電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)(3版)-電子課件

1、教師： 楊 偉 鈞,電器與可編程控制器 應(yīng)用技術(shù)（第3版）,總學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)；課程設(shè)計(jì)：一周。 上課學(xué)時(shí)安排： 1、常用低壓電器的基本知識(shí)；（建議8學(xué)時(shí)） 2、基本電氣控制線(xiàn)路的分析和設(shè)計(jì)； （建議10學(xué)時(shí)） 3、三菱F1系列PLC的相關(guān)知識(shí)和應(yīng)用。 （建議22學(xué)時(shí)）,課程安排,電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) 郁漢琪 編著.東南大學(xué)出版社. ,【電子課件參考資料】,第一章 低壓電器,第一節(jié)：低壓電器的基本知識(shí) 第二節(jié): 接觸器 第三節(jié): 繼電器 第四節(jié): 熔斷器 第五節(jié): 低壓開(kāi)關(guān)與低壓斷路器 第六節(jié): 主令電器 第七節(jié): 電子繼電器,了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。 掌握常用低壓電器的

2、工作原理。 掌握常用低壓電器的電工表示符號(hào)。,本章要求：,應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱(chēng)為電力拖動(dòng)。低壓電器是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本組成元件。,本章主要介紹幾種常用低壓電器的用途及電工表示符號(hào)。,主電路：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開(kāi)、控制電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。（電流大） 控制電路：由接觸器線(xiàn)圈、繼電器等電器元件組成。（電流小） 任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電路進(jìn)行控制。,電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成：,第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí),電器定義：一種能控制電路的設(shè)備。 低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。 高

3、壓電器：交流1200V以上、直流1500V及以上。,1. 分類(lèi),1）按操作方式分,手動(dòng)電器：通過(guò)人力操作而動(dòng)作的電器。（如：刀開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)） 自動(dòng)電器：按照信號(hào)或某個(gè)物理量的變化而自動(dòng)動(dòng)作的電器。（如：低壓斷路器、接觸器、繼電器）,2）按控制作用分,執(zhí)行電器: 用來(lái)完成某種動(dòng)作或傳遞功率。（如：電磁鐵） 控制電器：用來(lái)控制電路的通斷。 （如：開(kāi)關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器） 主令電器：用來(lái)控制其它自動(dòng)電器的動(dòng)作，以發(fā)出控制“指令”。（如：按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)） 保護(hù)電器：用來(lái)保護(hù)電源、電路及用電設(shè)備，使它們不致在短路、過(guò)載狀態(tài)下運(yùn)行，免遭損壞。（如：熔斷器、熱繼電器）,3）按用途分,低壓配電電器

4、：刀開(kāi)關(guān)、低壓斷路器、熔斷器等。 低壓控制電器：接觸器、繼電器、啟動(dòng)器、按鈕等。,4）按動(dòng)作原理,電磁式電器： 它是根據(jù)電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。 非電磁式電器： 它是依靠外力（人力或機(jī)械力）或某種非電量的變化而動(dòng)作的電器。例如：行程開(kāi)關(guān)、按鈕、速度繼電器、熱繼電器等。,2. 電磁式低壓電器,低壓電器一般由感測(cè)部分和執(zhí)行部分組成。 在各種低壓電器中，電磁式低壓電器應(yīng)用很多，它們結(jié)構(gòu)相似，原理相同。,電磁式低壓電器基本結(jié)構(gòu),（1）電磁系統(tǒng) 電磁系統(tǒng)是電磁式電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，并帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線(xiàn)圈、靜鐵心（鐵心

5、）、動(dòng)鐵心（銜鐵）等組成，其中動(dòng)鐵心與動(dòng)觸點(diǎn)支架相連。 （2）觸點(diǎn)系統(tǒng) 觸點(diǎn)系統(tǒng)屬于執(zhí)行部件 。它的作用是通過(guò)觸點(diǎn)的開(kāi)、閉來(lái)通、斷電路的 。 （3）滅弧系統(tǒng) 觸點(diǎn)在斷開(kāi)（包括熔體在熔斷時(shí)）的瞬間，會(huì)在觸頭間隙中產(chǎn)生電弧，對(duì)電路和電器有危害，必須使電弧熄滅。,（1）電磁系統(tǒng),電磁鐵的示意圖 電磁鐵的工作原理 電磁線(xiàn)圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使動(dòng)、靜鐵心磁化互相吸引，當(dāng)動(dòng)鐵心被吸引向靜鐵心時(shí)，與動(dòng)鐵心相連的動(dòng)觸點(diǎn)也被拉向靜觸點(diǎn)，令其閉合接通電路。電磁線(xiàn)圈斷電后，磁場(chǎng)消失，動(dòng)鐵心在復(fù)位彈簧作用下，回到原位，并牽動(dòng)動(dòng)、靜觸點(diǎn)，分?jǐn)嚯娐贰?（2）觸點(diǎn)系統(tǒng),觸點(diǎn)接觸形式：點(diǎn)接觸、線(xiàn)接觸、面接觸。 接觸電阻 理想情

6、況下：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。 觸點(diǎn)斷開(kāi)：接觸電阻無(wú)窮大。,觸點(diǎn)分類(lèi)：,按功能可分為：主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)用于接通和分?jǐn)嘀麟娐?；輔助觸點(diǎn)用于接通和分?jǐn)喽坞娐?，還能起互鎖和聯(lián)鎖作用。 按形狀可分為：橋式觸點(diǎn)和指形觸點(diǎn) 。橋式觸點(diǎn)又分為點(diǎn)接觸橋式觸點(diǎn)和面接觸橋式觸點(diǎn)。 按位置可分為：靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)。靜觸點(diǎn)固定不動(dòng)，動(dòng)觸點(diǎn)能由聯(lián)桿帶著移動(dòng) 。 按其初始位置可分為：常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)。常閉觸點(diǎn)（又稱(chēng)動(dòng)斷觸點(diǎn)）常態(tài)時(shí)動(dòng)、靜觸點(diǎn)是相互閉合的。常開(kāi)觸點(diǎn)（又稱(chēng)動(dòng)合觸點(diǎn)）常態(tài)時(shí)動(dòng)、靜觸點(diǎn)是分開(kāi)的。,（3）滅弧系統(tǒng),電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過(guò)渡到斷開(kāi)狀態(tài)的過(guò)程中，會(huì)在觸頭間隙中由電子流產(chǎn)生弧狀的火花，這種

7、由電氣原因造成的火花稱(chēng)為電弧。是氣體自持放電形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。 電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。 電弧的危害： 使電路仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)，延遲了電路的開(kāi)斷。 會(huì)燒損觸點(diǎn)，縮短電器的使用壽命。,滅弧方法（P6）,滅弧柵滅弧 磁吹式滅弧裝置 滅弧罩滅弧,第二節(jié) 接觸器,定義：用來(lái)自動(dòng)地接通或斷開(kāi)大電流電路的電器。 分類(lèi)：按控制電流性質(zhì)不同，通常分為交流接觸器和直流接觸器兩大類(lèi) 。 交流接觸器 特點(diǎn)：交流線(xiàn)圈、有短路環(huán)、采用雙斷口觸頭 直流接觸器 特點(diǎn)：直流線(xiàn)圈、滾動(dòng)指型觸頭,短路環(huán),由于交流電磁鐵的磁通是交變的，線(xiàn)圈磁場(chǎng)對(duì)銜鐵的吸引力也是交變的。當(dāng)交流電流過(guò)

8、零時(shí)，線(xiàn)圈磁通為零，對(duì)銜鐵的吸引力也為零，銜鐵在復(fù)位彈簧作用下將產(chǎn)生釋放趨勢(shì)，這就使動(dòng)、靜鐵心之間的吸引力隨著交流電的變化而變化，從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，加速動(dòng)、靜鐵心接觸面積的磨損，引起結(jié)合不良，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使觸點(diǎn)燒蝕。為了消除這一弊端，在鐵心柱面的一部分，嵌入一只銅環(huán)，名為短路環(huán) 。,交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)：,(a) 外形,(b) 結(jié)構(gòu),交流接觸器的主要部分是：電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置。,圖形符號(hào)及文字符號(hào):,屬于同一器件的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示,用于主電路 流過(guò)的大電流 (需加滅弧裝置),用于控制電路 流過(guò)的小電流 (無(wú)需加滅弧裝置),線(xiàn)圈,輔助 觸點(diǎn),鐵心,銜鐵,主觸點(diǎn),常閉,常開(kāi),

9、彈簧,電源,工作原理,交流接觸器有兩種工作狀態(tài)：得電狀態(tài)（動(dòng)作狀態(tài)）和失電狀態(tài)（釋放狀態(tài)）。接觸器主觸點(diǎn)的動(dòng)觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸點(diǎn)則固定在殼體上。當(dāng)線(xiàn)圈得電后，線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，分?jǐn)嗷蚪油ㄏ嚓P(guān)電路。當(dāng)線(xiàn)圈失電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸點(diǎn)隨之復(fù)位。,簡(jiǎn)單的接觸器控制,A,B,C,M 3,刀開(kāi)關(guān)起隔離作用,自保持,停止 按鈕,起動(dòng) 按鈕,特點(diǎn)：小電流控 制大電流,接觸器主要技術(shù)參數(shù),（1）額定電壓：指主觸頭的額定工作電壓。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V

10、 交流有：36V、127V、220V、380V （2）額定電流：主觸頭的額定工作電流。 （3）機(jī)械壽命（1000萬(wàn)次以上）與 電氣壽命（100萬(wàn)次以上）。 （4）操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù) 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h,型號(hào)、含義,型號(hào)、含義,接觸器的選用,類(lèi)型的選擇：根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)選用直流或交流接觸器。 主觸頭額定電壓的選擇：大于等于主電路工作電壓。 主觸頭額定電流的選擇：大于等于被控電路額定電流。 吸引線(xiàn)圈的額定電壓與頻率：與所控制電路的選用電壓、頻率相一致。,第三節(jié) 繼電器,定義：繼電器是一種根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時(shí)間、速度、溫度、壓力等）的變化自動(dòng)接通

11、和斷開(kāi)控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。 繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同 與接觸器的主要區(qū)別在于：,區(qū)別,接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置， 一 般只能在一定的電壓作用下動(dòng)作。,繼電器：用于控制電路，電流小（繼電器觸頭 容頭量較小，不大于5A ），無(wú)滅弧 裝置，可在各種電量或非電量的作用 下動(dòng)作。,繼電器分類(lèi),按用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器、中間 繼電器。 按原理分：電磁式、感應(yīng)式、熱繼電器等。 按參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器。 按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)繼電器、延時(shí)繼電器。 按輸出形式分：有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器。 常用繼電器,常用繼電器,1、電磁式繼電器 2、時(shí)間繼電器 3

12、、熱繼電器 4、速度繼電器,1、電磁式繼電器,（1）電流繼電器 根據(jù)輸入電流大小而動(dòng)作的繼電器，可用于過(guò)載或過(guò)載保護(hù)。 （2）電壓繼電器 根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作的繼電器，主要作為欠壓、失壓保護(hù)。 （3）中間繼電器 將一個(gè)信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)放大，起到信號(hào)中轉(zhuǎn)作用，通常用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。,中間繼電器外形與符號(hào),中間繼電器觸頭容量小，觸頭數(shù)目多，用于控制線(xiàn)路。10A以下電路中可替代接觸器控制。,(b) 符號(hào),(a) 外形,2、時(shí)間繼電器,定義：從線(xiàn)圈通電或斷電起，其觸頭經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。（文字符號(hào)：KT）。適用

13、于定時(shí)控制 常用的時(shí)間繼電器：電磁式、阻尼式、電子式（晶體管、數(shù)字式）。 延時(shí)方式：通電延時(shí)和斷電延時(shí)。,直流電磁式結(jié)構(gòu)圖,阻尼銅套,銜鐵,工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時(shí)，磁路氣隙大，線(xiàn)圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸頭立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí)，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時(shí)，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。 因此繼電器吸合時(shí)是瞬時(shí)動(dòng)作，而釋放時(shí)是延時(shí)的，故稱(chēng)為斷電延時(shí)。,（1）直流電磁式 時(shí)間繼電器,延時(shí)繼電器的外形與結(jié)構(gòu),（2） 空氣式延時(shí)繼電器,時(shí)間繼電器觸頭類(lèi)型符號(hào),斷 電 式,常閉觸頭 斷電

14、后 延時(shí)閉合,常開(kāi)觸頭 斷電后 延時(shí)斷開(kāi),通 電 式,瞬 時(shí) 動(dòng) 作,延 時(shí) 動(dòng) 作,常閉觸頭,常開(kāi)觸頭,常開(kāi)觸頭 通電后 延時(shí)閉合,常閉觸頭 通電后 延時(shí)斷開(kāi),KT,KT,KT,KT,微動(dòng)開(kāi)關(guān)2,微動(dòng)開(kāi)關(guān)1,線(xiàn)圈通電 銜鐵向下吸合 連桿動(dòng)作 觸頭動(dòng)作,工作原理,(a)通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖,連桿,常閉觸頭 延時(shí)閉合,常開(kāi)觸頭 延時(shí)斷開(kāi),常開(kāi)觸頭,常閉觸頭,空氣式時(shí)間繼電 器的延時(shí)范圍大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s兩種)。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn) 確度較低。,(b)斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖,JS20系列晶體管式型號(hào),3、熱繼電器,長(zhǎng)期過(guò)載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、

15、斷相運(yùn)行均會(huì)引起過(guò)電流。 熱繼電器用途：熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器，在電路中用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)。,熱繼電器的外形與結(jié)構(gòu),(a) 外形,(b) 結(jié)構(gòu),發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使繼電器動(dòng)作。若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被過(guò)量烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，其常閉觸頭斷開(kāi)。,發(fā)熱元件,杠桿,熱繼電器種類(lèi)很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示：主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。,工作原理：,雙金屬片,常閉觸頭,結(jié)構(gòu)原理圖：,熱繼電器的圖形符號(hào),熱元件,串

16、聯(lián)在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,熱繼電器接入電動(dòng)機(jī)定子電路方式,電動(dòng)機(jī)定子繞組星形接法: 帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)的熱繼電器均可接在線(xiàn)電路中。 電動(dòng)機(jī)定子繞組三角形接法: *帶斷相保護(hù)接在線(xiàn)電路中。 *不帶斷相保護(hù)熱繼電器的熱元件必須串接在 電動(dòng)機(jī)每相繞組上。,熱繼電器接入電動(dòng)機(jī)定子電路方式,4、速度繼電器,用途 速度繼電器主要用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。 結(jié)構(gòu)及工作原理 符號(hào),a）外形 b）結(jié)構(gòu)圖,第四節(jié) 熔斷器,用途： 主要用作短路保護(hù)。 結(jié)構(gòu)： 熔斷器主要由熔體（俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲）和安裝熔體的熔管兩部分組成。熔體由易熔金屬材料鉛、錫、鋅、銀、銅及其合金制成，通常做成絲狀或片狀。熔管是裝熔

17、體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔體熔斷時(shí)兼有滅弧作用。 工作原理： 熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體允許通過(guò)一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔體中流過(guò)很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量達(dá)到熔體的熔點(diǎn)時(shí)，熔體熔斷切斷電路，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的。,熔體額定電流 的選擇：,3. 頻繁起動(dòng) 的電機(jī),異步電機(jī)的起動(dòng)電流 Ist=(57) 額定電流,2. 一般電機(jī),常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。,第五節(jié) 低壓開(kāi)關(guān)與低壓斷路器,1、開(kāi)關(guān)電器 低壓開(kāi)關(guān)主要用作隔離、轉(zhuǎn)換以及接通和分?jǐn)嚯娐?。常作為機(jī)床電路的電源開(kāi)關(guān)，或用于

18、局部照明電路的控制及小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)控制等。 分類(lèi)： （1）刀開(kāi)關(guān) （2）組合開(kāi)關(guān) （3）自動(dòng)開(kāi)關(guān) （4）漏電保護(hù)器,（1）刀開(kāi)關(guān),用途 普通刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣泛的手控低壓電器，廣泛用在照明電路和小容量（5.5kW）、不頻繁起動(dòng)的動(dòng)力電路的控制電路中。 結(jié)構(gòu) 符號(hào) 注意事項(xiàng) 刀開(kāi)關(guān)安裝時(shí)，瓷底應(yīng)與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時(shí)手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設(shè)備安全。,（2）組合開(kāi)關(guān),定義 組合開(kāi)關(guān)又稱(chēng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它實(shí)質(zhì)上也是一種特殊刀開(kāi)關(guān)，只不過(guò)一般刀開(kāi)關(guān)的操作手柄是在垂直安裝面的平面內(nèi)向上或向下轉(zhuǎn)動(dòng)，而組合開(kāi)關(guān)的操作手柄則是平行于

19、安裝面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)而已。 組合開(kāi)關(guān)由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸頭裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開(kāi)。可實(shí)現(xiàn)多條線(xiàn)路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。 用途 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)中的彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速斷開(kāi)，利于熄滅電弧。多用在機(jī)床電氣控制線(xiàn)路中，作為電源的引入開(kāi)關(guān)，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開(kāi)關(guān)。也可以用作不頻繁地接通和斷開(kāi)電路、換接電源和負(fù)載以及控制5KW以下的小容量電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和星三角起動(dòng)等。,a、用組合開(kāi)關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)圖,b、組合開(kāi)關(guān)符號(hào)：,組合開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu),a) b) 圖1-9組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖 a）外形圖 b）內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1手柄

20、 2轉(zhuǎn)軸 3彈簧 4凸輪 5絕緣墊板 6動(dòng)觸頭 7靜觸頭 8絕緣方軸 9接線(xiàn)柱,（3）低壓斷路器,用途 它集控制和多種保護(hù)功能于一身，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，還能對(duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、過(guò)載、失壓等故障進(jìn)行保護(hù)。 符號(hào),a、低壓斷路器原理圖(自動(dòng)開(kāi)關(guān)),鎖鉤,主觸頭 手動(dòng)閉合,電磁 脫扣器,銜鐵釋放,低壓斷路器原理圖,連桿裝置,釋放彈簧,b、低壓斷路器工作原理,脫扣器是自動(dòng)開(kāi)關(guān)的主要保護(hù)裝置，包括電磁脫扣器（作短路保護(hù)）、熱脫扣器（作過(guò)載保護(hù)）、欠壓脫扣器（作失壓保護(hù)）以及由電磁和熱脫扣器組合而成的復(fù)式脫扣器等種類(lèi)。電磁脫扣器的線(xiàn)圈串聯(lián)在主電路中，若電路或設(shè)備短路，主電路電流增大，線(xiàn)圈磁

21、場(chǎng)增強(qiáng)，吸動(dòng)銜鐵，使操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸頭，分?jǐn)嘀麟娐范鸬蕉搪繁Ｗo(hù)作用。電磁脫扣器有調(diào)節(jié)螺釘，可以根據(jù)用電設(shè)備容量和使用條件手動(dòng)調(diào)節(jié)脫扣器動(dòng)作電流的大小。 熱脫扣器是一個(gè)雙金屬片熱繼電器。它的發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中。當(dāng)電路過(guò)載時(shí)，過(guò)載電流使發(fā)熱元件溫度升高，雙金屬片受熱彎曲，頂動(dòng)自動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，斷開(kāi)主觸頭，切斷主電路而起過(guò)載保護(hù)作用。,（4）漏電保護(hù)器,用途 它集控制和多種保護(hù)功能于一身，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠?，還能對(duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、過(guò)載、失壓等。 原理圖 工作原理 當(dāng)正常工作時(shí)，不論三相負(fù)載是否平衡，通過(guò)零序電流互感器主電路的三相電流相量之和等于零，故其二次繞組中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)

22、勢(shì)產(chǎn)生，漏電保護(hù)器工作于閉合狀態(tài)。如果發(fā)生漏電或觸電事故，三相電流之和便不再等于零，而等于某一電流值Is。Is會(huì)通過(guò)人體、大地、變壓器中性點(diǎn)形成回路，這樣零序電流互感器二次側(cè)產(chǎn)生與Is對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，加到脫扣器上，當(dāng)Is達(dá)到一定值時(shí)，脫扣器動(dòng)作，推動(dòng)主開(kāi)關(guān)的鎖扣，分?jǐn)嘀麟娐贰?第六節(jié) 主令電器,主令電器是指在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中用來(lái)發(fā)出信號(hào)指令的電器。它的信號(hào)指令將通過(guò)繼電器、接觸器和其它電器的動(dòng)作，接通和分?jǐn)啾豢刂齐娐?，以?shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和其它生產(chǎn)機(jī)械的遠(yuǎn)距離控制。 分類(lèi)： （1）按鈕 （2）行程開(kāi)關(guān) （3）萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),（1）按鈕（手動(dòng)控制電器）,用途 按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。它只能短時(shí)

23、接通或分?jǐn)?A以下的小電流電路，向其它電器發(fā)出指令性的電信號(hào)，控制其它電器動(dòng)作。由于按鈕載流量小，不能直接用于控制主電路的通斷。 結(jié)構(gòu)及工作原理,(b) 結(jié)構(gòu),按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)：,按鈕開(kāi)關(guān)的外形和符號(hào),(a) 外形圖,在按下按鈕帽令其動(dòng)作時(shí)，首先斷開(kāi)常閉觸頭，再通過(guò)一定行程后才接通常開(kāi)觸頭；松開(kāi)按鈕帽時(shí)，復(fù)位彈簧先將常開(kāi)觸頭分?jǐn)啵ㄟ^(guò)一定行程后常閉觸頭才閉合。,注意事項(xiàng)：,選擇使用時(shí)應(yīng)從使用場(chǎng)合、所需觸頭數(shù)及按鈕帽的顏色等因素考慮。一般“綠色”表示起動(dòng)，“紅色”表示停止， “黑色”表示點(diǎn)動(dòng)，“藍(lán)色”表示復(fù)位，“啟動(dòng)”與“停止”交替用黑白、白色或灰色。,（2）行程開(kāi)關(guān),用途 行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)

24、關(guān)或位置開(kāi)關(guān)，它利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞，使其內(nèi)部觸頭動(dòng)作，分?jǐn)嗷蚯袚Q電路，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù) 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)與按鈕類(lèi)似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。,行程開(kāi)關(guān)的外形符號(hào),(b)示意圖,(a)外形圖,(c) 符號(hào)：,（3）萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),用途 具有更多操作位置和觸頭、能夠接多個(gè)電路的一種手動(dòng)控制電器。由于它的檔位多、觸頭多，可控制多個(gè)電路，能適應(yīng)復(fù)雜線(xiàn)路的要求。 結(jié)構(gòu) 符號(hào),萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的符號(hào)及觸頭通斷表,第七節(jié) 電子繼電器,隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體時(shí)間繼電器也迅速發(fā)展。這類(lèi)時(shí)間繼電器體積小、延時(shí)范圍大、延時(shí)精度高、壽命長(zhǎng)，已日益得到廣泛應(yīng)用。,1、 半導(dǎo)體時(shí)間繼電器,JSJ型晶

25、體管時(shí)間繼電器原理圖,工作原理：半導(dǎo)體時(shí)間繼電器是利用RC電路電容器充電原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)的。圖中有兩個(gè)電源：主電源是由變壓器二次側(cè)的電壓經(jīng)整流、濾波而得；輔助電源是由變壓器二次側(cè)的12V電壓經(jīng)整流、濾波而得。當(dāng)電源變壓器接上電源，V1管導(dǎo)通、V2管截止，繼電器KA不動(dòng)作。兩個(gè)電源分別向電容C充電，a點(diǎn)電位按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)a點(diǎn)電位高于b 點(diǎn)電位時(shí)，V1管截止、V2管導(dǎo)通，V2管集電極電流通過(guò)繼電器KA的線(xiàn)圈，KA各觸頭動(dòng)作輸出信號(hào)。圖中KA的常閉觸頭斷開(kāi)充電電路，常開(kāi)觸頭閉合使電容放電，為下次工作作好準(zhǔn)備。調(diào)節(jié)電位器RP，就可以改變延時(shí)的時(shí)間大小。此電路延時(shí)范圍為0.2300s。,（1） JSJ系

26、列時(shí)間繼電器,半導(dǎo)體時(shí)間繼電器的輸出形式有兩種：有觸頭式和無(wú)觸頭式，前者是用晶體管驅(qū)動(dòng)小型電磁式繼電器，后者是采用晶體管或晶閘管輸出。,固態(tài)繼電器（SSR）是采用固態(tài)半導(dǎo)體元器件組裝而成的一種新穎的無(wú)觸頭開(kāi)關(guān)，不僅在許多自動(dòng)控制裝備中代替了常規(guī)電磁式繼電器，而且廣泛用于數(shù)字程控裝備、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輸入輸出接口電路。,2、固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器是一種能實(shí)現(xiàn)無(wú)觸頭通斷的電氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)控制端無(wú)信號(hào)時(shí)，其主回路呈阻斷狀態(tài)，當(dāng)施加控制信號(hào)時(shí)，主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)。它利用信號(hào)光電耦合方式使控制回路與負(fù)載回路之間沒(méi)有任何電磁關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了電隔離。,固態(tài)繼電器是一種四端組件，其中兩端為輸入端、兩端為輸出端。按主

27、電路類(lèi)型分為直流固態(tài)繼電器和交流固態(tài)繼電器，直流固態(tài)繼電器內(nèi)部的開(kāi)關(guān)器件是功率晶體管，交流固態(tài)繼電器內(nèi)部的開(kāi)關(guān)器件是晶閘管。按輸入與輸出之間的隔離分有關(guān)電隔離固態(tài)繼電器和磁隔離固態(tài)繼電器。按控制觸發(fā)信號(hào)方式分有過(guò)零型和非過(guò)零型、有源觸發(fā)型和無(wú)源觸發(fā)型。,光耦合式交流固態(tài)繼電器原理圖,工作原理： （1）當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，發(fā)光二極管VD2不發(fā)光，光敏三極管V1截止，此時(shí)晶體管V2導(dǎo)通，晶閘管VT1控制門(mén)極被鉗在低電平而關(guān)斷，雙向晶閘管VT2無(wú)觸發(fā)脈沖，固態(tài)繼電器兩個(gè)輸出端處于斷開(kāi)狀態(tài)。,（1）光耦合式交流固態(tài)繼電器,光耦合式交流固態(tài)繼電器原理圖,工作原理： （2）當(dāng)在輸入端輸入很小的信號(hào)電壓時(shí)，發(fā)光

28、二極管VD2導(dǎo)通發(fā)光，光敏三極管V1導(dǎo)通，晶體管V2截止，若電源電壓大于過(guò)零電壓（約25V），A點(diǎn)電壓大于V3的Vbe3，V3導(dǎo)通，VT1仍關(guān)斷截止，固態(tài)繼電器輸出端因VT2無(wú)觸發(fā)信號(hào)而關(guān)斷。,光耦合式交流固態(tài)繼電器原理圖,工作原理： （3）若電源電壓小于過(guò)零電壓，VA小于Vbe3，V3截止，VT1控制極經(jīng)R5獲觸發(fā)信號(hào)，VT1導(dǎo)通，VT2控制極獲得以R7、VD3、VT1、VD5、R8和R8、VD6、VT1、VD4、R7正反兩個(gè)方向的觸發(fā)脈沖，使VT2導(dǎo)通，接通負(fù)載電路。若輸入信號(hào)消失，V2導(dǎo)通，VT1關(guān)斷，但VT2仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，直到負(fù)載電流隨電源電壓的減少下降至雙向晶閘管維持電流以下時(shí)才關(guān)

29、斷，從而切斷負(fù)載電路。,習(xí)題,接觸器的主要結(jié)構(gòu)有哪些？交流接觸器和直流接觸器如何區(qū)分？ 在電動(dòng)機(jī)的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？?jī)烧吣芊裣嗷ヌ鎿Q？為什么？ 中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？ 低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？分別說(shuō)明其功能。,第二章 電氣控制系統(tǒng)基本控制電路,第一節(jié)： 電器控制圖的基本知識(shí) 第二節(jié)： 基本控制 第三節(jié)： 常用基本控制電路 第四節(jié)： 電氣控制電路讀圖,1. 掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。 2. 掌握過(guò)載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。 3. 掌握常用基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程（如電機(jī)啟動(dòng)、停車(chē)、正反轉(zhuǎn)等控制） 。 4. 能讀懂簡(jiǎn)單的控

30、制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。,本章要求：,第一節(jié) 電器控制圖的基本知識(shí),電氣圖的符號(hào) 為了表達(dá)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖，便于分析系統(tǒng)工作原理、安裝、調(diào)試和檢修控制系統(tǒng)，必須采用統(tǒng)一的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來(lái)表達(dá)。 P43 電氣控制圖的分類(lèi)： 電氣原理圖 電氣元件布置圖 電氣安裝接線(xiàn)圖 電氣控制圖的繪制規(guī)則 電氣圖的讀圖方法,1.1 電器控制原理圖的繪制規(guī)則,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫(huà)圖。 原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分：主電路就是從電源到電動(dòng)機(jī)大電流通過(guò)的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等，(由繼電器和接觸器的線(xiàn)圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭、按

31、鈕、照明燈、信號(hào)燈、控制變壓器等電器元件組成)。 控制系統(tǒng)內(nèi)的全部電機(jī)、電器和其它器械的帶電部件，都應(yīng)在原理圖中表示出來(lái)。而與電路無(wú)關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等) 在控制電路中不畫(huà)出。 屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線(xiàn)圈和觸頭)按其功能和所接電路的不同分別畫(huà)在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。,電器控制原理圖的繪制規(guī)則（續(xù)前）,所有電器的圖形符號(hào)，都按沒(méi)有通電、無(wú)外力作用下的開(kāi)閉狀態(tài)繪制。（例如，繼電器、接觸器的觸頭，按吸引線(xiàn)圈不通電狀態(tài)畫(huà)；萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)按手柄處于零位時(shí)的狀態(tài)畫(huà)；按鈕、行程開(kāi)關(guān)的觸頭按不受外力作用時(shí)的狀態(tài)畫(huà)等）。 電氣元件應(yīng)按功能布置，并盡可能按水平順序排列，其布

32、局順序應(yīng)該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時(shí)，類(lèi)似項(xiàng)目宜橫向?qū)R；水平布置時(shí)，類(lèi)似項(xiàng)目應(yīng)縱向?qū)R。 電氣原理圖中，有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線(xiàn)連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示；無(wú)直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線(xiàn)連接點(diǎn)不畫(huà)黑圓點(diǎn)。,分析和設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：,使控制電路簡(jiǎn)單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn) 確可靠 ；,(2) 盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一 個(gè)電器的控制電路；,(3) 必須保證每個(gè)線(xiàn)圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線(xiàn)圈 串聯(lián)。,機(jī)床系統(tǒng)控制電路圖,1.2 電器控制圖的讀圖方法,主電路分析 控制電路分析 輔助電路分析 聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)分析 總體檢查,第二節(jié) 常用基本控制電路,2.1 籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起

33、動(dòng)控制線(xiàn)路 2.2 籠型異步電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)控制線(xiàn)路 2.3 鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路 2.4 鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線(xiàn)路 2.5 行程控制線(xiàn)路 2.6 電路圖,1.直接起動(dòng),（a）結(jié)構(gòu)圖,2.1 鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線(xiàn)路,主電路,控制電路,SB1,KM,SB2,FR,KM,FR,KM,FU,QS,3,M,.,.,(b)原理圖,(1) 電路,合上開(kāi)關(guān)QS,起動(dòng),KM輔助觸頭閉合，自鎖。,按下起動(dòng)按鈕SB2 , KM線(xiàn)圈通電，,KM,FR,KM,KM,SB1,SB2,.,.,控制電路,通電,轉(zhuǎn)動(dòng),KM,主電路,FR,3,M,FU,QS,（2） 控制原理,自鎖,利用自身輔助觸頭，維持線(xiàn)

34、圈通電的作用稱(chēng)自鎖,松開(kāi)起動(dòng)按鈕SB2，線(xiàn)圈仍保持通電狀態(tài)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。,起動(dòng),FR,KM,KM,SB1,SB2,.,.,控制電路,轉(zhuǎn)動(dòng),主電路,FR,3,M,FU,QS,（2） 控制原理I,停車(chē),轉(zhuǎn)動(dòng),停轉(zhuǎn),FR,KM,SB1,SB2,控制電路,主電路,FR,FU,QS,斷電,KM,去掉KM輔助觸頭, 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。,KM線(xiàn)圈斷電,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。,KM輔助觸頭斷開(kāi)，取消自鎖。,按下停止按鈕SB1,主觸頭（KM）斷開(kāi),（2） 控制原理II,零壓、欠壓保護(hù),控制電路,一、直接起動(dòng),SB1,KM,SB2,FR,KM,FR,KM,FU,QS,3,M,.,.,過(guò)載保護(hù),熔斷器,短路保護(hù),主電路,控制電

35、路,電動(dòng)機(jī)的保護(hù),電動(dòng)機(jī)的保護(hù),短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器 FU和過(guò)流繼電器等。,欠壓是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電路電壓減少甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱(chēng)自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。通常采用繼電器、接觸器控制進(jìn)行保護(hù)。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)行自鎖；用欠電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。,過(guò)載保護(hù)是在電機(jī)工作時(shí)，若因負(fù)載過(guò)重而使電流增大，但又比短路電流小。此時(shí)熔斷器起不了保護(hù)作用，應(yīng)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。常采用熱繼電

36、器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)和電流繼電器保護(hù)。,返回,2. 點(diǎn)動(dòng)的控制電路,SB,FR,KM,2. 點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行的控制電路 I,按下起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)起動(dòng)按鈕 SB2，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)連續(xù)運(yùn)行。,點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3的作用：,(1) 使接觸器線(xiàn)圈KM通電； (2) 使線(xiàn)圈KM不能自鎖。,復(fù)合按鈕,方法一： 加復(fù)合按鈕,后閉合,先斷開(kāi),按下SB3,閉合,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),點(diǎn)動(dòng)時(shí)：,自鎖觸頭不起作用,通電,2. 點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行的控制電路 I,松開(kāi)SB3,電機(jī)停轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng),用途:試車(chē)、檢修以及車(chē)床主軸的調(diào)整等。,KM,SB2,FR,KM,SB1,SB3,先斷開(kāi),后閉合,斷開(kāi),斷電,2. 點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行

37、的控制電路 I,按下SB2,2. 點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行的控制電路 II,方法二：加中間繼電器（KA）,線(xiàn)圈KA通電,電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),按下SB,電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),松開(kāi)SB,電機(jī)停轉(zhuǎn),SB：點(diǎn)動(dòng),SB2：連續(xù)運(yùn)行,點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行控制規(guī)律：,電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行與點(diǎn)動(dòng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是自鎖觸頭是否接入：若能實(shí)現(xiàn)自鎖，則電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；若斷開(kāi)自鎖回路，則電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。,以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、 又能連續(xù)運(yùn)行,思考,不能點(diǎn)動(dòng)！,KM1,FU,QS,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通電,閉合,再按SB2,閉合,通電,閉合,閉合,1. 控制順序：M1起動(dòng)

38、后M2才能起動(dòng)。M2既不能單獨(dú)起動(dòng)，也不能單獨(dú)停車(chē)。,3. 電機(jī)的順序控制,.,.,.,.,M1 3,兩電機(jī)各自 要有獨(dú)立的 電源；這樣 接，主觸頭 (KM1)的負(fù) 荷過(guò)重。,KM1,例1：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止： 起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2才能起動(dòng)； 停車(chē)時(shí): M2停車(chē)后M1才能停車(chē)。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？,起動(dòng)：,通電,通電,閉合,閉合,SB,KM1,FR1,例：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停

39、止： 起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2才能起動(dòng)； 停車(chē)時(shí): M2停車(chē)后M1才能停車(chē)。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？,停止：,斷電,斷電,斷開(kāi),斷開(kāi),順序控制的控制規(guī)律：,當(dāng)要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線(xiàn)圈電路中串入甲接觸器的常開(kāi)觸頭。 當(dāng)要求乙接觸器線(xiàn)圈斷電后方允許甲接觸器線(xiàn)圈斷電，則將乙接觸器的常開(kāi)觸頭并聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。,2.2 籠型異步電機(jī)串電阻降壓起動(dòng)控制線(xiàn)路,(a):KM1線(xiàn)圈及KT線(xiàn)圈始終得電，既不安全也無(wú)必要。 (b):在KM2得電后，用其常閉觸頭斷開(kāi)KM1及KT線(xiàn)圈，同時(shí)KM2自鎖。,工作過(guò)程,2.3 鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路,將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根線(xiàn)對(duì)調(diào)一

40、下， 即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任 意兩根聯(lián)線(xiàn)對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,需要用兩個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。,SBF和SBR決不允許同時(shí)按下，否則造成電源兩相短路。,(1)正反轉(zhuǎn)的控制線(xiàn)路：,3,M,FR,FU,正轉(zhuǎn)觸頭,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,SB,.,.,SBF,KMF,正轉(zhuǎn)接觸器,正轉(zhuǎn)按鈕,正反轉(zhuǎn)控制電路必須保證正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時(shí)動(dòng)作。,反轉(zhuǎn)接觸器,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,反轉(zhuǎn)按鈕,反轉(zhuǎn)觸頭,按下SBF,SB,KMF,在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱(chēng)為

41、“互鎖”，也稱(chēng)“聯(lián)鎖”。,“聯(lián)鎖”觸頭,利用接觸器的觸頭實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱(chēng)電氣聯(lián)鎖。,缺點(diǎn)： 改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須先按停止按鈕。,解決措施：在控制電路中加入機(jī)械聯(lián)鎖。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通電,斷開(kāi),斷電,閉合,利用復(fù)合按鈕的觸頭實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱(chēng)為： 機(jī)械聯(lián)鎖,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)， 按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR,先斷開(kāi),斷電,閉合,通電,斷開(kāi),閉合,閉合,電機(jī)反轉(zhuǎn),聯(lián)鎖的控制規(guī)律,當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)，乙接觸器就不能工作，此時(shí)應(yīng)

42、在乙接觸器的線(xiàn)圈電路中串入甲接觸器的常閉觸頭。 當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時(shí)甲接觸器不能工作，此時(shí)應(yīng)在兩個(gè)接觸器的線(xiàn)圈電路中互串入對(duì)方的常閉觸頭。,正反轉(zhuǎn)控制線(xiàn)路,FR,FU,Q,.,.,.,.,.,.,KMF,FR,KMR,SB1,SBF,KMF,SBR,KMR,KMR,KMF,KMR,下圖所示的鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線(xiàn)路中 有幾處錯(cuò)誤，請(qǐng)改正之。,2.4 時(shí)間控制線(xiàn)路,工作原理 對(duì)于正常運(yùn)行為三角形接法的電動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)，定子繞組先接成星形，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再改成三角形接法。 KM3為星形連接接觸器，KM2為三角形連接接觸器。,1. Y 降壓起動(dòng),2.

43、 Y 降壓起動(dòng)控制線(xiàn)路,Y接法,接法,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,KM接通電源 KM1繞組Y連接 KM2繞組連接,按SB2,繞組Y接,常開(kāi)閉合（自鎖）,KM1通電,松開(kāi)SB2, 電機(jī)仍處于Y 接起動(dòng)狀態(tài)。,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,通電,斷電,通電,通電,KM接通電源 KM1繞組Y連接 KM2繞組連接,.,.,KM2,SB1,SB2,KT,KM,KM2,KM1,KM1,KM,KT,KM2,KT,FR,通電,通電,通電,KM1常閉閉合,電機(jī)接運(yùn)行,KT

44、 常閉觸頭延時(shí)斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭延時(shí)閉合:,斷電,通電,斷電,工作過(guò)程,2.5 鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線(xiàn)路,整流電路,斷電延時(shí)斷開(kāi),.,.,.,.,正常運(yùn)行：,按SB2,常開(kāi)閉合 自鎖,常閉斷開(kāi),KT通電, 常開(kāi)閉合,KM1接通電機(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,斷電延 時(shí)斷開(kāi),通電,通電,斷電,斷電延時(shí) 繼電器,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,KM1接通電機(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,通電,通電,斷電,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,斷電延 時(shí)斷開(kāi),制動(dòng)時(shí)：,按SB1

45、,KM1主觸頭斷開(kāi),常開(kāi)斷開(kāi),常閉閉合,斷電,KM1接通電機(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,斷電延 時(shí)斷開(kāi),通電,通電,斷電,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,斷電,通電,斷電,KM1接通電機(jī)電源 KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始 KT控制切斷直流電源時(shí)間,通電,通電,通電,SB1,KM1,SB2,FR,KM1,KT,KT,KM1,KM2,斷電,斷電,常閉閉合,常開(kāi)斷開(kāi),KT觸點(diǎn)斷開(kāi),斷電延 時(shí)斷開(kāi),斷電,2.6 行程控制線(xiàn)路,行程控制電路（I）,（反向運(yùn)行同樣分析）,工作要求：,1. 能正向運(yùn)行也能反向運(yùn)行 2. 到位后能自動(dòng)返回,行程控

46、制(II) -自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng),STA,STB,1,2,按SB2時(shí),(STB常開(kāi)的閉合， 常閉的斷開(kāi)),KMF斷電,KMR通電,行程開(kāi)關(guān),擋塊,SB,KMR,SB2,KMF,KMF,KMR,STB,STA,KMF,KMR,SBR,(KMF常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)),例(1)-運(yùn)料小車(chē)的控制,設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)料小車(chē)控制電路，同時(shí)滿(mǎn)足以下要求： 1. 小車(chē)啟動(dòng)后，前進(jìn)到A地。然后做以下往復(fù)運(yùn)動(dòng)： 到A地后停2分鐘等待裝料，然后自動(dòng)走向B。 到B地后停2分鐘等待卸料，然后自動(dòng)走向A。 2. 有過(guò)載和短路保護(hù)。 3. 小車(chē)可停在任意位置。,2.7 控制電路綜合舉例,運(yùn)料小車(chē)控制電路,KMR,STa 、STb

47、為A、B 兩端的限位開(kāi)關(guān),KTa 、KTb 為 兩個(gè)時(shí)間繼電器,主回路,該電路的問(wèn)題：小車(chē)除了在兩極端位置外，不能停車(chē)。,動(dòng)作過(guò)程,SBFKMF 小車(chē)正向運(yùn)行 至A端撞STa KTa 延時(shí)2分鐘 KMR 小車(chē) 反向運(yùn)行至B端 撞STb KTb 延時(shí)2分鐘 KMF 小車(chē)正 向運(yùn)行如此往 反運(yùn)行。,KH,加中間繼電器（KA）實(shí)現(xiàn)任意位置停車(chē)的要求,-工作臺(tái)位置控制,控制電路綜合舉例：例(2),起動(dòng)后工作臺(tái)控制要求：,工作臺(tái)位置控制電路,KH,工作臺(tái)位置控制電路,KH,該電路有何 問(wèn)題？,電路的改進(jìn)方法同前：,KH,KH,ST4,KMBR,ST2,KMBF,KMBR,KMAF,ST4,KMAF,ST

48、1,KMAR,KMBF,ST1,KMBR,ST3,KMBF,KMAF,KMAF,SB2,KMAR,ST2,ST3,SB1,SB3,加中間繼電器（KA）,繼電器、接觸器控制電路讀圖和設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：,小 結(jié),1、首先了解工藝過(guò)程及控制要求； 2、搞清控制系統(tǒng)中各電機(jī)、電器的作用以及它們的 控制關(guān)系； 3、主電路、控制電路分開(kāi)閱讀或設(shè)計(jì)； 4、控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下、自左而 右的順序進(jìn)行讀圖或設(shè)計(jì)； 5、同一個(gè)電器的所有線(xiàn)圈、觸頭不論在什么位置都 叫相同的名字； 6、原理圖上所有電器，必須按國(guó)家統(tǒng)一符號(hào)標(biāo)注， 且均按未通電狀態(tài)表示； 7、繼電器、接觸器的線(xiàn)圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)； 8

49、、控制順序只能由控制電路實(shí)現(xiàn)，不能由主電路實(shí)現(xiàn)。,習(xí)題,籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制方式有哪幾種？分別畫(huà)出它們的控制線(xiàn)路圖（包括主電路圖和必要的保護(hù)環(huán)節(jié)）。 籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的電氣制動(dòng)方式有哪幾種？畫(huà)出它們的控制線(xiàn)路圖（包括主電路圖和必要的保護(hù)環(huán)節(jié)）。 設(shè)計(jì)控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的電氣控制電路。要求： （1）可正反轉(zhuǎn)； （2）有短路和過(guò)載保護(hù)。 （3） 畫(huà)出主電路和控制電路。 4. 什么叫自鎖？試設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)單帶自鎖的電機(jī)起動(dòng)與停止控制電路 ？什么叫互鎖？有幾種形式？ 5. 設(shè)計(jì)一控制線(xiàn)路，實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行的混合控制線(xiàn)路。,第三章 可編程控制器,第一節(jié)： 概述 第二節(jié)： PLC的特點(diǎn)及應(yīng)

50、用領(lǐng)域 第三節(jié)： PLC的基本指令與編程 第四節(jié)： PLC的步進(jìn)順控指令與編程 第五節(jié)： PLC的程序設(shè)計(jì) 第六節(jié)： F1-20P 編程器 第七節(jié)： PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第八節(jié)： PLC的應(yīng)用實(shí)例,第一節(jié) 概 述,1.1 PLC的定義 1.2 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理基本組成 1.3 PLC的工作方式 1.4 PLC的主要性能指標(biāo) 1.5 PLC的優(yōu)點(diǎn) 1.6 PLC的應(yīng)用,1968年 美國(guó)通用汽車(chē)公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項(xiàng)指標(biāo)：,1） 編程簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)可 修改程序； 2）維護(hù)方便、采用插 件式結(jié)構(gòu)； 3）可靠性高于繼電器 控制系統(tǒng)； 4）體積小于繼電器控 制系統(tǒng)； 5）數(shù)據(jù)

51、可以直接送入 計(jì)算機(jī)；,6）成本可與繼電器系 統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)； 7）輸入可為市電； 8）輸出可為市電，能 直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交 流接觸器等； 9）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò) 展； 10）用戶(hù)存儲(chǔ)器大于 4K。,PLC 是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。, 早期的PLC是用來(lái)替代繼電器、接觸器控制的。它主要用于順序控制，只能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。因此，被稱(chēng)為可編程邏輯控制器（Programmable logic controller，略寫(xiě) PLC ), 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了順序控制的范圍。被稱(chēng)為可編程控制器（Programmable controller，略寫(xiě)PC)。為區(qū)別于Pe

52、rsonal Computer (PC)，故沿用PLC 這個(gè)略寫(xiě)。,1.1 什么是PLC ?,1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）PLC的定義：,可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類(lèi)可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入/輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。,國(guó)際市場(chǎng)上流行的PLC廠(chǎng)家:,目前，世界上有200多個(gè)廠(chǎng)家生產(chǎn)PLC，較有名的： （1）美國(guó)：AB通用電氣、莫迪康公司； （2）德國(guó)：西門(mén)子公司; （3）日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工； （4）法國(guó)：T

53、E 施耐德公司； （5）韓國(guó)：三星、LG公司等。,國(guó)內(nèi)PLC發(fā)展及應(yīng)用概況:,我國(guó)的PLC產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段： 順序控制器（19731979）：一位處理器為主的； 工業(yè)控制器（19791985）：8位微處理器為主的； 可編程序控制器（1985以后）。 在對(duì)外開(kāi)放政策的推動(dòng)下，國(guó)外PLC產(chǎn)品大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口。如寶鋼一、二期工程就引進(jìn)了500多套，還有咸陽(yáng)顯象管廠(chǎng)、秦皇島煤碼頭、汽車(chē)廠(chǎng)等?，F(xiàn)在，PLC在國(guó)內(nèi)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來(lái)越高。,一、 PLC結(jié)構(gòu)示意圖,1.2 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理,2. 存儲(chǔ)器,1. CPU,(1) 從程序存儲(chǔ)器讀取程

54、序指令，編譯、執(zhí)行指令。 (2) 將各種輸入信號(hào)取入。 (3) 把運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。 (4) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求。,ROM： 存放管理、監(jiān)控、指令解釋等系統(tǒng)管理程序。（用戶(hù)不能訪(fǎng)問(wèn)和修改該部分內(nèi)容） RAM： 存放用戶(hù)編制的控制程序。,二、各組成部分的作用,3. 輸入、輸出接口： PLC與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件；采用光電隔離，實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。,輸出接口作用：將主機(jī)向外輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行電路的電信號(hào)，以便控制電磁閥、接觸器、接觸器線(xiàn)圈等電器通斷電；另外輸出電路也使主機(jī)與外部強(qiáng)電隔離。,輸入接口作用：將按鈕、行程開(kāi)關(guān)或傳

55、感器等產(chǎn)生的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入主機(jī)處理。,輸出三種形式： 繼電器 交直流輸出方式，低速大功率 晶閘管 交流輸出方式，高速大功率 晶體管 直流輸出方式，高速小功率,（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強(qiáng)電干擾。,COM,光電三極管,發(fā)光二極管,直流電源,輸入端子,PLC,繼電器輸出,（2）輸出接口電路：均采用模塊式。,以繼電器形式為例：,PLC,4. 各種接口、高功能模塊：便于擴(kuò)展。 小型機(jī)：一體機(jī)。有接口可擴(kuò)展。 中、大型機(jī)：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。,微型PLC : 32 I/O 小型PLC : 256 I/O 中型PLC : 1024 I/O 大型PLC : 4096 I/O 巨型PLC : 8195 I/O,PLC在90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點(diǎn)數(shù)分，可分為:,編程設(shè)備可以是專(zhuān)用的手持式的編程器；也可以是安裝了專(zhuān)門(mén)的編程通訊軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。,用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入和調(diào)試程序；另外在運(yùn)行時(shí)，還可以對(duì)整個(gè)控制過(guò)程