可編程序控制器原理及應(yīng)用

1、可編程序控制器原理及應(yīng)用上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院電子電工教研室葉 真電器與PLC應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)PLC課程的基本要求：一、 基本原理及PLC的組成二、 硬件接線，I/O口如何連接三、 擴(kuò)展方法及如何配置四、 應(yīng)用軟件、梯形圖編程方法及應(yīng)用實(shí)例參考書(shū)籍：1.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)北京：航空航天大學(xué)出版社 王永華主編2.可編程序控制器及常用控制電器 冶金工業(yè)出版社 何友華主編3.PLC編程及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 廖常初主編4.工廠電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 方承遠(yuǎn)主編5.SIEMENS SIMATIC S7-200可編程序控制器 CPU22X系統(tǒng)手冊(cè) 北京：西門(mén)子（中國(guó)）有限公司緒 論可編程序控制器PC以

2、微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過(guò)程，面向用戶的“自然語(yǔ)言”編程，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。（參見(jiàn)教材P5）表示成PLC與個(gè)人電腦PC相區(qū)別。事實(shí)上，已不再局限于邏輯控制，其運(yùn)算功能，接口功能都越來(lái)越強(qiáng)了。第一節(jié) 可編程序控制器的定義及特點(diǎn)一、 可編程序控制器的產(chǎn)生上世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)控制了。但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)本身的復(fù)雜性，編程難度高、難以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境以及價(jià)格昂貴等原因，未能在工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用。當(dāng)時(shí)的工業(yè)控制，主要還是以繼電接觸器組成控制系統(tǒng)。1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)制造公

3、司（GM），為適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以盡可能減少重新設(shè)計(jì)和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線、減少時(shí)間，降低成本。因而設(shè)想把計(jì)算機(jī)的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用 “面向控制過(guò)程，面向?qū)ο蟆钡摹白匀徽Z(yǔ)言”進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。即：硬件： 減少軟件： 靈活 簡(jiǎn)單針對(duì)上述設(shè)想，通用汽車(chē)公司提出了這種新型控制器所必須具備的十大條件：1 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序2 維護(hù)方便，最好是插件式3 可靠性高于繼電器控制

4、柜4 體積小于繼電器控制柜5 可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)6 在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng) 有名的“GM10條” 7輸入可以是交流115V8輸出可以是交流115V，2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥9 在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更10 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（GEC）首先研制成功第一臺(tái)可編程序控制器，并在通用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線上試用成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。接著，美國(guó)MODICON公司也開(kāi)發(fā)出可編程序控制器084。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺(tái)可編程序控制器DSC-8。1973年，西歐國(guó)家也研制出了他們的第一臺(tái)可編程

5、序控制器。我國(guó)從1974年開(kāi)始研制，1977年開(kāi)始工業(yè)應(yīng)用。早期的可編程序控制器是為取代繼電器控制線路、存儲(chǔ)程序指令、完成順序控制而設(shè)計(jì)的。主要用于：1. 邏輯運(yùn)算 2. 計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)等順序控制，均屬開(kāi)關(guān)量控制。所以，通常稱為可編程序邏輯控制器（PLCProgrammable Logic Controller）。進(jìn)入70年代，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，PLC采用了通用微處理器，這種控制器就不再局限于當(dāng)初的邏輯運(yùn)算了，功能不斷增強(qiáng)。因此，實(shí)際上應(yīng)稱之為PC可編程序控制器。至80年代，隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機(jī)化PC得到了驚人的發(fā)展。使PC在概念、設(shè)

6、計(jì)、性能、價(jià)格以及應(yīng)用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測(cè)更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使PC向用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱。二、 可編程序控制器的定義可編程序控制器一直在發(fā)展中，所以至今尚未對(duì)其下最后的定義。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿。在第三稿中，對(duì)PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其

7、內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。（參見(jiàn)教材P1）定義強(qiáng)調(diào)了PLC是：1 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)也是一種計(jì)算機(jī) 2 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì) 3 面向用戶指令編程方便 4 邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作 5 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制 6 易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 7 易于擴(kuò)充三、 可編程序控制器的特點(diǎn)為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，PC機(jī)有以下特點(diǎn)：1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)

8、對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求： 平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng) 故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種： 偶發(fā)性故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過(guò)電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。但對(duì)PC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞。 永久性故障。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使PC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使PC在惡劣條件消失后自動(dòng)恢復(fù)正常，這樣就能提高平均故障間隔時(shí)間；如果能在PC上增加一些診斷措施和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段，在

9、永久性故障出現(xiàn)時(shí)，能很快查出故障發(fā)生點(diǎn)，并將故障限制在局部，就能降低PC的平均修復(fù)時(shí)間。為此，各PC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時(shí)給出出錯(cuò)信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使PC具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。硬件措施：主要模塊均采用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。 屏蔽對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。 濾波對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如LC或型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。

10、電源調(diào)整與保護(hù)對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響。 隔離在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各I/O口之間亦彼此隔離。 采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；同時(shí)也有助于加快查找故障原因。軟件措施： 有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。 故障檢測(cè)軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理。 信息保護(hù)與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞P

11、C內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的程序工作。所以，PC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。 設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。 加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警，并停止執(zhí)行。 對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)丟失。 PC的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目中，有一項(xiàng)就是抗干擾試驗(yàn)。它要求能承受幅值為1000V，上升時(shí)間1nS，脈沖寬度為1S的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)上千萬(wàn)小時(shí)；制成系統(tǒng)

12、亦可達(dá)45萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。4.編程簡(jiǎn)單，容易掌握目前，大多數(shù)PC仍采用繼電控制形式

13、的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行（PC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量由于PL

14、C采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。6.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305110110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、

15、濕度變化的能力。現(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24128點(diǎn)。第二節(jié) 可編程序控制器的應(yīng)用隨著PLC的性能價(jià)格比的不斷提高：微處理器的芯片及有關(guān)的元件價(jià)格大大降低，PC的成本下降PLC的功能大大增強(qiáng)，因而PLC的應(yīng)用日益廣泛。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保等各行各業(yè)。其應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種：1. 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制。開(kāi)關(guān)量的邏輯控制可

16、用于單機(jī)控制，也可用于多機(jī)群控，亦可用于自動(dòng)生產(chǎn)線的控制等等。（參見(jiàn)教材P3）2. 運(yùn)動(dòng)控制PLC可用于直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制。早期直接用開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)械，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)模塊。目前，制造商已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。即：把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，模塊移動(dòng)一軸或多軸到目標(biāo)位置。當(dāng)每個(gè)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋_保運(yùn)動(dòng)平滑。運(yùn)動(dòng)的程序可用PLC的語(yǔ)言完成，通過(guò)編程器輸入。3. 閉環(huán)過(guò)程控制PLC通過(guò)模擬量的I/O模塊實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID控制。4

17、.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算），數(shù)據(jù)傳遞、排序和查表、位操作等功能；可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理一般用在大中型控制系統(tǒng)中；具有CNC功能：把支持順序控制的PLC與數(shù)字控制設(shè)備緊密結(jié)合。5. 通訊連網(wǎng)PLC 的通訊包括PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間和它的智能設(shè)備之間的通訊。PLC和計(jì)算機(jī)之間具有RS-232接口，用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換。還可以構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布控制系統(tǒng)。I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)構(gòu)成集中管理信息的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。并不是所有的PLC都具有上述的

18、全部功能，有的小型PLC只具上述部分功能，但價(jià)格比較便宜。第三節(jié) 可編程序控制器的分類由于PLC的品種、型號(hào)、規(guī)格、功能各不相同，要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)它們進(jìn)行分類十分困難。通常，按I/O點(diǎn)數(shù)可劃分成大、中、小型三類；按功能強(qiáng)弱又可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)三類。一般，按I/O點(diǎn)數(shù)分類如下：1.小型PLCI/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K如：S7-400 德國(guó)西門(mén)子公司GE- GE公司C-2000 立石公司K3 三菱公司等等。第四節(jié) 可編程序控制器的發(fā)展國(guó)外PLC發(fā)展概況PLC自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。

19、世界總銷(xiāo)售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。目前，世界上有幾百個(gè)廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國(guó)：AB通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國(guó)：西門(mén)子公司；法國(guó)：TE 施耐德公司；韓國(guó)：三星、LG公司等。技術(shù)發(fā)展動(dòng)向1. 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展大： I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描 速度高速化。?。?由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2. PLC在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛3. 不斷加強(qiáng)通訊功能4. 新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用

20、CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。5. 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。6. 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。7.追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。國(guó)內(nèi)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)，

21、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、秦皇島煤碼頭、汽車(chē)廠等。現(xiàn)在，PLC在國(guó)內(nèi)的各行各業(yè)均有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來(lái)越高。 作業(yè)： 思考題 P5 1，4第一章 電器的基礎(chǔ)知識(shí) 任何一種繼電器控制系統(tǒng)均由三部分組成： 輸入部分 邏輯部分 輸出部分（1） 輸入部分：由各類按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等主令電器構(gòu)成。主令電器自動(dòng)控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令的電器。（2） 邏輯部分：由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成的實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路。繼電器一種根據(jù)某種輸入信號(hào),接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)電器。（3） 輸出部分：由各種

22、電磁閥線圈，接通電動(dòng)機(jī)的各種接觸器和信號(hào)指示燈等執(zhí)行電器構(gòu)成。接觸器是一種用來(lái)頻繁地接通或斷開(kāi)交、直流主電路及大容量控制電路的自動(dòng)切換電器。是一種依靠電磁力的作用使觸頭閉合或分離來(lái)接通和斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)（或其他用電設(shè)備）電路的自動(dòng)電器。第一節(jié) 電器的定義、分類及電磁式電器的工作原理一、 電器的定義和分類電器自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象切換、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)目的的電氣元件分類： 低壓電器交流1000V或直流1200V以下（一） 按工作電壓等級(jí)分 高壓電器交流1000V或直流1200V以上 手動(dòng)電器需人工直接操作才能完成指令任務(wù)（二）按動(dòng)作原理分 自動(dòng)電器按照電的或非電的信號(hào)自

23、動(dòng)完成指令任務(wù)（三）按用途分 1. 控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng) 2. 主令電器用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令 3. 保護(hù)電器用于保護(hù)電路及用電設(shè)備 4. 配電電器用于電能的輸送和分配 5.執(zhí)行電器用于完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能 電磁式電器依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作（四）按工作原理分 非電量控制電器靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作二、電磁式電器電氣控制線路中使用量最大，類型很多，工作原理和構(gòu)造基本相同 感測(cè)部分電磁機(jī)構(gòu)主要組成部分 執(zhí)行部分觸頭系統(tǒng)（一）電磁機(jī)構(gòu)作用：將電磁能量機(jī)械能量觸頭動(dòng)作接通或分?jǐn)嚯娐方M成：吸引線圈、鐵心、銜鐵等1. 常用的磁路結(jié)構(gòu)：（見(jiàn)教材P7 Fig1-1）2. 吸引線

24、圈：將電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量。按通入吸引線圈的電流種類不同，可分為直流線圈和交流線圈3.鐵心：直流電磁鐵的鐵心整塊鋼材或工程純鐵制成。在直流情況下，線圈發(fā)熱而鐵心不發(fā)熱，所以吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且沒(méi)有骨架，線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。交流電磁鐵的鐵心硅鋼片疊鉚而成。在交流情況下，鐵心中有磁滯和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以，吸引線圈有骨架，與鐵心隔離，并做成矮胖型，有利于鐵心和線圈散熱。（二）電磁吸引力與特性在氣隙值及外加電壓值一定時(shí)：直流電磁鐵電磁吸引力為恒定值（用直流電源勵(lì)磁）交流電磁鐵電磁吸引力隨時(shí)間變化（用交流電源勵(lì)磁） 電磁吸力平均值 吸力特性電磁吸力Fat隨銜鐵與鐵心間氣隙

25、變化的關(guān)系曲線（見(jiàn)教材P8 Fig1-2）（三）反力特性和返回系數(shù) 反力特性反作用力Fr（由觸頭彈簧、反作用力彈簧產(chǎn)生）與氣隙的關(guān)系曲線 返回系數(shù)釋放電壓（或電流）與吸合電壓（或電流）的比值，用表示（反映 電磁式電器靈敏度的參數(shù)），大而靈敏度高。其中：（四）交流電磁機(jī)構(gòu)中短路環(huán)的作用由交流電磁吸力公式可知：Fat有兩個(gè)分量：1. 恒定分量Fo，其值為最大值的一半2. 交變分量F ，F(xiàn) =Focos2t，其幅值是最大吸力值的一半，并以兩倍電源頻率變化總的電磁吸力Fat從0Fatm變化，曲線如教材P9 Fig1-3所示。由圖1-3曲線可見(jiàn)：電磁機(jī)構(gòu)在工作中，銜鐵始終受到反作用彈簧、觸頭彈簧等反作用

26、力Fr作用。盡管電磁吸力的平均值Fo大于Fr，但在某些時(shí)候，F(xiàn)at仍將小于Fr（見(jiàn)圖中斜線部分）。當(dāng)FatFr時(shí)，銜鐵又被吸合，周而復(fù)始，使銜鐵發(fā)生振動(dòng)，發(fā)出噪聲。引入短路環(huán)消除振動(dòng)和噪聲。參見(jiàn)教材P9 Fig1-4。三、電器觸頭系統(tǒng)和電?。ㄒ唬┯|頭系統(tǒng)電器的執(zhí)行部分，用于通斷電路。 材料：銅質(zhì)、銀質(zhì) 結(jié)構(gòu)：橋式、指型 （參見(jiàn)教材P10 Fig1-5）（二）電弧的產(chǎn)生及滅弧（參見(jiàn)教材P10P11的內(nèi)容）產(chǎn)生： 觸頭間氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下的放電現(xiàn)象滅弧關(guān)鍵：采取措施使電弧迅速冷卻，從而熄滅。第二節(jié) 開(kāi)關(guān)電器一、刀開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的手控電器。用于低壓電路不頻繁動(dòng)作。文字及符號(hào)：參見(jiàn)教材P1

27、3 Fig1-10二、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（組合開(kāi)關(guān)）手控電器。在機(jī)床電氣設(shè)備中，主要作為電源引入開(kāi)關(guān)；或直接用于控制非頻繁起動(dòng)和停止的小容量異步電動(dòng)機(jī)。文字及符號(hào)：參見(jiàn)教材P13 Fig1-12三、自動(dòng)開(kāi)關(guān)（自動(dòng)空氣斷路器）低壓電路中常用的具有保護(hù)環(huán)節(jié)的斷合電器。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載、短路以及失壓等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路，保護(hù)串接其后的電氣設(shè)備；正常情況下，也可用于不頻繁地接通和斷開(kāi)電路及控制電動(dòng)機(jī)。結(jié)構(gòu)和工作原理：參見(jiàn)教材P13及P14 Fig1-13 圖形和文字符號(hào): 參見(jiàn)教材P14 Fig1-14第三節(jié) 熔斷器的工作原理及使用（屬保護(hù)電器）熔斷器是最簡(jiǎn)單有效的保護(hù)電器，主要用作短路保護(hù)和嚴(yán)重過(guò)載

28、。一、 結(jié)構(gòu)及工作原理1. 結(jié)構(gòu)：熔體（額定電流等級(jí)較多）保險(xiǎn)絲既是感測(cè)元件，又是執(zhí)行元件 熔管（或熔座）（額定電流等級(jí)較少）安裝熔體，熄滅電弧2. 工作原理：熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)。正常時(shí)，熔體允許通過(guò)一定的電流；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，從而達(dá)到保護(hù)目的。二、類型1. 瓷插式2.螺旋式3.封閉管式4.自復(fù)式第四節(jié) 主令電器主令電器自動(dòng)控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令不能直接用于通斷主電路一、控制按鈕低壓控制電路中，手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。結(jié)構(gòu)、圖形、文字符號(hào)：參見(jiàn)教材P17 Fig1-18，F(xiàn)ig1-19注意：按下時(shí)，常

29、閉先開(kāi)，常開(kāi)后合二、行程開(kāi)關(guān)（限位開(kāi)關(guān)）利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制指令， 用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小或位置保護(hù)。 結(jié)構(gòu)、圖形、文字符號(hào)：參見(jiàn)教材P17 Fig1-20，教材P18 Fig1-21三、接近開(kāi)關(guān)（無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)）通過(guò)感辨頭與被測(cè)物體間介質(zhì)能量的變化來(lái)獲取信號(hào)，（含各類傳感器） 用于行程控制和限位保護(hù)，還可用于高頻計(jì)數(shù)、測(cè)速、 液面控制、檢測(cè)零件尺寸、加工程序的自動(dòng)銜接等。按其感辨機(jī)構(gòu)的工作原理可分為：高頻振蕩型、電容型、感應(yīng)電橋型、永久磁鐵型、霍爾效應(yīng)型、光電型、超聲波型等。技術(shù)指標(biāo)：動(dòng)作距離 重復(fù)精度 操作頻率 復(fù)位行程1. 晶體管停振型接近開(kāi)關(guān)工作原理：

30、金屬檢測(cè)體接近感辨頭金屬檢測(cè)體內(nèi)產(chǎn)生渦流渦流的去磁作用改變感辨頭的等效參數(shù)振蕩電路的諧振阻抗和諧振頻率變化振蕩停止發(fā)出接近信號(hào)2.光電開(kāi)關(guān)（屬接近開(kāi)關(guān)） 作用距離較晶體管接近開(kāi)關(guān)大，且可對(duì)非金屬材料直接檢測(cè)。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、功能強(qiáng)、速度快、精度高、抗電磁干擾能力強(qiáng) 反射式 放大器分離型 亮動(dòng)（受光動(dòng)作） 檢測(cè)方式 對(duì)射式 分類 放大器內(nèi)藏型 暗動(dòng)（遮光動(dòng)作） 鏡面反射式 電源內(nèi)藏型 反射式光電開(kāi)關(guān)工作原理框圖（DU光敏三極管， GL發(fā)光管 輻射光脈沖） DUGL 振蕩回路產(chǎn)生調(diào)制脈沖經(jīng)發(fā)射電路發(fā)光管GL輻射出光脈沖被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍光脈沖被反射進(jìn)入光敏三極管DU接收電路將光信號(hào)解調(diào)成電

31、脈沖信號(hào)放大、同步選通整形積分除干擾延時(shí)（或不延時(shí)）觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。四、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)多檔式、控制多回路的主令電器。用于各種配電裝置的遠(yuǎn)距離控制、電壓表或電流表的換相開(kāi)關(guān)、小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，調(diào)速和換向。結(jié)構(gòu)示意圖：參見(jiàn)教材P19 Fig1-23。五、主令控制器和凸輪控制器 1. 主令控制器頻繁按順序切換多個(gè)控制電路的主令電器。與磁力控制盤(pán)配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)、軋鋼機(jī)及其他生產(chǎn)機(jī)械的遠(yuǎn)距離控制。 結(jié)構(gòu)示意圖： 參見(jiàn)教材P19 Fig1-24 工作原理： 參見(jiàn)教材P19。 2. 凸輪控制器大型手動(dòng)控制器。主要用于起重設(shè)備中直接控制中小型繞線式異步電 動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、調(diào)速、換向和制動(dòng)等。 結(jié)

32、構(gòu)示意圖及工作原理： 參見(jiàn)教材P19-P20。第五節(jié) 接觸器接觸器用于頻繁接通或斷開(kāi)交直流主電路或大容量控制電路按主觸頭通過(guò)的電流種類分為：交流接觸器和直流接觸器。一、交流接觸器主要用于控制籠形和繞線式電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行中斷開(kāi)以及籠形電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)、反向運(yùn)行、點(diǎn)動(dòng)等（參見(jiàn)教材P21 Fig1-27）接觸器圖形符號(hào)：參見(jiàn)教材P24 Fig1-28 電磁機(jī)構(gòu)線圈、動(dòng)鐵心（銜鐵）、靜鐵心交流接觸器 觸頭系統(tǒng)主觸頭（通斷主電路）、輔助觸頭（控制電路，電氣連鎖） 滅弧裝置其他部件反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等其中輔助觸頭無(wú)滅弧裝置，容量較小，不能用于分合主電路；數(shù)量與接觸器型號(hào)有關(guān)工作

33、原理： 線圈通電線圈電流建立磁場(chǎng)靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸合銜鐵帶動(dòng)觸頭動(dòng) 作常閉斷開(kāi)，常開(kāi)閉合 線圈斷電電磁力消失反作用彈簧使銜鐵釋放各觸頭復(fù)位二、直流接觸器結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，主要用于遠(yuǎn)距離控制，電壓可至400V、電流至600A的直流電路以及頻繁操作的直流電動(dòng)機(jī)。三、接觸器的類型、技術(shù)參數(shù)、選擇、常見(jiàn)故障（參見(jiàn)教材P21-P24） （參見(jiàn)教材P22P23表1-2和表1-3，其中交流接觸器CJ10系列主觸頭均為三極，輔助觸頭為2常開(kāi)、2常閉）第六節(jié) 繼電器繼電器種類很多： 電壓繼電器 電流繼電器按輸入信號(hào)的性質(zhì)分： 時(shí)間繼電器 溫度繼電器 速度繼電器 壓力繼電器 電壓 電磁式繼電器

34、 電流 感應(yīng)式繼電器按工作原理分： 電動(dòng)式繼電器 電子式繼電器 熱繼電器按輸出形式分： 有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)按用途分： 控制用和保護(hù)用繼電器一、電磁式繼電器結(jié)構(gòu)與工作原理和接觸器基本相同。 不同點(diǎn)：繼電器可以對(duì)各種輸入量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作；繼電器用于切換小電流的控制和保護(hù)電路，無(wú)滅弧裝置而接觸器用來(lái)控制大電流電路。電磁式繼電器按吸引線圈的電流種類分為：直流電磁式和交流電磁式按繼電器反映的參數(shù)分為： 電流、電壓、中間和時(shí)間繼電器工作狀態(tài)： 線圈斷電“0” ，得電“1” ；銜鐵吸合與釋放時(shí)間為0.05s0.15s。圖形符號(hào)及結(jié)構(gòu)圖： 參見(jiàn)教材P25 Fig1-30 ，F(xiàn)ig

35、1-29（一） 電磁式電流繼電器KI線圈（匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗?。┡c被控制電路串聯(lián)，以反 映電路電流的變化。有欠電流和過(guò)電流兩種欠電流繼電器：電路正常時(shí)，銜鐵吸合（常開(kāi)閉合，常閉打開(kāi)），當(dāng)電流10%20%Ie時(shí)，繼電器銜鐵釋放過(guò)電流繼電器：電路正常時(shí)不動(dòng)作，當(dāng)電流超過(guò)某一整定值：1.14Ie時(shí)，繼電器銜鐵動(dòng)作（二） 電磁式電壓繼電器KV線圈（匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大）與被控制電路并聯(lián)，反映電路電壓的變化。根據(jù)動(dòng)作電壓的大小有過(guò)電壓、欠電壓、零電壓之分，在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中起電壓保護(hù)和控制作用。（三） 電磁式中間繼電器KA實(shí)質(zhì)上為電壓繼電器。但觸頭對(duì)數(shù)較多，觸頭容量較大（額定電流5-10A），動(dòng)作靈敏

36、電磁式繼電器的整定及其型號(hào)（參見(jiàn)教材P25P26）二、時(shí)間繼電器利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理實(shí)現(xiàn)觸頭延時(shí)接通或斷開(kāi)的自動(dòng)控制電器，用于控制動(dòng)作時(shí)間 電磁式時(shí)間繼電器 空氣阻尼式 電動(dòng)式 晶體管*（電子式，目前主要使用產(chǎn)品）圖形符號(hào)和文字符號(hào)：參見(jiàn)教材P26 Fig1-31，其中，b）、d）、e）為通電延時(shí)；c）、f）、g）為斷電延時(shí)。*晶體管時(shí)間繼電器（有通電延時(shí)和斷電延時(shí)）簡(jiǎn)介：優(yōu)點(diǎn)：除執(zhí)行繼電器外，均由電子元件組成，無(wú)機(jī)械部件所以：精度高、體積小、壽命長(zhǎng)、調(diào)節(jié)范圍大、延時(shí)范圍大、控制功率小 阻容延時(shí)電路的基本結(jié)構(gòu) 充電曲線 工作過(guò)程當(dāng)電容被充電上升至鑒幅器的門(mén)限電壓Ud時(shí)，鑒幅器輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)

37、至后級(jí)電路，使執(zhí)行繼電器動(dòng)作。延時(shí)長(zhǎng)短與時(shí)間常數(shù)以及E、Ud、Uco有關(guān)。三、熱繼電器利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電器。常用于電動(dòng)機(jī)的（長(zhǎng)時(shí)間）過(guò)載保護(hù)（一） 結(jié)構(gòu)和工作原理 熱元件串接于定子繞組中熱繼電器 雙金屬片感測(cè)元件 觸頭 工作原理示意圖：參見(jiàn)教材P26 Fig1-32熱慣性，不能作瞬時(shí)過(guò)載保護(hù)，更不能作短路保護(hù)，熱繼電器有單相、二相及三相式，其中三相式還分為有斷相保護(hù)（用于電動(dòng)機(jī)連接情況）和無(wú)斷相保護(hù)的。 圖形符號(hào)及文字符號(hào)：參見(jiàn)教材P28 Fig1-34（二）型號(hào)及選用參見(jiàn)教材P27四、速度繼電器用于籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制（又稱反接制動(dòng)繼電器）結(jié)構(gòu)和工作原理： 轉(zhuǎn)子圓柱型永

38、久磁鐵速度繼電器 定子籠型空心圓環(huán)，矽鋼片疊成，裝有籠型繞組（與籠形電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相類似） 觸頭工作原理示意圖：參見(jiàn)教材P28 Fig1-35轉(zhuǎn)子的軸與被控電動(dòng)機(jī)的軸相連接，定子空套在轉(zhuǎn)子上。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)（使永久磁鐵的磁場(chǎng)變成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)）定子內(nèi)的短路籠形導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電勢(shì)并產(chǎn)生電流電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩定子轉(zhuǎn)動(dòng)至一定角度擺錘推動(dòng)簧片動(dòng)作觸頭動(dòng)作。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于某值，轉(zhuǎn)矩減小觸頭復(fù)位。即：轉(zhuǎn)速正常時(shí)，常開(kāi)閉合，常閉打開(kāi)。圖形符號(hào)和文字符號(hào)：參見(jiàn)教材P28 Fig1-36 作業(yè)：P29 思考題與習(xí)題 9， 15，16第二章 典型電氣控制電路分析 主電路從電源到電動(dòng)機(jī)

39、大電流通過(guò)的路徑 電氣原理圖 控制電路 輔助電路 照明電路 信號(hào)電路 保護(hù)電路第一節(jié) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)控制一、單向全壓起動(dòng)控制線路 （參見(jiàn)教材P30 Fig2-1）1 線路工作原理：合上QS，主電路接通三相電源等待、控制線路通電按下SB2KM線圈得電 主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行 輔助常開(kāi)閉合，自鎖按下SB1KM線圈失電主觸頭及輔助觸頭復(fù)位電動(dòng)機(jī)斷電，停止運(yùn)行2 保護(hù)環(huán)節(jié)熔斷器FU（短路保護(hù)）、 熱繼電器FR（過(guò)載保護(hù)）接觸器的電磁機(jī)構(gòu)（失壓、欠壓保護(hù)）二、電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制線路 （參見(jiàn)教材P31 Fig2-2 b）圖b為帶手動(dòng)開(kāi)關(guān)SA的點(diǎn)動(dòng)控制線路：SB2實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，SA合上即可實(shí)現(xiàn)連

40、續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。分析圖d工作原理如下：1. 點(diǎn)動(dòng)控制 按下SB2KA線圈得電 KA常閉打開(kāi)阻斷自鎖 KA常開(kāi)閉合KM線圈得電主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行 放開(kāi)SB2KA線圈失電KA觸頭復(fù)位KM線圈失電主觸頭打開(kāi)電動(dòng)機(jī)停2. 連續(xù)控制按下SB3KM線圈得電 主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)起動(dòng)連續(xù)運(yùn)行 輔助常開(kāi)閉合，自鎖按下SB1KM線圈失電主觸頭及輔助觸頭復(fù)位電動(dòng)機(jī)斷電，停止運(yùn)行 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路在生產(chǎn)加工過(guò)程中，往往要求電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行。若將接至電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，即可實(shí)現(xiàn)逆向運(yùn)行。單向全壓起動(dòng)控制 點(diǎn)動(dòng)控制線路（b）自動(dòng)往復(fù)循環(huán)控制線路 A） 電動(dòng)機(jī)正停反（缺點(diǎn)：必須先停

41、機(jī)再切換） 控制線路：參見(jiàn)教材P32 Fig2-3a。 控制過(guò)程： 主電路： 合上轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QS控制回路接通電源 控制回路：（1）按下SB2KM1線圈得電 主觸頭吸合，電機(jī)正轉(zhuǎn) 輔助常開(kāi)閉合，自鎖 輔助常閉斷開(kāi)，阻斷（互鎖）KM2（2）SB1按下KM1失電 主觸頭斷開(kāi)電機(jī)停轉(zhuǎn)各觸頭復(fù)位（3）SB3按下KM2線圈得電 主觸頭吸合，電機(jī)反轉(zhuǎn) 輔助常開(kāi)閉合，自鎖 輔助常閉斷開(kāi)，阻斷（互鎖）KM1 B） 電動(dòng)機(jī)正反停（優(yōu)點(diǎn)：不必停機(jī)即可切換；且按鈕和接觸器均有互鎖電路，分別稱為機(jī)械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖，工作可靠）控制線路：參見(jiàn)教材P32 Fig2-3b?？刂七^(guò)程： （1）SB2復(fù)合按鈕按下 KM1支路通線圈得

42、電 主觸頭吸合，電機(jī)正轉(zhuǎn) 輔助常開(kāi)閉合，自鎖 輔助常閉斷開(kāi)，阻斷（互鎖）KM2 KM2支路斷 （2）SB3復(fù)合按鈕按下 KM2支路通線圈得電 主觸頭吸合，電機(jī)反轉(zhuǎn) 輔助常開(kāi)閉合，自鎖 輔助常閉斷開(kāi)，阻斷（互鎖）KM1KM1支路斷 （3）SB1按下線路失電電機(jī)停轉(zhuǎn)注意：按鈕開(kāi)關(guān)：常閉先斷，常開(kāi)后合（參見(jiàn)教材P17 Fig1-18）四、自動(dòng)往復(fù)行程控制線路 控制線路可自行分析：參見(jiàn)教材P33 Fig2-4五、順序循環(huán)控制線路生產(chǎn)實(shí)踐中常要求各種運(yùn)動(dòng)部件之間能夠?qū)崿F(xiàn)按順序工作。例如，車(chē)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要求油泵先給齒輪箱提供潤(rùn)滑油，即要求保證潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)才允許起動(dòng)，也就是控制對(duì)象對(duì)控制線

43、路提出了按順序工作的聯(lián)鎖要求。如下（a）圖的控制線路，主電路中M1為油泵電動(dòng)機(jī)，M2為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，控制線路中，將控制油泵電動(dòng)機(jī)的接觸器KM1的常開(kāi)輔助觸頭串入控制主電動(dòng)機(jī)的接觸器KM2的線圈電路中，即可實(shí)現(xiàn)按順序工作的聯(lián)鎖要求，（b）圖則是利用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)順序控制?？刂凭€路：第二節(jié) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制降壓起動(dòng)起動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓目的 減小起動(dòng)電流一、 定子串電阻降壓起動(dòng)控制線路 *（參見(jiàn)教材P35 Fig2-5）二、星型三角形降壓起動(dòng)控制線路（4kw以上）Y降壓起動(dòng)的原理：把正常運(yùn)行時(shí)，定子繞組應(yīng)作三角形聯(lián)接的籠型異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)接成Y形，起動(dòng)電壓從380V2

44、20V，從而減小起動(dòng)電流。待轉(zhuǎn)速上升后，再改接成聯(lián)結(jié)，投入正常運(yùn)行。這是一種最常用的降壓起動(dòng)。 （起動(dòng)電壓） （起動(dòng)轉(zhuǎn)矩） （起動(dòng)電流） A） 兩個(gè)接觸器的星形三角形降壓起動(dòng)電路（電動(dòng)機(jī)功率13kW以下） 控制線路：參見(jiàn)教材P35 Fig2-6 控制過(guò)程：主回路：合上轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)QS 控制線路接通電源 控制回路： （1）SB2復(fù)合按鈕按下 KT時(shí)間繼電器得電（通電延時(shí)） KM1線圈經(jīng)KT延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)得電 KM1主觸頭吸合（主回路）電動(dòng)機(jī)Y形連接起動(dòng) KM1常開(kāi)觸頭閉合,自鎖 KM1常閉觸頭斷開(kāi),互鎖KM2 （2）KT整定時(shí)間到 延時(shí)斷開(kāi)常閉觸頭斷（先）KM1失電電機(jī)斷電 延時(shí)吸合常開(kāi)觸頭合（后）K

45、M2線圈得電 （路徑:KT延時(shí)吸合觸頭SB2的復(fù)合按鈕（下）KM1常閉觸頭） KM2主觸頭吸合電機(jī)改為聯(lián)接（主回路） 電機(jī)運(yùn)行 KM2常開(kāi)觸頭閉合,自鎖KM1重新得電缺點(diǎn): 起動(dòng)過(guò)程中,KT延時(shí)斷開(kāi)常閉觸頭先斷,而延時(shí)吸合常開(kāi)觸頭后合,使有一瞬間 KM1失電,電機(jī)斷電.后經(jīng)KM2自鎖,才使KM1重新得電,會(huì)引起第二次起動(dòng)電流.（但由于慣性,電機(jī)未完全停止,起動(dòng)電流不會(huì)很大.） KT在起動(dòng)及電機(jī)運(yùn)行中始終通電,對(duì)KT不利，同時(shí)增加了故障點(diǎn)。電機(jī)的Y換接由兩對(duì)KM2的常閉觸頭實(shí)現(xiàn)，觸點(diǎn)容量較小，容易在換接過(guò)程中磨損。B) 三個(gè)接觸器的星形三角形降壓起動(dòng)電路（目前一般4kW籠形異步電動(dòng)機(jī)均采用） 控制線路: 參見(jiàn)教材P36 Fig 2-7 控制過(guò)程: 主回路：合上QS控制線路接上電源控制回路：（1）SB2按鈕按下 KM1線圈得電 主觸頭吸合 電動(dòng)機(jī)Y 常開(kāi)觸頭吸合，自鎖 聯(lián)接起動(dòng) KM3線圈得電主觸頭吸合電機(jī)Y聯(lián)接 KT得電（2）KT整定時(shí)間到 延時(shí)斷開(kāi)觸點(diǎn)斷（先）KM3失電主觸頭斷開(kāi) 常閉復(fù)原 延時(shí)吸合觸點(diǎn)合（后） KM2線圈得電 主觸頭吸合電動(dòng)機(jī)聯(lián)接運(yùn)行 常開(kāi)觸點(diǎn)吸合自鎖 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，與KM3互鎖，并令KT斷電相對(duì)于“兩個(gè)接觸器的Y降壓起動(dòng)控制線路”其優(yōu)點(diǎn)：1） KT僅在起動(dòng)過(guò)程中通電，Y換接后，KT即被斷電。2） 接觸器主觸頭直接與電源相連，不會(huì)出現(xiàn)停機(jī)再