電氣自動控制200-c資料

電氣自動控制200-c資料第一頁，共53頁。6.1低壓電器6.2異步電動機的控制電路6.3可編程控制器翻頁第6章電氣自動控制第二頁，共53頁。低壓電器配電電器控制電器開關熔斷器……接觸器繼電器起動器……時間繼電器熱繼電器……6.1低壓電器翻頁返回第三頁，共53頁。6.1.1閘刀開關控制對象：380V，5.5kW以下小電機考慮到電機較大的起動電流，閘刀開關的額定電流值應如下選擇：（3~5)*異步電機額定電流電路符號Q翻頁第四頁，共53頁。6.1.1組合開關翻頁有多對靜、動觸點。額定電壓:220V、380V。額定電流：10A、25A、60A、100A。轉軸靜觸片動觸片手柄各對觸片同時通斷第五頁，共53頁。6.1.2熔斷器電路符號FU(作用：用于短路保護)熔體額定電流的選擇：3.頻繁起動的電機2.一般電機（稍大）1.無沖擊電流的場合（如電燈、電爐）異步電機的起動電流Ist=(5~7)額定電流安秒特性tIF翻頁第六頁，共53頁。6.1.3按鈕常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕復合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。電路符號SB翻頁第七頁，共53頁。6.1.7行程開關用作電路的限位保護、行程控制、自動切換等。結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。常開（動合）觸頭電路符號ST常閉（動斷）觸頭電路符號ST翻頁第八頁，共53頁。3~i

斷路器=刀開關+熔斷器+熱繼電器+欠電壓繼電器

工作原理

6.1.4自動空氣斷路器Q圖形符號翻頁第九頁，共53頁。~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機6.1.5交流接觸器動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源翻頁第十頁，共53頁。接觸器有關符號：接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對象：電動機及其它電力負載接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等翻頁第十一頁，共53頁。簡單的接觸器控制ABCM3~刀閘起隔離作用自鎖停止按鈕起動按鈕特點：小電流控制大電流。翻頁第十二頁，共53頁。6.1.6繼電器繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，觸發(fā)器的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。中間繼電器電壓繼電器電流繼電器時間繼電器（具有延時功能）熱繼電器（做過載保護）…...繼電器類型：翻頁第十三頁，共53頁。發(fā)熱元件功能：過載保護熱繼電器結構：常閉觸頭雙金屬片I工作原理：

發(fā)熱元件接入電機主電路，若長時間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開?？郯宸摰谑捻摚?3頁。熱繼電器的符號發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR翻頁3UA系列熱繼電器

第十五頁，共53頁。時間繼電器翻頁常開觸頭延時閉合常閉觸頭延時打開線圈通電銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作調節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔常閉延時斷開常開延時閉合空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結構簡單，但準確度較低。第十六頁，共53頁。時間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時斷開常開斷電后延時閉合通電式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開翻頁第十七頁，共53頁。1.工作原理與交流接觸器相同。2.特點有數(shù)量較多的常開觸點和常閉觸點。3.用途與交流接觸器不同。

主要用在輔助電路中，用以彌補接觸器等的輔助觸點的不足。

3TH系列中間繼電器中間繼電器

翻頁返回第十八頁，共53頁。電機起動、停車（點動、連續(xù)運行、多地點控制、順序控制等）電機正反轉控制行程控制時間控制速度控制……6.2異步電動機的控制電路翻頁返回第十九頁，共53頁。6.2.1，2異步機的直接起動M3~ABCKMFUQB'C'KMSB點動控制觸頭（KM）打開按鈕松開線圈（KM）斷電

電機停轉。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機轉動；控制電路主電路翻頁第二十頁，共53頁。異步機的直接起動電動機連續(xù)運行KM自鎖按下按鈕（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)運轉。KMSB2C'M3~ABCKMFU

QB'SB1起動按鈕停車按鈕翻頁第二十一頁，共53頁。KMSB1KMSB2FRM3~ABCKMFUQFR電流成回路，只要接兩相就可以了。異步機的直接起動+

過載保護發(fā)熱元件熱繼電器觸頭翻頁第二十二頁，共53頁。例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機KMKMSB1甲SB2甲SB1乙SB1乙方法：兩起動按鈕并聯(lián)；兩停車按鈕串聯(lián)。多地點控制乙地甲地翻頁返回第二十三頁，共53頁。6.2.3電機的正反轉控制(1)KMFKMFSB1SBFFRM3~ABCKMFFUQSFRKMRKMRKMRSBR該電路必須先停車才能由正轉到反轉或由反轉到正轉。SBF和SBR不能同時按下，否則會造成短路！操作過程：

SBF正轉SBR反轉停車SB1翻頁第二十四頁，共53頁。電機的正反轉控制(2)--加聯(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。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRM3~ABCKMFFUQSFRKMRSBR聯(lián)鎖翻頁第二十五頁，共53頁。KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBR電機的正反轉控制(3)--雙重聯(lián)鎖電器互鎖機械聯(lián)鎖雙保險機械互鎖（復合按鈕）電器互鎖（聯(lián)鎖觸頭）KMRM3~ABCKMFFUQSFR翻頁返回第二十六頁，共53頁。6.2.4行程控制電路

行程控制實質為電機的正反轉控制，只是在行程的終端要加限位開關。正程逆程BA翻頁M3~ABCKMFFUQSFRKMR第二十七頁，共53頁。行程控制電路（1）控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位開關正程限位開關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）翻頁第二十八頁，共53頁。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.到位后能自動返回翻頁第二十九頁，共53頁。電機STaSTbKMFKMRSBRKMFFRSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb自動往復運動控制電路

限位開關采用復合式開關。正向運行停車的同時，自動起動反向運行；反之亦然。關鍵措施翻頁返回第三十頁，共53頁。時間繼電器定時類型：鐘表式空氣式電子式阻容式數(shù)字式6.2.5時間控制電路。。。。。。。。翻頁常開觸頭延時閉合

常閉觸頭延時打開

線圈

KT（通電延時式）第三十一頁，共53頁。KMFUQSKH電機繞組A'xB'yC'zKM-YKM-定時控制--舉例：主電路電機的Y－起動KM-Y閉合，電機接成Y形；KM-閉合，電機接成形。A'B'C'XYZYZB'YXC'A'翻頁第三十二頁，共53頁。KMFUQSKH電機A'xB'yC'zKM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起動控制電路KH延時KT

KM-

KM-YY轉換完成SB2

KM

KT

KM-Y

KM-

主電路接通電源翻頁返回第三十三頁，共53頁。6.2.6電動機的保護(補充)

電動機保護的類型失壓保護：采用繼電器、接觸器控制短路保護：加熔斷器過載保護：加熱繼電器電源電壓<85%時，繼電器或接觸器的觸頭自動斷開，可避免燒壞電機；在電源停電后突然再來電時，可避免電機自動起動而傷人。異步電動機的起動電流Ist約為額定電流IN的5~7倍。選擇熔體額定電流IF時，必須躲開起動電流，但對短路電流仍能起保護作用。頻繁起動的電機：一般電機：翻頁返回第三十四頁，共53頁。繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：1、首先了解工藝過程及控制要求；2、搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的控制關系；3、主電路、控制電路分開閱讀或設計；4、控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下、自左而右的順序進行讀圖或設計；5、同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都叫相同的名字；6、原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注，且均按未通電狀態(tài)表示；7、繼電器、接觸器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)；8、控制順序只能由控制電路實現(xiàn)，不能由主電路實現(xiàn)。翻頁返回第三十五頁，共53頁。6.3可編程控制器一、可編程序控制器的由來與定義1.可編程序控制器的由來1968年，美國通用汽車公司（GM）為了適應汽車型號不斷更新的需要，設想：

功能完備靈活通用

通用工業(yè)控制裝置

簡單易懂、操作方便價格便宜1969年，美國數(shù)字設備公司（DEC）研制出世界上第一臺可編程序控制器（PLC），并在GM公司汽車自動裝配線上試用且獲得成功。(ProgrammableLogicController)翻頁返回第三十六頁，共53頁。2.可編程序控制器的定義

IEC在1985年對PLC做了如下定義：

可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充功能的原則設計。

早期的可編程序控制器，一般稱為可編程序邏輯控制器(Programmable

Logic

Controller)，簡稱PLC。它以準計算機形式出現(xiàn)。

現(xiàn)代的可編程序控制器，邏輯運算僅僅是其眾功能之一，因此，取消了“Logic”。為了區(qū)別“個人計算機”，仍被稱為

PLC。翻頁第三十七頁，共53頁。二、可編程序控制器的發(fā)展

PLC的發(fā)展與微電子技術和計算機技術密切相關。1.向小型化方向發(fā)展便于實現(xiàn)“機電儀”一體化。2.向大型化方向發(fā)展(1)功能不斷加強各種運算、定時、計數(shù)、模擬調節(jié)、監(jiān)控、記錄、與計算機接口、通信······(2)應用范圍不斷擴大邏輯控制、中斷控制、智能控制、過程控制、通信控制······翻頁第三十八頁，共53頁。(3)性能不斷提高處理速度、響應時間、存儲容量、多處理器技術、各種智能模塊······(4)編程軟件的多樣化和高級化高級語言：BASIC、C、匯編語言、專用高級語言等。(5)構成形式的分散化和集散化二、可編程序控制器的發(fā)展（續(xù)）

三、PLC的主要功能：

1)

邏輯控制功能2)

定時/計數(shù)控制功能

3)

步進控制功能4)

數(shù)據(jù)處理功能5)

A/D與D/A轉換功能6)

運動控制功能7)

過程控制功能8)

通訊功能與遠程控制9)

監(jiān)控功能。翻頁第三十九頁，共53頁。三、PLC的主要特點（續(xù)）

1)可靠性高、抗干擾能力強。

平均無故障時間4～5萬小時。采用隔離、濾波、屏蔽等措施提高抗干擾能力。采取自診斷、數(shù)據(jù)備份、后備電池等措施提高可靠性。2)編程簡單、擴展方便。3)功能完善、通用型強、組合靈活。4)體積小、功耗低、重量輕、安裝、維護方便。5)PLC的軟硬件體系結構是封閉而不是開放的。

專用總線、專家通信網(wǎng)絡及協(xié)議不通用；

I/O模板、機柜和電源模板各不相同；編程語言的結構、組態(tài)、尋址方式均不一致······

因此各公司的PLC

互不兼容。優(yōu)點缺點翻頁第四十頁，共53頁。四、可編程序控制器的應用概況

隨著微電子技術的快速發(fā)展

PLC的制造成本下降功能提高。PLC已經(jīng)成為工業(yè)控制的標準設備。現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱：PLC技術、機器人技術、CAD/CAM技術應用范圍幾乎覆蓋了所有的工業(yè)領域：鋼鐵、冶金、采礦、石油、化工、水泥、電力、輕工、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、娛樂······五、可編程序控制器的分類

1.按結構形式分類：一體式PLC、模塊式PLC。2.按數(shù)字量I／O點數(shù)分類：超小型機、小型機、中型機、大型機、超大型機。3.按功能分類：低檔機、中檔機、高檔機。翻頁返回第四十一頁，共53頁。CPU輸入接口輸出接口外設接口I/O擴展接口存儲器系統(tǒng)程序用戶程序編程器輸入設備輸出設備I/O擴展單元外部設備電源6.3.1

PLC系統(tǒng)的組成

翻頁中央處理器CPU主要用來運行用戶程序，監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)第四十二頁，共53頁。2.存儲器的種類

PLC內(nèi)部存儲器系統(tǒng)程序存儲器用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng)程序存儲器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改。用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器：主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果。3.輸入/輸出(I/O)接口輸入接口用于接收輸入設備(如：按鈕、行程開關、傳感器等）的控制信號。輸出接口用于將經(jīng)主機處理過的結果通過輸出電路去驅動輸出設備(如:接觸器、電磁閥、指示燈等)。I/O接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾。翻頁第四十三頁，共53頁。4.電源為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關穩(wěn)壓電源。5.編程器利用編程器可輸入、檢查、修改、調試用戶程序或在線監(jiān)視PLC工作狀況。除手持編程器外，目前，使用較多的是利用通信電纜將PLC和計算機聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進行編程或監(jiān)控。7.外部設備接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)擴展單元與基本單元(即主機)聯(lián)接在一起。6.輸入輸出擴展接口此接口可將編程器、打印機、條形碼掃描儀等外部設備與主機相連。翻頁第四十四頁，共53頁。6.3.1可編程控制器的工作方式PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進行工作。其工作過程分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，并進行周期循環(huán)。輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀寫輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新一個掃描周期一條指令所需時間一般不超過100ms。翻頁第四十五頁，共53頁?？删幊炭刂破鞯某绦蛴邢到y(tǒng)程序和用戶程序兩種。系統(tǒng)程序用戶不能修改。用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，利用PLC廠家提供的程序編制語言編寫的應用程序。PLC的編程語言以梯形圖語言和指令語句表語言最為常用，并且兩者常常聯(lián)合使用。1.梯形圖是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎上開發(fā)出來的一種圖形語言。它繼承了繼電器觸點、線圈、串聯(lián)、并聯(lián)等術語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關系的圖形。6.3.2可編程控制器的程序編制翻頁第四十六頁，共53頁。編程元件的種類用圖形符號及字母或數(shù)字加以區(qū)別。例:用PLC組成電機起停控制電路(1)繼電接觸控制圖(2)利用梯形圖編制控制程序KM12SB1SB2KM翻頁梯形圖中用表示PLC編程元件的動合觸點表動斷觸點表線圈ENDX2X1Y1Y1動合觸點輸出繼電器線圈動合觸點

PLC輸入繼電器動斷觸點第四十七頁，共53頁。FP1-C24可編程控制器編程元件的編號范圍與功能說明元件名稱代表字母編號范圍功能說明輸入繼電器輸出繼電器輔助繼電器通用“字”寄存器計數(shù)器定時器XYRTCWRX0XF共16點接收外部輸入的信號輸出程序執(zhí)行結果給外部輸出設備在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出延時定時繼電器，其觸點在程序內(nèi)部使用減法計數(shù)繼電器，其觸點在程序內(nèi)部使用每個WR由相應的16個輔助繼電器R構成Y0Y7共8點R0R62F共1008點T0T99共100點

C100C143共44點WR0WR62共63個翻頁第四十八頁，共53頁。(1)梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，是PLC存儲器的一個存儲單元。當寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應繼電器的線圈接通，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。幾點說明(2)

梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行(或稱梯級)起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)連接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。(3)

梯形圖