第一章控制用電磁組件12開關(guān)

什么是電器？工廠電器低壓電器低壓電器的發(fā)展方向一、低壓電器智能化發(fā)展方向。二、產(chǎn)品電子化方向發(fā)展。三、產(chǎn)品組合化、模塊化方向發(fā)展。

PLC是什么？PLC是可編程控制器，是以微型計算機技術(shù)為核心的通用工業(yè)控制裝置。英文全稱ProgrammableController,簡稱PLC.課程介紹

本課程是一門實用性很強的專業(yè)課，主要內(nèi)容是以電動機或其它執(zhí)行電器為控制對象，介紹繼電器接觸器控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)的工作原理、應(yīng)用技術(shù)，典型機械的電氣控制線路以及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。要求

本課程要求同學(xué)們：

1．熟悉常用控制電器的結(jié)構(gòu)原理、用途，了解其型號規(guī)格并能夠正確使用。

2．熟練掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié)，能夠獨立分析電氣控制線路的工作原理。

3．熟悉典型設(shè)備電氣控制系統(tǒng)，具有從事電氣設(shè)備安裝調(diào)試、維修管理等知識。

4．掌握PLC的基本原理及編程方法，能夠根據(jù)工藝過程和控制要求進行系統(tǒng)設(shè)計和編制應(yīng)用程序。

5．具有設(shè)計和改進一般機械設(shè)備電氣控制線路的基本能力。

第一章常用低壓電器

低壓電器基本知識1.11.2接觸器和繼電器1.3開啟式負荷開關(guān)與低壓斷路器1.4主令電器概述

電器對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用，是所有電工器械的簡稱。電器定義：一種能控制電路的設(shè)備。低壓電器：工作在交流電壓小于1000V、直流電壓小于1500V的電路中起通、斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電器設(shè)備。高壓電器：交流1200V以上、直流1500V以上。第一節(jié)低壓電器基本知識一、低壓電器的分類低壓電器的品種、規(guī)格很多，作用、構(gòu)造及工作原理各不相同，因而有多種分類方法。

1．按用途分

低壓電器按它在電路中所處的地位和作用可分為配電電器、控制電器、執(zhí)行電器、主令電器和保護電器等大類。

(1)、配電電器是指正?；蚴鹿薁顟B(tài)下接通或斷開用電設(shè)備和供電電網(wǎng)所用的電器。如：刀開關(guān)，低壓斷路器，熔斷器等。

(2)、控制電器是指電動機完成生產(chǎn)機械要求的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和停止所用的電器；如轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、接觸器、繼電器、電磁閥、熱繼電器、熔斷器等。

(3)執(zhí)行電器則是用于完成某種動作或傳送功能的電器。如電磁鐵、電磁離合器等。(4)主令電器是指用于發(fā)送控制指令電器。如按鈕、主令開關(guān)、行程開關(guān)、主令控制器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。(5)保護電器是指對電路及用電設(shè)備進行保護的電器。如熔斷器、熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器等。2、按操作方式分手動電器：刀開關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)自動電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器

4、按工作原理分低壓電器按它的工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器兩大類：

電磁式電器由感受部分（即電磁機構(gòu)）和執(zhí)行部分（即觸點系統(tǒng)）組成。它由電磁機構(gòu)控制電器動作，即由感受部分接受外界輸入信號，使執(zhí)行部分動作，實現(xiàn)控制目的；交直流接觸器、電磁式繼電器等

非電量控制電器由非電磁力控制電器觸點的動作。刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕等第二節(jié)主令電器

主令電器主要用來接通、分斷和切換控制電路，即用它來控制接觸器、繼電器等電器的線圈得電與失電，從而控制電力拖動系統(tǒng)的啟動與停止以及改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)等，因此，屬于控制電器。由于它是一種專門發(fā)號施令的電器，故稱為主令電器。主令電器應(yīng)用廣泛，種類繁多，常用的主令電器有控制按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。

1、控制按鈕

控制按鈕俗稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛的主令電器。一般情況下它不直接控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出手動“指令”去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?，也可用來轉(zhuǎn)換各種信號線路與電氣連鎖線路等。通常用來短時間接通或斷開控制電路的手動電器。動合（常開）觸頭動斷（常閉）觸頭按鈕帽復(fù)位彈簧表示符號：SB常開按鈕SB常閉按鈕SB復(fù)合按鈕按鈕的額定電流一般不超過5A

按鈕開關(guān)的實物圖和結(jié)構(gòu)圖如圖所示，1—按鈕帽；2—復(fù)位彈簧；3—動觸頭；4—常開觸點靜觸頭；5—常閉觸點靜觸頭其圖形符號如圖所示，其文字符號為SB。按鈕開關(guān)的圖形符號

（1）常開（動合）按鈕開關(guān)，未按下時，觸頭是斷開的，按下時觸頭閉合接通；當(dāng)松開后，按鈕開關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位斷開。（2）常閉（動斷）按鈕開關(guān)與常開按鈕開關(guān)相反，未按下時，觸頭是閉合的，按下時觸頭斷開；當(dāng)手松開后，按鈕開關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位閉合。（3）復(fù)合按鈕開關(guān)是將常開與常閉按鈕開關(guān)組合為一體的按鈕開關(guān)。未按下時，常閉觸頭是閉合的，常開觸頭是斷開的。

按鈕開關(guān)使用時應(yīng)注意觸頭間的清潔，防止油污、雜質(zhì)進入造成短路或接觸不良等事故，在高溫下使用的按鈕開關(guān)應(yīng)加緊固墊圈或在接線柱螺釘處加絕緣套管。

帶指示燈的按鈕開關(guān)不宜長時間通電，應(yīng)設(shè)法降低指示燈電壓以延長其使用壽命。在工程實踐中，綠色按鈕開關(guān)常用作啟動，紅色按鈕開關(guān)常用作停止按鈕，不能弄反。

2、行程開關(guān)

行程開關(guān)（又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)），與按鈕開關(guān)相同，是對控制電路發(fā)出接通或斷開、信號轉(zhuǎn)換等指令的。不同的是行程開關(guān)觸頭的動作不是靠手來完成，而是利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞使觸頭動作，從而接通或斷開某些控制電路，達到一定的控制要求。SQ常開觸頭SQ常閉觸頭SQ復(fù)合觸頭符號：行程開關(guān)是利用運動部件的撞擊來閉合和切斷控制電路的。常開觸頭常閉觸頭運動部件結(jié)構(gòu)示意圖閉合斷開

行程開關(guān)按結(jié)構(gòu)分為直動式、滾動式、微動式等數(shù)種。

高速低速小型機構(gòu)

為適應(yīng)各種條件下的碰撞，行程開關(guān)有很多構(gòu)造形式，用來限制機械運動的位置或行程以及使運動機械按一定行程自動停車、反轉(zhuǎn)或變速、循環(huán)等，以實現(xiàn)自動控制的目的。常用的行程開關(guān)有LX-19系列和JLXK1系列。各種系列行程開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)相同，都是由操作點、觸頭系統(tǒng)和外殼組成，區(qū)別僅在于使位置開關(guān)動作的傳動裝置不同。

位置開關(guān)圖形符號行程開關(guān)圖形符號如圖所示，其文字符號為SQ。

3、接近開關(guān)

在各類開關(guān)中,有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關(guān)通或斷的目的,這就是接近開關(guān)。

接近開關(guān)又稱無觸點位置開關(guān)。

當(dāng)有物體移向接近開關(guān),并接近到一定距離時,位移傳感器才有“感知”,開關(guān)才會動作.

靠近（一）

種類1．渦流式（電感式）接近開關(guān)：能檢測的物體必須是導(dǎo)電體。2．電容式接近開關(guān)：檢測的對象,不限于導(dǎo)體,可以絕緣的液體或粉狀物等。3．霍爾接近開關(guān)：檢測對象必須是磁性物體。4．光電式接近開關(guān)所有能反射光線的物體均可被檢測。

因為位移傳感器可以根據(jù)不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移傳感器對物體的“感知”方法也不同,所以常見的接近開關(guān)有以下幾種

(二）優(yōu)點：它具有工作可靠、壽命長、無噪聲、動作靈敏、體積小、耐振、操作頻率高和定位精度高等優(yōu)點。

（三）

主要用途

（1）行程控制和限位保護外。（2）在日常生活中,如賓館、飯店、車庫的自動門。（3）在安全防盜方面,如資料檔案、財會、金融、博物館、金庫等重地,通常都裝有由各種接近開關(guān)組成的防盜裝置.（4）在測量技術(shù)中,如長度,位置的測量.（6）還可作為檢測金屬體的存在、高速計數(shù)、測速、定位、變換運動方向、檢測零件尺寸、液面控制及用作無觸點按鈕等

（四）接線1、兩線制：接近開關(guān)與負載串聯(lián)后接到電源即可，DC電源產(chǎn)品需要區(qū)分紅（棕）線接電源正端、藍（黑）線接電源0V（負）端，AC電源產(chǎn)品則不需要。2、三線制：三線制或四線制接近開關(guān)的接線：棕色線（BN）接電源正（+）端；藍線線（BU）接電源0V（負）端；黑色線（BK）或者白色線（WH）為信號端，應(yīng)連接負載。（五）符號1．渦流式接近開關(guān)

這種開關(guān)有時也叫電感式接近開關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個能產(chǎn)生電磁場

接近開關(guān)時,使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個渦流反作用到接近開關(guān),使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化,由此識別出有無導(dǎo)電物體移近,進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)所能檢測的物體必須是導(dǎo)電體2．電容式接近開關(guān)

這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個極板,而另一個極板是開關(guān)的外殼。這個外殼在測量過程中通常是接地或與設(shè)備的機殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時,不論它是否為導(dǎo)體,由于它的接近,總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,從而使電容量發(fā)生變化,使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化,由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。這種接近開關(guān)檢測的對象,不限于導(dǎo)體,可以絕緣的液體或粉狀物等。2.1電容式接近開關(guān)的工作原理

電容式接近開關(guān)的感應(yīng)面由兩個同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開的”電容器電極，該兩個電極構(gòu)成一個電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標朝著電容器的電靠近時，電容器的容量增加，振蕩器開始振蕩。通過后級電路的處理，將振和振蕩兩種信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，從而起到了檢測有無物體存在的目的。該傳感器能檢測金屬物體，也能檢測非金屬物體，對金屬物體可以獲得最大的動作距離，對非金屬物體動作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動作距離越大3．霍爾接近開關(guān)

霍爾元件是一種磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān),叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時,開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化,由此識別附近有磁性物體存在,進而控制開關(guān)的通或斷。這種接近開關(guān)的檢測對象必須是磁性物體。3.1霍爾開關(guān)的工作原理:

磁式開關(guān)是接近開關(guān)，它(甚至透過非黑色金屬)響應(yīng)于一個永久的磁場。作用距離大于電感接近開關(guān)。響應(yīng)曲線與永久磁場的方向有關(guān)。

當(dāng)一個目標(永久磁鐵或外部磁場)接近時，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性(線圈的電感量L是由它決定的)變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。

當(dāng)一個磁性目標靠近時，磁式傳感器的電流消耗隨之增加。4．光電式接