《電氣控制元件及輔助》課件

《電氣控制元件及輔助》PPT課件本課件旨在全面介紹電氣控制元件及其輔助設(shè)備，為學(xué)習(xí)者提供系統(tǒng)、深入的學(xué)習(xí)資源。內(nèi)容涵蓋電氣控制元件的分類、原理、應(yīng)用、維護(hù)以及未來發(fā)展趨勢，結(jié)合實(shí)際案例分析，提升學(xué)習(xí)者的實(shí)踐應(yīng)用能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，期望學(xué)習(xí)者能夠掌握電氣控制系統(tǒng)的基本知識和技能，為未來的工作和研究奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程簡介：電氣控制的重要性1工業(yè)自動化核心電氣控制是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化的核心技術(shù)之一。它通過控制電氣設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、高效化和智能化。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電氣控制技術(shù)無處不在，是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。2保障設(shè)備安全運(yùn)行電氣控制系統(tǒng)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，防止設(shè)備過載、短路等故障的發(fā)生。通過合理的設(shè)計(jì)和配置電氣控制元件，可以有效地保障設(shè)備的安全運(yùn)行，延長設(shè)備的使用壽命，減少安全事故的發(fā)生。3優(yōu)化能源利用先進(jìn)的電氣控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對能源的優(yōu)化利用。通過精確控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，減少能源的浪費(fèi)，降低能源消耗。這不僅可以降低企業(yè)的運(yùn)營成本，還可以為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。電氣控制系統(tǒng)的組成部分主電路主電路是電氣控制系統(tǒng)中直接提供電力給負(fù)載的電路。它主要由電源、開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器和負(fù)載組成。主電路的性能直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行效果和安全性。控制電路控制電路是電氣控制系統(tǒng)中用于控制主電路的電路。它主要由控制元件、信號采集元件和執(zhí)行元件組成?？刂齐娐返脑O(shè)計(jì)是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心。輔助電路輔助電路是電氣控制系統(tǒng)中為控制電路和主電路提供輔助功能的電路。它主要包括電源電路、指示電路和報(bào)警電路。輔助電路的作用是提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。電氣控制元件的分類主令電器用于發(fā)出控制指令的電器，如按鈕、開關(guān)、選擇開關(guān)等。控制電器用于控制電路的電器，如接觸器、繼電器、時(shí)間繼電器等。保護(hù)電器用于保護(hù)電路和設(shè)備的電器，如熔斷器、斷路器、熱繼電器等。執(zhí)行電器用于執(zhí)行控制指令的電器，如電動機(jī)、電磁閥等。常用低壓電器概述接觸器用于頻繁接通和斷開電路，控制較大電流的電器。繼電器用于控制電路的電器，通過小電流控制大電流。斷路器用于切斷和接通電路，并具有過載、短路保護(hù)功能的電器。接觸器的原理與結(jié)構(gòu)工作原理當(dāng)接觸器的電磁線圈通電時(shí)，電磁鐵芯產(chǎn)生吸力，將銜鐵吸合，帶動觸頭動作，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，電磁鐵芯失去吸力，銜鐵在彈簧的作用下復(fù)位，觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。主要結(jié)構(gòu)接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成。電磁機(jī)構(gòu)包括電磁線圈和鐵芯，觸頭系統(tǒng)包括主觸頭和輔助觸頭，滅弧裝置用于減少觸頭在斷開電路時(shí)產(chǎn)生的電弧。接觸器的型號與規(guī)格型號額定電壓(V)額定電流(A)觸頭數(shù)量CJX2-0938093NOCJX2-12380123NOCJX2-18380183NO接觸器的型號和規(guī)格是選擇接觸器的重要依據(jù)。不同的型號和規(guī)格適用于不同的電路和負(fù)載。在選擇接觸器時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。接觸器的選用原則電壓等級接觸器的額定電壓應(yīng)與電路的電壓等級相匹配。電流容量接觸器的額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定電流。負(fù)載類型根據(jù)負(fù)載的類型選擇合適的接觸器，如交流接觸器、直流接觸器等。接觸器的維護(hù)與檢修1定期檢查定期檢查接觸器的觸頭、線圈和連接件，確保其完好無損。2清潔保養(yǎng)定期清潔接觸器的表面，去除灰塵和污垢，保持其良好的散熱性能。3更換部件對于損壞的部件，如觸頭、線圈等，應(yīng)及時(shí)更換，以保證接觸器的正常運(yùn)行。繼電器的原理與結(jié)構(gòu)工作原理當(dāng)繼電器的輸入端（線圈）加入一定的電壓或電流時(shí)，繼電器內(nèi)部的電磁鐵芯產(chǎn)生吸力，將銜鐵吸合，帶動觸頭動作，使常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開。當(dāng)輸入端失去電壓或電流時(shí)，電磁鐵芯失去吸力，銜鐵在彈簧的作用下復(fù)位，觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。主要結(jié)構(gòu)繼電器主要由線圈、鐵芯、銜鐵和觸頭組成。線圈是繼電器的輸入部分，鐵芯和銜鐵是繼電器的磁路部分，觸頭是繼電器的輸出部分。繼電器的分類與應(yīng)用按工作原理分類電磁繼電器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器等。按觸點(diǎn)形式分類常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)等。應(yīng)用領(lǐng)域自動化控制、通信設(shè)備、家用電器等。時(shí)間繼電器的原理與應(yīng)用工作原理時(shí)間繼電器是一種具有延時(shí)功能的繼電器。當(dāng)輸入信號消失后，觸點(diǎn)不會立即動作，而是經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后才動作。常用類型氣囊式時(shí)間繼電器、電子式時(shí)間繼電器等。應(yīng)用領(lǐng)域星三角啟動、延時(shí)控制等。熱繼電器的原理與作用工作原理熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器。當(dāng)電路中的電流超過額定值時(shí)，熱元件發(fā)熱，使雙金屬片彎曲，推動觸點(diǎn)動作，斷開電路。作用熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)。當(dāng)電動機(jī)因過載而電流增大時(shí)，熱繼電器能夠及時(shí)斷開電路，保護(hù)電動機(jī)免受損壞。熱繼電器的整定與維護(hù)1整定根據(jù)電動機(jī)的額定電流和負(fù)載情況，調(diào)整熱繼電器的整定電流，使其能夠有效地保護(hù)電動機(jī)。2維護(hù)定期檢查熱繼電器的熱元件和觸點(diǎn)，確保其完好無損。對于損壞的部件，應(yīng)及時(shí)更換。按鈕開關(guān)的種類與應(yīng)用種類常開按鈕、常閉按鈕、復(fù)合按鈕、急停按鈕等。應(yīng)用用于手動控制電路的通斷，如啟動、停止、復(fù)位等。指示燈的類型與選擇類型白熾燈、LED燈、氖燈等。顏色紅、綠、黃、藍(lán)等，不同顏色代表不同的狀態(tài)。選擇根據(jù)電壓等級、亮度要求和使用環(huán)境選擇合適的指示燈。行程開關(guān)的原理與應(yīng)用工作原理當(dāng)運(yùn)動部件到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，碰觸行程開關(guān)的觸頭，使觸頭動作，改變電路的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動部件的控制。應(yīng)用用于控制機(jī)械設(shè)備的行程和位置，如電梯、起重機(jī)等。接近開關(guān)的類型與特點(diǎn)類型電感式接近開關(guān)、電容式接近開關(guān)、霍爾式接近開關(guān)等。特點(diǎn)非接觸式檢測、高可靠性、長壽命、抗干擾能力強(qiáng)等。轉(zhuǎn)換開關(guān)的類型與應(yīng)用類型單刀雙擲開關(guān)、雙刀雙擲開關(guān)、多刀多擲開關(guān)等。應(yīng)用用于切換電路的不同工作狀態(tài)，如電源切換、信號切換等。熔斷器的原理與作用工作原理當(dāng)電路中的電流超過熔斷器的額定電流時(shí)，熔體熔斷，斷開電路，保護(hù)電路和設(shè)備。作用主要用于短路保護(hù)和過載保護(hù)，防止因電流過大而損壞電路和設(shè)備。熔斷器的類型與選擇類型快速熔斷器、慢速熔斷器、自恢復(fù)熔斷器等。選擇根據(jù)電路的電壓等級、電流大小和保護(hù)要求選擇合適的熔斷器。斷路器的原理與應(yīng)用工作原理當(dāng)電路發(fā)生過載或短路時(shí)，斷路器能夠自動斷開電路，保護(hù)電路和設(shè)備。應(yīng)用用于配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的保護(hù)，具有過載保護(hù)、短路保護(hù)和欠壓保護(hù)等功能。漏電保護(hù)器的原理與應(yīng)用工作原理當(dāng)電路發(fā)生漏電時(shí)，漏電保護(hù)器能夠檢測到漏電電流，并迅速斷開電路，防止觸電事故的發(fā)生。應(yīng)用用于保護(hù)人身安全，防止觸電事故的發(fā)生。廣泛應(yīng)用于家庭、工廠、建筑工地等場所。低壓電抗器的原理與應(yīng)用工作原理通過線圈的感抗來限制電路中的電流，起到限流和濾波的作用。應(yīng)用用于限制短路電流、抑制諧波、改善電能質(zhì)量等。變頻器的基本概念定義變頻器是一種用于改變交流電機(jī)供電頻率，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的電力控制設(shè)備。作用實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速、節(jié)能和軟啟動等功能。變頻器的原理與結(jié)構(gòu)工作原理通過整流、濾波、逆變等環(huán)節(jié)，將工頻交流電轉(zhuǎn)換為可調(diào)頻率的交流電，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。主要結(jié)構(gòu)主要由整流單元、濾波單元、逆變單元、控制單元和保護(hù)單元組成。變頻器的常用參數(shù)設(shè)置頻率設(shè)置電機(jī)的運(yùn)行頻率，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩設(shè)置電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，滿足不同的負(fù)載需求。加減速時(shí)間設(shè)置電機(jī)的加速和減速時(shí)間，保證電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。PLC控制器的概述定義PLC（可編程邏輯控制器）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。作用用于自動化控制，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、過程控制等功能。PLC的硬件組成中央處理單元(CPU)負(fù)責(zé)執(zhí)行程序、處理數(shù)據(jù)和控制整個PLC系統(tǒng)。存儲器用于存儲程序、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)參數(shù)。輸入/輸出(I/O)模塊用于連接外部設(shè)備，采集輸入信號和輸出控制信號。電源為PLC系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。PLC的編程語言梯形圖(LAD)類似于繼電器電路圖，易于理解和學(xué)習(xí)。指令表(IL)基于匯編語言，靈活性高，但學(xué)習(xí)難度較大。功能塊圖(FBD)基于圖形化編程，適用于復(fù)雜的控制系統(tǒng)。順序功能圖(SFC)用于描述順序控制過程，易于理解和維護(hù)。PLC的常用指令邏輯指令與、或、非等邏輯運(yùn)算指令。定時(shí)器指令延時(shí)控制、定時(shí)控制等指令。計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)控制、循環(huán)控制等指令。PLC的應(yīng)用案例分析案例一：自動化生產(chǎn)線控制利用PLC實(shí)現(xiàn)對自動化生產(chǎn)線的邏輯控制、順序控制和過程控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。案例二：恒壓供水系統(tǒng)控制利用PLC實(shí)現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，保證供水壓力穩(wěn)定。電氣控制圖的識讀電氣原理圖用圖形符號表示電氣控制系統(tǒng)的組成和工作原理。電氣接線圖表示電氣控制系統(tǒng)中各元件的連接方式和接線位置。電氣原理圖的繪制規(guī)范圖形符號使用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號。線路走向線路走向清晰、簡潔，避免交叉和重疊。標(biāo)注標(biāo)注元件的型號、規(guī)格和參數(shù)。電氣接線圖的識讀端子排識別端子排的位置和編號。導(dǎo)線識別導(dǎo)線的顏色和連接方式。元件識別元件的型號和位置。電氣安裝圖的繪制規(guī)范元件布置元件布置合理、緊湊，便于安裝和維護(hù)。導(dǎo)線走向?qū)Ь€走向整齊、美觀，避免交叉和纏繞。電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟需求分析明確控制系統(tǒng)的功能和性能要求。方案設(shè)計(jì)選擇合適的控制方案和元件。圖紙繪制繪制電氣原理圖、接線圖和安裝圖。系統(tǒng)調(diào)試調(diào)試控制系統(tǒng)，確保其正常運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)故障分析電源故障電源電壓過低、缺相、斷路等。元件故障接觸器、繼電器、斷路器等元件損壞。線路故障導(dǎo)線斷路、短路、接地等。電氣控制系統(tǒng)故障排除方法測量使用萬用表等工具測量電壓、電流和電阻。觀察觀察元件的外觀和工作狀態(tài)。更換更換損壞的元件。電動機(jī)的啟動控制直接啟動適用于小功率電動機(jī)。降壓啟動適用于大功率電動機(jī)，減少啟動電流。軟啟動采用軟啟動器控制電動機(jī)的啟動過程，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動。電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制控制原理通過改變電動機(jī)定子繞組的相序，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制?？刂齐娐凡捎脙蓚€接觸器控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并設(shè)置互鎖保護(hù)，防止同時(shí)啟動。電動機(jī)的星三角啟動控制控制原理電動機(jī)啟動時(shí)，定子繞組連接成星形，降低啟動電壓和電流。啟動完成后，切換為三角形連接，使電動機(jī)正常運(yùn)行。應(yīng)用適用于大功率電動機(jī)的降壓啟動，減少對電網(wǎng)的沖擊。電動機(jī)的多地控制控制方式在多個地點(diǎn)設(shè)置控制按鈕，實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)控制?？刂齐娐凡捎枚鄠€并聯(lián)的啟動按鈕和串聯(lián)的停止按鈕，實(shí)現(xiàn)多地控制功能。電動機(jī)的保護(hù)控制過載保護(hù)采用熱繼電器或過載繼電器，防止電動機(jī)因過載而損壞。短路保護(hù)采用熔斷器或斷路器，防止電動機(jī)因短路而損壞。欠壓保護(hù)采用欠壓繼電器，防止電動機(jī)在電壓過低時(shí)啟動或運(yùn)行。電氣控制元件在工業(yè)中的應(yīng)用自動化生產(chǎn)線用于控制生產(chǎn)線的各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。機(jī)床設(shè)備用于控制機(jī)床的運(yùn)行和加工過程。起重設(shè)備用于控制起重機(jī)的升降、行走和旋轉(zhuǎn)等動作。電氣控制元件在自動化生產(chǎn)線中的應(yīng)用物料輸送控制輸送帶的啟停和速度。機(jī)械加工控制機(jī)床的刀具運(yùn)動和工件夾緊。產(chǎn)品檢測控制檢測設(shè)備的運(yùn)行和數(shù)據(jù)采集。電氣控制元件在智能樓宇中的應(yīng)用照明控制控制樓宇的照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和智能化管理?？照{(diào)控制控制樓宇的空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)舒適和節(jié)能運(yùn)行。安防控制控制樓宇的安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全和智能化管理。電氣控制元件在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用鐵路信號控制鐵路信號燈和道岔，保證列車安全運(yùn)行。城市軌道交通控制地鐵和輕軌的運(yùn)行和安全系統(tǒng)。智能交通控制交通信號燈和監(jiān)控系統(tǒng)，提高交通效率和安全性。電氣控制元件的未來發(fā)展趨勢智能化電氣控制元件將更加智能化，具有自診斷、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)功能。網(wǎng)絡(luò)化電氣控制元件將更加網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。集成化電氣控制元件將更加集成化，減少體積和成本。新型電氣控制元件的介紹智能傳感器具有數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸功能的傳感器。固態(tài)繼電器采用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能的繼電器。智能斷路器具有遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測功能的斷路器。電氣控制技術(shù)的創(chuàng)新人工智能將人工智能技術(shù)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化控制。物聯(lián)網(wǎng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。云計(jì)算將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲和分析。電氣控制領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與機(jī)遇挑戰(zhàn)技術(shù)更新?lián)Q代快、人才需求高、安全要求嚴(yán)等。機(jī)遇工業(yè)自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展帶來廣闊的應(yīng)用前景。電氣安全的重要性人身安全防止觸電事故的發(fā)生，保護(hù)人身安全。設(shè)備安全防止電氣設(shè)備因過載、短路等故障而損壞。系統(tǒng)安全保證電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免安全事故的發(fā)生。電氣安全操作規(guī)程斷電在進(jìn)行電氣設(shè)備維修前，必須先斷開電源。接地電氣設(shè)備必須可靠接地，防止靜電積累。防護(hù)操作人員必須佩戴絕緣手套、絕緣鞋等防護(hù)用品。電氣設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)定期檢查定期檢查電氣設(shè)備的絕緣、接地和連接情況。清潔保養(yǎng)定期清潔電氣設(shè)備的表面，去除灰塵和污垢。潤滑對電氣設(shè)備的運(yùn)動部件進(jìn)行潤滑，減少磨損。電氣事故的預(yù)防措施安全教育加強(qiáng)電氣安全教育，提高操作人員的安全意識。定期檢查定期檢查電氣設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除安全隱患。規(guī)范操作嚴(yán)格按照電氣安全操作規(guī)