电气控制及可编程技术

1、现场总线式控制方案：现场总线式控制方案：FCSFCS 工业以太网控制方案：工业以太网控制方案：IntranetIntranet及组态软件；及组态软件； 串行总线测控方案串行总线测控方案 ： 基于基于RS485RS485及组态软件；及组态软件； 无线测量控制方案无线测量控制方案 ： 基于基于GPRSGPRS及组态软件。及组态软件。DCS-DCS-集散控制系统的应用举例集散控制系统的应用举例（薄页纸生产线工艺流程）（薄页纸生产线工艺流程）针木浆板或阔木浆板经针木浆板或阔木浆板经水力碎浆机碎浆后，形水力碎浆机碎浆后，形成成 4%4%5% 5% 浓度的原浆。浓度的原浆。经过双盘磨打浆经过双盘磨打浆线形

2、成约线形成约3.6%3.6%浓浓度的成浆，分别度的成浆，分别储存于成浆池中。储存于成浆池中。三种浆三种浆按比例按比例配成生配成生产用的产用的混合浆，混合浆，浓度调浓度调到到2.5%2.5%左右再左右再送入配送入配浆池中。浆池中。浆料从流浆箱出来后上纸机网部、真空系统和烘干系统，最后到卷纸机。浆料从流浆箱出来后上纸机网部、真空系统和烘干系统，最后到卷纸机。DCS-DCS-集散控制系统的应用举例集散控制系统的应用举例（系统硬件配置图）（系统硬件配置图）三个三个OMRON可编程控制可编程控制器安装在现场操作台。器安装在现场操作台。设置两个设置两个DCS主控室主控室主控柜内安装有互为冗主控柜内安装有互

3、为冗余的功率余的功率150W150W电源模块电源模块FM911FM911共共2 2个，互为冗余个，互为冗余的主控单元的主控单元FM801FM801共共2 2个个8 8路路A/DA/D模块模块FM148AFM148A6 6路路D/AD/A模块模块FM151FM1511616路路DODO模块模块FM171FM1711616路路D ID I模块模块FM161FM161现场总线现场总线DCS-DCS-集散控制系统的应用举例集散控制系统的应用举例（组态软件流程图）（组态软件流程图）HOLLiAS组态软件分为监控软件平台组态软件分为监控软件平台FacView和控制组态软件平台和控制组态软件平台ConMak

4、er，工业，工业控制计算机控制计算机 IPC 操作系统需要安装操作系统需要安装Windows2000/Professional操作系统。操作系统。FacViewFacView用用于操作界面于操作界面的组态实现的组态实现生产过程的生产过程的监视（工程监视（工程浏览器）和浏览器）和控制（工程控制（工程画面切换）。画面切换）。ConMakerConMaker包含包含控制方案编辑控制方案编辑器和仿真调试器和仿真调试器。器。 提供提供6 6种种编程组态工具编程组态工具语句表（语句表（IL)IL)梯形图（梯形图（LD)LD)功能块图功能块图(FBD)(FBD)顺序功能顺序功能(SFC)(SFC)文本语言文

5、本语言(ST)(ST)。 使用教材：使用教材：电气控制与可编程控制器技术电气控制与可编程控制器技术 主主 编：编： 史国生史国生 化学工业出版社化学工业出版社 第一部第一部 电气继电控制技术电气继电控制技术 第二部第二部 可编程控制器技术可编程控制器技术 第三部第三部 电气自动控制技术设计电气自动控制技术设计 第四部第四部 电气自动控制技术实训电气自动控制技术实训GCKGCK抽屉柜抽屉柜XL-21XL-21动力柜动力柜PZ40PZ40计量箱计量箱空气断路器空气断路器交流接触器交流接触器热继电器热继电器 在低压电器系统中，由各种开关、继电器及在低压电器系统中，由各种开关、继电器及接触器等控制电器

6、组成的电动机控制保护电路称接触器等控制电器组成的电动机控制保护电路称为继电接触器控制系统。为继电接触器控制系统。一、电器的功能一、电器的功能 电器是一种能根据外界信号和要求电器是一种能根据外界信号和要求, ,手动或手动或自动地接通或断开电路自动地接通或断开电路, ,断续或连续地改变电路断续或连续地改变电路参数参数, ,以实现对电路或非电对象的切换、控制、以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的元件或设备。保护、检测、变换和调节用的元件或设备。功能是手动或自动地接通或断开电路。功能是手动或自动地接通或断开电路。1.1.按工作电压等级按工作电压等级高压电器：交流电压高压电器：

7、交流电压1200V1200V、直流电压、直流电压1500V1500V及以上电路中的电器。及以上电路中的电器。低压电器：工频交流电压低压电器：工频交流电压1200V1200V、直流电压、直流电压1500V1500V及以下电路中的电器。及以下电路中的电器。2.2.按动作工作原理按动作工作原理手动电器：人手操作发出动作指令的电器。如：刀开关、按钮等。手动电器：人手操作发出动作指令的电器。如：刀开关、按钮等。自动电器：通过电磁系统自动完成动作指令电器。如：接触器等。自动电器：通过电磁系统自动完成动作指令电器。如：接触器等。3.3.按实际工作用途按实际工作用途控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。

8、如：接触器、继电器。控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器、继电器。配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如：断路器。配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如：断路器。主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。如：按钮开关。主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。如：按钮开关。保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。如：熔断器、热继电器。保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。如：熔断器、热继电器。执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如：电磁铁。执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如：电磁铁。指示电器：用于显示电路状态或参数的电器。如：指示灯、电压

9、表。指示电器：用于显示电路状态或参数的电器。如：指示灯、电压表。二、电器分类二、电器分类二、电器的工作原理二、电器的工作原理1.1.手动电器：人手操作产生机械力控制电器的开（接通）或关（分断）。手动电器：人手操作产生机械力控制电器的开（接通）或关（分断）。2.2.自动电器：通过电磁机构自动产生机械力控制电器的开或关。自动电器：通过电磁机构自动产生机械力控制电器的开或关。一、低压隔离器一、低压隔离器低压隔离器的功能低压隔离器的功能：用于电源切断后，将线路与电源明显隔开。一般：用于电源切断后，将线路与电源明显隔开。一般主要用于隔离（兼保护）作用，不用于分断负载电流。主要用于隔离（兼保护）作用，不用

10、于分断负载电流。低压隔离器的用途低压隔离器的用途：保证检修人员安全。：保证检修人员安全。低压隔离器的使用低压隔离器的使用：不能带负荷操作，即不用于分断负载电流。：不能带负荷操作，即不用于分断负载电流。低压隔离器的分类低压隔离器的分类：刀开关（刀熔开关）、组合（转换）开关。：刀开关（刀熔开关）、组合（转换）开关。1.1.刀开关（手动）刀开关（手动）电压、电流和极数。电压、电流和极数。实物观摩实物观摩1 1HDHD系列、系列、HSHS系列单投和双投刀开关（电压、电流和极数）系列单投和双投刀开关（电压、电流和极数） 适用于交流适用于交流50Hz50Hz，额定电压交流到额定电压交流到380V380V，

11、直流至直流至440V440V，额定电流，额定电流至至1500A1500A的成套配电装置的成套配电装置中，作为不频繁手动接中，作为不频繁手动接通和分断交、直流电路通和分断交、直流电路或作隔离开关使用或作隔离开关使用 。实物观摩实物观摩2 2开启式负荷开关适用于交开启式负荷开关适用于交流流50Hz，额定电压为单相，额定电压为单相220V，三相，三相380V及以下，额及以下，额定电流至定电流至100A，可作为电路，可作为电路的总开关、支路开关以及电灯、的总开关、支路开关以及电灯、电热器等操作开关、作为手动电热器等操作开关、作为手动不频繁地接通和分断有负载电不频繁地接通和分断有负载电器及小容量线路的短

12、路保护之器及小容量线路的短路保护之用。在适当降低容量使用时，用。在适当降低容量使用时，也可作为交流感应电动机的不也可作为交流感应电动机的不频繁直接起动及停止之用。频繁直接起动及停止之用。实物观摩实物观摩3 3HR3系列熔断器式刀开关按系列熔断器式刀开关按其电流分为交流其电流分为交流50Hz、380V及及直流直流440V二种；按额定电流等级二种；按额定电流等级分为分为100A、200A、400A、600A、1000A，按其操作方式分为正面，按其操作方式分为正面侧方杠杆转动机构式、正面中央侧方杠杆转动机构式、正面中央杠杆传动机构式、侧面操作手柄杠杆传动机构式、侧面操作手柄式、无面板正面侧方杠杆传动

13、机式、无面板正面侧方杠杆传动机构式四种。构式四种。2.2.组合开关（手动）组合开关（手动）电压、电流和极数。电压、电流和极数。n实物观摩实物观摩HZHZ、LWLW和和HY2HY2系列组合系列组合( (倒顺开关）倒顺开关）二、熔断器（手动）二、熔断器（手动）熔断器的保护特性（安秒特性）熔断器的保护特性（安秒特性） 熔断器熔体熔断的电流值与熔断器熔体熔断的电流值与熔断时间的关系称为熔断器的保熔断时间的关系称为熔断器的保护特性曲线，也称为熔断器的安护特性曲线，也称为熔断器的安- -秒特性，如图特性曲线可以看秒特性，如图特性曲线可以看出，流过熔体的电流越大，熔断出，流过熔体的电流越大，熔断所需的时间越

14、短。所需的时间越短。 熔体的额定电流熔体的额定电流I I f f N N是熔体长是熔体长期工作而不致熔断的电流。期工作而不致熔断的电流。 IfNIt0二、熔断器二、熔断器三、主令电器（手动开关类）三、主令电器（手动开关类）概念：用于自动控制系统中发送动作指令的电器，它也属于手动电器类。概念：用于自动控制系统中发送动作指令的电器，它也属于手动电器类。作用：可直接或间接作用于电路从而改变电路的工作状态。作用：可直接或间接作用于电路从而改变电路的工作状态。类型：按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器和脚踏开关等。类型：按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器和脚踏开关等。SBSBSB(a)(a)常

15、开按钮常开按钮 (b)(b)常闭按钮常闭按钮 (c)(c)复合按钮复合按钮结构原理结构原理1 1、2-2-常闭触头常闭触头 3 3、4-4-常开触头常开触头 5 5、-桥式触头桥式触头 6 6、-复位弹簧复位弹簧 7 7、-按钮顶帽按钮顶帽型号定义型号定义K-K-开启式，开启式，S-S-防水式，防水式，J-J-紧急式，紧急式，X-X-旋钮式，旋钮式，H-H-保护式，保护式，F-F-防腐式，防腐式，Y-Y-钥匙式，钥匙式，D-D-带灯按钮。带灯按钮。实物观摩实物观摩图形文字符号：图形文字符号：SQSQS QS Q(a)常开触头 (b)常闭触头 结构原理图（机械式）结构原理图（机械式）(a)(a)

16、直动式直动式(b)(b)滚轮式滚轮式(c)(c)微动式微动式实物观摩实物观摩四、低压断路器（自动空气开关）四、低压断路器（自动空气开关）QFQFQF工作原理（工作原理（热脱扣器热脱扣器 电磁脱扣器电磁脱扣器 欠压脱扣器，欠压脱扣器，手动合闸，自动分断手动合闸，自动分断。）1-1-热脱扣器整定电流按钮热脱扣器整定电流按钮 2-2-手动脱扣按钮手动脱扣按钮 3-3-脱扣弹簧脱扣弹簧 4-4-手动合闸机构手动合闸机构 5-5-合闸联杆合闸联杆 6-6-热脱扣器热脱扣器 7-7-锁扣锁扣 8-8-电磁脱扣器电磁脱扣器 9-9-脱扣联杆脱扣联杆 16-16-调节旋钮调节旋钮1010，11-11-动、静触

17、点动、静触点 1212，13-13-弹簧弹簧 14-14-发热元件发热元件 15-15-电磁脱扣弹簧电磁脱扣弹簧主要参数主要参数实物观摩（实物观摩（DWDW系列万能式空气断路器）系列万能式空气断路器） DW DW系列万能断路器适用系列万能断路器适用于交流于交流50Hz50Hz，电压至，电压至380V380V、直流电压至直流电压至440V440V额定电流至额定电流至4000A4000A的电气线路中，作过的电气线路中，作过载、短路、欠压保护以及在载、短路、欠压保护以及在正常条件下的不频繁转换之正常条件下的不频繁转换之用，当三极断路在直流电器用，当三极断路在直流电器中串联使用时，电压允许提中串联使用

18、时，电压允许提高至高至440V440V。实物观摩（塑料外壳式空气断路器）实物观摩（塑料外壳式空气断路器） DZ10 20DZ10 20系列塑料外壳式断路器系列塑料外壳式断路器适用于不频繁操作的交流适用于不频繁操作的交流50Hz50Hz、电压至电压至380V380V，直流电压至，直流电压至220V220V及以下的电路中作接通和分断电及以下的电路中作接通和分断电路之用，该断路器具有过载及短路之用，该断路器具有过载及短路保护装置，以保护电缆和线路路保护装置，以保护电缆和线路等设备不因过载而损毁。等设备不因过载而损毁。实物观摩（实物观摩（DZ47DZ47系列微型断路器）系列微型断路器） 微型断路器微型

19、断路器: :简称简称 M C B M C B （Micro Circiut Breaker Micro Circiut Breaker ），是建），是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。用于筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。用于125A125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护，包括单极以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护，包括单极1P1P，二极，二极2P2P、三极、三极3P3P、四极、四极4P4P等四种。等四种。实物观摩（智能框架式断路器）实物观摩（智能框架式断路器）智能断路器是具有智能化控制单元的低智能断路器是具有智能化控制单元的低压断路器。其控制

20、核心是内部设置一台压断路器。其控制核心是内部设置一台单片机微处理器，除具有短路保护、过单片机微处理器，除具有短路保护、过流过热保护、漏电保护和缺相保护基本流过热保护、漏电保护和缺相保护基本功能外，还可显示电压、电流、功率及功能外，还可显示电压、电流、功率及功率因数，此外还扩充了测量、控制、功率因数，此外还扩充了测量、控制、报警、数据记忆、传输和通讯等功能。报警、数据记忆、传输和通讯等功能。五、接触器五、接触器接触器：是一种用于频繁接通或断开交直流主电路、接触器：是一种用于频繁接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。类类 型：交

21、流和直流接触器。型：交流和直流接触器。结结 构：主要由电磁铁和触点两部分组成。靠电磁构：主要由电磁铁和触点两部分组成。靠电磁铁吸引动铁心带动触点完成对电路的接通与关断。铁吸引动铁心带动触点完成对电路的接通与关断。用用 途：用于控制电动机、电热设备、电焊机、电途：用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等大电流电路的自动通断。容器组等大电流电路的自动通断。符符 号：文字和图形。号：文字和图形。KMKMKM 线圈 常开触头 常闭触头接触器的工作原理接触器的工作原理吸合过程吸合过程：在线圈上施加额定电压后，铁心：在线圈上施加额定电压后，铁心中产生磁通，该磁通对衔铁产生克服复位弹中产生磁通，该磁通对

22、衔铁产生克服复位弹簧拉力的电磁吸力，使衔铁带动触头动作。簧拉力的电磁吸力，使衔铁带动触头动作。触头动作时，常闭先断开，常开后闭合。主触头动作时，常闭先断开，常开后闭合。主触头和辅助触头是同时动作的。触头和辅助触头是同时动作的。释放过程释放过程：当线圈中的电压值降到某一数值：当线圈中的电压值降到某一数值时，磁通下降使吸力减小到不足以克服复位时，磁通下降使吸力减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁就在复位弹簧的反力作弹簧的反力时，衔铁就在复位弹簧的反力作用下复位，使主触头和辅助触头的常开触头用下复位，使主触头和辅助触头的常开触头断开，常闭触头恢复闭合。断开，常闭触头恢复闭合。保护功能保护功能：失压

23、保护（接触器不吸合或释放）：失压保护（接触器不吸合或释放） 接触器的主要参数接触器的主要参数额定电压：接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。额定电压：接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压。 交流有交流有127V127V、220V220V、380V380V、500V500V等档次；等档次； 直流有直流有110V110V、220V220V、440V440V等档次。等档次。额定电流：接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流。额定电流：接触器铭牌上的额定电流是指主触头的额定电流。 有有10A10A、20A20A、40A40A、60A60A、100A100A、150A150A、250A25

24、0A、400A400A和和600A600A。电气寿命：是指无需修理或更换零件的负载操作次数电气寿命：是指无需修理或更换零件的负载操作次数; ;机械寿命：是指在需要正常维修或更换机械零件前机械寿命：是指在需要正常维修或更换机械零件前, ,包括更换触头所能包括更换触头所能 承受的无载操作循环次数。承受的无载操作循环次数。操作频率：是指接触器每小时的操作次数。操作频率：是指接触器每小时的操作次数。接触器的参数选择接触器的参数选择类型选择：根据负载性质，选择直流接触器或交流接触器。类型选择：根据负载性质，选择直流接触器或交流接触器。电压选择：接触器的额定电压应大于等于所控制线路的电压。电压选择：接触器

25、的额定电压应大于等于所控制线路的电压。额定电流：接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。额定电流：接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。线圈电压：根据控制电路路的电压选用。线圈电压：根据控制电路路的电压选用。辅助触头：触头数量和种类应满足控制线路的要求。辅助触头：触头数量和种类应满足控制线路的要求。 实物观摩（实物观摩（CJ10CJ10系列交流接触器）系列交流接触器） CJ10 CJ10系列交流接触器适用于交流系列交流接触器适用于交流50Hz50Hz或或60Hz60Hz，电压至，电压至380V380V，电流至，电流至150A150A的电力线路中，供远距离接通和的电力线路中

26、，供远距离接通和分断电路之用，并适宜于频繁地起动、分断电路之用，并适宜于频繁地起动、停止和反转交流电动机等应用。停止和反转交流电动机等应用。实物观摩（实物观摩（CJ20CJ20系列交流接触器）系列交流接触器） CJ20 CJ20系列交流接触器主要用于系列交流接触器主要用于交流交流50Hz50Hz、额定电压至、额定电压至660V660V、电流、电流至至630A630A的电力线路中，供远距离接的电力线路中，供远距离接通和分断电路以及频繁起动和控制通和分断电路以及频繁起动和控制交流电动机，交流电动机，实物观摩（实物观摩（CZ0CZ0系列直流接触器）系列直流接触器） CZ0 CZ0系列直流接触器用于系

27、列直流接触器用于远距离接通与分断额定电压远距离接通与分断额定电压至至440V440V，额定电流至，额定电流至600A600A的的直流线路之用。并适用频繁直流线路之用。并适用频繁起动、停止直流电动机及直起动、停止直流电动机及直流电动机的换向或反转之用。流电动机的换向或反转之用。电压继电器、电流继电器、时间继电器、电压继电器、电流继电器、时间继电器、 功率继电器、温度功率继电器、温度继电器、速度继电器等。继电器、速度继电器等。电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器、电电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器、电子式继电器、热继电器等。子式继电器、热继电器等。控制继电器、保护继

28、电器。控制继电器、保护继电器。有触点继电器、无触点继电器。有触点继电器、无触点继电器。5.5.按供电电源的性质按供电电源的性质直流继电器、交流继电器。直流继电器、交流继电器。六、继电器六、继电器是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器。是一种根据特定输入信号而动作的自动控制电器。: :主要用于反映控制信号，其触点通常接在控制电路中。主要用于反映控制信号，其触点通常接在控制电路中。输入电路（感应元件）、输出电路（执行元件）。输入电路（感应元件）、输出电路（执行元件）。1.1.中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器: :KAKAKA线圈常开触点常闭触点JZ7-44/220VJZ7-44/220VJZC1-22/380VJZC1-22/380VJZC1-80/380VJZC1-80/380V2.2.热继电器热继电器热继电器热继电器: :F RF R热元件热元件 常闭触头常闭触头 电机正常工作电机正常工作: :双金属片双金属片弯曲程度不足以使热继弯曲程度不足以使热继电器动作；电器动作；电机过载状态电机过载状态：热元件：热元件的加热电流加大，由热的加热电流加大，由热的时间效应作用，双金的时间效应作用，双金属片弯曲程度加大，达属片弯曲程度加大，达到动作位置推动导板使到动作位置推动导板使热继电器触头动作；继热继电器触头动作；继而控制切断电机控制