可編程邏輯控制器 PLC課件

1、第二節(jié) 電器控制方法l2.1 控制電路的基本邏輯概念1 控制電路的基本組成2 控制電器的狀態(tài)和值3 基本邏輯電路的類型l2.2 三相交流異步電動機基本控制電路1 鼠籠型電動機直接起動控制電路2 鼠籠型電動機降壓起動控制電路3 繞線型異步電動機起動控制電路4 異步電動機的制動控制電路2021/5/2812.1 控制電路的基本邏輯概念控制電路的基本邏輯概念l電氣控制電路根據邏輯關系可以分成三個組成部分：l輸入元件 是控制電路的輸入邏輯變量，用于對電路的控制，可分為主令元件和檢測元件。l主令元件 是人向控制電路發(fā)布控制指令的元件、如按鈕、開關等。l檢測元件 是電路和電氣控制設備本身向控制電路發(fā)布控制

2、指令的元件，用于對電路和電氣控制設備的某些物理量(如行程距離、溫度、轉速、壓力、電流等)的檢測。常用的檢測元件有行程開關、接近開關、熱繼電器、電流繼電器、速度繼電器等。l中間邏輯元件 是控制電路的中間邏輯變量,用于對電路中變量的邏輯變換和記憶等作用，常用的中間邏輯元件有中間繼電器、通用繼電器、時間繼電器及計數器等。l輸出執(zhí)行元件用于對電路控制結果的執(zhí)行。是控制電路的輸出邏輯變量。可分為有記憶功能和無記憶功能兩種，有記憶功能的輸出執(zhí)行元件常用的有接觸器、繼電器等。無記憶功能的輸出執(zhí)行元件常用的有信號燈、報警器、電磁鐵、電磁閥、電動機等?？刂齐娐返幕窘M成控制電路的基本組成2021/5/282控制

3、電器的狀態(tài)和值控制電器的狀態(tài)和值l對于輸入元件：（1）開關電器未受外力的原始狀態(tài)為0狀態(tài)， 開關電器受外力而動作的狀態(tài)為1狀態(tài)， 開關、接點在斷開時的值為0，閉合時的值為1。（2）在未受外力的原始狀態(tài)下處于斷開狀態(tài)時的開關(接點)，稱為常開開關(接點)， 處于接通狀態(tài)時的開關(接點)，稱為常閉開關(接點)。 常開開關(接點)在原始狀態(tài)下時的值為0。 常閉開關(接點)在原始狀態(tài)下時的值為1。（3）對于中間邏輯元件和輸出執(zhí)行元件也有兩種狀態(tài)，一種是失電狀態(tài)，一種是得電動作狀態(tài)。元件在失電狀態(tài)下的值為0，對于有記憶元件常開接點的值為0，常閉接點的值為1。元件在得電狀態(tài)下的值為1，對于有記憶元件常開接

4、點的值為1，常閉接點的值為0。2021/5/283 基本邏輯電路的類型基本邏輯電路的類型l邏輯電路根據控制邏輯的特點可分為組合電路和時序電路。l1、組合電路l組合電路的控制結果只和輸入變量的狀態(tài)有關。l可以用布爾代數(也稱開關代數或邏輯代數)通過計算而得出。l在組合電路中，也是由輸入變量、中間邏輯變量和輸出邏輯變量三者構成的，但不含有記憶元件。l中間邏輯變量也可以根椐邏輯關系將其消除。C=ABH=CDH= ABD =(AB)D中間邏輯變量的消除 2021/5/2842、時序電路l時序電路也稱記憶電路，記憶電路中包含有記憶元件，時序電路的控制結果不僅和輸入變量的狀態(tài)有關，也和記憶元件的狀態(tài)有關。

5、l時序電路的控制結果是和輸入變量、中間邏輯變量和輸出邏輯變量三者都有關系。l繼電器、接觸器是最基本的記憶元件，在電氣控制電路中，記憶電路主要用于對短時通斷信號(如按鈕、位置開關等)的記憶。KMSB1SB2KMKMSB1SB2KM(b)起動優(yōu)先電路(a)停止優(yōu)先電路SB1SB2KMSB1SB2KM010101010101基本記憶電路及時序圖2021/5/2852.2 籠型異步電動機基本控制電路 1、 籠型異步電動機的單方向全電壓點動和起動籠型異步電動機的單方向全電壓點動和起動單向直接起動控制電路(1) 電路的控制原理 (2) 電路的保護環(huán)節(jié) 短路保護： 過載保護： 失壓與欠壓保護 2021/5/

6、286L1L2L3QSUVWU11 V11 W11FU1KMFRU21 V21 W21M3 U1 V1 W1FU212FR3SB14SB2KM545SB2KM1KMSB245SB3KM6SB2KA1SB3KA11KA1KM4561、點動2、長動3、點動長動2021/5/287l1點動控制點動控制l2全壓起動全壓起動(長動長動)控制控制用電器自觸點為自線圈供電的環(huán)節(jié)稱作用電器自觸點為自線圈供電的環(huán)節(jié)稱作“自鎖”環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。自鎖除能實現長動之外，還兼有欠壓和自鎖除能實現長動之外，還兼有欠壓和失壓保護的作用。失壓保護的作用。l3點動加長動控制點動加長動控制點動與長動控制的區(qū)別在于點動不要自點動與長動

7、控制的區(qū)別在于點動不要自鎖，而長動必須有自鎖鎖，而長動必須有自鎖2021/5/288接點競爭l在開關電路中，一個開關原變量由0變?yōu)?或由1變?yōu)?時，其反變量則由1變?yōu)?或由0變?yōu)?有一個過渡過程。過渡過程的快慢將對時序電路的影響稱為接點競爭。123451 2345SB3SB3SB3SB3KM1234 5SB3SB3KMt1t2t3t4t1t2t3t42021/5/2892、異步電動機的可逆運行控制QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1KM1KM2U21V21W21FRU1V1W1M3 FU221異步電動機的正反轉可逆控制線路1FR3SB14KM1KM2SB2SB356KM1KM2202

8、1/5/2810l9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。21.9.121.9.1Wednesday, September 01, 2021l10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。1:29:331:29:331:299/1/2021 1:29:33 AMl11、人總是珍惜為得到。21.9.11:29:331:29Sep-211-Sep-21l12、人亂于心，不寬余請。1:29:331:29:331:29Wednesday, September 01, 2021l13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。21.9.121.9.11:29:331:29:33September 1, 2021l14、抱最

9、大的希望，作最大的努力。2021年9月1日星期三上午1時29分33秒1:29:3321.9.1l15、一個人炫耀什么，說明他內心缺少什么。2021年9月上午1時29分21.9.11:29September 1, 2021l16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2021年9月1日星期三1時29分33秒1:29:331 September 2021l17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。上午1時29分33秒上午1時29分1:29:3321.9.1l9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。21.9.121.9.1Wednesday, September 01, 2021l10、低頭要有勇氣，抬頭

10、要有低氣。1:29:331:29:331:299/1/2021 1:29:33 AMl11、人總是珍惜為得到。21.9.11:29:331:29Sep-211-Sep-21l12、人亂于心，不寬余請。1:29:331:29:331:29Wednesday, September 01, 2021l13、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。21.9.121.9.11:29:331:29:33September 1, 2021l14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年9月1日星期三上午1時29分33秒1:29:3321.9.1l15、一個人炫耀什么，說明他內心缺少什么。2021年9月上午1時29分2

11、1.9.11:29September 1, 2021l16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2021年9月1日星期三1時29分33秒1:29:331 September 2021l17、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。上午1時29分33秒上午1時29分1:29:3321.9.1KM1和和KM2同時通電吸合，造成電源進線同時通電吸合，造成電源進線直接經兩接觸器觸點短路直接經兩接觸器觸點短路QSL1L2L3UVWU11V11 W11FU1KM1KM2U21V21 W21FRU1V1W1M FU221 異步電動機的可逆控制線路2FR3SB14KM1KM2SB2SB35768910KM2KM1KM1

12、KM2互鎖互鎖2021/5/2813（1）互鎖控制l常用的互鎖有輸入互鎖和輸出互鎖?；ユi主要用于控制電路中有二路或多路輸出時保證只有其中一路輸出。 KM2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB1SB2KM2KM1(a)輸入互鎖(b)輸出互鎖(c)輸入、輸出互鎖SB1SB22021/5/2814互鎖接點的另外兩種作用 l一是減少或消除主觸點在正反轉互換時產生的電弧對觸點的損壞。l二是可以防止主觸點因電弧而熔焊在一起時再反向起動時正反轉主觸點同時閉合而造成短路。 2021/5/2815多路輸出互鎖控制SB2KM1SB3KM3SB1KM2KM3KM1KM2SB4KM2KM3KM3

13、KM1KM2KM1(a)三互鎖電路SB2KM1SB3SB1KM2KM1KM2SB4KM2KM3KM3KM1KM2KM3(b)變形的三互鎖電路三路輸出互鎖控制電路2021/5/2816互鎖控制舉例：自動往返循環(huán)控制QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1KM1KM2U21V21W21FRU31V31W31M3 FU221工作臺自動往返SB1FR34KM1KM2SB25768910KM2KM1SB3SQ2SQ1SQ3SQ41112KM1KM2前進(正轉)后退(反轉)SQ3SQ1SQ2SQ4擋塊電動機M拖動的工作臺2021/5/2817（2）順序聯鎖控制l控制要求：電動機控制要求：電動機M2必

14、須在必須在M1起動之后才起動之后才能起動。能起動。l順序聯鎖順序聯鎖: 在后動電器線圈電路中串入前動在后動電器線圈電路中串入前動電器的常開觸點電器的常開觸點2021/5/2818QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1KM1KM2U21V21W21FR1U1V1W1M13 FU221M23 FR2U32V32W32U2V2W2兩臺電動機的順序聯鎖控制SB2KM2FR13SB14KM156SB3FR2SB478KM1KM22021/5/28192鼠籠型電動機降壓起動控制電路鼠籠型電動機降壓起動控制電路l三相鼠籠型異步電動機能否直接起動主要取決于電源變壓器的容量和電動機的容量。l當鼠籠型電動

15、機不滿足直接起動條件時應采用降壓起動控制。起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，以減小起動電流，減少對線路電壓的影響，起動后再將電壓恢復到額定電壓。l常用的降壓起動控制電路有：l定子串電阻(或電抗)、l星形三角形換接、l自耦變壓器l延邊三角形起動。2021/5/2820改接線降壓起動控制電路l常見的改接線降壓起動控制電路有：星形-三角形降壓起動、沿邊三角形-三角形降壓起動、星形-沿邊三角-三角形降壓起動控制電路等。l改接線降壓起動控制電路一般只能用于正常工作為三角形接線的電動機。一般功率在4千瓦以上的電動機均為三角形接線，由于這種降壓起動方式只需改變電動機繞組的接線，無需專門的降壓設備。 圖2

16、-18 電動機三相繞組接線形式 2021/5/2821QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1U31V31W31FRU1V1W1M3 異步電動機的Y-降壓起動U21V21W21KM1KM2KM36FU221FR3SB14KM3SB257KM1KM2KTKT8KM2KM3KM1KM1692021/5/28223 繞線型異步電動機起動控制電路繞線型異步電動機起動控制電路l三相繞線型異步電動機的轉子回路可以通過滑環(huán)外串接可變電阻來減小起動電流，以達到提高轉子電路功率因數和起動轉矩的目的。在一般要求起動轉矩較高的場合下 。l調節(jié)轉子回路電阻的方法很多，有分段調節(jié)和連續(xù)調節(jié)兩種。分段調節(jié)有時間原則

17、調節(jié)，電流原則調節(jié)，速度原則調節(jié)以及綜合原則調節(jié)等。連續(xù)調節(jié)有頻敏變阻器、變阻器、水電阻器調節(jié)等多種方式。2021/5/2823繞線轉子異步電動機轉子繞組串附加電阻起動控制l實現方案一實現方案一: 時間控制，利用時間繼電器延時間控制，利用時間繼電器延時，將附加電阻逐段切除時，將附加電阻逐段切除l二：利用起動過程中電流的變化，用電流二：利用起動過程中電流的變化，用電流繼電器逐段將附加電阻切除。繼電器逐段將附加電阻切除。2021/5/2824時間原則轉子回路串接電阻起動控制電路 時間原則轉子回路串接電阻起動控制電路 2021/5/2825電流原則轉子回路串接電阻起動控制電路電流原則轉子回路串接電阻

18、起動控制電路 QSL1L2L3UVWU11V11 W11FU1U31V31 W31FRU1V1W1M3 FU221 繞線轉子異步電動機轉子繞組中 串附加電阻起動控制線路U21V21 W21KM1II KA3KA2R1R2KM3KM2IR3KM4KA4FR3SB14SB25KM1KM1KM49KM36KA1KM2KA1KA278KA3KA410KM1時間繼電器KA1作用相當于此處2021/5/28264 異步電動機異步電動機的制動控制電路的制動控制電路l交流異步電動機的制動方法有機械制動和電氣制動兩種。l機械制動是利用機械裝置使電動機迅速停轉。常用的機械制動裝置有電磁抱閘制動、電液閘制動、帶式制

19、動和盤式制動等。l電氣制動是在電動機上產生一個與原轉子轉動方向相反的制動轉距，迫使電動機迅速停轉。電氣制動方法有反接制動、能耗制動、阻容制動、發(fā)電制動等。2021/5/2827電磁抱閘制動控制電路電磁抱閘制動控制電路2021/5/2828l反接制動是在電動機停止時向定子繞組中通入反向序的電壓，給轉子一個反向轉矩，使電動機產生一個向反方向旋轉的力，使電動機轉速迅速下降到零，當轉速下降至接近零時及時將電源切除，以防電動機反向起動。單向反接制動控制電路單向反接制動控制電路2FR3SB14KA3SB2568KA4KM27KA3KA3KM11211KA1KM1KA11314nSR-1nSR-218KA3

20、19KA1正轉及反接制動起制動時串電阻KA3KM1910KA4KM2KA1KA2KM31QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1U21V21W21U1V1W1M3 3 FU21SRKM1KM2FRKM3R22021/5/2829具有反接制動電阻的正反向反接制動控制電路UVWML1L2L3KM1KM2QSFUFRKM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB3FRKM2(a)主電路nnSVKM1KM2KM1KM2KM1SB1SB2SB3FRKM2nnKM1KM2(b)控制電路之一(C)控制電路之二KM3RKM3KM3正轉正轉正轉反轉反轉反轉SV-正SV-正SV-反SV-反制動制動2021/

21、5/2830能耗制動控制電路l能耗制動 是在電動機脫離三相交流電源之后在定子繞組上加一個直流電壓，即通入的直流電流在定子繞組中產生一個靜止磁場，由于轉子的慣性而旋轉切割磁力線，利用轉子感應電流與靜止磁場的作用以達到制動的目的。l根據能耗制動時間控制原則，可用時間繼電器進行控制，也可以根據能耗制動速度原則，用速度繼電器進行控制。 2021/5/2831單向能耗制動控制電路2021/5/2832l主電路：粗線，繪在左或上部主電路：粗線，繪在左或上部l控制線路：細線，繪在右或下部控制線路：細線，繪在右或下部l控制線路的電源線分列兩邊，按電器元件的動作控制線路的電源線分列兩邊，按電器元件的動作順序由上

22、而下平行繪制順序由上而下平行繪制l所有電器元件不畫實際外形，而用標準圖形和文所有電器元件不畫實際外形，而用標準圖形和文字符號表示。器件的各部分分別畫在完成作用的字符號表示。器件的各部分分別畫在完成作用的地方。各電器部件的狀態(tài)處于未動作前的狀態(tài)。地方。各電器部件的狀態(tài)處于未動作前的狀態(tài)。l兩條以上導線連接處用小圓點表示電氣連接，每兩條以上導線連接處用小圓點表示電氣連接，每一接點標一編號，左單右雙，以線圈為界限一接點標一編號，左單右雙，以線圈為界限l同類電器在文字符號前或后加序號區(qū)分同類電器在文字符號前或后加序號區(qū)分第三節(jié) 電動機控制原理電路圖的繪制2021/5/2833L1U3 50Hz380V

23、主電機起、停控制電路信號及照明變壓器主電機電源開關保護保護L2L3VWFU125AQS1.5mm2U11FU22A9KA81024V13FR3U2V26VFU31A8SAFU42A1112T1mm2SB1321KM7SB2SQKA85HL1 HL2 ELXBU1V1W1M3 PE463kW 1420r/min1.5mm2設備界限動作電流范圍整定值0熔體額定電流KM7FR7V11 W114.5-7.26.8A圖區(qū)號KMKA333786主觸點未用輔開輔閉常開常閉耗能元件123456782021/5/2834根據電氣原理圖分析電動機起動運行控制根據電氣原理圖分析電動機起動運行控制過程的敘述方法舉例過

24、程的敘述方法舉例電源開關QSL1L2L3UVWU11V11W11FU1U31V31W31FRU1V1W1M3 123U21V21W21起動Y起動KM1KM2KM37766保護FU2214Y起動延時起動FR3SB14KM3SB25722233356KM1KM2KTKT86677KM2KM3KM1KM1522256676692021/5/2835按SB2KM1線圈通電KM1(6，8)閉合KM3線圈通電KM3(4，8)閉合自鎖KM3主觸點閉合KM1主觸點閉合(星形聯接)電動機M星起動KM1(8，9)斷開，對KM2互鎖時間繼電器KT線圈通電KT(6，7)延時斷開 KM1線圈斷電KM1(6，8)斷開KM

25、1主觸點斷開，星聯接斷開KM1(8，9)閉合，解除互鎖KM2線圈通電KM2主觸點閉合 電動機M三角起動運行KM2(5，6)斷開，對KM1互鎖KT線圈斷電，KT(6，7)恢復閉合2021/5/2836多頁電氣原理圖P1P2M3 +MM1X1123U1V1W1KM50035150151150151003221主電路0010324007-51001=+87略電器識別代號KM5 線圈所在圖號所在圖區(qū)號設備位置代號電器識別代號(電動機M)(接觸器KM)電器識別代號(接線端子排)端子代號 1號端子排上的150和151號線接往第三150和151號線接往第三張圖的第二區(qū)張圖的第二區(qū)第一張(頁)圖號可填入相應設

26、備號位置代號(機床床身M)相同電器編號0012-F61112KA200240034 0025002515015112A1A2第三張圖上來來自自第第一一張張圖圖第第二二區(qū)區(qū), ,線線號號1 15 50 0, ,1 15 51 1觸觸點點在在第第2 2 張張圖圖第第4 4 區(qū)區(qū)2第三頁第二區(qū)設備界限線(放大器)0032021/5/2837分析電氣原理圖工作特性的關鍵點l了解各種低壓配電電器的種類、結構、工作原理、電氣參數，為正確使用、選擇電器建立基礎。l了解電氣控制實現邏輯控制的基本型式以及應用特點，如點動、自鎖、互鎖、順序連鎖等，為分析電氣控制功能的實現建立方法基礎。l掌握電氣原理圖的設計和繪制

27、原則，如電器元件的圖形符號、標識方法、位置查找原則、連接方式。l掌握電氣原理圖控制回路的分析方法，如根據電器元件的開關狀態(tài)分析各個控制支路電器元件線圈的通斷狀態(tài)及其所控制觸點的變化對相應控制回路的影響，進而分析整個控制原理圖的工作原理及控制特性。l特別注意電器元件接點競爭狀態(tài)對回路狀態(tài)的影響，以確?？刂苹芈纺軌蚩煽康貙崿F工藝要求的邏輯功能。2021/5/2838自動控制線路設計的基本要求：自動控制線路設計的基本要求：v滿足生產工藝要求滿足生產工藝要求v電路力求簡單、布局合理、電器元件選擇正確并得到充分利用電路力求簡單、布局合理、電器元件選擇正確并得到充分利用v安全可靠，能長穩(wěn)定運行，設有各種保

28、護和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié)安全可靠，能長穩(wěn)定運行，設有各種保護和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié)v便于操作安裝和維修便于操作安裝和維修設計方法：設計方法：v經驗法經驗法憑借實際經驗，用基本線路和典型環(huán)節(jié)加以合理組合憑借實際經驗，用基本線路和典型環(huán)節(jié)加以合理組合v邏輯分析法邏輯分析法利用邏輯代數這一數學工具設計的方法利用邏輯代數這一數學工具設計的方法設計步驟：設計步驟：v了解生產工藝過程要求了解生產工藝過程要求v選擇自動控制方法和原則選擇自動控制方法和原則v設計原理圖設計原理圖v選器件和整定參數選器件和整定參數v繪出安裝圖繪出安裝圖v安裝、調試、修改、完善安裝、調試、修改、完善2021/5/2839繼電器、接觸器

29、控制電路讀圖和設計中應注意的問題：繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：l1、首先了解工藝過程及控制要求；、首先了解工藝過程及控制要求；l2、搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的控制關系；、搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的控制關系；l3、主電路、控制電路分開閱讀或設計；、主電路、控制電路分開閱讀或設計；l4、控制電路中，根據控制要求按自上而下、自左而右的順序進行讀、控制電路中，根據控制要求按自上而下、自左而右的順序進行讀圖或設計；圖或設計；l5、同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都叫相同的名字；、同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都叫相同的名字；l6、原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注，且均按未通電狀、原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注，且均按未通電狀態(tài)表示；態(tài)表示；l7、繼電器、接