plc電氣控制線路基礎(chǔ)學習教案

1、會計學1plc電氣控制線路電氣控制線路(xinl)基礎(chǔ)基礎(chǔ)第一頁，共38頁。2.1 基本(jbn)電氣控制電路 電氣控制系統(tǒng)(xtng)：把各種有觸點的接觸器，繼電器，按鈕，行程開關(guān)等電氣元件，用導線按一定方式連接起來組成電氣控制電路。 電氣控制系統(tǒng)(xtng)用于實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)(xtng)的控制和過程控制。電氣控制系統(tǒng)(xtng)也稱繼電器接觸器控制系統(tǒng)(xtng)。 電氣圖：表達設備(shbi)的電氣控制系統(tǒng)的組成、分析控制系統(tǒng)工作原理以及安裝、調(diào)試、檢修控制系統(tǒng)。常用的電氣圖：電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。第1頁/共37頁第二頁，共38頁。1.電氣原理圖 電氣原理圖是表

2、達所有(suyu)電器元件的導電部件和接線端子之間的相互關(guān)系。電動機正反向運行(ynxng)控制電路 第2頁/共37頁第三頁，共38頁。2.電器元件布置圖 電氣元件布置圖主要(zhyo)用來表明各種電氣元件在機械設備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，為機械電氣控制設備的制造、安裝、維修提供必要的資料。第3頁/共37頁第四頁，共38頁。3.電器安裝接線圖 電氣安裝接線圖是用規(guī)定的圖形符號，根據(jù)原理圖，按各電器元件相對位置繪制的實際接線圖，它清楚地表明了各電器元件的相對位置和它們(t men)之間的電路連接的詳細信息。第4頁/共37頁第五頁，共38頁。第5頁/共37頁第六頁，共38頁。機床(jchu

3、ng)電氣控制繼電器控制(kngzh)PLC控制系統(tǒng)(kn zh x tn)低壓電器控制電路硬件軟件第6頁/共37頁第七頁，共38頁。繼電器控制系統(tǒng)(kn zh x tn)與PLC控制系統(tǒng)(kn zh x tn)l實現(xiàn)自動控制所采用的兩種不同手段。l它們的聯(lián)系是：l兩種方法基本上都可以實現(xiàn)同一種功能。它們的運用都需要“門電路”的知識。門電路就是“與門”、“非門”、“或門”之類的知識。l采用PLC控制，往往在采集輸入(shr)信號時，可能需要用到繼電器。在輸出控制信號時，還要用繼電器做“功率放大”- PLC控制系統(tǒng)可能包括繼電器接觸控制系統(tǒng)。第7頁/共37頁第八頁，共38頁。繼電器控制系統(tǒng)(kn

4、 zh x tn)與PLC控制系統(tǒng)(kn zh x tn)l區(qū)別：l兩種系統(tǒng)的最大差別，是實現(xiàn)控制邏輯所用的硬件不同。l繼電器控制系統(tǒng)，其邏輯功能由傳統(tǒng)的繼電器來完成的，比如控制時間，就有相應(xingyng)的時間繼電器。繼電器的動作一般與電磁有關(guān)。lPLC是可編程控制器，它是基于各種“門電路”的一種集成式的控制器。其式作狀況與計算機更接近些。對于已經(jīng)接好的線路，可以通過改變PCL的程序來改變控制邏輯和參數(shù)，具有更靈活的運用方式。l繼電器控制系統(tǒng)適用于簡單一些的邏輯控制，而PLC可以實現(xiàn)更復雜的邏輯控制。第8頁/共37頁第九頁，共38頁。鼠籠式異步電動機控制(kngzh)圖1 繼電器控制系統(tǒng)

5、(kn zh x tn)圖2 PLC控制(kngzh)的輸入輸出接線圖圖3 PLC控制的梯形圖主回路（動力回路）:大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件?？刂苹芈罚航佑|器和繼電器線圈等小電流線路；啟動按鈕停止按鈕第9頁/共37頁第十頁，共38頁。第10頁/共37頁第十一頁，共38頁。第11頁/共37頁第十二頁，共38頁。第12頁/共37頁第十三頁，共38頁。第13頁/共37頁第十四頁，共38頁。單向(dn xin)點動控制電路 第14頁/共37頁第十五頁，共38頁。單向(dn xin)自鎖控制電路 第15頁/共37頁第十六頁，共38頁。（1）（2）SB1-停止按鈕SB2-連續(xù)(l

6、inx)起動按鈕SB3-點動按鈕（1）中存在不足：點動時，若KM觸頭釋放時間按鈕恢復(huf)時間，點動結(jié)束，SB3常閉觸點復位時，KM常開觸點未及時斷開，KM繼續(xù)通電，無法實現(xiàn)點動。第16頁/共37頁第十七頁，共38頁。接觸器KM1和KM2觸點不可同時閉合，以免發(fā)生相間短路故障?；ユi：利用接觸器常閉輔助觸點互相制約的方法(fngf)稱為互鎖。而這兩個常閉輔助觸點(KM1,KM2)稱為互鎖觸點。2正一反一停(y tn)控制電路1.正停反控制電路第17頁/共37頁第十八頁，共38頁。第18頁/共37頁第十九頁，共38頁。第19頁/共37頁第二十頁，共38頁。第20頁/共37頁第二十一頁，共38頁

7、。Y: 每相繞組(roz)220V : 每相繞組380V 第21頁/共37頁第二十二頁，共38頁。SBSB2 2 SB SB1 1 KM KM2 2 FU FU1 1 KM KM1 1 KM KM1 1 KM KM2 2 KM KM3 3KMKM3 3KMKM3 3 KM KM1 1MM3 3 KTKT KM KM2 2V V1 1WW1 1U U1 1WW2 2 U U2 2V V2 2KMKM3 3L L3 3L L1 1L L2 2QFQFKTKTuSB2閉合；uKM3主觸點閉合，星形起動(q dn)；uKM2主觸點閉合，三角形運行。第22頁/共37頁第二十三頁，共38頁。u原理：起動時

8、三相定子繞組串接電阻R，降低定子繞組電壓，以減小起動電流(dinli)。起動結(jié)束應將電阻短接。 u剛起動SB2電流(dinli)繼電器KA1，KA2線圈得電控制電路中的常閉觸點KA1，KA2斷開KM2，KM3不得電，R1，R2接入轉(zhuǎn)子電路中。u轉(zhuǎn)速升高電流減小 KA1釋放 KM2得電，主觸點閉合，切除R1 電流增大轉(zhuǎn)速升高電流減小 KA2釋放 KM3得電，主觸點閉合，切除R2。第23頁/共37頁第二十四頁，共38頁。u電氣制動：反接制動、能耗(nn ho)制動、回饋制動 u原理：制動時使電動機產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子原轉(zhuǎn)向(zhunxing)相反的制動轉(zhuǎn)矩。u1、反接制動u原理：改變電動機任意兩相電源相序以

9、產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。u特點：設備簡單，制動力矩較大，沖擊強烈，準確度不高。u適用場合：要求制動迅速，制動不頻繁（如各種機床的主軸制動）。u啟動時，按SB2u制動時，按SB1第24頁/共37頁第二十五頁，共38頁。（一）多地點(ddin)控制（二）順序(shnx)啟動(手動)KMSB1,SB2：停止按鈕SB3,SB4：啟動按鈕uM1M2uSB2:M1啟動uSB4:M2啟動第25頁/共37頁第二十六頁，共38頁。液壓控制(kngzh)回路第26頁/共37頁第二十七頁，共38頁。聯(lián)鎖控制：電氣控制電路(dinl)中，各電器之間的互相制約、互相配合的控制如：順序控制，電動機正，反轉(zhuǎn)控制電路，單相點動、自鎖混

10、合控制電路關(guān)鍵第27頁/共37頁第二十八頁，共38頁。u星形三角形降壓起動控制電路時間作為(zuwi)控制參量。 u在自動往返控制電路中，選擇運動部件的行程作為控制參量。 u反接制動控制電路中，選擇速度作為控制參量。 u繞線式異步電動機的控制電路 ，選擇電流作為控制參量。 u控制過程中選擇電壓、壓力、溫度等控制參量進行控制的方式分別稱為電壓原則、壓力原則、溫度原則 。按控制過程的變化參量進行控制的關(guān)鍵是正確選擇控制參量、確定控制原則，并選定能反映該控制參量變化的電器元件。例如按時間原則控制時應選定時間繼電器來反映時間參量的變化 第28頁/共37頁第二十九頁，共38頁。 電氣控制的保護環(huán)節(jié)非常多

11、，在電氣控制線路中： 最為常用的是熔斷器及斷路器，應用方法是串聯(lián)在回路中，其分斷作用是當線路電流超過其允許最大電流時熔斷或跳保護。（自動空氣開關(guān)/斷路器作用：可實現(xiàn)短路、過載(guzi)、失壓保護 ）（熔斷器作用：用于短路保護） 第二類較常用的保護環(huán)節(jié)是電動機保護，如熱保護繼電器，當電動機過載(guzi)、缺相及三相電流不平衡時跳保護。 電氣控制線路常設有以下保護環(huán)節(jié)： 1) 短路保護 當電路發(fā)生短路時，短路電流會引起電器設備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動力，使電機和電路中的各種電器設備產(chǎn)生機械性損壞，因此當電路出現(xiàn)短路電流時，必須迅速而可靠的斷開電源。電氣控制常用的保護(boh)環(huán)節(jié)第29頁/共3

12、7頁第三十頁，共38頁。圖 (a)為采用熔斷器作短路保護的電路。 當主電機容量較小，其控制電路不需另設熔斷器，主電路中熔斷器也作為控制電路的短路保護。 當主電機容量較大，則控制電路一定要單獨設置短路保護熔斷器。圖 (b)為采用自動開關(guān)作短路保護的電路。 既作為短路保護，又作為過載保護，其過流線圈用做短路保護。線路出故障時，自動開關(guān)動作，事故處理完重新合上開關(guān)，線路則重新運行(ynxng)工作。低壓(dy)斷路器（自動空氣斷路器、 自動空氣開關(guān)、 自動開關(guān)）QSQF第30頁/共37頁第三十一頁，共38頁。 2) 過電流保護 不正確的啟動和過大負載，常常引起電動機產(chǎn)生很大的過電流，特別是對頻繁啟動

13、和正反轉(zhuǎn)重復(chngf)短時工作的電動機，在其運行過程中產(chǎn)生過電流的可能性更大，盡管由此引起的過電流一般比短路電流要小，但對電機的影響比較大，常常會引起電機的內(nèi)部部件損壞，因此，要進行過電流保護。 過電流保護一般采用過電流繼電器。過流保護分為定時限(shxin)過流保護和反時限(shxin)過流保護。 1) 繼電保護的動作時間固定不變，與短路電流的大小無關(guān)，成為定時限(shxin)過流繼電保護。定時限(shxin)過流繼電保護的時間是由時間繼電器設定的，時間繼電器在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，使用時可根據(jù)給定時間進行整定。 2) 繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比，稱為反時限(shxin)過

14、流繼電保護。短路電流越大，這種保護動作的時間越短；短路電流越小，保護動作的時間越長。 第31頁/共37頁第三十二頁，共38頁。定時限過電流保護的動作原理：當流過系統(tǒng)的電流值超過過電流保護裝置整定的動作值，且經(jīng)過(jnggu)一定的時間延時后使保護裝置動作，切斷故障電路。保護過程：當電動機啟動時，延時繼電器KT的常閉觸點閉合著，過電流繼電器的過電流線圈不接入電路，這時，雖然(surn)啟動電流很大，但過電流保護不動作，啟動結(jié)束后，KT的常閉觸點經(jīng)過延時已經(jīng)斷開，過電流繼電器開始起保護作用。第32頁/共37頁第三十三頁，共38頁。 3) 過載保護 電動機長期超載運行，其繞組的溫升將超過允許值而損壞

15、，所以應設過載保護環(huán)節(jié)。過載保護一般采用熱繼電器作為保護元件。熱繼電器具有反時限特性，由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會受短路電流的沖擊而瞬時動作；當有8-10倍額定電流通過熱繼電器時，需經(jīng)1s-3s動作，這樣，在熱繼電器動作前，熱繼電器的發(fā)熱(f r)元件可能已燒壞。所以，在使用熱繼電器做過載保護時，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。第33頁/共37頁第三十四頁，共38頁。圖 (a)所示為兩相保護，適用于保護電動機任一相斷線或三相均衡過載時。但當三相電源發(fā)生嚴重不平衡或電動機內(nèi)部(nib)短路、絕緣不良等，有可能使某一相電流比其他兩相高，則上述兩電路就不能可靠進行保護。圖 (b)為三相保護，

16、可以可靠的保護電動機的各種過載情況。QSQS第34頁/共37頁第三十五頁，共38頁。 4) 失壓保護 在電動機正常工作時，如果因為(yn wi)電源的關(guān)閉而使電動機停轉(zhuǎn)，那么，在電源電壓恢復時，電動機就會自行啟動。電動機的自啟動可能造成人身事故或設備事故。防止電壓恢復時電動機自啟動的保護稱失壓保護。它是通過并聯(lián)在啟動按鈕上的接觸器的常開觸頭來實現(xiàn)失壓保護的，即自鎖控制，如圖所示。 采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓85%時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；另外，在電源停電后突然再來電(li din)時，可避免電機自動起動而傷人。第35頁/共37頁第三十六頁，共38頁。 5) 弱磁保護 直流并勵電動機、復勵電動機在磁場減弱或磁場消失時，會引起電動機“飛車”。因此，要加強弱磁保護環(huán)節(jié)。弱磁繼電器的吸合值，一般整定為額定勵磁電流的倍。對于調(diào)磁調(diào)速的電機，弱磁繼電器的釋放值為最小勵磁電流的倍。 6) 極限保護 某些直線運動的生產(chǎn)機械常設極限保護，該保護是由行程開關(guān)來實現(xiàn)(shxin)的。如龍門刨床的刨臺，設有前后極限保護；礦井提升機，設上、下極限保護。溫度、壓力、液位等在生產(chǎn)過程中可根據(jù)生產(chǎn)機械和