第1.2章-基本电气部分..ppt

电气控制与PLC应用 授课教师 阮岩电话ProgrammableLogicController 要求 1 请不要迟到 早退 2 有问题可随时拨打电话 但 3 会无规律点名 小测验 教学要求1 考核方法 作业 实验 小测验 闭卷综合考试2 答疑安排 每周五下午1 主楼1013课程的性质和特点1 实用性强2 实践性强 绪论 基本电气控制1 组成 继电器 接触器 按钮 开关等有触点的低压电器2 优点 结构简单 价格便宜3 缺点 可靠性低 体积庞大 缺乏灵活性与通用性现代电气控制传统的继电 接触器电气控制系统巳逐步为PLC 可编程控制器 所替代 它是集开关量控制与模拟量调节于一身的综合控制系统 几个基本概念 连续控制系统和断续控制系统 顺序控制和逻辑控制 目录 第一部分基本电气控制第1章常用低压控制电器第2章电气控制线路的基本原则和基本环节第二部分现代电气控制第3章可编程序控制器基础第4章S7 200PLC的系统配置第5章S7 200PLC的指令系统第6章STEP7 Micro WIN32编程软件第8章可编程序控制器设计与应用 参考书 谢克明 电子工业出版社 可编程控制器原理与程序设计 陈立定 华南理工大学出版社 电气控制与可编程控制器 实验 实验一基本指令及简单编程练习2学时实验二综合练习4学时 第一部分基本电气控制 第1章常用低压控制电器1 1概述1 2接触器1 3继电器1 4熔断器1 5低压开关和低压断路器1 6主令电器1 7低压电气的产品型号 1 1概述 低压电器 常指用于交流额定电压1200v 直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品 在电路中自动或手动接通和断开电路 从而断续或连续地改变电路参数或状态 实现对电路的切换 控制 保护 检测和调节作用的电气元件或设备 作用 接触器是用来频繁接通和切断电动机或其他负载主电路或控制电路 1 2接触器 2 分类 按其主触头通过的电流的种类分为 交流接触器直流接触器按其主触头的极数分为 单极 双极 三极 3 结构组成 电磁系统 触头系统和灭弧系统 电磁系统 触头系统 4 工作原理 当电磁线圈通电后 线圈电流产生磁场 使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁 并带动触头动作 常闭触头断开 常开触头闭合 两者是联动的 当线圈断电时 电磁吸力消失 衔铁在释放弹簧的作用下释放 使触头复原常开触头断开 常闭触头闭合 5 图形符号 例 CJ12 250 3 直流接触器型号意义 等系列 交流接触器型号意义 6 接触器的选用 控制交流负载应选用交流接触器 控制直流负载则选用直流接触器 主触头的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压 主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流 吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致 接触器在线圈额定电压 及以上时应能可靠地吸合 作用 主要用于控制及保护电路或作信号转换用 当输入量变化到某一定值时 继电器动作 其触点接通或断开控制回路 分类 按用途分 有控制继电器的保护继电器 按动作原理分 有电磁式继电器 感应式继电器 电动式继电器 电子式继电器 热继电器等 按输入信号分 电压继电器 电流继电器 功率继电器 中间继电器 时间继电器 1 3继电器 3 电磁式工作原理 工作原理 工作原理 4 图形符号 继电器的特性 X2 继电器吸合值 X1 继电器释放值 继电器的返回系数 K X1 X2 4 电磁式电压继电器及电流继电器电磁式电压继电器欠电压继电器过电压继电器电磁式电流继电器欠电流继电器过电流继电器 型号意义 例 JL3 11 电磁式继电器 2 1热继电器作用 在电路中主要是做三相交流电动机的过载保护保护特性 工作原理 例 带断相保护的热继电器 主要技术数据及选用 文字图形符号 时间继电器 时间继电器 时间继电器的图形及文字符号 信号继电器速度继电器 温度继电器双金属片是温度继电器热敏电阻式温度继电器 压力继电器 液位继电器 熔断器1 作用常作为电路或用电设备的严重过载和短路保护 主要用作短路保护 是一种结构简单 使用方便 价格低廉的保护电器 2 熔断器的保护特性 3 熔断器的选用熔断器用于不同性质的负载 其熔体额定电流的选用方法也不同 1 熔断器类型选择其类型应根据线路的要求 使用场合和安装条件选择 2 熔断器额定电压的选择其额定电压应大于或等于线路的工作电压 3 熔断器额定电流的选择其定额电流必须大于或等于所装熔体的额定电流 4 熔体额定电流的选择对于电炉 照明等电阻性负载的短路保护 熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流 注意 熔断器一般做成标准熔体 更换熔片或熔丝时应切断电源 并换上相同额定电流的熔体 不得随意加大 加粗熔体或用粗铜线代替 封闭管式熔断器 圆筒帽形熔断器 螺旋式熔断器 1 5低压开关和低压断路器1 低压断路器又称自动空气开关或自动开关 它相当于刀开关 熔断器 热继电器 过电流继电器和欠电压继电器的组合 是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压 失压 过载和短路保护的电器 低压断路器工作原理 1 主触头2 自由脱扣机构3 过电流脱扣器4 分励脱扣器5 热脱扣器6 欠电压脱扣器7 起动按纽 2 低压隔离器 刀开关 作用 在低压电路中 作为不频繁接通和分断电路用 或用来将电路与电源隔离 1 胶壳刀开关 图1 28胶壳刀开关的结构图1 上胶盖2 下胶盖3 插座4 触刀5 瓷柄6 胶盖紧固螺母7 出线座8 熔丝9 触刀座10 瓷底板11 进线座 2 铁壳开关 3 组合开关 隔离开关 1 6主令电器 作用 用来控制接触器 继电器或其它电器线圈 使电路接通或分断 从而达到控制生产机械的目的 种类 主要有按钮 行程开关 接近开关等 2 按钮 按钮结构 工作原理 图形及文字符号SB 3 位置开关 行程开关 行程开关又称限位开关或位置开关 是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器 主要用于生产机械的运动方向 行程大小控制或位置保护等 行程开关 主令控制器 1 电感接近开关 接近开关 电感式接近开关工作原理 电感式传感器由三大部分组成 振荡器 开关电路及放大输出电路 振荡器产生一个交变磁场 当金属目标接近这一磁场 并达到感应距离时 在金属目标内产生涡流 从而导致振荡衰减 以至停振 振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号 触发驱动控制器件 从而达到非接触式之检测目的 电容式接近开关的工作原理 电容式接近传感器由高频振荡器和放大器等组成 由传感器的检测面与大地间构成一个电容器 参与振荡回路工作 起始处于停振状态 当物体接近传感器检测面对 回路的电容量发生变化 使高频振荡器振荡 振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转化成二进制的开关信号 2 电容接近开关 霍尔开关的工作原理霍尔开关的输入端是以磁感应强度B来表征的 当B值达到一定的程度 如B1 时 霍尔开关内部的触发器翻转 霍尔开关的输出电平状态也随之翻转 3 霍尔开关 红外线光电开关 光电开关 超声波传感器 第2章电气控制线路的基本原则和基本环节 2 1电器控制线路的绘制2 2三相异步电动机的起动控制2 3三相异步电动机的正反转控制2 4三相异步电动机的调速控制2 5三相异步电动机的制动控制2 6其它典型控制环节2 7电器控制线路的设计方法 2 1 1电器控制线路常用的图形 文字符号国家标准局参照国际电工委员会 IEC 颁布的有关文件 制定了我国电气设备有关国家标准 采用新的图形和文字符号及回路标号 GB4728 1984 电气图用图形符号 GB6988 1987 电气制图 GB7159 1987 电气技术中的文字符号制订通则 规定从1990年1月1日起 电器控制线路中的图形和文字符号必须符合最新的国家标准 2 1电气控制线路的绘制 2 1 2电气原理图 1 电路绘制的几个原则 1 根据通过电路电流的大小 控制线路分为 主回路 控制回路和辅助回路 2 所有的主回路 在图上都用粗线画出 并且一般都画在图纸的上方或左方 控制和辅助回路用细线表示 画在同一张图纸的下方或右方 3 各电器元件应用国标规定的图形符号和文字符号同一电器的各部件可以画在不同的位置 根据图面布置的需要 可以将图形符号旋转90度 但文字符号不可倒置 为了区分同一电器的各触点或同一类型的各电器 可以用辅助符号或数字序号加以区别 4 线路图中的所有触点都按其 正常 位置画出5 尽可能减少线条和避免线条交叉 例 图中各控制线路能否实现正常连续工作 SB2为启动按钮 SB1为停止按钮 2 2三相异步电动机的启动控制2 2 1三相笼型电动机直接启动控制1 刀开关直接起动控制线路 2 采用接触器直接启动控制 1 点动控制 2 连续控制 3 点动及连续控制 2 2 2三相笼型电动机减压启动控制1 串电阻启动 2 星形 三角形启动 3 串自耦变压器启动 4 延边三角形降压启动 2 3三相异步电动机的正 反转控制 只能实现 正 停 反 或者 反 停 正 控制 且无互锁保护 SB2和SB3不能同时闭合 否则将发生短路 含电气互锁 但仍不能直接换向 增加机械互锁 且可直接换向 2 4三相异步电动机的调速控制根据三相异步电动机的转速公式 f 电源频率 P 定子绕组的磁极对数 S 转差率 2 5三相异步电动机的制动控制1 反接制动 图2 24单向运行的三相异步电动机反接制动控制线路 图2 25电动机可逆运行的反接制动控制线路 2 能耗制动 3 电容制动 2 6其他典型控制环节 1 多地点控制 2 多台电动机先后顺序工作的控制 图2 31采用时间继电器实现顺序起动的控制线路 3 自动循环控制 2 7电气控制线路的设计方法1 正确连接电气元件的线圈 2 电器线圈的一端应接在电源的同一端 4 尽量缩短连接导线的数量和长度 3 应减少不必要的触头以简化线路 3 防止寄生电路 短路保护过电流保护过载保护失电压保护欠电压保护 4 应具有完善的保护环节 例 钻孔加工过程 刀架的自动循环 要求 1 自动循环2 无进给切削3 快速停车 基本电路 1 自动循环 2 无进给切削 3 快速停车 例 启动预警保护线路 例 闪光报警系统