接触器控制简要概述

继电接触器控制生产过程的自动化在提高劳动生产率、改进产品质量、减轻工人体力劳动等方面起着十分重要的作用。目前的工作机械大部分为电动机拖动，所以，自动控制的核心问题就是对电动机进行控制，继电接触器控制线路是由按扭接触器继电器和各种保护电器等所组成的一种控制线路。它能根据生产要求实现对电动机或其他执行元件的控制，继电一接触器控制的优点是操作简单，控制方便、比较直观，易于掌握，还能与各种保护电器相配合，实现短路、过载、失压等保护，是一种最简单的自动控制的方法。本章的教学基本要求是：了解常用低压电器的结构和功能。掌握继电一接触器控制的自锁、联锁以及行程和时间控制的原则，了解过载、短路和失压保护的方法。能读懂简单的控制电路原理图。了解一般继电一接触器控制柜的布线、安装的基本知识。1、常用控制电器因为继电一接触器控制线路是由各种控制电器和保护电器所组成，因此，在了解各种控制电路之前必须首先熟悉各种常用电器的结构、工作原理和表示符号。从功能上分，常用电器分为主令电器、控制电器和保护电器；下面分别加以介绍。一、主令电器在控制线路中，主令电器主要用来发出指令，以控制电磁开关的线圈与电源的接通与断开或实现线路的转换，实现某种控制功能。主令电器大多数是手动式，依靠手的按压作用使其触点发生动作。主令电器的种类很多，常用的有：按钮、转换开关、行程开关、主令开关、主令控制器、脚踏开关等。本节主要介绍按钮和转换开关。1、按钮按钮的结构原理图如图4.1（a）所示。它主要由按钮帽、连杆、二对动触点、二对静触点以及恢复弹簧等所组成。按钮帽分红色、黄色、蓝色、绿色、白色、黑色等，它装在连杆上端，二对动触点装在连杆下端，二对静触点装在按钮盒内，并通过接线柱与外部相连。在正常状态下，动触点与上面的一对静独点相接触，这对触点称为常闭触点。而下面的一对触点是断开的，称为常开触点。按下按钮时，常闭触点断开，常开触点闭合（故常团触点又称动断触点，常开触点又称动合触点）。当手松开后，在恢复弹簧的作用下按钮又恢复原来的状态。按钮的图形符号如图4.1（b）所示。按钮在结构上形式多种多样，触点的数目各不相同，主要根据使用场合、触点的数目以及按钮的颜色来选择。对于非常重要的控制配合，要求有可以防止误操作的按钮时，可选用钥匙式控制按钮；对于要求接通多个控制支路时，可选用旋转式控制按钮；当要求用于紧急时切断电源，可选用紧急式的控制按钮；在控制柜面板上的按钮，有的要求有灯光显示，这时可选用带灯的控制按钮；没有什么特殊要求，可选用一般按钮。对于按钮罩的颜色，一般红色钮罩多用于“停止”“紧急”的地方；黑色和绿色多用于“启动”、“通电”的地方；黄色透明的钮罩带灯按钮多用于显示工作或间歇状态。常用的为LA系列按钮，图4.2为LA系列按钮外形图。 2、转换开关转换开关又称组合开关，是结构上比刀式开关更加紧凑、使用更加灵活和方便的一种手动电器，它常用于控制线路的通断或线路的转换。转换开关的种类也很多。下面介绍几种常用的类型。（1）用于控制三相线路通断的转换开关。图4.3为一用于接通和断开三相异步电动机的转换开关的结构示意图。胶木盒内装有一个可转动的公共轴，轴上装有多个触片，这些可随轴转动的触片称动触片。胶木盒内还装有与动触片数目相同的静触片。这些静触片由接线柱与外电路相连。手柄只有两个定位位置：水平位置和垂直位置，由凸轮定位。当转动手柄至水平位置时，静触片与动触片断开（即X1与C1，X2与C2、X3与C3断开），电动机停车。当转动手柄至垂直位置时，动触片就插入到相应的静触片中，使三相电路同时接通（即X1与C1、X2与C2、X3与C3接通）。电动机启动。 （2）用于控制三相异步电动机正反转的转换开关图4.4是用于控制三相异步电动机正反转的转换开关结构示意图和触点动断表。图中X1、X2、X3分别为电源引线，C1、C2、C3，分别接电动机接线端。转换开关手柄有三个定位位置。在不同位置时接通不同的电路，动断表（图4.4(d)）中的符合“X”表示相应的触点接通，空格则表示相应的触点断开。当开关手柄转到位置“0”时，动触点不与任何静触点接触，整个电源断开，见图4.4（a）。当开关手柄转到位置“I”时，X1、X2、X3，分别与C1、C2、C3，相接通。见图4.4（b），电动正转。当开关手柄转到位置“II”时，X1、X2、X3则分别与C1、C2、C3相接，此时两相电源线对调，电动机反转，见图4.4（c）。在电动机不频繁起停且电动机容量不大的情况下，可采用这种转换开关方便地实现电动机的正反转控制。（3）万能转换开关另外，还一种多档的转换开关，它的触点较多，手柄常有几个定位位置；它能同时接通和断开多条电路，这种转换开关通常称为万能转换开关。它常用于选择系统的不同工作方式，便如自动方式、半自动方式和手动方式等。图4.5是一种万能转换开关的图形符号和触点断合表。在图形符号中，黑点表示手柄在相应位置时该触点闭合，无黑点表示断开，例如，当手柄转到位置“II”时，触点1和3接通，而触点2、4、5、6断开。又如，当手柄转到位置“O”时，所有触点均接通。 常用的转换开关为LS系列和LW系列。图4.6为LW系列万能转换开关外形图。 二、接触器接触器是一种依靠电磁力使触点产生动作的一种电器，在自动控制系统中，常用它接通或断开负载电路。根据接触器线圈所需电源电压的不同，接触器常分为交流接触器和直流接触器，但也有交直流两用的接触器。1、交流接触器交流接触器主要由触点、电磁系统和灭弧装置三大部分组成，下面分别介绍它们的结构和作用。（1）触点交流接触器的触点分为主触点和辅助触点两类，每一对触点包含一个动触点和静触点，如图4.7所示。主触点为三对常开触点，用来接通或断开负载电路，由于它允许通过较大的电流（一般大于10A），故触点较大；而辅助触点包括常开触点和常闭触点两种。辅助触点用于接通或断开控制电路中接触或继电器的线圈，辅助触点额定电源一般为5A。常和的CJ系列交流接触器有四对辅助触点，两对常闭，两对常开。 （2）电磁系统电磁系统是由静铁心、动铁心（或叫衔铁）和线圈组成。线圈套在静铁心中。动铁心通过连杆与触点相连。当线圈通电时，铁心中产生磁通，使静铁心和动铁心之间产生电磁吸力，动铁心被吸引并带动动触点向下运动，使得原来接触的动静触点分开，原来分开的动静触点接触，即常开触点闭合，常闭触点断开。当线圈断电时，由于恢复弹簧的作用于使动铁心恢复到原来的状态（即常触点重新断开，常闭触点重新闭合）。这样，可以通过控制线圈得电或断电，达到控制负载波电路通断的目的。当主触点容许通过的电流较小（小于10A）时，主触点和辅助触点就被做成一样大小，即无主触点和辅助触点之分。线圈的额定电压通常有两种：380V和220V。线圈的额定电压决定了控制电路所需的电源电压，通常按通过主触点的电流大小和线圈额定电压来选择接触器。（3）灭弧系统接触器在断开大电流电路时，在断开瞬间触点处将产生电弧，实质上是动触点与静触点之间的气体在电场作用下出现的放电现象。它会烧坏触点，有时还会烧熔触点而使动静触点焊在一起，使电路不能切断，有时甚至会引起相间短路。因此，通断电流较大的交流接触器常带有灭弧装置，使在触点断开时能迅速熄灭电弧。传统的交流接触器产生主要为CJ系列。换代产品为CJ20系列、CJO系列等。引进产品有B系列、STB系列等。图4.8为CJ20系列交流接触器外形图。 2、直流接触器直流接触器与交流接触器的主要区别是直流接触器线圈所需的电源是直流电源。常用的为220V和440V。直流接触器常用于控制直流电动机的启动、换向，调速或反接制动。常用的直流接触器为CZ系列。三、继电器在控制线路中，继电器主要用于实现某种控制或保护功能。控制继电器的种类繁多，常用的有电流继电器、时间继电器、中间继电器、热继电器、温度继电器、漏电保护继电器、速度继电器等。本节只介绍中间继电器和热继电器。1、中间继电器中间继电器在结构上和交流接触器基本相似，工作原理也完全相同，但中间继电器无主触点与辅助触点之分，仅分常开触点和常闭触点两种，且触点数较多。常用的JZ7系列中间继电器有4个常开、4个常闭触点，触点额定电流为5A。在控制电路中，中间继电器主要用来使信号得到放大（实现用较弱的电流去控制额定电流较大的接触器的电磁线圈），增加信号数量（使同一个信号能同时控制多个电磁线圈）。图4.9为中间继电器的线圈和触点符合。常用中间继电器有JZ7系列和JZ8系列两种。通常按线圈额定电压、触点额定电流和触点数来选择中间继电器。 2、热继电器热继电器是一种利用电流的热效应使触点动作的保护电器，常用作电动机的过载保护。当电动机过载或短路时，热继电器的常闭触点打开，断开相应的控制回路，使电机得到保护。热继电器主要由发热元件（即电阻丝）、双金属片、传导部分和常闭触点组成，如图4.10所示。发热元件绕在双金属片上。双金属片由二种膨胀系数不同的金属焊接而成。其上端固定，下端与传导部分相连。传导部分由导板、杠杆、弹簧等组成。工作时，发热元件串接在电机主回路中，常闭触点串接在控制电机的接触器线圈所在的回路中。当电机过载时，通过发热元件上的电流增加，双金属片受热膨胀，下端向右产生弯曲，推动导板向右运动。当弯曲到一定程度时，导板带动杠杆1绕支点1反时针方向旋转，从而顶开常闭触点。常闭触点断开后，控制电机的接触器线圈断电，使电机和电源断开，达到保护电机的目的。热继电器有自动复位和手动复位两种情况。这主要由自动手动复位调节螺钉决定。当它向左旋转到MN线左边时，若常闭触点断开、动触点A点仅限制在MN线左边。在发热元件冷却后，由于弹簧1的作用使导板、杠杆1复位；同时，由于弹簧2的作用使杠杆2绕支点2顺时针方向旋转，使得常闭触点自动闭合，这叫做自动复位，当调节螺钉在MN线右边时，若常闭触点断开，动触点A将运动到MN线右边，这样，弹簧2的作用使杠杆2绕支点2逆时针方向旋转，常闭触点无法自动闭合，只有按下手动复位按钮才能使常闭触点重新闭合，这叫做手动复位。热继电器上方装有调节电流旋钮。旋动旋钮时，偏心轮压迫支撑杆绕支点3左右移动，当支撑杆左移时，扛杆1与扛杆2的间隙增大，这样热元件的动作电流将增大，反之热元件动作电流将减小。因此，热继电器发热元件的动作电流（或叫整定电流）可以在一定范围内调节。当热元件中通过的电流超过整定电流的20%时，热继电器应在20分钟内动作。通常按整定电流选用热继电器。整定电流应调节到与电动机的额定电流一致。由于热惯性，热继电器从过载到发生动作，需要一定的时间。过载电流越大，动作时间越短。常用的热继电器型号为JR系列。四、熔断器熔电器是一种短路或过载保护元件。当线路发生短路或过载时它能可靠地切断电源，以保护电网及电器设备免受短路或过载电流的影响。熔断器主要由熔体与外壳两部分组成。熔体由铅锡锌等合金制成。外壳由陶瓷等绝缘材料制成。熔体的熔点较低，如流过的电流过大的，因产生的热量大而被烧断，这样，与它串接的电路便断开了。常用的熔断器有瓷盒式和螺旋式两种。图4.11是这两种熔断器的外形图和符号。 选择熔断器除了选择熔断器的类型外，还要选择熔断器的额定电流。熔断器的额定电流表示熔断器长期工作时允许通过的电流。熔体的额定电流可按以下方法决定：（1）电阻负载（包括电灯负载）的熔丝熔体额定电流电阻负载的额定电流通常可选1.5-2倍。（2）电动机的熔体电动机启动时电流较大，为了防止因启动电流较大而将熔体烧断，因此熔体不能按电动机的额定电流来选择，通常按下式计算：对于一台电动机且启动不频繁时：熔体额定电流电动机的启动电流/2.5如果启动频繁，则熔体额定电流电动机的启动电流/1.62对于几台电动机合用的总熔体熔体额定电流（最大电动机的启动电流+其余电动机额定电流之和）/2.5熔体熔断时间与流过熔体的电流有关。熔断时间与电流平方成正比，电流越大，熔断时间越短。另外，有一种快速熔断器，它的动作速度快，当电流超过熔体额定电流5倍以上时，熔断时间可在几毫秒之内。快速熔断器常用于可控硅的过电流或短路保护。五、自动开关自动开关（或称为自动空气开关）是将控制电器和保护电器的功能合为一体的电器。它不仅可用作低压（低于500V）配电的总电源开关，还能在电路发生短路、过载、欠压等故障时自动切断电路，起到保护电源或负载的作用。自动开关种类很多，但均由触点、操作机构、脱扣器、灭弧室等组成。图4.12为自动开关的工作原理图。通过手动操作联杆机构使主触点闭合，接通三相电路。过电流线圈串在电路中（图中只画出一个线圈，实际上有两个或三个），欠压线圈则并在电源两端。当电路短路或电流过大时，过电流线圈产生的电磁吸力克服了弹簧2的反作用力使过流脱扣器的顶杆向上运动顶开脱扣钩子，于是在弹簧1的作用下，使主触点动作，切断电源，起到了保护作用。如电源电压低于某一规定值或者消失时，欠压线圈定磁吸力小于弹簧3的作用力，于是欠压脱扣器的顶杆在弹簧3的作用下顶开脱扣钩子，起到欠压保护作用。 用自动开关实现短路保护比熔断器优越。因为三相负载中发生线间短路时，很可能只有一相熔断器烧断，造成单相运行。而使用自动开关时，只要发生线间短路，开关就跳闸，将三相电路同时切断，因此，在要求较高的场合常采用自动开关。常用的自动开关为DZ系列。如下图所示的几种常用的低压空气开关。 2、基本继电一接触器控制电路一、电气原理图现代生产机械的自动控制主要是使电动机的各种不同的运行状态和电磁阀的通断电情况可以根据生产的工艺要求自动改变。虽然由于工艺要求不同，控制线路复杂程度也不一样，但都是由基本控制电路或典型控制环节组成的。本节将介绍几种常用的基本继电一接触器控制电器。 图4.13典型的控制线路原理图图4.13(a)是一个按实际电器元件画出的控制线路图。这种画法显然不方便。而且实际上控制线路涉及的电器元件多，若按这种画法，根本无法画出来，所以，实际上都是画成原理性的控制电路图，如图4.13（b）所示，画原理图时应遵守以下几条原则：（1）所有电器在图中均同时用其标准图形符号和文字符号表示。所有电器的触点均按常态画出。所谓常态，对继电器、接触器而言是指线圈未得电时触点的状态；对行程并关、按钮等而言是指此电器未受压时触点的状态。（2）为了在原理图上充分体现各电器之间的联系关系和工作原理，同一电器的各个部件可以画的不同的地方。但同一电器的所有部件应使用同一文字符号。（3）将整个线路分成两部分来画，负载所在的大电流回路称主回路，常用粗实线表示，画在左边。接触器线圈、辅助触点、继电器的线圈和触点、主令电器等小电流回路称控制回路，常用细实线表示，画在右边。（4）对于复杂的控制线路，为了便于安装和维修，对各电器的各个部件的两个端点要加以编号。主回路中的同种电器用同一字母加角标表示。控制回路中的电器则用数字表示，一般以各电器的线圈为界，左边用奇数顺序进行标注，右边用偶数顺序进行标注，同一节点的各条支路应标注同一数字。二、单向直接启动控制1、点动控制 当电动机容量较小时，可以采用直接启动的方法控制。图4.14为点动控制线路，主回路由刀开关S（或用转换开关）、接触器的主触点KM和电动机M组成。熔断器FU作短路保护用，刀开关S用作电源引入开关。电动机的启动或停车由接触器KM的三个主触点来控制。控制回路由启动按钮SB（只用了它的常开触点）和接触器线圈KM串接而成。线路的工作原理如下：按下启动按钮SB时，控制回路接通，接通器线圈KM得电，其主触点KM闭合，接通主回路，电动机M得电运转。当手松开时，由于按钮复位弹簧作用于，使得SB断开，接触器线圈KM断电，主触点断开，使电机主回路断电，电动机停转。这种用手按住按钮电机就转，手一松电机就停在控制线路称为点动控制线路。生产上有时需要电动机作点动运行。例如，在起重设备中常常需要电动机点动运行；在机床或自动线的调整工作时，也需要电动机作点动运行。所以点动控制线路是一种常见的控制线路，也是组成其它控制线路的基本线路。2、连续运行如需要电动机连续运行，则在点动控制线路中的启动按钮SB2的两端并上接触器KM的辅助常开触点，如图4.15所示。按下按钮SB2时，按触器线圈KM得电，在接通主回路的同时，也使接触器的辅助常开触点KM闭合。手松开后，虽然按钮SB2断开，但电流从辅助常开触点KM上流过，保证接触器线圈KM继续得电，使电机能连续运行。辅助常开触点的这种作用称为自锁（或自保）。起自锁作用的触点称自锁触点。在此线路中还需串联停止按钮SB1（只用了它的常闭触点）。此按钮受压时，其常闭触点断开，接触器线圈KM断时，主触点断开，电机停止转动。上述的自锁触点还具有零压保护作用。当线路突然断时，接触器线圈KM失电，在断开主回路的同时，也断开了自锁触点，当电源重新恢复电压时，由于自锁触点已经断开，线路不再接通，这样就可以避免发生事故，起到保护作用。 为了防止长期过载烧毁电机，线路中还接了热继电器KOL。当电动机长期过载运行时，串接在主回路中的受热体膨胀引起动作，顶开串接在控制回路中的常闭触点。断开控制回路和主回路，从而保护了电动机。将起、停按钮、接触器和热继电器组装在一起就构成所谓磁力启动器，它是一种专用于三相异步电动机起、停控制和长期过载保护的电器。三、正反转控制许多生产机械的运动部件，根据工艺要求需要电机能正、反两个方向旋转。由三相异步电动机的工作原理可知，改变定子绕组中流过电流的相序就可使电机的旋转方向发生改变。为此，可控制两个接触器分别引入不同相序的电流到电机便可实现电机正反转控制。 图4.16图4.16(a)为电机正、反转主回路。图中KM1为控制正转的接触器，KM2为控制反转的接触器。它们的主触点均接在主回路上。KM1的主触点闭合时，将A、B、C三相电流分别引进电机U1、V1、W1绕组中，电机正转。当KM2的主触点闭合时，A、C相电流对调（即A相电流流入W1绕组，C相电流流入U1绕组中），电机便反转。从主回路可以看出，如果KM1和KM2同时得电时，将造成线间短路。为避免事故发生，必须在KM1和KM2中的一个线圈得电时，迫使另一个线圈不可能得电，这种两线圈不能同时得电的互相制约的控制方式叫做互锁。在实际控制线路中，只要将KM1和KM2的常闭辅助触点分别串入对方线圈的控制线路中就可达到互锁的目的。如图4.16(B)所示。这样，当线圈KM1得电时。串接在线圈KM2电路中的KM1常闭触点断开，此时即使按下反转按钮SB3，KM2也不可能得电。只有先按停止按钮SB1和KM1断时，其常闭触点KM1闭合后，再按下SB3时，电机才能反转。同理可知电机在反转时也能达到互锁目的。此线路正转或反转控制原理与连续运行控制相同，在此不再叙述。图4.16（c）为既有电气互锁。又有机械互锁的正反转控制线路。此线路虽然复杂些，但控制电机从正转变为反转时，不必先按停止按钮SB1，只要按下反转按钮SB3就会先断开正转线路，使反转线路接通。从反转到正转也是如此，操作比较方便。四、联锁控制在实际生产中，还存在着另一种制约情况，如第一台电机工作后，第二台电机才能工作，或者第一台电机不停止，第二台电机不能停止等等。这种由一台电机的工作情况决定其它电机工作情况的制约关系叫做联锁。联锁控制根据具体要求不同采用不同的控制方式。在图4.17中，控制电动机IM（图中主电路未画出）的接触器IKM的辅助常开触点串接在控制电机2M工作的接触器2KM的线路中，这样，只有当1KM得电后2KM才具备得电的条件，即只有当电机IM工作后电机2M才可能工作。 在图4.18中，2KM的常开触点并接在1KM的停止按钮上。只有当2KM失电后，1KM才可能失电。这样就可满足当电机2M停止工作后电机1M才能停止工作的要求。五、集中控制与分散控制在现代生产中，往往将各种生产工艺过程按顺序连成一条流水生产线，完成从原料到成品加工的全过程，这就是生产自动线。在生产自动线上，需要一个总的控制机构，以便对自动线上各种机床实行集中控制，同时，各种机床自身也应可以分散控制，以便试车或者单独操作。这样就需要对各机床同时实现集中控制和分散控制，图4.19就是一个简单的集中控制与分散控制的线路。 图中SB1、SB2安装在总操作台上，SB2通过中间继电器KA对IKM和2KM实现集中控制，而1SB1、1SB2、2SB1、2SB2则分散装在每台机床上，以便对机床实现单独控制。这样，按下SB2、KA得电，其常开触点闭合，使1KM和2KM同时得电并工作。按下SB1，1KM和2KM同时失电并停止工作，分别按1SB2或2SB2，则分别使1KM或2KM工作，实现对1KM或2KM的单独控制。如果需要在总操作台上也能分别操作各台机床，只需在总操作上台上安装两只分别与1SB1、2SB1串联的停车按钮和两只分别与1SB2、2SB2并联的启动按钮即可。六、典型控制环节在生产的自动控制过程中，随着工艺过程的进展，必然伴随着一些物理量的变化，如位置、时间、速度等。典型控制环节就是根据这些物理量的变化来实现电机控制的电路，分为行程控制、时间控制和速度控制。这里我们不讨论具体电路（控制电路在其它课程中讨论），仅介绍典型控制环节中使用的典型元件。1、行程控制行程控制就是根据运动部件所走的行程（或所处的位置）来实现某种控制（或实现某种运动）。例如，在龙门刨床工作台控制中，需要根据龙门刨床工作台的行程位置控制工作台移动的方向和速度。又如车间的行车要对其进行限位控制，当行车行走至终点时，控制其停止或自动返回。实现行程控制的典型元件为行程开关。行程开关（又叫位置开关）是由位置来决定其动作的开关元件，它的结构基本上与按钮一样，一般只具有一个常开触点和一个常闭触点（也有触点数较多的行程开关）。这些触点与触杆或滋轮直接相连。行程开关装在机床或生产设备的固定部件上，而运动部件上装设挡块。当运动部件带动档块运动至行程开关所处位置时，挡块碰到行程开关的触杆或滋轮，行程开关受压，其常开触点闭合，常闭触点断开，接通或断开相应的电路，达到自动控制的目的。 行程开关结构上主要分为直线式和滚动式两种，直线式行程开关结构示意图和图形符号如图4.20所示。图4.21为LX系列行程开关外形图。2、时间控制时间控制，就是按时间实现某种控制。例如三相异步电动机的Y-换接启动。开始启动时，电动机的定子绕组接成Y形，过一段时间，即启动完毕后，将定子绕组换接成形运行，这就是时间控制。实现时间控制的电器为时间继电器。时间继电器的种类较多，有空气阻尼式、电子式、钟表机械式等，但不管是哪一类时间继电器，都是在继电器线圈得电（或断电）后，延迟一段时间，它的延时触点才动作。通过延时触点接通（或断开）控制电路中的部分电路来控制主电路负载工作，实现时间控制。图4.22为两种时间继电器的外形图。 3、速度控制速度控制，就是按转速的高低来实现某种控制。例如电动机要反接制动时，必须要在转速接近零时使用电源断开，否则电动机就会反方向启动。要实现速度控制，就需要一种能反映速度变化的电器，当速度变化到一定值时，接通或断开控制电路，实现速度控制。这类电器常用的有速度继电器、测速发电机以及电子速度检测装置等。下面介绍速度继电器工作原理。图4.23是速度继电器的示意图。速度继电器主要由转子、外环和触点组成。转子是由永久磁铁制成，外环内圆表面有和鼠笼式绕组相似的绕组，外环可以转动一定的角度。当速度继电器的永久磁铁由电动机带动旋转时，在鼠笼绕组上感应电动势，产生感应电流，此电流与永久磁铁相互作用产生一电磁力使外环转动一个角度。转动的方向由永久磁铁的旋转方向决定。当外环转动一个角度后，固定在外环上的顶块也跟着转动并拨动触点使之动作，使常闭触点断开、常开触点闭合，接通或断开控制电路，实现速度控制。当电动机速度很慢或为零时，顶块无力拨动触点，速度继电器触点自动复位。七、可编程控制器可编程控制器（PLC）是微型计算机技术和继电器常规控制相结合的产物，是一种以CPU为核心、用作数字控制的专用计算机系统。它不仅可以代替继电器控制系统、提高系统可靠性性，还具有运算、计数、计时等功能。扩展后，还可进行通信联网、数据传送、矩阵运算等。可编程控制器还有自诊断、监控、报警等功能。可编程控制器为为积木式硬件结构加上模块化软件设计，改变软件即可改变控制器的功能。而且编制方法容易掌握，程序结构简单直观。可编程控制器硬件可靠性高，环境适应性好，操作方便，维修容易。可编程控制器内部由一系列电子器件构成的继电器，这种继电器是一种逻辑意义上的继电器，其十分重要的特征是它的联接方式及工作状态均是用程序（软件）来控制（不需要外部接线），故常称为软继电器。其内部的各种时间继电器、计数继电器等均是这种软继电器。它们不需外部接线，可用软件控制或改变“接法”，其工作性能均与硬继电器一样。使用可编程控制器可大大简化控制电路的接线，提高控制可靠性，并且通过软件改变程序，可以很容易地改变控制电路的工作流程而无需改变其外部接线，这是由硬继电器组成的控制电路无法做到的。由于可编程控制器有以上优点，现已广泛应用于自动控制系统。 图4.24是一种可编程控制器外形图。由主机、扩展模块及编程器组成。主机也可与计算机连机通讯（替代编程器）实现计算机控制。3、电机正反转控制柜安装训练电机正反转控制柜的安装训练是在控制板及面板元件布设完毕之后进行的布线接线训练。工厂生产的控制柜的控制板及面板布置、元件选用、控制板的元件分布等，应由工程技术人员设计。控制柜安装训练的目的是要求通过安装训练，了解电机控制柜设计的基本思路，如何将控制电路图转换成一个控制柜产品，如何选用元件，控制板元件如何布设、面板的设计、导线的选用以及控制柜安装的基本要求。一、电机正反转控制电路图 图4.25电机正反转控制电路图图2.25是电机正反转控制电路图。电路使用的元件有：二个交流接触器KW1和KW2作为正反转控制的主控元件，一个热继电器FR为电机过电流保护元件，五个熔断器FU1、FU2为主电路和控制电路短路保护元件。以上电器安装在控制柜内控制板上。控制柜面板上安装有锁开关、急停、停止、正转、反转控制按钮。电源、正转、反转指示灯及电压表。电路的工作过程如下：合上三相电源后首先电压表应指示有380V电压，锁开关闭合后电源指示灯亮，按下正转控制按钮，接触器KW1线圈得电，其主触头及辅助触头动作，接通电机、电机正转，同时正转指标灯亮。按下反转控制按钮，接触器KW2线圈得电，接通反转电路，电机反转，同时反转指示灯亮。为保证接触器KW1和KW2不同时得电而引起相线间短路，控制电路中设置有机械互锁（SB3和SB4的常闭触头）和电气互锁（KW1和KW2的常闭触头）形成的双重保护。按下停止按钮或急停按钮，控制电路断电，电机停转。热继电器FR的热元件串联在主电路中，当电机电流过大超过一定值时，热元件动作顶开其常闭触头，使控制电路断电，电机停转，以避免损坏电机。二、电动机正反转控制线路安装步骤及要求1、按电路图（或元件明细表）检查元件配置情况，并进行检验按电路图（或元件明细表）检查控制板和控制面板上的元件是否齐全，观察各类元件上的厂标或索引号、工作电压性质和数值等标志是否符合电路要求。观察各类元件上触点及接线端子的位置并用万用表逐个检查元件的常开、常闭触点及接触器线圈是否完好。观察控制板及控制面板的元件布置情况，控制板及控制面板的元件设置在实际工作中应由工程技术人员设计完成，此控制柜例可作为参考。2、布线（1）选用导线1）导线的类型 硬线只能用在固定安装的不动部件之间，且导线的截面积不小于0.5mm2，在其余场合则应采用软线。2）导线的绝缘 导线必须绝缘良好，并应具有抗化学腐蚀的能力。3）导线的截面积 在必须能承受正常条件下流过的最大电流的同时，还应考虑到线路中允许的电压降、导线的机械强度以及与熔芯的配合。（2）敷线方法所有导线从一个端子到另一个端子的走线必须是连续的，中间不得有接头；对明露导线必须做到平直、整齐、走线合理等要求。由于明露导线在布线时需固定、绑扎，工作量较大且维修不便，目前较多采用有齿槽板布线方式。（3）接线方法所有导线的连接必须牢固、不得松动。导线与端子的接线，原则上是一个端子只接一根导线，至多接二根导线。有些端子不适合连接软导线时，可在导线端头上采用针形或叉形等冷压接头。（4）导线的标志1）导线的颜色 保护线（PE）必须采用黄绿双色线，动力电路的中线（N）和中间线（M）必须是浅蓝色，交流或直流动力电路应采用黑色，交流控制电路采用红色，直流控制电路采用蓝色，与保护导线连接的电路采用白色。2）导线的线路标志 导线的线路标志应与原理图和接线图相符。在每一根导线的线头上必须套上标有线路的套管，位置应接近端子处。线号的编制方法应符合国家相关标准。（5）控制板（箱）内部配线方法一般采用能从正面修改配线的方法，如板前线槽配线板前明线配线，较小采用板后配线的方法。3、通电前检查（1）各个元器件的代号、标志是否与原理上的一致，是否齐全。（2）各个安全保护措施是否可靠。（3）控制电路是否满足原理图所要求的各种功能。（4）各个电气元件安装是否正确和牢靠。（5）各个接线端子是否连接牢固。（6）布线是否符合要求、整齐。（7）各个按钮、信号灯罩、光标按钮和各种电路绝缘导线的颜色是否符合要求。（8）保护电路导线连接是否正确、牢固可靠。（9）电气绝缘电阻是否符合要求。4、通电试验通电前应检查所接电源是否符合要求。通电后应验证电气设备的各个部分的工作是否正确和操作顺序是否正常。然后在正常负载下连续运行，验证电气设备所有部分运行的正确性。同时要验证全部器件的温升不得超过规定的允许温升。5、注意事项（1）三相电源插头连线采用四芯橡皮线，其中黑色线接保护零线，其它色线接三根火线，应检查插头线是否正确。（2