S7-2000 PLC繼電接觸控制系統(tǒng)

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繼電接觸控制系統(tǒng)

一、各種控制電器控制電器：接通和斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)類(lèi)電器；或調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)作用的控制類(lèi)電器。例如，對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制，要根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行起動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)控制。這就必須用到開(kāi)關(guān)、繼電器等控制電器。低壓控制電器：小于交流1200V，或者小于直流1500V的控制電器。由控制電器組成的，完成某一控制功能的控制系統(tǒng)，就是繼電接觸（器）控制系統(tǒng)。2簡(jiǎn)單的電機(jī)控制電路——點(diǎn)動(dòng)控制

請(qǐng)根據(jù)自己的理解，思考一下控制過(guò)程、用到了哪些控制電器？31、斷路器斷路器可以分?jǐn)啻箅娏?，例如工作電流、短路故障電流等。斷路器符?hào)4具有過(guò)流（或短路）、欠壓（或失壓）保護(hù)功能的斷路器鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合

過(guò)流脫扣器

欠壓脫扣器連桿裝置釋放彈簧5分勵(lì)脫扣器急停按鈕過(guò)載保護(hù)過(guò)流保護(hù)失壓保護(hù)過(guò)電流脫扣器失電壓脫扣器熱脫扣器QF斷路器圖形符號(hào)（具有功能示意）具有過(guò)流（或短路）、過(guò)載（熱）、欠壓（或失壓）保護(hù)，并能遠(yuǎn)距離分?jǐn)啵ㄓ纸芯o急分?jǐn)唷⒓蓖＃┕δ艿臄嗦菲鳌?漏電保護(hù)功能——單相漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)

漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)原理圖

7三相漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)工作原理跳閘線圈Ｒ３、Ｒ４阻值很大，為可控硅Ｔ１、Ｔ２的均壓電阻。Ｋ１合上時(shí)，流經(jīng)跳閘線圈Ｌ的電流很小，不足以造成開(kāi)關(guān)跳閘。Ｋ２為試驗(yàn)按鈕，起模擬漏電的作用。跳閘線圈三相漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)工作原理跳閘線圈當(dāng)外線路有漏電或按壓試驗(yàn)按鈕Ｋ２時(shí)，穿過(guò)磁環(huán)的電流的矢量和不為零，磁環(huán)上的檢測(cè)線圈的ａ、ｂ兩端就有感應(yīng)電壓輸出，該電壓立即觸發(fā)Ｔ２導(dǎo)通。由于Ｃ２預(yù)先充有一定電壓，Ｔ２導(dǎo)通后，Ｃ２便經(jīng)Ｒ６、Ｒ５、Ｔ２放電，使Ｒ５上產(chǎn)生電壓觸發(fā)Ｔ１導(dǎo)通。跳閘線圈9三相漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)工作原理Ｔ１、Ｔ２導(dǎo)通后，流經(jīng)Ｌ的電流大增，使電磁鐵動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Ｋ１斷開(kāi)。Ｒ１為壓敏電阻，起過(guò)壓保護(hù)作用。跳閘線圈102、隔離開(kāi)關(guān)（刀閘）：隔離開(kāi)關(guān)只能分?jǐn)嘈‰娏骰蚩蛰d操作。

113、接觸器：小電流小電壓控制大電流大電壓?；竟ぷ髟硎抢秒姶盆F作用，使觸頭接通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電路通斷。應(yīng)用最多的一種電器。主要控制電動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)是：控制容量大、工作可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)對(duì)電路遠(yuǎn)距離頻繁通斷，還具有一些基本保護(hù)功能。分為交流接觸器和直流接觸器，二者之間的差異主要是滅弧方法不同。直流接觸器滅弧要求高。12a）接觸器外形b）接觸器內(nèi)部接觸器結(jié)構(gòu)示意圖13交流接觸器工作原理有三個(gè)常開(kāi)主觸點(diǎn)，一般至少有兩個(gè)輔助觸點(diǎn)。主觸點(diǎn)必須采取滅弧措施；輔助觸點(diǎn)滅弧能力弱，用來(lái)構(gòu)成控制電路。為了減小鐵損，交流接觸器的鐵心由硅鋼片疊成；為消除鐵心的顫動(dòng)和噪音，還要在鐵心的部分端面加上短路環(huán)。1415如何選用接觸器？額定工作電流（主觸點(diǎn)）Ie選擇，一般根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定電流IN計(jì)算：Ie≥KIN（K—裕度系數(shù)，一般取1～1.4。）CJ10系列接觸器主觸點(diǎn)的額定電流有5、10、20、40、75、120A等。工作電壓選擇：交流220、380、660V；直流24、220V等。電磁鐵線圈的電源種類(lèi)、頻率和額定電壓：如交流220、380V，直流5、24、220V等輔助觸點(diǎn)種類(lèi)、數(shù)量、額定電流。164、繼電器定義：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)接通和斷開(kāi)電路，完成控制或保護(hù)的功能。17電磁式繼電器：用的最多，最常見(jiàn)。18中間繼電器：是電磁式繼電器的一種，將電流、電壓“放大”。

19熱繼電器：感受電路中電流產(chǎn)生的熱量，轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)信號(hào)。在電路中用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。由發(fā)熱元件；雙金屬片；觸頭等組成。主電路中的畫(huà)法控制電路中的畫(huà)法KHKH動(dòng)作過(guò)程？20時(shí)間繼電器：是將進(jìn)行時(shí)間延遲，轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)信號(hào)的控制電器。時(shí)間繼電器是電路中控制動(dòng)作時(shí)間的繼電器，它是一種利用電磁原理或機(jī)械動(dòng)作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開(kāi)的控制電器。按其動(dòng)作原理與構(gòu)造的不同可分為電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式和晶體管式等類(lèi)型。21空氣阻尼式時(shí)間繼電器：通電延時(shí)型22空氣阻尼式時(shí)間繼電器：斷電延時(shí)型23V晶體管時(shí)間繼電器工作過(guò)程：S閉合后，V延時(shí)導(dǎo)通，KA吸合。當(dāng)S斷開(kāi)，V截止，KA釋放，24

工作過(guò)程：當(dāng)合上開(kāi)關(guān)S時(shí)(t=0)，電源電壓E通過(guò)電阻R開(kāi)始向電容C充電。剛開(kāi)始，穩(wěn)壓管VW不能導(dǎo)通，KA不能得電，處于釋放狀態(tài)；當(dāng)t=t1時(shí)，Uc增加到U1，于是VW被擊穿，三極管V導(dǎo)通，電源經(jīng)R與VW供給三極管V基極電流，集電極電流推動(dòng)繼電器KA吸合，達(dá)到延時(shí)動(dòng)作的目的。當(dāng)斷開(kāi)S時(shí)，C就通過(guò)VW與三極管V很快放電（此時(shí)它們的電阻很?。?，Uc很快下降，但當(dāng)Uc稍許減小后VW就恢復(fù)阻斷狀態(tài)；V截止，KA釋放，可見(jiàn)釋放過(guò)程是非?？斓模訒r(shí)很小，所以該繼電器為吸合延時(shí)，釋放后電容上電壓（電荷）將自然地放掉，到等于零時(shí)就可以接受下一次動(dòng)作了。延時(shí)的大小主要決定于充電過(guò)程的快慢，即決定于R和C的大小。調(diào)節(jié)旋鈕就是調(diào)節(jié)電阻R的大小。因此精度不大。25脈沖計(jì)數(shù)式電子時(shí)間繼電器

這種繼電器采用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率的脈沖進(jìn)行分頻和計(jì)數(shù)的延時(shí)環(huán)節(jié)來(lái)取代RC充放電的延時(shí)環(huán)節(jié)，精度高，缺點(diǎn)是抗干擾能力較差。26速度繼電器：感應(yīng)速度變化，轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)信號(hào)。一般情況下，速度繼電器的觸點(diǎn)，在轉(zhuǎn)速達(dá)120r／min時(shí)能動(dòng)作，100r／min左右時(shí)能恢復(fù)正常位置圖文符號(hào)275、熔斷器：在電路中主要起短路保護(hù)作用。由熔體和安裝熔體的絕緣管（絕緣座）組成。當(dāng)電路發(fā)生短路故障時(shí)，熔體被瞬時(shí)熔斷而分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。常用熔斷器（一）插入式熔斷器（用于低壓電路）（二）螺旋式熔斷器（用于機(jī)床電器控制）（三）無(wú)填料密閉式熔斷器（用于低壓電網(wǎng)）（四）有填料密閉式熔斷器（用于大電流）（五）快速熔斷器（用于半導(dǎo)體整流元件或整流裝置）（六）自恢復(fù)熔斷器（用于限制短路電流）286、按鈕：按下后能彈起復(fù)位的觸點(diǎn)。復(fù)合按鈕按鈕顏色含義說(shuō)明應(yīng)用示例紅緊急危險(xiǎn)或緊急情況操作急停停止黃異常異常情況操作干預(yù)制止異常情況綠正常正常情況下起動(dòng)操作起動(dòng)藍(lán)強(qiáng)制性要求強(qiáng)制情況下操作復(fù)位功能白、灰、黑未賦予特定含義起動(dòng)/接通（優(yōu)先）停止/斷開(kāi)297、位置開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)）：感受位置變化，轉(zhuǎn)化為觸點(diǎn)信號(hào)。30二、電機(jī)典型控制電路舉例1、點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行FU控制過(guò)程：1、按下按鈕SB—KM線圈得電—KM主觸點(diǎn)閉合—電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)2、松開(kāi)按鈕SB—KM線圈斷電—KM主觸點(diǎn)斷開(kāi)—電機(jī)停止具有的保護(hù)功能：1、短路保護(hù)——熔斷器；2、缺相、欠壓保護(hù)——接觸器注意：缺少熱繼312、連續(xù)運(yùn)行（長(zhǎng)動(dòng)）啟動(dòng)按鈕停止按鈕自保點(diǎn)具有的保護(hù)功能：1、短路保護(hù)——熔斷器；2、過(guò)載保護(hù)——熱繼電器。3、缺相、欠壓保護(hù)——接觸器FUKMSB1KMSB2KHM3~M3~ABCKMFUQSKH電流成回路，

只接兩相就可以。發(fā)熱元件發(fā)熱元件熱繼電器觸頭熱繼電器觸頭323、點(diǎn)動(dòng)+連續(xù)運(yùn)行第一種方法：用復(fù)合按鈕

SB3：點(diǎn)動(dòng)

SB2：長(zhǎng)動(dòng)特點(diǎn)：動(dòng)作不可靠第二種方法：加中間繼電器

SB：點(diǎn)動(dòng)

SB2：長(zhǎng)動(dòng)特點(diǎn)：動(dòng)作可靠體會(huì)什么是“先斷后通”KMSB1KMSB2KHSB3KMSB1KMSB2KHSB3SBKASB1KASB2KHKMKA334、兩地控制例如：甲、乙兩地同時(shí)控制一臺(tái)電機(jī)方法：“串停止，并起動(dòng)”。345、三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制（重點(diǎn)）

1）一般實(shí)現(xiàn)思路注意：要想改變轉(zhuǎn)向，必須先停車(chē)！否則接觸器短路。操作過(guò)程：SBF按下，電機(jī)正轉(zhuǎn)；

SB1按下，電機(jī)停車(chē)（必須）；

SBR按下，電機(jī)反轉(zhuǎn)。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMFKMFKMFSB1SBFKMFSB1SBFKMRKMRSBRKMRKMRSBRKMRSBRKH352）加電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制（重點(diǎn)）互鎖作用：正轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)按鈕SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)按鈕SBF不起作用。兩按鈕“不碰面”，避免造成主回路短路。注意：要想改變轉(zhuǎn)向，必需先停車(chē)。否則無(wú)效。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR363）加雙重互鎖（電氣互鎖、機(jī)械互鎖）的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制（重點(diǎn)）機(jī)械閉鎖和電氣互鎖的比較：相同之處：都是防止接觸器短路。不同之處：機(jī)械閉鎖更加可靠；同時(shí)可以使得電路不必先停車(chē)就可改變轉(zhuǎn)向。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR376、電機(jī)的行程控制：當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定位置時(shí)，借助行程開(kāi)關(guān)，控制電機(jī)的停車(chē)或往返運(yùn)行。

1）一般控制：限位停車(chē)控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASTASB3STBKMRKMRKMF限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)382）自動(dòng)往復(fù)關(guān)鍵措施：限位開(kāi)關(guān)采用復(fù)合式開(kāi)關(guān)。正向運(yùn)行停車(chē)的同時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)反向運(yùn)行；反之亦然。正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbKMRKMRSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTaSTb397、順序控制

1）控制要求：只有M1起動(dòng)后，M2才能起動(dòng)。只有先后順序要求，沒(méi)有延時(shí)要求。M2可單獨(dú)停。M1起動(dòng)M2起動(dòng)FUKM2KH2ABCFUM3~ABCKM1KH1M3~主電路FU2KM2ABCFUM3~ABCKM1M3~主電路ABCFU1M3~ABCKM1M3~主電路KM1KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KH1KM1KM1SB1SB2KM1SB1SB2KM1

控制電路2）M1起動(dòng)后，M2延時(shí)起動(dòng)（M2不能單獨(dú)停）。FUKM2KH2ABCFUM3~ABCKM1KH1M3~主電路FU2KM2ABCFUM3~ABCKM1M3~主電路ABCFU1M3~ABCKM1M3~主電路41下面兩個(gè)電路為電機(jī)順序起動(dòng)控制電路，分析有何不當(dāng)之處。42

M1起動(dòng)后，M2延時(shí)起動(dòng)，M2能單獨(dú)停438、三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)（重點(diǎn)）

1）Y－起動(dòng)KMFUQSKH電機(jī)繞組電機(jī)繞組A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主電路44Y－起動(dòng)控制電路KM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起動(dòng)控制電路KHKM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起動(dòng)KM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起動(dòng)KM-DKTKM-DKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMSB1SB2KMY－D起動(dòng)互鎖KMFUQSKH電機(jī)繞組電機(jī)繞組A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主電路45Y－起動(dòng)簡(jiǎn)化控制電路KMFUQSKH電機(jī)繞組電機(jī)繞組A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主電路462）自耦降壓起動(dòng)控制電路（重點(diǎn)）473）頻敏變阻器起動(dòng)頻敏變阻器：類(lèi)似于自耦降壓器。整塊鑄鋼鐵心，外布銅繞組。起動(dòng)過(guò)程中阻抗變化：1）等效電阻R開(kāi)始大，以后逐漸減小。起動(dòng)初始轉(zhuǎn)子電流大，頻率高，引起磁通飽和度大，渦流損耗大，等效電阻R大。2）感抗ωL變化不大。開(kāi)始時(shí)ω大，但磁通飽和，電感L小。結(jié)束時(shí)雖然ω小，但磁通不飽和，電感L大。因此始終ωL變化不大。因此，整個(gè)過(guò)程中，電阻R由大變小，感抗基本不變，因此叫頻敏變阻器。48頻敏變阻器起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，成本較低，維護(hù)方便，平滑啟動(dòng)。缺點(diǎn)：電感存在，cosΦ較低，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并不很大，適于繞線式電動(dòng)機(jī)輕載啟動(dòng)。49頻敏變阻器起動(dòng)控制電路509、制動(dòng)1）反接制動(dòng)反接制動(dòng)正常運(yùn)行當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100轉(zhuǎn)左右時(shí)，速度繼電器復(fù)位，反接制動(dòng)停止。51反接制動(dòng)控制圖的另一種畫(huà)法：豎排畫(huà)法522）正反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)533）電磁抱閘制動(dòng)

A、持續(xù)剎閘型電機(jī)運(yùn)行時(shí)不剎閘，電機(jī)停止時(shí)剎閘。優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)停車(chē)后，剎閘使電機(jī)不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，適合用于起重機(jī)。

缺點(diǎn)：電機(jī)運(yùn)行時(shí)電磁鐵消耗電能、運(yùn)行中易產(chǎn)生噪音。54B、瞬間剎閘型

電磁鐵只有按下停止按鈕瞬間通電、剎閘。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能。缺點(diǎn)：停車(chē)后電機(jī)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不安全，不能用于起重場(chǎng)所。554）能耗制動(dòng)：停止按鈕按下后，通過(guò)對(duì)電機(jī)通入直流電流形成磁場(chǎng)，對(duì)轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)形成阻力，消耗轉(zhuǎn)子動(dòng)能。565）電機(jī)阻容制動(dòng)：電機(jī)停車(chē)時(shí)接通電容，電機(jī)發(fā)電，消耗能量制動(dòng)。57三、控制電路綜合舉例例一：運(yùn)料小車(chē)的控制設(shè)計(jì)一個(gè)電機(jī)拖動(dòng)的運(yùn)料小車(chē)控制電路與主電路，實(shí)現(xiàn)：1）小車(chē)啟動(dòng)后，前進(jìn)到A地，停2分鐘等待裝料，然后走向B地；停2分鐘等待卸料，然后再走向A地。如此反復(fù)。2）有過(guò)載和短路保護(hù)。3）小車(chē)可在任意位置停。正程逆程電機(jī)ba58SB2為允許運(yùn)行按鈕；SB1總停按鈕。STa

、STb

為兩端的限位開(kāi)關(guān)；KTa

、KTb

為兩個(gè)時(shí)間繼電器。正程逆程電機(jī)baM3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR59

例二：工作臺(tái)位置控制。起動(dòng)后工作臺(tái)控制要求：

1）運(yùn)動(dòng)部件A從1到22）運(yùn)動(dòng)部件B從3到43）運(yùn)動(dòng)部件A從2回到14）運(yùn)動(dòng)部件B從4回到3。

5）自動(dòng)循環(huán)到第（1）步。60工作臺(tái)A左行工作臺(tái)B右行工作臺(tái)A右行工作臺(tái)B左行KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3KHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3ST4KMBRST2KMBFKMBRST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB