《電器與PLC控制技術》中職全套教學課件

《電器與PLC控制技術》項目1機電設備維修基礎項目2電動機的正反轉電氣控制項目3電動機自動往返行程的電氣控制項目4電動機Y-△

降壓起動的電氣控制項目5西門子S7-1200PLC硬件介紹項目6TIA軟件中S7-PLCSIM的應用項目7三相異步電動機單方向運行控制項目8三相異步電動機接觸器聯(lián)鎖正反轉運行控制項目9三相異步電動機Y-△

降壓起動運行控制項目10天塔之光自動控制項目11水塔水位自動控制項目12密碼鎖自動控制項目13交通燈自控與手控全套可編輯PPT課件

電動機的起、保、停

電氣控制項目一全套可編輯PPT課件

?知識目標項目目標掌握交流接觸器的結構和工作原理；01掌握熱繼電器的結構和工作原理；02掌握電動機的起、保、停電氣控制電路的工作原理。03?能力目標項目目標能夠按照控制要求進行低壓電器元件的選用。能夠按照工藝規(guī)范正確安裝電動機的起、保、停電氣控制電路。?素質目標項目目標能主動學習，在完成任務過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；能與小組成員協(xié)商、交流、配合完成學習任務。項目引入?安裝電動機起、保、?？刂齐娐?，使其達到車床主軸電動機的控制要求，安裝接線應符合規(guī)范要求。?項目引入?要想安裝好該電路，必須掌握熱繼電器的結構和工作原理，掌握各元件的符號和名稱，了解各元件的規(guī)格和選用方法。知識儲備一、常用低壓元器件1.按鈕按鈕又稱按鈕開關，是一種手動控制電器。它只能短時接通或分斷5A以下的小電流電路，向其他電器發(fā)出指令性的電信號，控制其他電器動作。按鈕載流量小，不能直接用按鈕控制主電路的分斷。1）常用按鈕的型號含義常用按鈕的型號含義如圖1-1所示。知識儲備2）按鈕的結構按鈕一般由按鈕帽、復位彈簧、橋式動觸點、靜觸點和外殼等組成，其符號、結構及外形如圖下所示。知識儲備按鈕的結構組成知識儲備按鈕按照用途和觸點的結構不同分類知識儲備3）按鈕的選用與安裝按鈕的選用應從使用場合、被控制電路所需觸點數(shù)目及按鈕帽的顏色等方面綜合考慮。知識儲備按鈕使用前應檢查按鈕帽的彈性是否正常，動作是否自如，觸點接觸是否良好可靠等。按鈕安裝在面板上時應布置合理，排列整齊，安裝應牢固，停止按鈕用紅色，起動按鈕用綠色或黑色。2.交流接觸器常用的交流接觸器有CJ0、CJ10和CJ20等系列。此處以CJ10系列為例介紹交流接觸器。知識儲備1）交流接觸器的型號含義交流接觸器的型號含義如圖1-3所示。知識儲備2）交流接觸器的基本結構交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和輔助部件等部分組成。（1）常開觸點（共5對，1、3、5是常開主觸點，2、4是常開輔助觸點），在中間部分。（2）常閉觸點（共2對），在最上端。（3）線圈，在最下端。（4）壓力彈簧和傳統(tǒng)機構部分。知識儲備1—復位彈簧；2—主觸點；3—觸點壓力彈簧；4—滅弧罩；5—輔助常閉觸點；6—輔助常開觸點；7—動鐵心；8—緩沖彈簧；9—靜鐵心；10—短路環(huán)；11—線圈；12—熔斷器；13—按鈕。圖1-4CJ10-20型交流接觸器的結構知識儲備（1）電磁系統(tǒng)。電磁系統(tǒng)由電磁線圈、靜鐵心、動鐵心（銜鐵）等組成。其中動鐵心與動觸點支架相連。電磁線圈通電時，產生磁場使動、靜鐵心磁化而相互吸引。當動鐵心被吸引向靜鐵心時，與動鐵心相連的動觸點也被拉向靜觸點，令其閉合而接通電路。電磁線圈斷電后，磁場消失動鐵心在復位彈簧的作用下回到原位，牽動動觸點與靜觸點分離，分斷電路。知識儲備為了減少工作過程中交變磁場在鐵心中產生的渦流及磁滯損耗，避免鐵心過熱，交流接觸器的鐵心和銜鐵一般用E形硅鋼片疊壓鉚成。交流接觸器的鐵心上有一個短路銅環(huán)，稱為短路環(huán)，如圖下所示。短路環(huán)的作用是減少交流接觸器吸合時產生的震動和噪聲。知識儲備短路環(huán)當線圈中通以交流電流時，鐵心中產生的磁通也是交變的，對銜鐵的吸力也是變化的。當磁通經過最大值時，鐵心對銜鐵的吸力最大；當磁通經過零值時，鐵心對銜鐵的吸力也為零，銜鐵受復位彈簧的反作用力有釋放的趨勢，這時銜鐵不能被鐵心吸牢，造成鐵心震動，發(fā)出噪聲，使人感到疲勞，并使銜鐵與鐵心磨損，造成觸點接觸不良，產生電弧灼傷觸點。為了消除這種現(xiàn)象，在鐵心上裝有短路環(huán)。知識儲備當線圈通電后，產生線圈電流的同時，在短路環(huán)中產生感應電流，兩者由于相位不同，各自產生的磁通的相位也不同。在線圈電流產生的磁通為零時，感應電流產生的磁通不為零而產生吸力，吸住銜鐵，使銜鐵始終被鐵心吸牢，這樣會使震動和噪聲顯著減小。氣隙越小，短路環(huán)的作用越大，震動和噪聲也越小。知識儲備（2）觸點系統(tǒng)。觸點系統(tǒng)按功能不同分為主觸點和輔助觸點兩類。主觸點用以通斷電流較大的主電路；輔助觸點用以通斷電流較小的控制電路，還能起自鎖和聯(lián)鎖等作用，一般由兩對常開觸點和兩對常閉觸點組成。觸點的常開和常閉，是指電磁系統(tǒng)在未通電動作時觸點的狀態(tài)。常開觸點和常閉觸點是聯(lián)動的。知識儲備（3）滅弧裝置。交流接觸器在分斷較大電流電路時，在動、靜觸點之間將產生較強的電弧，它不僅會燒傷觸點、延長電路分斷時間，嚴重時還會造成相間短路。因此，在容量稍大的電氣裝置中，均加裝了一定的滅弧裝置用以熄滅電弧。知識儲備①電動滅弧。利用觸點斷開時本身的電動力把電弧拉長，以擴大電弧散熱面積，使電弧在拉長過程中大量散熱而迅速熄滅，如圖（a）所示。知識儲備②雙斷口滅弧。這種滅弧方法適用于橋式觸點。它將電弧自然分成兩段，在各段上利用電動力加快散熱速度而滅弧，如圖（b）所示。知識儲備③縱縫滅弧。這種滅弧方法借助滅弧罩完成滅弧任務。滅弧罩制成縱縫，且上窄下寬，觸點伸入滅弧罩下部寬縫中。觸點分斷時產生的電弧隨熱氣流上升，在窄縫中傳給室壁降溫而熄弧，如圖（c）所示。知識儲備④柵片滅弧。柵片滅弧要借助滅弧罩完成。這種滅弧罩用陶土或石棉水泥制成。滅弧罩內裝有由鍍銅薄鐵片組成的滅弧柵片，各滅弧柵片之間相互絕緣，觸點分斷電路時產生電弧，電弧又產生磁場。滅弧柵片由導磁材料制成，電弧上部的磁通通過滅弧柵片形成閉合回路。由于電弧的磁通上部稀疏、下部稠密，這種下密上疏的磁場分布將對電弧產生由下至上的電磁力，將電弧推入滅弧柵片中，電弧被滅弧柵片分割成幾段短電弧。這不僅使柵片之間的電弧電壓低于燃弧電壓，而且通過柵片吸收電弧熱量，使電弧很快熄滅，如圖1-8所示。知識儲備知識儲備（4）輔助部件。交流接觸器除了上述電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置外，還有復位彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動裝置及底座、接線柱等輔助部件。交流接觸器的電路符號如圖1-9所示。知識儲備3）交流接觸器的選用與安裝交流接觸器的選用與安裝原則如下。（1）接觸器主觸點的額定電壓應大于或等于被控制電路的最高電壓。（2）接觸器主觸點的額定電流應大于被控制電路的最大工作電流。用交流接觸器控制電動機時，主觸點的額定電流應大于電動機的額定電流。（3）接觸器電磁線圈的額定電壓應與被控制輔助電路的電壓一致。對于簡單電路，多用380V或220V電壓；在線路較復雜或有低壓電源的場合或工作環(huán)境有特殊要求時，也可選用36V、110V電壓等。（4）接觸器的觸點數(shù)量和種類應滿足主電路和控制電路的要求。知識儲備交流接觸器的工作環(huán)境要求清潔、干燥。應將交流接觸器垂直安裝在底板上，注意安裝位置不得受到劇烈震動，因為劇烈震動容易造成觸點抖動，嚴重時會發(fā)生誤動作。知識儲備禁止震動3.熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應對電動機或其他用電設備進行過載保護的控制電器。知識儲備電動機在運行過程中，長期過載、頻繁起動、欠電壓運行或斷相運行等都可能使其電流超過額定值。如果電流超過額定值的量不大，熔斷器不會熔斷，這樣會引起電動機過熱，損壞繞組的絕緣，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至燒壞電動機。因此，必須對電動機采取過載保護措施，最常用的是利用熱繼電器進行保護。知識儲備1）熱繼電器的型號含義熱繼電器的型號含義如圖1-10所示。知識儲備2）熱繼電器的結構熱繼電器的外形與結構如圖1-11所示。它主要由熱元件、觸點系統(tǒng)、動作機構、復位按鈕和整定電流裝置等組成。知識儲備（1）熱元件。熱元件有兩塊，它是熱繼電器的主要組成部分，由主雙金屬片及圍繞在雙金屬片外面的電阻絲組成。雙金屬片由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片焊接而成，如鐵鎳鉻合金和鐵鎳合金。電阻絲一般由康銅、鎳鉻合金等材料制成，使用時將電阻絲直接串接在異步電動機的兩相電路中。（2）觸點系統(tǒng)。觸點系統(tǒng)由常閉觸點和常開觸點組成。知識儲備（3）動作機構。動作機構由導板、溫度補償雙金屬片、推桿、動觸點連桿和彈簧等組成。（4）復位按鈕。復位按鈕用于熱繼電器動作后的手動復位。（5）整定電流裝置。使用十字螺絲刀旋轉電流調節(jié)凸輪（該凸輪為偏心凸輪）來調節(jié)整定電流值。知識儲備3）熱繼電器的工作原理如圖1-12所示，當電動機繞組過載時，熱元件產生的熱量足以使主雙金屬片彎曲，推動導板向右移動，又推動溫度補償片，使推桿繞軸轉動，推動動觸點連桿，使動觸點與靜觸點分開，從而使電動機線路中的接觸器線圈斷電釋放，將電源切斷，起到保護作用。知識儲備知識儲備溫度補償片用來補償環(huán)境溫度對熱繼電器動作精度的影響，它由與主雙金屬片同類的雙金屬片制成。當環(huán)境溫度變化時，溫度補償片與主雙金屬片在同一方向上產生附加彎曲，從而補償環(huán)境溫度的影響。下圖為市面上常見的溫度補償片。知識儲備熱繼電器動作后的復位分為手動復位和自動復位兩種。（1）手動復位。將調節(jié)螺釘擰出一段距離，使觸點的轉動超過一定角度。當雙金屬片冷卻后，觸點不能自動復位，這時必須按下復位按鈕使觸點復位。（2）自動復位。切斷電源后，熱繼電器開始冷卻，過一段時間雙金屬片恢復原狀，觸點在彈簧的作用下自動復位。熱繼電器的符號如圖1-13所示。知識儲備知識儲備4）熱繼電器的整定電流熱繼電器的整定電流是指熱繼電器長期不動作的最大電流，電流超過此值熱繼電器就會動作。熱繼電器中凸輪上方是整定旋鈕，刻有整定電流值的標尺。旋動旋鈕時，凸輪壓迫支撐桿繞交點左右移動，支撐桿向左移動時，推桿與連桿的杠桿間隙加大，熱繼電器的熱元件動作電流增大；反之，動作電流減小。知識儲備當過載電流超過整定電流的1.2倍時，熱繼電器動作。過載電流越大，熱繼電器開始動作所需時間越短。過載電流與熱繼電器動作時間的關系如表1-1所示。知識儲備5）三相結構及帶斷相保護的熱繼電器上述熱繼電器只有兩個熱元件，屬于兩相結構熱繼電器。一般情況下，電源的三相電壓均衡，電動機的絕緣良好，電動機的三相線電流必然相等，所以兩相結構熱繼電器能對電動機的過載進行保護。但是，當三相電源嚴重不平衡或者電動機的繞組內部發(fā)生短路故障時，就可能使電動機某一相的線電流比其余兩相的線電流高；當恰巧該相線路中沒有熱元件時，就不可能可靠地起到保護作用，此時應選用三相結構熱繼電器，其結構、動作原理與兩相結構熱繼電器相似。知識儲備熱繼電器所保護的電動機，如果是星形接法，當線路上發(fā)生一相斷路（缺相）時，另外兩組發(fā)生過載，此時流過熱元件的電流就是電動機繞組的相電流，普通熱繼電器（兩相或三相結構）都可起到保護作用。如果是三角形接法，發(fā)生一相斷路時，局部嚴重過載，而線電流大于相電流，普通的兩相或三相結構熱繼電器不能起到保護作用，此時必須采用三相結構帶斷相保護的熱繼電器。例如，JR16系列熱繼電器，它具有一般熱繼電器的保護性能，且當三相電動機一相斷路或三相電流嚴重不平衡時，能及時動作，起到斷相保護作用。知識儲備6）熱繼電器的選用在選用熱繼電器時，應根據(jù)電動機的額定電流確定熱繼電器的型號及熱元件的電流等級。（1）根據(jù)電動機的額定電流選擇熱繼電器的規(guī)格，一般應使熱繼電器的額定電流略大于電動機的額定電流。（2）根據(jù)需要的整定電流值選擇熱元件的電流等級。一般情況下，熱元件的整定電流為電動機額定電流的1.1~1.15倍。知識儲備（3）根據(jù)電動機定子繞組的連接方式選擇熱繼電器的結構形式，即定子繞組做星形連接的電動機選用普通三相結構熱繼電器，而做三角形連接的電動機應選用三相帶斷相保護的熱繼電器。知識儲備4.熔斷器熔斷器是低壓保護線路和電動機控制電路中最簡單、最常用的短路保護電器。它的主要工作部分是熔體，串聯(lián)在被保護電器或電路的前面。當電路或設備過載或短路時，大電流將熔體熔化，分斷電路而起保護作用。知識儲備1）瓷插式熔斷器RC1A系列瓷插式熔斷器（下圖）主要在380V三相電路和220V單相電路中做保護電器。它具有結構簡單、價格低廉、更換熔絲方便等優(yōu)點。知識儲備熔斷器在使用前需要用萬用表進行檢測，如圖1-15和1-16所示。知識儲備瓷插式熔斷器主要由瓷座、瓷蓋、靜觸點、動觸點和熔絲等組成，如圖1-17所示。瓷座中部有一空腔，與瓷蓋的凸出部分構成滅弧室。60A以上的瓷插式熔斷器空腔還墊有編織石棉層，用以加強滅弧功能。知識儲備2）螺旋式熔斷器RL1系列螺旋式熔斷器用于交流電壓380V及以下，電流在200A以內的線路和用電設備的過載和短路保護，如圖下所示。知識儲備它具有熔斷快、分斷能力強、體積小、結構緊湊、更換熔絲方便、安全可靠和熔絲斷后標志明顯等優(yōu)點。其主要由瓷帽、熔斷管（熔芯）、瓷套、上下接線柱及底座等組成，如圖1-19所示（見下一頁）。熔斷管內除裝有熔絲外，還填滿起滅弧作用的石英砂。熔斷管的上蓋中心裝有紅色熔斷指示器，一旦熔絲熔斷，指示器即從熔斷管上蓋中脫落，并可從瓷蓋上的玻璃窗口直接發(fā)現(xiàn)，以便更換熔斷管。知識儲備下圖為螺旋式熔斷器的結構知識儲備螺旋式熔斷器接線時，電源進線必須與熔斷器中心觸片接線柱相連，與負載的連線應接在與螺口相連的上接線柱上，這樣在旋出瓷帽并更換熔斷管時，金屬螺口不帶電，有利于保證操作人員的安全。3）熔斷器的選擇在電氣設備正常運行時，熔斷器不應熔斷；出現(xiàn)短路時，熔斷器應立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動（如電動機起動過程）時，熔斷器不應熔斷；在用電設備持續(xù)過載時，熔斷器應延時熔斷。知識儲備選擇熔斷器的類型時，主要依據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小。例如，用于保護照明和電動機的熔斷器，一般是考慮它們的過載保護，這時，希望熔斷器的熔化系數(shù)適當小些。容量較小的照明線路和電動機宜采用熔體為鉛鋅合金的RC1A系列熔斷器，而大容量的照明線路和電動機，除過載保護外，還應考慮短路時分斷短路電流的能力。若短路電流較小，可采用熔體為錫質的RC1A系列熔斷器或熔體為鋅質的RM10系列熔斷器。用于車間低壓供電線路的保護熔斷器，一般是考慮短路時的分斷能力。當短路電流較大時，宜采用具有高分斷能力的RL1系列熔斷器。當短路電流相當大時，宜采用有限流作用的RT0系列熔斷器。知識儲備熔斷器的額定電壓要大于或等于電路的額定電壓，熔斷器的額定電流要依據(jù)負載情況而選擇。（1）電阻性負載或照明電路的起動過程很短，運行電流較平穩(wěn)，一般按負載額定電流的1~1.1倍選擇熔體的額定電流，進而選定熔斷器的額定電流。（2）電動機等感性負載的起動電流為額定電流的4~7倍，一般選擇熔體的額定電流為電動機額定電流的1.5~2.5倍。一般來說，熔斷器難以起到過載保護作用，而只能用作短路保護，過載保護應采用熱繼電器。安裝螺旋式熔斷器時，為保證更換熔芯時的安全，應將低接線端接電源，高接線端接負載。知識儲備二、電動機起、保、?？刂齐娐返墓ぷ髟黼妱訖C起、保、?？刂齐娐啡鐖D1-20所示。知識儲備1.起動閉合電源開關QS，按下起動按鈕SB2—KM線圈得電—KM主觸點閉合—電動機M得電運轉—KM自鎖觸點閉合自鎖—保持電動機運轉。2.停機按下停止按鈕SB1—KM線圈斷電釋放—KM自鎖觸點、主觸點分斷—電動機M停機。知識儲備在圖1-20中，熔斷器FU1對主電路起短路保護作用，F(xiàn)U2對控制電路起短路保護作用，接觸器起零壓與欠壓保護作用，熱繼電器起過載保護作用。當電路出現(xiàn)零壓（也稱失壓，如停電）、欠壓時，由于彈簧的反作用力大于線圈的電磁吸力，KM接觸器的自鎖觸點、主觸點被釋放而分斷。當電源電壓恢復正常時，由于接觸器處于釋放狀態(tài)，電動機不會自行起動，從而實現(xiàn)了零壓、欠壓保護。當電路中電動機出現(xiàn)過載或故障狀態(tài)時，主電路中電流會過大，電流的熱效應使熱元件彎曲，從而使熱繼電器常閉觸點分斷，接觸器線圈斷電而釋放，實現(xiàn)電路的過載保護。知識儲備按照圖1-20所示的電動機起、保、停控制電路原理圖完成該電路的接線，并基本符合規(guī)范性接線要求。1.電動機起、保、停控制電路安裝位置示意圖電動機起、保、?？刂齐娐钒惭b位置示意圖如圖1-21所示。項目實施項目實施2.設備清單設備清單如表1-2所示。項目實施3.元器件檢測（1）交流接觸器常閉觸點檢測如圖下所示。項目實施（2）交流接觸器常開觸點檢測如圖1-23所示。項目實施（3）交流接觸器線圈檢測如圖1-24所示。項目實施4.電動機過載保護控制電路的安裝（1）按電動機起、保、?？刂齐娐钒惭b位置示意圖（圖1-21）安裝各元器件，安裝注意事項如下。①元器件安裝時緊固螺釘用力要適當，以工件不能晃動為原則，以免緊壞元器件。②熔斷器安裝時低接線柱接電源，高接線柱接負載。項目實施（2）按自畫接線圖和接線順序安裝接線（注意符合接線要求）。先接控制電路和按鈕，再接主電路。單根線接線安裝方法如下。①搟線，如圖1-25所示。項目實施②剝線、彎圈，如圖1-26和圖1-27所示。項目實施③測距，如圖1-28所示。項目實施④彎折（直角），如圖1-29所示。⑤兩端固定。項目實施（3）檢測電路。①按接線圖檢查電路接線是否正確。②用萬用表檢測電路。（4）通電試車。注意：必須在教師的監(jiān)護下進行。電源接線及合閘順序：先接負載→再接電源；先接地線→再合閘；先合總閘→再合分閘→逐級送電。拉閘順序：先停止電動機→再拉分閘→最后拉總閘。項目實施項目評價表1-3項目一完成情況評價表項目評價知識拓展電氣控制線路故障維修——電阻分段測量法如圖1-30所示，如果按下SB2時KM1線圈不吸合，檢測時，首先切斷控制電路電源，然后一人按下SB2不放，另一人用萬用表依次測量出0-1、0-2、0-3、0-4各兩點之間的電阻值，根據(jù)測量結果即可找出故障點，見表1-4。知識拓展知識拓展知識拓展歡迎同學們思考并提問THANKYOUFORWATCHING電動機的正反轉電氣控制項目二?知識目標項目目標掌握接觸器輔助觸點聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制電路的工作原理；01掌握按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制電路的工作原理；02掌握接觸器輔助觸點和按鈕復合聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制電路的工作原理。03?能力目標項目目標能夠按照控制要求進行低壓電器元件的選用。能夠按照工藝規(guī)范正確安裝接觸器輔助觸點和按鈕復合聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉控制電路。?素質目標項目目標能主動學習，在完成任務過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；能與小組成員協(xié)商、交流、配合完成學習任務。項目引入?電動機正反轉控制電路在生產中是一種常用的控制電路，如起重機的升降，機床主軸的正反轉，電控門的開關等。?項目引入?要想安裝好該電路，必須掌握三相異步電動機的換向原理，掌握三相異步電動機正反轉控制電路的工作原理。?在實際生產中，機床工作臺需要前進與后退，萬能銑床的主軸需要正轉與反轉，起重機的吊鉤需要上升與下降，單一方向的控制線路不能滿足這些生產機械的控制要求。知識儲備一、三相異步電動機的換向原理1.磁場旋轉方向決定三相異步電動機的轉向三相異步電動機的定子繞組中通入三相交流電后，就會產生一個旋轉磁場，在旋轉磁場的作用下，電動機就會轉動。電動機的轉向是由接入電動機三相繞組的電源相序所決定的。改變任意兩相繞組的相序后，旋轉磁場就會改變方向，使電動機反轉。三相異步電動機改變電源相序的電路原理如圖2-1所示。知識儲備知識儲備2.大功率或需遠距離控制電動機的正反轉常用接觸器控制電動機定子繞組電流順序。從圖2-2中可以看到，如果交流接觸器KM1閉合，L1、L2、L3分別流入U11、V11、W11相，三相異步電動機順時針運轉；交流接觸器KM2閉合，L3的電流流入U11相，L1的電流流入W11相，定子繞組電流相序發(fā)生變化，三相異步電動機逆時針運轉。知識儲備知識儲備3.接觸器聯(lián)鎖正反轉控制電路交流接觸器主觸點閉合由起動按鈕來控制，如圖2-3所示。1）正反轉控制電路的特點（1）電動機具有正反轉運轉功能。（2）正轉運行與反轉運行分別由兩個起動按鈕控制。（3）電動機在正向運行時按下反轉起動按鈕會造成相間短路。2）電路分析（1）電動機正反轉應分別由兩個接觸器的主觸點控制，但兩個接觸器的主觸點不能同時閉合，否則會造成相間短路。應在KM1線圈前串入KM2的輔助常閉觸點，在KM2線圈前串入KM1的輔助常閉觸點，這樣就可以避免相間短路。（2）按下按鈕SB2使KM1線圈得電，這時再按下按鈕SB3，KM2線圈無法得電。知識儲備知識儲備二、典型正反轉控制電路1.接觸器聯(lián)鎖正反轉控制電路圖2-4所示為接觸器控制三相異步電動機的正反轉電路原理圖，在一個接觸器得電動作時，通過其常閉輔助觸點使另一個接觸器不能得電動作。如圖2-4所示，在控制電路中KM1線圈所在回路上串聯(lián)KM2的常閉輔助觸點，當KM2線圈得電，電動機反轉運行時，KM2常閉觸點斷開，使KM1線圈所在回路斷開，KM1線圈無法起動。知識儲備知識儲備1）正轉控制閉合閘刀開關QS。按下起動按鈕SB2，KM1線圈得電KM1主觸點閉合，電動機正轉。KM1自鎖觸點閉合，鎖住電動機正轉工作狀態(tài)。KM1常閉聯(lián)鎖觸點分斷，鎖住反轉電路，不能起動。知識儲備2）反轉控制按下SB2，KM2線圈得電KM2主觸點閉合，電動機反轉。KM2自鎖觸點閉合，鎖住電動機反轉工作狀態(tài)。KM2常閉聯(lián)鎖觸點分斷，鎖住正轉電路，不能起動。知識儲備由工作原理可知，電動機轉動后要改變轉向時，必須先停機，再反向起動。聯(lián)鎖的作用是KM1主觸點與KM2主觸點不能同時閉合，否則會造成電源相間短路。知識儲備2.按鈕聯(lián)鎖正反轉控制電路圖2-5所示為按鈕聯(lián)鎖控制三相異步電動機的正反轉電路原理圖，此電路采用了復合按鈕，按下按鈕同時動作，實現(xiàn)按鈕互鎖連接。當電動機正向運行時，按下SB3按鈕，會立即使KM1失電，電動機停轉，并立即進入反向運行。反之亦然。這樣既保證了正反轉接觸器KM1、KM2不會同時通電，又可以不按停止按鈕而直接按反轉按鈕進行反轉起動。知識儲備知識儲備1）正轉控制閉合閘刀開關QS。按下起動按鈕SB2，KM1線圈得電KM1主觸點閉合，電動機正轉。KM1自鎖觸點閉合，鎖住電動機正轉工作狀態(tài)。知識儲備2）反轉控制按下SB3→KM1線圈斷電釋放→KM1主觸點、輔助觸點恢復常態(tài)→電動機停止正轉。KM2線圈得電KM2主觸點閉合，電動機反轉。KM2自鎖觸點閉合，鎖住電動機正轉工作狀態(tài)。知識儲備3）停止按下停止按鈕SB1分斷控制電路，電動機停止運行。由工作原理可知，按鈕常閉觸點聯(lián)鎖的作用是KM1主觸點與KM2主觸點不能同時閉合，否則會造成電源短路。這也是此電路的一個缺點。知識儲備3.按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路為克服接觸器聯(lián)鎖正反轉控制線路和按鈕聯(lián)鎖正反轉控制線路的缺點，在按鈕聯(lián)鎖的基礎上增加接觸器聯(lián)鎖，構成按鈕和接觸器復合聯(lián)鎖正反轉控制線路，對電動機進行雙重保護。知識儲備圖2-6所示為按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路原理圖，此電路采用了復合按鈕，其常開觸點和常閉觸點同時動作，實現(xiàn)按鈕和接觸器雙重聯(lián)鎖，保證電動機正常運行。當電動機正向運行時，按下SB3按鈕，會立即使KM1失電，電動機停轉，并立即進入反向運行。反之亦然。這樣既保證了正反轉接觸器KM1、KM2不會同時通電，又可以不按停止按鈕而直接按反轉按鈕進行反轉起動。知識儲備知識儲備1）正轉控制閉合閘刀開關QS。按下起動按鈕SB2，KM1線圈得電：KM1主觸點閉合，電動機正轉；KM1自鎖觸點閉合—鎖住電動機正轉工作狀態(tài)；KM1常閉聯(lián)鎖觸點分斷—鎖住反轉電路，不能起動。知識儲備2）反轉控制按下SB3，KM1線圈斷電釋放—KM1主觸點、輔助觸點恢復常態(tài)—電動機停止正轉。KM2線圈得電：KM2主觸點閉合—電動機反轉；KM2自鎖觸點閉合；KM2聯(lián)鎖觸點閉合—鎖住正轉電路。知識儲備3）停止按下停止按鈕SB1，分斷控制電路，電動機停止運行。按照圖2-6所示的按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路原理圖完成該電路的接線，并基本符合規(guī)范性接線要求。1.按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路安裝位置示意圖按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路安裝位置示意圖如圖2-7所示。項目實施項目實施項目實施2.設備清單設備清單如表2-1所示。項目實施3.安裝步驟和工藝要求1）安裝步驟（1）按設備清單將所需器材配齊并檢驗質量。（2）在網孔板上按雙重聯(lián)鎖正反轉控制電路安裝位置示意圖安裝。（3）按線路敷設工藝規(guī)范進行板前明線布線。（4）自檢控制板布線的正確性。（5）進行控制板外部布線，連接電動機等。（6）經指導教師初檢后，通電檢驗。（7）打分，拆去控制板外部布線。項目實施按鈕和輔助觸點復合聯(lián)鎖的可逆控制電路如圖2-8所示。項目實施2）工藝要求（1）檢查接觸器聯(lián)鎖正反轉控制電路的網孔板元器件有無質量問題，若有損壞應立即向指導教師報告。（2）控制板內部布線應平直、整齊、緊貼敷設面，走線合理，接點不得松動，不露銅過長、不反圈、不壓絕緣層等，并符合工藝要求。（3）布線完成后，必須對線路的正確性進行全面自檢項目實施（例如，按下SB2，從FU2的兩個進線端測得的是KM1線圈的電阻；按下SB3，從FU2的兩個進線端測得的是KM2線圈的電阻。萬用表顯示0說明短路，顯示∞則說明斷路。控制電路檢測無誤后，還要檢測主電路中KM1、KM2主觸點是否有相間短路），以確保通電一次成功。項目實施（4）通電時，必須得到指導教師同意；已經完成電路檢查后，由指導教師接通電源，并在現(xiàn)場進行監(jiān)護。（5）出現(xiàn)故障后，學生應獨立進行檢修。（6）項目應在定額時間內完成。項目實施3）注意事項（1）電動機必須安放平穩(wěn)，以防止在可逆運轉時產生滾動而引起事故；應將其金屬外殼可靠接地。（2）進入按鈕的導線必須從接線端子板上出，每個端子上只允許2根導線。要注意主電路必須進行換相，否則電動機只能進行單向運轉。（3）接線時，接觸器按鈕SB2、SB3常閉觸點不能進行互換，否則只能進行點動控制。項目實施（4）通電校驗時，應先閉合QS，再檢驗SB2（或SB3）及SB1按鈕的控制是否正常，并在按SB2后再按SB3，觀察有無聯(lián)鎖作用，在按SB2后再按下KM2交流接觸器連桿，觀察有無聯(lián)鎖作用。（5）應做到安全操作，保證工作臺及周邊干凈整齊。項目實施項目評價表2-2項目二完成情況評價表項目評價知識拓展倒順開關控制的電動機正反轉控制電路小功率電動機的正反轉可以由倒順開關控制。倒順開關正反轉控制線路雖然使用電器較少，線路比較簡單，但它是一種手動控制線路，在頻繁換向時，操作人員勞動強度大，操作安全性差，所以這種線路一般用于控制額定電流10A及以下、額定功率3kW及以下的小容量電動機。倒順開關的實物與正反轉控制原理圖如圖2-9所示。知識拓展知識拓展操作倒順開關QS，當手柄處于“?！蔽恢脮r，QS的動觸點、靜觸點不接觸，電路不通，電動機不轉。當手柄扳至“順”位置時，QS的動觸點和左邊的靜觸點相接觸，電路按L1—U、L2—V、L3—W接通，輸入電動機定子繞組的電源電壓相序為L1—L2—L3，電動機正轉。知識拓展當手柄扳至“倒”位置時，QS的動觸點和右邊的靜觸點相接觸，電路按L1—W、L2—V、L3—U接通，輸入電動機定子繞組的電源電壓相序為L3—L2—L1，電動機反轉。知識拓展注意：當電動機處于正轉狀態(tài)時，要使它反轉，應先把手柄扳到“停”位置，使電動機先停轉，再把手柄扳到“倒”位置，使其反轉。若直接把手柄由“順”位置扳至“倒”位置，電動機的定子繞組會因為電源突然反接而產生很大的反接電流，易使電動機定子繞組過熱而損壞。知識拓展歡迎同學們思考并提問THANKYOUFORWATCHING電動機自動往返行程的電氣控制項目三?知識目標項目目標掌握行程開關的結構和工作原理；掌握電動機自動往返行程電氣控制電路的工作原理。0102?能力目標項目目標能夠按照控制要求進行低壓電器元件的選用。能夠按照工藝規(guī)范正確安裝電動機自動往返行程電氣控制電路。?素質目標項目目標能主動學習，在完成任務過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；能與小組成員協(xié)商、交流、配合完成學習任務。項目引入?在實際生產過程中，一些自動或半自動的生產機械要求運動部件的行程或位置受到限制，或者在一定范圍內自動往返循環(huán)工作，以便對工件進行連續(xù)加工，提高生產效率。?項目引入?在實際生產中，一般采用在運行線路的兩頭各安裝一個行程開關實現(xiàn)位置控制，如圖3-1所示。項目引入?項目引入知識儲備一、行程開關行程開關是位置開關（又稱限位開關）的一種，是一種常用的小電流主令電器。通常，行程開關被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。1.行程開關概述在電氣控制系統(tǒng)中，行程開關的作用是實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測，用于控制機械設備的行程及實現(xiàn)限位保護。知識儲備知識儲備在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置。當裝于生產機械運動部件上的撞塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程，進行終端限位保護。在電梯控制電路中，利用行程開關控制開關轎門的速度、自動開關門的限位、轎廂的上限位與下限位保護。知識儲備行程開關可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當動物接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機構的動作。行程開關的型號含義如圖3-2所示。知識儲備知識儲備2.行程開關的分類行程開關的種類很多，其基本結構大體相同，都由觸點系統(tǒng)、操作機構及外殼等組成，如圖3-3所示。知識儲備行程開關按其結構可分為直動式、滾輪式和微動式等。行程開關內有一個微動開關，它有一對常開和常閉觸點。直動式行程開關。直動式行程開關的動作原理與按鈕類似，其區(qū)別在于按鈕是手動，直動式行程開關則由運動部件的撞塊碰撞。外界運動部件上的撞塊碰壓按鈕使其觸點動作，當運動部件離開后，在彈簧作用下，其觸點自動復位。直動式行程開關的結構如圖3-4所示，其觸點的分合速度取決于生產機械的運行速度，不宜用于速度低于0.4m/min的場合。知識儲備知識儲備滾輪式行程開關滾輪式行程開關的結構如圖3-5所示。對于單輪自動恢復式行程開關，當運動機械的撞塊壓到行程開關的滾輪上時，傳動桿連同轉軸一同轉動，使凸輪推動撞塊。當撞塊碰壓到一定位置時，推動微動開關快速動作。當滾輪上的撞塊移開后，復位彈簧就使行程開關復位。而雙輪旋轉式行程開關不能自動復原，它是依靠運動機械反向移動時，撞塊碰撞另一滾輪將其復原的。當被控機械上的撞塊撞擊帶有滾輪的撞桿時，撞桿轉向右邊，帶動凸輪轉動，頂下推桿，使微動開關中的觸點迅速動作。當運動機械返回時，在復位彈簧的作用下，各部分動作部件復位。知識儲備知識儲備（3）微動式行程開關。以常用的LXW-11系列微動式行程開關為例，其結構如圖3-6所示。知識儲備3.行程開關的工作原理行程開關的工作原理和按鈕相同，區(qū)別只是它不靠手指的按壓，而利用生產機械運動部件的撞塊碰壓而使觸點動作。當生產機械撞塊碰觸行程開關滾輪時，傳動桿和轉軸一起轉動，轉軸上的凸輪推動推桿使微動開關動作，接通常開觸點，分斷常閉觸點，指令生產機械停車、反轉或變速。知識儲備4.行程開關的符號行程開關的符號如圖3-7所示。知識儲備5.行程開關觸點測量利用萬用表的歐姆擋進行行程開關觸點的測量，如圖3-8所示。如圖3-8（a）所示，當萬用表顯示數(shù)值較小或為零時，表示萬用表兩端連接的是復合常閉觸點。如圖3-8（b）所示，當萬用表顯示數(shù)值為無窮大時，表示萬用表兩端連接的是復合常開觸點。知識儲備知識儲備二、電動機自動往返控制電路的工作原理電動機自動往返控制電路如圖3-9所示。電動機起動運轉后，便會拖動工作臺做左、右自動往返運動。要停止運動時，按下停止按鈕SB1即可。知識儲備知識儲備電路的工作原理如下。1.起動按下起動按鈕SB2，KM1線圈得電KM1主觸點閉合，電動機正轉，工作臺向左運動。KM1自鎖觸點閉合—自鎖。KM1聯(lián)鎖觸點閉合—鎖住反轉電路。知識儲備2.工作臺向右運動工作臺向左運動，撞塊碰到行程開關SQ1。SQ1-1常閉觸點分斷—KM1線圈斷電釋放—KM1自鎖觸點分斷，聯(lián)鎖觸點閉合，主觸點分斷—電動機失電停機，工作臺停止左移。SQ1-2常開觸點閉合—KM2線圈得電KM2主觸點閉合—電動機反轉，工作臺向右運動。KM2自鎖觸點閉合—自鎖。KM2聯(lián)鎖觸點分斷—鎖住反轉電路。知識儲備3.工作臺自動往返運行當工作臺向右運動，撞塊碰到SQ2時，SQ2-1常閉觸點分斷，SQ2-2常開觸點閉合。先是電動機停機，工作臺停止運動，然后電動機恢復正轉，工作臺重新左移。如此周而復始，工作臺做自動往返運動。行程開關SQ1、SQ2除了實現(xiàn)自動往返運動控制外，還與KM2、KM1常閉觸點共同承擔復合聯(lián)鎖的作用。SQ3、SQ4是限位開關。當SQ1或SQ2失靈，工作臺向左或向右運行，擋鐵超越SQ1（SQ2）時，就會出現(xiàn)嚴重事故。這時，限位開關SQ3（SQ4）被擋鐵觸碰而分斷電路，使電動機及工作臺停止運行，從而實現(xiàn)限位控制。按照圖3-9所示的電動機自動往返控制電路原理圖完成該電路的接線，并基本符合規(guī)范性接線要求。1.電動機自動往返行程的電氣控制電路安裝位置示意圖依據(jù)電路安裝位置示意圖，擺放所用元器件，如圖3-10所示。項目實施項目實施項目實施2.設備清單設備清單如表3-1所示。項目實施3.安裝步驟（1）按設備清單將所需器材配齊并檢驗質量。（2）在工作臺自動往返行程控制網控板上按安裝位置示意圖（圖3-10）安裝元件。（3）按做線規(guī)則進行板前明線布線。（4）自檢控制板布線的正確性。（5）進行控制板外部布線，如行程開關、按鈕、電動機等。（6）經指導教師初檢后，通電檢驗。（7）打分，拆去控制板外部布線。項目實施項目實施4.工藝要求（1）檢查元器件，有損壞應立即向指導教師報告。（2）安裝控制板上的電氣元件時，必須按安裝位置示意圖安裝，并做到元器件安裝牢固，排列整齊、勻稱、合理。（3）緊固元器件要受力均勻、緊固程度適當，以防止損壞元器件。（4）控制板內部布線應平直、整齊、緊貼敷設面，走線合理，接點不得松動，不露銅過長、不反圈、不壓絕緣層等，并要符合工藝要求。項目實施（5）行程開關可以先安裝好，不屬定額時間內，必須牢固地安裝在合適的位置上。安裝后，必須用手動工作臺或受控機械進行試驗合格后才能使用。（6）布線完成后，必須對控制線路的正確性進行全面的自檢（例如，按下SB2、SQ2，從FU2的兩個進線端測得的是KM1線圈的電阻。按下SB3、SQ1，從FU2的兩個進線端測得的是KM2線圈的電阻。萬用表顯示0說明短路，顯示∞則說明斷路。KM1、KM2主觸點是否有相間短路），以確保通電一次成功。項目實施（7）通電時，必須得到指導教師同意。自檢成功后，由指導教師接通電源，并在現(xiàn)場進行監(jiān)護。（8）出現(xiàn)故障后，學生應獨立進行檢修。（9）課題應在定額時間內完成。項目實施5.注意事項（1）行程開關的金屬外殼也必須可靠接地。（2）若無條件進行實際機械安裝試驗，可將行程開關在控制板下兩側進行受控模擬試驗。（3）自檢。①分別按下KM1、KM2主觸點，檢測主電路是否正確。②分別觸碰SQ1、SQ2，檢測控制電路是否正確。項目實施③分別按下SB1、SB2，檢測控制電路是否正確。④分別觸碰SQ3、SQ4，檢測限位功能是否完好。（4）檢查無誤后通電試車。（5）電動機必須安放平穩(wěn)，以防止在可逆運轉時產生滾動而引起事故；并將其金屬外殼可靠接地。項目實施項目評價表3-2項目三完成情況評價表項目評價知識拓展磁性開關在自動化控制中，往往借助傳感器與行程開關相配合來實現(xiàn)機械往復運動。比較常用的是磁性開關（即接近傳感器）。1.磁性開關概述磁性開關又稱磁控開關，與常見的開關裝置不同，它是一種利用磁場信號控制線路的開關器件。知識拓展磁性開關是通過磁鐵來感應的開關裝置，常用的磁鐵有燒結釹鐵硼、橡膠磁和永磁鐵氧體。磁性開關是干式舌簧管，簡稱干簧管，又稱磁控管，是利用磁場信號進行控制的一種開關元件。當無磁時電路斷開，能夠用來檢測機械運動或電路的狀態(tài)。外殼通常是一根密封的玻璃管，管中充有惰性氣體，還裝有兩個鐵質的彈性簧片電板。磁性開關實物圖如圖3-11（a）所示，電路符號如圖3-11（b）所示。知識拓展知識拓展2.磁性開關的用途（1）磁性開關主要是將位置信號提供給控制器，控制器檢測到磁性開關信號，對機械設備實現(xiàn)位置控制，以及到位停止、到位起動控制。（2）磁性開關的信號可以直接輸出到程序控制器的輸入端，實現(xiàn)上述功能，還可以通過控制器的判斷間接實現(xiàn)到位報警、未到位報警、物料檢測，以及對氣缸的動作次數(shù)進行計數(shù)和對循環(huán)次數(shù)的控制。知識拓展3.磁性開關的參數(shù)以D-C73型磁性開關為例，當工作電壓為DC24V時，磁性開關的工作電流為5~40mA；當工作電壓為AC110V時，工作電流為5~20mA。安裝時，一定要注意工作電流和極性，以免燒毀。磁性開關的接線如圖3-12所示。知識拓展知識拓展4.磁性開關使用注意事項（1）磁性開關不得裝在強磁場設備（如電焊設備等）旁。（2）安裝磁性開關時擰緊螺釘?shù)牧匾m當。力矩過大會損壞開關，力矩過小有可能使開關的最佳安裝位置出現(xiàn)偏差。（3）不要把連接導線與動力線（如電動機等）、高壓線并行連接在一起。（4）在調試磁性開關時，如果磁性開關的指示燈不亮，而信號可以傳到PLC，則可能的故障原因是磁性開關的兩條線被錯誤連接。知識拓展歡迎同學們思考并提問THANKYOUFORWATCHING電動機Y-△降壓起動的電氣控制項目四?知識目標項目目標掌握時間繼電器的結構和工作原理；掌握電動機Y-△降壓起動的電氣控制工作原理。0102?能力目標項目目標能夠按照控制要求進行低壓電器元件的選用。能夠按照工藝規(guī)范正確安裝電動機Y-△降壓起動的電氣控制電路。?素質目標項目目標能主動學習，在完成任務過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；能與小組成員協(xié)商、交流、配合完成學習任務。項目引入?能夠正確選擇、檢測熔斷器、交流接觸器、按鈕、熱繼電器、時間繼電器。?項目引入?完成時間繼電器自動控制Y-△降壓起動控制電路的安裝與調試；掌握規(guī)范性接線要求。知識儲備一、時間繼電器1.時間繼電器概述時間繼電器是一種利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的自動開關裝置。當加入（或去掉）輸入的動作信號后，其輸出電路需經過規(guī)定的準確時間才產生跳躍式變化（或觸點動作）。時間繼電器是一種使用在較低電壓或較小電流的電路上，用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件。知識儲備知識儲備延時功能是指時間繼電器從接到輸入信號（線圈通電或斷電）起，需經過一段時間的延時后才輸出信號（觸點閉合或斷開）。常用時間繼電器的型號含義如圖4-1所示。知識儲備2.時間繼電器的分類時間繼電器按動作原理不同分為空氣阻尼式、電磁式、電動式、晶體管式等。（1）空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器又稱氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產生的阻力進行延時的，其結構簡單，價格低，延時范圍大（0.4~180s），但延時精度低。（2）電磁式時間繼電器電磁式時間繼電器延時短（0.3~1.6s），但其結構比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。知識儲備（3）電動式時間繼電器。電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內部電動機帶動減速齒輪轉動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬（0.4~72h），但結構比較復雜，價格很高。（4）晶體管式時間繼電器晶體管式時間繼電器又稱電子式時間繼電器，它是利用延時電路進行延時的。這種繼電器精度高，體積小。知識儲備常用的時間繼電器如圖4-2所示。知識儲備JS14P系列數(shù)字式時間繼電器具有延時精度高、延時范圍寬、觸點容量大、調整方便、工作狀態(tài)直觀、指示清晰明確等特點，可廣泛用于電力拖動系統(tǒng)以及生產工藝過程自動控制系統(tǒng)作為時間控制元件。JS7-A系列空氣阻尼式時間繼電器適用于交流50Hz，電壓至380V的電路中，通常用在自動或半自動控制系統(tǒng)中。ST3P、ST6P系列超級時間繼電器具有體積小、質量輕、結構緊湊、延時精度高、可靠性好、壽命長等特點，適用于各種高精度、高可靠性自動控制場合作為延時控制元件。知識儲備3.時間繼電器的工作原理（1）空氣阻尼式時間繼電器。在交流電路中常采用空氣阻尼式時間繼電器，它是利用空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時動作的?？諝庾枘崾綍r間繼電器由電磁系統(tǒng)、工作觸點、氣室和傳動機構四部分組成，如圖4-3所示。知識儲備知識儲備空氣阻尼式時間繼電器有通電延時和斷電延時兩種類型。①通電延時時間繼電器。當時間繼電器線圈通電時，銜鐵被吸合，活塞桿在彈簧的作用下移動，移動的速度要根據(jù)進氣孔的節(jié)流程度而定。各延時觸點不立即動作，而要通過傳動機構延長一段整定時間才動作，線圈斷電時延時觸點迅速復原，如圖4-4所示。知識儲備知識儲備②斷電延時時間繼電器。當時間繼電器線圈通電時，銜鐵被吸合，各延時觸點瞬時動作，而線圈斷電時，觸點延時復位，如圖4-5所示。知識儲備從線圈通電到延時觸點完成動作，這段時間就是繼電器的延時時間。延時時間的長短可以通過螺釘調節(jié)空氣室進氣孔的大小來改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復彈簧的作用而復原?？諝饨洺鰵饪妆谎杆倥懦觥ＶR儲備（2）ST3P、ST6P系列超級時間繼電器。其工作原理與空氣阻尼式時間繼電器類似，區(qū)別在于需要外接底座，如圖4-6所示。知識儲備4.時間繼電器的符號時間繼電器的符號如圖4-7所示。知識儲備5.時間繼電器的選用（1）時間繼電器的類型和系列需根據(jù)系統(tǒng)的延時范圍和精度選擇。在延時精度要求不高的場合，一般可選用價格較低的空氣阻尼式時間繼電器（JS7-A系列）。對精度要求較高的場合，常選用晶體管式時間繼電器。（2）根據(jù)控制線路的要求選擇時間繼電器的延時方式（通電延時或斷電延時）、延時范圍，還要考慮電路對瞬時動作觸點的要求。（3）根據(jù)控制電路電壓選擇時間繼電器吸引線圈的電壓。知識儲備3.行程開關的工作原理行程開關的工作原理和按鈕相同，區(qū)別只是它不靠手指的按壓，而利用生產機械運動部件的撞塊碰壓而使觸點動作。當生產機械撞塊碰觸行程開關滾輪時，傳動桿和轉軸一起轉動，轉軸上的凸輪推動推桿使微動開關動作，接通常開觸點，分斷常閉觸點，指令生產機械停車、反轉或變速。知識儲備二、Y-△降壓起動異步電動機直接起動時，起動電流一般為額定電流的4~7倍。大容量的電動機起動，會產生很大的起動電流，引起電網電壓降落，使正在起動電動機的輸出轉矩減少，造成起動困難，同時會影響同一線路中其他電器的正常運行。因此，大容量異步電動機的起動電流應限制在一定范圍內，不能直接起動。常見的降壓起動方法有四種：定子繞組串接電阻降壓起動、自耦變壓器降壓起動、Ｙ-△降壓起動和延邊三角形降壓起動，此處介紹Ｙ-△降壓起動。知識儲備1.Y-△降壓起動的原理Ｙ-△降壓起動適用于電動機是三角形接法的場合，起動時利用接觸器將定子繞組接成星形，運行時再接成三角形。Ｙ-△降壓起動時，起動電流是額定電流的1/3，但起動轉矩也只有全壓起動的1/3，故一般只適用于輕載或空載的場合。知識儲備2.電動機定子繞組的接法定子繞組是三相電動機的電路部分。三相電動機有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產生旋轉磁場。三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，每個繞組又由若干個線圈連接而成。每個繞組即一相，每個繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導線或絕緣鋁導線繞制而成。中、小型三相電動機多采用圓漆包線。知識儲備大、中型三相電動機的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內。定子三相繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端分別標為U1、V1、W1，末端分別標為U2、V2、W2。這六個出線端在接線盒里的排列如圖4-8所示，可以接成星形或三角形。知識儲備知識儲備三、電動機Y-△降壓起動的電氣控制工作原理時間繼電器控制Ｙ-△降壓起動是一種自動控制方法。接觸器KM做三相電源控制，KMY做星形連接起動控制，KM△做三角形連接運行控制。時間繼電器控制的Ｙ-△降壓起動電路原理圖如圖4-9所示。知識儲備知識儲備首先要測出電動機星形起動達到切換成三角形運行所規(guī)定的速度需要的時間，然后用時間繼電器自動控制，即時間繼電器的延時等于電動機轉速上升到規(guī)定值所需的時間。工作原理如圖4-10和圖4-11所示。知識儲備知識儲備先閉合電源開關QS，電路工作過程如圖4-12所示。按照圖4-9所示的電動機Y-△降壓起動電路原理圖完成電路的接線，并基本符合規(guī)范性接線要求。1.電動機Y-△降壓起動的電氣控制電路安裝位置示意圖依據(jù)電路安裝位置示意圖擺放所用元器件，如圖4-13所示。項目實施項目實施2.設備清單設備清單如表4-1所示。項目實施3.安裝注意事項（1）熔斷器的受電端子應該安裝在控制板的外側，并確保熔斷器的受電端為底座的中心端。（2）各元件的安裝位置應整齊、勻稱、間距合理，便于元件的更換。（3）緊固各元件時，用力要均勻，緊固程度適當。在緊固熔斷器、接觸器等易碎元件時，應該用手按住元件，一邊輕輕搖動，一邊用旋具輪換旋緊對角線上的螺釘，直到手搖不動后，再適當加固旋緊些即可。（4）電子式時間繼電器底座應正裝。項目實施（5）布線通道盡可能少，同路并行導線按主電路、控制電路分類集中，單層密排，緊貼安裝面布線。（6）同一平面的導線應該高低一致或前后一致，不能交叉；必須交叉時，該根導線應該在接線端子引出時就水平架空跨越，但必須走線合理。（7）布線應橫平豎直、分布均勻，變換走向時應垂直轉向。（8）布線時嚴禁損傷線芯和導線絕緣。項目實施（9）布線順序一般以接觸器為中心，按由里向外、由低至高、先控制電路后主電路的順序進行，以不妨礙后續(xù)布線為基本原則。（10）在每根剝去絕緣層導線的兩端套上編碼套管，所有從一個接線端子（或接線柱）到另一個接線端子（或接線柱）的導線必須連續(xù)，中間無接頭。（11）導線與接線端子或接線柱連接時，不得壓絕緣層，不反圈及不露銅過長。（12）同一元件、同一回路的不同接點的導線間距離應保持一致。（13）一個元件的接線端子上的連接導線不得多于兩根，每節(jié)接線端子板上的連接導線一般只允許有一根。項目實施4.安裝步驟1）控制電路接線對照圖4-9，在開關QS的出線端引出兩相控制電路電源U11、V11，接在2只熔斷器FU2的進線端。線號1：其中1只熔斷器FU2的出線端1點與熱繼電器FR常閉觸點的進線端相連。線號2：按鈕SB2常閉觸點的進線端通過端子排與FR常閉觸點的出線端相連。項目實施線號3：按鈕SB1常開觸點的進線端與按鈕SB2常閉觸點的出線端相連，再通過端子排與交流接觸器KM的輔助常閉觸點的進線端相連。線號4：SB1常開觸點的出線端，通過端子排與交流接觸器KM△的輔助常開觸點的進線端相連。線號5：交流接觸器KM△的輔助常閉觸點的出線端與時間繼電器KT的輔助常閉觸點，KMY的輔助常開觸點的進線端及KT線圈的進線端相連。線號6：KMY線圈的進線端與KT的輔助常閉觸點相連。項目實施線號7：KMY常開觸點的出線端與KM的輔助常開觸點的出線端，KM線圈的進線端及KMY的常閉觸點的進線端相連。線號8：KMY常閉觸點的出線端與KM△線圈的進線端相連。線號0：KM、KMY、KM△、KT線圈的出線端與FU2另一只熔斷器的出線端相連。項目實施2）主電路接線將三相交流電源相線L1、L2、L3分別接開關QS的3個進線端，再由QS接至FU1，再連接到KM主觸點、FR熱元件以及電動機三相繞組首端U1、V1、W1，通過KM△主觸點引至U2、V2、W2及KMY主觸點；最后將KMY主觸點另一端接為一點。項目實施注意：（1）進行時間繼電器控制Y-△降壓起動的電動機，必須有6個出線端子且定子繞組在△接法時的額定電壓等于三相電源線電壓。（2）接線時，要保證電動機△接法的正確性，即接觸器KM△主觸點閉合時，應保證定子繞組的U1與W2、V1與U2、W1與V2相連接。（3）接觸器KMY的進線端必須從三相定子繞組的末端引入，若誤將其首端引入，則在KMY吸合時，會產生三相電源短路事故。項目實施3）布線檢查對照電路圖逐一確認布線的正確性。4）檢查電動機安裝是否牢固防止電動機轉動時產生震動而引起事故。5）接保護地線將電動機、控制線路板和按鈕等金屬外殼可靠地接保護接地線。項目實施5.線路檢查1）主電路接線檢查接線完畢后，反復檢查確認接線無誤后，不通電，用萬用表電阻擋檢查。先同時強行按下KM、KMY主觸點，用萬用表表筆依次接QS各輸出端至KMY輸出端，每次測量電阻值應基本相等，近似等于電動機一相電阻值；放開KMY主觸點，強行閉合KM△主觸點，用萬用表分別測量QS兩出線端的電阻，應近似等于電動機繞組電阻的2/3。與上述內容相符合則接線正確。項目實施2）控制電路接線檢查用萬用表表筆接控制電路的0和1兩點，將KMY線圈斷開，按下SB1時，萬用表讀數(shù)應為一只時間繼電器線圈的電阻值。將KMY線圈接通，按下SB1，萬用表讀數(shù)應為一只交流接觸器線圈的電阻值。按下KM輔助常開觸點，萬用表讀數(shù)應為一只交流接觸器線圈的電阻值的1/2。同時按下SB1和KMY輔助常開觸點，萬用表讀數(shù)應為一只交流接觸器線圈的電阻值的1/3。項目實施6.通電試車通電試車前，首先應熟悉線路的操作過程，即先閉合電源開關QS，觀察各接觸器動作是否符合電路功能要求（時間繼電器延時6s，Y-△切換），觀察元器件動作是否靈活，有無卡阻及噪聲過大現(xiàn)象，觀察電動機運行是否正常。若有異常，立即停車檢查。注意：為保證通電試車安全，必須經指導教師檢查無誤后運行；必須在指導教師現(xiàn)場監(jiān)護下嚴格按安全規(guī)程的有關規(guī)定操作。項目實施項目評價表4-2項目四完成情況評價表項目評價知識拓展電氣控制線路故障維修——電壓分段測量法如圖4-14所示，如果按下SB2時KM1線圈不吸合，檢測時，首先切斷控制電路電源，然后一人按下SB2不放，一人用萬用表依次測量0-2，0-3，0-4各兩點之間的電壓值，根據(jù)其測量結果即可找出故障點。知識拓展知識拓展（1）測量時，先將萬用表置于交流電壓750V擋。（2）斷開主電路，接通控制電路電源。若按下起動按鈕SB2時，接觸器KM線圈不吸合，則說明控制電路有故障。（3）測量需要兩人配合進行。其中一人先用萬用表測量“0”和“1”兩點間的電壓，若電壓為380V，則說明控制電路電源電壓正常。然后由此人按下起動按鈕SB2不放，另一人將黑表筆接到0點上，紅表筆依次接到“2”“3”“4”各點上，分別測出0和2、0和3、0和4間的電壓，填入表4-3，根據(jù)測量結果即可找出故障點。知識拓展知識拓展歡迎同學們思考并提問THANKYOUFORWATCHING西門子S7-1200PLC硬件介紹項目五?知識目標項目目標了解PLC的特點及基本構成。掌握S7-1200PLC的硬件結構。0102?能力目標項目目標能夠區(qū)分S7-1200PLC的型號能夠根據(jù)S7-1200PLC的不同型號完成PLC的接線。?素質目標項目目標能主動學習，在完成任務過程中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題；能與小組成員協(xié)商、交流、配合完成學習任務。項目引入?國際電工委員會（IEC）對可編程控制器（PLC）的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。?項目引入?基于以上情況，本項目以西門子公司生產的S7-1200系列PLC（圖見下一頁）為例，學習PLC的硬件結構。?它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。知識儲備知識儲備一、PLC的產生可編程控制器（programmablecontroller）是計算機的一種，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（programmable

西門子S7-1200PLC硬件介紹logiccontroller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，這種裝置稱為可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（personalcomputer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱為PLC。知識儲備二、PLC的特點采用PLC實現(xiàn)電動機的自鎖運行，是將傳統(tǒng)的繼電器控制和計算機控制結合起來實現(xiàn)控制過程，PLC接線示意圖如圖5-2所示。知識儲備與繼電-接觸器控制系統(tǒng)比較，使用PLC控制，所需要的硬件接線只是作為PLC輸入的控制信號和作為輸出的控制電動機運行的信號。這種控制方式的改變，使這兩者之間有許多不同之處。（1）繼電-接觸器控制系統(tǒng)使用電器多，體積大，且故障率高；PLC控制系統(tǒng)結構緊湊，使用電器少，體積小。知識儲備（2）繼電-接觸器控制系統(tǒng)全部用硬器件、硬觸點和“硬”線連接，為全硬件控制，機械式觸點動作慢，弧光放電嚴重；PLC內部多采用軟器件、軟觸點和“軟”線連接，為軟件控制，觸點動作快。（3）繼電-接觸器控制功能改變，需拆線接線乃至更換元器件，比較麻煩；PLC控制功能改變，一般只需修改程序，極其方便。知識儲備（4）PLC控制系統(tǒng)由于結構簡單緊湊，基本為軟件控制，因此設計、施工與調試比繼電-接觸器控制系統(tǒng)周期短。此外，由于PLC技術是在計算機控制技術的基礎上發(fā)展而來的，它在軟硬件設置上有著傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制無法比擬的優(yōu)勢，系統(tǒng)工作可靠性極高。知識儲備三、PLC的應用領域PLC的應用領域包括電力系統(tǒng)、自動化生產線（圖右）、冶金系統(tǒng)、建筑及建材系統(tǒng)、輕工系統(tǒng)、機械制造系統(tǒng)、交通管制、中央空調、啤酒生產線、計算機洗車、自動售貨、城市夜景等樓宇智能系統(tǒng)、城市給排水系統(tǒng)、公共場所的自動電梯和扶梯、農田灌溉系統(tǒng)等。知識儲備四、PLC的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.通信網絡化PLC網絡控制是當前控制系統(tǒng)和PLC技術發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網通信、PLC與上位計算機的聯(lián)網通信已得到廣泛應用。目前，PLC制造商都在發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件，以加強PLC的聯(lián)網能力。知識儲備2.模塊化和智能化為滿足工業(yè)自動化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來，PLC廠家先后開發(fā)了許多新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等。這些模塊的開發(fā)和應用不僅增強了PLC的功能，擴展了PLC的應用范圍，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。知識儲備3.編程語言和編程工具的多樣化和標準化多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC軟件的一種發(fā)展趨勢。PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP（制造自動化協(xié)議）靠攏，使PLC的輸入/輸出模塊、通信協(xié)議、編程語言和編程工具等方面的技術更加規(guī)范化和標準化。知識儲備五、PLC的基本組成1.CPUCPU即中央處理器，負責指揮信號與數(shù)據(jù)的接收與處理、程序執(zhí)行、輸出控制等系統(tǒng)工作。2.ROMROM即系統(tǒng)存儲器，內部固化了廠家的系統(tǒng)管理程序與用戶指令解釋程序，用戶不能刪改。知識儲備3.RAMRAM即用戶存儲器，用于存儲用戶編寫的程序，可由用戶根據(jù)控制需要進行刪改。4.輸入接口輸入接口用于連接各類開關、按鈕和傳感器等，接收外來元件（開關、按鈕、傳感器）輸入的接通或斷開的開關量信號，以及電位器、傳感器等數(shù)值連續(xù)變化輸入的模擬量信號（需要進行模擬量與數(shù)字量的轉換）。知識儲備5.輸出接口輸出接口用于連接指示燈、接觸器線圈、電磁閥線圈等執(zhí)行元件，輸出PLC的程序指令以驅動執(zhí)行元件。6.電源電源為PLC內部提供工作電源，同時為外部元件提供一個DC24V電源。CPU1211C和CPU1212C可提供300mA電流，CPU1214C/1215C/1217C可提供400mA電流。因為這個電流值是有限制的，當使用的傳感器或者模塊的電流容量超過規(guī)定值時，將無法使用這個內置電源，建議采用外部電源供電。知識儲備7.通信接口通信接口用于與外部設備（如計算機、觸摸屏等）進行通信連接。PLC還安裝有擴展接口，有需要時可以接上各種功能擴展卡，增強PLC的功能。知識儲備PLC的基本組成如圖5-4所示。知識儲備六、S7-1200PLC的硬件組成S7-1200PLC是西門子公司推出的一款PLC，主要面向簡單而高精度的自動化任務。S7-1200PLC設計緊湊，組態(tài)靈活，且具有功能強大的指令集。它將微處理器、集成電源、輸入電路和輸出電路組合到一個設計緊湊的外殼中，以形成功能強大的PLC。CPU根據(jù)用戶程序邏輯監(jiān)視輸入并更改輸出，用戶程序可以包含布爾邏輯、計數(shù)、定時、復雜數(shù)學運算以及與其他智能設備的通信。知識儲備S7-1200PLC的基本組成如圖5-5所示。知識儲備1.S7-1200PLC的CPU模塊1）S7-1200PLC的CPU模塊的結構S7-1200PLC的CPU模塊的結構如圖5-6所示。知識儲備知識儲備2）S7-1200PLC的CPU模塊的技術規(guī)范S7-1200PLC不同型號CPU的共性包括：①集成的24V傳感器/負載電源可供傳感器和編碼器使用，也可以用作輸入回路的電源；②集成的2點模擬量輸入（0~10V），輸入電阻為100kΩ，10位分辨率；③2點脈沖列輸出（PTO）或脈寬調制（PWM）輸出，最高頻率為100kHz；有16個參數(shù)自整定的PID控制器；4個時間延遲與循環(huán)中斷，分辨率為1ms；④可以擴展3塊通信模塊和1塊信號板，CPU可以用信號板擴展一路模擬量輸出或高速數(shù)字量輸入/輸出。知識儲備S7-1200PLC不同型號CPU的特性如表5-1所示。知識儲備S7-1200PLC的CPU有三種類型，如表5-2所示。知識儲備3）S7-1200PLC的CPU的外部接線圖S7-1200PLC的CPU的外部接線圖如圖5-7~圖5-9所示。知識儲備2.S7-1200PLC的信號板1）S7-1200PLC信號板的結構通過信號板（signalboard，SB）可以給CPU增加I/O。SB連接在CPU的前端，分為具有4個數(shù)字量I/O（2×DC輸入和2×DC輸出）的SB和具有1路模擬量輸出的SB，如圖5-10所示。知識儲備2）4種S7-1200PLC信號板的接線S7-1200PLC信號板的接線如圖5-11~圖5-12所示。知識儲備S7-1200PLC信號板的接線如圖5-13~圖5-14所示。知識儲備3.S7-1200PLC的信號模塊可以使用信號模塊（signalmodule，SM）給CPU增加附加功能，信號模塊連接在CPU的右側。S7-1200PLC信號模塊的結構如圖5-15所示。知識儲備4.S7-1200PLC的I/O1）S7-1200PLC的數(shù)字量I/O可以選用8點、16點和32點的數(shù)字量輸入/輸出模塊，以滿足不同的控制需要。2）S7-1200PLC的模擬量I/O在工業(yè)控制中，某些輸入量（溫度、壓力、流量、轉速等）是模擬量，某些執(zhí)行機構（如電動調節(jié)閥和變頻器等）要求PLC輸出模擬量信號，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。知識儲備模擬量I/O模塊的任務是實現(xiàn)A/D和D/A轉換。模擬量首先被傳感器和變送器轉換為標準量程的電壓或電流（如4~20mA、1~5V、0~10V），PLC用模擬量輸入模塊的A/D轉換器將它們轉換成數(shù)字量。帶正負號的電流或電壓在A/D轉換后用二進制補碼表示。模擬量輸出模塊的D/A轉換器將PLC中的數(shù)字量轉換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機構。A/D和D/A轉換的二進制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高。知識儲備5.S7-1200PLC的集成PROFINET接口實時工業(yè)以太網是現(xiàn)場總線發(fā)展的趨勢，如圖5-16所示。PROFINET是基于工業(yè)以太網的現(xiàn)場總線，是開放式的工業(yè)以太網標準，它使工業(yè)以太網的應用擴展到控制網絡最底層的現(xiàn)場設備。知識儲備實時工業(yè)以太網是現(xiàn)場總線發(fā)展的趨勢，如圖5-17所示。知識儲備實時工業(yè)以太網是現(xiàn)場總線發(fā)展的趨勢，如圖5-18所示。知識儲備6.S7-1200PLC的通信模塊S7-1200PLC有兩種通信模塊，即CM1241RS232和CM1241RS485。CPU最多支持3個通信模塊，各通信模塊連接在CPU的左側（或連接到另一個通信模塊的左側）。S7-1200PLC通信模塊的結構如圖5-19所示。知識儲備在編程接口模式下可以利用CM1241進行點對