秋电子0604-06、公选0PLC继电接触控制系统.ppt

1、1,1、教材及参考资料 教材 可编程控制器原理及应用（一分册），电气教研室编，石油大学教材科。 参考资料 可编程控制器原理及应用，汪晓光等编，机械工业出版社。 电器与可编程控制器应用技术，邓则名等编，机械工业出版社。 2、考试形式：闭卷。期末：80%。平时：20%，其中作业10%，考勤10%。,2,继电接触控制系统 可编程控制器的工作原理 FP1可编程控制器的指令系统和编程方法,本课主要内容,3,继电接触控制系统,一、各种控制电器 控制电器：包括接通和断开电路的开关类电器；或调节、控制、保护作用的控制类电器。 例如，在以电动机为动力的生产机械中，要根据生产过程的要求对电动机进行起动、停止、正转

2、、反转、调速、制动的控制。必须用到开关、继电器及接触器等控制电器，它们组成控制电路，即继电接触（器）控制系统。 低压控制电器：小于交流1200V，或者小于直流1500V的控制电器。,4,最简单的电机控制电路点动控制,请同学们说出控制过程，用到了哪些控制电器？,5,1、断路器 断路器可以分断大电流，例如工作电流、短路故障电流等。,断路器符号,锁钩,主触点 手动闭合,自动空气断路器原理图 具有过流（或短路）、欠压保护,连杆装置,释放弹簧,6,具有过流（或短路）、过载（热）、欠压保护，并能远距离分断（又叫紧急分断、急停）功能。,分励脱扣器,急停按钮,过载保护,过流保护,失压保护,过电流脱扣器,失电压

3、脱扣器,热脱扣器,QF,断路器图形符号（具有功能示意）,7,漏电保护功能单相漏电保护开关,漏电保护开关原理图,8,三相漏电保护开关工作原理,跳闸线圈,9,漏电保护开关工作原理：,1、图中为电磁铁线圈，漏电时可驱动断路器断开。、阻值很大，所以合上时，流经的电流很小，不足以造成开关断开。、为可控硅、的均压电阻，可以降低对可控硅的耐压要求。为试验按钮，起模拟漏电的作用。 2、当外线路有漏电或按压试验按钮时，穿过磁环的电流的矢量和不为零，磁环上的检测线圈的、两端就有感应电压输出，该电压立即触发导通。由于预先充有一定电压，导通后，便经、放电，使上产生电压触发导通。 3、导通后，流经的电流大增，使电磁铁动

4、作，驱动开关断开。 4、为压敏电阻，起过压保护作用。,10,2、隔离开关（刀闸）：隔离开关只能分断小电流。,11,3、接触器：小电流小电压控制大电流大电压。 远距离频繁接通和分断，还具有一些基本保护功能。主要控制电动机，也用于控制电热器、电焊机等。 是自动控制系统中应用最多的一种电器。 控制容量大、工作可靠、寿命长等优点。 基本工作原理是利用电磁铁作用，使触头接通或断开。 分为交流接触器和直流接触器，二者之间的差异主要是灭弧方法不同。,12,a）接触器外形 b）接触器内部,接触器结构示意图,13,交流接触器工作原理,有三个常开主触点，一般至少有两个辅助触点。主触点必须采取灭弧措施；辅助触点灭弧

5、能力弱，用来构成控制电路。 为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成； 为消除铁心的颤动和噪音，还要在铁心的部分端面加上短路环。,14,15,如何选用接触器？ （主触点）额定工作电流Ie选择，一般根据电动机额定电流IN计算： Ie KIN （K裕度系数，一般取11.4。） CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、120A等。 工作电压选择：交流220、380、660V；直流24、220V等。 电磁铁线圈的电源种类、频率和额定电压：如交流220、380V，直流5、24、220V等 辅助触点：种类、数量、额定电流。,16,4、继电器 定义：根据电量（电流、电压）或非电量（

6、时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开电路，完成控制或保护的功能。,17,电磁式继电器：用的最多，最常见。,18,中间继电器：是电磁式继电器的一种，将电流、电压“放大”。,19,热继电器：感受电路中电流产生的热量，转换成触点信号。在电路中用作电动机的过载保护。由发热元件；双金属片；触头等组成。,主电路中的画法,控制电路中的画法,FR,FR,20,时间继电器：是将进行时间延迟，转换成触点信号的控制电器。 时间继电器是电路中控制动作时间的继电器，它是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触点延时接通或断开的控制电器。按其动作原理与构造的不同可分为电磁式、电动式、空气阻尼式和晶体管式等类型。,

7、21,空气阻尼式时间继电器：通电延时型,22,空气阻尼式时间继电器：断电延时型,23,晶体管时间继电器： S闭合后，V延时导通，KA吸合。,V,24,工作过程： 当合上开关S时(t=0)，电源电压E通过电阻R开始向电容C充电。刚开始，稳压管VW不能导通，KA不能得电，处于释放状态；当t=t1时，Uc增加到U1，于是VW被击穿，三极管V导通，电源经R与VW供给三极管V基极电流，集电极电流推动继电器KA吸合，达到延时动作的目的。 当断开S时，C就通过VW与三极管V很快放电（此时它们的电阻很小），Uc很快下降，但当Uc稍许减小后VW就恢复阻断状态；V截止，KA释放，可见释放过程是非常快的，延时很小，

8、所以该继电器为吸合延时，释放后电容上电压（电荷）将自然地放掉，到等于零时就可以接受下一次动作了。 延时的大小主要决定于充电过程的快慢，即决定于R和C的大小。调节旋钮就是调节电阻R的大小。因此精度不大。,25,脉冲计数式电子时间继电器,这种继电器采用对标准频率的脉冲进行分频和计数的延时环节来取代RC充放电的延时环节，精度高，缺点是抗干扰能力较差。,26,速度继电器：感应速度变化，转换成触点信号。一般情况下，速度继电器的触点，在转速达120rmin时能动作，100rmin左右时能恢复正常位置,图文符号,27,5、熔断器：在电路中主要起短路保护作用。由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成。当电路发生

9、短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。 常用熔断器 （一）插入式熔断器（用于低压电路） （二）螺旋式熔断器（用于机床电器控制） （三）无填料密闭式熔断器（用于低压电网） （四）有填料密闭式熔断器（用于大容量） （五）快速熔断器（用于半导体整流元件或整流装置） （六）自恢复熔断器（用于限制短路电流）,28,6、按钮：按下后能弹起复位的触点。,复合按钮,29,7、位置开关（行程开关）：感受位置变化，转化为触点信号。,30,二、电机典型控制电路举例,1、点动运行,FU,控制过程： 1、按下按钮SBKM线圈得电KM主触点闭合电机运转 2、松开按钮SBKM线圈断电KM主触点断开电机停止,具

10、有的保护功能： 1、短路保护熔断器； 2、缺相、欠压保护接触器,注意：缺少热继,31,2、连续运行（长动）,启动按钮,停止 按钮,自保点,具有的保护功能： 1、短路保护熔断器； 2、过载保护热继电器。 3、缺相、欠压保护接触器,FU,32,3、点动+连续运行 第一种方法：用复合按钮 SB3：点动 SB2：长动 特点：动作不可靠 第二种方法：加中间继电器 SB：点动 SB2：长动 特点：动作可靠,体会什么是 “先断后通”,KM,SB1,KM,SB2,KH,SB3,KM,SB1,KM,SB2,FR,SB3,SB,KA,SB1,KA,SB2,FR,KM,KA,33,4、两地控制 例如：甲、乙两地同时

11、控制一台电机 方法：“串停止，并起动”。,34,5、三相异步电机正反转控制 1）一般实现思路,注意：要想改变转向，必须先停车！否则接触器短路。,操作过程：SBF按下，电机正转； SB1按下，电机停车（必须）； SBR按下，电机反转。,KMF,KMF,KMF,SB1,SBF,KMF,SB1,SBF,KMR,KMR,KMR,SBR,KMR,SBR,FR,35,2）加电气互锁的正反转控制,互锁作用：正转时，反转按钮SBR不起作用；反转时，正转按钮SBF不起作用。两按钮“不碰面”，避免造成主回路短路。 注意：要想改变转向，必需先停车。否则无效。,M,3,M,3,A,B,C,KMF,FU,QS,FR,K

12、MR,KMR,36,3）加双重互锁（电气互锁、机械互锁）的电机正反转控制,机械闭锁和电气互锁的比较： 相同之处：都是防止接触器短路。 不同之处：机械闭锁更加可靠；同时可以使得电路不必先停车就可改变转向。,37,6、电机的行程控制：当运动部件到达一定位置时，借助行程开关，控制电机的停车或往返运行。 1）一般控制：限位停车,38,2）自动往复 关键措施：限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。,正转,反转,39,7、顺序控制 1）控制要求：M1起动后，M2才能起动。 只有先后顺序要求，没有延时要求。 M2可单独停。,M1起动,M2起动,40,2）M1起动后，M2延时

13、起动（M2不能单独停）。,41,3）M1起动后，M2延时起动。M2能单独停（讨论图）。,成功,失败,42,8、三相异步电动机的起动 1）Y起动,KM,FU,QS,FR,电机,绕组,电机,绕组,A,x,B,y,C,z,KM,-,Y,KM,-,Y,KM,-,D,KM,-,D,主电路,43,Y起动控制电路,互锁,44,2）自耦降压起动控制：,45,3）频敏变阻器起动：整块铸钢铁心，外布铜绕组。类似于自耦降压器。,整个起动过程中 1）电阻R逐渐减小。开始电流大引起磁通大，且频率高，导致涡流损耗大，等效电阻R所以大。 2）感抗 L变化不大。开始时虽然大，但电流大导致磁通大导致磁通饱和，使得电感L小。结束

14、时虽然小，但磁通不饱和，L大。因此始终 L变化不大。 所以说，真个过程中，电阻R变化，由大变小，感抗不变，因此叫频敏变阻器起动。,46,频敏变阻器起动控制电路,47,9、制动 1）反接制动,反接制动,正常运行,反接制动怎样停止？ 依靠速度继电器结束反接制动。当转速低于100转左右时，速度继电器复位，反接制动停止。,48,反接制动的另一种控制图（开拓眼界）,49,2）正反转反接制动,50,3）电磁抱闸制动 A、 持续刹闸型 电机运行时不刹闸，电机停止时刹闸。,优点：电机停车后，刹闸，电机不能自由转动，安全，用于起重机。缺点：电机运行时电磁铁得电，浪费电能，运行中易产生噪音。,51,B、瞬间刹闸型

15、 电磁铁平时和电机工作时都不通电，松闸，只有电机停止瞬间通电，刹闸。,优点：只在电机停车时，电磁铁得电刹闸，节能。 缺点：停车后电机自由转动，不安全，不能用于起重场所。,52,4）能耗制动,53,5）电机阻容制动,54,三、控制电路综合举例 例一：运料小车的控制 设计一个电机拖动的运料小车控制电路与主电路，实现：1）小车启动后，前进到A地。然后做以下往复运动：到A地后停2分钟等待装料，然后自动走向B；到B地后停2分钟等待卸料，然后自动走向A。（2）有过载和短路保护。（3）小车可在任意位置停。,55,SB2为允许运行按钮； STa 、STb 为两端的限位开关； KTa 、KTb 为两个时间继电器。,56,例二：工作台位置控制 起动后工作台控制要求： （1）运动部件A从1到2 （2）运动部件B从3到4 （3）运动部件A从2回到