電氣控制系統(tǒng)

第一章低壓電器作用與分類接觸器繼電器開關(guān)熔斷器1第一節(jié)分類與作用電器定義：一種能控制電路的設(shè)備。低壓電器：用于交流1200V、直流1500V級以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。高壓電器：交流1200V以上、直流1500V以上。2分類圖1-13電力拖動系統(tǒng)組成主電路：由電動機(jī)、（接通、斷開、控制電動機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。（電流大）控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。（電流?。┤蝿?wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路進(jìn)行控制。

4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5按用途分低壓配電電器：刀開關(guān)、低壓斷路器、熔斷器等。低壓控制電路：接觸器、繼電器、控制器、按鈕等。6電磁式低壓電器電器分感測部分和執(zhí)行部分。組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵、鐵軛、空氣氣隙。圖1。2。17電接觸觸點(diǎn)接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸接觸電阻理想情況下：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。觸點(diǎn)斷開：接觸電阻無窮大。圖1。2。128電弧與滅弧電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)的過程中產(chǎn)生的電弧。氣體自持放電形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高的溫度和密度很大的電流。9滅弧方法電動力滅弧圖1。2。1310滅弧柵滅弧圖1。2。1411磁吹式滅弧裝置滅弧罩滅弧圖1。2。1512第二節(jié)接觸器定義：用來自動地接通或斷開大電流電路的電器。分：交流接觸器、直流接觸器。組成：觸點(diǎn)系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)、滅弧裝置。13接觸器結(jié)構(gòu)14交流接觸器光盤15直流接觸器圖1。7。216接觸器主要技術(shù)參數(shù)額定電壓：指主觸點(diǎn)的額定工作電壓。直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：36V、127V、220V、380V額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流。機(jī)械壽命（1000萬次以上）與電氣壽命（100萬次以上）操作頻率：每小時(shí)的操作次數(shù)一般：300次/h、600次/h、1200次/h表1.7.217接通與分?jǐn)嗄芰Γ嚎煽拷油ê头謹(jǐn)嗟碾娏髦?。接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。分?jǐn)鄷r(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長時(shí)間燃弧。18型號、含義P32CJ2019型號、含義圖P32CZ20圖形符號及文字符號圖1。7。321接觸器的選用類型的選擇：直流或交流接觸器主觸點(diǎn)額定電壓的選擇：大于等于負(fù)載額定電壓。主觸點(diǎn)額定電流的選擇：按P34式1.7.1計(jì)算，額定電流大于計(jì)算值。線圈電壓：交流：直流：22第三節(jié)繼電器繼電器分類：用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器、中間繼電器。原理分：電磁式、感應(yīng)式、熱繼電器等參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器動作時(shí)間分：瞬時(shí)繼電器、延時(shí)繼電器輸出形式分：有觸點(diǎn)、無觸點(diǎn)繼電器23區(qū)別繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅弧裝置，可在電量或非電量的作用下動作。接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在電壓作用下動作。24電磁式繼電器過電流繼電器欠電流繼電器電壓繼電器中間繼電器2。2。125型號、參數(shù)P4126表2。2。127時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器定義：----當(dāng)吸引線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過一定延時(shí)再動作的繼電器。符號:KT電磁式阻尼式電子式(晶體管、數(shù)字式)28阻尼式時(shí)間繼電器(光盤)29技術(shù)參數(shù)表2。3。130JS20系列晶體管式型號P4731圖形符號2。3。332熱繼電器具有過載保護(hù)特性的過電流繼電器。長期過載、頻繁啟動、欠電壓、斷相運(yùn)行均會引起過電流。用于：電動機(jī)或其他設(shè)備的過載保護(hù)和斷相保護(hù)。33結(jié)構(gòu)原理圖2。4。134斷相保護(hù)2。4。235型號，圖形符號P512。4。336熱繼電器接入電動機(jī)定子電路方式電動機(jī)定子繞組星形接法:

帶斷電保護(hù)和不帶斷電保護(hù)的熱繼電器均可接在線電路中。電動機(jī)定子繞組三角形接法:*帶斷電保護(hù)接在線電路中。*不帶斷電保護(hù)熱繼電器的熱元件必須串接在電動機(jī)每相繞組上。37熱繼電器接入電動機(jī)定子電路方式2。4。438第二章電氣控制系統(tǒng)基本控制電路基本控制常用基本控制電路電氣控制電路讀圖39第一節(jié)基本控制自鎖控制互鎖控制順序控制工作正常與點(diǎn)動連鎖控制多點(diǎn)控制連鎖控制自動循環(huán)控制40機(jī)床系統(tǒng)控制電路圖圖2-141一、起動、自鎖控制(光盤)依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象----自鎖為什么加自鎖？為什么用點(diǎn)動開關(guān)？3。2。142工作過程合上QS，按下SB2，KM線圈吸合，KM主觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。KM輔助常開觸點(diǎn)閉合，自鎖。按下SB1，KM線圈斷電，主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停止。自鎖另一作用：實(shí)現(xiàn)欠壓和失壓保護(hù)3。2。143二、互鎖控制控制要求：正、反轉(zhuǎn)；如何實(shí)現(xiàn)？缺點(diǎn)3。2。244解決加互鎖----在同一時(shí)間里兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)工作的控制作用稱為互鎖（聯(lián)鎖）。缺點(diǎn)3。2。345解決復(fù)合聯(lián)鎖正、反轉(zhuǎn)控制光盤3。2。446控制規(guī)律當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)，乙接觸器就不能工作，此時(shí)應(yīng)在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的動斷觸點(diǎn)。當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時(shí)甲接觸器不能工作，此時(shí)應(yīng)在兩個(gè)接觸器的線圈電路中互串入對方的動斷觸點(diǎn)。47三、順序控制控制要求：P85改變控制要求：3。2。548控制規(guī)律P86當(dāng)要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的動合觸點(diǎn)。當(dāng)要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電，則將乙接觸器的動合觸點(diǎn)并聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。49四、工作正常與點(diǎn)動控制要求：P863。2。650五、多點(diǎn)控制連鎖控制結(jié)論：P88兩點(diǎn)控制三點(diǎn)控制如何實(shí)現(xiàn)？3。2。751六、自動循環(huán)控制控制要求圖2-2152控制過程圖2-21表2-853第二節(jié)常用基本控制電路籠型異步電動機(jī)起動控制線路行程控制線路電路圖54一、籠型異步電動機(jī)起動控制線路光盤串電阻降壓起動3。3。155工作過程表2-456星—三角降壓起動光盤工作原理3。3。2573。3。358工作過程表2-359二、行程控制線路可逆行程3。6。160自動往返循環(huán)控制3。6。261正反轉(zhuǎn)控制控制要求：圖2-1262三、電路圖P211圖6。363P212圖6。464P212圖6。565第三章PLC基礎(chǔ)掌握PLC工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。熟悉基本邏輯指令、順序控制指令及常用的功能指令。具備PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步能力。66參考資料“可編程控制器原理及應(yīng)用”鐘肇新華南理工大學(xué)出版社“可編程序控制器（PC）例題習(xí)題及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”楊長能重慶大學(xué)出版社“可編程序控制器（PC）原理與應(yīng)用”朱紹祥上海交通大學(xué)出版社“可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)”田瑞庭機(jī)械工業(yè)出版社三菱可編程控制器MELSEC-F使用手冊67課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求特點(diǎn)：本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，突出可編程控制器的應(yīng)用。要求：掌握可編程控制器原理，從自動化產(chǎn)品的角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試。認(rèn)真做好每一次實(shí)驗(yàn)。68第三章可編程控制器概述可編程控制器的產(chǎn)生

可編程控制器（ProgrammableLogicController)簡稱PLC。自1969年第一臺PLC面世以來，已成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。與機(jī)器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。

691968年美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項(xiàng)指標(biāo)：1）編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；2）維護(hù)方便、采用插件式結(jié)構(gòu)；3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；4）體積小于繼電器控制系統(tǒng)；5）數(shù)據(jù)可以直接送入計(jì)算機(jī)；6）成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；9）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò)展；10）用戶存儲器大于4K。70國際電工委員會（IEC）PLC的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。71PLC的特點(diǎn)

可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。編程直觀、簡單。環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。功能完善，接口功能強(qiáng)。PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)之比較，見P2表1-172PLC的分類按輸入（INPUT）和輸出（OUTPUT）點(diǎn)數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大型和超大型。按結(jié)構(gòu)形式，分為：整體式和模塊式。73PLC的應(yīng)用和發(fā)展早期的PLC改造原有的繼電接觸器控制系統(tǒng)。廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，如各種順序控制等。主要用于有大量開關(guān)量和少數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)。PLC的發(fā)展趨勢：1、小型化、專用化和低價(jià)格；2、大型、高速、多功能和分布式全自動網(wǎng)絡(luò)化。743-2PLC的組成與工作原理組成：中央處理單元（CPU）存儲器輸入輸出單元（I/O單元）電源單元編程器2-175外形的樣子PLC編程器7-176中央處理單元（CPU）通用微處理器；FX2系列采用可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機(jī)。存儲器：包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存放系統(tǒng)管理程序。用戶存儲器存放用戶編制的控制程序。77輸入輸出單元（I/O）：是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。輸入部件是開關(guān)、按鈕、傳感器等。輸出部件是電磁閥、接觸器、繼電器。輸入接口電路2-278輸出接口電路繼電器輸出**晶體管輸出晶閘管輸出2-379電源一般市電（220）直流24VPLC有24V（DC直流）輸出。編程器外圍設(shè)備利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，檢查程序。80

PLC工作原理工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)處于RUN狀態(tài)時(shí)，上述掃描周期不斷循環(huán)。掃描過程。圖2-1981PLC掃描工作過程輸入處理程序執(zhí)行輸出處理2-2082PLC的編程器件PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的器件：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)寄存器S等。為了區(qū)別實(shí)際的物理器件，上述PLC內(nèi)部的器件稱為軟元件。不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號的PLC的軟元件的數(shù)量、種類都不一樣。83FX2可編程控制器編程器件輸入繼電器（X）是PLC接收外部開關(guān)信號的接口，輸入繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。繼電器采用八進(jìn)制編碼，X0--X177，最多128點(diǎn)。輸出繼電器（Y）Y0--Y177用來傳送信號到外部負(fù)載的元件。輸入繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。84

輔助繼電器（M）通用輔助型：M0-M499共500個(gè)保持型：M500-M1023共524個(gè)特殊型：M8000-M8255共256個(gè)狀態(tài)寄存器（S）初始化用：S0-S9共10個(gè)回零狀態(tài)器：S10-S19通用型：S20-S499共480個(gè)保持型：S500-S899共400個(gè)85定時(shí)器（T0—T255）----時(shí)間繼電器常規(guī)定時(shí)器T0-T199：200個(gè)點(diǎn)100ms。設(shè)定范圍0.1—3276.7s。T200-T245：46個(gè)點(diǎn)10ms。設(shè)定范圍0.01—327.67s。86計(jì)數(shù)器（C0—C255）通用型：C0-C99保持型：C100-C19987指針（P/I）跳轉(zhuǎn)：分支指令，P0-P63，64點(diǎn)。中斷：I0□□-I8□□（共9個(gè)）數(shù)據(jù)寄存器（D）通用：D0-D199，200點(diǎn)。保持：D200-D511，312點(diǎn)。特殊：D8000-D8255（共256個(gè)）變址寄存器：V、Z（共2個(gè)）常數(shù)（K/H）K-十進(jìn)制數(shù)；H-十六進(jìn)制數(shù)88FX-20P簡易編程器的使用目的了解和熟悉FXON-40MR可編程控制器的外部結(jié)構(gòu)和外接線方法。了解和熟悉編程器的使用方法。實(shí)驗(yàn)裝置（略）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容程序的鍵入和讀出、簡單的編輯。89三菱PLC介紹表3-190FX系列系統(tǒng)配置型號命名：P2191基本技術(shù)性能表3-17表3-189293第四章基本指令要求：熟練掌握基本邏輯指令及應(yīng)用。掌握梯形圖編程規(guī)則。94P220表B-295第一節(jié)基本指令介紹一、邏輯取及線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT說明：LD取指令，表示一個(gè)與輸入母線相連接的常開觸點(diǎn)指令；LDI取反指令，表示一個(gè)與輸入母線相連接的常閉觸點(diǎn)指令。96

OUT線圈驅(qū)動指令，也稱輸出指令。操作目標(biāo)元件不可以是輸入繼電器X。OUT指令的操作元件是定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C時(shí)，必須設(shè)置常數(shù)K（見下表）97ld198

二、觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANI說明：

AND（與指令）用于常開觸點(diǎn)的串聯(lián)；ANI（與非指令）用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接?？梢远啻沃貜?fù)使用。994-2100

三、觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORI說明：

OR（或）用于常開觸點(diǎn)的并聯(lián);ORI（或非）用于常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。1014-4102

四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB說明：2個(gè)以上串聯(lián)連接的電路稱為串聯(lián)電路塊，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用LD、LDI指令；后面集中使用ORB指令時(shí)，電路塊并聯(lián)數(shù)小于8。1034-5104

五、并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令A(yù)NB說明：2個(gè)以上并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián)電路塊，并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，分支的開始用LD、LDI指令；后面集中使用ANB指令時(shí)，電路塊并聯(lián)數(shù)小于8。1054-64-7106實(shí)訓(xùn)二：電動機(jī)的正反停PLC控制目的熟悉PLC的I/O接線；熟悉基本邏輯指令；熟悉三相異步電動機(jī)正反