電氣控制與PLC（三菱）高職全套教學課件

項目一繼電式電機電氣控制全套可編輯PPT課件繼電式電機電氣控制電動機的PLC控制應用PLC實現各種簡易的燈光控制工序流程設計的PLC控制PLC功能指令應用和PLC、變頻器的綜合控制工業(yè)機床加工中的動力大部分來自電動機，其中生產機械的工作機構是通過電動機來拖動的，這種工作方式稱為繼電式電機電氣控制，即繼電式電機電氣控制是用電動機拖動生產機械的工作機構使之運轉的一種方法。圖1-1所示為工業(yè)機械加工車間常用的孔加工機床——鉆床。它的工作流程是：閉合電源開關—按下起動按鈕—電源接入電動機使其轉動—通過傳動帶帶動鉆頭旋轉鉆削工件。本項目主要研究電力拖動基本電氣控制線路的構成、工作流程及安裝、調試與檢修。項目分析（1）能正確選用、安裝、檢測和使用生產機械中常用的低壓電器（見圖1-2）。（2）能識讀和繪制電路圖、接線圖和布置圖。項目學習目標（3）熟知電動機各種基本電氣控制線路的構成和原理，能根據其電氣圖(如電路圖、接線圖、布置圖等)安裝、調試和檢修電氣控制線路（見圖1-3）。（4）熟悉電氣識圖的基本知識，熟知電動機的控制、保護和選擇原則。項目學習目標（5）能正確設計和繪制簡單的電氣控制線路（見圖1-4）。項目學習目標項目評定任務一PARTONE電動機的起、保、停電氣控制（1）學會繪制、識讀電氣控制電路圖、接線圖和布置圖。（2）學會正確選擇、安裝、使用和檢修電氣控制線路中的低壓斷路器、負荷開關、組合開關、低壓熔斷器、按鈕、接觸器和熱繼電器，熟悉它們的功能、型號意義、基本結構和工作原理，熟記它們的圖形符號和文字符號。（3）學會安裝、調試與檢修三相籠型異步電動機的起保?？刂凭€路，熟悉基本控制線路的構成和工作原理。任務目標（1）繪制單向起保停控制電路圖并分析其線路組成。（2）根據單向起保停控制電路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析單向控制線路的作用是使電動機只能沿一個方向旋轉，同時帶動生產機械的運動部件朝一個方向旋轉或運動。圖1-5所示為單向控制線路典型應用案例——砂輪機，用砂輪機可以打磨車削加工的車刀。需用砂輪機時，閉合電源，砂輪轉動進行磨刀；用完砂輪機時斷開電源，砂輪停轉停止磨刀。當線路出現短路故障時，保護電器自動跳閘斷開電源，起到短路保護作用。任務提出想一想：你熟悉圖1-6所示的家用電器和工廠中使用的生產機械嗎?你還能列舉出使用電力使其運轉的其他家用電器和生產機械嗎?它們的運轉是用什么電氣設備來拖動的?任務提出電氣控制線路是由各種有觸點的接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等按不同連接方式組合而成的，其作用是實現對電力拖動系統(tǒng)的起動、正反轉、制動、調速和保護控制，滿足生產工藝要求，實現生產過程自動化。生產機械電氣控制線路常用電路圖、接線圖和布置圖三種圖表示。一、電氣控制系統(tǒng)圖電氣控制系統(tǒng)圖主要有電路圖、接線圖和布置圖。（一）電路圖1.電路圖的定義電路圖是用國家規(guī)定的圖形符號和文字符號，表示電氣控制系統(tǒng)的電路、設備的基本組成和連接關系，而不考慮其實際位置的一種簡圖。2.電路圖的畫法1）電路圖的基本畫法電路圖是由電源、主電路和輔助電路組成的。知識鏈接電源應畫成水平線。三相交流電源按相序L1、L2、L3自上而下，中線和地線依次畫在相線之下。直流電源“正上負下”。電源開關水平畫出。主電路垂直電源電路，畫在電路圖的左側。主電路電流較大，由主熔斷器、接觸器的主觸點、熱繼電器的熱元件、電動機等組成。輔助電路由控制電路、指示電路和照明電路等組成，一般按控制電路、指示電路和照明電路順序垂直畫在主電路右側。2）電氣元件的畫法（1）耗能元件（如接觸器的線圈、指示燈等）要畫在電路的下方，電氣元件觸點要畫在耗能元件與電源線之間。（2）元件觸點位置以常態(tài)位置畫出，分析時應從觸點的常態(tài)位置出發(fā)。（3）電路圖中不畫實際的外形圖，而采用國家標準的電器圖形符號。知識鏈接（4）同一器件的不同部分有可能畫在電路圖的不同地方，但它們的動作是相連的，如接觸器的線圈和觸點，因此必須標明相同的文字符號及下標。3）連線的畫法(1)應盡可能減少或避免線條交叉。(2)應相連的交叉點用小黑點表示，不相連的則不用小黑點。(3)應用電路編號法，即對電路中各個接點用字母或數字編號。知識鏈接（二）接線圖接線圖(見圖1-7)是根據電氣設備和電氣元件的實際位置和安裝情況繪制的，只表示電氣設備和電氣元件的位置、配線方式和接線方式，而不明顯表明電氣動作原理。接線圖主要用于接線安裝、線路的檢查維修和故障處理。知識鏈接（1）接線圖中一般示出電氣設備和電氣元件的相對位置、文字符號、端子號、導線號、導線類型、導線截面積等。（2）所有的電氣設備和電氣元件都按其所在的位置繪制在圖紙上，且同一電器的各元件根據其實際結構，使用與電路圖相同的圖形符號畫在一起，并用點畫線框上，其文字符號及接線端子的標號應與電路圖中的標注一致，以便對照檢查接線。（3）接線圖中的導線有單根導線、導線組、電纜等之分，可用連續(xù)線和中斷線來表示。凡導線走向相同的可以合并，用線束來表示，到達接線端子板或電氣元件的連接點時再分別畫出。線束可以畫粗。導線及管子的型號、根數和規(guī)格應標注清楚。（三）布置圖布置圖是根據電氣元件在控制板上的實際安裝位置，采用簡化的外形符號繪制的一種簡圖。它不表達各電器的具體結構、作用、接線情況及工作原理，主要用于電氣元件的布置和安裝。布置圖中各電器的文字符號必須與電路圖和接線圖的標注相一致。知識鏈接二、常用低壓電器1.開關電器（1）刀開關。①不帶熔斷器式刀開關。不帶熔斷器式刀開關的作用是不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源，其符號如圖1-8所示。②帶熔斷器式刀開關。帶熔斷器式刀開關用作電源開關、隔離開關和應急開關，并做電路保護用，如圖1-9所示。知識鏈接（2）轉換開關，如圖1-10所示。①結構。靜觸點一端固定在膠木盒內，另一端伸出盒外，與電源或負載相連。動觸片套在絕緣方桿上，絕緣方軸每次做90°正或反方向的轉動，帶動靜觸點接通。②特點。結構緊湊，安裝面積小，操作方便。③用途。電源的引入開關；通斷小電流電路；控制5kW以下電動機。知識鏈接(3)低壓斷路器，如圖1-11所示。①結構。觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構、傳動機構等。②分類?？蚣苁剑ㄈf能式）和塑殼式（裝置式）。③特點。操作安全，分斷能力較強。④用途。不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時自動分斷電路。知識鏈接2.熔斷器（1）分類。螺旋式熔斷器、瓷插式熔斷器、有填料式熔斷器、無填料密封式熔斷器、快速熔斷器、自恢復熔斷器，如圖1-12所示。（2）特點。結構簡單，維護方便，價格便宜，體小量輕。（3）應用。串接于被保護電路的首端。（4）作用。短路和嚴重過載保護。知識鏈接3.接觸器接觸器是一種自動的電磁式開關，適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他負載。它不僅能實現遠距離自動操作和欠電壓釋放保護功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長等優(yōu)點，因而在電力拖動系統(tǒng)中得到了廣泛應用。1）接觸器的分類接觸器按主觸點通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。知識鏈接（1）交流接觸器。①結構。交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)及輔助部件等組成，如圖1-13所示。電磁系統(tǒng)：動、靜鐵心，吸引線圈和反作用彈簧。觸點系統(tǒng)：主觸點、輔助觸點，常開觸點（動合觸點），常閉觸點（動斷觸點）。滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧。②工作原理。線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸點斷開，常開觸點閉合；線圈電壓消失，觸點恢復常態(tài)。為防止鐵心振動，需加短路環(huán)。知識鏈接③安裝與使用。a.安裝前檢查。檢查接觸器銘牌與線圈的技術數據是否符合實際使用要求；檢查接觸器外觀，應無機械損傷；用手推動接觸器的可動部分時，接觸器應動作靈活，無卡阻現象；滅弧罩應完好無損，固定牢固；將鐵心極面上的防銹油脂或粘在極面上的鐵垢用煤油擦凈，以免多次使用后銜鐵被粘住，造成斷電后不能釋放；測量接觸器的線圈電阻和絕緣電阻。b.安裝。交流接觸器一般應安裝在垂直面上，傾斜度不得超過5°；若有散熱孔，則應將有孔的一面放在垂直方向上，以利散熱，并按規(guī)定留有適當的飛弧空間，以免飛弧燒壞相鄰電器；安裝和接線時，注意不要將零件失落或掉入接觸器內部。安裝孔的螺釘應裝有彈簧墊片和平墊圈，并擰緊螺釘以防振動松脫；安裝完畢，檢查接線正確無誤后，在主觸點不帶電的情況下操作幾次，然后測量產品的動作值和釋放值，所測數值應符合產品的規(guī)定要求。知識鏈接c.日常維護。應對接觸器做定期檢查，觀察螺釘有無松動、可動部分是否靈活等；接觸器的觸點應定期清掃，保持清潔，但不允許涂油，當觸點表面因電灼作用形成金屬小顆粒時，應及時清除。（2）直流接觸器。直流接觸器的外形如圖1-14所示。①結構。電磁機構、觸點系統(tǒng)和滅弧裝置。②用途。遠距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。③工作原理。與交流接觸器基本相同。2）接觸器的符號接觸器的符號如圖1-15所示。知識鏈接3）接觸器的選擇原則（1）根據電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型。（2）接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓。（3）吸引線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致。（4）額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。4.熱繼電器（1）結構。熱繼電器由熱元件、雙金屬片和觸點及動作機構等部分組成。（2）符號。熱繼電器及其符號如圖1-16所示。知識鏈接5.時間繼電器時間繼電器及其符號如圖1-17所示。（1）作用。按整定時間長短通斷電路。（2）分類。時間繼電器按構成原理分，有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式、數字式；按延時方式分，有通電延時型、斷電延時型。知識鏈接6.主令電器主令電器是電氣自動控制系統(tǒng)中用于發(fā)送或轉換控制指令的電器，是一種用于輔助電路的控制電器。主令電器應用廣泛，種類繁多，按其作用可分為控制按鈕、行程開關、接近開關、萬能轉換開關（組合開關）、主令控制器及其他主令電器，如圖1-18所示。知識鏈接1）按鈕按鈕，又稱控制按鈕、按鈕開關，是一種短時間接通或斷開小電流電路的手動控制指令電器。（1）按鈕的型號含義。按鈕的型號含義如圖1-19所示。知識鏈接（2）按鈕的結構與符號。按鈕一般由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點和外殼等組成，按鈕的結構如圖1-20所示。按鈕的符號如圖1-21所示。知識鏈接（3）按鈕的選用。根據使用場合和具體用途選擇按鈕的種類；根據工作狀態(tài)指示和工作情況要求，選擇按鈕的顏色；據控制回路的需要選擇按鈕的數量。（4）按鈕在使用過程中的注意事項。按鈕安裝在面板上時，應布置合理，排列整齊；按鈕觸點之間距離較小，如有油污或其他臟物容易造成短路，應注意保持觸點及導電部分的清潔；在面板上按鈕應安裝牢固，停止按鈕用紅色，起動按鈕用綠色或黑色；使用前，應檢查按鈕帽彈性是否正常，動作是否自如，觸點接觸是否良好可靠。知識鏈接2）行程開關行程開關又稱限位開關（位置開關），是一種利用生產機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制指令的主令電器。行程開關的作用原理與按鈕相同。（1）行程開關的型號含義。以LX19系列行程開關為例進行介紹，如圖1-22所示。知識鏈接（2）行程開關的結構和符號如圖1-23所示。知識鏈接3）接近開關接近開關又稱為無觸點行程開關，是一種與運動部件無機械接觸而能操作的行程開關。接近開關動作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應快，使用壽命長，抗干擾能力強，并具有防水、防震、耐腐蝕等特點。接近開關的符號如圖1-24所示。知識鏈接4）萬能轉換開關萬能轉換開關是由多組相同的觸點組件疊裝而成的、控制多回路的主令電器。萬能轉換開關主要根據用途、接線方式、所需觸點擋數和額定電流來選擇。5）主令控制器主令控制器是按照預定程序換接控制電路接線的主令電器。主令控制器主要根據使用環(huán)境、所需控制的回路數、觸點閉合順序等進行選擇。知識鏈接三、單向起保?？刂凭€路1.點動正轉控制線路電動機點動正轉控制線路是使用按鈕、接觸器來控制電動機運轉的最簡單的正轉控制線路，如圖1-25所示。知識鏈接（1）電路說明。點動控制線路的工作形式為：按下按鈕開關，電動機得電運轉；松開按鈕開關，電動機失電停轉。這種控制方法常用于電動葫蘆的起重電動機控制和車床拖板箱快速移動電動機控制。QS為電源隔離開關；熔斷器FU1、FU2分別做主電路、控制電路的短路保護。（2）工作原理。先閉合電源開關QS。起動：按下SB—KM線圈得電—KM主觸點閉合—電動機M運轉。停止：松開SB—KM線圈失電—KM主觸點分斷—電動機M停轉。停止使用時：斷開電源開關QS。知識鏈接2.連續(xù)正轉控制線路機床設備在正常工作時，一般需要電動機處在連續(xù)運轉狀態(tài)，實現這種工藝要求的線路是連續(xù)正轉控制線路，如圖1-26所示。知識鏈接（1）電路說明。連續(xù)正轉控制線路的工作形式為：按下按鈕開關SB1，電動機得電運轉；松開按鈕開關SB1，電動機不失電，繼續(xù)運轉。KM接觸器有一個常開觸點，作為線圈的自鎖觸點，在SB1松開時給KM線圈供電，這樣KM在SB1松開的情況下仍然工作，主觸點仍然給電動機供電，電動機一直運行。按SB2電動機停轉。QS為電源隔離開關；熔斷器FU1、FU2分別做主電路、控制電路的短路保護；FR熱繼電器在主電路電流過大時動作，起保護作用。（2）工作原理。先閉合電源開關QS。起動：按下SB1—KM線圈得電—KM主觸點閉合、KM自鎖觸點閉合—電動機M連續(xù)運轉。停止：按下SB2—KM線圈失電—KM主觸點分斷—電動機M停轉。停止使用時：斷開電源開關QS。知識鏈接任務實施（1）分析單向起保?？刂凭€路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師指導下，根據三相籠型異步電動機技術數據及單向起保?？刂凭€路的電路圖選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-1和表1-2中。任務實施（3）檢測低壓電器。①低壓開關。將低壓開關的手柄扳到合閘位置，用萬用表的電阻擋測量各對觸點之間的接觸情況。再用兆歐表測量每兩相觸點之間的絕緣電阻。②熔斷器。檢查所給熔斷器的熔體是否完好；若熔體已熔斷，則按原規(guī)格選配熔體；更換熔體。注意對RL1系列熔斷器安裝時，熔斷管不能倒裝。用萬用表檢查更換熔體后的熔斷器各部分接觸是否良好。③接觸器。檢查接觸器銘牌與線圈的技術數據（如額定電壓、電流、操作頻率等）是否符合實際使用要求；檢查接觸器外觀，應無機械損傷。用手推動接觸器的可動部分，接觸器應動作靈活，無卡阻現象。任務實施滅弧罩應完整無損，固定牢固。將鐵心極面上的防銹油脂或粘在極面上的鐵垢用煤油擦凈，以免多次使用后銜鐵被粘住，造成斷電后不能釋放。測量接觸器的線圈電阻和絕緣電阻是否符合要求。④熱繼電器。熱繼電器在過流后產生熱量，相應熱敏元件動作。一般的熱繼電器可以測量它的保護觸熱點（常閉）。熱繼電器有一個可按可拉的手動測試按鈕，用萬用表檢測當其手動測試按鈕被按下和拉起的時候，其常閉觸點是否一直處于閉合狀態(tài)。若是，說明機械部分已經損壞；反之，說明機械部分可用。電氣部分需要實際過電流后才可實驗好壞，可將過電流值調到最小驅動相應較大負載，測試運行后是否跳閘，跳則好，不跳則壞。任務實施4）安裝與檢修單向起保?？刂凭€路。①安裝步驟及工藝要求。單向起保?？刂凭€路的安裝步驟及工藝要求如圖1-27所示。②接線裝配。按圖接線，并用萬用表進行檢查，完全正確后，在教師的允許下通電試車。按下按鈕開關SB，觀察電動機M是否運轉。松開按鈕開關SB，觀察電動機M是否停止運轉。在電動機運轉和停止運轉的過程中，觀察接觸器是如何工作的。結合電路圖，弄懂該電路的工作原理。能力測評單向起保?？刂凭€路任務測評標準見表1-3。鞏固與練習如圖1-28所示為點動、連續(xù)混合正轉控制線路，按下按鈕開關SB1，電動機連續(xù)運行。按下按鈕開關SB2，電動機停轉。按下按鈕開關SB3時通過其常閉觸點將KM自鎖觸點斷開，使電動機工作在點動狀態(tài)下，實現了點動和連續(xù)的混合正轉控制。QS為電源隔離開關；熔斷器FU1、FU2分別做主電路、控制電路的短路保護；熱繼電器FR在主電路電流過大時動作，起保護作用。鞏固與練習工作過程如下。先閉合電源開關QF。連續(xù)：按下SB1—KM線圈得電—KM主觸點閉合、KM自鎖觸點閉合—電動機M連續(xù)運轉。停止：按下SB2—KM線圈失電—KM主觸點分斷—電動機M停轉。點動：按下SB3—KM線圈得電，同時KM自鎖觸點電路斷開，KM不能自鎖—電動機M點動運轉。停止使用時：斷開電源開關QS。鞏固與練習技能要求：按圖1-23接線，并用萬用表進行檢查，完全正確后，在教師的允許下通電試車。（1）按下按鈕開關SB1，觀察電動機M是否運轉。（2）松開按鈕開關SB1，觀察電動機M是否停止運轉。（3）按下按鈕開關SB3，觀察電動機M是否運轉。（4）松開按鈕開關SB3，觀察電動機M是否停止運轉。（5）在電動機運轉和停止運轉的過程中，觀察接觸器是如何工作的。（6）結合電路圖，弄懂該電路的工作原理。任務二PARTTWO電動機的正反轉電氣控制（1）學會繪制、識讀按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉電氣控制電路圖、接線圖和布置圖。（2）學會分析按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路的組成和工作流程。（3）學會正確安裝和檢修按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路。任務目標（1）繪制按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路圖并分析其線路。（2）根據按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析在實際應用中，機床工作臺需要前進與后退；萬能銑床［見圖1-29(a)］的主軸需要正轉與反轉；起重機［見圖1-29(b)］的吊鉤需要上升與下降。只用正轉控制線路不能滿足這些生產機械的控制要求，因為正轉控制線路只能使電動機朝一個方向旋轉，同時帶動生產機械的運動部件也朝一個方向運動。要滿足生產機械運動部件能向正、反兩個方向運動，就要求電動機能實現正、反轉控制。當改變通入電動機定子繞組的三相電源相序，即把接入電動機三相電源進線中的任意兩相對調接線時，電動機就可以實現反轉。任務提出一、倒順開關正反轉控制線路1.倒順開關圖1-30(a)所示為倒順開關的外形圖。倒順開關是組合開關的一種，也稱可逆轉換開關，是專為控制小容量三相異步電動機的正反轉而設計生產的。開關的手柄有“倒”“?！薄绊槨比齻€位置，手柄只能從“停”的位置左轉45°或右轉45°，其符號如圖1-30(b)所示。知識鏈接2.倒順開關正反轉控制線路的工作原理倒順開關正反轉控制線路如圖1-31所示。萬能銑床主軸電動機的正反轉控制就是采用倒順開關來實現的。知識鏈接線路的工作原理為：操作倒順開關QS，當手柄處于“停”位置時，QS的動、靜觸點不接觸，電路不通，電動機不轉；當手柄扳至“順”位置時，QS的動觸點和左邊的靜觸點相接觸，電路按L1—U、L2—V、L3—W接通，輸入電動機定子繞組的電源電壓相序為L1—L2—L3，電動機正轉；當手柄扳至“倒”位置時，QS的動觸點和右邊的靜觸點相接觸，電路按L1—W、L2—V、L3—U接通，輸入電動機定子繞組的電源電壓相序變?yōu)長3—L2—L1，電動機反轉。必須注意的是，當電動機處于正轉狀態(tài)時，要使它反轉，應先把手柄扳到“?！钡奈恢?，使電動機先停轉，然后把手柄扳到“倒”的位置，使它反轉。若直接把手柄由“順”扳至“倒”的位置，電動機的定子繞組會因為電源突然反接而產生很大的反接電流，容易使電動機定子繞組因過熱而損壞。想一想：倒順開關正反轉控制線路的優(yōu)缺點是什么？能否用按鈕、接觸器代替倒順開關來實現電動機正反轉的自動控制?你能設計出電路圖嗎?知識鏈接二、接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路倒順開關正反轉控制線路雖然所用電器較少、線路比較簡單，但它是一種手動控制線路，在頻繁換向時，操作人員勞動強度大，操作安全性差，所以這種線路一般用于控制額定電流10A、功率在3kW及以下的小容量電動機。在實際生產中，更常用的是用按鈕、接觸器來控制電動機的正反轉控制線路。知識鏈接圖1-32所示為接觸器聯(lián)鎖的正反轉控制線路。線路中采用了兩個接觸器，即正轉用的接觸器KM1和反轉用的接觸器KM2，它們分別由正轉按鈕SB1和反轉按鈕SB2控制。從主電路中可以看出，這兩個接觸器的主觸點所接通的電源相序不同，KM1按L1—L2—L3相序接線，KM2則按L3—L2—L1相序接線。相應的控制電路也有兩條，一條是由按鈕SB1和KM1線圈等組成的正轉控制電路；另一條是由按鈕SB2和KM2線圈等組成的反轉控制電路。想一想：接觸器KM1和KM2的主觸點同時閉合，會造成什么后果？應采取什么措施避免?知識鏈接必須指出，接觸器KM1和KM2的主觸點絕對不允許同時閉合，否則將造成兩相電路L1相和L3相短路事故。為了避免兩個接觸器KM1和KM2同時得電動作，在正轉、反轉控制電路中分別串接了對方接觸器的一對輔助常閉觸點。這樣，當一個接觸器得電動作時，通過其輔助常閉觸點的斷開使另一個接觸器不能得電動作，接觸器之間這種相互制約作用稱為接觸器聯(lián)鎖(或互鎖)。實現聯(lián)鎖作用的輔助常閉觸點稱為聯(lián)鎖觸點(或互鎖觸點)，聯(lián)鎖用符號“▽”表示。想一想：你能敘述接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路的工作原理嗎?線路有哪些優(yōu)點?哪些不足?接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路的優(yōu)點是工作安全可靠，缺點是操作不便。因電動機從正轉變?yōu)榉崔D時，必須先按下停止按鈕，才能按反轉起動按鈕，否則由于接觸器的聯(lián)鎖作用不能實現反轉。想一想：怎樣克服接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路操作不便的缺點呢?用兩個復合按鈕代替圖132中的兩個起動按鈕能否實現?知識鏈接如果把正轉按鈕SB1和反轉按鈕SB2換成兩個復合按鈕，并把兩個復合按鈕的常閉觸點也串接在對方的控制電路中，就構成圖1-33所示的按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路，它能克服接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路操作不便的缺點，使線路操作方便，工作安全可靠。知識鏈接線路的工作原理如下。先閉合電源開關QF。1.正轉控制2.反轉控制若要停止，按下SB3，整個控制電路失電，主觸點分斷，電動機M失電停轉。知識鏈接（1）分析按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師指導下，根據三相籠型異步電動機的技術數據及按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路的電路圖選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-4和表1-5中。表1-4按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路工具及儀表任務實施（3）根據圖1-33，將圖1-32（c）改畫成雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路的接線圖。（4）根據雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路的電路圖和接線圖，將安裝好的接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路板改裝成雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路板，如圖1-34所示。通電試車時，注意體會該線路的優(yōu)點。任務實施（5）檢修訓練。①故障設置。在控制電路或主電路中人為設置電氣故障兩處。②教師示范檢修。教師進行示范檢修時，可將下述檢修步驟及要求貫穿其中，直至故障排除。a.用試驗法觀察故障現象。主要注意觀察電動機的運行情況、接觸器的動作情況和線路的工作情況等，如發(fā)現有異常情況，應馬上斷電檢查。b.用邏輯分析法縮小故障范圍，并在電路圖上用虛線標出故障部位的最小范圍。c.用測量法準確、迅速地找出故障點。d.根據故障點的不同情況，采取正確的修復方法，迅速排除故障。e.排除故障后通電試車。任務實施③學生檢修。教師示范檢修后，再由教師重新設置兩個故障點，讓學生進行檢修。在學生檢修的過程中，教師可進行啟發(fā)性的指導。④檢修注意事項。a.要認真聽取和仔細觀察指導教師在示范過程中的講解和檢修操作。b.要熟練掌握電路圖中各個環(huán)節(jié)的作用。c.在排除故障的過程中，故障分析及排除故障的思路和方法要正確。d.工具和儀表使用要正確。e.不能隨意更改線路和帶電觸摸元器件。f.帶電檢修故障時，必須有教師在現場監(jiān)護，以確保用電安全。g.檢修必須在規(guī)定的時間內完成。任務實施雙重聯(lián)鎖正反轉控制線路任務測評標準見表1-6。能力測評幾種正反轉控制電路如圖1-35所示。試分析各電路能否正常工作。若不能正常工作，請找出原因，并改正過來。鞏固與練習任務三PARTTHREE電動機的自動順序電氣控制（1）學會繪制、識讀電動機的自動順序控制電氣控制線路圖、接線圖和布置圖。（2）學會分析電動機的自動順序控制線路的組成和工作流程。（3）學會正確安裝和檢修電動機的自動順序控制線路。任務目標（1）繪制電動機的自動順序控制電路圖并分析其線路。（2）根據電動機的自動順序控制電路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明a線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析圖1-36所示控制線路中的兩臺電動機能否同時起動運轉？為什么？該線路能滿足何種控制要求？X62W型萬能銑床上要求主軸電動機起動后，進給電動機才能起動；M7120型平面磨床則要求當砂輪電動機起動后，冷卻泵電動機才能起動。在裝有多臺電動機的生產機械上，各電動機所起的作用是不同的，有時需要按一定的順序起動或停止，才能保證操作過程的合理和工作的安全可靠。像這種要求幾臺電動機的起動或停止，必須按一定的先后順序來完成的控制方式，稱為電動機的順序控制。任務提出一、主電路實現順序控制圖1-36所示是主電路實現電動機順序控制的線路圖。線路的特點是電動機M2的主電路接在KM(或KM1)主觸點的下面。在圖1-36(a)所示控制線路中，電動機M2是通過接插器X接在接觸器KM主觸點的下面，因此，只有當KM主觸點閉合，電動機M1起動運轉后，電動機M2才可能接通電源運轉。M7120型平面磨床的砂輪電動機和冷卻泵電動機就采用了這種順序控制線路。知識鏈接在圖1-36(b)所示控制線路中，電動機M1和M2分別通過接觸器KM1和KM2來控制，接觸器KM2的主觸點接在接觸器KM1主觸點的下面，這樣就保證了當KM1主觸點閉合，電動機M1起動運轉后，電動機M2才可能接通電源運轉。線路的工作原理如下：先合上電源開關QS，M1起動后M2才能起動。先按下SB1—KM1線圈得電—KM1主觸點閉合、KM1自鎖觸點閉合—電動機M1連續(xù)運轉。這時再按下SB2—KM2線圈得電—KM2主觸點閉合、KM2自鎖觸點閉合—電動機M2連續(xù)運轉。停止：按下SB3即可。停止使用時：斷開電源開關QS。知識鏈接二、兩臺電動機順序控制線路兩臺電動機順序控制線路可以有很多實現方式（見圖1-37），通過設計，可以得到很多不同的控制線路方案。其設計方法總結如下。順起方法：在后起動電動機的控制電路中，串接了先起動接觸器的輔助常開觸點，如圖1-37(a)~圖1-37(c)所示。順停方法：在后停止按鈕的兩端并接了先停止接觸器的輔助常開觸點，如圖1-37(d)所示。知識鏈接圖1-37(a)~圖1-37(c)所示順序控制線路的特點是：在電動機M2的控制電路中，串接了接觸器KM1的輔助常開觸點。顯然，只要M1不起動，即使按下SB2，由于KM1的輔助常開觸點未閉合，KM2線圈也不能得電，從而保證了M1起動后，M2才能起動的控制要求。線路中停止按鈕SB3控制兩臺電動機同時停止。圖1-37（d）所示控制線路，是在圖1-37（c）所示線路中的SB3的兩端并接了接觸器KM2的輔助常開觸點，從而實現了M1起動后，M2才能起動；而M2停止后，M1才能停止的控制要求，即M1、M2是順序起動，逆序停止。知識鏈接（1）分析電動機順序控制線路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師指導下，根據三相籠型異步電動機的技術數據及順序控制線路的電路圖選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-7和表1-8中。任務實施（3）根據順序控制線路的電路圖和接線圖，通電試車。（4）檢修訓練。完成表1-9所示的檢修記錄表。①故障設置。在控制電路或主電路中人為設置電氣故障兩處。任務實施②教師示范檢修。教師進行示范檢修時，可將下述檢修步驟及要求貫穿其中，直至故障排除。用試驗法來觀察故障現象。主要注意觀察電動機的運行情況、接觸器的動作情況和線路的工作情況等，如發(fā)現有異常情況，應馬上斷電檢查。用邏輯分析法縮小故障范圍，并在電路圖上用虛線標出故障部位的最小范圍。用測量法準確、迅速地找出故障點。根據故障點的不同情況，采取正確的修復方法，迅速排除故障。排除故障后通電試車。③學生檢修。教師示范檢修后，再由指導教師重新設置兩個故障點，讓學生進行檢修。在學生檢修的過程中，教師可進行啟發(fā)性的指導。任務實施④檢修注意事項。要認真聽取和仔細觀察指導教師在示范過程中的講解與檢修操作。要熟練掌握電路圖中各個環(huán)節(jié)的作用。在排除故障的過程中，故障分析及排除的思路和方法要正確。工具和儀表使用要正確。不能隨意更改線路和帶電觸摸元器件。帶電檢修故障時，必須有教師在現場監(jiān)護，以確保用電安全。檢修必須在規(guī)定的時間內完成。⑤在教師監(jiān)護下，進行空操作試驗和帶負荷試車。如果線路出現故障，則分析原因、排除故障；如線路動作正常，則請教師對制作工藝水平進行講評，做好記錄。任務實施順序控制線路任務測評標準見表1-10。能力評測圖1-38所示為三條傳送帶運輸機的示意圖，對于它的電氣要求如下。(1)起動順序為1號、2號、3號，即順序起動，以防止貨物在帶上堆積。(2)停止順序為3號、2號、1號，即逆序停止，以保證停車后帶上不殘存貨物。(3)當1號或2號出現故障停車時，3號能隨即停車，以免繼續(xù)進料。（4）三臺電動機都用熔斷器和熱繼電器做短路和過載保護，三臺中任何一臺出現過載故障，三臺電動機都會停車。試畫出三條傳送帶運輸機的電路圖，并敘述其工作原理。鞏固與練習任務四PARTFOUR電動機的兩地電氣控制（1）學會繪制、識讀電動機的兩地控制電氣控制線路圖、接線圖和布置圖。（2）學會分析電動機的兩地控制線路的組成和工作流程。（3）學會正確安裝和檢修電動機的兩地控制線路。任務目標（1）繪制電動機的兩地控制電路圖并分析其線路。（2）根據電動機的兩地控制電路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析想一想：能否實現在兩地或多地控制同一臺電動機的運轉?若能，試設計并畫出兩地控制的具有過載保護的接觸器自鎖正轉控制線路的電路圖。能在兩地或多地控制同一臺電動機的控制方式稱為電動機的多地控制。圖1-39所示是兩地控制的具有過載保護的接觸器自鎖正轉控制線路的電路圖。其中，SB11、SB12為安裝在甲地的起動按鈕和停止按鈕；SB21、SB22為安裝在乙地的起動按鈕和停止按鈕。線路的特點是：兩地的起動按鈕SB11、SB21要并聯(lián)接在一起，停止按鈕SB12、SB22要串聯(lián)接在一起。這樣就可以分別在甲、乙兩地起動和停止同一臺電動機，達到方便操作的目的。對三地或多地控制，只要把各地的起動按鈕并接、停止按鈕串接就可以實現。知識鏈接（1）分析電動機兩地控制線路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師指導下，根據三相籠型異步電動機的技術數據及兩地控制線路的電路圖選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-11和表1-12中。任務實施（3）檢修訓練。根據以下故障現象，同學之間相互設置故障點、查找故障點，并正確排除故障，把結果填入表1-13。教師巡視指導并做好現場監(jiān)護。任務實施兩地控制線路任務測評標準見表1-14。能力測評試設計能在兩地控制同一臺電動機正反轉點動的控制線路圖。鞏固與練習任務五PARTFIVE電動機Y-△降壓起動的電氣控制（1）學會繪制、識讀電動機的Y-△降壓起動電氣控制線路圖、接線圖和布置圖。（2）學會分析電動機的Y-△降壓起動控制線路的組成和工作流程。（3）學會正確安裝和檢修電動機的Y-△降壓起動控制線路。任務目標（1）繪制電動機的Y-△降壓起動控制線路圖并分析其線路。（2）根據電動機的Y-△降壓起動控制線路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按位置布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析想一想：仔細回顧一下，前面學習的各種控制線路在起動時，加在電動機定子繞組上的電壓是否等于電動機的額定電壓?前面學習的各種控制線路在起動時加在電動機定子繞組上的電壓都是電動機的額定電壓，屬于全壓起動，又稱直接起動。直接起動的優(yōu)點是電氣設備少，線路簡單，維修量較小。但直接起動時的起動電流較大，一般為額定電流的4~7倍。所以在電源變壓器容量不夠大，而電動機功率較大的情況下，直接起動將導致電源變壓器輸出電壓下降，不僅減小電動機本身的起動轉矩，而且會影響同一供電線路中其他電氣設備的正常工作。因此，較大容量的電動機起動時需要采用降壓起動。任務提出一、降壓起動的場合通常規(guī)定：電源容量在180kV·A以上，電動機容量在7kW以下的三相異步電動機可采用直接起動。判斷一臺電動機能否直接起動，還可以用下面的經驗公式來確定：當時，需要用降壓起動。式中，Ist為電動機全壓起動電流，A；IN為電動機額定電流，A；S為電源變壓器容量，kV·A；P為電動機功率,kW。凡不滿足直接起動條件的電動機，均需采用降壓起動，常見的降壓起動方法有以下幾種：定子繞組串接電阻降壓起動、自耦變壓器降壓起動、Y-△降壓起動、延邊三角形降壓起動等。本任務僅以Y-△降壓起動為例講解降壓起動電氣控制線路。知識鏈接二、星形接法與三角形接法的比較電動機接成星形，加在每相定子繞組上的電壓只有三角形接法的1/3，起動轉矩也只有三角形接法的1/3。Y-△降壓起動控制線路說明：電動機起動時，把定子繞組接成三角形，以降低起動電壓，限制起動電流；待電動機起動后，再把定子繞組改接成三角形接法，使電動機全壓運行。凡是正常運行時定子繞組做三角形連接的異步電動機，均可以采用這種降壓起動方法。降壓起動是指利用起動設備將電壓適當降低后，加到電動機的定子繞組上進行起動，待電動機起動運轉后，再使其電壓恢復到額定電壓正常運轉。由于電流隨電壓的降低而減小，所以降壓起動能夠達到減小起動電流的目的。但是，由于電動機轉矩與電壓的平方成正比，所以降壓起動也將導致電動機的起動轉矩大為降低。因此，降壓起動需要在空載或輕載下起動。想一想：時間繼電器的觸點動作有什么特點?知識鏈接三、時間繼電器時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理來實現觸點延時閉合或分斷的自動控制電器。因它自得到動作信號起至觸點動作有一定的延時時間，從而可實現線路按時間順序逆行控制的要求，主要作為輔助元器件用于各種電氣保護及自動控制裝置中。按其延時原理，時間繼電器可分為電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式、數顯式等，圖1-40所示為時間繼電器的外形圖。知識鏈接一般電磁式時間繼電器的延時在10s以下，多為斷電延時型，其延時整定精度和穩(wěn)定性不是很高，但由于繼電器本身適應能力較強，所以常在一些精度要求不高、工作條件惡劣的場合采用。電磁式時間繼電器主要有JT3系列。電動式時間繼電器的延時精度高，延時可調范圍大(由幾分鐘到十幾小時)，但結構復雜，價格昂貴，如JS11系列時間繼電器?？諝庾枘崾綍r間繼電器的延時大(可以擴大到數分鐘)，但整定精度較差，所以只適用于一般場合，如JS7-A系列。知識鏈接晶體管式時間繼電器也稱為半導體時間繼電器或電子式時間繼電器，具有機械結構簡單、延時范圍寬、整定精度高、消耗功率小、調整方便及壽命長等優(yōu)點，所以發(fā)展迅速，其應用也越來越廣。晶體管式時間繼電器按結構可分為阻容式和數字式兩類；按延時方式可分為通電延時、斷電延時和復式延時、多制式等延時類型，如DHC6多制式單片機控制時間繼電器和JSS17、JSS20、JSZ13等系列大規(guī)模集成電路數字式時間繼電器，JS14S等系列電子式數顯時間繼電器，JSG1等系列固態(tài)時間繼電器等。常用的時間繼電器的型號及意義可通過舉例來說明，如JS23-12／1各標示意義為：“JS”表示繼電器類型為時間繼電器，“23”表示設計序號，前一個“1”表示觸點形式及組合序號為1，后一個“1”表示安裝方式為螺釘安裝式，“2”表示延時范圍為10～180s。在電力拖動控制線路中，空氣阻尼式時間繼電器應用較多，其結構簡單、延時類型調整方便，價格低廉，廣泛應用于電動機控制電路中，但它延時精度較低，只能用于對延時要求不高的場合。下面以使用較廣泛的JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器為例進行介紹。知識鏈接1.空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器，主要由電磁系統(tǒng)、工作觸點、氣室和傳動機構四部分組成。JS7A系列時間繼電器的外形和結構如圖1-41所示。電磁系統(tǒng)由電磁線圈、靜鐵心、銜鐵、反力彈簧和彈簧片組成；工作觸點由兩對瞬時觸點(一對瞬時閉合，一對瞬時分斷)和兩對延時觸點組成；氣室主要由橡皮膜、活塞和殼體組成，橡皮膜和活塞可隨氣室進氣量移動，氣室上的調節(jié)螺釘用來調節(jié)氣室進氣速度的大小以調節(jié)延時時間；傳動機構由杠桿、推桿、推板和塔形彈簧等組成。知識鏈接2.空氣阻尼式時間繼電器的工作原理空氣阻尼式時間繼電器的工作原理有斷電延時型和通電延時型兩種，如圖1-42所示。1—鐵心；2—電磁線圈；3—銜鐵；4—反力彈簧；5—推板；6—活塞桿；7—塔形彈簧；8—弱彈簧；9—橡皮膜；10—螺旋；11—調節(jié)螺釘；12—進氣口；13—活塞；14、16—微動開關；15—杠桿；17—推桿知識鏈接（1）斷電延時原理。如圖1-42(a)所示，當電路通電后，電磁線圈的靜鐵心產生磁場力，使銜鐵克服反力彈簧的彈力被吸合，與銜鐵相連的推板向右運動。推動推桿，壓縮塔形彈簧，使氣室內橡皮膜和活塞緩慢向右移動，通過彈簧片使瞬時觸點動作，同時通過杠桿使延時觸點做好動作準備。線圈斷電后，銜鐵在反力彈簧的作用下被釋放，瞬時觸點復位，杠桿在塔形彈簧作用下，帶動橡皮膜和活塞向左移動。經過一段時間后，推桿和活塞移動到最左端，使延時觸點動作，完成延時過程。（2）通電延時原理。如圖1-42(b)所示，只需將斷電延時時間繼電器的電磁線圈部分旋轉180°安裝，即可改裝成通電延時時間繼電器。其工作原理與斷電延時原理基本相似。知識鏈接3.時間繼電器的符號時間繼電器的符號如圖1-43所示。知識鏈接4.時間繼電器的選用（1）根據系統(tǒng)的延時范圍和精度選擇時間繼電器的類型與系列。在延時精度要求不高的場合，一般可選用價格較低的JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器；而對延時精度要求較高的場合，可選用晶體管式時間繼電器。（2）根據控制線路的要求選擇時間繼電器的延時方式(通電延時或斷電延時)。同時，還必須考慮線路對瞬時動作觸點的要求。（3）根據控制線路電壓選擇時間繼電器吸引線圈的電壓。JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器的技術數據見表1-15。知識鏈接5.安裝與使用（1）時間繼電器應按說明書規(guī)定的方向安裝。無論是通電延時型還是斷電延時型，都必須使繼電器在斷電后，銜鐵釋放時的運動方向垂直向下。（2）時間繼電器的整定值應預先在不通電時整定好，并在試車時校驗。（3）時間繼電器金屬底板上的接地螺釘必須與接地線可靠連接。（4）通電延時型和斷電延時型可在整定時間內自行調換。（5）使用時，應經常清除灰塵及油污，否則延時誤差將增大。知識鏈接（6）常見故障及處理方法。JS7A系列空氣阻尼式時間繼電器的觸點系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)的故障及處理方法見表1-16。知識鏈接四、手動控制Y-△降壓起動控制線路想一想：分析圖1-44所示的降壓起動控制線路，起動時定子繞組做何種連接?正常運轉時又做何種連接?這種起動方法適用于定子繞組做何種連接的電動機?Y-△降壓起動控制線路圖1-44所示的是雙投開啟式負荷開關手動控制Y-△降壓起動控制線路。線路的工作原理如下：起動時，先合上電源開關QS1，然后把開啟式負荷開關QS2扳到“起動”位置，電動機定子繞組便接成Y形降壓起動；當電動機轉速上升并接近額定值時，再將QS2扳到“運行”位置，電動機定子繞組改接成△形全壓正常運行。想一想：電動機起動時接成Y形，加在每相定子繞組上的起動電壓、起動電流和起動轉矩分別是△形接法時的多少倍?知識鏈接五、時間繼電器自動控制Y-△降壓起動控制線路時間繼電器自動控制Y-△降壓起動控制線路如圖1-45所示。該線路由三個接觸器、一個熱繼電器、一個時間繼電器和兩個按鈕組成。接觸器KM做引入電源用，接觸器KMY和KM△分別做Y形降壓起動用和△形運行用，時間繼電器KT用于控制Y形降壓起動時間和完成Y-△自動切換，SB1是起動按鈕，SB2是停止按鈕，FU1做主電路的短路保護，FU2做控制電路的短路保護，FR做過載保護。知識鏈接線路的工作原理如下。降壓起動：先合上電源開關QS。停止時，按下SB2即可實現。知識鏈接該線路中，接觸器KMY得電以后，通過KMY的輔助常開觸點使接觸器KM得電動作，這樣KMY的主觸點是在無負載的條件下進行閉合的，故可延長接觸器KMY主觸點的使用壽命。時間繼電器自動控制Y-△降壓起動控制線路的定型產品有QX3、QX4兩個系列，稱為Y-△自動起動器，它們的主要技術數據見表1-17。知識鏈接QX3-13型Y-△降壓起動器控制線路如圖1-46所示。這種起動器主要由三個接觸器（KM、KMY、KM△）、一個熱繼電器（FR）、一個通電延時型時間繼電器（KT）和兩個按鈕組成。想一想：圖1-46中各電器的作用是什么?你能敘述線路的工作原理嗎?知識鏈接（1）分析電動機Y-△降壓起動控制線路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師指導下，根據三相籠型異步電動機的技術數據及Y-△降壓起動控制線路的電路圖，選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-18和表1-19中。任務實施（3）安裝與檢修訓練。根據三相籠型異步電動機Y112M-4的技術數據（4kW、380V、8.8A、△接法、1440r/min）和圖1-41所示電路圖，選配工具、儀表和器材，編寫安裝和檢修步驟，經指導教師審閱合格后，進行訓練。安裝注意事項如下。①用Y△降壓起動控制的電動機，必須有6個出線端子，且定子繞組在△形接法時的額定電壓等于三相電源的線電壓。②接線時，要保證電動機△形接法的正確性，即接觸器主觸點閉合時，應保證定子繞組的U1與W2、V1與U2、W1與V2相連接。③接觸器KMY進線必須從三相定子繞組的末端引入，若誤將其首端引入，則在KMY吸合時會產生三相電源短路事故。任務實施④控制板外部配線必須按要求一律裝在導線通道內，使導線有適當的機械保護，以防止液體、鐵屑和灰塵進入。在訓練時，可適當降低要求，但必須以能確保安全為前提，如采用多芯橡皮線或塑料護套軟線等。⑤通電校驗前，要再檢查熔體規(guī)格及時間繼電器、熱繼電器的各整定值是否符合要求。⑥通電校驗時，必須有指導教師在現場監(jiān)護，學生應根據電路的控制要求獨立進行校驗，若出現故障也應自行排除。⑦安裝訓練應在規(guī)定的定額時間內完成，同時做到安全操作和文明生產。任務實施Y-△降壓起動控制線路任務測評標準見表1-20。能力測評按照電氣安裝規(guī)范，依據自動控制Y-△降壓起動控制線路原理圖正確完成線路的安裝、接線和調試。鞏固與練習任務六PARTSIX電動機能耗制動的電氣控制（1）學會繪制、識讀電動機能耗制動控制線路圖、接線圖和布置圖。（2）學會分析電動機能耗制動控制線路的組成和工作流程。（3）學會正確安裝和檢修電動機能耗制動控制線路。任務目標（1）繪制電動機能耗制動控制電路圖并分析其線路。（2）根據電動機能耗制動控制電路圖填寫元件明細表。（3）按元件明細表將所需器材配齊并檢驗元件質量。（4）在控制板上按位置布置圖安裝所有電氣元件。（5）進行板前明線布線。（6）自檢控制板布線的正確性及美觀性。（7）進行控制板外部布線。（8）經指導教師初檢后，通電檢驗并調試。任務清單分析想一想：電動機在脫離電源后，若不采取任何制動措施，能否立即停轉?為什么?電動機斷開電源以后，由于慣性作用不會馬上停止轉動，而是需要轉動一段時間才會完全停下來。這種情況對于某些生產機械是不適宜的，如起重機的吊鉤需要準確定位、萬能銑床要求立即停轉等。滿足生產機械的這種要求就需要對電動機進行制動。任務提出所謂制動，就是給電動機一個與轉動方向相反的轉矩使它迅速停轉(或限制其轉速)。制動的方法一般有兩類：機械制動和電力制動。利用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉的方法稱為機械制動。機械制動常用的方法有電磁抱閘制動器制動和電磁離合器制動。使電動機在切斷電源停轉的過程中，產生一個和電動機實際旋轉方向相反的電磁力矩(制動力矩)，迫使電動機迅速制動停轉的方法稱為電力制動。電力制動常用的方法有反接制動、能耗制動、電容制動和再生發(fā)電制動等。機械制動一般用在一些對制動要求不是很高的場合，而對于電動機電氣制動控制，除了反接制動外，常用的是能耗制動。知識鏈接1.能耗制動原理想一想：分析圖1-47所示能耗制動原理圖，能耗制動是如何讓電動機迅速停轉的?知識鏈接在圖1-47所示電路中，斷開電源開關QS1，切斷電動機的交流電源后，轉子仍沿原方向慣性運轉；隨后立即閉合開關QS2，并將QS1閉合，電動機V、W兩相定子繞組通入直流電，使定子中產生一個恒定的靜止磁場，這樣做慣性運轉的轉子因切割磁力線而在轉子繞組中產生感應電流，其方向可用右手定則判斷，如圖1-47(b)所示。轉子繞組中一旦產生了感應電流，又立即受到靜止磁場的作用，產生電磁轉矩，用左手定則判斷可知，此轉矩的方向正好與電動機的轉向相反，使電動機受制動而迅速停轉?？梢姡芎闹苿邮钱旊妱訖C切斷交流電源后，立即在定子繞組的任意兩相中通入直流電，迫使電動機迅速停轉的方法。由于這種制動方法是通過在定子繞組中通入直流電，以消耗轉子慣性運轉的動能來進行制動的，所以稱為能耗制動，又稱動能制動。知識鏈接2.單向起動能耗制動自動控制線路1）無變壓器單相半波整流單向起動能耗制動自動控制線路圖1-48所示線路采用單相半波整流器作為直流電源，所用附加設備較少，線路簡單，成本低，常用于10kW以下小容量電動機，且對制動要求不高的場合。線路的工作原理如下：先閉合電源開關QF。知識鏈接單向起動運轉：能耗制動停轉：知識鏈接想一想：在圖1-48所示電路中，KT瞬時閉合常開觸點的作用是什么？圖1-48所示電路中KT瞬時閉合常開觸點的作用是：當KT出現線圈斷線或機械卡住等故障時，按下SB2后能使電動機制動后脫離直流電源。知識鏈接2）有變壓器單相橋式整流單向起動能耗制動自動控制線路對于10kW以上容量的電動機，多采用有變壓器單相橋式整流能耗制動自動控制線路，如圖1-49所示。其中,直流電源由單相橋式整流器VC供給，TC是整流變壓器，電阻R用來調節(jié)直流電流，從而調節(jié)制動強度。整流變壓器一次側與整流器的直流側同時進行切換，有利于提高觸點的使用壽命。想一想：比較圖1-49和圖1-48，兩種線路有哪些異同？知識鏈接能耗制動的優(yōu)點是制動準確、平穩(wěn)，且能量消耗較??；缺點是需要附加直流電源裝置，設備費用較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。因此，能耗制動一般用于要求制動準確、平穩(wěn)的場合，如磨床、立式銑床等的控制線路中。能耗制動所需的直流電源一般用以下方法進行估算(以常用的單相橋式整流電路為例)。（1）測量電動機三根進線中任意兩根之間的電阻R(Ω)。（2）測量電動機的進線空載電流I0(A)。（3）能耗制動所需的直流電流為Id(A)=KI0，所需的直流電壓為Ud(V)=IdR。其中K是系數，一般取3.5~4。若考慮到電動機定子繞組的發(fā)熱情況，并使電動機達到比較滿意的制動效果，對轉速高、慣性大的傳動裝置可取其上限。知識鏈接（1）分析電動機能耗制動控制線路的工作過程，列出電路中的低壓器件。（2）選用工具、儀表及器材。在教師的指導下，根據三相籠型異步電動機的技術數據及能耗制動控制線路的電路圖選用工具、儀表及器材，并分別填入表1-21和表1-22中。任務實施（3）編寫安裝步驟及工藝要求并進行安裝。（4）檢修訓練。根據以下故障現象，同學之間相互設置故障點、查找故障點，并正確排除故障，把結果填入表1-23。教師巡視指導并做好現場監(jiān)護。任務實施能耗制動的電氣控制任務測評標準見表1-24。能力測評試設計一臺電動機的正反轉能耗制動控制電路圖。1.常用的電氣控制系統(tǒng)圖有哪三種？2.何為電氣原理圖？繪制電氣原理圖的原則是什么？3.何為電器布置圖？電氣元件的布置應注意哪幾方面？4.何為電氣接線圖？電氣接線圖的繪制原則是什么?5.電氣控制電路的基本控制規(guī)律主要有哪些？6.電動機點動控制與連續(xù)運轉控制的關鍵控制環(huán)節(jié)是什么?其主電路有何區(qū)別？(從電動機保護環(huán)節(jié)設置上分析。)7.何為電動機的欠電壓與失電壓保護?接觸器與按鈕控制電路是如何實現欠電壓與失電壓保護的?8.何為互鎖控制？實現電動機正反轉互鎖控制的方法有哪兩種？兩者有何不同?9.試畫出用按鈕選擇控制電動機既可點動又可連續(xù)運轉的控制電路。思考與習題10.分析圖1-50所示兩種順序聯(lián)鎖控制電路的工作原理，試總結其控制規(guī)律。思考與習題11.試畫出兩臺電動機M1、M2起動時，M2先起動，M1后起動，停止時M1先停止，M2后停止的電氣控制電路。12.電動機正反轉控制電路中，最關鍵的控制環(huán)節(jié)在哪里？13.電動機正反轉電路中，要實現由正轉直接變反轉，反轉直接變正轉，其控制要點在何處？14.電動機“正—反—?！笨刂凭€路中，復合按鈕已經起到了互鎖作用，為什么還要用接觸器的常閉觸點進行聯(lián)鎖？15.試找出圖1-51中各控制電路的錯誤。這些錯誤會出現何現象？應如何改正？思考與習題16.電動機常用的保護環(huán)節(jié)有哪些？通常各由哪些電器來實現其保護？17.電動機短路保護、過電流保護、過載保護各有何相同與不同？18.為何已采用熱繼電器做過載保護后，還必須設置短路保護？19.對于三相籠型異步電動機為何不采用過電流保護而采用短路保護？20.設計一個三相異步電動機兩地起動的主電路和控制電路，并具有短路、過載保護。21.設計一個三相異步電動機正—反—停的主電路和控制電路，并具有短路、過載保護。22.設計兩臺三相異步電動機M1、M2的主電路和控制電路，要求M1、M2可分別起動和停止，也可實現同時起動和停止，并具有短路、過載保護。23.一臺三相異步電動機的運行要求為：按下起動按鈕，電動機正轉，5s后，電動機自行反轉，再過10s，電動機停止，并具有短路、過載保護，設計主電路和控制電路。思考與習題24.某機床有兩臺三相異步電動機，要求第一臺電動機起動運行5s后，第二臺電動機自行起動，第二臺電動機運行10s后，兩臺電動機停止。兩臺電動機都具有短路、過載保護，設計主電路和控制電路。25.一臺小車由一臺三相異步電動機拖動，動作順序如下。（1）小車由原位開始前進，到終點后自動停止。（2）在終點停留20s后自動返回原位并停止。要求在前進或后退途中任意位置都能停止或起動，并具有短路、過載保護，設計主電路和控制電路。思考與習題謝謝聆聽2020項目二

電動機的PLC控制項目分析工業(yè)生產中的動力大部分來自電動機，而繼電器控制系統(tǒng)是控制電動機的一種常用方法，但繼電器控制系統(tǒng)接線復雜（見圖2-1），可靠性低，通用性和靈活性差，會嚴重影響生產?？删幊炭刂破鳎≒LC）是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機，修改控制程序即可實現不同的生產加工工藝，而且PLC完全克服了繼電器控制系統(tǒng)的許多缺點。本項目圍繞用PLC控制電動機的運行展開，通過PLC對電動機的基本控制應用來掌握三菱PLC常用基本指令的編程步驟和技巧。圖2-1復雜的繼電器邏輯電路配線（1）正確認識三菱FX系列PLC。（2）能安裝、使用FX系列的GX編程軟件。（3）能識讀PLC控制電動機的運行線路圖。項目學習目標（4）能將繼電器式電動機基本控制電路改造為PLC編程控制電動機。（5）能安裝PLC控制線路、設計PLC程序并調試運行。（6）掌握PLC程序設計的步驟和技巧。項目評定任務一1目錄任務二23任務三任務四任務五任務六任務七4567任務一PARTONE三菱FX系列PLC的認識（1）了解PLC的產生、類型，認識三菱FX2N-48MRPLC。（2）了解常用PLC的定義、發(fā)展、應用及特點。（3）了解PLC軟件、硬件系統(tǒng)的組成。（4）能安裝并正確使用GXDeveloper編程軟件，驗證PLC與計算機之間的通信連接。任務目標（1）觀察PLC的外形，認知常用的PLC。（2）掌握PLC的工作原理。（3）識別三菱FX系列PLC的外部端子，明確使用方法。（4）了解常用PLC的基本原理。（5）安裝、學習使用GXDeveloper編程軟件的正確使用方法，驗證PLC與計算機之間的通信連接。任務清單分析

可編程控制器（PLC）與機器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產自動化的三大支柱。經過多年的發(fā)展，PLC已應用于各行各業(yè)，功能越來越完善。PLC從當初的邏輯運算、定時和計數等簡單功能，逐步增加了算術運算、數據處理和傳送、通信聯(lián)網、故障診斷等功能，三菱、松下、西門子、歐姆龍、臺達等各生產廠家都相繼推出了多種特殊功能模塊——位置控制、伺服定位、PID控制、A/D轉換、D/A轉換等，進一步拓展了PLC的功能。

本任務以三菱FX系列PLC為例，學習和認知PLC及GXDeveloper編程軟件的使用。任務提出一、PLC的基本認識（一）PLC的定義

可編程控制器（programmablelogiccontroller，PLC）是一種工業(yè)控制裝置，是在電氣控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。

1987年，國際電工委員會（IEC）對可編程控制器的定義為：“可編程控制器是一種數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儲器，用來在其內部存儲和執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外圍設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。知識鏈接（二）PLC的產生

PLC的產生源于繼電器邏輯電路的配線復雜。1968年，美國通用汽車公司（GM）為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝的不斷變化，實現小批量、多品種生產，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。1968年，GM公司提出10項設計標準。（1）編程簡單，可在現場修改程序。（2）維護方便，采用插件式結構。（3）可靠性高于繼電器控制柜。（4）體積小于繼電器控制柜。（5）成本可與繼電器控制柜競爭。（6）可將數據直接送入計算機。知識鏈接（7）可直接使用115V交流輸入電壓。（8）輸出采用115V交流電壓，能直接驅動電磁閥、交流接觸器等。（9）通用性強，擴展方便。（10）能存儲程序，存儲器容量可以擴展到4KB。1969年，美國數字設備公司研制出第一臺PLC，并應用于工業(yè)現場。知識鏈接（三）PLC的特點（1）無觸點、免配線，可靠性高，抗干擾能力強。（2）通用性強，控制程序可變，使用方便。（3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強。（4）編程簡單，容易掌握。（5）系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少。（6）維修工作量小，維護方便。（7）體積小，能耗低。（四）PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類。1.開關量邏輯控制PLC取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線，如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。知識鏈接2.工業(yè)過程控制在工業(yè)生產過程中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（模擬量），PLC采用相應的A/D和D/A轉換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中應用較多的一種調節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有著非常廣泛的應用。3.運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。一般使用專用的運動控制模塊，如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4.數據處理PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。數據處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5.通信及聯(lián)網PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設備間的通信。隨著工廠自動化網絡的發(fā)展，現在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。在現代自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。目前，世界上有200多廠家生產300多種PLC產品，應用在食品工業(yè)、制造業(yè)、娛樂業(yè)、健康和醫(yī)療等行業(yè)，如圖2-2所示。圖2-2PLC的應用領域（五）PLC的發(fā)展1.高性能、高速度、大容量發(fā)展（1）為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更快的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/千步左右。PLC的掃描速度已成為一個很重要的性能指標。（2）在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的公司已使用磁盤存儲器或硬盤。2.向小型化和大型化兩個方向發(fā)展（1）小型PLC。由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，使配置更加靈活。為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經濟的超小型、微型PLC，最小配置的I/O點數為8~16點，以適應單機及小型自動控制的需要。（2）大型PLC。大型化是指大中型PLC向大容量、智能化和網絡化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制?，F已有I/O點數達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強大。3.大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網與通信能力為滿足各種控制系統(tǒng)的要求，不斷開發(fā)出許多智能模塊，如高速計數模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。PLC的聯(lián)網與通信有兩類：PLC之間的聯(lián)網通信，各PLC生產廠家都有自己的專有聯(lián)網手段；PLC與計算機之間的聯(lián)網通信。為了加強聯(lián)網與通信能力，PLC生產廠家也在協(xié)商制定通用的通信標準，以構成更大的網絡系統(tǒng)。4.增強外部故障的檢測與處理能力據統(tǒng)計資料表明，在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU故障占5%，I/O接口故障占15%，輸入設備故障占45%，輸出設備故障占30%，線路故障占5%。前兩項故障屬于PLC的內部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的可靠性。5.編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能不斷提高。PLC的編程語言有指令表（IL）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結構化文本（ST）等。（1）指令表。指令表類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言通俗易懂，在各種編程語言中應用最早。部分梯形圖及其他語言無法表示的程序，必須用指令表才能編程。（2）梯形圖。梯形圖沿用了繼電器的觸點、線圈、連線等圖形與符號，是編程語言中應用最廣泛的一種。（3）順序功能圖。順序功能圖是一種新穎的、按照工藝流程圖進行編程的圖形編程語言，是一種IEC標準推薦的首選編程語言，近年來開始逐步普及與推廣。（4）功能塊圖。功能塊圖在三菱PLC中應用較少，在西門子PLC中應用最多。（5）結構化文本。在一些大型、復雜的控制系統(tǒng)中，需要將開關量控制、模擬量控制、數值計算、通信等功能合為一體，此時PLC需要通過計算機中常用的Basic、Pascal、C等語言進行結構化編程才能完成設計。（六）PLC的類型1.按I/O點數分（1）小型PLC。I/O點數為256點以下的PLC為小型PLC（其中I/O點數小于64點的為超小型或微型PLC）。（2）中型PLC。I/O點數為256點以上、2048點以下的PLC為中型PLC。（