非标自动化电工培训ppt课件

电工培训课件 电气部 目录第一节 用电安全技术简介第二节 电路与电子基础知识第三节 常用低压电器简介第四节 配线规范与要求第五节 PLC基本原理及应用 第一节 用电安全技术简介 电工必须具备的条件 1 通过掌握安全用电知识和技能 确保机械设备和电气线路的正常工作 专业电工必须掌握必要的电气安全技能 必须具备良好的电气知识 2 必须通过正式的技能考试 合格并持有电工操作证或者相关电工安全考试合格证 3 必须学会和掌握触电急救方法 电气防火及救火等安全知识 安全职责 必须具备岗位安全职责 专业电工应做到以下几点 1 严格执行各项安全标准 法规 制度和规程 包括各种电气标准 电气安装规范和验收规范 电气运行管理规程 电气安全操作规程及其他有关规定 2 遵守劳动纪律 终于职责 做好本职工作 认真执行电工岗位安全责任制 3 正确使用各种工具和劳动保护用品 安全地完成各项生产任务 4 努力学习安全规程 电气专业技术和电气安全技术 并提出意见和建议等 电工相关资格证书 电工人员必须经过安全技术培训 并经过考试合格后方可从事电工作业 一般单位要求电工持证上岗 就是要求电工操作人员 要具有电工特种作业操作证 国家职业资格证书和电工进网作业许可证其中一种 电工有四证 特种作业操作证 电工进网作业许可证 职业资格证书 建筑施工特种操作资格证 触电的种类和方式 触电种类主要分为两种 电击与电伤 1 电击 指电流通过人体时所造成的内伤 电击按通过人体的电流大小而使人体呈现不同的状态 可将电流划分为三级 感知电流 成年男性1 1mA 女性0 7mA 是指在一定的概率下通过人体引起人有任何感觉的最小电流 摆脱电流 成年男性16mA 女性10 5mA 在一定概率下人触电后能自行摆脱带电体的最大电流 致命电流 30mA以上有生命危险 50mA以上可引起心室颤动 100mA足可致死 人体电阻主要由表皮电阻和体内电阻构成 体内电阻一般较为稳定 约在500 左右 表皮电阻则与表皮湿度 粗糙程度 触电面积等有关 一般人体电阻在1k 2k 之间 触电的种类和方式 2 电伤 是指电流的热效应 化学效应 机械效应对人体造成的伤害 主要特征 电光眼 触电事故方式 按人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径 触电可分为三种情况 1 单相触电2 两相触电3 跨步电压触电 触电急救 触电急救的方法 1 首先要马上切断电源 使病人脱离电流损害的状态 这是能否抢救成功的首要因素 因为当触电事故发生时 电流会持续不断地通过触电者 2 当有电的电线触及人体引起触时 不能采用其他方法脱离电源时 可用绝缘的物体 如木棒 竹杆 手套等 将电线移掉 使病人脱离电源 3 紧急时可用绝缘工具 如带有绝缘柄的电工钳 木柄斧头以及锄头等 切断电源 总之 在现场可因地制宜 灵活运用各种方法 快速切断电源 安全电压 安全电压是指不致使人直接致死或致残的电压 一般环境条件下允许持续接触的 安全特低电压 是36V 行业规定安全电压为不高于36V 工频交流 持续接触安全电压为24V 电击对人体的危害程度 主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短 第二节 电路与电子基础知识 电 电是物质运动的一种形式 它是物质内所含的电子等截流子运动时的一种能量表现形式 从实质上讲 电是一种能量 也常称作电能 周期与频率 周期是指交流电完成一次完整的变化所需要的时间 常用 T 表示 周期的单位是秒 s 也常用毫秒 ms 或微秒 us 做单位 换算关系 1s 1000ms 1s 1000000us频率是指交流电在1s内完成周期性变化的次数 常用 f 表示 频率的单位是赫兹 简称赫 Hz 也常用千赫 kHz 或兆赫 MHz 做单位 换算关系 1kHz 1000Hz 1MHz 1000000Hz公式 f 1 T一个电力系统只有一个频率 我国和世界上大多数欧洲国家电力系统的额定频率为50Hz 工频交流 电路 为了某种需要 功能而由电源 导线 开关和负载等元件按一定方式组合起来的电流的通路称为电路 电流与电压 电流是指正电荷 质子 的定向移动 电流的大小称为电流强度 简称电流 符号 I 是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量 每秒通过一库仑的电量称为一 安培 简称 安 单位符号表示 A 换算关系 1A 1000mA电流所以能够在导线中流动 也是因为在电流中有着高电位和低电位之间的差别 任意两点之间的电位差称为这两点的电压差 也叫电压 电压用符号 U 表示 电压的高低 一般是用单位伏特表示 简称 伏 用符号 V 表示 换算关系 1KV 1000V 1000000mV 线电压与相电压 线电压是指任意两根相线之间的电压 称为线电压 多相供电系统两线之间 以三相为例 中A B C三相引出线相互之间的电压为380V 三者电压 频率相同 相互之间的相位相差120 相电压是指对于交流电来说 相电压就是任一相线与零线之间的电压 也就是220V 电阻 电阻是电阻这一物理量可衡量物体的导电能力 电阻用 R 表示 简称 欧 单位为 符号 换算关系 1k 103 1M 106 电阻计算公式 R L SL 导体长度 m S 横截面积 m 导体的电阻率 M 电路的三种工作状态 电路的三种工作状态 1 通路 电路处处相通形成回路 2 开路 电路某处断开形不成回路 叫做开路或断路 3 短路 电路某一部分原来存在电压的两端意外导通 叫做短路 欧姆定律 欧姆定律 流过电阻R的电流I与电阻两端的电压U成正比 电路串联 电路串联 串联电路是把几个电路或其他电路元件的收尾端顺次连接起来 使电流只有一条通路的电路 1 电流相等 I I1 I2 In 2 总电压等于各个电压之和 U U1 U2 IR1 IR2 3 总电阻等于各个电阻之和 R R1 R2 Rn 4 串联电阻分压 U1 R1U R1 R2 U2 R2U R1 R2 电路并联 电路并联 并联电路是把电阻或其它元件的首端和尾端 尾端和首端相互连接起来 使电流同时有几条通路的电路 1 电压相同 U U1 U2 Un 2 总电流等于各个电流之和 I I1 I2 In 3 总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和 1 R 1 R1 1 R2 1 Rn 4 电阻并联分流 I1 R2I R1 R2 I2 R1I R1 R2 基尔霍夫电流定律 电流定律 任何时刻流入电路中某节点的电流总和 必须等于从该节点流出的电流总和 I1 I3 I2 I4 I流入 I流出 基尔霍夫电压定律 电压定律 沿着闭合回路所有元件两端的电势差 电压 的代数和等于零 或者 沿着闭合回路的所有电动势的代数和等于所有电压降的代数和 U IREU U1 U4 U3 U2 电功与电功率 电功指电能转化为其他形式能的过程 符号 W 计算公式 W UIT 实际中 电功的单位千瓦 小时 KW h 俗称 度 电功率用以表示电气设备作功的能力 即电气设备单位时间内所做的功 功率的符号是 P 单位是 W 瓦 kW 千瓦 换算关系 1kW 1000W 电功率与电压和电流的乘积成正比 在直流电路中 功率可以表示为 P UI I2R U2 R 电功率在单位时间所做的功表示 P W t IU I2R U2 R 二极管 二极管结构原理 一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来 就构成了半导体二极管 简称二极管 主要功能 整流 开关 限幅 稳压 符号 二极管常见外形 三极管 构成 是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结 两个PN结把整块半导体分成三部分 中间部分是基区 两侧部分是发射区和集电区 排列方式有PNP和NPN两种 发射极的箭头代表发射极电流的实际方向 C E B 三极管常见外形 万用表 万用表按显示方式分为指针万用表和数字万用表 是一种多功能 多量程的测量仪表 一般万用表可测量直流电流 直流电压 交流电流 交流电压 电阻等 如图史丹利MM201 史丹利 测量方法 电阻测量 首先红表笔插入V 孔 黑表笔插入COM孔 量程旋钮打到 量程档适当位置 分别用红黑表笔接到电阻两端金属部 读出显示屏上显示的数据 直流电压测量 红表笔插入V 孔 黑表笔插入COM孔 量程旋钮打到 V 适当位置 读出显示屏上显示的数据交流电压测量 红表笔插入V 孔 黑表笔插入COM孔 量程旋钮打到 V 适当位置 读出显示屏上显示的数据 直流电流测量 断开电路 黑表笔插入COM孔 红表笔插入mA 功能旋转开关打至 A 并选择合适的量程 断开被测线路 将数字万用表串联入被测线路中 被测线路中电流从一端流入红表笔 经万用表黑表笔流出 再流入被测线路中 测量方法 交流电流测量 断开电路 黑表笔插入COM孔口 红表笔插入20A端口 功能旋转开关打至 A 并选择合适的量程 断开被测线路 将数字万用表串联入被测线路中 被测线路中电流从一端流入红表笔 经万用表黑表笔流出 再流入被测线路中 接通电路读出LCD显示屏数字 短路测量 将功能开关打到 档 红表笔插入V 孔 黑表笔插COM孔 将表笔接入测量部分的两端 若两端确实短路 则万用表蜂鸣器发出响声 验电笔 验电笔又称试电笔 是用来检查线路和电器是否带电的工具 验电笔分为高压验电笔和低压验电笔两种 低压验电笔有成钢笔式和螺丝刀式 测相线时 通过试电笔的电流 也就是通过人体的电流 很小 通常不到1毫安 而这样小的电流通过试电笔的氖管时 氖管会发光 验电笔使用方法 使用试电笔时 以中指和拇指持测电笔笔身 食指接触笔尾金属体或笔挂 注意 人手接触电笔部位一定要在试电笔的金属笔盖或者笔挂 绝对不能接触试电笔的笔尖金属体 以免发生触电 第三节 常用低压电器简介 低压电器 低压电器是一种能根据外界的信号和要求 手动或自动地接通 断开电路 以实现对电路或非电对象的切换 控制 保护 检测 变换和调节的元件或设备 控制电器按其工作电压的高低 以交流1200V 直流1500V为界 可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类 低压电器包括配电电器 终端电器 电机控制与保护电器 驱动电器 主令电器 继电器 开关电器 电源电器 滤波器 电源滤波器 由电容 电感和电阻组成的滤波电路 滤波器可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除 得到一个特定频率的电源信号 或消除一个特定频率后的电源信号 断路器 断路器是指能接通 承载以及分断正常电路条件下的电流 也能在规定的非正常电路条件 如短路 下接通 承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器 过去叫做自动空气开关 为了和IEC 国际电工委员会 标准一致 改名为断路器 功能 是将控制电器和保护电器的功能合为一体的电器 在正常条件下 它常作为不频繁接通和断开的电路以及控制电动机的启动和停止 它常用做总电源开关或部分电路的电源开关 断路器可分为框架式和塑料外壳式 电气符号 断路器 断路器 配电电器 断路器 断路器 终端电器 断路器的过载与短路 过载与短路 一旦发生过载或短路时 过流脱钩器将吸合而顶开锁钩 将主触头断开 从而起到短路保护作用 过载 短路 漏电保护 剩余电流是指低压配电线路中各相 含中性线 电流矢量和不为零的电流 图中 Id为相线在a点的对地剩余电流 S为任一封闭面 根据基尔霍夫定律 流入任一封闭面S的电流有效值相量之和等于零 则有IA IB IC IN Id 0整理得IA IB IC IN Id 在正常情况下 三相电流的矢量和与N线中流过的电流大小相等 方向相反 相互抵消 如果线路绝缘劣化或其它原因导致A相线在a点产生对地电流 则在图中的S处电流互感器的线圈中将感应出与剩余电流Id大小成正比的电流 其数值大小反映了配电线路及电气设备中电流的泄露情况 接触器 接触器是指仅有一个起始位置 能接通 承载或分断正常条件 包括过载运行条件 下电流的非手动机械开关电器 作用 用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器 接触器常开 NO通常情况下是断开状态 即线圈未得电的情况下断开的 接触器常闭 NC通常情况下是关合状态 即线圈未得电的情况下闭合的 接触器的图形及文字符号 接触器 接触器工作原理图 接触器 接触器 保护 控制电器 开关电源 开关电源 电源电器 控制开关管开通和关断的时间比率 维持稳定输出电压的一种电源 图形及文字符号 U 光电感应器 光电感应器 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件 其工作原理基于光电效应 光电效应是指光照射在某些物质上时 物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象 注意 一般非标电路中伺服极限传感器接常闭 原点接常开 NPN输出是低电平0 PNP输出的是高电平1 光电感应器 光电感应器 凹槽型光电感应器 EE SX47 67 光电感应器 行程开关 行程开关即位置开关 又称限位开关 的一种 是一种常用的小电流主令电器 利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路 达到一定的控制目的 1 推杆2 弹簧3 动合触点4 动断触点5 压缩弹簧符号 控制开关 控制按钮 主令电器 指利用按钮推动传动机构 使动触点与静触点按通或断开并实现电路换接的开关 符号 控制开关 控制按钮颜色定义 中间继电器 中间继电器 它用于在控制电路中传递中间信号 中间继电器的触头只能通过小电流 新国标对中间继电器的定义是K 老国标是KA 一般是直流电源供电 图形及电气符号 K 继电器模组 继电器模组 就是将原来使用的几个单独的继电器 通过一定得技术手段集成到一个整体中 作为一个模块 通过相应的接线发挥原来继电器的功能 省却了继电器之间的联线 继电器模组 继电器模组 就是将原来使用的几个单独的继电器 通过一定得技术手段集成到一个整体中 作为一个模块 通过相应的接线发挥原来继电器的功能 省却了继电器之间的联线 电动机 电动机定义 是把电能转换成机械能的一种设备 它是利用通电线圈 也就是定子绕组 产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩 电动机也称电机 俗称马达 在电路中用字母 M 一般电动机主要由两部分组成 固定部分称为定子 旋转部分称为转子 另外还有端盖 风扇 罩壳 机座 接线盒等 自锁电路 依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象叫自锁电路 也叫起保停电路 电路中各个元件功能 自锁电路原理 合上QS 按下SB2 KM线圈吸合 KM辅助常开触点闭合 自锁 KM主触点闭合 电动机M运转 按下SB1 KM线圈断电 主触点 辅助触点断开 电动机停止 步进电机 步进电动机是一种把电脉冲信号转换成机械角位移的控制电机 常作为数字控制系统中的执行元件 步进电机的基本型号有 28 42 57 86 110 130 按励磁的方式分为三大类 反应式 永磁式 混合式 步进电机工作原理 当步进驱动器接收到一个脉冲信号 它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度 即步距角 步进驱动器 步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构 步进驱动器 驱动器的端口说明 步进驱动器接线图 驱动器的接线说明 伺服电机 伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的电动机 电机定子 伺服电机工作原理 伺服电机原理与两相交流异步电机相同 定子上装有两个绕组 励磁绕组和控制绕组 励磁绕组和控制绕组在空间相隔90 励磁绕组上电产生一个交变磁场 这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化 但在空间方位上是固定的 锁轴 控制绕组和励磁绕组在空间相隔90 启动绕组会串联合适电容C来产生两相旋转磁场 促使转子转动 编码器工作原理 编码器是将信号或数据进行编制 转换为可用以通讯 传输和存储的信号形式的设备 编码器把角位移或直线位移转换成电信号 前者称为码盘 后者称为码尺 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类 驱动器接线图 1 增量型 就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号 通常为A相 B相 Z相输出 A相 B相为相互延迟1 4周期的脉冲输出 根据延迟关系可以区别正反转 而且通过取A相 B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频 Z相为单圈脉冲 即每圈发出一个脉冲 伺服编码器接线图 编码器接线图 伺服编码器接线图 增量式编码器接线图 伺服驱动器 伺服驱动器又称为 伺服控制器 伺服放大器 是用来控制伺服电机的一种控制器 其作用类似于变频器作用于普通交流马达 属于伺服系统的一部分 主要应用于高精度的定位系统 一般是通过位置 速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制 实现高精度的传动系统定位 伺服驱动器接线图 编码器 伺服驱动器接线图 伺服驱动器接线图 编码器 伺服驱动器接线图 伺服驱动器接线图 编码器 伺服驱动器接线图 第四节 配线规范与要求 电线及颜色定义 电线是指传输电能的导线 分裸线 和绝缘线 裸线没有绝缘层 它主要用于户外架空及室内汇流排和开关箱 其导体主要是铜线 应有薄的绝缘层和良好的电气机械性能 以及耐热 防潮 耐溶剂等性能 三相五线制 五线制包括三相电的三个相线 R L1 S L2 T L3线 中性线 N线 以及地线 PE线 中性线 N线 就是零线 三相负载对称时 三相线路流入中性线的电流矢量和为零 但对于单独的一相来讲 电流不为零 三相负载不对称时 中性线的电流矢量和不为零 会产生对地电压 电线规格 电缆载流量是指一条电缆线路在输送电能时所通过的电流量 在热稳定条件下 当电缆导体达到长期允许工作温度时的电缆载流量称为电缆长期允许载流量 电缆载流量估算口诀 二点五下乘以九 往上减一顺号走 三十五乘三点五 双双成组减点五 条件有变加折算 穿管 温度 八 九折 穿管根数二三四 八七六折满载流 我国常用导线标称截面 平方毫米 排列如下 1 1 5 2 5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240说明 这是铝芯绝缘线的估算法 相同线径的铜芯绝缘线载流量要比铝芯线大 估算铜芯绝缘线可用上述口诀加大一号 电线规格 端子的应用范围 裸端头 一般只用于弱电 绝缘端头 一般用于强电 配线规范及要求 线路转接处及电气柜PLC输入 输出点需有线标 配线规范及要求 两导线的连接原则上采用端子压接或者焊接 任何地方任何时候不允许采用绕接方式 所有接线口不能有裸露线头 裸露线头按裸露线头规范处理 接头处需要有线标 配线规范及要求 裸露在环境中的接线端子要有保护盖或保护罩 电柜内线路要整齐规范 所有线需进入线槽 不可随意乱放 配线规范及要求 裸露线头处理规范 配线规范及要求 根据裸露线头线径尺寸不同 使用不同线径的套管及压线帽 配线规范及要求 电气设备外壳必须有良好的接地 配线规范及要求 在两个接头之间的通讯线必须连续 禁止任何中间的连接 以减少通信信号的损失 配线规范及要求 预留线不可过长 不可盘绕堆积在设备表面 配线规范及要求 电柜内线路要整齐规范 所有线需进入线槽 不可随意乱放 配线安装要求 导线气管穿过金属板 管 孔时 应在板 管 孔上装有绝缘护套 出线环或出线套 做防割设计防止损伤而造成短路 泄漏 配线安装要求 电线电缆出入线槽 线管时必须用结束带加以保护 并用扎带固定 配线安装要求 感应器线材不得进入坦克链槽 需要进入坦克链槽的必须要用柔性电缆对接后由柔性电缆进入线槽 配线安装要求 裸露在外面的线缆材要用缠绕管缠绕或结束带 美化配线并有保护电线免于割伤及绝缘 配线安装要求 气缸行程小于10cm的各感应器的电线需要预留折一个3 4cm的圈 并用扎带固定 气缸行程大于10cm的感应器安装时需要预留2个3 4cm的圈 以利于解连和重新连接 配线安装要求 移动部件线路 在运动位置需要装线夹固定 防止运动时刮蹭 能集中走线的线路 尽可能集中 减少分支 线缆 气管应理顺捆扎一起 配线安装要求 布管时 管道长度越短越好 角度越大越好 在拐角位置的弯曲半径需大于最小的弯曲半径 且任何位置不允许出现以下现象 1 管道弯曲半径不允许小于最小弯曲半径 2 管道不允许弯折 3 管道不允许挤压变形 配线安装要求 气管口两端有线标 同一气管两端标号相同 不同气管线标不同 第五节 PLC的工作原理及应用 PLC可编程控制器 PLC可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为在工业环境下应用而设计的 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作的命令 并通过数字式 模拟式的输入和输出 控制各种类型的机械和生产过程 PLC硬件系统构成 PLC工作过程示意图 西门子硬件配置图 产品型号 CPU1215C扩张模块12238DI 8DQ16DI 16DQ左边为485通信模块组成的可编程控制器 西门子1215CPU输入输出接线示例 西门子1223扩张模块输入输出接线示例