電氣控制基本知識解析課件

1、電氣控制基本知識解析電氣控制基本知識解析1.0 概述繼電器接觸器控制以各種有觸點的繼電器、接觸器、行程開關(guān)等自動控制電器組成的控制電路稱為繼電器接觸器控制方式。它經(jīng)歷了較長的發(fā)展歷史。順序控制器20世紀(jì)70年代開發(fā)了順序控制器。采用晶體管無觸點的邏輯控制，通過在矩陣板上插接晶體管實現(xiàn)編程。它比繼電器接觸器控制增加了靈活性、通用性，可靠性提高，使用操作較方便。PLCPLC的出現(xiàn)，順序控制器很快退出市場，且逐漸取代復(fù)雜的繼電器接觸器控制。電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展1.0 概述繼電器接觸器控制以各種有觸點的繼電器、接觸器、第一代PLC： 一位機開發(fā)，磁芯存儲器存儲，單一的邏輯控制功能；第二代PLC： 8位微

2、處理器及半導(dǎo)體存儲器，系列化產(chǎn)品；第三代PLC： 高性能微處理器及位片式CPU，具有多功能及聯(lián)網(wǎng)通信；第四代PLC： 16位、32位微處理器，高性能位片式微處理器；具有邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能?？删幊炭刂破鞯陌l(fā)展1.0 概述第一代PLC：可編程控制器的發(fā)展1.0 概述PLC及其網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱 ：PLC、機器人、CAD/DAM 1、 PLC集三電于一體2、 PLC網(wǎng)絡(luò)的性能價格比高1.0 概述PLC及其網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱 兩種實現(xiàn)三電一體化的思路： 一種是在網(wǎng)絡(luò)一級實現(xiàn)三電一體化，把邏輯控

3、制裝置、過程控制裝置、運動控制裝置連入同一網(wǎng)絡(luò)，則網(wǎng)絡(luò)就成了三電統(tǒng)一的載體，在網(wǎng)絡(luò)一級實現(xiàn)了三電一體化。 另一種是在控制裝置一級實現(xiàn)三電一體化，使一臺控制裝置既有邏輯控制功能，又有過程控制功能，還有運動控制功能。 集散控制系統(tǒng)即DCS(distributed control system)系統(tǒng)沿著前一種思路發(fā)展三電一體化，它花費較大，適合于大型自動化系統(tǒng)。PLC則沿著后一種思路發(fā)展三電一體化，它靈活機動，三電一體集成度高，適合于各種規(guī)模的自動化系統(tǒng)。1.0 概述 兩種實現(xiàn)三電一體化的思路：1.0 概述PLC產(chǎn)品概覽PLC的幾種流派 PLC產(chǎn)品按地域大體可以分成三個流派：一個流派是美國產(chǎn)品，一個

4、流派是歐洲產(chǎn)品，還有一個流派是日本產(chǎn)品。 1.0 概述PLC產(chǎn)品概覽PLC的幾種流派1.0 概述1.0 概述美國A-B公司PLC1.0 概述美國A-B公司PLC西門子S7-200系列PLC1.0 概述西門子S7-200系列PLC1.0 概述三菱FX系列PLC1.0 概述三菱FX系列PLC1.0 概述歐姆龍C系列PLC1.0 概述歐姆龍C系列PLC1.0 概述 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域中央空調(diào) 電梯控制 運動系統(tǒng) 紡織機械 木工機械 污水處理 包裝機械 通用機械汽車制造立體倉庫磨床印刷機械橡膠化工機械1.0 概述 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域中央空調(diào) 通用機械1.0 概述1.1常用低壓電器低壓電器指

5、工作在交流50Hz（或60Hz ）額定電壓為1200V以下、直流額定電壓1500V及以下電路內(nèi)起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的各種電器，如接觸器、繼電器等。工作在交流1200V，直流1500V以上的電器為高壓電器，如高壓斷路器，高壓隔離開關(guān)等。低壓電器1.1常用低壓電器低壓電器1.1常用低壓電器 低壓電器的分類手動電器:如刀開關(guān)、組合開關(guān)、按鈕自動電器:如接觸器、繼電器、行程開關(guān)控制電器：如接觸器、啟動器主令電器：控制按鈕、行程開關(guān)保護(hù)電器：如熔斷器、熱繼電器執(zhí)行電器：電磁鐵、電磁閥按用途分電磁式電器：接觸器、電磁繼電器非電量控制器：刀開關(guān)、按鈕、溫度繼電器按工作原理按動作原理1.1常用低壓電器

6、 低壓電器的分類手動電器:如刀開關(guān)、組合1.1常用低壓電器1、刀開關(guān)（隔離器QK） 低壓隔離器是一種最常見的手動控制電器，又稱閘刀，主要用于低壓配電設(shè)備中隔離電源和小容量負(fù)載非頻繁啟動的操作開關(guān)。 刀開關(guān)的圖形符號 1.1常用低壓電器1、刀開關(guān)（隔離器QK） 不帶熔斷器式刀開關(guān)帶熔斷器式刀開關(guān)1.1常用低壓電器不帶熔斷器式刀開關(guān)帶熔斷器式刀開關(guān)1.1常用低壓電器1.1常用低壓電器1.1常用低壓電器2、組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān), 是一種轉(zhuǎn)動式的閘刀開關(guān)，主要用于：（1）非頻繁接通電路、換接電源和負(fù)載；（2）測量三相電壓以及控制小容量感應(yīng)電動機 （380V、5.5kW 以下的小電機）。1.1常用低壓電

7、器2、組合開關(guān)1.1常用低壓電器組合開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖1.1常用低壓電器組合開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖1.1常用低壓電器組合開關(guān)實物圖片1.1常用低壓電器組合開關(guān)實物圖片1.1常用低壓電器3、斷路器(QF) 功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短路及失壓時自動分?jǐn)嚯娐罚追Q自動開關(guān)。 特點：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。 分類：框架式（萬能式）和塑殼式（裝置式） 結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機構(gòu)、傳動機構(gòu)。1.1常用低壓電器3、斷路器(QF) 功能：不頻繁通斷電路，并能在電路過載、短各種低壓斷路器1.1常用低壓電器各種低壓斷路器1.1常用低壓電器低壓斷路器結(jié)構(gòu)示意圖 1.1常用低壓電器低壓斷路器圖形、文字符號

8、QF低壓斷路器結(jié)構(gòu)示意圖 1.1常用低壓電器低壓斷路器圖形、文4、 熔斷器（FU） 熔斷器是低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中過載和短路保護(hù)作用的電器。使用時，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)流過熔斷器的電流大于規(guī)定值時，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實現(xiàn)過載和短路保護(hù)。 熔斷器由為熔體和安裝熔體的絕緣底座（或稱熔管）組成 熔斷器種類很多： 按結(jié)構(gòu)分為開啟式、半封閉式和封閉式； 按有無填料分為有填料式、無填料式； 按用途分工工業(yè)用熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器及自復(fù)式熔斷器等 1.1常用低壓電器4、 熔斷器（FU） 熔斷器是低壓配電系統(tǒng)和電 常用的熔斷器：插入式熔斷器 螺旋式熔斷器 封閉

9、管式熔斷器 自復(fù)式熔斷器 高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥?熔斷器電氣符號 1.1常用低壓電器 熔斷時間t與通過熔體的電流I的關(guān)系，如圖。 常用的熔斷器：插入式熔斷器 熔斷器電氣符號 1.1常瓷插式熔斷器1.1常用低壓電器瓷插式熔斷器1.1常用低壓電器螺旋式熔斷器1.1常用低壓電器螺旋式熔斷器1.1常用低壓電器自恢復(fù)熔斷器1.1常用低壓電器自恢復(fù)熔斷器1.1常用低壓電器5、接觸器（KM） 接觸器是用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動切換電器。其主要控制對象是電動機 。 按控制電流性質(zhì)不同，接觸器分交流接觸器和直流接觸器兩大類。 （1）交流接觸器 由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置和其他

10、部件等組成。 1.1常用低壓電器5、接觸器（KM） 接觸器是用于遠(yuǎn)距離頻繁地 觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭 常開觸頭（動合觸頭） 常閉觸頭（動斷觸頭） 電磁系統(tǒng)：動、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧 滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧1動觸點； 2靜觸點； 3銜鐵；4緩沖彈簧； 5電磁線圈； 6鐵心；7墊氈； 8觸點彈簧； 9滅弧罩； 10觸點壓力簧片1.1常用低壓電器 觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭1動觸點； 2靜觸點； 交流接觸器工作原理 線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動，需加短路環(huán)。1.1常用低壓電器 交流接觸器工作原理 線圈加額定電壓，

11、銜鐵吸合，常接觸器M3線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開彈簧1.1常用低壓電器接觸器M線圈輔助觸點鐵心銜鐵電源電機主觸點常閉常開彈簧1.（2) 直流接觸器 用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動機的頻繁起停。 結(jié)構(gòu)和工作原理基本上與交流接觸器相同。 直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅弧。1.1常用低壓電器（2) 直流接觸器 用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動機(3) 主要技術(shù)參數(shù)1）額定電壓 常用：220V、 380V 、 660V等2）額定電流 常用：5A 、10A 、20A 、40A等3）通斷能力 最大接通電流和最大分?jǐn)嚯娏?。最大接通電流是指觸點閉合時不會造成觸點熔焊時的最大電流

12、值。 最大分段電流是指觸點斷開時能可靠滅弧的最大電流。一般通斷電流是額定電流的510倍。1.1常用低壓電器(3) 主要技術(shù)參數(shù)1.1常用低壓電器KM常閉輔助觸點線圈KM常開主觸點KM常開輔助觸點KM(4) 接觸器的符號 1.1常用低壓電器KM常閉輔助觸點線圈KM常開主觸點KM常開輔助觸點KM(4)(5)接觸器的選擇 接觸器是控制功能較強、應(yīng)用廣泛的自動切換電器，其額定工作電流或額定功率是隨使用條件及控制對象的不同而變化的。為盡可能經(jīng)濟(jì)地、正確地使用接觸器，必須對控制對象的工作情況及接觸器的性能有較全面的了解，選用時應(yīng)根據(jù)具體使用條件正確選擇。主要考慮以下幾個方面： （1）根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇接觸器

13、類型。 （2）額定電壓應(yīng)不小于主電路工作電壓。 （3）額定電流應(yīng)不小于被控電路額定電流。對于電動機負(fù)載還應(yīng)根據(jù)其運行方式適當(dāng)增減。 （4）吸引線圈的額定電壓與頻率與所控制電路的選用電壓、頻率相一致。 1.1常用低壓電器(5)接觸器的選擇1.1常用低壓電器6、 繼電器繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控制電器。繼電器在控制、保護(hù)電路中起信號轉(zhuǎn)換作用，適用于接通和分?jǐn)嘟恢绷餍∪萘靠刂齐娐?。其輸入量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸點的動作或者是電路參數(shù)的變化。繼電器種類繁多，常用的有電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、速度繼電器、壓

14、力繼電器、熱繼電器、溫度繼電器等。 1.1常用低壓電器繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于： 接觸器的主觸點可以通過大電流； 繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。6、 繼電器繼電器是一種根據(jù)特定形式的輸入信號而動作的自動控（一） 普通電磁式繼電器（KA）電磁式繼電器的機構(gòu)、工作原理與接觸器類似，由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)組成。 分為：電壓繼電器，電流繼電器以及中間繼電器。電壓繼電器用于電壓保護(hù)和控制，線圈和負(fù)載并聯(lián)。電流繼電器用于電流保護(hù)和控制，線圈串聯(lián)在電路中。1.1常用低壓電器電壓繼電器電流繼電器（一） 普通電磁式繼電器（KA）

15、電磁式繼電器的機構(gòu)、工作原中間繼電器 中間繼電器可以完成信息保存、信息傳遞、隔離放大等作用，可以擴(kuò)大觸點數(shù)量及觸點容量，提高信息的使用率和接通能力。它實質(zhì)上是一種電磁式電壓繼電器。1.1常用低壓電器中間繼電器1.1常用低壓電器電磁式繼電器的符號1.1常用低壓電器電磁式繼電器的符號1.1常用低壓電器( 二 ) 時間繼電器（KT） 時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現(xiàn)觸點延時接通或斷開的自動控制電器。1.1常用低壓電器直流電磁式時間繼電器空氣阻尼時間繼電器電動式時間繼電器電子式時間繼電器按延時方式分：通電延時型和斷電延時型( 二 ) 時間繼電器（KT） 時間繼電器是一種利用電磁1.1常用

16、低壓電器時間繼電器的符號1.1常用低壓電器時間繼電器的符號電氣控制基本知識解析電氣控制基本知識解析作用：電動機的過載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動作（三）熱繼電器（FR）型式：雙金屬片式 熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬 片和觸頭及動作機構(gòu) 等部分組成 。1.1常用低壓電器作用：電動機的過載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動杠桿使觸頭動 發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點斷開。發(fā)熱元件杠桿熱繼電器工作原理：雙金

17、屬片常閉觸頭結(jié)構(gòu)： 符號：串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FR發(fā)熱元件FR 發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被加電氣控制基本知識解析7、速度繼電器速度繼電器主要用于籠型異步電動機的反接制動控制，也稱反接制動繼電器。1）結(jié)構(gòu)：如右圖2）工作原理 速度繼電器的軸與電動機的軸相連接。轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)動時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動，繞組切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 使定子向軸的轉(zhuǎn)動方向偏擺，使 通過定子柄撥動觸頭，使常閉觸頭斷開、 常開觸頭閉合。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速下降到接近零時 ，轉(zhuǎn)矩減小， 定子柄在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，

18、觸頭也復(fù)原。7、速度繼電器速度繼電器主要用于籠型異步電動機的反接制動控制3）圖形及符號 速度繼電器有兩組觸頭（各有一對常開觸頭和一對常閉觸頭），可分別控制電動機正、反轉(zhuǎn)的反接制動。圖形及符號如下圖。3）圖形及符號8、主令電器 主令電器是用來接通和分?jǐn)嗫刂齐娐芬园l(fā)號施令的電器。常見的有按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。 ( 一 ) 按鈕（SB） 按鈕是一種手動且可以自動復(fù)位的主令電器，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，在低壓控制電路中得到廣泛應(yīng)用。 1.1常用低壓電器常閉觸點常開觸點8、主令電器 主令電器是用來接通和分?jǐn)嗫刂齐娐芬园l(fā)按鈕結(jié)構(gòu)示意圖1、2常閉觸點；3、4常開觸點；5橋式觸點；6復(fù)位彈簧；7、按鈕

19、帽按鈕的圖形符號及文字符號 ( 一 ) 按鈕（SB）1.1常用低壓電器按鈕結(jié)構(gòu)示意圖按鈕的圖形符號及文字符號 ( 一 ) 按鈕（S1.1常用低壓電器( 一 ) 按鈕（SB）1.1常用低壓電器( 一 ) 按鈕（SB）動合（常開）靜觸點動斷（常閉）靜觸點按鈕帽復(fù)位彈簧動觸點按鈕常用于接通和斷開控制電路。(手動切換電器)( 一 ) 按鈕（SB）1.1常用低壓電器動合（常開）靜觸點動斷（常閉）靜觸點按鈕帽復(fù)位彈簧動觸點按 ( 二 ) 位置開關(guān) 位置開關(guān)主要用于將機械位移變?yōu)殡娦盘?，以實現(xiàn)對機械運動的電氣控制。 1)行程開關(guān)(SQ)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實際生產(chǎn)中，將

20、行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的擋塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式、微動式和組合式。1.1常用低壓電器 ( 二 ) 位置開關(guān) 位置開關(guān)主要用于將1.1常用低壓電器(a) 常開觸點; ( b) 常閉觸點; 行程開關(guān)的符號1.1常用低壓電器(a) 常開觸點; ( b) 常閉觸點;1.1常用低壓電器1.1常用低壓電器2）接近開關(guān)（SP）接近開關(guān)是一種非接觸式的位置開關(guān)。它由感應(yīng)頭、高頻振蕩器、放大器和外殼組成。當(dāng)運動部件與接近開關(guān)的感應(yīng)頭接近時，就使其輸出一個電信號。接近開關(guān)分為電感式和電容式兩種。電感式接近開關(guān)只能用

21、于檢測金屬體。電容式接近開關(guān)即能檢測金屬，又能檢測非金屬及液體。1.1常用低壓電器(a) 常開觸點 ; (b) 常閉觸點2）接近開關(guān)（SP）1.1常用低壓電器(a) 常開觸點 3）光電開關(guān) 接近開關(guān)的一種，作用距離遠(yuǎn)，能直接檢測非金屬物體。1.1常用低壓電器3）光電開關(guān)1.1常用低壓電器 ( 三 ) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)（SA） 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多擋位、多觸點、能夠控制多回路的主令電器。因其控制線路多、用途廣泛，故稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)單層結(jié)構(gòu)示意圖 1.1常用低壓電器 ( 三 ) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)（SA） 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種1.1常用低壓電器(a) 圖形表示法； ( b) 通斷表表示法1.1

22、常用低壓電器萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號1.1常用低壓電器(a) 圖形表示法； ( b) 通斷表表示1.2基本電氣控制線路1.2.1、電氣控制線路圖的繪制原則1）原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分畫出，主電路就是從電源到電動機大電流通過的路徑。2）原理圖中，各電器元件不畫實際的外形圖，而采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，文字符號也要符合國家規(guī)定。3）屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和 觸點)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號。4）圖中所有電器觸頭，都按沒有通電和沒有外力作用時的開閉狀態(tài)畫出。5）各電氣元件一般應(yīng)按動作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平地布置或者垂

23、直地布置。 1.2基本電氣控制線路1.2.1、電氣控制線路圖的繪制原則11.2基本電氣控制線路1.2.2、三相籠型異步電動機直接起動控制線路 短路保護(hù)：熔斷器FU1，F(xiàn)U2； 過載保護(hù)：熱繼電器FR； 零電壓保護(hù)：KM線圈，防止電機自啟動 （1）三相電機直接啟動控制線路自鎖(a)主回路(b)控制回路1.2基本電氣控制線路1.2.2、三相籠型異步電動機直接起動1.2基本電氣控制線路（2）點動控制環(huán)節(jié)(a)基本點動控制線路(b)用手動開關(guān)實現(xiàn)的點動控制線路手動開關(guān)（實現(xiàn)連續(xù)控制）KM1.2基本電氣控制線路（2）點動控制環(huán)節(jié)(a)基本點動控制線1.2基本電氣控制線路(c)用復(fù)合按鈕實現(xiàn)的點動控制線路(b)用中間繼電器實現(xiàn)的點動控制線路點動開關(guān)連續(xù)開關(guān)點動開關(guān)連續(xù)開關(guān)1.2基本電氣控制線路(c)用復(fù)合按鈕實現(xiàn)的點動控制線路(b1.2基本電氣控制線路3、正反轉(zhuǎn)控制線路控制原理：A、B、C三相換相即可實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)切換（1）電動機“正停反”控制線路 互鎖1.2基本電氣控制線路3、正反轉(zhuǎn)控制線路控制原理：A、B、C1.2基本電氣控制線路（2）電動機“正反停”控制線路 先斷開后閉合1.2基本