PLC第一章 常用低壓電器

機(jī)床電氣控制主講人：馬清艷第一章常用的低壓電器第二章基本控制環(huán)節(jié)第三章常用機(jī)床電氣控制第四章可編程序控制器概述第五章PLC的組成和工作原理第六章FX2N系列可編程控制器第七章基本邏輯指令機(jī)床電氣控制第八章步進(jìn)指令第九章可編程控制器的應(yīng)用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制可編程控制（PLC）第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)第二節(jié)開關(guān)電器第三節(jié)接觸器第四節(jié)繼電器第五節(jié)熔斷器第六節(jié)主令電器第七節(jié)低壓執(zhí)行電器第一章常用低壓電器第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)一、低壓電器的定義用于交流1200V、直流1500V級(jí)以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器。二、低壓電器的分類按電器的動(dòng)作性質(zhì)分：手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按電器的控制對(duì)象和用途分：配電電器和控制電器按有無(wú)觸點(diǎn)分：有觸點(diǎn)電器和無(wú)觸點(diǎn)電器按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)三、電磁式電器（電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)）1.電磁機(jī)構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。

組成

原理：線圈通入電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣隙形成回路，產(chǎn)生電磁力，將銜鐵吸向鐵芯。

鐵芯銜鐵線圈二、電磁式電器2.短路環(huán)——減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)三、電磁式電器3.觸頭系統(tǒng)——通過觸頭的開合控制電路通、斷。

類型

材料：一般采用銅材料制成；對(duì)于小容量電器常用銀質(zhì)材料制成橋式觸頭指形觸頭第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)三、電磁式電器4.滅弧系統(tǒng)

電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時(shí)，觸頭間電壓大于10V，電流超過80mA時(shí)，觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的光柱，即電弧。

電弧的危害：

延長(zhǎng)了切斷故障的時(shí)間；

高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；

形成飛弧造成電源短路事故。

滅弧措施：吹弧、拉弧、長(zhǎng)弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。第一節(jié)低壓電器的基本知識(shí)第二節(jié)開關(guān)電器一、刀開關(guān)

（閘刀開關(guān)）

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：?jiǎn)螖S和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作

按有無(wú)熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器一、刀開關(guān)1.開關(guān)板用刀開關(guān)（不帶熔斷器式刀開關(guān)）

作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用。

結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)：第二節(jié)開關(guān)電器第二節(jié)開關(guān)電器一、刀開關(guān)2.帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護(hù)用。QS一、刀開關(guān)3.負(fù)荷開關(guān)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)

用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。

結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭，工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。

分類：?jiǎn)蜗嚯p極和三相三極兩種第二節(jié)開關(guān)電器一、刀開關(guān)3.負(fù)荷開關(guān)(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）

作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。第二節(jié)開關(guān)電器二、低壓斷路器（自動(dòng)空氣開關(guān)）

功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐贰?/p>

特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。

分類：框架式（萬(wàn)能式）和塑殼式（裝置式）

結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。符號(hào)：第二節(jié)開關(guān)電器萬(wàn)能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路短路或嚴(yán)重過載保護(hù)塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕線路過載保護(hù)塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器7．按鈕電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù)三、組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）

結(jié)構(gòu)：靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi)，另一端伸出盒外，與電源或負(fù)載相連。動(dòng)觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次作90°正或反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)靜觸頭通。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，安裝面積小，操作方便。

用途：電源的引入開關(guān)；通斷小電流電路；控制５ＫＷ以下電動(dòng)機(jī)。第二節(jié)開關(guān)電器觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭

常開觸頭（動(dòng)合觸頭）常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧第三節(jié)接觸器2．結(jié)構(gòu)

一、交流接觸器

1．用途：應(yīng)用于頻繁接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路或控制電路。第三節(jié)

接觸器交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動(dòng)鐵心吸引線圈滅弧裝置2．工作原理

第三節(jié)

接觸器線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng)，需加短路環(huán)。用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。第三節(jié)接觸器二、直流接觸器

第三節(jié)

接觸器三、接觸器的符號(hào)

額定電壓

交流接觸器：127、220、380、500V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V第三節(jié)

接觸器四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；

接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；

吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。第三節(jié)

接觸器四、接觸器的使用選擇原則

作用：根據(jù)信號(hào)變化，接通或斷開電路，實(shí)現(xiàn)控制的目的。分類：按用途分：控制和保護(hù)繼電器按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)、延時(shí)繼電器特點(diǎn)：額定電流不大于5A第四節(jié)

繼電器繼電器與接觸器工作原理基本相同，區(qū)別：1）接觸器只有在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作，而繼電器的輸入量可以是各種物理量。2）接觸器主要任務(wù)是控制主電路通斷，繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信號(hào)感測(cè)，通常接在小容量的控制電路中。3）繼電器的觸點(diǎn)無(wú)主、輔之分。第四節(jié)

繼電器一、電流繼電器特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過電流繼電器、欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器第四節(jié)

繼電器一、電流繼電器欠電流繼電器：正常工作時(shí)，銜鐵處于吸合狀態(tài)。當(dāng)電路的負(fù)載電流低于正常工作電流時(shí)，并低至欠電流繼電器的釋放電流時(shí)，銜鐵釋放。（吸合電流為線圈額定電流的30%-65%，釋放電流為額定電流的10-20%）過電流繼電器：正常工作時(shí)，銜鐵不吸合，當(dāng)電流超過一定值時(shí)銜鐵才吸合，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。（吸合電流為額定電流的1.1-1.4倍）第四節(jié)

繼電器欠電流繼電器KAI<KAKA過電流繼電器>IKAKAKA一、電流繼電器第四節(jié)

繼電器特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU<KAKA過電壓繼電器>UKAKAKA二、電壓繼電器第四節(jié)

繼電器二、電壓繼電器第四節(jié)

繼電器欠電壓繼電器：正常工作時(shí)，銜鐵處于吸合狀態(tài)。當(dāng)電路的負(fù)載電壓低于正常工作電壓時(shí)，并低至欠電壓繼電器的釋放電壓時(shí)，銜鐵釋放。（吸合電壓為線圈額定電壓的30%-50%，釋放電壓為額定電壓的10-35%）過電壓繼電器：正常工作時(shí)，銜鐵不吸合，當(dāng)電壓超過一定值時(shí)銜鐵才吸合，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。（吸合電壓為額定電壓的105-115%）

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

三、中間繼電器第四節(jié)

繼電器作用：電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器型式：雙金屬片式熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置2-主電路接線柱3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭5-動(dòng)作機(jī)構(gòu)6-熱元件31-常閉觸頭接線柱32-公共動(dòng)觸頭接線柱33-常開觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器1-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動(dòng)導(dǎo)板5-補(bǔ)償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開觸頭8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘9-動(dòng)觸頭

10-復(fù)位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器雙金屬片式熱繼電器原理示意圖四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器使用與選擇使用：作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩeR≥ＩedＩeR：熱繼電器熱元件的額定電流；Ｉed：電動(dòng)機(jī)的額定電流。四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器圖文符號(hào)：四、熱繼電器第四節(jié)

繼電器作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動(dòng)式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型斷電延時(shí)型

四、時(shí)間繼電器四、時(shí)間繼電器四、時(shí)間繼電器(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)（g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn)四、時(shí)間繼電器符號(hào):KT四、時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器（JS7系列）晶體管式時(shí)間繼電器（JS14）數(shù)字式時(shí)間繼電器（JSS14）作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動(dòng)機(jī)類似參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm五、速度繼電器定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號(hào)五、速度繼電器轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。五、速度繼電器六、固態(tài)繼電器用途：為無(wú)觸點(diǎn)繼電器，無(wú)火花。廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路和計(jì)控系統(tǒng)。構(gòu)成：由電力開關(guān)器件組成，由輸入信號(hào)電壓，控制輸出電子器件導(dǎo)通。分類：交流輸出和直流輸出兩大類。（AC—SSR、DC—SSR）分別用來(lái)通斷交/直流負(fù)載。原理：1.2端施加US時(shí)，3.4端接通。1.2端無(wú)US時(shí)，3.4端開關(guān)截止。光電耦合電路原理壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器七、其它繼電器作用：短路和嚴(yán)重過載保護(hù)應(yīng)用：串接于被保護(hù)電路的首端優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便