電氣控制與PLC工程應用第2章課件

1、第2章電氣控制基礎2.1電氣控制基礎知識2.2三相異步電動機的控制2.3典型電氣電路分析與控制系統(tǒng)設計2.1電氣控制基礎知識2.1.1電氣控制系統(tǒng)圖及有關規(guī)定2.1.2繼電器接觸器控制基本環(huán)節(jié)2.1.3電動機的保護環(huán)節(jié)2.1.1電氣控制系統(tǒng)圖及有關規(guī)定1.電氣原理圖2.電氣元件布置圖3.電氣安裝圖1.電氣原理圖1)電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路。2)每一電氣元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號來表示，在圖形符號附近用文字符號標注屬于哪類電器。3)同一電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸點)在圖中的位置，根據(jù)便于閱讀和研究的原則來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以相同的文字符號。4)

2、對于接觸器、繼電器的觸點按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制器手柄按趨于零位時的狀態(tài)畫出，按鈕、行程開關觸點按不受外力作用時的狀態(tài)畫出等。5)在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應按動作順序和信號流從上到下、從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并盡可能減少線條和避免線條交叉。6)直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方(直流電源的正極)和下方(直流電源的負極)。7)為了便于檢索電氣電路，方便閱讀和分析，在原理圖的上方或右方將圖分成若干圖區(qū)，并標明該區(qū)電路的用途與作用。8)在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸點之間的從屬關系要加以說明，即在原理圖中相應線圈的下方，給出觸

3、點的文字符號，并在其下注明相應觸點的索引代號。圖2-1CW6132車床電氣原理圖圖2-2接觸器KM觸點的索引圖2-3電氣元件布置圖3.電氣安裝圖1)同一電氣的各部件畫在一起，其尺寸和比例沒有嚴格要求，各部件的位置盡量符合實際情況。2)各電氣元件的圖形符號、文字符號和回路標記，均應以原理圖為準，并且要保持一致。3)不在同一控制箱內或不是同一塊配電屏上的各電氣元件之間的連接，必須通過接線端子板進行連接。4)應詳細地標明配線用的各種導線的型號、規(guī)格、截面積及連接導線的根數(shù)。圖2-4CW6132車床電氣安裝圖2.1.2繼電器接觸器控制基本環(huán)節(jié)1.起停、自鎖環(huán)節(jié)和連續(xù)控制2.點動控制3.接觸器控制的電動

4、機正、反轉控制電路4.多地點與多條件控制5.順序控制（1）異步機的直接起動-點動控制M3ABCKMFUQKMSB動作過程主觸頭（KM）打開按鈕松開（SB） 線圈（KM）斷電 電機停車。主觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB） 線圈（KM）通電電機運行；控制電路主電路（2）異步機的直接起動-連續(xù)運行控制KM自鎖自鎖（失壓保護）的作用按下按鈕（SB2），線圈（KM）通電，電機起動；同時，輔助觸頭（KM）閉合，即使按鈕松開，線圈保持通電狀態(tài)，電機連續(xù)運行。KMSB2M3ABCKMFUQSB1起動按鈕停車按鈕主電路控制電路圖2-5三相異步電動機起保?？刂齐娐穉)主電路b)控制回路KMM3ABCKMFUQFR

5、電流形成回路，只要接兩相就可以了。（3）異步機的直接起動 + 過載保護發(fā)熱元件熱繼電器觸頭主電路控制電路KMSB1SB2FRM3ABCKMFUQ主電路失壓保護：采用繼電器、接觸器控制 采用繼電器、接觸器控制后，電源電壓85%時，接觸器觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；另外，在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而傷人。KMSB1KMSB2控制電路QFRM3ABCKMFU方法一：用復合按鈕。(5)異步機的直接起動-點動+連續(xù)運行控制SB3：點動SB2：連續(xù)運行控制關系該電路缺點：動作不夠可靠。KMSB1KMSB2FRSB3主電路控制電路(6)異步機的直接起動-點動+連續(xù)運行控制SBKASB1K

6、ASB2FRKMKAM3ABCKMFU方法二：加中間繼電器（KA）控制關系SB：點動SB2：連續(xù)運行FRQ圖2-6點動控制電路 以下控制電路能否實現(xiàn)既能點動、又能連續(xù)運行思考?KMSB1KMSB2SB不能點動！FR3.接觸器控制的電動機正、反轉控制電路(1)電動機“正停反”控制電路(2)電動機“正反?！笨刂齐娐?3)具有自動往復功能的正反轉控制電路鼠籠式電機的正反轉控制(2) - 加聯(lián)鎖電器聯(lián)鎖(互鎖)作用：正轉時，SBR不起作用；反轉時，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時工作造成主回路短路。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3ABCKMFFRFUQ KMRSBR互鎖KM

7、R鼠籠式電機的正反轉控制(3)-雙重聯(lián)鎖KMRKMFM3ABCFUQFR電器聯(lián)鎖KMFSB1KMFFRKMRKMRKMFSBRSBF機械聯(lián)鎖雙保險機械聯(lián)鎖（復合按鈕）電器聯(lián)鎖（互鎖觸頭）圖2-7三相異步電動機正反轉控制電路(3)具有自動往復功能的正反轉控制電路1)起動控制：合上開關QF，按下按鈕SB2，使KM1線圈得電并自鎖，其常閉觸點斷開，切斷KM2線圈的回路，實現(xiàn)互鎖，電動機M通電正轉，工作臺向前運動；當擋鐵B壓下SQ2時，SQ2的常閉觸點切斷KM1線圈回路，電動機停止正轉，同時其常開觸點閉合，接通KM2線圈回路并使KM2自鎖，同時KM2的常閉觸點切斷KM1回路，實現(xiàn)互鎖，電動機開始反轉，

8、工作臺向后運動；當擋鐵A壓下SQ1時，SQ1的常閉觸點切斷KM2線圈回路，同時接通KM1回路并使其自鎖，電動機又開始正轉進入下一個循環(huán)。2)停機控制：按下SB1，接觸器KM1、KM2線圈失電，電動機M斷電停機，工作臺停止運動。圖2-8工作臺自動往返運動控制電路a)工作臺往復運動示意圖b)主電路c)控制電路行程控制電路（1）正程限位開關STASTB逆程至右極端位置撞開STA 動作過程SB2正向運行電機停車（反向運行同樣分析） 控制電路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位開關行程控制(2) -自動往復運動正程逆程電 機工作要求：1. 能正向運行也能反向運行 2

9、. 到位后能自動返回電機STaSTbKMRSTa行程控制(2)-自動往復運動控制電路 限位開關用復合式開關。正向運行停車的同時，自動起動反向運行；反之亦然。STaSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTb關鍵措施FRSTb圖2-9多地點與多條件控制電路a)多地點控制電路b)多條件控制電路圖2-10順序控制電路1 電機M1控制要求： 1. M1 起動后，M2才能起動， 2. M2 可單獨停車。2 電機M2例2 ：順序控制順序控制電路（1）：兩電機只保證起動的先后順序，沒有延時要求。 FUKM2ABCFUM3ABCKM1M3主電路控制電路FR1KM1KM2SB3SB4KM2KM1SB1

10、SB2KM1FRFR1FR2FR2不可以 ! 兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭（KM1）的負荷過重。M3KM1FRKM2M3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主電路控制電路這樣實現(xiàn)順序控制可不可以?FRKM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT順序控制電路(2)：M1起動后，M2延時起動。SB2 KM1 KT KM2 延時 KM2 M1起動KT M2起動主電路同前控制電路 實現(xiàn)M1起動后M2延時起動的順序控制，用以下電路可不可以？ 不可以！繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，線圈不能串聯(lián)。KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT圖2-11按時間順序起動的控制

11、電路2.1.3電動機的保護環(huán)節(jié)1.短路電流保護2.過載保護3.過電流保護4.零電壓與欠電壓保護5.弱磁保護1.短路電流保護(1)熔斷器保護(2)斷路器保護圖2-12電動機常用保護環(huán)節(jié)2.2三相異步電動機的控制2.2.1電動機減壓起動控制2.2.2電動機減壓制動控制2.2.3雙速異步電動機的高低速控制2.2.1電動機減壓起動控制1.定子串接電阻減壓起動2.聯(lián)結減壓起動圖2-13定子串電阻減壓起動電路KMFUQFR電機繞組U1U2V1V2W1W2KM -YU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM- 主電路1:電機的Y起動 KM -Y閉合，電機接成 Y 形； KM- 閉合，電機接成 形

12、。例圖2-14減壓起動電路2.2.2電動機減壓制動控制1.反接制動2.能耗制動1.反接制動1)三相感應電動機電源相序要反接。2)當電動機轉速接近零時，應迅速切斷三相感應電動機的三相電源，否則會出現(xiàn)反向起動。3)進行電源反接制動時，電動機定子電路應串入反接制動電阻，以減小反接制動電流，減小制動沖擊。圖2-15電動機單向運行反接制動電路2.能耗制動1)KM2常閉觸點與KM1線圈回路串聯(lián)，KM1常閉觸點與KM2線圈回路串聯(lián)。2)按鈕SB1的常閉觸點接入KM1線圈回路，SB1的常開觸點接入KM2線圈回路，這時按鈕互鎖保證了KM1、KM2不可能同時通電，與上面的互鎖觸點起到同樣作用。圖2-16能耗制動原

13、理圖2.2.3雙速異步電動機的高低速控制1.聯(lián)結2.聯(lián)結圖2-17雙速電動機三相繞組接法圖2-18雙速電動機高、低速控制2.3典型電氣電路分析與控制系統(tǒng)設計2.3.1C650型普通臥式車床電氣控制2.3.2Z3040搖臂鉆床電氣控制2.3.3電氣控制電路設計2.3.1C650型普通臥式車床電氣控制1)進給電動機(簡稱主電動機)M1，功率為30kW，允許在空載情況下直接起動。2)冷卻泵電動機M2，功率為0.15kW，用于在車削加工時，提供切削液，對零件與刀具進行冷卻。3)快速移動電動機M3，功率為2.2kW，由于溜板箱連續(xù)移動是短時工作，故M3只要求單向點動、短時運轉，不設過載保護。4)電路還應

14、有必要的互鎖、保護及安全可靠的照明電路。1.電氣原理圖分析2.控制電路分析2.控制電路分析(1)主電動機M1的點動調整控制(2)主電動機M1的正、反轉控制(3)主電動機M1的停車制動控制(4)冷卻泵電動機M2的控制(5)刀架移動電動機M3的控制(6)輔助電路圖2-19C650型臥式車床電氣控制原理圖2.3.2Z3040搖臂鉆床電氣控制1.主電路2.控制電路圖2-20Z3040搖臂鉆床2.控制電路(1)主軸電動機M1的控制(2)搖臂升降電動機M2的控制(3)主軸箱與立柱的夾緊與放松控制(4)照明電路(5)搖臂升降的限位保護2.3.3電氣控制電路設計1.控制電路力求簡單、經(jīng)濟，提高性價比2.保證控

15、制電路工作安全、可靠3.應盡量便操作和維修方便1)盡量選用標準的、常用的或經(jīng)過實際考驗過的電路和環(huán)節(jié)。2)合理安排電氣元件及觸點的位置。3)盡量縮減電器的數(shù)量，采用標準件，并盡可能選用相同型號，這樣可以降低生產(chǎn)成本，便于廠家采購和降低備品備件的數(shù)量、種類。圖2-22觸點的合理安排(一)圖2-24控制電路的簡化a)合并開關b)合并觸點2.保證控制電路工作安全、可靠1)正確連接電器線圈和觸點。2)控制電路中應避免出現(xiàn)“寄生”電路。3)盡量避免多個電器依次動作才能接通另一個電器的控制結構，這樣可以提高電路工作的可靠性，如圖2-28所示。4)選擇好控制電氣元件的動作類型，避免“競爭冒險”現(xiàn)象。5)應具有完善的保護環(huán)節(jié)，包括必要的電氣互鎖。圖2-25接觸器線圈的連接a)錯誤連接b)正確連接圖2-27“寄生”電路的處理a)錯誤連接b)正確連接圖2-28減少通電電器的連接方法圖2-29觸點的“競爭冒險”圖2-30自動間歇控制電路4.試設計一個工作臺前進退回控制電路。(1)前進后退停止到原位；(2)工作臺到達終點后停一下(延時5s)再后退；(3)工作臺在前進中能立即后退到原位；(4)有終端保護。11.試設計一臺異步電動機的控制電路。(1)能實現(xiàn)起、停的兩地控制；(