第1章 現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術

電氣控制與PLC應用

自我介紹姓名：柏建軍（bai）辦公室：教二南樓520電話mail:baijianjun@使用教材4本課程的性質、內容、任務課程性質：是一門實用性非常強的專業(yè)課課程內容：1）常用各種低壓電器元件的組成、工作原理、選擇及使用方法以及使用中的注意事項。2）以電動機為控制對象講解幾種典型的繼電接觸式控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)；繼電接觸式控制系統(tǒng)的設計原理及設計步驟；繼電接觸式控制線路圖的分析。3）可編程控制器的定義、特點、分類、組成及工作原理。4）S7-200PLC的基礎知識、基本指令及程序設計、順序控制指令及應用、功能指令及應用；PLC的設計的設計方法及設計步驟。課程任務：使同學們掌握一門非常實用的技術、培養(yǎng)同學們的實際應用能力和動手能力。5要求同學們所掌握的內容1、熟悉常用低壓電器的工作原理和用途，達到正確使用和選用的目的，同時要了解一些新型元器件的用途。

2、掌握電氣控制線路的基本的環(huán)節(jié)，并具備閱讀和分析電氣控制原理圖的能力，能根據(jù)工藝要求設計簡單的電氣控制線路，較好的掌握電氣控制線路的簡單設計方法。

3、掌握可編程控制器的基本情況，深刻領會可編程控制器的工作原理。

4、掌握西門子公司生產的S7-200可編程控制器的基本指令和常用的功能指令。熟練掌握梯形圖的編程方法。

5、掌握PLC控制系統(tǒng)的設計方法和設計步驟。學時分配

總學時48，其中課程講授40，實驗8（一）電器控制及可編程控制器原理的基本內容

3學時（二）電器控制設計基礎和繼電器控制系統(tǒng)基本控制電路

6學時（三）可編程控制器概述

3學時（四）可編程控制器硬件及工作原理

4學時（五）常用可編程控制器的編程語言的特點及指令系統(tǒng)

6學時（六）梯形圖程序設計方法

6學時（八）順序控制梯形圖的編程方式

8學時（九）可編程控制器在制造過程自動化應用中的若干問題

4學時參考書1、電氣控制與PLC應用，陳建明，電子工業(yè)出版社,2010（教材）2、機械加工系統(tǒng)自動化，吳天林、段正澄，機械工業(yè)出版社，19923、可編程序控制器原理及程序設計，崔亞軍，電子工業(yè)出版社，19934、可編程序控制器應用技術，廖常初，重慶大學出版社，19955、可編程序控制器原理及應用（二版），鐘啟新、彭侃，華南理工大學出版社，1999建議與要求作業(yè)獨立完成如果有關于講課內容、方式等方面的建議，可以直接反饋給我希望學完這門課后，大家能夠掌握PLC的使用電氣控制與PLC應用電器與控制方法起源于單件電器的簡單控制，隨后發(fā)展為采用自動控制電器的繼電—接觸器控制系統(tǒng)。

20世紀60年代，出現(xiàn)了板式順序控制器SC（SequenceController）。

1969年，出現(xiàn)了可編程序邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController）。緒論（一）返回20世紀70年代，出現(xiàn)了以一位微處理機為核心的可編程序控制器，又稱為工業(yè)控制單元ICU（IndustrialControlUnit）。1980年前后，出現(xiàn)了可編程序控制器PC（ProgrammableController）。為了有別于個人計算機PC（PersonalComputer）,人們通常仍習慣地稱可編程序控制器（PC）為PLC。

緒論（二）返回第1章常用低壓電器

掌握接觸器、繼電器、斷路器、按鈕開關、主令電器等常規(guī)控制電器的動作特點，并能夠正確選擇使用。

學習目標：13第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表141.1電器的基本知識

1.1.1電器定義和分類1.定義：電器是根據(jù)外界的信號和要求，能手動或自動地斷開或接通電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調節(jié)的電工機械。15

2.電器的分類

電器的種類按使用場合分按有無觸點分按電器組合分按使用系統(tǒng)分按電壓等級分按工作職能分其他場合（如航空、航天）用電器農用電器特殊工礦用電器混合式電器無觸點電器有觸點電器成套電器與自動化裝配單個電器自動化通訊系統(tǒng)用電器電力系統(tǒng)用電器電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器高壓電器低壓電器其他電器自動操作電器手動操作電器

電器的功能多，用途廣，品種規(guī)格繁多，為了系統(tǒng)地掌握，必須加以分類。

1.按工作電壓等級分

（1）高壓電器;

（2）低壓電器；交流1200V,直流1500V

2.按動作原理分

（1）手動電器;（2）自動電器

3.按用途分

（1）控制電器;（2）配電電器;（3）主令電器;

（4）保護電器;（5）執(zhí)行電器

1.1.1電器的分類

返回17常用低壓電器的分類接觸器交流接觸器直流接觸器繼電器電磁式繼電器熱繼電器時間繼電器固態(tài)繼電器液位繼電器溫度繼電器速度繼電器壓力繼電器開關電器低壓斷路器刀開關主令電器行程開關轉換開關接近開關控制按鈕熔斷器管式螺旋塞式快速式執(zhí)行電器電磁鐵電磁閥電磁制動器信號電器指示燈蜂明器電鈴18電磁式低壓電器的定義：采用電磁感應原理完成電器功能的低壓電器稱為電磁式低壓電器。電磁式低壓電器組成：觸點(頭)

滅弧裝置（部分電器）電磁機構1.1.2電磁式低壓電器的基本結構和工作原理是對電路的通斷起作用的功能性部件。

是保證觸點高質量通斷及保護電器安全的保護性部件。實物圖結構原理圖

圖1電磁式繼電器原理圖

1-鐵心2-旋轉棱角3-釋放彈簧4-調節(jié)螺母5-銜鐵

6-動觸點7-靜觸點8-非磁性墊片9-線圈123456789拆解圖線圈銜鐵鐵芯靜觸點(常閉觸點)動觸點靜觸點(常開觸點)觸點間的聯(lián)系觸點分類繼電器上的觸點分為靜觸點和動觸點,而靜觸點可分為常閉觸點和常開觸點常閉觸點:是指在繼電器未動作時處于閉合狀態(tài)、繼電器動作時處于斷開狀態(tài)的觸點.常開觸點:是指在繼電器未動作時處于斷開狀態(tài)、繼電器動作時處于閉合狀態(tài)的觸點.常開觸點與常閉觸點是一對狀態(tài)相反的觸點。實用例24作用:接通和分斷電路。組成：動觸點、靜觸點。觸點接觸形式：點接觸、面接觸、線接觸

圖1－11觸頭的結構型式一、觸點圖1-4觸頭結構形式圖a）橋形觸頭b）指形觸頭25二、滅弧裝置電?。弘娀∈且环N氣體放電現(xiàn)象。氣體放電：氣體中有大量的帶電質點作定向運動。電弧產生的原因：高電場發(fā)射、撞擊電離、熱電子發(fā)射、熱游離。電弧特點：外部有白熾弧光，內部有很高的溫度和密度很大的電流。電弧的危害：燒損觸點表面，降低電器的使用壽命,同時延長了電路的分斷時間。26如何熄滅電弧：根據(jù)上述電弧產生的物理過程可知，欲使電弧熄滅，應設法降低電弧溫度和電場強度，以加強消電離作用。當電離速度低于消電離速度，則電弧熄滅。滅弧裝置用途：用于熄滅觸頭分斷負載電流時產生的電弧。滅弧原理：①迅速拉長電?。虎诶鋮s和去游離法。根據(jù)上述滅弧原則，常用的滅弧裝置有如下幾種。1）多斷點滅弧2）滅弧柵3）磁吹式滅弧裝置4）滅弧罩27應用——

一般交流電器中。圖1－12橋式觸點滅弧示意圖F＋F＋（1）多斷點滅弧28應用——

高壓交流電器中。圖1－13滅弧柵滅弧示意圖123FII（2）滅弧柵滅弧29應用——

直流電器中。

圖1－14磁吹式滅弧示意圖

1吹弧線圈2－絕緣套3－鐵心

4－引弧角5－導磁夾板6－滅弧罩

7－動觸頭8－靜觸頭⊙⊙××⊙××⊙××⊙×

×××

×××32145678（3）磁吹式滅弧30

滅弧罩的作用：第一點：用于降低電弧溫度；第二點：隔離各項電弧，防止因電弧而發(fā)生相間短路。（4）滅弧罩滅弧31一.電磁機構----電磁式低壓電器的感測部件組成：激磁線圈+鐵心(靜鐵心)+銜鐵(動鐵心)。

作用：將電磁能量轉換為機械能量，銜鐵帶動觸頭動作使之閉合或斷開，從而實現(xiàn)電路的接通和分斷。圖1-1常用的幾種電磁結構三、電磁機構321.激磁線圈激磁線圈的作用：將電能轉換為磁場能量。激磁線圈的分類：按線圈在電路中的連接方式分：串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈按通入激磁線圈的電流種類分：直流線圈、交流線圈直流線圈：線圈中通入的是直流電。由直流線圈組成的電磁機構叫直流電磁機構。也叫直流電磁鐵。交流線圈：線圈中通入的是交流電。由交流線圈組成的電磁機構叫交流電磁機構。也叫交流電磁鐵。33圖1-2幾種鐵心和銜鐵的結構形式直流電器：銜鐵沿棱角轉動拍合式交流電器：沿軸轉動的和銜鐵直線運動1)鐵心和銜鐵的作用：為磁通提供通道，增大磁感應強度，銜鐵帶動觸點動作，將電磁能轉換成機械能。2）鐵心和銜鐵的結構：2.鐵心和銜鐵341）直流電磁機構和交流電磁機構的結構特點直流電磁鐵的結構特點：鐵心和銜鐵用整塊鋼或整快鐵做成，線圈直接繞在鐵心上，繞成高而瘦的形狀。交流電磁鐵的結構特點：鐵心和銜鐵用硅鋼片疊成，線圈繞在骨架上，繞成短而厚的矮胖型。2）串聯(lián)線圈和并聯(lián)線圈的結構特點串聯(lián)線圈的結構特點：線圈的導線粗，匝數(shù)少，阻抗小。并聯(lián)線圈的結構特點：并聯(lián)線圈的導線細、匝數(shù)多、阻抗大。353、反力裝置反力裝置包括：復位彈簧、觸點彈簧復位彈簧的作用：激磁線圈斷電后，利用復位彈簧的反力將銜鐵復位，從而帶動觸點復位。觸點彈簧的作用：保證觸點在磨損情況下，仍能良好的接觸。圖1-4觸點彈簧的作用36電磁機構的反力特性圖1-9電磁機構的反力特性彈簧反力:

在δ1～δ2的區(qū)域內，反力隨氣隙減小略有增大。到達δ1位置時，動觸點開始與靜觸點接觸，這時觸點上的初壓力作用到銜鐵上，反力驟增，曲線突變。其后在δ1到0的區(qū)域內，氣隙越小，觸點壓得越緊，反力越大，線段較δ1～δ2段陡。374、電磁機構的工作原理

(一)電磁機構的吸力特性電磁機構的吸力特性的定義：電磁機構的電磁吸力與工作氣隙之間的關系曲線稱為電磁機構的吸力特性。電磁吸力：

式中B:氣隙中的磁感應強度T（特斯拉）

S：磁極截面積m2（米2）

F：電磁吸力N（牛頓）38當截面積S一定時，電磁吸力F與磁感應強度的平方成正比。又因為磁感應強度，所以，1）直流電磁機構的吸力特性因為，式中IN為常數(shù)，所以

，因為L=2

所以，交流電磁機構的電磁吸力

39直流電磁機構的吸力特性曲線結論：直流電磁機構的電磁吸力，在銜鐵閉合前后變化很大。線圈中的電流在銜鐵閉合前后不變，為一常數(shù)。

圖1-6直流電磁機構的吸力特性402）交流電磁機構的吸力特性

因為，所以，

因此電磁吸力F與δ無關，為一常數(shù)。

其中:線圈電壓，

:線圈中的感應電勢

:電源頻率

:氣隙中的磁通

:線圈匝數(shù)41激磁線圈中的電流與工作氣隙的關系由于，其中而，所以將代入上式得，42交流電磁機構的吸力特性曲線

結論:交流電磁機構的電磁吸力在銜鐵閉合前后幾乎不變。交流線圈中的電流在銜鐵閉合前后變化很大。圖1-7交流電磁機構的吸力特性43（二）電磁機構的剩磁吸力特性

定義：電磁機構的剩磁吸力與工作氣隙之間的關系曲線，稱為電磁機構的剩磁吸力特性。吸力特性曲線：與交流電磁機構的吸力特性相似44電磁機構的剩磁吸力特性曲線圖1-8電磁機構的剩磁吸力特性451－直流電磁鐵吸力特性

2－交流電磁鐵吸力特性

3－反力特性

4-電磁機構的剩磁吸力特性

123Fδ0分析曲線形狀為什么？4圖1－10電磁機構的電磁吸力、剩磁吸力、與電磁機構的反力之間的配合思考：電磁機構正常工作需要滿足什么條件?46思考：對于交流電磁機構，會發(fā)生什么情況?471-銜鐵2-鐵心3-線圈4-短路環(huán)圖1-5交流電磁鐵的短路環(huán)短路環(huán)圖1-10交流接觸器鐵心的短路環(huán)a）結構圖b）電磁吸力圖493)短路環(huán)為什么交流電磁機構要加短路環(huán)？短路環(huán)的加入使得工作磁路的磁通發(fā)生了什么變化？短路環(huán)的作用：消除振動和噪音，保證電磁機構可靠的工作。

2023/12/1050電磁機構輸入/輸出特性：繼電器特性（回環(huán)特性）2023/12/1051電磁機構工作原理的實質52第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表53接觸器的定義：是利用電磁吸力頻繁的遠距離地接通或分斷電動機電路或其他負載主電路的電磁式自動控制電器。接觸器的結構：

1.電磁機構

2.主觸點和輔助觸點

3.滅弧裝置

4.支架和底座1.2.1接觸器的定義、結構及工作原理1.2接觸器54接觸器觸點的類型：主觸點、輔助觸點主觸點的作用：用來接通或分斷電動機電路或其他負載主電路。輔助觸點的作用：在控制電路中起聯(lián)動作用，控制其它電器工作。交、直流接觸器的特點1.交流接觸器

交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通、分斷交流主電路。通常采用短路環(huán)來解決交流電磁鐵的振動問題2.直流接觸器直流接觸器線圈通以直流電流，主觸頭接通、切斷直流主電路。對于250A以上的直流接觸器往往采用串聯(lián)雙繞組線圈，如圖所示。在電路剛接通瞬間，保持線圈被常閉觸頭短接，可使起動線圈獲得較大的電流和吸力。當接觸器動作后，常閉觸頭斷開，兩線圈串聯(lián)通電，由于電源電壓不變，所以電流減小，但仍可保持銜鐵吸合，因而可以節(jié)電和延長電磁線圈的使用壽命。56接觸器的工作原理：線圈通電后,在鐵芯中產生磁通,由此在銜鐵氣隙處產生吸力,使銜鐵產生閉合動作,帶動主觸點閉合,接通主電路,同時銜鐵還帶動輔助觸點動作,使原來斷開的輔助觸點閉合,而原來閉合的輔助觸點斷開。當線圈斷電或線圈的電壓降低到一定值時，電磁吸力消失或減弱，銜鐵在反力彈簧的作用下打開，主、輔觸點又恢復到原來的狀態(tài)。1.2.2接觸器的結構及工作原理2023/12/1057接觸器的組成和工作原理結構及工作原理圖常閉觸點線圈電源常開觸點58接觸器的用途：1.自動接通或斷開大電流電路的電器。接觸器是利用電磁吸力頻繁地遠距離地接通或分斷電動機電路或其他負載主電路。2.具有低電壓或欠電壓保護功能。接觸器具有控制容量大、過載能力強、壽命長、設備簡單經濟等特點，是電力拖動自動控制線路中使用最廣泛的電器元件。控制對象：其主要控制對象是電動機，也可用于電熱設備、電焊機、電容器組等其它負載。接觸器的分類：接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。1.2.2接觸器的用途及分類59觸頭系統(tǒng)：主觸點、輔助觸點

常開觸點（動合觸點）常閉觸點（動斷觸點）電磁機構：鐵心、銜鐵，吸引線圈和反作用彈簧滅弧裝置：滅弧罩、滅弧柵滅弧、橋式觸點滅弧用途：遠距離地頻繁地通斷交流電路或控制交流電動機的頻繁起停。1．結構

一）交流接觸器

60用途：遠距離地頻繁地通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。結構：電磁機構、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。二）直流接觸器

61常閉輔助觸點線圈主觸點常開輔助觸點接觸器的圖形符號和文字符號

QAQAQAQA62額定電壓

交流接觸器：220、380、660V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

激磁線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V1.2.3接觸器的主要技術指標

額定操作頻率交流接觸器：600次/h直流接觸器：1200次/h接通和分斷能力63接觸器的使用類別交流接觸器使用類別：AC1：接通、分斷額定電流；AC2：接通和分斷4倍的額定電流；AC3：接通6倍的額定電流；分斷額定電流；AC4：接通和分斷6倍的額定電流。直流接觸器使用類別：DC1：接通和分斷額定電流；DC3：接通和分斷4倍的額定電流；DC5：接通和分斷4倍的額定電流。64

根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的使用類別；ACorDC接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓；

額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。激磁線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致；1.2.4接觸器的選擇65故障現(xiàn)象產生故障的原因排除方法吸力不足1．電源電壓過低或波動太大2．線圈的額定電壓高于控制回路電壓3．其可動部分被卡阻，鐵心歪斜等4．反作用彈簧壓力過大1．調整電源電壓2．更換線圈，使其符合要求3．調整可動部分4．調整反作用壓力彈簧線圈過熱或燒毀1．線圈匝間短路2．銜鐵與鐵心間隙過大3．操作頻率過高4．電源電壓過高或過低1．更換線圈2．修理鐵心或更換3．按條件使用接觸器4．調整電源電壓銜鐵振動或噪聲1．短路環(huán)損壞或脫落2．銜鐵歪斜或鐵心端面有銹蝕、油污、灰塵等3．可動部分卡阻4．電源電壓偏低1．更換鐵心或短路環(huán)2．調整或清理鐵心端面3．調整可動部分4．提高電源電壓觸頭不能復位1．觸頭熔焊在一起2．鐵心剩磁太大3．鐵心端面有油污4．可動部分被卡阻1．修理或更換觸頭2．消除剩磁或更換鐵心3．清理鐵心端面4．拆除機械卡阻現(xiàn)象觸頭過熱1．觸頭接觸壓力不足2．觸頭表面接觸不良3．觸頭表面被電弧灼傷燒毀4．負載電流過大1．調整觸頭壓力2．調整觸頭使其接觸良好3．修整觸頭或更換4．減小負載或調換接觸器表1-1接觸器的常用故障及排除方法

66第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表67定義(作用)：繼電器是根據(jù)某種輸入信號來接通或斷開小電流控制電路，實現(xiàn)遠距離控制和保護的自動控制電器。結構組成：感測機構、輸出執(zhí)行機構分類：按用途分：控制繼電器和保護繼電器按動作原理分：電磁式、感應式、電動式、電子式、機械式

按輸入量分：電流、電壓、時間、速度、壓力按動作時間分：瞬時繼電器、延時繼電器

1.3繼電器電磁式繼電器的定義:以電磁力為驅動力的繼電器稱為電磁式繼電器。68接觸器與電磁式繼電器在結構上的異同

1、相同點：

電磁機構完全相同。

2、不同點：

觸點不同，電磁式繼電器觸點容量小，且觸點容量均相同，沒有主觸點和輔助觸點之分，無滅弧裝置；接觸器有主觸點和輔助觸點之分，有滅弧裝置。1.3.1電磁式繼電器

1.電磁式繼電器的結構與工作原理

常用的電磁式繼電器有電壓繼電器、中間繼電器和電流繼電器。圖1-12

電磁式繼電器原理圖1—鐵心

2—旋轉棱角

3—釋放彈簧

4—調節(jié)螺母

5—銜鐵

6—動觸頭

7—靜觸頭

8—非磁性墊片

9—線圈

圖1-13

電磁式繼電器圖形、文字符號

70電磁式繼電器的特性曲線

表示繼電器特征的主要物理量：：繼電器的釋放值。：繼電器的吸合值。

：繼電器的返回系數(shù)繼電器特性曲線：就是繼電器輸入與輸出關系的曲線。稱為繼電器特性曲線。圖1-15繼電器的特性曲線071定義：觸點的動作與線圈電壓大小有關的繼電器稱為電壓繼電器。特點：線圈并聯(lián)在電路中，線圈的匝數(shù)多，導線細結構：電磁機構、觸點分類：過電壓繼電器欠電壓繼電器一）電壓繼電器72過電壓繼電器的工作原理：線圈兩端的電壓為額定電壓時，銜鐵不產生吸合動作，只有當線圈兩端的電壓高于其額定電壓的某一值時，銜鐵才產生吸合動作，這種繼電器叫過電壓繼電器。過電壓繼電器作用：在線路中起過電壓保護。欠電壓繼電器的工作原理：當線圈兩端的電壓為額定電壓時，銜鐵吸合，只有當線圈兩端的電壓低于其額定電壓的某一值時，銜鐵才產生釋放動作，這種繼電器叫欠電壓繼電器。欠電壓繼電器作用：在線路中起欠電壓保護。一）電壓繼電器(續(xù))73電壓繼電器的選擇

1、根據(jù)電壓繼電器在電路中的作用選型，過電壓保護選擇過電壓繼電器，起低電壓保護的選欠電壓繼電器；

2、線圈的電流種類和電壓等級應與它所連接電路一致。

3、根據(jù)控制電路的要求選擇觸點的類型和數(shù)量。電壓繼電器的圖形符號和文字符號74二）電流繼電器定義：觸點的動作與線圈電流大小有關的繼電器稱為電流繼電器。特點：線圈串接于電路中，導線粗、匝數(shù)少、阻抗小。結構：電磁機構、觸點分類：過電流繼電器欠電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器75過電流繼電器的工作原理：線圈中的電流為額定電壓時，銜鐵不產生吸合動作，只有當線圈中的電流高于其額定電流的某一值時，銜鐵才產生吸合動作，這種繼電器叫過電流繼電器。過電流繼電器作用：在線路中起過電流保護。

欠電流繼電器的工作原理：當線圈中的電流為額定電流時，銜鐵吸合，只有當線圈中的電流低于其額定電流達到某一值時，銜鐵才產生釋放動作，這種繼電器叫欠電流繼電器。欠電流繼電器作用：在線路中起欠電流保護。二）電流繼電器(續(xù))76電流繼電器的選擇

1.根據(jù)電流繼電器在電路中的作用選型，過電流保護選擇過電流繼電器，起欠電流保護的選欠電流繼電器；

2.線圈的電流種類和電壓等級應與它所連接電路一致;3.根據(jù)控制電路的要求選擇觸點的類型和數(shù)量。電流繼電器的圖形符號和文字符號77

中間繼電器實質上是一種電壓繼電器，結構和工作原理與接觸器相同。但它的觸點數(shù)量較多，作用：在電路中主要是擴展觸點的數(shù)量；將信號放大。

三）中間繼電器78中間繼電器的圖形符號和文字符號:中間繼電器中間繼電器的選擇1、觸點數(shù)量及種類應滿足所控制電路的要求2、線圈電壓應與控制電路的電壓一致3、觸點的額定電流應與所控制的電器的額定電流一致。79熱繼電器定義：熱繼電器是隨過載程度而改變動作時間的一種電器。作用：電動機起過載保護。電動機的過載特性：電動機在不超過允許溫升條件下，電動機的載電流與其通過的時間關系，稱為電動機的過載特性。電動機的過載特性曲線：圖1-19電動機的過載特性曲線1.3.2熱繼電器80熱繼電器的保護特性：熱繼電器中通過的過載電流與熱繼電器動作時間的關系，稱為熱繼電器的保護特性。電動機的過載特性熱繼電器的保護特性t2t1t21-20熱繼電器的保護特性曲線1.3.2熱繼電器（續(xù)）81利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作1.3.2熱繼電器（續(xù)）型式：雙金屬片式

熱敏電阻式易熔合金式熱繼電器的分類按極數(shù)分：單極、兩極、三極按發(fā)熱元件的材質分：雙金屬片式熱繼電器的組成:發(fā)熱元件—電阻感測元件—雙金屬片觸點熱繼電器沒有電磁機構所以它不是電磁式低壓電器下面我們就看發(fā)熱元件如何把熱量傳給雙金屬片的82雙金屬片的受熱方式熱繼電器中產生熱效應的發(fā)熱元件，應串接于電動機電路中，這樣，熱繼電器便能直接反映電動機的過載電流。熱繼電器的感測元件，一般采用雙金屬片。

圖1-16雙金屬片工作原理圖1-17雙金屬片的受熱方式（a）受熱前；（b）受熱后

（a）直接受熱式（b）復合受熱式

(c)間接受熱式（d）電流互感器受熱式1.3.2熱繼電器（續(xù)）831-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動導板5-補償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開觸頭8-復位調節(jié)螺釘9-動觸頭

10-復位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

1.3.2熱繼電器（續(xù)）圖1-18雙金屬片式熱繼電器原理示意圖注意:使熱繼電器動作的熱量一定是負載電流產生的。84圖1-21帶斷相保護的熱繼電器帶斷相保護的熱繼電器85熱繼電器的電器符號：1.3.2熱繼電器（續(xù)）（BB）（BB）（a）熱元件（b）常閉觸點圖1-23熱繼電器的圖形和文字符號86熱繼電器的選擇：1、原則上熱繼電器的額定電流等于電動機的額定電流。對于過載能力較差的電動機，其配用的熱繼電器的額定電流可適當小些，通常選取熱繼電器的額定電流為電動機額定電流的60%-80%。2、在不頻繁啟動的場合，要保證熱繼電器在電動機啟動過程中不產生誤動作。一般當電動機啟動電流為額定電流的6倍，啟動時間不超過6秒且很少連續(xù)啟動時可按電動機的額定電流選取熱繼電器。3、定子繞組為三角形接法的電動機應采用帶斷相保護的熱繼電器。4、當電動機為重復短時工作制，要注意熱繼電器的允許操作頻率。1.3.2熱繼電器（續(xù)）87思考：熱繼電器在電路中可以起短路保護嗎?為什么?答:不可以.因為熱繼電器是利用電流的熱效應原理和發(fā)熱元件的熱膨脹原理設計的,由于發(fā)熱元件的熱慣性,所以熱繼電器在電路中只能起過載保護,不能起短路保護。1.3.2熱繼電器（續(xù)）881.3.3溫度繼電器定義：依據(jù)溫度動作的繼電器叫溫度繼電器。作用：對電動機起“全熱保護”。溫度繼電器的類型：雙金屬片式溫度繼電器熱敏電阻式溫度繼電器雙金屬片式溫度計電器的主要結構雙金屬片：為溫度繼電器的感測元件；觸點：為溫度繼電器的執(zhí)行元件。89溫度繼電器的選擇

溫度繼電器的動作溫度的選擇:根據(jù)電動機的絕緣等級選擇.雙金屬片式溫度繼電器的動作溫度等級:500C、600C、700C、800C、900C、1050C、1150C、1250C、1350C、1450C、1650C。雙金屬片式溫度繼電器的返回溫度：一般比動作溫度低5—400C。1.3.3溫度繼電器（續(xù)）90溫度繼電器的電器符號:<（a）溫度繼電器（雙金屬片型）（b）溫度控制開關1.3.3溫度繼電器（續(xù)）

BTBT91時間繼電器的分類：按構成原理分：電磁式電動式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時方式分：通電延時型

斷電延時型

1.3.4時間繼電器定義：從得到輸入信號(線圈的通電或斷電)開始，經過一定的延時后，才輸出信號(觸點的閉合或斷開)的繼電器，叫時間繼電器。作用：在控制電路中按整定時間長短通斷電路的作用。92通電延時：從接受輸入信號后延時一定的時間，輸出信號才發(fā)生變化；當輸入信號消失后，輸出瞬時復原。斷電延時：接受輸入信號時，瞬時產生相應的輸出信號；當輸入信號消失后，延時一定的時間才復原。1.3.4時間繼電器（續(xù)）93時間繼電器的圖形符號和文字符號：1.3.4時間繼電器（續(xù)）通電延時閉合常開觸點通電延時斷開常閉觸點斷電延時閉合常開觸點斷電延時斷開常閉觸點94定義：按速度原則動作的繼電器叫速度繼電器。作用：根據(jù)速度的大小通斷電路，主要用于三相籠型異步電動機的反接制動。參數(shù)：動作轉速：>120rpm

復位轉速：<100rpm1.3.5速度繼電器95定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號轉子---圓柱形永久磁鐵，固定在轉軸上1.3.5速度繼電器(續(xù))圖1－24速度繼電器的原理示意圖結構：轉子、定子和觸頭96圖1－25速度繼電器的原理示意圖1－轉軸2－轉子3－定子4－繞組

5－擺錘6、9－簧片7、8－靜觸頭

12345679897圖1－26速度繼電器的原理示意圖1－轉軸2－轉子3－定子4－繞組

5－擺錘6、9－簧片7、8－靜觸頭

98圖1－27速度繼電器的電器符號a）轉子b）常開觸點c）常閉觸點nKS（BS）nKS（BS）KS（BS）1.3.5速度繼電器(續(xù))991.3.6液位繼電器作用：控制液體的高度結構1：浮筒、觸點結構2:傳感器、控制執(zhí)行機構傳感器----導線控制執(zhí)行機構----繼電器液位繼電器的圖形符號和文字符號：缺點:浮筒經常壞BG2023/12/10100101壓力繼電器1.3.7壓力繼電器作用：檢測各種氣體或液體的壓力變化，并發(fā)出信號，實現(xiàn)對壓力的檢測和控制。壓力繼電器的圖形符號和文字符號：2023/12/10102壓力繼電器工作原理固態(tài)繼電器103104105106107繼電器108繼電器109110111第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表1121.4開關電器1.4.1刀開關（續(xù)）主要作用：隔離電源，保證電氣設備安全檢修。

1.開關板用刀開關（不帶熔斷器式刀開關）

作用：隔離電源、保證電氣設備安全檢修。

結構圖和電器符號：QS（QB）1132.帶熔斷器式刀開關——隔離電源，保證電氣設備安全檢修,并起短路保護。1.4.1刀開關（續(xù)）QS（QB）1143.刀開關類型1.4.1刀開關（續(xù)）115刀開關使用時注意事項：

1、安裝時應垂直安裝，合閘時操作手柄向上，不得倒裝或平裝。2、接線時，電源線接在進線座，而負載接在出線座。3、一般情況下刀開關不帶負載操作，若帶負載操作，分合閘時動作一定要迅速。1.4.1刀開關（續(xù)）116刀開關的選擇1、刀開關的額定電壓應等于或大于線路的額定電壓。2、刀開關的額定電流應等于或大于電路的額定電流。117

主要功能：1.可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。2.隔離電源、3.具有短路保護和過載保護功能同時還具有欠電壓或失壓保護功能。特點：操作安全，分斷能力較高。

分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式）

結構：觸點系統(tǒng)、滅弧裝置、各種脫扣器。1.4.2低壓斷路器（又稱自動空氣開關）118

脫扣器的種類：過電流脫扣器—過電流繼電器熱脫扣器—熱繼電器失壓脫扣器—欠電壓繼電器分磁脫扣器—遠距離分閘操作1.4.2低壓斷路器（續(xù)）119圖1-29塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭

2．自由脫扣器3．過電流脫扣器4．分勵脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕線路短路或嚴重過載保護遠距離跳閘，對電路不起保護作用線路過載保護電動機的失壓保護1.4.2低壓斷路器（續(xù)）120圖1-30斷路器的工作原理L1L2L3主觸頭自由脫扣機構過電流脫扣器分勵脫扣器熱脫扣器欠電壓脫扣器按鈕1211.4.2低壓斷路器（續(xù)）122圖1－31低壓斷路器的圖形符號和文字符號符號1.4.2低壓斷路器（續(xù)）低壓斷路器的圖形符號和文字符號：123低壓斷路器的選擇：

1、低壓斷路器的額定電壓和額定電流應等于或大于線路或設備的正常工作電壓和工作電流。2、熱脫扣器的整定電流應與所控制的負載電流一致。3、欠壓脫扣器的額定電壓應等于線路的額定電壓。4、過電流脫扣器的額定電流應大于或等于線路中的最大負載電流。

對于單臺電動機：

：為電動機的啟動電流；

對于多臺電動機：：為最大的啟動電流；：其中電動機的額定電流之和1.4.2低壓斷路器（續(xù)）124低壓斷路器使用注意事項：

1、低壓斷路器在投入使用之前。按照要求整定熱脫扣器和過電流脫扣器的動作電流。

2、安裝時，應把來自電源的母線接到帶滅弧側的端子上，來自電器設備的母線接到另外一側端子上。

3、在正常情況下，每6個月應對開關進行一次檢修，清除灰塵。

4、因電路發(fā)生短路故障跳閘后，應立即對觸點進行清理，檢查觸點有無熔焊，清除熔焊的小的金屬顆粒，粉塵等。1.4.2低壓斷路器（續(xù)）125第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表126作用：短路和嚴重過載保護應用：串接于被保護電路的首端優(yōu)點：結構簡單，維護方便，價格便宜，體小量輕熔斷器的主要結構：熔斷管(蓋、座)、熔體

熔體的作用：感測元件、執(zhí)行元件。

熔斷管(蓋、座)的作用：安裝熔體、熔體熔斷時起滅弧作用。分類：

1.5熔斷器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT無填料密封式RM快速熔斷器RS自恢復熔斷器127瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器128有填料式熔斷器無填料密封式熔斷器129快速熔斷器自恢復熔斷器130熔斷器的保護特性曲線：是指熔斷器熔體的熔化電流與熔化時間的關系曲線。

：熔體的額定電流：熔體最小熔斷電流：熔化系數(shù)

1-32熔斷器的保護特性熔體的額定電流：熔體長期通電而不會熔斷的最大電流。熔化系數(shù):表征熔斷器保護小倍數(shù)過載時靈敏度的指標。1.5熔斷器（續(xù)）131熔斷器的主要參數(shù)：1．額定電壓：指熔斷器長期工作時和分斷后能夠承受的電壓值。2．額定電流：指熔斷器長期工作時，設備部件溫升不超過規(guī)定值時所能承受的電流。3．極限分斷能力：是指熔斷器在規(guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時間常數(shù)）的條件下，能分斷的最大電流值，在電路中出現(xiàn)的最大電流值一般是指短路電流值。1.5熔斷器（續(xù)）132熔斷器的選擇：

1、選擇熔斷器的類型

2、選擇熔體的額定電流（1）用于保護照明或電熱水器的熔斷器：Ire≥Ie（2）用于保護單臺長期工作的電動機的熔斷器：Ire≥(1.5-2.5)Ie（3）用于保護頻繁啟動電動機的熔斷器：Ire≥(3-3.5)Ie（4）用于保護多臺電動機的熔斷器：Ire≥(3-3.5)Ie,max+∑IeIe,max：為多臺電動機中容量最大的一臺電動機的額定電流，∑Ie：為其余電動機額定電流之和。

(5)為了防止越級熔斷,上、下級（即供電干、支線）熔斷器間應有良好的配合，應使上一（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大1-2個級差。

3、熔斷器額定電流應等于或大于所安裝熔體的額定電流。

4、熔斷器額定電壓應等于或大于所保護線路的額定電壓。

1.5熔斷器（續(xù)）133

FU（FA）熔斷器的圖形符號和文字符號熔斷器的圖形符號和文字符號：1.5熔斷器（續(xù)）134熔斷器的常見故障：

1、熔斷器的熔體頻繁熔斷

a、負載太重；

b、負載正常但熔體的額定電流選擇太??；

c、熔體安裝時受損。

2、熔體未斷，但電路不通

a、熔斷器進線或出線端沒有接好；

b、熔體本身接觸不良。1.5熔斷器（續(xù)）135第1章電氣控制系統(tǒng)常用器件1.1電器的基本知識1.2接觸器1.3繼電器1.4開關電器1.5熔斷器1.6主令電器1.7信號電器1.8常用執(zhí)行器件1.9常用檢測儀表136定義：用于自動控制系統(tǒng)中發(fā)送和轉換控制命令的電器，例如按鈕、行程開關、萬能轉換開關等。分類：控制按鈕萬能轉換開關行程開關接近開關1.6主令電器1371.6.1控制按鈕控制按鈕:是用人力操作,并且有貯能復位彈簧的主令電器。

圖1-33按鈕的結構示意圖圖中1、2是常閉觸點3，4是常開觸點5是復位彈簧6是按鈕帽138圖1－34按鈕結構示意圖1391.6.1控制按鈕（續(xù)）按鈕的類型：按結構分:緊急式按鈕、鑰匙式按鈕（選擇開關）

、旋轉式按鈕（選擇開關）、保護式按鈕等按用途分：防爆式、指示燈式、保護式、防腐式、防水式1401.6.1控制按鈕（續(xù)）141按鈕的選擇：

a、根據(jù)使用場合選擇按鈕的類型；

b、按鈕的額定電壓和額定電流應與所控制的電路一致；

c、根據(jù)所控制的回路數(shù)來選擇按鈕的常開觸點和常閉觸點數(shù)量；

d、根據(jù)按鈕在控制電路中的用途選擇按鈕的顏色。1.6.1控制按鈕（續(xù)）142按鈕的顏色和含義1.6.1控制按鈕（續(xù)）顏色含義典型應用紅色危險情況下的操作緊急停止停止或分斷停止一臺或多臺電動機，停止一臺機器的一部分，使電器元件失電黃色應急或干預抑制不正常情況或中斷不理想的工作周期綠色啟動或接通啟動一臺或多臺電動機，啟動一臺機器的一部分，使電器元件得電藍色上述幾種顏色中未包括的任一種功能-黑色、灰色、白色無專家指定功能可用于停止或分斷上述以外的任何情況1431.6.1控制按鈕（續(xù)）按鈕的圖形符號和文字符號：圖1-35控制按鈕的圖形符號和文字符號144按鈕使用時的注意事項：

a、使用時注意保持按鈕的清潔，避免油污及水進入按鈕內部，因為觸點的間距小，易發(fā)生短路現(xiàn)象。b、塑料盒按鈕一定注意散熱，因為塑料盒按鈕工作于高溫場所或內裝示燈，發(fā)熱較為嚴重，容易使塑料盒變形。c、觸點引線上一般套上塑料管，以防松動短路。

1.6.1控制按鈕（續(xù)）145

定義:是一種多檔位、控制多回路的主令電器。

作用：用于各種配電裝置的電源隔離、電路轉換、電動機遠距離控制等，也常作為電壓表、電流表的換相開關,.還可控制小容量的電動機。

結構：操作機構、定位裝置、觸點

1.6.2轉換開關1461.6.2轉換開關（續(xù)）轉換開關的結構

（如圖）1471.6.2轉換開關（續(xù)）149圖1-36萬能轉換開關一層觸點示意圖150

轉換開關的圖形符號和文字符號的表示法：

畫“·”

標記法：

接通表表示法：1.6.2轉換開關（續(xù)）SA（SF）SA（SF）151萬能轉換開關的符號及觸頭通斷表152轉換開關的選擇：

1、轉換開關的額定電壓和額定電流不小于它所控制線路的額定電壓和額定電流。

2、根據(jù)操作要求選擇操作手柄的類型

是選擇帶指示燈的還是選擇鑰匙的等。

3、根據(jù)所控制的電路選擇觸點的類型和數(shù)量。1.6.2轉換開關（續(xù)）153定義：是利用生產機械的某些運動部件的碰撞發(fā)出控制命令的主令電器。作用：主要用來控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置。行程開關的類型:直動式、滾動式、微動式1.6.3行程開關---限位開關1541.6.3行程開關1551.6.3行程開關156圖1－41行程開關的圖形符號和文字符號

a）常開觸頭b）常閉觸頭SQ（BG）a）b）SQ（BG）1.6.3行程開關（續(xù)）行程開關的圖形符號和文字符號：157行程開關的選擇：

a、根據(jù)使用場合確定行程開關的類型；

b、根據(jù)行程開關的用途選擇行程開關觸點的類型和數(shù)量；

c、根據(jù)行程開關所控制的電路的電壓和電流選擇行程開關的額定電壓和額定電流。1.6.3行程開關（續(xù)）158行程開關使用注意事項：

1、安裝必須牢固。2、安裝位置必須準確，安裝位置最好可調整。3、設計時應注意，平時行程開關不處于受外力作用的狀態(tài)，而應處于釋放狀態(tài)。1.6.3行程開關（續(xù)）1591.6.4接近開關---非接觸式行程開關

接近開關定義：當某種物體與之接近到一定距離時就發(fā)出動作信號的主令電器稱為接近開關。

作用：主要用來控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置。

接近開關的分類：

按動作原理分：高頻震蕩型、電容型、光電型、霍爾型、電磁感應型及超聲波型按輸出形式：兩線、三線、四線

按工作電壓：交流、直流接近開關161各種接近開關的用途：

高頻震蕩型：用于檢測各種金屬。電容型：用于檢測各種導電和不導電的液體和金屬。

霍爾型：用于檢測磁場及磁性金屬。

1.6.4接近開關

高頻震蕩型的結構：電感高頻震蕩器、放大電路、輸出電路電容型：電容高頻震蕩器、放大電路、輸出電路

霍爾型：霍爾元件、放大電路、輸出電路1621.6.4接近開關（續(xù)）

(a)常開觸點(b)常閉觸點圖1－45接近開關的圖形符號和文字符號1631.6.5光電開關

作用：主要用來控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置。

接近開關的分類：

直接反射式、鏡面反射式、對射式、光纖式

優(yōu)點：壽命長、精度高、響應迅速快、檢測距離遠等。光電開關的圖形符號和文字符號：1641.6.4光電開關（續(xù)）

1651.6.4光電開關（續(xù)）

1、直接反射式反射式光電開關是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當被檢測的物體