高級維修電工培訓教程

第1章常用低壓電器■1.1.1低壓電器的分類;|■1.按使用的系統(tǒng)分類■1、低壓配電電器：主要用于低壓配電系統(tǒng)中?！?、低壓控制電器：主要用于電力拖動系統(tǒng)中。■2.按動作方式分類■1、手動電器：通過人力操作而動作的電器。■2、自動電器：按照信號或某個物理量的高低而自動動作的電器。*3_動作原理分類______________■1、電磁式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動作的電器。如接觸器、繼電器、電磁鐵等?！?、非電磁式電器：依靠外力或非電量信號（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作的電器。如轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。1、銜鐵2、鐵芯3、吸引線圈■—■—■?_■角蟲頭系統(tǒng)：觸頭系統(tǒng)是低壓電器的執(zhí)行部件，用來實現(xiàn)電路的接通和斷開。■電磁機構(gòu)：電磁機構(gòu)的主要作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機械能量，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸頭動作，申來接通或分斷電路。1、銜鐵2、鐵心3、線闡滅吹磁和弧光延極弧又度生，密產(chǎn)命荷，壽電流用的荷使。滅間電的故片-瞬的器事柵于熱電致屬由熾了導金,量低能、JA中大降可弧程成僅止滅過形不甚力叩斷間在，動分頭存間電在觸的時有頭靜弧斷法益觸、電分方-靜動。的弧J±動致象路滅:導現(xiàn)電的!弧，電了用。:電高放長?；?■1.2.1繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理么I

I,'.■繼電器工作特點：具有跳躍式的輸入輸出特性。控制繼電器用于電路的邏輯控制，繼電器具有邏輯記憶@能，能組成復(fù)雜的輯控制電路，繼電器％于將某種電量（如電壓、電流）或非電量（如溫度壓力轉(zhuǎn)速時間等）的變化量轉(zhuǎn)換為開吳量以實現(xiàn)對電路的自動控制功能。丨viiii不變（Y=Y匾oxcx0

X繼電器特性曲線圖當繼電器輸入量X由零增至一定值之前，即X小于XQ,繼電器輸出量丫為丫_.。當輸入量X增加到XQ時，繼電器吸合，輸出量Y突變至丫^^;若X繼續(xù)增關(guān)，Y保持不變（丫=Ymap。當輸入信量X減小，若X仍大于％時，輸出量丫保持不變（丫=丫,）。i降低至Xc時，繼電器釋放，輸出量Y由Ymax突變?yōu)閅min，

若X繼續(xù)減不，Y值均保持不邊（Y=Ymin）。繼電器的分類：按用途分，有控制繼電器和保護繼電器；按動作原理分，有電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器和熱繼電器；按輸入信號的不同來分，有電壓繼電器、中間繼電器、電流繼電器、時間_.繼龜器、速度繼電器等。......5I（gp,電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖I■繼電器的吸動值和釋放值可以根據(jù)保護要求在一定范圍內(nèi)調(diào)整。'彈簧反力越大動作電流（電壓）就越大，反之就越小。'■2）.改變非磁性墊片的厚度，非磁性墊片越厚銜鐵吸合后磁路的氣隙和磁阻就越大，釋放電流（電壓〉也就越大，反之越小，而吸引值不變2轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母，調(diào)整反力彈簧的松緊程度可以調(diào)整動作電流（電而釋放值不變。6電磁式電流繼電器電磁式電流繼電器的輸入電流的變化，其線匝數(shù)少、雲(yún)線證繾輪電流繼電器可分為：欠電流繼電I<FA(a)欠電流繼電器DL-20C電流繼電器(b)過電流繼電器JL12系列電流繼電器電流繼電器的圖形符號和文字符號7電磁式電壓繼電器的輸入量是電路的電壓大小，電壓繼電器根據(jù)輸入電壓大小而動作。與電流繼電器類似.電壓繼電器也分為欠電壓繼電器和過電壓繼電器兩種。61

ST__電磁式電壓繼電器工作吋并聯(lián)在電路中，因此線圈匝數(shù)多，導線細，阻抗大，反映電路中電壓的變化，用于電路的電壓保護。電壓繼電器DY-3電壓繼電器8JZ7系列中間繼電器3ZY1^列中間繼電器-1函妒逛蜘y逗緦運雜簽翁fMI-frI1?n^ls

親叵4Hq)■1.2.3時間繼電器■'時間繼電器在控制電路中用于時間的控制。其種類很多，按其動作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動式和電子式等。按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型。JS11系列數(shù)字式時間繼電器JS14P系列數(shù)字式時間繼電器JS20系列時間繼電器10JS7型空氣阻尼式時間繼電器JS7-A系列時間繼電器11?通電延時型J/kt

瞬動接點(b)通電延時繼電器圖形符號1.線2.靜鐵芯3、7.彈簧4.銜鐵5.推板6.頂桿8.彈簧9.橡皮膜10.螺釘11.進氣孔12.活塞13、16.微動開關(guān)14.延時開關(guān)15.杠桿空氣阻尼式時間繼電器示意圖及圖形符號1311或線圈:T斷電延時接點\^KT^KT瞬動接點(d)斷電延時繼電器圖形符號O空氣阻尼式時間繼電器示意圖及圖形符號(圖中標號同上圖)14■1.2.4熱繼電器主要是用于電氣設(shè)備（主要是電動機）的過負荷保護，執(zhí)繼電器是一種利'用'電彘熱1：應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動機容許過載特性相近的反時限動作特性，主要與接觸器配合使用，用于對三相異步電動機的過負荷和斷相保護。FR（b＞熱繼電器團形符號熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號15熱繼電器的選擇原則■熱繼電器主要用于電動機的過載保護，使用中應(yīng)考慮電動機的工作環(huán)境、起動情況、負載性質(zhì)等因素，具體應(yīng)按以下幾個方面來選擇：IIIIII■(1)熱繼電器結(jié)構(gòu)型式的選擇：星形接法的電動機可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形接法的電動機應(yīng)選用帶斷相保護裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器?！?2)熱繼電器的動作電流整定值一般為電動機額定電流的1?05?1?1倍。IIIIIIII■(3)對于重復(fù)短時工作的電動機(如起重機電動機)，由于電動機不斷重復(fù)升溫，熱繼電器雙金屬片的溫升跟不上電動機繞組的溫升，電動機將得不到可靠的過載保護。因此，不宜選用雙金屬片熱繼電器，而應(yīng)選用過電流繼電器或能反映繞組實際溫度的溫度繼電器來進行保護。16■1.2.5速度繼電器rn又稱為反接制動繼電器，主要用于三相鼠籠型異步電動機的反接制動控制。速度繼電器的圖形符號和文字符號JY-r型速度繼電器171.3.1交流接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理mimif膠嫩罐嬾醺醐動切換電主觸點21——223132輔助觸點I43—L—44A1A2線圈13213143(b＞接觸器ra形符號(a)接觸器水意R交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號191、靜鐵心2、輔助觸點線3、彈簧4、動鐵心5、主觸點6、常開輔助觸點7、滅弧罩8、常閉19大功率交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號■1.3.4接觸器的選用(1)根據(jù)被接通或分斷的電流種類選擇接觸器的類型。一般控制交流負載應(yīng)選用交流接觸器；控制直流負載則選用直流接觸器。(2)根據(jù)被控電路中電流大小和使用類別選擇接觸器的額定電流。主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負載電路的電流。(3)根據(jù)被控電路電壓等級選擇接觸器的額定電壓。主觸頭的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負載電路的電壓。(4)根據(jù)控制電路的電壓等級選擇接觸器線圈的額定電壓。吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制電路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85%及以上時應(yīng)能可靠地吸合。201-4■1.4.1低壓開關(guān)用于隔離電源或在規(guī)定條件下接通、分斷電路，以及轉(zhuǎn)換正常或非正常的電路。分類如下：?刀開關(guān)是一種手動電器，常用的刀開關(guān)有HD型單投刀開關(guān)，?HS型雙投刀開關(guān)、?HR型熔斷器式刀開關(guān)、?HZ型組合開關(guān)、r?HK型閘刀開關(guān)、?H丫型倒順開關(guān)等。21開啟式負荷開關(guān)和封閉式負荷開關(guān)11、HK型開啟式負荷開關(guān)HK型開啟式負荷開關(guān)俗稱閘刀或膠殼刀開關(guān)。由于它結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維修方便，故得到廣泛應(yīng)用。主要用作電氣照明電路，電熱電路。小容量電動機電路的不頻繁控制開關(guān)，也可用作分支電路的配電開關(guān)。IIIII負荷開關(guān)HD型單投刀開關(guān)示意圖及圖形符號23HS型雙投刀開關(guān)■HS型雙投刀開關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，其作用和單投刀開關(guān)類似，常用于雙電源的切換或雙供電線路的切換等，HS型雙投刀開關(guān)示意圖及圖形符號操作桿5接線端靜觸頭動觸頭HR型熔斷器式刀開關(guān)黎賴HR型熔斷器式刀開關(guān)也稱刀熔開關(guān)，它實際上是將刀開關(guān)和熔斷器組合成一體的電器，刀熔開關(guān)操作方便，并簡化了供電線路，在供配電線路上應(yīng)用很廣泛。刀熔開關(guān)可以切斷故障電流，但不能切斷正常的工作電流，所以一般應(yīng)在無正常工作電流的情況下進行操作。HR型熔斷器式刀開關(guān)示意圖及圖形符號25組合開關(guān)動觸頭靜觸頭絕緣連桿D(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意!c)陽形符兮〔b)外形示意■組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制容量比較小，結(jié)構(gòu)緊湊，常用于空間比較狹小的場所，如機床和配電箱等。1■組合開關(guān)一般用于電氣設(shè)備的非頻繁操作、切換電源和負載以及控制小容量感應(yīng)電動機和小型電器。組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意和圖形符號26型封閉式負荷開關(guān)HH型封閉式負荷開關(guān)俗稱鐵殼開關(guān)。刀開關(guān)帶有滅弧裝置，能夠通斷負荷電流，熔斷器用于切斷短路電流。一般用于小型電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設(shè)備中，用于不頻繁地接通與分斷電路，也可以直接用于異步電動機的非頻繁圣壓啟：HH3系列負荷開關(guān)負荷開關(guān)271.4.3低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)，當電路發(fā)生嚴重的過載、短路及欠電壓等故障時能自動切斷故障電路，從而保護其他電器。低壓斷路器也可用于不頻繁地接通和斷開電路及不頻繁地啟動電動機。'■逝路器的種類■按其用途和結(jié)構(gòu)特點可分為DW型框架式斷路器、DZ型塑料外殼式斷路器、DS型直流快速斷路器和DWX型、DWZ型限流式斷路器等?！隹蚣苁綌嗦菲鳎褐饕米髋潆娋€路的保護開關(guān)，■塑料外殼式斷路器：可用作配電線路的保護開關(guān)，還可用作電動機、照明電路及電熱電路的電源開關(guān)。29斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理快作手柄9由膚扣機構(gòu)辻醐Dtt3168[0DW型框架式斷路器DZ型塑料外殼式斷路器30（葚領(lǐng)鼪點）330<z>0i*一1斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理■斷路器主要由三個基本部分組成：即觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器，包括過電流脫扣器、失壓（欠電壓）脫扣器、熱脫扣器、分勵脫扣器和自由脫扣器。斷路器工作原理示意圖及圖形義字符號斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理OO欠壓：過載斷路器工作原理動畫示意321.4.5低壓斷路器的選擇■(”斷路器類型的選擇：應(yīng)根據(jù)使用場合和保護要求來選擇。如一般選用塑殼式；短路電流很大選用限流型；額定電流比較大或有選擇性保護要求選框架式；控制和保護含有半導體器件的直流電路應(yīng)選直流快速斷路器等?！?2)斷路器額定電壓:、額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓、工作電流?！?3)斷路器極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流?！?4)欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。■:(5)過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負載流。.?f?5,l熔斷器的結(jié)構(gòu)及工作原理■熔斷器串接于被保護電路中，電流通過熔體時產(chǎn)生的熱量與電流平方和電流通過的吋間成正比，電流越大.則熔體熔斷時間越短，這種特性稱為熔斷器的反時限保護特性或安秒特性。如圖所示。||?1.5.2熔斷器的分類■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、填料式；■按用途分為工業(yè)用熔斷器、保護半導體器件熔斷器及自復(fù)式熔斷器等。常用的熔斷器-常用的熔斷器丨IX底座(a)RC1型瓷插式熔斷器/瓷蓋/熔絲/插頭/插座導線2'螺旋式熔斷器，3、RMIO型密封管式熔斷器，4、RT型有填料(b)RL1型螺旋式熔斷器熔斷器類型及圖形符號353、RMIO型密封管式熔斷器，4、RTO型有填料密封管式熔斷器4^-(c)RM1O型密封行式熔斷器4插刀水插座網(wǎng)狀餅體?石英砂填料瓷套管(d)RTO型冇填料式熔斷器(e)熔斷器閣形符號36■1.5|3熔斷器的選擇4(1)額定電壓的選擇熔斷器的額定電壓大于或等于線路的工作電壓。_______________I(2)額定電流的選擇IIIIIII①若負載為純電阻負載時，則熔絲電流就等于或大于負載額定電IIIIIIIII②當熔斷器用于電動機的短路保護時，選用原則如下：__單臺工作的電動機：IIIIIT_glRe》(1.5?2.5)lDe....._保護多臺電機時：.......lRe>(1.5?2.5)lDem+ElDe式中l(wèi)Re_熔體額定電流*II?lDe_電動機額定電流IIIIIlDem—容量最大的電動機電動機額定電流(3)熔斷器的額定電流應(yīng)大于所裝熔體的額定電流。37■6主令電器?主令電器：是在自動控制系統(tǒng)中發(fā)出指令或信號，使接觸器、繼電器或其他電器動作，以達到接通或分斷電路目的。主令電器應(yīng)用廣泛、種類繁多。按其作用可分為：按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1.6/1按鈕開關(guān)■按鈕是一種最常用的的主令電器，用于在酗路F布控制命令；(d)急停按鈕閣形符號微動式按鈕動作原理圖1.6,2行程開關(guān)■行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，它的種類很多，按運動形式可分為直動式、微動式、轉(zhuǎn)動式筍；按觸點的性質(zhì)分為有觸點式和羌M點武。-1、觸點行程開關(guān)(a)直動式行程開關(guān)示意閣閣形符號(b＞微動式行程開關(guān)示意閣(C〉旋轉(zhuǎn)式雙向機械碰壓限位開關(guān)示意圖行程幵關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號39無觸點行程開關(guān)接近開關(guān)有源型接近幵關(guān)結(jié)構(gòu)框圖40■無觸點行程開關(guān)又稱接近開關(guān)，它可以代替有觸頭行程開關(guān)來完成行程控制和限位保護，還可用于高頻計數(shù)、測速、液位控制、零件尺寸檢測、加工程序的自動銜接等的非接觸式開關(guān)?！鰺o觸點行程開關(guān)分為有源型和無源型兩種，多數(shù)無觸點行程開關(guān)為有I源型，主要包括檢測元件、放火電路、輸出驅(qū)動電路三部分。1■接近開關(guān)按檢測元件工作原理可分為高頻振蕩型、超聲波型、電容I型、I電磁感應(yīng)型、永磁型、霍爾元件型與磁敏元件型等。不同型式的接近開關(guān)所檢測的被檢測體不同。被檢檢測放大輸出測體1元件電路驅(qū)動1.6.3接近開關(guān)■接近開關(guān)輸出形式有兩線、三線和四線式幾種，晶體管輸出類型有NPN和PNP兩種，外形有方型、型、槽型和分離型等多種。■如下圖為槽型三線式NPN型光電式接近開關(guān)的工作原理圖和遠距分離型光電開關(guān)工作示意圖。動合觸iL動斷觸點槽型和分離型光電幵關(guān)411_6.4萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)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。各種控制設(shè)備中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測量等;也可用于控制小容量電動機的起動、換向、調(diào)速。九1

'1轉(zhuǎn)換幵關(guān)及圖形符號及實物圖43第2章電氣控制電路基礎(chǔ)1圖樣是工程界交流的語言電氣圖：根據(jù)國家電氣制圖標準GB4728規(guī)定的圖形符號、文字符號以及規(guī)定的畫法，用工程圖的形式，將電氣設(shè)備及電氣元件按照一定的控制要求連接，表達設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求等。分類：電路圖（電氣原理圖）（設(shè)計、分析用）電氣元件布置圖電氣接線圖22.1.1電氣原理圖根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，將電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件及其連接關(guān)系用電氣元件展開的形式繪制出來，不按電氣元件實@布置和形狀大小來繪制，用于分析研宄系統(tǒng)的組成和工作原理。H電氣原理圖包括：＞主電路：設(shè)備的驅(qū)動電路，包括從電源到用電設(shè)備的電路，是強電流通過的部分。＞控制電路：由各種電器的線圈、常開、常閉觸點等組合構(gòu)成的控制邏輯電路，是!:弱電流通過的部分。＞信號、照明電路採護電路第2章電氣控制電路基礎(chǔ)繪制電氣涼理閿?shù)幕疽?guī)則54圖區(qū)、觸點位置索引圖168/01/E3圖區(qū)列號、頁號圖號主觸行號點的區(qū)位圖⑻田oo圓fL今0

Jifah?B第2章電氣控制電路基礎(chǔ)斷點區(qū)圖A動觸的位K合點區(qū)圖動觸的位助斷點區(qū)圖(b)M輔動觸的位K助合點區(qū)圖輔動觸的位區(qū)位圖號含義及觸點位置表示含義56電路基礎(chǔ)2.1.2電氣元件布置圖電器設(shè)備和元器件的布置應(yīng)注意以下幾個方面：Illi（1）體積大和較重的電器設(shè)備、元器件應(yīng)安裝在電器安裝板的下方，而發(fā)熱元器件應(yīng)安裝在上方。（2）強電、弱電應(yīng)分開，弱電要加以屏蔽防止外界干擾。（3）需要經(jīng)常維護、檢修、調(diào)整的電氣元件安裝位置不宜過高或過低。（4）電氣元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器應(yīng)安裝在一起，以利安裝和配線。（5）布置圖根據(jù)設(shè)備的復(fù)雜程度可集中繪制在一張圖紙上，控制柜、操作臺的電氣元件布置圖也可以分別繪出。第2章電氣控芾I第2章電氣控制電路基礎(chǔ)7電路描述斷電0不動作狀態(tài)01!2-2電路的邏輯關(guān)系B1電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)可分為工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，因此，可以利用邏輯函數(shù)描述系統(tǒng)組成和工作過程。系統(tǒng)的邏輯函數(shù)描述:器件描述、1.J

器件1描述b）觸點表達動作狀態(tài)常開觸點KM、KA、SQ1常閉觸點KM、KA、SQ0b）線圈1通電KM、KA11112.電路描述觸點連接邏輯函數(shù)描述：并聯(lián)狀態(tài)---邏輯加（“或”）學聯(lián)狀態(tài)一一邏輯乘（“與”）電路邏輯函數(shù)描述：每個耗能元件，均有自己的邏輯_數(shù)表達式舉例：SBiE7r~nKMf(KM)=SBi

?(瑪+KM)8_____________第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2,3三相異步電動機的啟動控制三相籠型異步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、堅固耐用等一系列優(yōu)點獲得了廣泛的應(yīng)用。它的控制線路大都由繼電器、___籠钃詡_器組成"上啟葡亀流大____________一般籠型異步電動機啟動電流約為額定電流的rv倍。啟敏轉(zhuǎn)矩小________________對電動機啟動的主要要求IIIII不同類型與容量的異步電動機可采取減壓啟動(1)有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩I1111(2)在滿足啟動轉(zhuǎn)矩要求的前提下，啟動電流越小越好。IIIIIII直接啟動9第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2_3_2三相異步電動機的全壓啟動g開關(guān)控制直接啟動?電路保護措施：FU——短路保護?優(yōu)點：控制方法簡單、經(jīng)濟、實用。?缺點：操作不方便、不安全，無過載、零壓等保護措施，不能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制?適用于不頻繁啟動的小容量電動機，如小型臺鉆、砂輪機、冷卻泵等。滿足下列關(guān)系則可直接啟動:SAPE)—121.0第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2、接觸器控制直接啟動主電路：三相電源經(jīng)QS、FU2、KM的主觸點,FR的熱元件到電動機三相定子繞組。控制電路：用兩個控制按鈕，控制接觸器KM線圖的通、斷電，從而控制電動機（M）啟動和停止。啟停過程：合上QS，按動啟動按鈕SB2—〉KM線圈通電并自鎖一〉M通電工作KM自鎖觸點，是指與SB2并聯(lián)的常開輔助觸點，其作用是當按鈕SB2閉合后又斷開，KM的通電狀態(tài)保持不變，稱為通電狀態(tài)的自我鎖定。UL2

l3KM自鎖---依靠接觸器自身輔助觸頭而使其線圈保持通電。2_3.3三相異步電動機的降壓啟動定子串電阻降壓啟動控制電路-?原理：電動機在啟動吋在三相定子繞組中串接電阻，使電動機定子繞組電壓降低，以限制啟動電流。啟動結(jié)束后再將電阻短接，使電動機在額定電壓下正常運行。?主電路：KM1實現(xiàn)串電阻啟動KM2實現(xiàn)全壓運行屯動機運行電動機挖制減K榨制第2章電氣控制電路基礎(chǔ)Y-A降壓啟動低速運行（三角形接線）：;KM1閉合，KM2、KM3斷開高速運行（雙星形接線）：KM2、KM3閉合，KM1斷開注意：定子繞組極數(shù)改變后，其相序方向和原來相序相反。因此在變極時，主電路中必須保證電動機任意兩個出線端同吋對調(diào)，以保持高速和低速時的轉(zhuǎn)向相同。第2章電氣控制電路基礎(chǔ)自耦變壓器降壓啟動在自耦變壓器減壓起fu3FUsTC380VFU,FR￡動的控制線路中，電動機啟動電流的限制是依靠內(nèi)耦變壓器的降壓作用來實現(xiàn)的。啟動吋，電動機定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，待電動機轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速吋，自耦變壓器便被短接，此吋電源電壓即額定電壓直接加于定子繞組，電動機進入全電壓正常工作。第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2.4二和并步電功機的邁仃S刺q。2.4.2多臺電動機順序控制j卜——「?對于一些大中型機床、起重運輸機械等生產(chǎn)設(shè)備，常要求操作人員在不同方位進行操作與控制，這時就需要組成多地點控制線路。對于重要、大型的設(shè)備，為了保證其操作安全，往往需幾個操作者都發(fā)出命令，即滿足多個條件后設(shè)備才允許開始工作，這需要多條件控制電路第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2.4.3電動機的正、反轉(zhuǎn)控制WKM27KMxZFRy0鎖。?互鎖KM1,KM2若同時動作，將引起電源相間短路，要加互——I?SB3KMxSB3fu2Flhkm2sb2PEI?工作原理將接至電動機的三相電源進線中的任意兩相對調(diào)，即可使電動機反轉(zhuǎn)。?主電路KM1,KM2換相序h380VFR>7ISBiE7E\S第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2.4.4雙速異步電動機的控制實際生產(chǎn)中的機械設(shè)備，往往有調(diào)速的要求。電動機轉(zhuǎn)速：n=^-s)電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的三個參數(shù)：f—調(diào)頻、S—轉(zhuǎn)差調(diào)速、P—變級調(diào)速f、S調(diào)速為無級調(diào)速，p為有級調(diào)速變速電動機一般有雙速、三速、四速等之分，與普通電動機不同的是，變速電動機的定子備有一套或多套繞組，改變接法就可改變電動機的磁極對數(shù)，進而改變轉(zhuǎn)速。雙速電動機三相繞組連接圖如下：2.5三相異步電動機的制動控制用于迅速停車或準確定位，實現(xiàn)切斷電源后，克服慣性，迫使電動機迅速停轉(zhuǎn)的功能。實質(zhì)就是給電動機一個與轉(zhuǎn)動方向相反的制動轉(zhuǎn)矩。常用制動方式：機械制動：機械抱閘IIIIII、液壓或氣壓制動電氣制動：反接制IIIIII動、能耗制動等2.5.1機械制動_______________機械制動：就是用外加的機械作用力使電動機在斷電后轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動的一種方法。IIIIIIII應(yīng)用較多的機械制動裝置是電磁制動器，它主要由電磁鐵和制動器兩部分組成。電磁鐵包括鐵芯、銜鐵和線圈三部分；制動器由閘輪、閘瓦、杠桿和彈簧等部分組成。IIIIIIII第2章電氣控制電路基礎(chǔ)線圈PEM丄3杠桿閘瓦YD-彈簧SB2eSBlE\KM\KMi電磁抱閘斷電制動控制20第2章電氣控制電路基礎(chǔ)斷電制動控制方式在起重機械上被廣泛采用，不僅能準確定位，同吋還可防止突然停電時重物自行墜落。t

——|-缺編慰rram織。當電動機的電磁轉(zhuǎn)矩；電氣制動有反接制動、能耗制動、反饋制動等，鼠籠式異步電動1機常用的電氣制動方法是反接制動和能耗制動。2.5.2電氣制動III丨IIII1、制動原理：切斷三相電源一接通反向啟動電源（產(chǎn)生反向啟動力矩）――制動一一轉(zhuǎn)速為零吋切斷電源利用接觸器的主觸點接入反向電路;_jII利用速度繼電器判定零速，切斷電源；（吋用吋間繼電器嗎■■■■子21km222QFhskm\\AVSB2EXkm\nAKSFR3鼠流電阻?？罩齐娐坊?電路中，可以不加限穿復(fù)合停止按鈕SB1動合，°觸點上并聯(lián)KM2的自鎖J觸點。停車期間，用手轉(zhuǎn)動機床主軸調(diào)整工件位置吋，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動，若不按停止按鈕SB1,KM2就不會得電，電動機就不會反接干由澗反接制動電流約為啟動電流卩的兩倍，主跑制動回路中串入限流電阻R,防止制動時對電網(wǎng)的沖擊和電動機繞組過熱。電動機容量較小且制動不是j繁的正反轉(zhuǎn)控制,\KM2第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2、能耗制動A制動原理：切斷三相電源一定子繞組接入直流電源（I割磁力線（產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）制動這科載制動過程吋間轉(zhuǎn)子中的機械能轉(zhuǎn)變成電能，又消耗?km2\----\大小和電動機的轉(zhuǎn)速有關(guān)，在同樣的轉(zhuǎn)速下電流越大制動作用越強，電流一定時轉(zhuǎn)速越高制動力矩越大。＞一般取直流電流為電動機空載電流的3?4倍，過大會使定子熱。＞可調(diào)節(jié)整流器輸出端的可變電阻RP，得到合適的制動電流。IfMkTTi2.6電液控制系統(tǒng)：麵華液壓傳動系統(tǒng)由于其特有的優(yōu)點，如易獲得較大力矩、運動傳遞平穩(wěn)均勻、調(diào)節(jié)控制方便等，在機械制造、工程、建筑、礦山等領(lǐng)域具有冷泛的應(yīng)用。當液壓傳動系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)相結(jié)合組成電液聯(lián)合控制系統(tǒng)時，即用電氣控制電路控制液壓傳動系統(tǒng)，再由液壓傳動系統(tǒng)驅(qū)動運動部件完成規(guī)定動作，這樣就能很方便地實現(xiàn)由多種工作程序組合的自動工作循環(huán)控制，廣泛應(yīng)用于組合機床、自動化機床、機械加工自動線、數(shù)控機床等設(shè)備上。電磁閥0pI000?級IfvVi111位儘停it25第2章電氣控制電路基礎(chǔ)液壓系統(tǒng)的組成部分液壓缸L「L虧YVxYV，—2YV^IV1yv2控制對象-一油泵電動機、電磁換向閥f液壓泵①動力部件：液壓泵I②執(zhí)行部件：II液壓缸I液壓馬達@控_件：III:1壓力控制閥,流量控制閥j#方向控制閥_輔助裝置，5;油箱，油管，過濾器調(diào)速閥__________第2章電氣控制電路基礎(chǔ)227液壓動力滑臺_______i\5《一1I液托動力滑臺是典型的電液控制裝置，它是組合機床上實現(xiàn)進給運動的一種通用部件，配上動力頭和不同的主軸箱可以對工件完成鉆、擴、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削以及攻螺紋等加工工序。iiii動力滑臺由液壓缸驅(qū)動，該電液控制系統(tǒng)的分析可分為三步：（1）

工作循環(huán)圖分析，確定工步順序、每步的工作內(nèi)容以及各工步轉(zhuǎn)換主令;（2）液壓系統(tǒng)分析，對照液壓系統(tǒng)原理圖，確定每工步中應(yīng)通電的電磁閥線圈，結(jié)合分析結(jié)果和工作循環(huán)圖中給出的條件列出電磁鐵動作順序表。（3）控制電路分析，對照電磁鐵動作順序表，逐步分析電路如何在轉(zhuǎn)換主令的控制下完成電磁閥線圈通、斷電的控制。左機I___第2章電氣控制電路基礎(chǔ)YVxo-YV^電磁閥動作順序表YVSB1匸作循環(huán)圖'J快進SQ2液壓缸工進-快退YV1-1yv21轉(zhuǎn)換主令快進+垂+SB1工進+鵬?SQ2快退鵬+SQ318-原位???SQ12調(diào)速閥RM2第2章電氣控制電路基礎(chǔ)控制電路29第2章電氣控制電路基礎(chǔ)2.7電氣控制系統(tǒng)中的保護環(huán)節(jié)選擇和設(shè)置保護環(huán)節(jié)是所有電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分，保護人身安全、電網(wǎng)、電動機、以及電氣控制設(shè)備等。電氣控制系統(tǒng)中常見的保護環(huán)節(jié)有電壓保護、電流保護、過載保護及弱磁保護等。曬11111111130第2章電氣控制電路基礎(chǔ)屯炫幣u屯時屮吊用tm禾獷屯時FU2KAKMiKM231常用電氣保護環(huán)節(jié)保護環(huán)節(jié)故障原因采用的保護元件電壓保護短路保護過電流?！o過載保護弱磁保護超速保護電源電壓突然消失、降低或升高電源負載短路錯誤啟動、過大負載頻繁正反向啟動111長期過載運行直流勵磁電流突然消失或減小電壓過高、弱磁場繼電器或接觸器、中間繼電器熔斷器、低壓斷路器過電流繼電器熱繼電器、熱敏電阻、低壓斷路器、熱脫扣裝置欠電流繼電1器11過電壓繼電器、離心開關(guān)、測速發(fā)電11機1132第3章WI|W|常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析1、進一步學習、掌握電氣控制電路的組成以及各種基本控制電路在具體電氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用。2、掌握分析電氣控制系統(tǒng)的方法，培養(yǎng)閱讀電氣控制圖的能力3、加深對機械設(shè)備中機械、液壓與電氣控制緊密配合的理解，為實際工作中對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進行分析打下基礎(chǔ)。本章通過對典型生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)的實例分析（車床、銑床、組合機床等）2__________第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析3.1設(shè)備控制系統(tǒng)分析概述!

mlO)-'對設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進行分析時，首先需要對設(shè)備整體系統(tǒng)有所了解，在此基礎(chǔ)上，才能有效地針對設(shè)備系統(tǒng)控制要求，分析電氣控制系統(tǒng)的組成與功能。設(shè)備整體系統(tǒng)分析有如下三個方面：I____________

1.設(shè)備概況調(diào)查11________________通過閱讀生產(chǎn)機械設(shè)備的有關(guān)技術(shù)資料，了解設(shè)備的基木結(jié)構(gòu)及工作原理、設(shè)備的傳動系統(tǒng)類型及驅(qū)動方式、主要技術(shù)性能和規(guī)格、運動要求等。2.電及電氣元件選用明確電動機作用、型號規(guī)格以及控制要求，了解各種電器的工作原理、控制作用及功能。IIIIIIII1設(shè)備_電氣元件的連接關(guān)系分析了解了被控設(shè)備和釆用的電氣設(shè)備、電氣元件的基本狀況，還應(yīng)確定兩者之間的聯(lián)接關(guān)系，即信息采集傳遞和運動輸出的形式和方法。信息采集傳遞過程是通過設(shè)備上的各種操作手柄、撞塊、擋鐵以及各種現(xiàn)場信息檢測機構(gòu)作用到主令信號發(fā)出元件上，并將信號采集傳遞到電氣控制系統(tǒng)中；運動輸出關(guān)系是明確電氣控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件將驅(qū)動力送到機械設(shè)備上的相應(yīng)點，并實現(xiàn)設(shè)備要求的各種動3作。第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析機械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的分析步驟:1）設(shè)備運動分析包括液壓傳動分析。2）主電路分析確定電路中用電設(shè)備的數(shù)目、接線狀況、控制要求化整為零3）控制電路分析IIIfIII分析各種控制功能的實現(xiàn)經(jīng)過m化整為零〃，逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用集零為整〃的方法，統(tǒng)觀整個電路的保護環(huán)節(jié)以及電氣原理圖中其他輔助電路（如檢測、信號指示、照明等電路）。檢查整個控制線路，看是否有遺漏，特別要從整體角度去進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元件所起的作用。4____________________第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析金屬切削機床是進行機械加工的主要設(shè)備，它用切削的方法將金屬毛坯加工成有一定形狀、尺寸和表面質(zhì)量的機械零件。常見的金屬切削機床有車床、銑床、磨床、鉆床、組合機床等。____________I金屬切削機床的機械運動可分為三類：對金屬工件進行切削的運動稱為主運5動（一般為機床主軸的旋轉(zhuǎn)運動）：持續(xù)地把金屬工件的被切削層投入切削的運動稱為進給運動（即加工工具與加工工件之間的相對運動）：而其他的運動（如機床部件的位置調(diào)整運動）統(tǒng)稱為輔助運動。r_3.2臥式車床電氣控制系統(tǒng)分析臥式車床是機械加工中應(yīng)用最廣泛的一種機床，能完成多種多樣的加工工序：（1）加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)面；（2）車削端面及各種常用螺紋;（3）配合鉆頭、鉸刀等還可進行孔的加工?？傮w上看，由于臥式車床運動形式簡單，采用機械調(diào)速的方法，因此相應(yīng)的控制電路也不算復(fù)雜。第3章常用設(shè)備電氣控偉nJ系統(tǒng)分析3-2.1車床的主要結(jié)構(gòu)及工作要求分析臥式車床結(jié)構(gòu)圖6第3章車削加工的主運動是主軸通過卡盤帶動工件的旋轉(zhuǎn)運動，運動速度較高，消耗的功率較大：進給運動是由溜板箱帶動溜板和刀架作縱、橫兩個方向的運動。速度較低，所消耗的功率也較少。由于在車削螺紋時，要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進給速度保持嚴格的比例，因此，臥式車床的進給運動也由主軸電動機來拖動。由于加工的工件尺寸較大，加工時其轉(zhuǎn)動慣量也比較大，為提高工作效率，須采用停乍制動。在加工時，需要配備冷卻泵及冷卻泵電動機。為減輕工人的勞動強度以及減少輔助工時，要求溜板箱能夠快速移動。C650臥式車床：中型車床，可加工的最大工件回轉(zhuǎn)直徑為1020mm,最大工件長度為3000mm。3.2.2電力拖動和控制要求分析1.I主軸電動機Ml控制要求IIIIIIII三相籠型異步電動機，完成主軸運動和進給運動的拖動。直接起動，能夠正、反兩個方向旋轉(zhuǎn)，并可對正、反兩個旋轉(zhuǎn)方向進行電氣停車制動_為加工、調(diào)整方便，還要具有點動功能。2.冷卻泵電動機M2控制要求采用直接起動，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。快移電動機M3控制要求7可根據(jù)需要隨時手動控制起停。第3章常用設(shè)備電氣控樂IJ系統(tǒng)分析3.2.3臥式車床電氣控制系統(tǒng)分析r閔開關(guān)s碑色功枳決摟電功《s筇電mi?制n1S刺變E?照明Ml（主軸電路）：11①KM1、KM2實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；②KM3用于點動和反接制動時串入電阻R限流；11③KT與電流表PA用于檢測運行電流；④速度繼電器SR用于反接制動時轉(zhuǎn)速的過零檢測。1|12（冷卻泵電動機）：KM4用F起停控制（長動）。M3（央移電動機）：KM5用于起停（點動）控制。11分別由熔斷器FU1、FU2、FU3對電動機M_、M2、M3實現(xiàn)短路保護，由熱繼電器F1U、FR2對Ml和M2進行過載保護，快速移動電動機M3由于是短時工作制，所以不需要過載保護。2545第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析2.控制電路分析主軸電動機mi的控制卜二:；①點動（正向）②正反轉(zhuǎn)控制③反接制動（限流）OKM.SB，SBt成起、?？刂齐娐罚旱都艿目焖僖苿与姍CM3的控制：刀架操縱手柄控制刀架拖板的工步移動和快速移動。按動操作手柄點動按鈕，壓下位置開關(guān)SQ-KM5線圈通電一電動機M3點動。照明電路：第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析冷卻泵電動機M2的控制:SB7、SB6及KM4構(gòu)TCI2礦第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析3.3銑床電氣控制系統(tǒng)分析在機械加工工藝中，銑削是一種高效率的加工方式。銑床的種類很多，有立銑、臥銑、龍門銑、仿形銑以及各種專用銑床等，現(xiàn)以應(yīng)用廣泛的臥式萬能升降臺銑床為例分析中小型銑床的控制電路。3.3.1臥式銑床的主要結(jié)構(gòu)和運動形式分析該銑床主要由床身、主軸、懸梁、刀桿支架、工作臺、升降工作IIIIIIIII底i、滑座等部分組成。一般中小型銑床都采用三相籠型異步電動機拖動，主軸帶動銑刀的旋轉(zhuǎn)運動稱為主運動，它有順銑和逆銑兩種加工方式，并且同工作臺的進給運動之間無速度比例協(xié)調(diào)的要求，所以主軸的拖動由一臺主軸i電路承擔。第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析洗床結(jié)構(gòu)簡圖1.底座2.進給傳動3.立柱4.底槽5.操作手柄6.升降臺7.水平工作臺8.前支撐9.懸梁10.中間支撐11.刀桿12.銑刀軸13.主傳動14.主軸電動機機械離合器11橫向移動傳動鏈快速移動傳動鏈丫Cl11垂直移動傳動鏈MsJI_縱向移動傳動鏈進給移動傳動a第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析進給移動電磁離合器3.3.2電力拖動及控制要求分析水平工作臺可在上下、左右及前后三個方向上進行進給運動或調(diào)整位置，各運動部件在三個方向上的運動由同一臺進給電動機拖動；工作臺上還可以安裝圓工作臺，使用圓工作臺可銑削圓弧、凸輪。進給電動機經(jīng)機械傳動鏈傳動，通過機械離合器在選定的進給方向上驅(qū)動工作臺移動進給，進給運動的傳遞示意圖|II快速移動電磁離合器i屬主軸電動機mi控制丨.......Ml空載時直接起動；為完成順銑和逆銑，需要正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)；為提高工作效率，要求有停車制動控制；同時從安全和操作方便考慮，換刀吋主軸也處于制動狀態(tài)；主軸電動機可在兩處進行起停控制；為保證變速吋齒輪易于嚙合，要求變速時主軸電路有點動控制。14第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析2.進給電動機M2控制丨%H直接起動；為滿足縱向、橫向、垂直方向的往返運動，要求電動機能正反轉(zhuǎn)；為提高生產(chǎn)率，空行程時應(yīng)快速移動；進給變速時，也需要瞬吋點動控制；從設(shè)備使用安全考慮，各進給運動之必須聯(lián)鎖，并由手柄操作機械離合器選擇進給運動的方向。3.電動機M3拖動冷卻泵，在銑削加工時提供切削液。4.加工零件時，為保證設(shè)備安全，要求主軸電動機起動以后，進給電動機方能起動工作。3.3.3銑床電氣控制系統(tǒng)分析15控制線路可分為主電路、控制電路和照明電路三部分.*系gw系faVI?fc.t?s存dp￡M3?a詠sft?&VWrfts?逆1K**E第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析舍_設(shè)捽制析2.控制電路分析（化整為零）主軸電動機Ml控制（起動控制、瞬時點動、兩處起停、停車制動、換刀制動）FU,FR?UOV:5V第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析進給電動機M2控制SA1為工作臺轉(zhuǎn)換幵關(guān)，水平工作臺：SA1-1與SA1-3閉合;工作臺：SA1-2閉合。水平工作臺控制電路正反轉(zhuǎn)控制順序控制（見前頁）縱向、橫向、垂直進給，互鎖正向點動快移（見前頁）水平工作臺的操作手柄工作臺控制電路19____________________第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析__3.4組合機床電氣控制糸統(tǒng)組合機床是根據(jù)特定工件規(guī)定的加工工藝要求而設(shè)計制造的一種高效率自動化專用加工設(shè)備。常采用多刀（多軸）、多而、多工位同時進行銑、鉆、擴、鉸、鏜等加工工作，并且具有自動循環(huán)工作的功能，在機械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。組合機床通常由具有一定功能的通用部件（如動力部件、輸送部件、支撐部件、控制部件等）和加工專用部件（如多軸箱、夾具等）組成，其中動力部件是組合機床通用部件中最主要的一類部件。動力部件常采用電動機驅(qū)動或液壓驅(qū)動系統(tǒng)，由電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)工作自動循環(huán)的控制，是典型的機電、機電液一體化的高自動化加工設(shè)備。對于由多動力部件構(gòu)成的組合機床，其控制通常有三方而的工作動敏：IIIIIIII動力部件的點動功能及復(fù)位控制。?動力部件的單機自動工作循環(huán)控制（也稱半自動控制）。?整機全自動工作循環(huán)控制。20第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析3,4.1機床的結(jié)構(gòu)及運動11111作銑削工作滑臺<\ti■i■\iii/工^!\//i/i/:::夢_A左洗削jy1，（::.右銑削頭左機滑臺\右機滑臺1一m1曹」21組合機床工作循環(huán)圖洗削頭（左）快進sq5SQt洗削工作臺快進SQ3銑削頭快退SQ2

-洗削工作臺工進銑削頭（右）快進SQ,SQeSQi洗削工作臺快退22第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析組合機床液壓系統(tǒng)和工作循環(huán)示意圖丨I第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析組合機床的電器動作關(guān)系表電磁換向閥線圈通電狀態(tài)電動機運行轉(zhuǎn)換主令工步WiydH2YD2-!YDwyd3_2YD.,-!W2m2M3銑削頭快進++++sb6銑削工作.、臺快進+++sq5、sq7銑削工作,++sq2銑削頭快M退++4-+sq3銑削工作1臺快退+sq4、sq6=斛：，SQi備注左動力滑臺右動力滑臺刀具電動機24KA，銑削頭（左、右）快進到位銑削工作臺快進洗削I：作臺丄進洗削頭（左、右）快退SQ6銑削頭（左、右）快退到位洗削工作臺快退25KA2SQ「洗削頭快進YD"銑削頭（右）快進YD^—YD^|KA7I——YD^J1SB6==sq~|SQ,____--SQsKA,SQ7—-IKAs

-SQn^T]——YD，-,SQ3yd3-2—YD.^ISQiI_。|.?ET組合機床的控制流程圖第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析L______第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析組合機床<雙面粗銑}控制電路26第3章常用設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析右動力泔臺進給控制拔定位銷、放松丁.件36>SA749jl37.l39SQKA44631SQ：555132382848□onSAs5053KA5sb5E觀位銷、工件夾緊網(wǎng)SBuSAs^-24oSB10E\SA6左動湯進給欄，SBKA.h241KA,SP152IEHka5\ZbOOE□匚匚JEJSB^HKAAKA；KA3\15SP400Aka2、SB；KAfi44□OO50SQs一K1718xYD，YDiKA8YD2K19|l6232224XYD10ka2ydsyd5k26|X282788|13As28KA4

YDi3：3：9KA5YD6YDbTK35814AsKA734361223:33211YD715I161718I1920I21I22I23124I25I26272829I30I3132133133536I37第4章可編程控制器概論4.1口J編桎E刺器的*不知識第4章可編程控制器概論?可編程序控制器(ProgrammableController),簡稱PC，為了與個人計算機(PersonalComputer)的PC相區(qū)別，女稱可編程邏輯器(ProgrammableLogicController)，簡稱PLC。?在國內(nèi)市場上，歐洲的代表是西門子公司，日本的代表是三菱和歐姆龍公司_美國的代表是AB與GE公司。?本書主要介紹德國西門子S7-200系列PLC的基本組成，原理與應(yīng)用。4.1.1可編程控制器的特點1.PLC與繼電器比較在應(yīng)用方而，PLC采用了微處理機技術(shù)和通訊技術(shù)，因而可廣泛應(yīng)用于順序控制、運動控制、通訊、數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域，并具有極強的柔性；而繼電器的應(yīng)用范圍有限，對小型問題的解決往往連線復(fù)雜、使得控制柜龐大、可靠性降低，不具有柔性。在控制速度方面，PLC是由程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)的，因此比用依靠觸點的機械動作來實現(xiàn)控制的繼電器電路的速度要快得多，并且不會出現(xiàn)抖動問題。在可維護性和可靠性方面，繼電器控制邏輯電路因采用了大量的機械觸點，連線過多，從而使系統(tǒng)的可維護性和可靠性變差，而PLC因利用的是微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作是由一種輔助繼電器（軟件）和無觸點開關(guān)完成的，因此可靠性高，同吋因有些PLC還配備了自檢和監(jiān)控控功能，從而為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了很大方便，節(jié)約了成本。另外，在施工與設(shè)計過程中，PLC比繼電器更為方便和省時。IIIIIIII第4章可編程控制器概論2.PLC與單片機的比較單片機具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格便宜等優(yōu)點，但因其不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計的，與PLC比較有不少缺陷。首先在編程語言方面上，單片機不如PLC容易掌握，因為PLC大都采用工程技術(shù)人員非常熟悉的梯形圖語言；其次在操作上，單片機不如PLC使用簡單，因為PLC的I/O接口是專為工業(yè)控制現(xiàn)場設(shè)計的；最后在可靠性上，PLC的可靠性遠超過單片機，因為PLC在電源、輸入符俞出部分等方面的設(shè)計均采取了抗干擾措施，在軟件方面具有較強的自診斷功能。4第4章可編程控制器概論3.PLC與微型計算機比較結(jié)構(gòu)緊湊；（6）PLC的模塊化設(shè)計，使擴充非常簡便。由PLC的定義可知，PLC實質(zhì)上就是一臺專為工業(yè)生產(chǎn)控制而設(shè)計的專用計算機，許多用PLC控制的系統(tǒng)，都可以用微型計算機取代，所以PLC與計算機有很多相似性。但是，由于PLC畢竟是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其實施方法和設(shè)計思想與通用計算機還是有很大的區(qū)別，（1）PLC具有大量的I/O接口；（2）PLC以掃描方式工作；（3）PLC具有極高的可靠性；（4）PLC用梯形圖方式編程；（5）PLC體積小，5第4章可編程控制器概論4.PLC的技術(shù)特點（1）使用方便，通用性強；（2）功能強，適應(yīng)面廣；0（3）可靠性高，抗干擾能力強；（4）編程方法簡單，容易掌握；（5）設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修方便容易;（6）體積小、重量輕、功耗低。6第4章可編程控制器概論4.1.2PLC的應(yīng)用范圍1.幵關(guān)量的邏輯控制2.

運動控制3.閉環(huán)過程控制4.

數(shù)據(jù)處理5.通訊聯(lián)網(wǎng)7第4章可編程控制器概論4.1.3PLC的發(fā)展趨勢1、技術(shù)發(fā)展迅速、產(chǎn)品更新?lián)Q代快2、模塊智能化，過程控制功能加強通訊網(wǎng)絡(luò)化編程語言高級化8第4章可編程控制器概論4.2S7-200系列PLC的組成4,21PLC的組成和工作原理S7-200(CPU22X)系列PLC外觀圖1.1/0指示2.前蓋3.接線端子排4.固定端子5.夾片6.通訊端口7.可選卡插槽8.系統(tǒng)狀態(tài)指示10第4章可編程控制器概論工作原理11第4章可編程控制器概論4.2.2PLC的安裝第4章可編程控制器概論4.2.3PLC的I/O及擴展13第4章可編程控制器概論4.3S7-200系列PLC的工作方式S7-200CPUW兩種工作方式：(1)、運行(RUN)：CPU在RUN工作方式下運行用戶程序。(2)、停止(STOP):CPU在停止工作方式時，可以向CPU加載程序或進行系統(tǒng)設(shè)置，不執(zhí)行程序。在程序編輯、上/下載程序等處理過程中，必須把CHJ處于STOP方式。CPU前面板上用兩個發(fā)光二極管發(fā)光狀態(tài)顯示當前的工作方式。14第4章可編程控制器概論4.3.1PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能15第4章可編程控制器概論1.中央處理單元（CPU）CPU是PLC的控制中樞，它是由控制器和運算器組成。其中，控制器是用來統(tǒng)一指揮和控制PLC工作的部件。運算器則是進行邏輯、算術(shù)等運算的部件。CPU的作用（1）接收、存儲用戶程序，并對用戶程序進行檢查、校驗。（2）以掃描方式接收來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù),龍區(qū)？

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I:I}::II（3）執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。（4）故障診斷。:16第4章可編程控制器概論2.存儲器PLC系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)...........(1)系統(tǒng)程序存儲器用戶不能訪問和修改這部分存儲器的內(nèi)容。(2)工作數(shù)據(jù)存儲器工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常變化，需要隨機存取的一些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲區(qū)包括輸入、輸出數(shù)據(jù)映像區(qū)，定時器/計數(shù)器預(yù)置數(shù)和當前值的數(shù)據(jù)。____________________(3)用戶程序存儲器用于存放用戶經(jīng)編程器輸入的應(yīng)用程序。用戶程序T存儲器的容量一般就代表PLC的標稱容量。17第4章可編程控制器概論3.輸入/輸出（I/O）單元PLC的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)過程，它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O單元實現(xiàn)的。I/O單元作為CPU與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的橋梁。V0單元有：數(shù)字量輸入/輸出模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊、交流信號輸入/輸出模塊等。還有智能模塊，它本身帶有CPU、存儲器和監(jiān)控系統(tǒng)，可獨立完成各種運算。智能模塊的種類很多，如：高速計數(shù)模塊，PID調(diào)節(jié)的模擬量控制模塊等。18第4章可編程控制器概論輸入點CSO光電耦合COM輸入點的j犬態(tài)顯Z5)士ED+5輸入電路19第4章可編程控制器概論輸出電路20第4章可編程控制器概論4-3-2PLC的尋址方式1，直接尋址方式。2.間接尋址方式。21_______________第4章可編程控制器概論4.4S7-200系列PLC的主要性能指標及分類4.4.1PLC的主要性能指標:::.輸人輸出點數(shù)[2.掃描速度____3.指令種類T'4.程序容量?5.數(shù)據(jù)容量__6.高級功能模塊丄I7.工作環(huán)境22第4章可編程控制器概論4.4.2PLC的分類第4章可編程控制器概論4-4-3西門子PLC的分類Q1.S7系列西門子S7系列PLC按功能分類，有S7-200,S7-300，S7-400三種。S7-200是針對低性能要求的經(jīng)濟型微型（小）型PLC;S7-300是面向各種應(yīng)用場合自動化控制的模塊式中小型PLC，最多可以擴展32個模塊；S7-400是針對在制造自動化和過程自動化巾的高端應(yīng)用的大型PLC;S7-300/400可以組成MPI，PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)等n..........2.M7系列IIIIIIII西門子M7系列有M7-300,M7-400oM7-300/400采用與S7-300/400相同的結(jié)構(gòu)，它們可以作為CPU或功能模塊使用。具有AT兼容計算機的功能，可以用CFC，C或C++等語言來編程。_3.C7系列........西門子C7由S7-300PLC,HMI（A機接口）操作面板、I/O模塊、通信和過程監(jiān)控系統(tǒng)組成j||||||||||窗4.WinAC系列IIIIII西門子WinAC基于Windows和標準的接D（ActiveX,OPC）,提供軟件PLC或插24槽PLC。第4章可編程控制器概論4.5S7-200系列PLC的程序概述4.5.1PLC的程序結(jié)構(gòu)S7-200的程序結(jié)構(gòu)屬于線性化編程，其用戶程序一般由3部分1構(gòu)成：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。I中斷程序a|S7-200程序結(jié)構(gòu)25_________第4章可編程控制器概論4-5.2PLC的中斷處理；＜__由于PLC的循環(huán)掃描工作方式，帶來了邏輯滯后。計算機系統(tǒng)大多采用以下方式盡快縮短邏輯滯后：中斷輸入的方法，即當有中斷申請信號輸入，系統(tǒng)會中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相關(guān)的中斷子程序；若系統(tǒng)有多個中斷源吋，它們之間則按重要性先后順序的排隊；系統(tǒng)由程序設(shè)定，允許中斷或中斷禁止等。1、PLC___________2、中斷源先后順序及中斷嵌套問題3、中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)果信息輸出問題264.5.2PLC的編程語言4!!!第4章可編程控制器概論CPU想元搭入、瑤出模辣機WS7-300系列PLC28S7-400系列PLC???w?IH9I*?i?蠡m■miri11_ij.?.rlc_?r二.?.f國f14Hdh-■sow窪J國國HI!^sst?t????■1?t?*??wAutfin_巍參^^4*參t>>>^4^111x??????魯?shù)?章可編程控制器概論各元件介紹/輸入繼電器（I）/輸出繼電器（Q）/通用輔助繼電器（M）特殊標志繼電器（SM）變量存儲器（V）/局部變量存儲器（L）/順序控制繼電器（S）/定時器（T）/計數(shù)器（C）/模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）/高速計數(shù)器（HC）/累加器（AC）29第5章西門S7-200的基本指令編譯系統(tǒng)編譯成機器碼后，加載到可編程序控制器的用戶程序存儲器中，由監(jiān)控程序去執(zhí)行它，從而實現(xiàn)復(fù)雜的控制操控?？删幊绦蚩刂破髡Z言指令是由各類工程人員所熟悉的工程語言直接轉(zhuǎn)化過來的，便于記憶，易于編程。S7-200.PLC編程指令結(jié)構(gòu)ST-200PLC^観程指令57-200PLC基本指令第5章西門子S7-200的基本指令2丄恃殊及耳他指令速處理指令I(lǐng)中舫指令I(lǐng)程序控制捃令丄轉(zhuǎn)換功能措令I(lǐng)表功能指令數(shù)學運S指令致?lián)幚眇^令基本邏輯指令第5章西門子S7-200的基本指令5.1基本邏輯指令5_1.1基本位操作指令?基本邏輯指令在語句表語言中是指對位存儲單元的簡單邏輯運算，在梯形圖中是指對觸點的簡單連接和對標準線圈的輸出。?一般來說，語句表語言更適合于熟悉可編程序控制器和邏輯編程方面有經(jīng)驗的編程人員。用這種語言可以編寫出用梯形圖或功能框圖無法實現(xiàn)的程序。選擇語句表時進行位運算要考慮主機的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)。3第5章西門子S7-200的基本指令?(1)LD：裝入常開觸點(LoaD)?(2)LDN：裝入常閉觸點(LoaDNot)?(3)A：與常開觸點(And)?(4)AN：與常閉觸點(AndNot)。?(5)O：或常閉觸點(Or)?(6)ON：或常閉觸點(OrNot)?(7)NOT：觸點取非(輸出反相)?(8)=：輸出指令4第5章西門子S7-200的基本指令?可編程序控制器中的堆棧與計算機中的堆棧結(jié)構(gòu)相同，堆棧是一組能夠存儲和取出數(shù)據(jù)的暫時存儲單元。堆棧的存取特點是''后進先出"，S7-200可編程序控制器的主機邏輯堆棧結(jié)構(gòu)如.…麵.........................................、不OII名稱說明soSTACK0第一個墳棧（即棧W）S1STACK1第二個堆棧S2STACK2辨三個壜棧S3STACK3第四個?棧S4STACK4第五個堆棧S5STACK5第六個堪梭S6STACK6第七個堪梭S7STACK?第八個》棧SSSTACKX第九個增棧5第5章西門子S7-200的基本指令?在語句表中，LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT這幾條指令的執(zhí)行對邏輯堆棧的影響分別如下表說明。LD10.1=1的執(zhí)行10.2的執(zhí)行MlMi相名稱執(zhí)行R執(zhí)行6STACKOso1KK1I0.1-I，黑O時T移-個城STACKO10醐後鵬1滙1SI$0STACK1SISI師朝魷（1（觔l）s齡操作數(shù)STACK2S2SI捫1了移，廁國STACK2S2S2<102的僵力0）酣與運算，結(jié)果棚棚STACK3S3$i刪，元翻STACK3S3S3即：STACK4S4$3ash移，測1STACK4$4S4S0-ST102STACK5S5S4由$4T8-t棚STACK5S5S5?iDSTACK656S5，元翻ST鵬S6S6=0STACK?56由，測STACK?S7S7鑿iss$1由S7T^-t聲元番ihS8目被失STACK?SSS?-6—第5章西門子S7-200的基本指令觸點的使用Network1BASICOTS?如圖所示。?在功能框圖中，常閉觸點的裝入和串并聯(lián)用指令盒的對應(yīng)輸入信號端加圓圈來表示。Metwork2I00-4101-1OR「ANDr102-LD10.0//O10.1//A10.2//=Q0.0//////LDN10.0ON10.1//AN10.2//=Q0.1//////LD10.0//O10.1//A10.2//NOT//Q0.3//第5章西門子S7-200的基本指令5.1.2脈沖生成（邊沿觸發(fā)）指令LADNOTNETWORK2：T1!LOONQ0.38脈沖生成也稱邊沿觸發(fā)指令，就是利用信號的邊沿，來觸發(fā)相應(yīng)的電路從而產(chǎn)生一個機器周期的掃描脈沖，常常用作脈沖整形和噪波消除