電氣控制與PLC-第一章

1、電電 氣氣 控控 制制 與可編程控制器技術(shù)與可編程控制器技術(shù)2緒 論電氣控制的發(fā)展概況 1. 成組拖動(dòng) 2. 單電機(jī)拖動(dòng) 3. 多電機(jī)拖動(dòng) 4. PLC 5. 計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)，CAM，智能機(jī)器人3目目 錄錄第一篇第一篇 電氣控制部分電氣控制部分第一章第一章 常用低壓電器常用低壓電器1-1 電器的功能、分類(lèi)和工作原理電器的功能、分類(lèi)和工作原理1-2 電氣控制中常用電器電氣控制中常用電器1-3 主令電器主令電器1-4 動(dòng)力線路中常用電器動(dòng)力線路中常用電器1-5 智能電器智能電器41.1 1.1 電器功能、分類(lèi)電器功能、分類(lèi) 和工作原理和工作原理一、一、 電電 器器定義：一種根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手

2、動(dòng)或自定義：一種根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開(kāi)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)動(dòng)地接通、斷開(kāi)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備元件或設(shè)備基本功能：實(shí)現(xiàn)電路的通與斷基本功能：實(shí)現(xiàn)電路的通與斷第第一一章章5二、電器的分類(lèi)按工作電壓等級(jí)分類(lèi)按工作電壓等級(jí)分類(lèi)高壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V以上低壓電器：交流額定電壓1200V，直流額定電壓1500V以下按動(dòng)作原理分類(lèi)按動(dòng)作原理分類(lèi)手動(dòng)電器和自動(dòng)電器按用途分類(lèi)按用途分類(lèi)控制電器、配電電器、主令電器、保護(hù)電器和執(zhí)行電器6三、電磁式電器工作原理：電磁感

3、應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理電磁式電器由檢測(cè)部分檢測(cè)部分和執(zhí)行部分執(zhí)行部分組成，即電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)。7電磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式由吸引線圈、鐵心和銜鐵組成。按銜鐵的運(yùn)動(dòng)方式分為直動(dòng)式直動(dòng)式和拍合式拍合式。8電磁結(jié)構(gòu)工作原理電磁鐵工作時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁通作用于銜鐵，產(chǎn)生電磁吸力，使銜鐵產(chǎn)生機(jī)械位移銜鐵復(fù)位時(shí)，復(fù)位彈簧將銜鐵拉回原位9電磁結(jié)構(gòu)工作特性1、吸力特性、吸力特性 是指電磁吸力是指電磁吸力Fat隨銜鐵與隨銜鐵與鐵心間氣隙鐵心間氣隙變化的關(guān)系曲線。變化的關(guān)系曲線。2、反力特性、反力特性 是指反作用力是指反作用力Fr隨銜鐵與隨銜鐵與鐵心間氣隙鐵心間氣隙變化的關(guān)系曲線。變化的關(guān)系曲線。10觸頭系統(tǒng)觸

4、頭是電磁式電器的執(zhí)行元件，用來(lái)接觸頭是電磁式電器的執(zhí)行元件，用來(lái)接通或者斷開(kāi)控制電路。通或者斷開(kāi)控制電路。按其所控制的電路分為主觸頭和輔助觸頭按其所控制的電路分為主觸頭和輔助觸頭按觸頭原始狀態(tài)分為常開(kāi)觸頭和常閉觸頭按觸頭原始狀態(tài)分為常開(kāi)觸頭和常閉觸頭按觸頭結(jié)構(gòu)形式分為橋形觸頭和指形觸頭按觸頭結(jié)構(gòu)形式分為橋形觸頭和指形觸頭按觸頭接觸形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接按觸頭接觸形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸三種觸三種1112電弧與滅弧電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過(guò)渡到斷電弧產(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)程中產(chǎn)生的電弧。氣體放電開(kāi)狀態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生的電弧。氣體放電形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。形式

5、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。高的溫度和密度很大的電流。13常用的滅弧裝置（一）14常用的滅弧裝置（二）15常用的滅弧裝置（三）161.2 1.2 電氣控制中常用電器電氣控制中常用電器一、低壓隔離器一、低壓隔離器作用作用：電源切除后，將電路電源切除后，將電路隔離隔離1. 1. 刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)操作：手動(dòng)推進(jìn)操作：手動(dòng)推進(jìn)文字符號(hào)：文字符號(hào)：QS圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：172 2、組合開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)v組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu) 組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它的它的動(dòng)、靜觸頭分別疊裝動(dòng)、靜觸頭分別

6、疊裝于數(shù)層絕緣殼內(nèi)于數(shù)層絕緣殼內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，每層動(dòng)觸頭隨方手柄時(shí)，每層動(dòng)觸頭隨方形軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)、靜形軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)、靜觸頭接通或者斷開(kāi)觸頭接通或者斷開(kāi)。182 2、組合開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)作用：作用：1、小容量電源開(kāi)關(guān)、小容量電源開(kāi)關(guān)2、非頻繁操作的電動(dòng)、非頻繁操作的電動(dòng)機(jī)起、停開(kāi)關(guān)機(jī)起、停開(kāi)關(guān)文字符號(hào)：文字符號(hào)：QS圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：操作：手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作：手動(dòng)旋轉(zhuǎn)19二、熔斷器作用：是一種保護(hù)電器，作用：是一種保護(hù)電器， 短路保護(hù)作用短路保護(hù)作用結(jié)構(gòu)：熔體、熔斷管組成結(jié)構(gòu)：熔體、熔斷管組成工作原理：熔體發(fā)熱熔斷工作原理：熔體發(fā)熱熔斷 保護(hù)特性：安秒特性曲線保護(hù)特性：安秒特性曲線

7、文字符號(hào)：文字符號(hào)：FU 圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：FU202. 熔斷器的選擇熔斷器類(lèi)型的選擇 由電控系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)決定熔斷器額定電壓 熔斷器的額定電壓不小于實(shí)際電路工作電壓熔斷器額定電流 熔斷器額定電流不小于熔體額定電流21熔體額定電流的確定（1）對(duì)于電阻性負(fù)載，熔體的額定電流等于或略大于電路的工作電流對(duì)于電容器設(shè)備的容性負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)大于電容器額定電流的1.6倍考慮電動(dòng)機(jī)電流沖擊的影響單臺(tái)電動(dòng)機(jī)：多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：NNMAXfNIII)5 . 25 . 1 (和其余電動(dòng)機(jī)額定電流之額定電流容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)額定電流:NNMAXNIIINfNII)5 . 25 . 1 (22熔體額定電流的

8、確定（2）電路中兩級(jí)都裝有熔斷器 為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上下級(jí)熔斷器之間應(yīng)有良好的配合關(guān)系，上級(jí)熔斷器的 熔體額定電流比下級(jí)大12個(gè)級(jí)差。 23三、控制繼電器繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，使其繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，使其自身的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。自身的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的自動(dòng)控制電器。分類(lèi) 原理分：電磁式、感應(yīng)式、熱繼電器等原理分：電磁式、感應(yīng)式、熱繼電器等 用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器 參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器等參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器等 輸出形式分：有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器輸出形式分：有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器24繼電器的繼電

9、特性 x2：繼電器吸合值 x1：繼電器釋放值繼電器的重要參數(shù)返回系數(shù)吸合時(shí)間和釋放時(shí)間 影響繼電器的操作頻率21xxk 25（一） 電磁式繼電器261 1、電流繼電器、電流繼電器作用：反映輸入電流信號(hào)的變化。作用：反映輸入電流信號(hào)的變化。接線：繼電器線圈串接于被測(cè)電路中；接線：繼電器線圈串接于被測(cè)電路中；繼電器觸頭接于控制電路中繼電器觸頭接于控制電路中特點(diǎn)：線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，阻抗小特點(diǎn)：線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，阻抗小文字符號(hào)：文字符號(hào)：KI圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：分類(lèi)：欠電流繼電器和過(guò)電流繼電器分類(lèi)：欠電流繼電器和過(guò)電流繼電器 KI KI KI27欠電流繼電器欠電流繼電器吸合電流吸合電流是線圈額定電

10、流的30% 65%，釋放電流釋放電流是線圈額定電流的10% 20% .思考題： 正常工作的時(shí)候，欠電流繼電器始終是（ ）的。當(dāng)電流降至額定電流的20%以下時(shí)，欠電流繼電器（ ），從而改變電路的狀態(tài)。 A.吸合 B.釋放 AB282 2、電壓繼電器、電壓繼電器作用：檢測(cè)輸入電壓信號(hào)的變化。作用：檢測(cè)輸入電壓信號(hào)的變化。接線：繼電器線圈并聯(lián)于被測(cè)電路中；繼電器接線：繼電器線圈并聯(lián)于被測(cè)電路中；繼電器 觸頭接于控制電路中觸頭接于控制電路中特點(diǎn)：線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，阻抗大特點(diǎn)：線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，阻抗大文字符號(hào)：文字符號(hào)：KV圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：分類(lèi)：過(guò)電壓繼電器、欠（零）電壓繼電器分類(lèi)：過(guò)電壓繼電器

11、、欠（零）電壓繼電器293 3、中間繼電器、中間繼電器實(shí)質(zhì)：電壓繼電器實(shí)質(zhì)：電壓繼電器作用：用于控制電路作用：用于控制電路中觸頭容量與數(shù)量的中觸頭容量與數(shù)量的擴(kuò)展，起到中間放大擴(kuò)展，起到中間放大的作用。的作用。文字符號(hào)：文字符號(hào)：KA圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：KAKAKA304、 電磁式繼電器的整定l調(diào)整釋放彈簧的松緊程度l改變非磁性墊片的厚度5、電磁式繼電器的選擇31（二）時(shí)間繼電器定義：定義：凡是敏感元件獲得信號(hào)之后，其觸頭經(jīng)過(guò)一凡是敏感元件獲得信號(hào)之后，其觸頭經(jīng)過(guò)一定延時(shí)再動(dòng)作的繼電器。定延時(shí)再動(dòng)作的繼電器。延時(shí)方式：延時(shí)方式：通電延時(shí)和斷電延時(shí)通電延時(shí)和斷電延時(shí)分類(lèi)：分類(lèi)：電磁阻尼式、空氣阻

12、尼式、電子式和電動(dòng)機(jī)電磁阻尼式、空氣阻尼式、電子式和電動(dòng)機(jī)式式321、 直流電磁式時(shí)間繼電器阻尼銅套332、空氣阻尼式時(shí)間繼電器3435時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)36（三）熱繼電器（三）熱繼電器作用：用于電動(dòng)機(jī)過(guò)作用：用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)載保護(hù)結(jié)構(gòu)：熱元件、雙金結(jié)構(gòu)：熱元件、雙金屬片和觸頭部分屬片和觸頭部分工作原理：工作原理：特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有具有熱慣性熱慣性，只能用于過(guò)載保護(hù)只能用于過(guò)載保護(hù)，不能用于短路保護(hù)。不能用于短路保護(hù)。37熱繼電器文字符號(hào)：熱繼電器文字符號(hào)：FR圖形符號(hào)：圖形符號(hào)：3839（四）速度繼電器速度繼電器結(jié)構(gòu)原理速度繼電器圖形符號(hào)及文字符號(hào)40小 結(jié)411-3 1-3 主令電器主令

13、電器是用來(lái)發(fā)布命令，可以直接或主令電器是用來(lái)發(fā)布命令，可以直接或者通過(guò)電磁式電器間接作用于控制電路者通過(guò)電磁式電器間接作用于控制電路的電器。的電器。常見(jiàn)的主令電器有：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、常見(jiàn)的主令電器有：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器、接近開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器、腳踏開(kāi)關(guān)等。腳踏開(kāi)關(guān)等。42按鈕的結(jié)構(gòu)：按鈕的結(jié)構(gòu)： 由按鈕帽、復(fù)位彈簧、由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成。橋式觸頭和外殼組成。 初初態(tài)態(tài) 按按下下 復(fù)復(fù)位位 常常開(kāi)開(kāi)觸觸頭頭 斷斷 通通 斷斷 常常閉閉觸觸頭頭 通通 斷斷 通通 一、按 鈕43按鈕的圖形符號(hào)44按鈕型號(hào)的含義LA25-12D25系列帶有

14、一個(gè)常閉觸頭，兩個(gè)常開(kāi)觸頭的帶燈按鈕45GB522685對(duì)按鈕顏色的規(guī)定作用顏色停止和急停紅色啟動(dòng)綠色啟動(dòng)和停止交替動(dòng)作 黑、白或灰色點(diǎn)動(dòng)黑色復(fù)位藍(lán)色46二、行程開(kāi)關(guān)二、行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)又稱為位置開(kāi)關(guān)，接觸式行程開(kāi)關(guān)是一種利用生產(chǎn)機(jī)械行程開(kāi)關(guān)又稱為位置開(kāi)關(guān)，接觸式行程開(kāi)關(guān)是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制指令的主令電器。某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制指令的主令電器。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)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)47行程開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)行程開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)48接近式行程開(kāi)關(guān)：非接觸式的、無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)。接近式行程開(kāi)關(guān)：非接觸式的、無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)

15、。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)，用于行程控制和限位保護(hù)，還可用于高頻計(jì)數(shù)、號(hào)，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)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。銜接等。 49主令控制器和凸輪控制器主令控制器和凸輪控制器頻繁按順序切換多個(gè)控制電路的主令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)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。及其他生產(chǎn)機(jī)械的遠(yuǎn)距離控制。大型手動(dòng)控制器。主要用于起重設(shè)備大型手動(dòng)控制器。主要用于

16、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、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)等調(diào)速、換向和制動(dòng)等 。 50第四節(jié) 動(dòng)力線路中常用電器一、低壓斷路器一、低壓斷路器51（一）低壓斷路器的結(jié)構(gòu)原理52（二）低壓斷路器文字圖形符號(hào)53（三）低壓斷路器的選擇 低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或者等于線路、設(shè)備的低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或者等于線路、設(shè)備的正常工作電流和額定電壓。正常工作電流和額定電壓。 低壓斷路器的極限通斷能力（分?jǐn)喽搪冯娏鳎?yīng)等于或者略大于低壓斷路器的極限通斷能力（分?jǐn)喽搪冯娏鳎?yīng)等于或者略大于線路最大短路電流。線路最大短路電流。

17、 斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于線路額定電壓。斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于線路額定電壓。 斷路器過(guò)電流脫扣器額定電流大于或者等于線路的最大負(fù)載電流。斷路器過(guò)電流脫扣器額定電流大于或者等于線路的最大負(fù)載電流。54二、接觸器二、接觸器頻繁地接通或斷開(kāi)大電流電路的自動(dòng)切換電頻繁地接通或斷開(kāi)大電流電路的自動(dòng)切換電器。主要用于控制電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其器。主要用于控制電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他電力負(fù)載。他電力負(fù)載。55 。 直流接觸器：直流接觸器： 。u線圈電流種類(lèi)與主觸點(diǎn)電流可以相同，線圈電流種類(lèi)與主觸點(diǎn)電流可以相同，也可以不同。也可以不同。56573、與繼電器的異同點(diǎn)與繼電器的異同點(diǎn) 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)： 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：繼電器用于切換小電流的控制和保護(hù)電路，無(wú)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；接觸器用來(lái)控制大電流電路，一般滅弧裝置；接觸器用來(lái)控制大電流電路，一般有滅弧裝置有滅弧裝置繼電器可以對(duì)各種輸入量的變化作出反應(yīng)；接繼電器可以對(duì)各種輸入量的變化作出反應(yīng)；接觸器只在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作。觸器只在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作。58595、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào)、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)及型號(hào) 額定電壓額定電壓 額定電流額定電流 吸引線圈的額定電壓吸引線圈的額定電壓 電氣壽命和機(jī)械壽命電氣壽命和機(jī)械壽命額定操作頻率額定操作頻率主觸點(diǎn)的額定工作電壓主觸點(diǎn)的額定工作電壓直流有：直流有：