電氣控制與PLC原理-294486課件

電氣控制與PLC原理

自動(dòng)化分院第二講主講：第一章工廠電氣控制基礎(chǔ)1-1

常用低壓電器1-2 電氣控制電路基本環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，掌握低壓電器及應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)1）低壓電器的概念、分類；2）低壓電器的結(jié)構(gòu)及工作原理；3）應(yīng)用：常用低壓電器在電路中的作用、圖形符號(hào)和文字符號(hào)、主電路和輔助電路中的連接；4)繼電接觸控制基本電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。1-1 常用低壓電器－

電氣控制原理圖交機(jī)電機(jī)熔絲交流接觸器熱妓電器刀開關(guān)按鈕開關(guān)1-1 常用低壓電器－

電氣控制原理圖1-1 常用低壓電器－電氣控制原理圖瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器圖形符號(hào)FU文字符號(hào)廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。1-1常用低壓電器－－熔斷器（有填料）管式熔斷器主要用于要求分?jǐn)噍^大電流的場(chǎng)合。圖形符號(hào)FU文字符號(hào)

熔斷器必須與被保護(hù)對(duì)象串聯(lián)，其核心部分是熔體（俗稱保護(hù)絲），一般由鉛錫合金制成。熔斷器（俗稱保險(xiǎn)絲）擔(dān)負(fù)的主要任務(wù)是為電線電纜作短路保護(hù)（有時(shí)也作嚴(yán)重過載保護(hù)），不論短路電流值有多高，它都能切斷。其次，也適宜用作設(shè)備和電器的保護(hù)1-1常用低壓電器－－熔斷器QS圖形符號(hào)文字符號(hào)三極閘刀開關(guān)普通刀開關(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。無滅弧裝置1-1常用低壓電器－－刀開關(guān)

考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：（3~5)*異步電機(jī)額定電流封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）QS圖形符號(hào)文字符號(hào)

結(jié)構(gòu)與閘刀開關(guān)基本相同，但在鐵殼開關(guān)內(nèi)裝有速斷彈簧，可使閘刀快速接通和斷開，以消除電弧。組合開關(guān)（轉(zhuǎn)換開關(guān)）QS圖形符號(hào)文字符號(hào)M3~用組合開關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖

刀片(動(dòng)觸片)可轉(zhuǎn)動(dòng)能組成各種不同的線路。1-1常用低壓電器－－

主令電器按鈕

SB圖形符號(hào)常開常閉文字符號(hào)鈕按(開關(guān))又稱控制按鈕是一種接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返闹髁铍娖鳌Ｓ|頭允許通過的電流較?。话悴怀^5A，主要用在低壓控制電路中．手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)。常開常閉復(fù)位彈簧1、2--常閉靜觸頭3、4--常開靜觸頭2413橋式動(dòng)觸頭施加外力1、2斷開；3、4閉合復(fù)位撤消外力按鈕由按鈕帽，復(fù)位彈簧，橋式動(dòng)、靜觸頭和外殼等組成。一般為復(fù)合式．即同時(shí)具有常開、常閉觸頭。按下時(shí)常閉觸頭先斷開，然后常開觸頭閉合。去掉外力后在恢復(fù)彈簧的作用下，常開觸頭斷開，常閉觸頭復(fù)位。1-1常用低壓電器－－

主令電器行程開關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)合觸點(diǎn)行程開關(guān)符號(hào)SQ行程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)。是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的撞擊來發(fā)出控制信號(hào)的小電流主令電器。主要用于:生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小控制或位置保護(hù)等。行程開關(guān)的種類很多，它有動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，由裝在運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊來撞動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定行程位置時(shí)，其上的擋塊撞動(dòng)行程開關(guān)，使動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開1-1常用低壓電器－－

自動(dòng)開關(guān)（低壓斷路器）QF圖形符號(hào)文字符號(hào)三極斷路器符號(hào)QF

×××低壓斷路器（自動(dòng)空氣斷路器、自動(dòng)開關(guān)）

低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)開關(guān)。它相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器和欠電壓繼電器的組合，除能完成接通和分?jǐn)嚯娐吠膺€能自動(dòng)進(jìn)行欠壓、失壓、過載和短路保護(hù)的電器。它對(duì)線路、電器設(shè)備及電動(dòng)機(jī)實(shí)行保護(hù)。是低壓配電網(wǎng)中的一種重要保護(hù)電器。1、9—彈簧2—觸點(diǎn)3—鎖鍵4—搭鉤5—軸6—過電流脫扣器7—杠桿8、10—銜鐵11—欠電壓脫扣器12—雙金屬片13—電阻絲1-1常用低壓電器－－

交流接觸器電磁式的接觸器是利用電磁吸力的作用使主觸點(diǎn)閉合或斷開電動(dòng)機(jī)電路或負(fù)載電路的控制電器。用它可以實(shí)現(xiàn)頻繁的遠(yuǎn)距離操作，它具有比工作電流大數(shù)倍的接通相分?jǐn)嗄芰?。接觸器按其主觸點(diǎn)控制的電路中的電流分為直流接觸器和交流接觸器。交流接觸器特點(diǎn)：交流線圈、有短路環(huán)、采用雙斷口觸頭直流接觸器特點(diǎn)：直流線圈、滾動(dòng)指型觸頭.具有手動(dòng)切換電器所不能實(shí)現(xiàn)的遙控功能，同時(shí)還具有欠壓、失壓保護(hù)的功能，但卻不具備短路保護(hù)和過載保護(hù)功能。

主觸點(diǎn)接線控制線圈接線電磁式接觸器分類按主觸頭所在動(dòng)力回路的電流種類分：

交流、直流按主觸頭對(duì)數(shù)分：?jiǎn)螛O（一對(duì)主觸頭）、多極（二至四對(duì)主觸頭）按電磁線圈回路（通常叫做控制回路）的電流種類分：

交流操作、直流操作按主回路電壓等級(jí)分：

低壓、高壓按鐵心結(jié)構(gòu)形式分：轉(zhuǎn)動(dòng)式（或稱角移式）和直動(dòng)式線圈主觸點(diǎn)圖形符號(hào)文字符號(hào)KM圖形符號(hào)文字符號(hào)KM輔助常開觸頭圖形符號(hào)文字符號(hào)KM輔助常閉觸頭圖形符號(hào)文字符號(hào)KM線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)動(dòng)作過程線圈通電銜鐵吸合主觸頭閉合電機(jī)動(dòng)作~380V~~接觸器~輔助常開觸頭閉合輔助常閉觸頭斷開接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸頭的額定電壓。交流接觸器的額定電壓一般為220V、380V、660V及1140V；直流接觸器一般為220V、440V及660V。輔助觸頭的常用額定電壓：交流380V；直流220V。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-額定電壓接觸器的額定工作電流系指主觸頭的額定電流。接觸器電流等級(jí)為：6A、10A、16A、25A、40A、60A、100A、160A、250A、400A、600A、1000A、1600A、2500A及4000A。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-額定電流交流接觸器的操作頻率一般為：300次/h~1200次/h直流接觸器的額定操作頻率比交流接觸器的高接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-操作頻率1.接觸器的類型選擇：根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的輕重和負(fù)載電流的類型。2.額定電壓的選擇接觸器的額定電壓不小于負(fù)載回路的電壓。3.額定電流的選擇：一般接觸器的額定電流不小于被控回路的額定電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：4.吸引線圈的額定電壓：吸引線圈的額定電壓與所接控制電路的電壓相一致。接觸器的主要技術(shù)參數(shù)-選用1-1常用低壓電器－－

繼電器繼電器：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)接通和斷開控制電路，以完成控制或保護(hù)任務(wù)的電器。繼電器一般由3個(gè)基本部分組成：檢測(cè)機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與接觸器的區(qū)別繼電器可以對(duì)各種電量或非電量的變化作出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號(hào)下動(dòng)作。繼電器用于切換小電流的控制電路，而接觸器則用來控制大電流電路，因此，繼電器觸頭容量較?。ú淮笥?A），且無滅弧裝置。

按動(dòng)作原理，繼電器可以分電磁式、感應(yīng)式、電子式、熱效應(yīng)式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式等；按動(dòng)作時(shí)間，繼電器可以分

瞬時(shí)動(dòng)作和延時(shí)動(dòng)作（也叫時(shí)間繼電器）等；按輸入量的物理性質(zhì)，繼電器可以分為電壓、電流、速度、時(shí)間、溫度、壓力、熱繼電器等。繼電器-分類控制線圈接線主觸點(diǎn)接線繼電器-電磁繼電器電磁繼電器主要包括電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器。選用時(shí)主要依據(jù)繼電器所保護(hù)或所控制對(duì)象對(duì)繼電器提出的要求，如觸頭的數(shù)量、種類，返回系數(shù)，控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等。出于繼電器觸頭容量較小，所以經(jīng)常將觸頭并聯(lián)使用。有時(shí)為增加觸頭的分?jǐn)嗄芰Γ灿邪延|頭串聯(lián)起來使用的。線圈圖形符號(hào)文字符號(hào)KA常開觸頭圖形符號(hào)文字符號(hào)KA常閉觸頭圖形符號(hào)文字符號(hào)KA繼電器-電磁繼電器觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈的動(dòng)作電壓大小有關(guān)的繼電器叫電壓繼電器，它用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制，使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)。特點(diǎn)其線圈的匝數(shù)多而線徑細(xì)。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可以分為過電壓、欠電壓和零電壓繼電器。電磁繼電器-電壓繼電器有交、直流兩種。作用：增加被控制線路的數(shù)量或加大觸點(diǎn)允許的斷開容量，以達(dá)到分配控制信號(hào)和功率放大的目的。特點(diǎn)：觸點(diǎn)數(shù)目較多，一般在3~4對(duì)以上，觸點(diǎn)形式常采用橋形觸點(diǎn)（與接觸器輔助觸點(diǎn)相同）。動(dòng)作功率較大的中間繼電器與小型接觸器的結(jié)構(gòu)相同。繼電器-中間斷電器適用于交流500V以下的控制線路，線圈電壓為交流12V、36V、127V、220V及380V五種。繼電器有八對(duì)觸點(diǎn)，額定電流為5A，最高操作頻率為1200次/h。適用于直流110V以下的控制電路，線圈額定電壓為直流5V、12V、24V、48V、110V四種，線圈消耗功率不大于3W，繼電器具有帶公共觸點(diǎn)的三常開、三常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)額定電流為3A。繼電器-中間斷電器觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈的動(dòng)作電流大小有關(guān)的繼電器，使用時(shí)電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)。其線圈的匝數(shù)少而粗。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電流繼電器，按吸合電流大小又可以分為過電流和低電流繼電器。繼電器-電流繼電器特點(diǎn)：時(shí)間繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)?shù)玫娇刂菩盘?hào)后（如繼電器線圈接通或斷開電源），其觸點(diǎn)狀態(tài)并不立即改變，而是經(jīng)過一段時(shí)間的延遲之間，觸點(diǎn)才閉合或斷開，因此這種繼電器又稱為延時(shí)繼電器。繼電器-時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時(shí)閉合常開斷電后延時(shí)斷開通電式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開通電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開熱繼電器是利用電流流過熱元件時(shí)產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片發(fā)生彎曲而推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種保護(hù)電器。主要用于交流電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其它電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。熱繼電器的選用：（1）過載能力較差的電動(dòng)機(jī)，熱元件的額定電流IRT為電動(dòng)機(jī)的額定電流IN的60％～80％。（2）在不頻繁的啟動(dòng)場(chǎng)合，若電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流6倍以及啟動(dòng)時(shí)間不超過6秒時(shí)，可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選取熱繼電器；（3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重復(fù)且短時(shí)工作制時(shí)，要注意確定熱繼電器的操作頻率，對(duì)于操作頻率較高的電動(dòng)機(jī)不宜使用熱繼電器作為過載保護(hù)。繼電器-熱繼電器發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中FR圖形符號(hào)文字符號(hào)常閉觸頭FR圖形符號(hào)文字符號(hào)串聯(lián)在控制電路中熱(過載)繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。利用發(fā)熱元件感受到的熱量而動(dòng)作。發(fā)熱元件常閉觸頭發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。發(fā)熱元件I常閉觸頭雙金屬片扣板1—主觸頭2—主雙金屬片3—熱元件4—推動(dòng)導(dǎo)板5—補(bǔ)償雙金屬片6—常閉觸頭7—常開觸頭8—復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘9—?jiǎng)佑|頭10—復(fù)位按鈕11—偏心輪12—支撐件13—彈簧繼電器-熱繼電器籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路為了讀圖和設(shè)計(jì)線路的方便，控制線路常根據(jù)其作用原理畫出，把控制電路和主電路分開。這樣的圖稱為控制線路原理圖。在控制線路原理圖中，同一電器的各部件是分散的。為了識(shí)別起見，它們用統(tǒng)一的符號(hào)表示。在原理圖中，規(guī)定所有電器觸點(diǎn)均表示在起始情況下的位置，即在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械動(dòng)作時(shí)的位置。在起始情況下，如果觸點(diǎn)是斷開的，則稱為動(dòng)合觸點(diǎn)；如果觸點(diǎn)是閉合的，則稱為動(dòng)斷觸點(diǎn)。籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路原理圖KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制電路主電路SM3~若去掉自鎖觸點(diǎn)KM，則可對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)行點(diǎn)動(dòng)控制。KM12FRFUSB2KMFR控制電路主電路SM3~閉合開關(guān)S接通電源按SB2→KM線圈得電→KM主觸點(diǎn)閉合→M運(yùn)轉(zhuǎn)松SB2→KM線圈失電動(dòng)作次序籠型電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制線路M3~KM12FRFUSB2KMFR控制電路主電路SM3~閉合開關(guān)S接通電源按SB2→KM線圈得電→KM主觸頭閉合→M運(yùn)轉(zhuǎn)松SB2→KM線圈失電→KM主觸頭恢復(fù)→M停轉(zhuǎn)動(dòng)作次序籠型電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制線路籠型電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制