电气控制与PLC原理课件

第二章第二章 电气控制基本原则和基电气控制基本原则和基本控制环节本控制环节2-12-1 电气控制原理图的绘制原则2-22-2 电气控制电路基本环节电气控制电路基本环节电气图形电气图形 常用的电气图有系系统统图图和和框框图图、电电气气原原理理图图*、电电器布置图器布置图和电气安装接线图电气安装接线图。通常，系统图系统图用于描述系统或成套装置，如下图所示。框图框图用于描述分系统或设备。国家标准GB6988.386电气制图 系统图和框图中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。系统图系统图电电器器布布置置图图用用来来表表示示成成套套装装置置、设设备备中中各各个个项项目目位位置置的的一一种种图图。例例如如，左左图图为为某某工工厂厂电电器器位位置置图图，图图中中详详细细地地绘绘制制出出了了电电气气设设备备中中每每个个电电器器元元件件的的相相对对位位置置，图图中中各各电电器器元元件件的的文文字字代代号号必必须须与与相相关关电电路路图图中中电电器器元元件件的的代号相同代号相同。电器布置图电器布置图电电气气安安装装接接线线图图是电气装备进行施工配线、敷线和校线工作时所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表示出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。它是检修和查找故障时所需的技术文件，如图所示。在国家标准GB6988.586电气制图 接线图和接线表中详细规定了编制接线图的规则。接线图接线图返回本节返回本节2.1 2.1 电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制线路原理图。线路原理图。原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是从原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是从电源到电动机大电流通过的路径。一般由组合开关、主电源到电动机大电流通过的路径。一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。组成。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、接触路等，由继电器和接触器的线圈、继电器的触点、接触器的辅助触点、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等器的辅助触点、按钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成。电器元件组成。原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规原理图中各电器元件不画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准图形符号，文字符号也要符合国家标准规定的统一标准图形符号，文字符号也要符合国家标准规定。定。原理图中，各个电气元件和部件在控制线路中的位置，原理图中，各个电气元件和部件在控制线路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。同一元器件的各个部件可应根据便于阅读的原则安排。同一元器件的各个部件可以不画在一起。例如，接触器、继电器的线圈和触点可以不画在一起。例如，接触器、继电器的线圈和触点可以不画在一起。以不画在一起。电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则图中元件、器件和设备的可动部分，都按没有通电和没有图中元件、器件和设备的可动部分，都按没有通电和没有外力作用时的开闭状态画出。例如，继电器、接触器的触外力作用时的开闭状态画出。例如，继电器、接触器的触点，按吸引线圈不通电状态画；主令控制器、万能转换开点，按吸引线圈不通电状态画；主令控制器、万能转换开关按手柄处于零位时的状态画；按钮、行程开关的触点按关按手柄处于零位时的状态画；按钮、行程开关的触点按不受外力作用时的状态画等。不受外力作用时的状态画等。在起始情况下，如果触点是断开的，则称为在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触点动合触点；如；如果触点是闭合的，则称为果触点是闭合的，则称为动断触点动断触点。电气元件应按功能布置，并尽可能按水平顺序排列，其布电气元件应按功能布置，并尽可能按水平顺序排列，其布局顺序应该是从上到下，从左到右。电路垂直布置时，类局顺序应该是从上到下，从左到右。电路垂直布置时，类似项目宜横向对齐；水平布置时，类似项目应纵向对齐。似项目宜横向对齐；水平布置时，类似项目应纵向对齐。电气原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆电气原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆点表示；无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。点表示；无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。电气原理图的绘制原则电气原理图的绘制原则电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。能按动作顺序从上到下，从左到右排列。电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用用KMIKMI、KMZKMZ文字符号区别。文字符号区别。电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o90o，但文字符号不可倒置。但文字符号不可倒置。电气图的读图方法电气图的读图方法主电路分析 控制电路分析 辅助电路分析 联锁和保护环节分析 总体检查图面区域的划分图面区域的划分图纸上方的图纸上方的1 1、2 2、3 3等数字是图区的编号，它是为了便等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。图区编号也可设置在图的下方。图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。能，以利于理解全部电路的工作原理。符号位置索引符号位置索引2-2 电气控制电路基本环节电气控制电路基本环节异步电动机控制线路原理图异步电动机控制线路原理图单向点动、自锁单向点动、自锁笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路行程控制行程控制时间控制时间控制应用举例应用举例应用举例应用举例异步电动机控制线路原理图异步电动机控制线路原理图单向点动、自锁单向点动、自锁“一按（点）就动，一一按（点）就动，一松（放）就停松（放）就停”的电的电路称为点动控制电路。路称为点动控制电路。点动控制电路常用于点动控制电路常用于调整机床，对刀操作调整机床，对刀操作等。因短时工作，电等。因短时工作，电路中不设热继电器路中不设热继电器 单向点动控制电路单向点动控制电路 笼型电动机直接起动的控制线路原理图笼型电动机直接起动的控制线路原理图 KM12FRFUSB1SB2KMKMFR控制电路控制电路主主电电路路SM3 也为单向自锁控制，电路若去掉自锁触点也为单向自锁控制，电路若去掉自锁触点 KMKM，则可对电动机实行点动控制。则可对电动机实行点动控制。KM12FRFUSB2KMFR控制电路控制电路主主电电路路SM3 闭合开关闭合开关 S 接通电源接通电源按按 SB2 KM 线圈得电线圈得电 KM 主触点闭合主触点闭合 M 运转运转松松 SB2 KM 线圈失电线圈失电动作次序动作次序笼型电动机点动控制线路笼型电动机点动控制线路M3 KM12FRFUSB2KMFR控制电路控制电路控制电路控制电路主主主主电电电电路路路路S M3 闭合开关闭合开关 S 接通电源接通电源按按 SB2 KM 线圈得电线圈得电 KM 主触头闭合主触头闭合 M 运转运转松松 SB2 KM 线圈失电线圈失电 KM 主触头恢复主触头恢复 M 停转停转动作次序动作次序动作次序动作次序笼型电动机点动控制线路笼型电动机点动控制线路返回返回单向点动、自锁混合电路单向点动、自锁混合电路（1）（2）笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路FRFUKMFSKMR 要使电动机给够实现反转，只要把接要使电动机给够实现反转，只要把接到电源的任意两根联线对调一头即可。为到电源的任意两根联线对调一头即可。为此用两个接触器来实现这一要求。此用两个接触器来实现这一要求。设设 KMF 为实现电机正转的接触器，为实现电机正转的接触器，KMR 为实现电机反转的接触器。为实现电机反转的接触器。AB CUVW合上合上 S 接通电源接通电源其主触点闭合其主触点闭合让让 KMF 线圈通电线圈通电 三相电源三相电源 ABC 分别通入电机三相绕分别通入电机三相绕组组 UVW，电动机正转电动机正转。其主触点闭合其主触点闭合让让 KMR 线圈通电线圈通电 三相电源三相电源 ABC 通入电机三相绕组变通入电机三相绕组变为为 A U 未变，但未变，但 B W，C V。电动机将反转电动机将反转KMF 线圈线圈断电，主触点打开，电机停。断电，主触点打开，电机停。断电，主触点打开，电机停。断电，主触点打开，电机停。M3 电机正转并自锁电机正转并自锁 主主主主电电电电路路路路 笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路KMFFRFUSB1SBFKMFKMFFRSM3 KMRKMRSBRKMRKMFKMR控制电路控制电路控制电路控制电路动作次序动作次序按按SBF KMF通电通电动合触点闭合动合触点闭合实现互锁功能实现互锁功能 合上合上 S接通电源接通电源动断触点打开动断触点打开按按SB1 KMF断电断电 电机停转电机停转按按 SBR KMR 通电通电动合触点闭合动合触点闭合 实现互锁功能实现互锁功能动断触点打开动断触点打开 电机电机反反转并自锁转并自锁 缺点：要缺点：要想改变电机转想改变电机转向，必须先按向，必须先按停止按钮。停止按钮。采用采用复式按钮复式按钮笼型电动机正反转的控制线路笼型电动机正反转的控制线路KMFFRFUSB1SBFKMFKMFFRSM3 KMRKMRSBRKMRKMFKMR此电路要想改变电机转向，可不必先按此电路要想改变电机转向，可不必先按停止按钮。请自已分析线路的动作次序。停止按钮。请自已分析线路的动作次序。返回返回行程控制行程控制 行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。行程开关来进行控制。行程的种类很多，它有动合触点和动断触点，由装在行程的种类很多，它有动合触点和动断触点，由装在运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定行程位置运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触时，其上的挡块撞动行程开关，使动合触点闭合，动断触点断开。点断开。行程控制行程控制用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。动断触点动断触点动合触点动合触点行程开关符号行程开关符号返回返回电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路自动停止控制电路自动停止控制电路电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路自动自动往返往返控制电路控制电路电动机正反向运行控制电路电动机正反向运行控制电路自动自动延时延时往返往返控制电路控制电路有粗时间控制时间控制时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动机的机的 Y 起动。起动。在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结构在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结构及原理见动画。及原理见动画。FU1KM1FRSB1SB2KTKTKM2FRSKTKTKM3KM1KM2KM1U1V1W1U2V2W2M3 KTKTFU2KM3KM2KM2KM1按按SB2 KM1通电通电 KT 通电通电 KM2 断电断电 KM3 通电通电(Y 起动起动)KM1断电断电 KM2通电通电 KM3断电断电(运行运行)KM3 KM1通电通电延时延时线路动线路动作次序作次序笼型电动机笼型电动机 Y 起动控制线路起动控制线路返回返回单向反接制动控制单向反接制动控制可逆运行反接制动控制可逆运行反接制动控制FRSB1KA1时间控制原则的单向运行能耗制动控制时间控制原则的单向运行能耗制动控制速度控制原则的单向运行能耗制动控制速度控制原则的单向运行能耗制动控制KM2KM1KM1KM2主主电电路路应用举例应用举例KMF1M13 KMR1KMF2M23 KMR2加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路炉门开闭电动机炉门开闭电动机推料机进退电动机推料机进退电动机SB1KMF1SB2KMF1KMR1STdSTaKMF2KMF2KMR2STaSTbKMR2KMR2KMF2STbSTcKMR1KMR1KMF1STcSTd炉门开炉门开推料机进推料机进推料机退推料机退炉门闭炉门闭炉炉门门开开推料机进推料机进推料机退推料机退炉炉门门闭闭STdSB2STcSTaSTb 加热炉自动上料控制线路加热炉自动上料控制线路按按 SB2 KMF1 通电通电 M1 正转正转 炉门开炉门开压压 STa KMF1 断电断电 M1停转停转 KMF2 通电通电 M2正转正转推料机进，送料入炉，到料位推料机进，送料入炉，到料位压压 STb KMF2 断电断电 KMR2 通电通电 M2 反转反转推料机退，到原位推料机退，到原位 KMR1 断电断电 M1 停转停转 KMR1 通电通电 M1 反转反转炉门闭炉门闭 KMR1 断电断电 M1停转停转 STd 动动合触点闭合，为下次循环作准备合触点闭合，为下次循环作准备压压 STc 压压 STd 加热炉自动上料控制线路动作次序加热炉自动上料控制线路动作次序连接注意连接注意连接注意连接注意连接注意连接注意