電氣控制技術(shù)的發(fā)展概況.ppt

1、緒論,電氣控制技術(shù)的發(fā)展概況 本課程的性質(zhì)與任務(wù) （1）熟悉常用控制電器的結(jié)構(gòu)原理、用途，具有合理選擇、使用主要控制電器的能力。 （2）熟練掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié)，具有閱讀和分析電氣控制線路的工作原理的能力。 （3）熟悉典型設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)，具有從事電氣設(shè)備安裝、調(diào)試、維修和管理等知識(shí)。 （4）掌握PLC的基本基本結(jié)構(gòu)和工作原理，能夠根據(jù)工藝過(guò)程和控制要求進(jìn)行簡(jiǎn)單的PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試。 （5）熟悉PLC的內(nèi)部元器件的結(jié)構(gòu)與功能，掌握PLC的指令系統(tǒng)與編程應(yīng)用，提高PLC控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)能力與技巧，增強(qiáng)實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試能力。 （6）了解PLC的網(wǎng)絡(luò)和通信原理

2、。,第1章 常用低壓電器,內(nèi)容提要： 本章主要講述了接觸器、繼電器、熔斷器、低壓斷路器、低壓隔離器、主令器、電磁閥等低壓電器的用途、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其主要參數(shù)和圖形符號(hào)。 學(xué)習(xí)要求： 掌握常用低壓電器的工作原理，圖形符號(hào)及用途。 了解各低壓電器的技術(shù)參數(shù)，以便正確選取電器。 隨著電器技術(shù)不斷發(fā)展，為提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)盡量選用新型的電器元件。,1.1 概述,1.1.1 電器的定義 電器是根據(jù)外界特定的信號(hào)和要求，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的電氣設(shè)備。,1.1 概述,1.1.2 常用低壓電器分類 由于低壓電器的

3、職能、品種和規(guī)格的多樣化，工作原理也各異，因而有不同的分類方法。根據(jù)其與使用系統(tǒng)間的關(guān)系，習(xí)慣上按用途可分為以下幾類： 1低壓配電電器 2低壓控制電器 3低壓主令器 4低壓保護(hù)電器 5低壓執(zhí)行電器,1.1 概述,1.1.3 低壓電器發(fā)展概況,自建國(guó)以來(lái) ； 改革開放以后 ； 當(dāng)前 ；,總之，低壓電器正向高性能、高可靠性、多功能、小型化、使用方便等方向發(fā)展。,1.2 低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),1.2.1 電磁機(jī)構(gòu),電磁機(jī)構(gòu)的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能并帶動(dòng)觸點(diǎn)的閉合或斷開，完成通斷電路的控制作用。,圖1.1 直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu),1.2 低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),1.2.1 電磁機(jī)構(gòu),圖1.

4、2 拍合式電磁機(jī)構(gòu),1.2 低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),1.2.2 觸點(diǎn)系統(tǒng),觸點(diǎn)的作用是接通或分?jǐn)嚯娐罚虼耍笥|點(diǎn)具有良好的接觸性能和導(dǎo)電性能，電流容量較小的電器，其觸點(diǎn)通常采用銀質(zhì)材料。,圖1.3 觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式,1.2 低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),1.2.3 滅弧系統(tǒng) 低壓控制電器常用的滅弧方法有以下幾種：,1電動(dòng)力吹弧,2磁吹滅弧,圖1.4 電動(dòng)力滅弧示意圖,圖1.5 磁吹滅弧示意圖,1.2 低壓電器的電磁機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),3柵片滅弧,圖1.6 柵片滅弧示意圖,1.3 接觸器,接觸器是一種自動(dòng)的電磁式電器，適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)

5、機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載，如電焊機(jī)、電容器、電阻爐等。它不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)操作和欠電壓釋放保護(hù)及零電壓保護(hù)功能，而且控制容量大，工作可靠，操作頻率高，使用壽命長(zhǎng)。常用的接觸器分為交流接觸器和直流接觸器兩類。,1.3 接觸器,1.3.1 接觸器結(jié)構(gòu)和工作原理,圖1.7 CJ20交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖,圖1.7為交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖，交流接觸器由以下四部分組成。,1電磁機(jī)構(gòu),2觸點(diǎn)系統(tǒng),3滅弧系統(tǒng),4其他部分,1.3 接觸器,接觸器的圖形符號(hào)如圖1.8所示，文字符號(hào)為KM,圖1.8 接觸器圖形符號(hào),1.3 接觸器,1.3.2 接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù),1型號(hào)含義：交流接觸器型號(hào)的含義如下：,1.

6、3 接觸器,1.3.2 接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù),1型號(hào)含義：直流接觸器型號(hào)的含義如下：,1.3 接觸器,1.3.2 接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù),2主要技術(shù)參數(shù),（1）額定電壓：,（2）額定電流：,（3）線圈額定電壓：,（4）接通和分?jǐn)嗄芰Γ?（5）機(jī)械壽命和電壽命：,（6）操作頻率：,1.3 接觸器,1.3.2 接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù),3接觸器的選用,應(yīng)根據(jù)以下原則選用接觸器： （1）根據(jù)被接通或分?jǐn)嗟碾娏鞣N類選擇接觸器的類型。 （2）根據(jù)被控電路中電流大小和使用類別選擇接觸器的額定電流。 （3）根據(jù)被控電路電壓等級(jí)選擇接觸器的額定電壓。 （4）根據(jù)控制電路的電壓等級(jí)選擇接觸器線圈的額

7、定電壓。,1.4 繼電器,1.4.1 電流繼電器和電壓繼電器 1電流繼電器：根據(jù)線圈中電流的大小而接通和斷開電路的繼電器稱為電 流繼電器,圖1.9為過(guò)電流、欠電流繼電器圖形符號(hào)，其文字符號(hào)為KA,1.4 繼電器,1.4.1 電流繼電器和電壓繼電器,2電壓繼電器：電壓繼電器檢測(cè)對(duì)象為線圈兩端的電壓變化信號(hào),圖1.9 過(guò)電流、欠電流繼電器圖形符號(hào),圖1.10 電壓繼電器圖形符號(hào),1.4 繼電器,1.4.2 中間繼電器,中間繼電器在控制電路中主要用來(lái)傳遞信號(hào)、擴(kuò)大信號(hào)功率以及將一個(gè)輸入信號(hào)變換成多個(gè)輸出信號(hào)等,JZ15系列中間繼電器型號(hào)含義如下：,圖1.11 中間繼電器圖形符號(hào),1.4 繼電器,1.

8、4.3 熱繼電器,1熱繼電器結(jié)構(gòu)及工作原理,圖1.12 熱繼電器工作原理示意圖,1.4 繼電器,1.4.3 熱繼電器,熱繼電器的文字符號(hào)為FR，圖形符號(hào)如圖1.13所示,圖1.13 熱繼電器圖形符號(hào),1熱繼電器結(jié)構(gòu)及工作原理,1.4 繼電器,1.4.3 熱繼電器,2熱繼電器型號(hào)及主要參數(shù),熱繼電器的型號(hào)及含義如下：,1.4 繼電器,1.4.3 熱繼電器,2熱繼電器型號(hào)及主要參數(shù),其主要參數(shù)如下： （1）熱繼電器額定電流：熱繼電器中可以安裝的熱元件的最大整定電流值。 （2）熱元件額定電流：熱元件整定電流調(diào)節(jié)范圍的最大值。 （3）整定電流：熱元件能夠長(zhǎng)期通過(guò)而不致引起熱繼電器動(dòng)作的最大電流值 。通

9、常熱繼電器的整定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相當(dāng)，一般?。?5% 105%）額定電流。,1.4 繼電器,1.4.4 時(shí)間繼電器,從得到輸入信號(hào)（線圈的通電或斷電）開始，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)（觸點(diǎn)的閉合或斷開）的繼電器，稱為時(shí)間繼電器。,時(shí)間繼電器延時(shí)方式有兩種：通電延時(shí)、斷電延時(shí),常用的時(shí)間繼電器主要有電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式、晶體管式等,常用的時(shí)間繼電器主要有電磁式、電動(dòng)式、空氣阻尼式、晶體管式等,1.4 繼電器,1.4.4 時(shí)間繼電器,圖1.14 JS7-A系列時(shí)間繼電器,1.4 繼電器,1.4.4 時(shí)間繼電器,時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)如圖1.15所示，文字符號(hào)為KT。,圖1.15 時(shí)間繼電

10、器圖形及文字符號(hào),1.4 繼電器,1.4.5 速度繼電器,速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作的繼電器，其作用是與接觸器配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，所以又稱為反制動(dòng)繼電器,圖1.16 速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖,圖1.17 速度繼電器圖形符號(hào),1.4 繼電器,1.4.6 液位繼電器,有些鍋爐和水柜需根據(jù)液位的高低變化來(lái)控制水泵電動(dòng)機(jī)的啟停，這一控制可由液位繼電器來(lái)完成,圖1.18 JYF-02液位繼電器,1.4 繼電器,1.4.7 干簧繼電器,干簧繼電器由于其結(jié)構(gòu)小巧，動(dòng)作迅速，工作穩(wěn)定，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到廣泛的應(yīng)用,圖1.19 干簧繼電器的結(jié)構(gòu)原理,1.4 繼電器,1.4.7 干簧繼電器,干簧

11、繼電器特點(diǎn)如下： （1）接觸點(diǎn)與空氣隔絕，可有效地防止老化和污染，也不會(huì)因觸點(diǎn)產(chǎn)生火花而引起附近易燃物的燃燒。 （2）觸點(diǎn)采用金、鈀的合金鍍層，接觸電阻穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，為100萬(wàn)1000萬(wàn)次。 （3）動(dòng)作速度快，為13ms，比一般繼電器快510倍。 （4）與永久磁鐵配合使用方便，靈活?？膳c晶體管配套使用。 （5）承受電壓低，通常不超過(guò)250V。,1.4 繼電器,1.4.8 固態(tài)繼電器,固態(tài)繼電器SOLIDSTATE RELAYS，簡(jiǎn)寫成“SSR”是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)器件，利用電子元件的開關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)火花接通和斷開的目的，因此又稱為“無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)”。,圖1.20 固態(tài)

12、繼電器原理框圖,1.5 熔斷器,1.5.1 熔斷器型號(hào)及主要性能參數(shù) 1熔斷器型號(hào)的含義,1.5 熔斷器,1.5.2 熔斷器的分類,2主要性能參數(shù),（1）額定電壓：,（2）額定電流：,（3）極限分?jǐn)嚯娏鳎?（4）時(shí)間-電流特性：,圖1.22 熔斷器的時(shí)間-電流特性,1.6 低壓斷路器,1.6.1 低壓斷路器結(jié)構(gòu)及工作原理,低壓斷路器由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、保護(hù)裝置（各種脫扣器）、滅弧系統(tǒng)等組成。低壓斷路器工作原理如圖1.23所示。,圖1.23 低壓斷路器的工作原理示意圖,圖1.24 低壓斷路器的圖形符號(hào),1.6 低壓斷路器,1.6.2 低壓斷路器類型及主要參數(shù),1低壓斷路器分類,（1）萬(wàn)能式斷路器,

13、（2）塑料外殼式斷路器,（3）模塊化小型斷路器,（4）智能化斷路器,圖1.25 智能化斷路器原理框圖,1.7 低壓隔離器,1.7.1 刀開關(guān),刀開關(guān)是一種手動(dòng)配電電器，主要用來(lái)手動(dòng)接通或斷開交、直流電路，通常只作為隔離開關(guān)使用，也可用于不頻繁地接通與分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載，如小容量電動(dòng)機(jī)、電阻爐等,圖1.26 刀開關(guān)的圖形符號(hào),1.7 低壓隔離器,1.7.2 組合開關(guān),組合開關(guān)是一種多觸點(diǎn)、多位置式、可控制多個(gè)回路的電器。一般用于電氣設(shè)備中非頻繁地通斷電路、換接電源和負(fù)載，測(cè)量三相電壓以及控制小容量電動(dòng)機(jī),圖1.27 HZ10組合開關(guān)結(jié)構(gòu),圖1.28 組合開關(guān)的圖形符號(hào),1.8.1 按鈕 按鈕

14、是一種手動(dòng)且可以自動(dòng)復(fù)位的主令電器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用廣泛，在控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器等,1.8 主令器,圖1.29 控制按鈕結(jié)構(gòu)示意圖,圖1.30 控制按鈕的圖形符號(hào),1.8 主令器,1.8.2 行程開關(guān)與接近開關(guān),1行程開關(guān),依照生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令以控制其運(yùn)行方向或行程長(zhǎng)短的主令電器，稱為行程開關(guān)。若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程終點(diǎn)處，以限制其行程，則稱為限位開關(guān)或終點(diǎn)開關(guān),圖1.31 行程開關(guān)的圖形符號(hào),1.8 主令器,1.8.2 行程開關(guān)與接近開關(guān),2接近開關(guān),接近開關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)，是當(dāng)運(yùn)動(dòng)的金屬與開關(guān)接近到一定距離時(shí)發(fā)出接近信號(hào)，以不直接接觸方式進(jìn)行

15、控制,圖1.32 LJ2系列電子式接近開關(guān)原理圖,1.8 主令器,1.8.2 行程開關(guān)與接近開關(guān),接近開關(guān)的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如圖1.33所示,圖1.33 接近開關(guān)的圖形符號(hào),2接近開關(guān),1.8 主令器,1.8.3 轉(zhuǎn)換開關(guān),轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋位、多觸點(diǎn)、能夠控制多回路的主令器,圖1.34 LW12系列轉(zhuǎn)換開關(guān)一層結(jié)構(gòu)示意圖,圖1.35 轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.1 動(dòng)力元件與執(zhí)行元件,1液壓泵的工作原理與圖形符號(hào),圖1.36 液壓泵的圖形符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.1 動(dòng)力元件與執(zhí)行元件,2液壓馬達(dá)和液壓缸,圖1.37 液壓馬達(dá)的符號(hào),圖1

16、.38 單活塞缸符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,1液壓控制閥的功能和分類,（1）按用途分類：, 方向控制閥 壓力控制閥 流量控制閥,（2）按操縱方式分類, 人力操縱閥 機(jī)械操縱閥 電動(dòng)操縱閥 氣、液操縱閥 聯(lián)合操縱閥,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,2方向控制閥,（1）單向閥,圖1.39 單向閥,圖1.40 液壓雙向鎖,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,2方向控制閥,（2）換向閥,圖1.41 換向閥操縱方式符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,2方向控制閥,（2）換向閥,圖1.42 換向

17、閥的圖形符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,2方向控制閥,（2）換向閥,圖1.43 三位四通的電磁換向閥,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,3壓力控制閥,（1）溢流閥,圖1.44 溢流閥的符號(hào),圖1.45 減壓閥的符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,3壓力控制閥,（2）減壓閥,減壓閥是一種利用液流流過(guò)縫隙產(chǎn)生壓降的原理，使出口壓力低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,3壓力控制閥,（3）順序閥,圖1.46 順序閥的符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)

18、節(jié)元件,（4）壓力繼電器,壓力繼電器是壓力電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,4流量控制閥,（1）節(jié)流閥,圖1.47 壓力繼電器的符號(hào),圖1.48 節(jié)流閥的符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.2 控制調(diào)節(jié)元件,4流量控制閥,（2）調(diào)速閥,圖1.49 調(diào)速閥的圖形符號(hào)和簡(jiǎn)化符號(hào),1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),1組合機(jī)床液壓動(dòng)力滑臺(tái)槪述,液壓動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床上用以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的一種通用部件，它操作簡(jiǎn)便，效率高，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)

19、力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,圖1.50 動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)圖,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,（1）快進(jìn),進(jìn)油路：泵1單向閥2電液換向閥3（左位）行程閥11（下位）液壓缸左腔。 回油路：液壓缸右腔電液換向閥3（左位）單向閥7行程閥11（下位）液壓缸左腔，形成差動(dòng)連接。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,（2）第一次工作供給,進(jìn)油路：泵1閥2閥3（左）調(diào)速閥8閥10（右）液壓缸左腔。 出油路：液壓缸右腔閥3（左）閥6背壓閥5油箱。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),

20、1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,（3）第二次工作進(jìn)給,其主油路的進(jìn)油路為：泵1閥2閥3（左）閥8調(diào)速閥9液壓缸左腔。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,（4）止位釘停留,這時(shí)的油路與第二次工作進(jìn)給的油路相同，但實(shí)際上，系統(tǒng)內(nèi)油液已停止流動(dòng)，液壓泵的流量已減至很小，僅用于補(bǔ)充泄漏油。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),2動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理,（5）快退,進(jìn)油路：泵1單向閥2換向閥3（右）液壓缸右腔。 回油路：液壓缸左腔單向閥13換向閥3（右）油箱。,（6）原位停止,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.3 組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)的液壓系統(tǒng),3動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn),（1）該系統(tǒng)采用了由限壓式變量葉片泵、調(diào)速閥、背壓閥組成的容積調(diào)速回路，使動(dòng)力滑臺(tái)獲得穩(wěn)定的低速運(yùn)動(dòng)，較好的調(diào)速剛性和較大的速度范圍。 （2）采用限壓式變量泵和差動(dòng)連接式液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，能源利用比較合理。 （3）系統(tǒng)采用行程閥和液控順序閥配合動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)與工作進(jìn)給速度的轉(zhuǎn)換，使速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)、可靠、位置準(zhǔn)確。 （4）采用壓力繼電器控制動(dòng)作順序。,1.9 常用液壓傳動(dòng)元件與系統(tǒng),1.9.4 液壓剪切機(jī),1液壓剪切機(jī)工作過(guò)程,1壓塊；2剪刀；3物料；4送