可编程序控制器原理及应用：继电接触控制系统简介

1、工厂电气控制技术执行电器控制电器+开关按钮继电器接触器行程开关空气开关时间继电器热继电器可编程序控制器电机电磁阀机械设备各种机床电梯洗衣机 电气控制基本电气控制 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。2第一节 常用低压电器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。低压电器：常指

2、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种类：主要有刀开关、按钮、组合开关等 一、 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。（1）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种类： 开启式负荷开关 、封闭式负荷开关、刀熔开关、 隔离开关开启式负荷开关封闭式负荷开关刀熔开关组合开关隔离开关（2)）按钮按钮结构工作原理图形及文字符号SB（3） 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

3、向、行程大小控制或位置保护等。行程开关 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。二、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(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台(5)图形符号交流接触器型号意义： 、 例：CJ12-250/3直流接触器型号意义：、等系列

4、(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。 接触器的使用类别应与负载性质相一致。 交流接触器按负荷种类一般分为四类，分别记为 、 和 。 直流接触器的使用类别大致可分为类，、 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、

5、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.三、继电器(3)电磁式工作原理工作原理工作原理 (4)图形符号 中间继电器型号意义：例：JL3-11 中间继电器时间继电器 时间继电器热继电器例文字图形符号熔断器 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。封闭管式熔断器 圆筒帽形熔断器 螺旋式熔断器 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

6、欠压、失压、过载和短路保护的电器。一、继电器-接触器原理图的绘制及设计（1） 原理图绘制的几个原则第二节 基本电气控制电路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 可倒置但必须采用相同的文字符 号表示。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

7、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 ）设计控制线路的几个原则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;3)尽量缩短连接导线的数量和长度4)应减少不必要的触头以简化线路短路保护过电流保护过载保护失电压保护欠电压保护5）应具有完善的保护环节二、 常用基本回路（1）点动控制（2）连续控制（3）点动及连续控制（4）互锁控制（5）联锁控制（6）多地点连锁控制例一 异部电动机启动、停止控制依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁。起自锁作用的辅助触点

8、，则称为自锁触点。保护环节1）短路保护2）过载保护3）欠、失电压保护 三、 典型继电线路分析工作过程如下：起动:合上刀开关QS按下起动按钮SB2接触器KM线圈通电 KM主触头和辅助触头闭合 电动机M接通电源运转。停机: 按下停止按钮SB1KM线圈断电KM主触头和辅助常开触头断开电动机M断电停转。保护环节短路保护 短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。 电动机长期过载保护 采用热继电器FR。欠电压失电压保护 通过接触器KM的自锁环节来实现。 例二、异部电动机正反转控制2正一反一停控制电路1正一停一反控制电路 工作过程如下： 正转控制 合上低压断路器QF按下正向起动按钮SB2(同时反转控

9、制回路中的SB2互锁触头断开)正向接触器KM1线圈通电KM1主触头和自锁触头闭合，同时反转控制回路中KM1互锁触头断开电动机M正转。 停机 按停止按钮SB1KM1线圈断电KM1主触头和自锁触头断开电动机M停转。 反转控制 按下反向起动按钮SB3(同时反转控制回路中的SB3互锁触头断开)反向接触器KM2线圈通电KM2主触头和自锁触头闭合、同时反转控制回路中KM1互锁触头断开电动机M反转。互锁：利用接触器常闭辅助触点互相制约的方法称为互锁。而这两个常闭辅助触点称为互锁触点双重互锁：即有按钮的互锁，又有接触器的互锁。例三 自动停止控制例四:工作台自动往返控制作业：P27 5.10.151 .复习例题

10、, 分析其工作过程,掌握其设计方法.第一章 继电接触控制系统介绍 1.4 顺序联锁控制 1.2 简单电机控制电路 1.1 低压控制电器1.3 正反转控制1.5 行程控制1.6 时间控制1.1 低压控制电器控制电路组成：用电设备、控制电器和保护电器控制用电设备工作状态的电器称为控制电器用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器一. 刀开关刀开关分为单刀、双刀、三刀三种，掷向可分为单掷、双掷两种。QQQQ刀开关的缺点是：不宜带负载切断电源，电源电压消失后，不能自动复原。双掷刀开关单掷刀开关动触点（刀片）静触点（刀座）三刀开关控制手动电路M3FU条件：电动机容量不得超过75KW，刀开关的额定电流应大于

11、电动机额定电流的3倍Q3二. 熔断器熔断器俗称保险丝，是进行短路保护的电器。当电路发生短路，负载电流超过额定电流许多倍时，熔体立既熔断，保护电路及用电设备不遭损坏。若一台电机，熔丝的选择按Ifu = (1.5 2.5)IN若多台电机，熔丝的选择按Ifu = Im/2.5可能出现的最大电流FU表示符号熔丝的额定电流电动机的额定电流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。M3主触点弹簧连杆装置锁钩三. 断路器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。M3主触点弹簧连杆装置锁钩三. 断路器M3主触点弹簧连杆装置

12、一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。三. 断路器M3主触点弹簧连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。三. 断路器四. 按钮通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。动合（常开）触头动断（常闭）触头按钮帽复位弹簧表示符号：SB常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮按钮的额定电流一般不超过5A五. 交流接触器接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。线圈KM交流接触器的图形及文字符号：KM辅触头KM辅触头KM主触头交流接触器的结构原理图复位弹簧动铁心线圈静铁心123123主触点

13、动合(常开)辅助触头动断触点动合触点交流接触器线圈通电后的状态123123动断触点断开动合触点闭合i主触点闭合辅助触头线圈复位弹簧动铁心静铁心六. 热继电器热继电器是利用电流的热效应而动作的电器，它是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。热继电器的图形及文字符号KH发热元件将串联在电动机的主电路中KH常闭触点将串联在电动机的控制电路中热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧扣板II当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱钩。热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板热继电器的结构原理图发热元件双金属片常闭触点复位按钮弹簧II扣板常闭

14、触点打开从而断开电动机的主电路七. 中间继电器中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触头个数多些，共有八对触头，其中四对常开触头，四对常闭触头，而且没有主、辅触头之分。触头容量相当于接触器的辅助触头，其额定电流为5A。中间继电器主要用在控制电路中，起信号传递与转换作用以及同时控制多个电路。线圈KAKA常闭触点常开触点KAKA复合触点中间继电器的图形符号KMSB1KHQKHFUKMM31. 点动控制线路控制电路主电路 先闭合开关Q，接通电源。按SB1KM线圈得电KM主触头闭合M运转松SB1KM线圈失电KM主触头恢复M停转M3M3 点动电路功能 控制电机在很短时间内工作。工作原理

15、1.2 简单电机控制电路KMSB1KHQKHFUKMM31. 点动控制线路控制电路主电路 先闭合开关Q，接通电源。按SB1KM线圈得电KM主触头闭合M运转松SB1KM线圈失电KM主触头恢复M停转M3M3 点动电路功能 控制电机在很短时间内工作。工作原理1.2 简单电机控制电路KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM32. 长动控制线路控制电路主电路 工作原理 先闭合开关Q 接通电源。按SB1KM线圈得电KM主触头闭合M运转按SB2KM线圈失电KM主触头恢复M停转M3M3 KM辅助触头闭合 自锁KM辅助触头恢复失去自锁长动电路功能控制电机长时 间连续工作KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3

16、SB33. 点动及长动控制线路 (1)M3M3M3M3 控制电路主电路工作原理：先闭合Q，接通电源按SB1KM线圈得电KM触头闭合M长动运转按SB3KM线圈得电KM触头闭合M点动运转按SB2KM线圈失电KM触头恢复M停转松SB3KM线圈失电KM触头恢复M停转KASB1SB2KHQKHFUKMM3 KMSB3KAKA中间继电器 KA的功能：实现自锁 从而实现M长动运转。3. 点动及长动控制线路（2）按SB1KA线圈得电KM触头闭合M长动运转按SB3KM线圈得电KM触头闭合M点动运转KM线圈得电KA触头闭合自锁按SB2KM线圈失电KM触头恢复M停转工作原理 合QKMSB1SB4KHQKHFUKMM

17、3 SB2KMSB3SB5SB6 多地点控制线路利用SB1、SB2、SB3并联，可实现多地点起动；利用SB4、SB5、SB6串联，可实现多地点停机。三种保护作用a. 短路保护 FUb. 过载保护 KHc. 零压欠压保护KMKM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM11.3 正、反转控制KM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1按SB1KM1线圈得电KM1触头动作M正转；按SB2KM2线圈得电KM2触头动作M反转；KM1、KM2常闭触头互锁： 防止KM1KM2同时得电造成电源 短路工作原理合Q，接通电源按SB3

18、KM1线圈失电KM1触头恢复M停转；正转 反转必须先按停止按钮 SB3KM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM2KM1按SB1KM1得电KM1常开触头闭合M运转误按SB2KM2得电KM1KM2若去掉互锁 KM1、KM2常闭触头，合Q，KM2常开触头闭合 A B C则电源A、C线间短路M3 熔断器 FU烧毁！KM1一定要加互锁触头KM1KM2 电源短路 是如何造成的？KM2SB1SB3KHQKHFUM3 SB2KM1KM2KM1KM2KM1KM2KM1 直接正、反转控制线路利用复合按钮SB1、SB2，可以实现：正转反转直接转换, 不必再按SB3。KM1和 KM2的电气互锁必不

19、可少！工作更可靠！SB1SB3QKH1FUKM1 M13SB2 M23KM2KH2KM1KM2KH1KH2KM1KM1KM2顺序控制L2L11.4 顺序联锁控制顺序控制线路(1)利用KM1常开触头可实现顺序控制功能：M1起动后M2才能起动。顺序控制线路(2)SB1SB3SB2 KM1KM2KH1KH2KM1KM2L1L2自锁和顺序控制按SB1KM1线圈得电 KM1各触头动作按SB2KM2线圈才能得电 工作原理 若先按 SB2， 电路不能工作。SB1SB3QKH1FUKM1 M13SB2 M23KM2KH2KM1KM2KH1KH2KM1KM1KM2L2L1SB4KM2利用KM1常开触头：M1起动

20、后M2才能起动。例：分析电路的控制功能。解：电路可实现顺序控制功能：利用KM2常开触头：M2停车后M1才能停车。运动部件SQ2SQ11.5 行程控制行程开关的动作过程运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程1.5 行程控制S

21、Q常开触头SQ常闭触头SQ复合触头符号行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。常开触头常闭触头运动部件结构示意图闭合断开1.5 行程控制KM2SB1SB3KHQKHFUSB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2L1L2L2L1SQ4SQ2工作台右移左移SQ4SQ2SQ1SQ3设KM1得电M正转, 工作台左移; KM2得电M反转, 工作台右移;M3 1.5 行程控制工作台KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2左移按SB1KM1线圈得电KM1触头动作M正转工作台左移工作原理 合Q 直至压住行程开关SQ2：常闭触头断开

22、 KM1线圈 失电, M停转;常开触头闭合 KM2线圈 得电, M自行起动反转工作台返回右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作台工作台右移1.5 行程控制KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L1L2SQ4SQ2工作台右移当工作台右移至压住行程开关SQ1：常闭触头断开 KM2线圈 失电, M停转;常开触头闭合 KM1线圈 得电, M自行 起动正转工作台返回左移如此循环可实现工 作台自动往复运。SQ4SQ2SQ1SQ3左移1.5 行程控制通电延时型空气式时间继电器释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心线圈微动开关2微动开关1恢复弹簧调节螺钉1.6 时间控制时间继电器线圈通电后瞬时动作的触点释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉1.6 时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉1.6 时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉1.6 时间控制释放弹簧活塞橡皮膜杠杆进气孔出气孔瞬时动作的触点动铁心静铁心i恢复弹簧调节螺钉1.6 时间控制延时动作的触点释