电气控制与PLC应用技术_完整课件

1、电气控制和PLC应用技术电子教案，主编吴金浩曾庆乐，系列编辑linaif，线程理论，1 .电气控制技术的产生和发展包括科学技术的持续发展、生产过程的持续新要求、从手动控制到自动控制的简单控制设备到复杂控制系统，从有触点的硬布线控制系统到以计算机为中心的存储控制系统。(1)电力牵引自动控制系统的组成(2)电力控制技术的发展，2 .可编程控制器(PLC)的创建和开发由于继电器接触器控制系统的结构特性而限制了其发展，1968年美国通用汽车(GM)公司首次提出了新工业控制器的开发前景。一年后，美国数据设备公司(DEC)开发了世界上第一个可编程控制器，即早期工业计算机(PLC)。随着微电子技术和计算机技

2、术的发展，PLC的处理速度和控制能力有了很大的提高，发展成了一种新型工业自动控制标准设备，不仅具有交换机容量的逻辑控制，而且具有模拟控制和数据处理、PID控制和数据通信功能。近年来，随着电力电子技术、检测和检测技术、机械制造技术的发展，PLC在通信功能和控制领域不断取得新的突破，正在走向电气控制、仪表控制、计算机控制集成和网络。3 .本课程的特点、内容和任务要求主要内容：(1)工业控制系统的继电器接触器控制系统；(2)PLC控制系统；(3)变频器的基本应用。提出学习方法：(1)打下继电器接触器控制系统的基础，学习如何掌握PLC控制系统的应用。(2)注意学习内容大众化和发展的必要性。(3)学习应

3、掌握基本原理和应用方法。(4)加强实践技能训练，使理论与实践相结合。第一章一般使用电动机控制电路，第1.1章介绍了继电器接触器控制电路由各种低压电气装置组成。最简单的三相异步电动机控制电路，可通过一个闸开关控制电动机的启动运行和停止。为了在实际应用中满足自动控制要求，电路需要各种开关、继电器、接触器等电气组件，根据操作员发送的控制命令信号执行电动机自动控制、保护和监视等功能。1.2三相异步电动机直接启动控制电路，1.2.1三相异步电动机启动问题三相异步电动机启动过程是从三相异步电动机连接到电网开始旋转到达到额定速度的过程。三相异步电动机在启动时扭矩不大，但定子绕组的电流增加到额定电流的47倍。

4、这么大的启动电流会导致以下不好的结果。(1)启动电流太多，电压损失太大，电动机启动转矩下降。还可能影响连接到电网的其他设备的正常运行。(2)使电机绕组发热，绝缘老化，缩短电机寿命。(3)引起过流保护装置故障。因此，三相异步电动机的启动控制有两种方法。一个是直接启动控制。另一个是降压启动控制。由1.2.2刀开关直接控制的三相异步电动机单向操作电路1。刀开关，紫胶开关组合开关，门开关图形和文本符号，2 .刀开关控制的异步电动机启动电路、物理图电气控制原理图、电路工作方式：(1)电源开关QS三相异步电动机电源电动机启动；(2) QS电机断电和停止。1.2.3。使用空气断路器直接控制电动机单向操作的断

5、路器是结合了过载、过热、电源低压、过电压等保护功能的电气设备。、各种断路器的形状、空气断路器的基本结构、关闭后挂钩，使主触点关闭，电动机电源启动。从“分割”位置拉出手柄(或按“分割”按钮)，分离挂钩，主触点被复位弹簧的拉力分开，切断马达电源。不是手动分割。此外，空气断路器可以自动分成3个跳闸，以实现相应的保护。几种常用保险丝的形状，1.2.4。通过使用接触器直接控制电动机的单向工作电路，对电动机的控制除了前面所述的刀开关外，电动机控制电路中使用的电气装置还包括多种低压电器，如熔断器、接触器、热继电器和按钮开关。(1)熔断器，熔断器是电路中串联连接的易于使用、便宜、有效的短路保护装置。(2)接触

6、器、接触器主要是频繁连接或分段AC、DC电路、控制容量大、远距离操作的继电器，同时是定时操作、联锁控制、各种定量控制和电压损失预防、自动控制电路中广泛使用的自动控制仪器。交流接触器在结构上可分为电磁系统、接触系统和弧消化系统三个部分。(3)热继电器热继电器是根据电动机过载保护的需要设计的，使用电流热效应的原理和时间限制特性，当热量积累到一定程度时，切断触点切断电路，实现电动机的过载保护。注意：保险丝和热继电器都使用电流的热效应来保护过电流，但由于工作原理不同或用途不同，所以应渡边杏混淆。(4)按钮开关按钮开关是手动电气装置，通常称为控制按钮或按钮。主要用于人们对电路发出控制命令。为了便于操作者

7、识别，为了防止误操作，生产时徐璐用不同的颜色和符号区分按钮的功能和作用，不能随意使用，特别是红色按钮必须用于停止控制。(5)接触器控制电动机单向操作电路，控制原理：(1)关闭电源开关QS:开机；(2)启动控制：启动按钮SB2接触器KM电磁线圈电吸KM主触点电吸KM主触点闭合电动机m电启动操作KM辅助触点闭合自动锁定控制(3)停止控制：停止按钮SB1接触器KM电磁线圈断电KM主触点断开电动机m电源关闭KM辅助移动触点断开自动锁定控制(4) 过载保护：电动机在运行过程中过载，达到一定水平时，热继电器FR动作FR手动触点分离接触器KM电磁线圈断电KM主触点分离电动机m电源关闭，(5)操作过程中突然断

8、电，重新供电，接触器KM电源关闭时自锁定触点断开启动这种在突然停电时自动切断电动机电源的保护功能称为电压损失(或零压力)保护，由接触器KM实现。(6)低电压保护如果降到上述电路额定电压的85以下，则接触器线圈的电磁吸引力不足，接触器向复位弹簧发射，切断电动机电源，防止电动机在电压不足的情况下工作的这种保护功能称为低电压保护，由接触器KM同样实施。1.2.5三相刘涛电动机的顺序控制和多点控制电路1顺序控制电路(1)主电路顺序控制；马达M2的主电路位于M1的控制接触器KM1的主接点之后，并且仅在KM1主接点关闭且M1启动后，M2才能进行电力操作。(2)控制电路实现顺序控制。(a) (b) (c)上

9、图(a)与M1、M2顺序开始同时停止；图(b)分别为M1、M2的顺序启动而停止。图(c)为M1、M2序列启动，M1可能在M2停止之前停止。，2多点(离站)控制电路多点控制的基本原理是并行(SB3，SB4)启动按钮的启动触点，使在任意位置按按钮KM之一的线圈电操作；将停止按钮的移动触点(SB1、SB2)串联起来，可以进行场外停止控制。1.2.6三相异步电动机的正向反转控制电路，1 .使用反向开关控制的正向控制电路电路电路操作反向开关QS，将手柄板移动到“净”位置时，QS的触点向上连接，电动机和电源连接顺序为L1D1、L2D2、L3D3电动机正常工作。QS的触点在手柄板“反转”时向下连接，并且电动

10、机与电源连接序列L1D2、L2D1、L3D3电动机相反。QS的触点在手柄板移动到“静止”位置时断开，并关闭电动机电源。2 .由交流接触器控制的正向控制电路双驱动正向控制电路通过以下控制过程实现电机的直接反向切换：(1)向前控制(设定开始)(2)向后控制(设定原始向前切换)允许学生自我分析的1.2.7驾驶位置控制电路行程开关也是通过将机器信号转换为电信号来控制移动部件的位置或移动的自动控制装置。实现机床表自动往返运动的电动机拖动控制电路、1.3相异步电动机降压起动控制电路、1.3.1三相黑木启司刘涛电动机降压起动控制电路1。串联电阻(电抗)降压启动控制电路，1.3.2自动变压器降压启动控制电路自

11、动变压器降压启动，采用自动变压器二次绕组的不同抽头降压启动，正常运行后切换回额定运行电液，可以获得不同负荷启动的要求和较大的启动扭矩，常用于运行容量大的三相异步电动机。(1)启动时将手柄放在“启动”位置，关闭左右两组(分别三组)触点，电动机定子绕组接入自动变压器降压启动。(2)马达速度接近额定速度时，可以将把手向下拉至工作位置，分离左右两组接点，从而将自动变压器从电路中移除。中间触点集关闭，电动机以全压力运行。(3)要中断运行，请按停止按钮SB，切断电压损失消除器KV线圈的电源，产生电枢释放，通过机械跳闸装置断开触点组后，手柄将自动跳回“停止”位置，启动器上的所有触点均断开，马达停机，然后准备

12、启动。1.3.3星三角形(Y/)降压启动控制电路1星三角形降压启动原理三角形降压启动(也称为Y/降压启动)。三相异步电动机在正常运行时将定子绕组连接成三角形(形状)，在启动时首先将定子绕组连接成星形(y形状)，以便每个相绕组接收的电压为电源上的相电压(220V)，从而降低启动电压，限制启动电流，在正常运行后将定子绕组连接成三角形(形状)每个相绕组接收的电压为电源上的线电压(380V)2.在时间继电器自动控制的电路中，电动机启动延迟使用时间继电器(KT)控制。时间继电器，也称为延迟继电器，在输入信号后，输出部分工作需要一些时间(延迟)。时间继电器主要用作时间控制。1延迟闭合瞬间开关触点；2瞬时闭

13、合移动触点的延迟分离；3瞬时闭合延迟分离触点；4瞬时分离延迟闭合移动触点；5停电延迟线圈；6电源延迟线圈，3 .星形三角形降压起动自动控制电路电路的启动过程如下：KM1线圈电源电动机m星连接自动锁定启动按钮SB2 KM2线圈断电启动KT线圈电源启动计时(启动时间)延迟时间KT动态触点分离KM2电源切断KM3电源电动机m三角连接自动锁定全压力操作，1.3.4三相绕组转子异步电动机启动控制电路，转子绕组异步电动机通过刷旋转转子绕组根据交流电动机运行特性，在增加转子电路电阻的同时，机械特性变软，在一定负载转矩下速度降低，调节一定范围的电动机速度，减少启动电流，同时获得较大的启动转矩。 (1)根据时间

14、原则，在控制过程中选择时间作为变更参数进行控制的方式称为时间原则。(2)根据电流原理，在控制过程中选择电流作为变化参数进行控制的方式称为电流原理。按启动按钮SB1后，电动机转子将串行启动到所有电阻(R1、R2、R3)，启动时转子的电流更大，因此所有三个电流继电器均工作，连接到控制电路的同端触点同时断开。随着电机速度的逐渐提高，转子电流逐渐减少，三个电流继电器KA1 KA2 KA3依次释放，其移动触点依次关闭，控制KM1 KM2 KM3逐步短转子电阻R1 R2 R3。中间继电器卡(KA)充当在3个电流继电器动作后连接KM1、KM2、KM3电路，从而防止在启动瞬间直接打开3个接触器的烟雾。(3)中

15、间继电器(KA)用于传递信号或同时控制多个电路，并起到中间转换作用，并用于控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继电器与小型交流接触器的结构和工作原理相同，但是电磁系统较小，触点没有主辅，触点数更多。1.3.5频率检测可变电阻控制电路，频繁可变电阻装置是随着电机启动过程的速度增加(转子电流频率降低)，电阻值自动降低的装置。随着启动过程的进行，电阻自动平滑减小，启动过程平滑进行。主电路连接到电动机定子电路中电流互感器TA、电流表a、热继电器FR的热元件和中间继电器KA的移动触点，在正常运行时保护热继电器，防止热元件在启动时短啮合，防止故障。电流表a通过电流器连接到电路，可以方便地测量电机定子电

16、流。电动机转子电路接入频率传感器RF，由接触器KM2主触点启动，然后短接。转换开关SA用于选择手动或自动控制。1.4三相异步电动机速度控制电路，1.4.1三相异步电动机速度控制根据异步电动机的速度公式，有三种方法：n(1s)60fp，三相异步电动机调速方法(1)异步电动机速度s的调速更改。(2)刘涛电机定子绕组的极对数p的变极调速变化。(3)改变电源频率f的频率控制。1.4.2可变公差调速刘涛电动机的转矩与定子电压的平方成正比。因此，改变刘涛电动机的定子电压，即改变电动机的转矩和机械特性，来调节速度是比较简单的方法。特别是晶闸管技术的发展，交流调压调速电路得到了广泛应用。，根据1.4.3可变极速控制电路、三相异步电动机的工作原理，以恒功率频率为前提，刘涛电动机的同步速度与旋转磁场的极对数成反比，极对数增加一倍，同步