电气控制与PLC9.10-2

单击此处编辑母版标题样式,*,沈阳航空职业技术学院,*,电气控制与可编程序控制器,2013,年,9,月,杏坛学院机电学院,电气信息工程训练中心,郑新志,13001734246,Electric Control and,Programmable Logic Controller,教材名称：电气控制与可编程序控制器,参考教材：,PLC,编程及应用,第三版,作者： 廖常初 主编类别： 工业自动化出版社：,机械工业出版社,一、教学安排,班 级：,学 分：,学分,总 学 时：,学时,理 论 课：,学时,实 验 课：,学时,周 学 时：,8,学时,课程的,目的（基本要求）,：,1,、熟悉常用控制电器元件的结构、工作原理、用途、型号，并能够正确选用；,2,、熟悉电气控制线路的基本环节，对一般的电气控制线路具有独立分析能力；,3,、初步具有对相对比较简单的电气控制系统进行改造和设计的能力；,4,、初步具有对一般的继电器,接触器控制线路故障的分析、检查和排除故障的能力；,5,、具有独立完成相对简单控制电路的装配和调试能力。,6,、熟悉,PLC,的原理、结构、特点，初步具有软件编程、安装、接线、调试、维护的能力。,重点掌握,电气控制技术,课程的内容：,1,、常用控制电器元件的文字与图形符号（,GB,符号）；,2,、电气控制线路原理图的绘制规则；,3,、电气控制系统的基本控制原理、基本环节；,4,、典型机床的控制电路分析；,5,、常见故障的分析与解决方法。,6,、,PLC,的硬件接线和软件编程。,电的基本知识,1,、电是怎样产生的？,2,、电是怎样输送的？,3,、何谓三线四线制？,0,u,单相交流电的电压有效值、最大值、频率、周期,电气控制技术的发展概况,在,控制方法,上，从手动控制发展到自动控制；,在,控制功能,上，从简单控制发展到智能化控制；,在,控制操作,上，从繁琐笨重发展到信息化处理；,在,控制原理,上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的,网络化,(,通讯）,自动控制系统。,基本知识,“,电气,”,与,“,电器,”,的区别,*,什么是,“,电气,”,？,“,电气,”,是一个宏观的概念。其所,涵盖的内容,涉及,电能的生产、传输、分配、使用和控制技术与设备等等相关的工程领域。,“,电气,”,，是对电气系统工程的统称。,*,什么是,“,电器,”,？,“,电器,”,是相对于,“,电气,”,来说而相对微观的一个概念。所,涵盖的内容,涉及到,“,电气工程,”,中所应用到的电力装置、设备或器件总成。,*,“,电器,”,根据其适用环境、应用范围等，细化分种类繁多。,电器按其,工作电压等级,可分为,高压电器,和,低压电器。,低压电器：,*,低压电器,：,低压电器是指工作在交流,1200V,、直流,1500V,电压以下的各种电器以及电气设备。统称为低压电器。,低压电器在工业电气控制系统电路中的作用主要是对所控制的电路或电路中其他的电器进行通断、保护、控制或调节。,鼠笼型电动机的起动控制线路,.,a,、直接起动控制线路,一般小型台钻和砂轮机等都直接用开关起动，如图,2-1,所示。,u,v,w,FU,Q,M,3,(b),开关闭合后,u,v,w,FU,Q,M,3,(a),开关闭合前,图,2-1,用开关直接启动线路,N,S,N,S,直流电动机的构造,极掌,极心,励磁绕组,机座,转子,直流电动机的磁极和磁路,直流电机由定,子,(,磁极,),、转子,(,电枢,),和机座等,部分构成。,1,.,定子,三相异步电动机的构造,铁心：由内周有槽,的硅钢片叠成。,A -X,B -Y,C- Z,三相绕组,机座：铸钢或铸铁,刀开关（手柄闸刀式开关）,是低压配电电器中结构,最简单,、,应用最广泛,的电器。广泛应用于照明电路、小容量（,5.5KW,及以下）的动力电路且不频繁启动的控制电路中。,刀开关按,极数,分为单级、双极和三级；按,操作方式,分为直接手柄操作式、杠杆操作机构式和电动操作机构式；按刀开关可,转换的方向,分为,单投式,和,双投式,。,1,、配电电器,刀开关,刀开关,胶盖闸刀开关,胶盖闸刀开关外形结构：,图形文字符号：,HK,系列胶盖闸刀开关型号的含义,:,刀开关,胶盖闸刀开关,2,熔断器,熔断器,:,一种广泛应用于低压电路或者电动机控制电路中的最简单有效的保护电器，用于短路保护和严重过载保护。,原理,：通过流过电路的,过大电流产生的热效应,熔断熔丝而断开和保护电路。,2.1,熔断器的结构及保护特性,主电路,控制电路,基本电气,控制线路：启保停电路,SB,1,KM,SB,2,FR,KM,FR,KM,FU,Q,3,M,.,.,保险丝,热继电器,发热元件,开关,接触器,主触点,起动按钮,停止按钮,接触器,线圈,接触器,辅助触点,热继电器,动断触点,(b),原理图,3,、常用低压电器：,按钮,按钮常用于接通和断开控制电路,复位弹簧,支柱连杆,常闭静触头,桥式静触头,常开静触头,外壳,4,SB,SB,SB,结,构,符,号,名,称,常闭按钮,(,停止按钮,),常开按钮,(,起动按钮,),复合按钮,1,2,3,4,1,2,3,按钮帽,4,、配电电器,自动开关,自动开关,又称为,自动,空气开关,或,自动空气断路器,。,自动开关,是一种可以自动切断电路故障的,组合型保护电器,。,自动开关,主要用于低压动力线路中，用于分断和接通负荷电路。所以，自动开关又被称之为,低压断路器,。,自动开关,装置式自动开关,5,接 触 器,接触器,是一种通过触点系统的动作可以频繁地自动接通或者分断大电流主电路的远距离控制电器。,电磁式接触器按其主触点通过的电流种类的不同，分为交流接触器和直流接触器两大类。,注意：一般有四对主触点、两对辅助常开,触点和两对常闭触点。,接触器结构及工作原理,M,3,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,弹簧,KM,常闭辅助触点,线圈,KM,主触点,KM,常开辅助触点,KM,接触器的文字和符号,交 流 接 触 器 的 结 构,交流接触器,主要由,电磁系统,、,触点系统,、,灭弧装置,和,短路环,等,辅助部件,组成。,交流接触器,的主触点通过的电流种类为,交流电流,。,6,继电器,热继电器,热继电器,是一种具有过载保护特性的过电流型继电器。,电动机在运行过程中，如果长期过载、频繁起动、欠电压运行或者断相运行等都可能使电动机的电流超过它的额定值。如果超过额定值的量不大，熔断器在这种情况下不会熔断，这样将引起电动机过热，损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至烧坏电动机。因此，采用热继电器,用于电动机的过载保护以及断相保护,。,热继电器图形及文字符号,热继电器的型号及含义：,断相保护型热继电器,断相保护型热继电器,是在热继电器的结构基础上增加了断相保护装置的一种保护型热继电器。,在,三相交流电动机,的工作电路中若三相中有一相断线而出现过载电流，这时就需要使用带断相保护的热继电器,.,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,工作原理,结构原理图,双金属片,常闭触头,用于电动机的过载保护。,动画,表示符号,继电器的分类（,1,）,l.,按用途,可分为控制继电器和保护继电器。,其中：热继电器、过电流继电器、欠电压继电器属于,保护型,继电器,；时间继电器、速度继电器、中间继电器属于,控制型,继电器,。,2.,按工作原理,可分为,电磁式,继电器 、,感应式,继电器、,热敏式,继电器、,机械式,继电器、,电动式,继电器和,电子式,继电器等。,继电器的分类（,2,）,3.,按反应的参数,(,动作信号,),可分为,电流,继电器、,电压,继电器、,时间,继电器、,速度,继电器、,压力,继电器等。,4.,按动作时间,可分为瞬时继电器,(,动作时间小于,0.05s),和延时继电器,(,动作时间大于,0.15s),。,5.,按输出形式,可分为有触点式继电器和无触点式继电器。,在电力拖动系统中，应用最多、最广泛的是电磁式继电器。,继电器,电磁式电压继电器,电磁式电压继电器,是根据线圈两端电压大小而接通或断开控制电路的继电器。这种继电器线圈的,导线细,、,匝数多,、,阻抗大,，,并联在电路中,。,电压继电器,有过电压、欠电压和零电压继电器之分。,继电器,电磁式电流继电器,电磁式电流继电器的线圈,串接,在电路中以反映电路中电流的变化。为了不影响电路的正常工作，电流继电器,线圈匝数少,、,导线粗,、,线圈阻抗小,。,电磁式电流继电器除了有用于一般控制的电流继电器外，还有作为保护用的,过电流继电器,和,欠电流继电器,。,过电流继电器与欠电流继电器,1.,过电流继电器,：线圈电流高于整定值时动作的继电器称为过电流继电器。过电流继电器在电路正常工作时衔铁不吸合，当电路中的电流超过整定值时衔铁才吸合,(,动作,),。,2.,欠电流继电器,：当线圈电流低于整定值时动作的继电器称为欠电流继电器。,继电器,中间继电器,中间继电器在结构上,是一个电压继电器，但它的触点数多、触点容量大,(,额定电流,5-10A),，是用来转换控制信号的中间元件。,中间继电器,的输入,是线圈的通电或断电信号，,输出,信号形式为触点的动作。,中间继电器主要用途,是当其他继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量。,中间继电器实物图片,3TH,中间继电器,JZ7,系列中间继电器,继 电 器 的 触 点 形 式,动合型（,H,型）,线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头,“,H,”,表示。,动断型（,D,型）,线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头,“,D,”,表示。,转换型（,Z,型）,这,是触点组,型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为,转换触点,。用,“,转,”,字的拼音字头,“,z,”,表示。,主电路,控制电路,基本电气,控制线路：启保停电路,SB,1,KM,SB,2,FR,KM,FR,KM,FU,Q,3,M,.,.,保险丝,热继电器,发热元件,开关,接触器,主触点,起动按钮,停止按钮,接触器,线圈,接触器,辅助触点,热继电器,动断触点,(b),原理图,控制电路,电动机的保护,SB,1,KM,SB,2,FR,KM,FR,KM,FU,Q,3,M,.,.,热继电器,过载保护,保险丝,短路保护,接触器,零压、欠压保护,热继电器,动断触点,主电路,控制电路,KM,FR,KM,.,.,KM,SB,1,SB,2,.,.,控制电路,合上开关,Q,起动,控制原理,KM,辅助触点闭合自锁。,按下起动按钮,SB,2, KM,线圈通电，,KM,主触点闭合， 电动机运转。,通电,转动,KM,主电路,FR,3,M,FU,Q,Q,合上开关,Q,控制原理,FR,KM,.,.,KM,SB,1,SB,2,.,.,控制电路,KM,辅助触点闭合自锁。,按下起动按钮,SB,2, KM,线圈通电，,KM,主触点闭合， 电动机运转。,通电,起动,KM,转动,主电路,FR,3,M,FU,Q,Q,松开起动按钮,SB,2,利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁,自锁,控制原理,FR,KM,.,.,KM,SB,1,SB,2,.,.,控制电路,通电,主电路,FR,FU,Q,3,M,Q,转动,KM,自锁,停车,按下停止按钮,SB,1,KM,线圈断电,KM,主触点断开,电动机停转,KM,辅助触点断开，取消自锁,