電氣控制與S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)教程課件：基本電氣控制線路

基本電氣控制線路提綱電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程2電氣控制線路圖的繪制異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程3電氣控制線路是由按鈕、開關(guān)、接觸器、繼電器等低壓控制電器所組成的，能實(shí)現(xiàn)某種控制功能的控制線路。電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件及其連接線路用一定的圖形表達(dá)出來(lái)，這就是電氣控制線路圖。電氣控制線路圖有電氣原理圖、電氣元器件布置圖和電氣安裝接線圖三種形式1.電氣控制線路圖的繪圖標(biāo)準(zhǔn)電氣制圖有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T4728-2018《電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)》、GB/T6988.1-2008《電氣技術(shù)用文件的編制》、GB/T7159-1987《電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制訂通則》、GB/T4026-2019《人機(jī)界面標(biāo)志標(biāo)識(shí)的基本和安全規(guī)則：設(shè)備端子、導(dǎo)體終端和導(dǎo)體的標(biāo)識(shí)》等。電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程42.電氣原理圖電氣原理圖是根據(jù)電氣控制線路的工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。它包括所有元器件的導(dǎo)電部分和接線端點(diǎn)，不表示元器件的形狀、大小和安裝方式。56電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程7電氣原理圖的一般原則：（1）電氣原理圖一般包含主電路和控制電路。主電路是電氣控制電路中大電流通過(guò)的部分，由接觸器主觸點(diǎn)、電動(dòng)機(jī)、低壓斷路器、開關(guān)電源等組成?？刂齐娐酚芍髁铍娖?、接觸器線圈、繼電器線圈、接觸器輔助觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)、信號(hào)燈、PLC控制器、低壓斷路器等元器件組成。繪制時(shí)，主電路和控制電路分開繪制。（2）各元器件采用國(guó)家規(guī)定的電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。（3）采用便于閱讀的原則來(lái)安排各個(gè)元器件在控制電路中的位置。同一元器件的各部件根據(jù)需要可以不繪制在一起，但文字符號(hào)要相同。若有多個(gè)同一種類的元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字符號(hào)，如KA1和KA2等。電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程8電氣原理圖的一般原則：（4）圖中所有電器的觸點(diǎn)，按處于非激勵(lì)狀態(tài)繪制。例如繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按吸引線圈不通電時(shí)的狀態(tài)繪制，開關(guān)、按鈕按其不受外力作用的狀態(tài)繪制等。（5）各元器件一般按動(dòng)作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。（6）有直接電氣聯(lián)系的十字交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑點(diǎn)表示；無(wú)直接電氣聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑點(diǎn)。（7）對(duì)于需要測(cè)試和能夠拆接的連接點(diǎn)采用“空心圓”表示，如端子排X的接點(diǎn)。電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程93.電氣元器件布置圖電氣元器件布置圖是用來(lái)表明電氣設(shè)備上所有電動(dòng)機(jī)和元器件的實(shí)際位置，為電氣控制設(shè)備的制造、安裝、維修提供必不可少的技術(shù)文件。10電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程11電氣元器件布置圖繪制時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）布置圖中的文字符號(hào)應(yīng)與電氣原理圖、安裝接線圖和電氣設(shè)備清單中的保持一致。（2）電氣控制柜中各元件之間以及上下、左右之間均應(yīng)保持一定的間距，要考慮元器件工作過(guò)程中的發(fā)熱和散熱因素，發(fā)熱元件應(yīng)安裝在上方。（3）強(qiáng)電、弱電應(yīng)分開，弱電特別是信號(hào)線應(yīng)加以屏蔽，以減小外界干擾。（4）動(dòng)力、控制和信號(hào)電路分開布置，各自安裝在相應(yīng)的位置，以便于操作、維護(hù)。（5）繪制布置圖時(shí)，應(yīng)將各電氣元器件按照外形尺寸畫出，并布置在電氣控制柜中，同時(shí)標(biāo)注出間距和尺寸。電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程124.電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖用來(lái)表明電氣設(shè)備各部件之間的連接關(guān)系、相對(duì)位置及其電氣連接，是實(shí)際安裝接線的依據(jù)。13電氣控制線路圖的繪制電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程14安裝接線圖繪制原則：（1）電器元件均按實(shí)際安裝位置繪制，外形按實(shí)際尺寸以一定的比例畫出，一個(gè)元器件的所有帶電部分均畫在一起。（2）具有相同走向的多條相鄰線路可繪制成一股線。（3）電器元件的各個(gè)端子號(hào)應(yīng)與電氣原理圖中的導(dǎo)線編號(hào)相一致異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程151.全壓直接起動(dòng)控制電路全壓直接起動(dòng)的起動(dòng)電流為電動(dòng)機(jī)額定電流的4~7倍，會(huì)造成電網(wǎng)電壓明顯下降，影響同一電網(wǎng)工作的其他負(fù)載的正常工作，所以全壓直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量受到一定限制。通常容量小于10kW的籠型異步電動(dòng)機(jī)可采用該起動(dòng)方式。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程16手動(dòng)控制電路手動(dòng)控制就是通過(guò)刀開關(guān)把電動(dòng)機(jī)直接接入電網(wǎng)，加上額定電壓。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程17點(diǎn)動(dòng)控制電路點(diǎn)動(dòng)控制是按下起動(dòng)按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)得電起動(dòng)，松開按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn)。用于電葫蘆控制、車床拖板箱快速移動(dòng)、機(jī)床中對(duì)刀等場(chǎng)合異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程18連續(xù)（長(zhǎng)動(dòng)）控制電路連續(xù)控制就是按下起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，松開起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)不會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。起自鎖作用的輔助觸點(diǎn)，稱為自鎖觸點(diǎn)。此控制電路也稱為自鎖電路，觸點(diǎn)的自鎖作用在電路中叫做“記憶功能”。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程19連續(xù)（長(zhǎng)動(dòng)）控制電路連續(xù)控制就是按下起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，松開起動(dòng)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)不會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。線路保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)—短路時(shí)熔斷器FU1或FU2的熔體熔斷切斷電路，使電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。過(guò)載保護(hù)—通過(guò)熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。零壓保護(hù)—也稱為欠壓、失壓保護(hù)。通過(guò)接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程20多地點(diǎn)控制電路在較大型的設(shè)備上，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。要求多處起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，實(shí)現(xiàn)方法是將分散在各操作站上的起動(dòng)按鈕并聯(lián)起來(lái)；若要求在多處均可控制電動(dòng)機(jī)的停轉(zhuǎn)，則停止按鈕應(yīng)串聯(lián)起來(lái)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程21連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)控制電路異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程22順序控制電路異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程23順序控制電路總結(jié)：要求甲接觸器動(dòng)作后乙接觸器才能動(dòng)作，則需將甲接觸器的常開觸點(diǎn)串在乙接觸器的線圈電路中。要求乙接觸器釋放后甲接觸器才能釋放，則需將乙接觸器的常開觸點(diǎn)并在甲接觸器的停車按鈕上。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程24正反轉(zhuǎn)控制電路任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)三相電源中的兩相，即改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍涂筛淖冸妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。正、反轉(zhuǎn)直接切換時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的反接制動(dòng)電流和機(jī)械沖擊。只適用于電動(dòng)機(jī)容量較小、切換間隔時(shí)間較長(zhǎng)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸具有足夠剛性的拖動(dòng)系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程25自動(dòng)往返控制電路有些生產(chǎn)機(jī)械如萬(wàn)能銑床，要求工作臺(tái)在一定距離內(nèi)能自動(dòng)往返，通常利用行程開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程262.降壓起動(dòng)控制電路較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)（大于10kW）因起動(dòng)電流較大，不允許進(jìn)行全壓直接起動(dòng)，應(yīng)采用降壓起動(dòng)方式。降壓起動(dòng)的實(shí)質(zhì)：起動(dòng)時(shí)減小加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流；起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程27定子繞組串電阻降壓起動(dòng)由于起動(dòng)時(shí)串入電阻的分壓作用，定子繞組起動(dòng)電壓降低，起動(dòng)結(jié)束后再將電阻短路，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行，可以減小起動(dòng)電流。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程28Y—△降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，把定子繞組接成星形，以降低起動(dòng)電壓，減小起動(dòng)電流；待電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再把定子繞組改接成三角形，使電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。起動(dòng)電流降為全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，起動(dòng)電流特性好。缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差，故適用于空載或輕載起動(dòng)。并且要求電動(dòng)機(jī)具有6個(gè)接線端子，且只能用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形接法的電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程29Y—△降壓起動(dòng)提示：重載起動(dòng)不能使用星-三角減壓起動(dòng)，會(huì)因?yàn)槠饎?dòng)時(shí)力矩不夠?qū)е码姍C(jī)堵轉(zhuǎn)，容易造成電機(jī)繞組燒毀。重載啟動(dòng)一般使用變頻器控制，變頻器可以同時(shí)改變輸出頻率與電壓，在V/f為常值時(shí)，輸出頻率f增加，則輸出電壓增加，轉(zhuǎn)速增加，電流不變，轉(zhuǎn)矩恒定。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程30自耦變壓器降壓起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是可以按允許的起動(dòng)電流和所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇自耦變壓器的不同抽頭（即可選減壓比，如80%、75%、60%）；缺點(diǎn)是設(shè)備體積大，投資較貴，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。適用于輕載或空載起動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程313.制動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)自脫離電源，由于慣性的作用，轉(zhuǎn)子要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能完全停止旋轉(zhuǎn)，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的制動(dòng)，使之能迅速停車。停車制動(dòng)的方式有兩大類：機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)是利用電磁抱閘等機(jī)械裝置來(lái)強(qiáng)迫電動(dòng)機(jī)迅速停車；電氣制動(dòng)是用電氣的方法，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子原來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。常用的電氣制動(dòng)方式有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程32反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)的原理是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組上三相電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而形成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的一種制動(dòng)方法。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程33能耗制動(dòng)控制電路原理是當(dāng)電動(dòng)機(jī)切除三相交流電源，這時(shí)轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運(yùn)轉(zhuǎn)。立即在定子繞組任意兩相中接入直流電源，使定子中產(chǎn)生一個(gè)恒定的靜止磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因受到靜止磁場(chǎng)力的作用，產(chǎn)生與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)受制動(dòng)迅速停車。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程344.有級(jí)調(diào)速控制電路n轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，n0同步轉(zhuǎn)速（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速），s轉(zhuǎn)差率（n0-n）/n0，f電源頻率，p定子磁極對(duì)數(shù)。調(diào)速的方法有三種：改變電源頻率f（變頻調(diào)速）；改變轉(zhuǎn)差率s；改變磁極對(duì)數(shù)p。極數(shù)、磁極對(duì)數(shù)：三相交流電機(jī)每組線圈都會(huì)產(chǎn)生N、S磁極，每相含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對(duì)出現(xiàn)的，磁極數(shù)除以2就是磁極對(duì)數(shù)，即p。異步電動(dòng)機(jī)基本電氣控制電路電氣控制與S7-1200應(yīng)用技術(shù)教程35同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是分級(jí)的，是由電機(jī)的“極數(shù)”決定的。極數(shù)（2極，4極，6極，8極）反映電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n0=(60f)/p。我國(guó)三相交流電的頻率f為50Hz，p為磁極對(duì)數(shù)（2極電機(jī)p=1，4極電機(jī)p=2，6極電機(jī)p=3，8極電機(jī)p=4）。因此，2極n0=3000r/min，4極n0=1500r/min，6極n0=1000r/min，8極n0=750r/min。同步轉(zhuǎn)速，非實(shí)際轉(zhuǎn)速。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是不等于同步轉(zhuǎn)速