采取的一種用電安全措施，通過金屬導線與接地裝置連接來實現(xiàn)，接地裝置將電工設備和其他生產(chǎn)設備上可能產(chǎn)生的漏電流、靜電荷以及雷電電流等引入地下，從而避免人身觸電和可能發(fā)生的火災、爆炸等事故。常用的有保護接地、保護接零、工作接地(為使電路或設備達到運行的要求的接地，如變壓器中性點接地)、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。保護接地的接地電阻值，一般不應大于4Ω。井下接地電阻值，應大于2Ω礦井下電氣設備分局部接地（保護接地）和輔助接地（饋電、綜保等測漏用）接地裝置的散流現(xiàn)象距接地體：20米以外電流不再產(chǎn)生電壓保護接地:保護接地是將電氣設備正常情況下不帶電的金屬外殼通過接地裝置與大地可靠連接，一旦漏電電流會有效的流入大地。保護接地注意事項：1）電機類、變壓器、照明燈具等金屬外殼和底座。2)電器設備的傳動機構(gòu)。3)室內(nèi)外配電裝置的金屬構(gòu)架及靠近帶電體部分的金屬圍欄和金屬門以及配電屏、箱、柜和控制屏、箱、柜的金屬框架。4)互感器的二次線圈。5)交、直流電力電纜的接線盒、終端盒的金屬外殼和電纜的金屬外皮。6)裝有避雷線的電力線路的桿和塔。觸電急救1.

4觸電急救1．4．1觸電的現(xiàn)場搶救1.使觸電者盡快脫離電源（1）如果觸電現(xiàn)場遠離開關或不具備關斷電源的條件，救護者可站在干燥木板上，用一只手抓住衣服將其拉離電源，如圖1．5所示。

圖1．5將觸電者拉離電源

觸電急救也可用干燥木棒、竹竿等將電線從觸電者身上挑開，如圖1．6所示。（2）如觸電發(fā)生在火線與大地間，可用干燥繩索將觸電者身體拉離地面，或用干燥木板將人體與地面隔開，再設法關斷電源.（3）如手邊有絕緣導線，可先將一端良好接地，另一端與觸電者所接觸的帶電體相接，將該相電源對地短路.（4）也可用手頭的刀、斧、鋤等帶絕緣柄的工具，將電線砍斷或撬斷。

圖1．6將觸電者身上電線挑開

觸電急救2.對不同情況的救治

（1）觸電者神智尚清醒，但感覺頭暈、心悸、出冷汗、惡心、嘔吐等，應讓其靜臥休息，減輕心臟負擔。

（2）觸電者神智有時清醒，有時昏迷。應靜臥休息，并請醫(yī)生救治。（3）觸電者無知覺，有呼吸、心跳。在請醫(yī)生的同時，應施行人工呼吸。（4）觸電者呼吸停止，但心跳尚存，應施行人工呼吸；如心跳停止，呼吸尚存，應采取胸外心臟擠壓法；如呼吸、心跳均停止，則須同時采用人工呼吸法和胸外心臟擠壓法進行搶救。1．4．2口對口人工呼吸法

只對停止呼吸的觸電者使用。操作步驟如下：1.先使觸電者仰臥，解開衣領、圍巾、緊身衣服等，除去口腔中的粘液、血液、食物、假牙等雜物。

2.將觸電者頭部盡量后仰，鼻孔朝天，頸部伸直。救護人一只手捏緊觸電者的鼻孔，另一只手掰開觸電者的嘴巴。救護人深吸氣后，緊貼著觸電者的嘴巴大口吹氣，使其胸部膨脹；之后救護人換氣，放松觸電者的嘴鼻，使其自動呼氣。如此反復進行，吹氣2秒，放松3秒，大約5秒鐘一個循環(huán)。3.吹氣時要捏緊鼻孔，緊貼嘴巴，不使漏氣，放松時應能使觸電者自動呼氣。其操作示意如圖1．7∽圖1．10所示。

4.如觸電者牙關緊閉，無法撬開，可采取口對鼻吹氣的方法。5.對體弱者和兒童吹氣時用力應稍輕，以免肺泡破裂。

口對口人工呼吸法

圖1．7頭部后仰

圖1．8捏鼻掰嘴圖1．9貼緊吹氣圖1．10放松換氣1．4．3胸外心臟擠壓法

幫助觸電者恢復心跳的有效方法。操作要領如圖1．11∽圖1．14所示。

圖1．11正確壓點圖1．12迭手姿勢

圖1．13向下擠壓圖1．14突然放松1．5電氣防火、防爆、防雷常識

1．5．1電氣防火

1．電氣火災產(chǎn)生的原因

幾乎所有的電氣故障都可能導致電氣著火。如設備材料選擇不當，過載、短路或漏電，照明及電熱設備故障，熔斷器的燒斷、接觸不良以及雷擊、靜電等，都可能引起高溫、高熱或者產(chǎn)生電弧、放電火花，從而引發(fā)火災事故。2．電氣火災的預防和緊急處理（1）預防方法應按場所的危險等級正確地選擇、安裝、使用和維護電氣設備及電氣線路，按規(guī)定正確采用各種保護措施。在線路設計上，應充分考慮負載容量及合理的過載能力；在用電上，應禁止過度超載及亂接亂搭電源線；對需在監(jiān)護下使用的電氣設備，應“人去停用”；對易引起火災的場所，應注意加強防火，配置防火器材。

（2）電氣火災的緊急處理（2）電氣火災的緊急處理

首先應切斷電源，同時，撥打火警電話報警。

不能用水或普通滅火器（如泡沫滅火器）滅火。應使用干粉二氧化碳或“1211”等滅火器滅火，也可用干燥的黃沙滅火。

表1-1常用電氣滅火器主要性能及使用方法常用電氣滅火器主要性能及使用方法

續(xù)表1．5．2防爆

1．由電引起的爆炸

主要發(fā)生在含有易燃、易爆氣體、粉塵的場所。

2．防爆措施

在有易燃、易爆氣體、粉塵的場所，應合理選用防爆電氣設備，正確敷設電氣線路，保持場所良好通風；

應保證電氣設備的正常運行，防止短路、過載；

應安裝自動斷電保護裝置，對危險性大的設備應安裝在危險區(qū)域外；

防爆場所一定要選用防爆電機等防爆設備，使用便攜式電氣設備應特別注意安全；

電源應采用三相五線制與單相三線制，線路接頭采用熔焊或釬焊。

1．5．3防雷

雷電產(chǎn)生的強電流、高電壓、高溫熱具有很大的破壞力和多方面的破壞作用，給電力系統(tǒng)、給人類造成嚴重災害。1．雷電形成與活動規(guī)律

雷鳴與閃電是大氣層中強烈的放電現(xiàn)象。雷云在形成過程中，由于摩擦、凍結(jié)等原因，積累起大量的正電荷或負電荷，產(chǎn)生很高的電位。當帶有異性電荷的雷云接近到一定程度時，就會擊穿空氣而發(fā)生強烈的放電。雷電活動規(guī)律：南方比北方多，山區(qū)比平原多，陸地比海洋多，熱而潮濕的地方比冷而干燥的地方多，夏季比其它季節(jié)多。一般來說，下列物體或地點容易受到雷擊:（1）空曠地區(qū)的孤立物體、高于20m的建筑物，如水塔、寶塔、尖形屋頂、煙囪、旗桿、天線、輸電線路桿塔等。在山頂行走的人畜，也易遭受雷擊。（2）金屬結(jié)構(gòu)的屋面，磚木結(jié)構(gòu)的建筑物或構(gòu)筑物。（3）特別潮濕的建筑物、露天放置的金屬物。

防雷（4）排放導電塵埃的廠房、排廢氣的管道和地下水出口、煙囪冒出的熱氣（含有大量導電質(zhì)點、游離態(tài)分子）。（5）金屬礦床、河岸、山谷風口處、山坡與稻田接壤的地段、土壤電阻率小或電阻率變化大的地區(qū)。

2．雷電種類及危害

（1）直擊雷

雷云較低時，在地面較高的凸出物上產(chǎn)生靜電感應，感應電荷與雷云所帶電荷相反而發(fā)生放電，所產(chǎn)生的電壓可高達幾百萬伏。（2）感應雷

靜電感應雷：電磁感應雷：感應雷產(chǎn)生的感應過電壓，其值可達數(shù)十萬伏。

防雷（3）球形雷

雷擊時形成的一種發(fā)紅光或白光的火球。

（4）雷電侵入波

雷擊時在電力線路或金屬管道上產(chǎn)生的高壓沖擊波。

雷擊的破壞和危害，主要在四個方面：一是電磁性質(zhì)的破壞；二是機械性質(zhì)的破壞；三是熱性質(zhì)的破壞；四是跨步電壓破壞。

3．常用防雷裝置

基本思想是疏導，即設法構(gòu)成通路將雷電流引入大地，從而避免雷擊的破壞。常用的避雷裝置有避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)、避雷帶和避雷器等。（1）避雷針一種尖形金屬導體，裝設在高大、凸出、孤立的建筑物或室外電力設施的凸出部位。常用防雷裝置

避雷針的基本結(jié)構(gòu)如圖1．15所示，利用尖端放電原理，將雷云感應電荷積聚在避雷針的頂部，與接近的雷云不斷放電，實現(xiàn)地電荷與雷云電荷的中和。

單支避雷針的保護范圍是從空間到地面的一個折線圓錐形，如圖1．16所示。圖1．15避雷針結(jié)構(gòu)示意圖

圖1．16單支避雷針的保護范圍

常用防雷裝置（2）避雷線、避雷網(wǎng)和避雷帶保護原理與避雷針相同。避雷線主要用于電力線路的防雷保護，避雷網(wǎng)和避雷帶主要用于工業(yè)建筑和民用建筑的保護。（3）避雷器有保護間隙、管形避雷器和閥形避雷器三種，其基本原理類似。正常時，避雷器處于斷路狀態(tài)。出現(xiàn)雷電過電壓時發(fā)生擊穿放電，將過電壓引入大地。過電壓終止后，迅速恢復阻斷狀態(tài)。三種避雷器中，保護間隙是一種最簡單的避雷器，性能較差。管形避雷器的保護性能稍好，主要用于變電所的進線段或線路的絕緣弱點。工業(yè)變配電設備普遍采用閥形避雷器，通常安裝在線路進戶點。其結(jié)構(gòu)如圖1．17所示，主要由火花間隙和閥性電阻組成?；鸹ㄩg隙由銅片沖制而成，用云母片隔開，如圖1．18所示。

常用防雷裝置

圖1．17閥型避雷器結(jié)構(gòu)示意圖

圖1．18閥型避雷器的火花間隙

1—瓷套；2—火花間隙；1—空氣間隙；2—黃銅電極；3—電阻閥片；4—抱箍；3—云母墊圈5—接線鼻5.防雷常識

（1）為防止感應雷和雷電侵入波沿架空線進入室內(nèi)，應將進戶線最后一根支承物上的絕緣子鐵腳可靠接地，（2）雷雨時，應關好室內(nèi)門囪，以防球形雷飄入；不要站在窗前或陽臺上、有煙囪的灶前；應離開電力線、電話線、無線電天線1．5米以外。（3）雷雨時，不要洗澡、洗頭，不要呆在廚房、浴室等潮濕的場所。

（4）雷雨時，不要使用家用電器，應將電器的電源插頭拔下。（5）雷雨時，不要停留在山頂、湖泊、河邊、沼澤地、游泳池等易受雷擊的地方；最好不用帶金屬柄的雨傘。（6）雷雨時，不能站在孤立的大樹、電桿、煙囪和高墻下，不要乘坐敝蓬車和騎自行車。避雨應選擇有屏蔽作用的建筑或物體，如汽車、電車、混凝土房屋等。（7）如果有人遭到雷擊，應不失時機地進行人工呼吸和胸外心臟擠壓，并送醫(yī)院搶救。

電氣傳動基礎知識—電氣傳動系統(tǒng)基本工作原理電力傳動系統(tǒng)運動方程式T電機轉(zhuǎn)矩>T負載轉(zhuǎn)矩－－－加速運行

T電機轉(zhuǎn)矩<T負載轉(zhuǎn)矩－－－減速運行

T電機轉(zhuǎn)矩＝T負載轉(zhuǎn)矩－－－恒速運行電機轉(zhuǎn)矩控制性能是影響電氣傳動系統(tǒng)性能高低的最重要因素加減速時間和電機轉(zhuǎn)矩、負載轉(zhuǎn)矩以及系統(tǒng)慣量有關T電機轉(zhuǎn)矩－T負載轉(zhuǎn)矩

P電機功率＝T電機轉(zhuǎn)矩×N電機速度×K常數(shù)MT電機轉(zhuǎn)矩T負載轉(zhuǎn)矩中間傳動機構(gòu)終端機械電氣傳動基礎知識—電氣傳動系統(tǒng)工作原理速度模式：以保持轉(zhuǎn)速恒定為目的，如常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)（電梯、各類生產(chǎn)線）。控制設備根據(jù)速度要求自動調(diào)整電機轉(zhuǎn)矩適應外部的負載變化，恒速時電機轉(zhuǎn)矩肯定等于負載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩模式以控制電機轉(zhuǎn)矩恒定為目的，如：開卷/收卷，恒速時電機轉(zhuǎn)矩肯定等于負載轉(zhuǎn)矩，但電機的運轉(zhuǎn)速度不確定。如果電機轉(zhuǎn)矩始終大于負載轉(zhuǎn)矩，則速度持續(xù)上升直至設備限速或損壞如果電機轉(zhuǎn)矩始終小于負載轉(zhuǎn)矩，則速度為0或最低（下限）速度

為保證系統(tǒng)安全，必須額外考慮限速或超速保護T電機轉(zhuǎn)矩－T負載轉(zhuǎn)矩

MT電機轉(zhuǎn)矩T負載轉(zhuǎn)矩中間傳動機構(gòu)終端機械電氣傳動基礎知識—電氣傳動系統(tǒng)負載特性傳動機構(gòu)電動機生產(chǎn)機械負載特性摩擦恒轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)流水線起重行走速度T負載轉(zhuǎn)矩勢能恒轉(zhuǎn)矩電梯起重機提升恒功率（速度越低，負載轉(zhuǎn)矩越大）機床開卷機/收卷機變轉(zhuǎn)矩（速度越低，負載轉(zhuǎn)矩越?。╋L機水泵負載轉(zhuǎn)矩大小于與轉(zhuǎn)速無關電氣傳動基礎知識—交（直）流電氣傳動系統(tǒng)的特點直流電氣傳動系統(tǒng)特點：控制對象：直流電動機控制原理簡單，一種調(diào)速方式性能優(yōu)良，對硬件要求不高

電機有換向電刷（換向火化）電機設計功率受限電機易損壞，不適應惡劣現(xiàn)場需定期維護交流電氣傳動系統(tǒng)特點：控制對象：交流電動機控制原理復雜，有多種調(diào)速方式性能較差，對硬件要求較高電機無電刷，無換向火化問題電機功率設計不受限電機不易損壞，適應惡劣現(xiàn)場基本免維護70年代以前直流占統(tǒng)治地位交流調(diào)速只在大功率電機調(diào)速上使用變頻器基礎知識—變頻器及其特點變頻器變頻器是交流電氣傳動系統(tǒng)的一種,是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡稱VVVF(VariableVoltageVariableFrequency）變頻器的控制對象三相交流異步電機和三相交流同步電機，標準適配電機極數(shù)是2/4極變頻調(diào)速的優(yōu)勢（與其它交流電機調(diào)速方式對比）變頻器基礎知識—簡要工作原理～整流部分儲能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖直流直流交流整流器：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦按控制方式分類1、U/f控制變頻器

U/f控制變頻器的方法是在改變頻率的同時控制變頻器的輸出電壓，通過使U/f（電壓和頻率的比）保持一定或按一定的規(guī)律變化而得到所需要的轉(zhuǎn)矩特性。采用U/f控制的變頻器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，多用于要求精度不是太高的通用變頻器。2、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器轉(zhuǎn)差頻率控制方式是對U/f控制的一種改進。這種控制需要由安裝在電動機上的速度傳感器檢測出電動機的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)。速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率，而變頻器的輸出頻率則有電動機的實際轉(zhuǎn)速與所需轉(zhuǎn)差頻率之和決定。由于通過控制轉(zhuǎn)差頻率來控制轉(zhuǎn)矩和電流，與U/f控制相比，其加減速特性和限制過電流的能力得到提高3、矢量控制變頻器矢量控制是一種高性能異步電動機控制方式，它的基本思路是將電動機的定子電流分為產(chǎn)生磁場的電流分量（勵磁電流）和與其垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流），并分別加以控制。由于在這種控制方式中必須同時控制異步電動機定子電流的幅值和相位，即定子電流的矢量，因此這種控制方式被成為矢量控制方式。4、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控矢量來控制。其特點為轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，并能實現(xiàn)無傳感器測速。

7.2.2變頻器的調(diào)試步驟---先空載、繼輕載、后重載1．通電前的檢查(1)外觀、構(gòu)造的檢查(2)絕緣電阻的檢查

盡量不要用絕緣電阻表測試；萬不得已時，要按以下要領進行測試

①主電路檢查步驟如下：準備500V絕緣電阻表。全部卸開主電路、控制電路等端子座和外部電路的連接線。用公共線連接主電路端子R、S、T、Pl、P、N、DB、U、V、W，如圖所示。用絕緣電阻表測試，僅在主電路公用線和大地(接地端子PE之間進行。

②控制電路

不能用絕緣電阻表對控制電路進行測試。測試儀器只能用高阻量程萬用表。測試步驟如下：全部卸開控制電路端子的外部連接。進行對地之間電路測試，測量值應在1MΩ以上。用萬用表測試接觸器、繼電器等控制電路的連接是否正確。

2．通電檢查

在斷開電動機負載的情況下對變頻器通電。主要進行以下檢查：(1)觀察顯示情況運行頻率、電壓、電流等。通過各項顯示內(nèi)容來檢查變頻器的狀況。(2)觀察變頻器內(nèi)部的風量及聲音(4)進行功能預置必須根據(jù)生產(chǎn)機械的具體要求，調(diào)整變頻器內(nèi)各功能的設定(稱為功能預置)。

3．變頻器的空載試驗將變頻器的輸出端與電動機相接，電動機不帶負載。主要測試以下項目：(1)進行基本的運行觀察

旋轉(zhuǎn)方向是否正確，控制電路工作是否正常；通過逐漸升高運行頻率，觀察電動機行是否正常，是否靈活，有無雜音；運轉(zhuǎn)時有無振動現(xiàn)象，是否平穩(wěn)等；升、降速時間是否與預的時間相符等。(2)電動機參數(shù)的自動檢測----電阻、電抗等；空載電流等動態(tài)參數(shù)(3)

熟悉變頻器的基本操作-----啟動、停止、升速、降速和點動等。

4．變頻器負載試驗將電動機與負載連接起來進行試車。(1)低速運行試驗----該生產(chǎn)機械所要求的最低轉(zhuǎn)速。電動機應該滿載，并在該轉(zhuǎn)速下運行一段時間。主要測試的項目是：①電動機的啟動如果在頻率很低時，電動機不能很快旋轉(zhuǎn)起說明啟動困難，應適當增大電壓頻率比或增大啟動頻率。觀察在啟動過程中的電流變化。如因電流過大而跳閘，應適當延長升速時間；如機械對啟動時間并無要求，則最好將啟動電流限制在電動機的額定電流以內(nèi)。

觀察整個啟動過程是否平穩(wěn)。對于慣性較大的負載，應考慮是否需要預置S形升速，或在低速時是否需要預置暫停升速功能。對于風機，應觀察在停機狀態(tài)下風葉是否因自然風而反轉(zhuǎn)。如有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，則應啟動前的直流制動功能。②停機試驗：在停機試驗過程中，應切換至直流電壓顯示。觀察在降速過程中直流電壓是否過高，如因電壓過高而跳閘，應適當延長降速時間；降速時間不宜延長，則應考慮接如人制動電阻和制動單元。③低速試驗：觀察當頻率降至0Hz時，機械是否有“爬行”現(xiàn)象，并了解該機械是否允許蠕動。如需要制止蠕動時，應考慮預置直流制動功能。在負載所要求的最低轉(zhuǎn)速時帶額定負載，并長時間運行，觀察電動機的發(fā)熱情況。如發(fā)熱嚴重，應考慮增加電動機的外部通風問題。

(2)全速啟動試驗

將給定頻率設定在最大值，按“啟動按鈕”，使電動機的轉(zhuǎn)速，從零一直上升至生產(chǎn)機械所要求的最大轉(zhuǎn)速，觀察以下情況：①啟動是否順利

---電動機的轉(zhuǎn)速是否從一開始就隨頻率的上升而上升?如果在頻率很低時，電動機不能很快旋轉(zhuǎn)起來，說明啟動困難，應適當增大v／f比或啟動頻率。②啟動電流是否過大---將顯示屏內(nèi)容切換至電流顯示，觀察在啟動全過程中的電流變化。如因電流過大而跳閘，應適當延長升速時間；如機械對啟動時間并無要求，則最好將啟動電流限制在電動機的額定電流以內(nèi)。③觀察整個啟動過程是否平穩(wěn)

---即觀察是否在某一頻率時有較大的振動。如有，則將運行頻率固定在發(fā)生振動的頻率以下，以確定是否發(fā)生機械諧振，以及是否有預置回避頻率的必要。④停機狀態(tài)下有無自行反向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象----對于風機，還應觀察在停機狀態(tài)下，風葉是否因自然風而反轉(zhuǎn)。如有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，則應預置啟動前的直流制動功能。變頻器基本檢測和測量方法

5.2可編程序控制器的特點與分類國際電工委員會（IEC）對可編程序控制器作了如下的規(guī)定：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關設備、都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”這段話完全道出了可偏程序控制器的特點和應用領域。1)可編程序控制器的特點

可編程序控制所以被廣泛使用，是由它的突出的特點和優(yōu)越的性能分不開的。歸納起來，可編程序控制器主要具有以下特點。

可靠性高例如三菱Ｆ１和Ｆ２可編程序控制器平均無故障時間可以達到30萬小時（約34年）。

環(huán)境適應性強在環(huán)境溫度-20℃~65℃、相對濕度為35％~85％情況下可正常工作。

靈活通用

使用方便、維護簡單整個連接過程僅需要一把螺絲刀即可完成。五、可編程序控制器綜述2)可編程序控制器的分類

可編程序控制器是由現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。一般來說可以從三個角度對可編程序控制器進行分類。其一是從可編程序控制器的控規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點去分類。

(1)按控制規(guī)模分類可編程序控制器可以分為大型機、中型機和小型機。小型機:小型機的控制點一般在256點之內(nèi),適合于單機控制或小型系統(tǒng)的控制。

日本三菱公司FX系例PLC

德國SIEMENSS7-200

處理速度

0.8~1.2ms

存貯器2k

數(shù)字量248點，模擬量35路五、可編程序控制器綜述中型機:中型機的控制點一般不大于2048點,可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)的控制。日本OMRON公司C200HG

處理速度

0.15~0.6ms/1k字存貯器15.2~31.2k

數(shù)字量1184點德國SIEMENSS7-300

處理速度

0.8~1.2ms

存貯器2k

數(shù)字量1024點，模擬量128路網(wǎng)絡PROFIBUS

工業(yè)以太網(wǎng)

MPI五、可編程序控制器綜述大型機大型機的控制點一般大于2048點,不僅能完成較復雜的算術運算還能進行復雜的矩陣運算。它不僅可用于對設備進行直接控制，還可以對多個下一級的可編程序控制器進行監(jiān)控。日本富士公司F200處理速度

2.5ms/

1k字

存貯器32kI/O點3200日本OMRONCV2000處理速度

0.125ms/

1k字

存貯器62kI/O點2048德國SIEMENSS7-400

處理速度

0.3ms/

1k字

存貯器512k

I/O點12672德國AEGA500處理速度

1.3ms/

1k字

存貯器62k64k

I/O點5088五、可編程序控制器綜述

除了－些基本的I/O模塊外，還有一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結(jié)構(gòu)的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調(diào)試、擴展、維修方便。疊裝式疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結(jié)構(gòu)的I/O點搭配靈話、安裝整齊的優(yōu)點于一身。它也是由各個單元的組合構(gòu)成。其特點是CPU自成獨立的基本單元（由CPU和一定的I/O點組成），其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯(lián)接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統(tǒng)達到配置靈活、體積小巧。五、可編程序控制器綜述例：SIEMENSS7系列PLC分類小型機:中型機:大型機SIMATICS7-200模塊化模塊化SIMATICS7-300模塊化SIMATICM7-300一體化SIMATICC7-620模塊化SIMATICS7-400模塊化SIMATICM7-400五、可編程序控制器綜述5.3可編程序控制器的組成與工作過程

1)可編程序控制器的組成中央處理單元（CPU）是系統(tǒng)的核心部件，是由大規(guī)模或超大規(guī)模的集成電路微處理芯片構(gòu)成，主要完成運算和控制任務，可以接收并存貯從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。進入運行狀態(tài)后，用掃描的方式接收輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從內(nèi)存逐條讀取用戶程序，通過解釋后按指令的規(guī)定產(chǎn)生控制信號。執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、比較和變換等處理過程。完成用戶程序所設計的邏輯或算術運算任務，根據(jù)運算結(jié)果控制輸出設備?？删幊绦蚩刂破髦械闹醒胩幚韱卧鄶?shù)使用８位到32位字長的單片機。五、可編程序控制器綜述存貯器單元按照物理性能存貯器可以分為兩類。隨機存貯器（RAM）由一系列寄存器陣組成，每位寄存器可以代表一個二進制數(shù)，在剛開始工作時，它的狀態(tài)是隨機的，只有經(jīng)過置“１”或清“０”的操作后，它的狀態(tài)才確定。若關斷電源，狀態(tài)丟失。這種存貯器可以進行讀、寫操作，主要用來存貯輸入輸出狀態(tài)，計數(shù)、計時以及系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)。為防止斷電后數(shù)據(jù)丟失，可采用后備電池進行數(shù)據(jù)保護。只讀存貯器有兩種。一種是不可擦除ROM，這種存貯器只能寫入一次，不能改寫。另一種是可擦除EPROM和E2PROM，這種存貯器經(jīng)過擦除以后還可以重寫。其中EPROM只能用紫外線擦除內(nèi)部信息，E2PROM可以用電擦除內(nèi)部信息。只讀存貯器主要用來存貯程序。電源單元可編程序控制器配有開關電源，電源的交流輸入端一般都有脈沖吸收電路，交流輸入電壓范圍－般都比較寬，抗干擾能力比較強。有些可編程序控制器還配有大容量電容作為數(shù)據(jù)后備，停電可以保持50小時。

一般直流５Ｖ電源供可編程序控制器內(nèi)部使用，直流24Ｖ電源供輸入輸出端和各種傳感器使用。五、可編程序控制器綜述輸入輸出單元輸入單元用于處理輸入信號，對輸入信號進行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號的邏輯值安全可靠地傳遞到可編程序控制器內(nèi)部。輸入單元有直流輸入模塊、交流輸入模塊和交直流輸入模塊。輸出單元用于把用戶程序的邏輯運算結(jié)果輸出到可編程序控制器外部，輸出單元具有隔離PLC內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件的作用，還具有功率放大的作用。輸出單元有晶體管輸出模塊、可控硅輸出模塊和繼電器輸出模塊。功能模塊是一些智能化了的輸入和輸出模塊。比如，溫度檢測模塊、位置檢測模塊、位置控制模塊、PID控制模塊等。

中央處理單元與輸入輸出設備的連接，是由輸入單元和輸出單元完成的。接口單元接口單元包括擴展接口、編程器接口、存貯器接口和通訊接口。

外部設備可編程序控制器的外部設備主要有編程器、文本顯示器、操作面板、打印機等等。五、可編程序控制器綜述執(zhí)行OB1中的程序(循環(huán)執(zhí)行)事件(日期時間中斷、硬件中斷等)調(diào)用其他OB，F(xiàn)B，F(xiàn)C輸出

模塊AI0.1AI0.2=Q8.0塊OB1循環(huán)監(jiān)視時間的開始啟動塊

(OB100)上電后執(zhí)行一次從模塊讀信號狀態(tài)，并保存到過程映象區(qū)(PII)把過程映象輸出表(PIQ)寫到輸出模塊CPU循環(huán)輸入

模塊2)可編程序控制器的工作過程五、可編程序控制器綜述

PLC最主要的方式是周期掃描方式?？梢约毞殖上旅鎺讉€過程。上電處理過程

PLC上電后，要進行

上電的初始化處理。

占用的時間為T0。

共同處理過程共同處理的主要任務是復位監(jiān)視計時器、檢查I/O總線、檢查掃描周期、檢查程序存儲器。該過程占用的時間為T1。

通訊服務過程

當PLC和微機構(gòu)成通訊網(wǎng)絡或由PLC構(gòu)成網(wǎng)絡時，需要有通訊服務過程。該過程占用的時間為T2。外設服務過程

當PLC接有外部設備如編程器、打印機等，則需要進行外設服務過程。該過程占用的時間為T3。五、可編程序控制器綜述程序執(zhí)行過程該過程用于執(zhí)行用戶程序。從輸入映像區(qū)讀入輸入信息，根據(jù)用戶程序進行運算操作，并向輸出映像區(qū)送出控制信息。該過程占用的時間為T4。顯然T4和PLC的速度、用戶程序長短及指令種類有關。I/O刷新過程

這個過程可分為輸入信號刷新和輸出信號刷新。輸入信號刷新為輸入處理過程，輸出信號刷新為輸出處理過程。該過程占用時間為T5。顯然T5和可編程序控制器所帶的輸入輸出模塊的種類和點數(shù)多少有關。

可編程序控制器的掃描周期T和上述各個過程的關系錄為：

T=T1+T2+T3+T4+T5關于PLC的時間滯后問題

PLC對輸入和輸出信號的響應是有延時的，這就是滯后現(xiàn)象。為了確保PLC在任何情況下都能正常無誤地工作，一般情況下，輸入信號的脈沖寬度必須大于一個掃描周期T。還應該注意一個問題是輸出信號的狀態(tài)是在輸出刷新時才送出的。因此，在一個程序中若給一個輸出端多次賦值時，中間狀態(tài)只改變輸出映像區(qū)。只有最后一次賦的值才能送到輸出端。五、可編程序控制器綜述5.4可編程序控制器的硬件基礎可編程序控制器是用來執(zhí)行具體的控制，具體的工藝要求和具體的工作環(huán)境決定了可編程序控制器的選擇具體的I/O模塊和系統(tǒng)配置。1．可編程序控制器的接口模塊

接口模塊負責把外部設備的信息轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收的信號，同時把CPU發(fā)送到外部設備的信號轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動外部設備的電平。接口模塊不僅能起到轉(zhuǎn)換電平的作用，還可以起到外部設備的電信號與CPU的隔離作用，同時也可以起到抗干擾和濾波等作用。

（1）數(shù)字量輸入/輸出模塊

直流輸入模塊直流輸入模塊的輸入電路五、可編程序控制器綜述交流輸入模塊交流輸入模塊的輸入電路直流輸出模塊直流輸出模塊的輸出電路五、可編程序控制器綜述交流輸出模塊交流輸出模塊的輸出電路繼電器輸出模塊繼電器輸出模塊的輸出電路五、可編程序控制器綜述(2)

模擬量輸入/輸出模塊模擬量輸入模塊：模擬量輸入模塊又叫A/D模塊。A/D模塊把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換速度和分辨率是A/D模塊的重要指標。模擬量輸出模塊：模擬量輸出模塊又叫D/A模塊。D/A模塊把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。數(shù)字量的位數(shù)和轉(zhuǎn)換速度是D/A模塊的重要指標。五、可編程序控制器綜述(3)

功能模塊高速計數(shù)器模塊：高速計數(shù)器可以對CPU掃描速度無法控制的高速

事件進行計數(shù)，可設置多種不同操作模式。

（單相計數(shù)器，雙向計數(shù)器，正交計數(shù)器等多種

工作模式。）CT001-V1高速計數(shù)器有六種工作模式。

線性計數(shù)方式，循環(huán)計數(shù)方式，予置方式，門式，

鎖式，采樣方式。

輸入的控制和8路輸出通過I/O接口連接。

門式:控制門IN1=ON時計數(shù)。

鎖式：控制門IN1脈沖到計數(shù)，控制門IN2脈沖到鎖定

當前計數(shù)值。

采樣方式：控制門IN1脈沖到計數(shù)，采樣時間到停止計

數(shù)。五、可編程序控制器綜述PID模塊：

PID控制器管理輸出數(shù)值，以便將偏差(e)為零，使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。

PID01可以有兩路輸入（電壓電流均可），可以通過程序也可以通過參數(shù)設定器設定參數(shù)。兩路輸出量通過輸出口輸出。(4)

擴展接口模塊擴展接口模塊的作用是擴大可編程序控制器規(guī)模的接口。一般來說擴展接口模塊可以分為兩種，一種是近程擴展接口，一種是遠程擴展接口。近程擴展接口是為了擴大可編程序控制器的控制規(guī)模，遠程擴展接口是為了增大可編程序控制器的控制距離。

(5)通訊接口模塊通訊接口模塊是微機和可編程序控器之間、可編程序控制器和可編程序控制器之間的通訊接口。五、可編程序控制器綜述2.可編程序控制器的配置

PLC的配置可分為三種：基本配置、近程擴展配置和遠程擴展配置。

(1)可編程序控制器的基本配置整體式PLC的基本配置具有整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器的配置是由基本單元自身構(gòu)成。這類可編程序控制器的編址一般在基本單元上都已給出。例如：OMRON公司的C60P基本單元含32點輸入和28點輸出，編址是以字(16位)為單位連續(xù)的。其地址的表示分兩部分，第一部分為通道號，第二部分為位號。地址0012表示第0通道的第0位。輸入信號的編址：0000、0001、…0014、00150100、0101、…0114、0115輸出信號的編址：0500、0501、…05110600、0601、…0614、0615五、可編程序控制器綜述疊裝式PLC的基本配置具有疊裝式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器的配置與整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器的基本配置是相同的。例如SIEMENS公司的S7－200可編程序控制器的CPU224的基本單元內(nèi)含14點DC輸入，編址是以字節(jié)(8位)為單位連續(xù)的。其地址的表示分兩部分，第一部分為字節(jié)號，第二部分為位號。地址I0.6表示輸入第0個字節(jié)的第0位。輸入信號的編址：I0.0、I0.1、…I0.6、I0.7I1.0、I1.1、…I1.5輸出信號的編址：Q0.0、Q0.1、…Q0.6、Q0.7Q1.0、Q1.13)組合式PLC的基本配置例如，OMRON公司C200H

采用8個I/O插槽底板構(gòu)成基

本配置。

五、可編程序控制器綜述輸入輸出信號編址：00000、00001、…00014、00015

…00700、00701、…00714、00715(2)可編程序控制器的近程擴展配置整體式結(jié)構(gòu)PLC的近程擴展配置

具有整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器的配置是由一個基本單元和多個擴展單元構(gòu)成。如果控制點數(shù)不符合需要，可再接一個或多個擴展單元，直到滿足要求為止。這類可編程序控件器的編址一般在基本單元上都已給出，其擴展單元的編址的通道號（有的可編程序控制器指的是字節(jié)號）與基本單元連續(xù)。疊裝式結(jié)構(gòu)PLC的近程擴展配置這類可編程序控件器的編址一般在基本單元上都已給出，其擴展單元的編址的通道號（有的可編程序控制器指的是字節(jié)號）與基本單元連續(xù)。五、可編程序控制器綜述組合式結(jié)構(gòu)PLC的近程擴展配置具有組合式結(jié)構(gòu)可編能序控制器的近程擴配置可以由主機（基本單元）和一臺或多臺擴展機組成。主機下面依次為１號擴展機、２號擴展機等等。

OMRON公司C200H可編程序控制器

主機能帶２個擴展機，其編址方法是主機的I/O通道號從000到009通道，１號擴展的I/O

通道號從010到019通道，２號擴展機的I/O通

道號從020到029通道。

4.可編程序控制器的遠程擴展配置當有部分現(xiàn)場信號相對集中，而又與其他現(xiàn)場信號相距較遠時，可采用遠程擴展方式。遠程擴展機主要用于擴大控制距離。I/O模塊和部分功能模塊可在遠程擴展機上使用。在遠程方式下，遠程I/O模塊作為遠程主站可安裝在主機及其近程擴展機上，遠程擴展機作為遠程從站安裝在現(xiàn)場。

五、可編程序控制器綜述例如