第一章控制用電磁組件12開(kāi)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(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用工業(yè)控制裝置。英文全稱ProgrammableController,簡(jiǎn)稱PLC.課程介紹

本課程是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，主要內(nèi)容是以電動(dòng)機(jī)或其它執(zhí)行電器為控制對(duì)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(jī)械的電氣控制線路以及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(hào)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(dú)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(shí)。

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

5．具有設(shè)計(jì)和改進(jìn)一般機(jī)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(shí)1.11.2接觸器和繼電器1.3開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)與低壓斷路器1.4主令電器概述

電器對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測(cè)、轉(zhuǎn)換及保護(hù)作用，是所有電工器械的簡(jiǎn)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(hù)、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(shí)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(hù)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(kāi)用電設(shè)備和供電電網(wǎng)所用的電器。如：刀開(kāi)關(guān)，低壓斷路器，熔斷器等。

(2)、控制電器是指電動(dòng)機(jī)完成生產(chǎn)機(jī)械要求的啟動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和停止所用的電器；如轉(zhuǎn)換開(kāi)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(dòng)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(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、主令控制器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。(5)保護(hù)電器是指對(duì)電路及用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)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(dòng)電器：刀開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)自動(dòng)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(jī)構(gòu)）和執(zhí)行部分（即觸點(diǎn)系統(tǒng)）組成。它由電磁機(jī)構(gòu)控制電器動(dòng)作，即由感受部分接受外界輸入信號(hào)，使執(zhí)行部分動(dòng)作，實(shí)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(diǎn)的動(dòng)作。刀開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、按鈕等第二節(jié)主令電器

主令電器主要用來(lái)接通、分?jǐn)嗪颓袚Q控制電路，即用它來(lái)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(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)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(mén)發(fā)號(hào)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(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)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(jiǎn)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(dòng)“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?lái)轉(zhuǎn)換各種信號(hào)線路與電氣連鎖線路等。通常用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)控制電路的手動(dòng)電器。動(dòng)合（常開(kāi)）觸頭動(dòng)斷（常閉）觸頭按鈕帽復(fù)位彈簧表示符號(hào)：SB常開(kāi)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(guò)5A

按鈕開(kāi)關(guān)的實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖如圖所示，1—按鈕帽；2—復(fù)位彈簧；3—?jiǎng)佑|頭；4—常開(kāi)觸點(diǎn)靜觸頭；5—常閉觸點(diǎn)靜觸頭其圖形符號(hào)如圖所示，其文字符號(hào)為SB。按鈕開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)

（1）常開(kāi)（動(dòng)合）按鈕開(kāi)關(guān)，未按下時(shí)，觸頭是斷開(kāi)的，按下時(shí)觸頭閉合接通；當(dāng)松開(kāi)后，按鈕開(kāi)關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位斷開(kāi)。（2）常閉（動(dòng)斷）按鈕開(kāi)關(guān)與常開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)相反，未按下時(shí)，觸頭是閉合的，按下時(shí)觸頭斷開(kāi)；當(dāng)手松開(kāi)后，按鈕開(kāi)關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位閉合。（3）復(fù)合按鈕開(kāi)關(guān)是將常開(kāi)與常閉按鈕開(kāi)關(guān)組合為一體的按鈕開(kāi)關(guān)。未按下時(shí)，常閉觸頭是閉合的，常開(kāi)觸頭是斷開(kāi)的。

按鈕開(kāi)關(guān)使用時(shí)應(yīng)注意觸頭間的清潔，防止油污、雜質(zhì)進(jìn)入造成短路或接觸不良等事故，在高溫下使用的按鈕開(kāi)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(kāi)關(guān)不宜長(zhǎng)時(shí)間通電，應(yīng)設(shè)法降低指示燈電壓以延長(zhǎng)其使用壽命。在工程實(shí)踐中，綠色按鈕開(kāi)關(guān)常用作啟動(dòng)，紅色按鈕開(kāi)關(guān)常用作停止按鈕，不能弄反。

2、行程開(kāi)關(guān)

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

行程開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式、微動(dòng)式等數(shù)種。

高速低速小型機(jī)構(gòu)

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

位置開(kāi)關(guān)圖形符號(hào)行程開(kāi)關(guān)圖形符號(hào)如圖所示，其文字符號(hào)為SQ。

3、接近開(kāi)關(guān)

在各類開(kāi)關(guān)中,有一種對(duì)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(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開(kāi)關(guān)通或斷的目的,這就是接近開(kāi)關(guān)。

接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)位置開(kāi)關(guān)。

當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān),并接近到一定距離時(shí),位移傳感器才有“感知”,開(kāi)關(guān)才會(huì)動(dòng)作.

靠近（一）

種類1．渦流式（電感式）接近開(kāi)關(guān)：能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。2．電容式接近開(kāi)關(guān)：檢測(cè)的對(duì)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(kāi)關(guān)：檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。4．光電式接近開(kāi)關(guān)所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。

因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同,所以常見(jiàn)的接近開(kāi)關(guān)有以下幾種

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

（三）

主要用途

（1）行程控制和限位保護(hù)外。（2）在日常生活中,如賓館、飯店、車庫(kù)的自動(dòng)門(mén)。（3）在安全防盜方面,如資料檔案、財(cái)會(huì)、金融、博物館、金庫(kù)等重地,通常都裝有由各種接近開(kāi)關(guān)組成的防盜裝置.（4）在測(cè)量技術(shù)中,如長(zhǎng)度,位置的測(cè)量.（6）還可作為檢測(cè)金屬體的存在、高速計(jì)數(shù)、測(cè)速、定位、變換運(yùn)動(dòng)方向、檢測(cè)零件尺寸、液面控制及用作無(wú)觸點(diǎn)按鈕等

（四）接線1、兩線制：接近開(kāi)關(guān)與負(fù)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(lán)（黑）線接電源0V（負(fù)）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(kāi)關(guān)的接線：棕色線（BN）接電源正（+）端；藍(lán)線線（BU）接電源0V（負(fù)）端；黑色線（BK）或者白色線（WH）為信號(hào)端，應(yīng)連接負(fù)載。（五）符號(hào)1．渦流式接近開(kāi)關(guān)

這種開(kāi)關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開(kāi)關(guān)。它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)

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

這種開(kāi)關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板,而另一個(gè)極板是開(kāi)關(guān)的外殼。這個(gè)外殼在測(cè)量過(guò)程中通常是接地或與設(shè)備的機(jī)殼相連接。當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí),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(cè)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(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)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(kāi)關(guān)的工作原理

電容式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開(kāi)的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加，振蕩器開(kāi)始振蕩。通過(guò)后級(jí)電路的處理，將振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)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(dòng)作距離越大3．霍爾接近開(kāi)關(guān)

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

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

當(dāng)一個(gè)目標(biāo)(永久磁鐵或外部磁場(chǎng))接近時(shí)，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(lì)振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。

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