电工学-第7章电气自动控制课件

1、1,第 7 章 电气自动控制,7.1 手动控制,7.2 起停自动控制,7.3 正反转控制,7.4 顺序联锁控制,7.5 行程控制,7.6 时间控制,下一章,上一章,返回主页,控制电器,7.1 常用控制电器,一、开关,1、刀开关 控制对象： 380V，5.5kW 以下小电机,考虑到电机较大的起动电流，刀 闸的额定电流值一般选择： （3-5）倍异步电机额定电流,2、组合开关,标准符号,组合开关的选型主要注意 ：额定电压和额定电流（具有标准电流）,河南工业大学电气工程学院,5,3、断路器（空气开关或自动开关）,兼有刀开关和熔断器的作用。 在低压配电系统中的作用：短路和过载保护。,断路器，是在低压电路

2、中广泛应用的一种控制保护电器。当发生过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电器设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。,河南工业大学电气工程学院,7,低压断路器的实物图片和控制电路,低压断路器的选型,（1） 确定断路器的额定电流； （2） 确定断路器的短路整定电流-应躲过线路的正常工作启动电流； （3） 确定断路器的分断能力-按线路的最大短路电流来校验低压断路器的分断能力； （注：分断会产生电弧，分断能力是指切断电弧的能力） （4） 确定断路器的动作灵敏性-按照线路的最小短路电流来校验断路器动作的灵敏性，即线路最小短路电流应不小于断路器短路整定电流的1.3倍；

3、 （5） 确定断路器的额定短路接通能力-即断路器能允许的瞬时最大短路电流值（短路重合闸情况）,河南工业大学电气工程学院,9,二、按钮,动断触点,（动断触点）,动合触点,（动合触点）,联动触点,动合（常开）触头,动断（常闭）触头,按钮帽,复位弹簧,注意动作先后顺序 按下时：常闭先动作 复位时：常开先动作,按钮的颜色意义 红色：急停、停止、分断 黄色：紧急干预 绿色：启动、接通 蓝色、黑色、灰色、白色：其他功能，但不代替上述功能,标准符号,注意：通过按钮的最大电流不要超过5A,三、交流接触器,利用电磁吸力来接通或断开电动机或其他设备的主电路 的自动电器,作用,构成: 主要由电磁铁和触点两部分组成，

4、 触点又可分为主触点和辅助触点。,接触器技术指标：额定工作电压、电 流、触点数目等,动作过程,线圈通电,衔铁被吸合,触点闭合,接通电源,M 3,接触器线圈,接触器主触点用于主电路 (流过的电流大，需加灭弧装置）,接触器辅助触点用于控制电路 （流过的电流小，无需加灭弧装置）,接触器有关符号,*四、 中间继电器,继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器的主触点可以通过大电流，而继电器的触点只能通过小电流。,中间继电器 速度继电器 时间继电器（具有延时功能） 热继电器（做过载保护） .,继电器类型：,作用：继电器用来传递信号或用于控制电路中。,插座,发热元件,1.结构：,I,常闭触点,五、

5、 热继电器,河南工业大学电气工程学院,18,热继电器的实物图片,3.热继电器的符号,发热元件,常闭触点,串联在主电路中,六、熔断器,FU,额定电流 的选择：,3. 频繁起动 的电动机,2. 一台电动机,（稍大）,1. 电灯支线的熔丝,河南工业大学电气工程学院,22,7.2 手动控制,用刀开关对笼型异步电动机进行 起停手动控制。 电路的组成：刀开关、熔断器,河南工业大学电气工程学院,23,7.3 起停自动控制,笼型电动机起停自动控制电路是控制电路中最简单的、最常用的一种电路。,它是在手动起停控制电路的基础上增加：,按钮,交流接触器,热继电器等,几种自动控制电器构成的,河南工业大学电气工程学院,2

6、4,一、点动控制,辅助电路,主电路,M 3 ,动合主触点,起动按钮,动铁心,静铁心,3 ,M 3 ,河南工业大学电气工程学院,25,操作和动作 (1) 接通电源 (2) 起动 按 SBst M 起动； 手松开 M 停止。,河南工业大学电气工程学院,26,二、长动控制,自锁 触点,河南工业大学电气工程学院,27,操作顺序 (1) 接通电源 (2) 起动 按 SBst M 起动； 手松开 M 不停。 长动控制。 (3) 停止 按 SBstp M 停止； (4) 断开电源。,FR,过载保护,失(欠)压保护,隔离、短路保护,过载保护,按下按钮（SB2）， 线圈（KM）通电，,电机起动； 同时辅助触点（

7、KM）闭合。,即使按钮松开，线圈保持通电状态， 电机连续运转。,自锁的作用,1.短路保护,方法：加熔断器,选择熔体额定电流时，必须躲开起动电流，但对短路电流仍能起保护作用。,一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。,异步电机的起动电流 Ist=(5-7) 额定电流,保护措施,2.过载保护,3.零压（失压）保护,零压保护就是当电源暂时断电或电压严重 下降时，电动机即自动从电源切除。,方法：采用继电器、接触器控制,电源电压85%时，接触器触点自动 断开，可避免烧坏电机。,7.4 正反转控制电路,一、正反转控制原理,1. 基本原理 将接到电源的任意两根联线对调一头即可实现电动机的正反转，为此

8、可用两个交流接触器来实现。,2. 基本要求 必须保证两个交流 接触器不能同时工作,河南工业大学电气工程学院,33,KMR,正转控 制支路,反转控 制支路,河南工业大学电气工程学院,34,3.操作步骤： (1) 按 SBstF 正转起动。 (2) 按 SBstP 正转停止。,河南工业大学电气工程学院,35,(3) 按 SBstR 反转起动。 (4) 按 SBstP 反转停止。,河南工业大学电气工程学院,36,错误操作： 正(反) 转时按反(正)转起动 六个主触点同时闭合 电源短路！,河南工业大学电气工程学院,37,互锁措施： 采用辅助动断触点。,河南工业大学电气工程学院,38,双重 互锁,机械互

9、锁电路,错误操作： 同时按 SBstF、SBstP， 两条支路同时断开， M 不起动。,河南工业大学电气工程学院,39,7.5 顺序联锁控制,控制多台电动机之间的起动、停止顺序。,例如要求两台电动机的顺序起停： (1) M1 起动以后 M2 才能起动。 (2) M2 停止以后 M1 才能停止。,河南工业大学电气工程学院,40,M1控制 支路,M2控制 支路,起动顺 序控制,河南工业大学电气工程学院,41,操作步骤： (1) 合闸 起动 M1 起动 M2 。 (2) 分别按 SBstP1、SBstP1 停止M1、 M2。 (3) 增加 KM2 实现 M2 先停止。,KM2,一、行程开关,电路的限

10、位保护、行程控制、 自动切换等。,常开（动合）触头,常闭（动断）触头,7.6 行程控制,与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,作用,结构,河南工业大学电气工程学院,43,行程开关的几种结构形式,直动式 （传动杆式）,单滚轮式,双滚轮式,接近开关,标准符号,光电开关（接近开关的一种）,河南工业大学电气工程学院,46,二、控制电路,刨床,河南工业大学电气工程学院,47,自动往复运动的行程控制,正转到位： 撞击 SQA1， 正转停车， 反转起动。 反转到位： 撞击 SQB1， 反转停车， 正转起动。,断开,断开,闭合,闭合,河南工业大学电气工程学院,48,7.6 时间控制,一、时间继电器 1. 时间继

11、电器的分类 (1) 按延时机构的不同分类 电磁式、空气阻尼式、电动机式、电子式。 (2) 按触点延时动作的不同分类 通电延迟式、断电延迟式。,河南工业大学电气工程学院,49,2. 空气式时间继电器,通电延时的时间继电器,河南工业大学电气工程学院,50,2. 空气式时间继电器,断电延时的时间继电器,河南工业大学电气工程学院,51,时间继电器的图形符号和文字符号,延时闭合动断触点,延时断开动合触点,通电 延时式 断电 延时式,延时闭合动合触点,延时断开动断触点,线圈,触点,河南工业大学电气工程学院,52,主电路,二、控制电路,河南工业大学电气工程学院,53,Y起动控制电路,自锁,互锁,互锁,开始计

12、时,主电路接通,计时时间到 KT 断开,KT 恢复闭合,主电路接成 Y,主电路 Y 形联结解除,按下 SBst 起动,主电路换接成 ,河南工业大学电气工程学院,54,7.7 可编程控制器,一、等效电路,逻辑运算单元,输入接线端子,输出接线端子,输入接 口单元,输出接 口单元,河南工业大学电气工程学院,55,1. 输入接口单元,(1) 组成 输入接线端子输入继电器 I 线圈。 (2) 功能 接收操作命令、控制信息。 (3) 输入点数 I0.0、I0.1、I0.3、,3. 输出接口单元,(1) 组成 输出接线端子 输出继电器的动合触点。,河南工业大学电气工程学院,56,(2) 功能 输出操作命令，

13、驱动被控对象。 (3) 输出点数 Q0.0、Q0.1、Q0.3、,3. 逻辑运算单元 (1) 组成 输入继电器 I 输出继电器 Q 辅助继电器M 定时器 T 计数器 C 等。 (2) 功能 是 PLC 的核心。实现各种运算。,河南工业大学电气工程学院,57,I/O 分配表,1. 外部接线图及 I/O 分配表,二、梯形图,输入： 输出： SBstF ：I0.0 KMF ：Q0.0 SBstR ：I0.1 KMF ：Q0.1 SBstP ：I0.2 FR ： I0.3,河南工业大学电气工程学院,58,2. 梯形图,河南工业大学电气工程学院,59,三、语句表,表7.7.1 PLC的基本指令表,LD

14、LDLDN LDI A AND AN ANI O OR ON ORI OLD ORBALD ANB= OUT END END,动合触点与左母线相连或处于支路的起始位置 动断触点与左母线相连或处于支路的起始位置 动合触点与前面部分的串联动断触点与前面部分的串联动合触点与前面部分的并联 动断触点与前面部分的并联 串联触点之间的并联 并联触点之间的串联 驱动线圈的指令 结束指令,河南工业大学电气工程学院,60,例如：,语句表,LD I0.0 O Q0.0 AN Q0.1 A I0.3 AN I0.2 = Q0.0 LD I0.1 O Q0.1 AN Q0.0 A I0.3 AN I0.2 = Q0.

15、1 END,河南工业大学电气工程学院,61,触点串并联的编程方法：,语句表,LD I0.0 A I0.1 LD I0.2 AN I0.3 OLD LDN I0.4 A I0.5 OLD = Q0.0 END,河南工业大学电气工程学院,62,触点并串联的编程方法：,语句表,LD I0.0 O I0.1 LD I0.2 ON I0.3 ALD LDN I0.4 O I0.5 ALD = Q0.0 END,河南工业大学电气工程学院,63,触点混联的编程方法：,语句表,LDN I0.1 A I0.2 O I0.0LD I0.3 AN I0.4 LDN I0.5 A I0.6OLD ALD A I0.7 O I1.0 = Q0.0 END,河南工业大学电气工程学院,64,驱动线圈指令可重复使用：,语句表,LD I0.0 AN I0.1 = Q0.0 = Q0.1 A I0.2 = Q0.2 END,河南工业大学电气工程学院,65,定时器：,表7.7.2 TON 定时器的编号和最大延时,河南工业大学电气工程学院,66,定时器的应用：,语句表,LD I0.0 TON T33，300 LD T33 = Q0.0 LDN T33 = Q0.1 END,(1) PLC 上电后， Q0.1 立即通电； (2) I0.0 闭合3s