船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)第08章 電動機自動控制基礎(chǔ)

1、船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室第第8章章 電動機的自動控制基礎(chǔ)電動機的自動控制基礎(chǔ)8.1 控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能 8.2 電動機的基本保護環(huán)節(jié)電動機的基本保護環(huán)節(jié) 8.3 控制電路的基本控制環(huán)節(jié)控制電路的基本控制環(huán)節(jié) 8.4 可編程序控制器及應(yīng)用可編程序控制器及應(yīng)用 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室 內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介本章首先介紹常用的控制電器如本章首先介紹常用的控制電器如繼電器、接觸器等，講述組成電繼電器、接觸器等，講述組成電器控制線路的基本規(guī)

2、則；之后，器控制線路的基本規(guī)則；之后，分析可編程控制器的工作原理。分析可編程控制器的工作原理。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室電器是一種能根據(jù)外界的信號電器是一種能根據(jù)外界的信號（機械力、電動力和其它物理（機械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、?；蚍请妼ο蟮那袚Q、控制、保護、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件護、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備?；蛟O(shè)備。什么是電器低壓電器：常指用于交

3、流額定電壓低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v1200v、直流額、直流額定電壓定電壓1500v1500v及以下的電路中的電器產(chǎn)品及以下的電路中的電器產(chǎn)品船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.1 控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室時間繼電器時間繼電器熱繼電器熱繼電器按鈕按鈕熔斷器熔斷器限位開關(guān)限位開關(guān)接觸器接觸器組合按鈕組合按鈕中間繼電器中間繼電器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電

4、氣及自動化教研室8.1.1 接觸器接觸器動作過程動作過程線圈通電線圈通電銜鐵被吸合銜鐵被吸合觸頭閉合觸頭閉合電機接通電源電機接通電源 線圈線圈鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵主觸頭主觸頭彈簧彈簧輔助輔助觸頭觸頭M3電機電機當(dāng)吸引線圈通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將銜鐵吸合，帶動觸頭工作。當(dāng)線圈斷電或電流小到一定程度時，由反力彈簧作用使銜鐵釋放。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室SBF2781011鐵芯鐵芯 22線圈線圈 33銜鐵銜鐵 44靜觸點靜觸點 55動觸點動觸點 66觸點彈簧觸點彈簧77釋放彈簧釋放彈簧 電磁式電器工作原理示意圖電磁式電器工作原理示意

5、圖 b b）線圈通以交流電）線圈通以交流電RUI NfU44. 4fNU44. 4（a）線圈通以直流電的電磁機構(gòu)）線圈通以直流電的電磁機構(gòu)I與與無關(guān)無關(guān)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室接觸器有關(guān)符號：接觸器有關(guān)符號：接觸器線圈接觸器線圈接觸器主觸頭用于主電路接觸器主觸頭用于主電路 （流過的電流大，需加滅弧裝置）（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常開常閉常閉接觸器輔助觸頭用于控制電路接觸器輔助觸頭用于控制電路 （流過的電流小，無需加滅弧裝置）（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對象：電動機及其它電力負(fù)載接觸器控制對象：電動機及其

6、它電力負(fù)載接觸器指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。接觸器指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室2) 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)接觸器的主要技術(shù)參數(shù)（1）線圈額定電壓：）線圈額定電壓：指接觸器吸合線圈的額定工作指接觸器吸合線圈的額定工作電壓。電壓。（2）額定電流：）額定電流：指主觸頭的額定工作電流。指主觸頭的額定工作電流。（3）動作值：）動作值：指接觸器的吸合線圈電壓和釋放電壓。指接觸器的吸合線圈電壓和釋放電壓。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室

7、8.1.2 8.1.2 主令電器主令電器 主令電器是切換控制線路的單極或多極主令電器是切換控制線路的單極或多極電器，其觸頭容量小，不能切換主電路。電器，其觸頭容量小，不能切換主電路。主令電器主要包括按鈕、行程開關(guān)、萬主令電器主要包括按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室1) 1) 按鈕開關(guān)按鈕開關(guān) 按鈕開關(guān)通常用來接通或斷開控制電路，從而控按鈕開關(guān)通常用來接通或斷開控制電路，從而控制電動機或其他電氣設(shè)備的運行。制電動機或其他電氣設(shè)備的運行。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 202

8、2-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室2) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(多路多極開關(guān)多路多極開關(guān)) 轉(zhuǎn)換開關(guān)有自復(fù)位式和定位式兩種操作方式。自轉(zhuǎn)換開關(guān)有自復(fù)位式和定位式兩種操作方式。自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng)人手離開操作手柄時能自動回復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng)人手離開操作手柄時能自動回復(fù)到原始位置；定位式轉(zhuǎn)換開關(guān)則每隔復(fù)到原始位置；定位式轉(zhuǎn)換開關(guān)則每隔30或或45有一個定位。有一個定位。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室3) 3) 行程開關(guān)行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是利用機械運動部件行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是利用機械運

9、動部件的碰撞或接近來控制其觸頭動作的開關(guān)電器。的碰撞或接近來控制其觸頭動作的開關(guān)電器。常用型式有按鈕式和轉(zhuǎn)臂式兩種常用型式有按鈕式和轉(zhuǎn)臂式兩種船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室主令控制器是一種多位置多回路的控制開關(guān)，適主令控制器是一種多位置多回路的控制開關(guān)，適合于頻繁操作并要求有多種控制狀態(tài)的場合，例合于頻繁操作并要求有多種控制狀態(tài)的場合，例如起貨機、錨機的控制等。如起貨機、錨機的控制等。 4) 4) 主令控制器主令控制器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室最簡單而又有效的短路

10、保護電器是熔斷器，船最簡單而又有效的短路保護電器是熔斷器，船上常用的有管式和螺旋式上常用的有管式和螺旋式 。8.1.3 8.1.3 熔斷器熔斷器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室熔體額定電流熔體額定電流 的選擇：的選擇：FIstFII216 .11頻繁起動的電機頻繁起動的電機stFII5.212. 電動機主回路電動機主回路LFII（稍大）（稍大）1. 平穩(wěn)負(fù)載平穩(wěn)負(fù)載 （如電燈、電爐）（如電燈、電爐）電路符號電路符號FU安秒特性安秒特性tIF幾臺電動機共電路幾臺電動機共電路FI=（1.52.5)In(最大的電動機最大的電動機) +In

11、(其余電動機其余電動機)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室繼電器是傳遞信號的一種電器。繼電器是傳遞信號的一種電器。按感覺元件的動作原理可分為電磁式、按感覺元件的動作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、機械式、雙金屬片式、電子式、感應(yīng)式、機械式、雙金屬片式、電子式、電動式等。電動式等。8.1.4 繼電器繼電器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室其結(jié)構(gòu)和動作原理與電磁式接觸器相似，與接其結(jié)構(gòu)和動作原理與電磁式接觸器相似，與接觸器不同的地方是繼電器觸器不同的地方是繼電器無主、輔觸頭之分，無主、

12、輔觸頭之分，動作靈敏。動作靈敏。它也有交流和直流之分。它也有交流和直流之分。1) 電磁式繼電器電磁式繼電器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（1）電壓繼電器：）電壓繼電器：其電壓線圈匝數(shù)多、線徑細(xì)，并其電壓線圈匝數(shù)多、線徑細(xì)，并聯(lián)于電路中。聯(lián)于電路中。正常電壓時，銜鐵被吸合。當(dāng)電壓低于正常電壓時，銜鐵被吸合。當(dāng)電壓低于某一整定值或為零時，銜鐵被釋放。某一整定值或為零時，銜鐵被釋放。（2）電流繼電器：）電流繼電器：其電流線圈匝數(shù)少、線徑粗，串其電流線圈匝數(shù)少、線徑粗，串聯(lián)于電路中。聯(lián)于電路中。當(dāng)電流達(dá)到某一整定值時，銜鐵被吸合當(dāng)電流達(dá)到

13、某一整定值時，銜鐵被吸合或釋放?；蜥尫?。（3）中間繼電器：）中間繼電器：是將一個輸入信號變?yōu)橐粋€或多是將一個輸入信號變?yōu)橐粋€或多個輸出信號的繼電器。個輸出信號的繼電器。其作用是增加觸頭數(shù)量以擴大其作用是增加觸頭數(shù)量以擴大控制范圍；具有以弱控強的開關(guān)信號控制范圍；具有以弱控強的開關(guān)信號“放大放大”能力。能力。在較復(fù)雜的電路中用作程序控制元件。在較復(fù)雜的電路中用作程序控制元件。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室 2) 時間繼電器時間繼電器時間繼電器時間繼電器定時類型：定時類型：電子式電子式阻容式阻容式電磁式（空氣式）電磁式（空氣式）電動

14、式電動式機誡式機誡式數(shù)字式數(shù)字式船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（1）空氣阻尼式時間繼電器的工作原理）空氣阻尼式時間繼電器的工作原理空氣阻尼式時間繼空氣阻尼式時間繼電器主要由電磁機電器主要由電磁機構(gòu)、工作觸頭構(gòu)、工作觸頭(微微動開關(guān)動開關(guān))、氣室及、氣室及傳動機構(gòu)等組成傳動機構(gòu)等組成,它有通電延時與斷它有通電延時與斷電延時兩種。電延時兩種。 延時時間的長短與氣室的進氣量有關(guān)，調(diào)節(jié)螺釘可整定延時時間的長短與氣室的進氣量有關(guān)，調(diào)節(jié)螺釘可整定延時時間，調(diào)節(jié)范圍在延時時間，調(diào)節(jié)范圍在0.4180s之間。之間。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-

15、5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室常開觸頭常開觸頭延時閉合延時閉合 常閉觸頭常閉觸頭延時打開延時打開 線圈線圈銜鐵銜鐵常閉觸頭常閉觸頭常開觸頭常開觸頭線圈通電線圈通電 銜鐵吸合（向下）銜鐵吸合（向下） 連桿動作連桿動作 觸頭動作觸頭動作動作過程動作過程鐵心鐵心出氣孔出氣孔進氣孔進氣孔橡皮膜橡皮膜傘形活塞傘形活塞 杠桿杠桿船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室斷斷 電電 式式常閉常閉斷電后斷電后延時閉合延時閉合常開常開斷電后斷電后延時斷開延時斷開通通 電電 式式瞬瞬時時動動作作延延時時動動作作常閉觸點常閉觸點常

16、開觸點常開觸點常開常開通電后通電后延時閉合延時閉合常閉常閉通電后通電后延時斷開延時斷開船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（2）半導(dǎo)體時間繼電器半導(dǎo)體時間繼電器 C1、C2為濾波電容為濾波電容,當(dāng)當(dāng)電源變壓器接上電源，電源變壓器接上電源，正、負(fù)半波由二個二次正、負(fù)半波由二個二次繞組分別向電容繞組分別向電容C4充電，充電， A點電位按指數(shù)規(guī)律上點電位按指數(shù)規(guī)律上升。原始狀態(tài)升。原始狀態(tài)VT1管導(dǎo)管導(dǎo)通、通、VT2管截止。管截止。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（2）半導(dǎo)體時間繼

17、電器半導(dǎo)體時間繼電器 當(dāng)當(dāng)A A點電位高于點電位高于B B點電點電位，位，V VT1T1管截止、管截止、V VT2T2管管導(dǎo)通，導(dǎo)通，V VT2T2管集電極電管集電極電流通過高靈敏繼電器流通過高靈敏繼電器KAKA的線圈，右側(cè)繼電的線圈，右側(cè)繼電器器KAKA的觸點輸出信號，的觸點輸出信號，同時同時KAKA的常閉觸點斷的常閉觸點斷開充電電路，開充電電路，KAKA的常的常開觸點閉合使電容放開觸點閉合使電容放電電，為下次工作做好，為下次工作做好準(zhǔn)備。準(zhǔn)備。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（2）半導(dǎo)體時間繼電器半導(dǎo)體時間繼電器 調(diào)節(jié)電位器調(diào)

18、節(jié)電位器R RW1W1的的數(shù)值，就可以改數(shù)值，就可以改變延時的大小，變延時的大小，延時可達(dá)延時可達(dá)0.2s0.2s300s300s。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室3) 熱繼電器熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動作的電器。熱效應(yīng)而動作的電器。熱繼電器脫扣后，經(jīng)過熱繼電器脫扣后，經(jīng)過一段時間冷卻可自動或一段時間冷卻可自動或手動復(fù)位，圖示的結(jié)構(gòu)手動復(fù)位，圖示的結(jié)構(gòu)只能手動復(fù)位。熱繼電只能手動復(fù)位。熱繼電器也是器也是反時限特性反時限特性。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院

19、電氣及自動化教研室發(fā)熱元件發(fā)熱元件雙金屬片雙金屬片復(fù)位按鈕復(fù)位按鈕它主要作用是對電動它主要作用是對電動機實現(xiàn)過載保護。整機實現(xiàn)過載保護。整定電流與電動機的額定電流與電動機的額定電流基本上一致定電流基本上一致 ?？郯蹇郯謇衫蛇B板連板常閉觸頭常閉觸頭熱繼電器的符號熱繼電器的符號發(fā)熱元件發(fā)熱元件KH常閉觸頭常閉觸頭KH船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室感應(yīng)式感應(yīng)式 4) 速度繼電器速度繼電器按轉(zhuǎn)速大小傳遞信號按轉(zhuǎn)速大小傳遞信號的繼電器。按結(jié)構(gòu)的不同分為感應(yīng)式、的繼電器。按結(jié)構(gòu)的不同分為感應(yīng)式、離心式等。圓環(huán)的轉(zhuǎn)動力矩很小，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到離心

20、式等。圓環(huán)的轉(zhuǎn)動力矩很小，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到100rmin時，時，觸頭在彈簧反力作用下恢復(fù)原位。觸頭在彈簧反力作用下恢復(fù)原位。 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸永久磁鐵永久磁鐵圓環(huán)圓環(huán)鼠籠繞組鼠籠繞組擺槌擺槌彈簧彈簧觸頭觸頭觸頭觸頭船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.1.5 電磁制動器電磁制動器 電動機的機械制動采用電磁制動器來實現(xiàn)的，常見的有電動機的機械制動采用電磁制動器來實現(xiàn)的，常見的有圓盤式和抱閘式兩種。圓盤式和抱閘式兩種。1) 圓盤式電磁制動器圓盤式電磁制動器 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室當(dāng)

21、電動機運轉(zhuǎn)時，電磁剎車線圈通電產(chǎn)生吸力，將當(dāng)電動機運轉(zhuǎn)時，電磁剎車線圈通電產(chǎn)生吸力，將靜摩擦片靜摩擦片( (即電磁鐵的銜鐵即電磁鐵的銜鐵) )吸住，而與動摩擦片相吸住，而與動摩擦片相脫開，使電動機可自由旋轉(zhuǎn)。停車時，剎車線圈失脫開，使電動機可自由旋轉(zhuǎn)。停車時，剎車線圈失電，靜摩擦片被反作用彈簧緊壓到安裝在電動機軸電，靜摩擦片被反作用彈簧緊壓到安裝在電動機軸上的動摩擦片上，產(chǎn)生摩擦力矩，迫使電動機停轉(zhuǎn)。上的動摩擦片上，產(chǎn)生摩擦力矩，迫使電動機停轉(zhuǎn)。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室調(diào)整制動器外殼上的螺栓，用于改變反作用彈簧調(diào)整制動器外

22、殼上的螺栓，用于改變反作用彈簧制動力矩，但必須注意所有螺栓要均勻調(diào)節(jié)，否制動力矩，但必須注意所有螺栓要均勻調(diào)節(jié)，否則會造成摩擦片歪斜、氣隙不均勻，出現(xiàn)噪聲和則會造成摩擦片歪斜、氣隙不均勻，出現(xiàn)噪聲和振動。振動。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室圓盤式電磁制動器工作時靜、動摩擦片之間的間圓盤式電磁制動器工作時靜、動摩擦片之間的間隙通常在隙通常在2 2至至6mm6mm之間，間隙過小，容易造成松閘之間，間隙過小，容易造成松閘時靜、動摩擦片之間的擦碰；間隙過大，則在制時靜、動摩擦片之間的擦碰；間隙過大，則在制動時產(chǎn)生較大機械碰撞。動時產(chǎn)生較大

23、機械碰撞。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室2) 抱閘式電磁制動器抱閘式電磁制動器 抱閘式電磁制動器又叫電磁抱閘，其制動原理與抱閘式電磁制動器又叫電磁抱閘，其制動原理與圓盤式電磁制動器相仿。它由制動電磁鐵和制動圓盤式電磁制動器相仿。它由制動電磁鐵和制動閘瓦制成。當(dāng)制動電磁鐵線圈通電后，產(chǎn)生吸力，閘瓦制成。當(dāng)制動電磁鐵線圈通電后，產(chǎn)生吸力，使抱閘閘瓦松開，電動機便能自由轉(zhuǎn)動；當(dāng)線圈使抱閘閘瓦松開，電動機便能自由轉(zhuǎn)動；當(dāng)線圈斷電時，閘瓦在彈簧力作用下，將電動機閘輪剎斷電時，閘瓦在彈簧力作用下，將電動機閘輪剎住，使電動機迅速停轉(zhuǎn)。住，使電動

24、機迅速停轉(zhuǎn)。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.2 8.2 電動機的基本保護環(huán)節(jié)電動機的基本保護環(huán)節(jié) 對電動機控制而言，對電動機控制而言，須具備四種基本保須具備四種基本保護：短路電流保護，護：短路電流保護，過載保護過載保護( (或過電或過電流保護流保護) )，欠電壓，欠電壓保護保護( (包括零電壓包括零電壓保護保護) )以及對三相以及對三相交流電動機缺相保交流電動機缺相保護等。護等。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.2.1 8.2.1 短路電流保護短路電流保護 圖示

25、的交流磁力圖示的交流磁力起動器中，主電起動器中，主電路和控制電路上路和控制電路上都裝有熔斷器都裝有熔斷器FUFU，以實現(xiàn)短路保護。以實現(xiàn)短路保護。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.2.2 8.2.2 過載保護過載保護 圖示的交流磁力起動圖示的交流磁力起動器中，裝有熱繼電器器中，裝有熱繼電器FRFR，當(dāng)電動機過載時，當(dāng)電動機過載時，熱繼電器的脫扣機構(gòu)熱繼電器的脫扣機構(gòu)動作，其對應(yīng)的常閉動作，其對應(yīng)的常閉觸頭觸頭FRFR打開，接觸器打開，接觸器線圈線圈KMKM失電，主輔觸失電，主輔觸頭復(fù)位，使電動機停頭復(fù)位，使電動機停轉(zhuǎn)，防止電動機

26、因長轉(zhuǎn)，防止電動機因長期過載而發(fā)熱燒壞。期過載而發(fā)熱燒壞。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室圖示的交流磁力起動圖示的交流磁力起動器中的熱繼電器器中的熱繼電器FR起起著缺相保護的作用，著缺相保護的作用，它將斷開接觸器電源，它將斷開接觸器電源，使電動機停轉(zhuǎn)。使電動機停轉(zhuǎn)。8.2.2 8.2.2 過載保護過載保護 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室一般熱繼電器的發(fā)熱一般熱繼電器的發(fā)熱元件串接在三相主電元件串接在三相主電路的任意兩相之中，路的任意兩相之中，在任一相發(fā)生斷路故在任一相

27、發(fā)生斷路故障時，必然導(dǎo)致另兩障時，必然導(dǎo)致另兩相電流的大幅度增加，相電流的大幅度增加，為熱繼電器所檢測到。為熱繼電器所檢測到。8.2.2 8.2.2 過載保護過載保護 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.2.3 8.2.3 零電壓和欠電壓保護零電壓和欠電壓保護 零電壓保護和欠電壓零電壓保護和欠電壓保護一般可由同一電保護一般可由同一電器來實現(xiàn)。在由按鈕器來實現(xiàn)。在由按鈕作為主令電器的控制作為主令電器的控制線路中，一般由線路線路中，一般由線路中的接觸器兼作零壓中的接觸器兼作零壓和欠壓保護，而不另和欠壓保護，而不另設(shè)專用的零壓和欠壓設(shè)專用

28、的零壓和欠壓保護電器。如交流磁保護電器。如交流磁力起動器中由接觸器力起動器中由接觸器KMKM來實現(xiàn)該保護。來實現(xiàn)該保護。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.2.3 8.2.3 零電壓和欠電壓保護零電壓和欠電壓保護 用作零電壓和欠電壓用作零電壓和欠電壓保護的繼電器或接觸保護的繼電器或接觸器，必須具備高返回器，必須具備高返回系數(shù)，吸引線圈的吸系數(shù)，吸引線圈的吸合電壓合電壓Ux，一般整定，一般整定在在0.80.85額定電壓額定電壓之間，釋放電壓之間，釋放電壓Uf整整定在定在0.50.7額定電壓額定電壓之間。之間。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 20

29、22-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室2.接線圖接線圖:又稱安裝圖。又稱安裝圖。* 控制線路中電器和元件的圖形符號和文字符號控制線路中電器和元件的圖形符號和文字符號* 電氣線路圖電氣線路圖電氣線路圖可分為主電路和輔助（控制）電路?？衫L制電氣線路圖可分為主電路和輔助（控制）電路?？衫L制成兩種不同的形式：電路圖和接線圖。成兩種不同的形式：電路圖和接線圖。1.電路圖電路圖:對分析電氣系統(tǒng)的工作原理是對分析電氣系統(tǒng)的工作原理是 十分方便的。十分方便的。8.3 8.3 控制電路的基本控制環(huán)節(jié)控制電路的基本控制環(huán)節(jié) 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自

30、動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室* 繪制電路圖的規(guī)定繪制電路圖的規(guī)定其主要規(guī)定歸納如下：其主要規(guī)定歸納如下：1. 電機、電器和其他帶電部分都應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖電機、電器和其他帶電部分都應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制和標(biāo)注。形符號和文字符號繪制和標(biāo)注。2.按主電路和控制電路兩部分畫出。按主電路和控制電路兩部分畫出。3.電器都按沒通電或不受外力作用時的正常狀態(tài)畫出。電器都按沒通電或不受外力作用時的正常狀態(tài)畫出。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室5.各元件一般按動作順序從上到下各元件一般按動作順序從上到下,從左到右依次排開。

31、從左到右依次排開。有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉連接點要用小圓圈或黑圓點有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉連接點要用小圓圈或黑圓點表示。表示。* 繪制電路圖的規(guī)定繪制電路圖的規(guī)定其主要規(guī)定歸納如下：其主要規(guī)定歸納如下：4.同一電器的不同部件同一電器的不同部件,按其在電路中的作用畫在不同的按其在電路中的作用畫在不同的電路部位上電路部位上,標(biāo)以相同的文字符號。標(biāo)以相同的文字符號。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室觸頭（觸頭（KM）打開）打開按鈕松開按鈕松開線圈（線圈（KM）斷電）斷電 電機停轉(zhuǎn)。電機停轉(zhuǎn)。觸頭（觸頭（KM）閉合）閉合按下按鈕按下按鈕（SB）

32、線圈（線圈（KM）通電）通電電機轉(zhuǎn)動；電機轉(zhuǎn)動；A B CM3起動起動按鈕按鈕8.3.1 點動控制點動控制 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.2 連續(xù)控制連續(xù)控制 在點動控制的基礎(chǔ)上，若將接觸器在點動控制的基礎(chǔ)上，若將接觸器KMKM的一對常開輔觸的一對常開輔觸頭頭KMKM與起動按鈕與起動按鈕SBSBl l的觸頭并聯(lián)，即成為的觸頭并聯(lián)，即成為“連續(xù)連續(xù)”控控制，輔觸頭制，輔觸頭 KMKM被稱為被稱為“自鎖自鎖”( (或或 “ “自保自?！? )觸頭。觸頭。上節(jié)介紹的交流磁力起動器對電動機進行直接起動控上節(jié)介紹的交流磁力起動器對電

33、動機進行直接起動控制就是連續(xù)控制方式。該方式中要解除制就是連續(xù)控制方式。該方式中要解除“自鎖自鎖”，必，必須按停車按鈕須按停車按鈕SBSB2 2。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.3 行程控制行程控制 某些生產(chǎn)機械的運動部件的行程范圍有一定限制，例如某些生產(chǎn)機械的運動部件的行程范圍有一定限制，例如船舶舵機的左右舵角偏轉(zhuǎn)必須限制在船舶舵機的左右舵角偏轉(zhuǎn)必須限制在3535以內(nèi)；起貨機以內(nèi)；起貨機提升機構(gòu)必須防止吊索收盡而造成吊鉤撞碰吊臂事故等。提升機構(gòu)必須防止吊索收盡而造成吊鉤撞碰吊臂事故等。實現(xiàn)行程控制，應(yīng)將開關(guān)安置在設(shè)限的位

34、置上，其常閉實現(xiàn)行程控制，應(yīng)將開關(guān)安置在設(shè)限的位置上，其常閉觸頭觸頭SQSQl l、SQSQ2 2與控制線路中的停止控鈕與控制線路中的停止控鈕SBSB2 2串聯(lián)。串聯(lián)。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室當(dāng)運動機械移動到極限位置時，行程開關(guān)的常閉觸頭當(dāng)運動機械移動到極限位置時，行程開關(guān)的常閉觸頭SQSQl l、SQSQ2 2斷開，電動機便停轉(zhuǎn)。顯然限位控制是避免生斷開，電動機便停轉(zhuǎn)。顯然限位控制是避免生產(chǎn)機械進入異常位置的一種限位保護。產(chǎn)機械進入異常位置的一種限位保護。 8.3.3 行程控制行程控制 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3

35、課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.4 多地點控制多地點控制 有些生產(chǎn)機械要求能在兩個或兩個以上多地點進行控制，有些生產(chǎn)機械要求能在兩個或兩個以上多地點進行控制，例如，機艙內(nèi)許多泵浦電動機不但要求能在泵附近進行例如，機艙內(nèi)許多泵浦電動機不但要求能在泵附近進行起停控制，而且要求能在集控室進行遙控操縱。為此可起停控制，而且要求能在集控室進行遙控操縱。為此可將多地點起動按鈕并接成將多地點起動按鈕并接成“或或”邏輯關(guān)系，多地點停車邏輯關(guān)系，多地點停車按鈕串接成按鈕串接成“與與”邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)

36、院電氣及自動化教研室8.3.5 互鎖控制互鎖控制 線路中的接觸器觸頭線路中的接觸器觸頭KMKMF F和和KMKMB B構(gòu)成了電動機正反轉(zhuǎn)互鎖保構(gòu)成了電動機正反轉(zhuǎn)互鎖保護，用于防止正、反轉(zhuǎn)接觸器護，用于防止正、反轉(zhuǎn)接觸器KMKMF F和和KMKMB B的同時動作。的同時動作。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.6 聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖控制 接觸器接觸器KMKM1 1控制設(shè)備控制設(shè)備A A， KMKM2 2控制設(shè)備控制設(shè)備B B。KMKM1 1的常開輔觸頭串的常開輔觸頭串在在KMKM2 2的控制回路中，因此只有當(dāng)?shù)目刂苹芈分?，因此只有?dāng)K

37、MKM1 1獲電動作后，獲電動作后， KMKM2 2才有才有可能動作。而可能動作。而KMKM2 2的常開輔觸頭的常開輔觸頭KMKM2 2與按鈕與按鈕SBSB3 3并聯(lián)，因此當(dāng)并聯(lián)，因此當(dāng)KMKM2 2獲電處于運行狀態(tài)時，獲電處于運行狀態(tài)時， KMKM1 1是不會失電停止工作的。是不會失電停止工作的。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.7 雙位控制雙位控制 在許多無人管理的生產(chǎn)場合，常用到在許多無人管理的生產(chǎn)場合，常用到 “ “雙位雙位”自動控自動控制。例如船舶輔鍋爐的高低水位控制，食品冷庫的高低制。例如船舶輔鍋爐的高低水位控制

38、，食品冷庫的高低溫度控制，空調(diào)壓縮機的自動起?？刂频鹊?。溫度控制，空調(diào)壓縮機的自動起停控制等等。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.8 時間控制時間控制 船舶機艙泵浦電機按照時間原則啟動，很多控制電路需要船舶機艙泵浦電機按照時間原則啟動，很多控制電路需要實施時間控制。例如：實施時間控制。例如：大容量三相交流異步電動機起動的大容量三相交流異步電動機起動的YY換接起動；換接起動；船上的燃油輔鍋爐，點火時間通常設(shè)定為船上的燃油輔鍋爐，點火時間通常設(shè)定為510s510s，在這段，在這段時間內(nèi)如果點火不成功，則視為點火失敗，發(fā)出報警。時

39、間內(nèi)如果點火不成功，則視為點火失敗，發(fā)出報警。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.3.9 典型控制電路典型控制電路 1 1） 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 電動機的正反轉(zhuǎn)控制本質(zhì)上是一種互鎖控制：電動機的正反轉(zhuǎn)控制本質(zhì)上是一種互鎖控制：機艙風(fēng)機的正反轉(zhuǎn)控制，正轉(zhuǎn)時通風(fēng)機向機艙送機艙風(fēng)機的正反轉(zhuǎn)控制，正轉(zhuǎn)時通風(fēng)機向機艙送風(fēng)，反轉(zhuǎn)時從機艙抽風(fēng)。風(fēng)，反轉(zhuǎn)時從機艙抽風(fēng)。 采用按鈕互鎖方式的電動機正反轉(zhuǎn)電氣互鎖控制：采用按鈕互鎖方式的電動機正反轉(zhuǎn)電氣互鎖控制：救生艇吊艇機的電氣控制救生艇吊艇機的電氣控制 。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2

40、022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室KHKMFSB1KMFSBFKMRKMRKMRKMFSBRKMFKMRM3A BCFUQSKH電器互鎖電器互鎖機械互鎖機械互鎖雙保險雙保險機械互鎖（復(fù)合按鈕）機械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）電器互鎖（互鎖觸頭）船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室部分起貨機控制線路部分起貨機控制線路船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動

41、化教研室2 2）海）海( (淡淡) )水柜水位自動控制電路水柜水位自動控制電路 水柜為壓力水柜，隨著用水量的變化，水、氣水柜為壓力水柜，隨著用水量的變化，水、氣空間容積在變化，即液位高度和氣壓都在變化?？臻g容積在變化，即液位高度和氣壓都在變化。水位上升，氣的空間高度減小，氣壓增加，如水位上升，氣的空間高度減小，氣壓增加，如果不考慮漏氣損耗，氣壓大小顯然是與水位高果不考慮漏氣損耗，氣壓大小顯然是與水位高低成正比例的，高限水位低成正比例的，高限水位H(H)H(H)對應(yīng)著高限壓力，對應(yīng)著高限壓力，低限水位低限水位H(L)H(L)對應(yīng)著低限壓力對應(yīng)著低限壓力 。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課

42、件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室雙位（限）原理的自動控制雙位（限）原理的自動控制船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室海海(淡淡)水柜水柜(壓力壓力)自動控制自動控制船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室SP(H)和和SP(L)分別代替分別代替SB2和和SB1海海(淡淡)水柜水柜(壓力壓力)自動控制自動控制船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室3 3）空壓機自動控制電路）空壓機自動控制電路它的控制要求是：當(dāng)

43、主空氣瓶內(nèi)氣壓達(dá)到它的控制要求是：當(dāng)主空氣瓶內(nèi)氣壓達(dá)到2.52.52.8MPa2.8MPa高高限值時，空壓機必須停機；而當(dāng)氣壓降低到限值時，空壓機必須停機；而當(dāng)氣壓降低到1.51.51.3MPa1.3MPa低限值時，空壓機則要重新起動。低限值時，空壓機則要重新起動。在手動控制時，先把在手動控制時，先把“手動自動手動自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手手動動”位置。當(dāng)位置。當(dāng)“手動自動手動自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動自動”位位置時，空壓機的起動和停機完全由組合式壓力開關(guān)置時，空壓機的起動和停機完全由組合式壓力開關(guān)SPSP的的高、低壓觸頭來控制。高、低壓觸頭來控制。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 20

44、22-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室高壓：高壓：2.52.8Mpa；低壓：；低壓：1.51.3Mpa.“自動自動”：壓力開關(guān)：壓力開關(guān)SP低壓開關(guān)代替啟動按鈕；低壓開關(guān)代替啟動按鈕； 壓力開關(guān)壓力開關(guān)SP高壓開關(guān)代替停止按鈕高壓開關(guān)代替停止按鈕.“手動手動”： 合合QS YV3有電，泄殘閥開啟泄殘有電，泄殘閥開啟泄殘.按按SB1 KA有電有電 YV1有電，冷卻水閥開有電，冷卻水閥開.當(dāng)壓力上升到正常當(dāng)壓力上升到正常值值SP-W 閉合閉合 KM有電有電 空壓機啟動空壓機

45、啟動. 自鎖自鎖 KT有電有電 KT斷斷 KA斷電斷電 KT斷斷 YV3關(guān)閉關(guān)閉 KT閉合閉合 YV2供氣閥開供氣供氣閥開供氣.SP-W 為冷卻水壓力保護為冷卻水壓力保護.船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室4 4）三相異步電動機）三相異步電動機YY起動控制電路起動控制電路 正常運行時采用形接法，起動時采用正常運行時采用形接法，起動時采用Y Y形接法，以減小形接法，以減小起動電流。起動電流。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電

46、氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室按按SB2 KM1有電有電 KM2有電有電 Y起動起動 KT有電有電 延時延時 KM2斷電斷電 自保自保 KM3有電有電 運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)自保自保KT 斷電斷電起動過程：起動過程：船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.4 8.4 可編程序控制器及應(yīng)用可編程序控制器及應(yīng)用在在PLC的發(fā)展歷程中，有過幾個不同的名稱：的發(fā)展歷程中，有過幾個不同的名稱：可編程序矩陣控制器可編程序矩陣控制器PMC （Programma

47、ble Matrix Controller）可編程序順序控制器可編程序順序控制器PSC （Programmable Sequence Controller）可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器PLC （Programmable Logic Controller）8.4.1 PLC8.4.1 PLC概述概述船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社

48、會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。在社會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求，研）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室可靠性高可靠性高(平均無故障時間平均無故障時間3-5萬小時）萬小時）編程簡單編程簡單通用性強通用性強體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護方便體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護方便船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 20

49、22-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室主要是主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/O模板不通用，甚至連模板不通用，甚至連機柜、電源模板亦各不相同。機柜、電源模板亦各不相同。編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的一致，因此各公司的 PLC互不兼容?；ゲ患嫒荨４半姎庠O(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室PLC在工業(yè)自動化中

50、起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)外已廣泛應(yīng) 用于機械、冶金、石油、化工、輕工、用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、紡織、電力、電子、食品、 交通等行業(yè)。經(jīng)驗表明，交通等行業(yè)。經(jīng)驗表明， 80 以上的工業(yè)控制可以使用以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。來完成。在日本，凡在日本，凡8個以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已個以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用采用PLC來取代。來取代。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室8.4.2 PLC8.4.2 PLC基本組成和工作原理基本組成

51、和工作原理 PLC的基本組成的基本組成編程器或其他編程設(shè)備編程器或其他編程設(shè)備SBSQSAHLYVKM微處理器微處理器存儲器存儲器輸輸入入單單元元輸輸出出單單元元電源電源船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室1.中央處理單元（中央處理單元（CPU）：）：(1)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號取入將各種輸入信號取入(3) 把運算結(jié)果送到輸出端把運算結(jié)果送到輸出端(4) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求-通用處理器：通用處理器：8086、80286、80386單片

52、機芯片：單片機芯片：8031、8096位片式微處理器：位片式微處理器：AMD-2900小型小型PLC多采用多采用8位微處理器或單片機作為位微處理器或單片機作為CPU中型中型PLC多采用多采用16位微處理器或單片機作為位微處理器或單片機作為CPU大型大型PLC多采用高速位片式微處理器多采用高速位片式微處理器船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室2. 存儲存儲RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào)存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào) 試的程序。試的程序。ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。船舶電氣

53、設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室3. 輸入、輸出接口：輸入、輸出接口：采用光電隔離，實現(xiàn)了采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。輸出接口作用：輸出接口作用：將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。輸出三種形式：輸出三種形式：繼電器繼電器 - 低速大功率低

54、速大功率 可控硅可控硅 - 高速大功率高速大功率 晶體管晶體管 - 高速小功率高速小功率輸入接口作用：輸入接口作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機。轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室（1）輸入接口電路：）輸入接口電路：采用采用光電耦合器，防止強電干擾。光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管光電三極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管直流電源直流電源輸入端子輸入端子+PLCXn+24V發(fā)光二極管發(fā)光二極管船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電

55、氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室繼電器輸出繼電器輸出（2）輸出接口電路：）輸出接口電路：以以繼電器形式為例：繼電器形式為例：PLC內(nèi)內(nèi)部部電電路路內(nèi)內(nèi)部部電電路路J+交流電源或直流電源交流電源或直流電源YCOM-船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室4.電源單元電源單元把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。有的電源單元還向外提供有的電源單元還向外提供24v隔離直流電源，可供開關(guān)量隔離直流電源，可供開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用。輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用?？?/p>

56、編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點是輸可編程序控制器的電源一般采用開關(guān)式電源，其特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室5. 各種接口、高功能模塊：各種接口、高功能模塊：便于擴展便于擴展 小型機：小型機：一體機。有接口可擴展。一體機。有接口可擴展。 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室電源模塊CPU模塊IO模塊底 板中、大型機：中、大型機：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板

57、上隨意組合模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輸入點總有輸入映象區(qū)的某一輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位與之相對應(yīng)位與之相對應(yīng) I/O映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關(guān)制的規(guī)模有關(guān) PLC工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對應(yīng)的位上；將運算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對應(yīng)的區(qū)對應(yīng)的位上；將運算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對應(yīng)的位上。位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時所需在執(zhí)行用戶程序時所需“輸入繼電器輸入繼電器”、“輸出繼電器輸出繼電器”的數(shù)據(jù)取用于

58、的數(shù)據(jù)取用于I/O映象區(qū)，而不直接與外映象區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系部設(shè)備發(fā)生關(guān)系 。 PLC的工作原理的工作原理建立建立I/O映像區(qū)映像區(qū)船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室定期檢查用戶程序存儲器、定期檢查用戶程序存儲器、I/O單元的連接、單元的連接、I/O總線是否正常，定期復(fù)位監(jiān)控定時器總線是否正常，定期復(fù)位監(jiān)控定時器WDTPLC之間以及之間以及PLC與與PC之間；之間； PLC與其他帶與其他帶微處理器的智能裝置通信微處理器的智能裝置通信編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機 以掃描的方

59、式按順序逐句掃描處理，運算結(jié)果以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對應(yīng)位中存入輸出映象區(qū)對應(yīng)位中 掃描的方式輸入信號的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；掃描的方式輸入信號的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備。備。 清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時器等，并進行自診清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時器等，并進行自診斷，對電源、斷，對電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語法進內(nèi)部電路、用戶程序的語法進行檢查。行檢查。 PLC工作過程工作過程船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室可編程序控制器

60、對用戶程序進行循環(huán)掃描可分為三個階段可編程序控制器對用戶程序進行循環(huán)掃描可分為三個階段進行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。進行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 用戶程序的循環(huán)掃描過程用戶程序的循環(huán)掃描過程船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng) 2022-5-3課 件輪機學(xué)院電氣及自動化教研室輪機學(xué)院電氣及自動化教研室基本單元（基本單元（S7-200CPU模塊）也稱為主機，它包括一個中模塊）也稱為主機，它包括一個中央處理單元（央處理單元（CPU）、電源、數(shù)字量輸入輸出單元。基本）、電源、數(shù)字量輸