PLC教程电气控制基础课件.ppt

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1、Wang yang,信以致远捷行弘毅,控制电器,各种电机,电气控制电路,第一章,第一章,电气控制基础,Wang yang,信以致远捷行弘毅,可以这么说，控制电器是一种控制电的工具。,控制电器可以视为一种具有二值的逻辑原件，即开关器件。,这些器件在输入条件的控制下，无论是自动的还是非自动的，,其输出或者使电路完全导通（记作,ON,），或者使电路完全断,开（记作,OFF,）。,第一节,控制电器,控制电器概述：,Wang yang,信以致远捷行弘毅,第一节,控制电器,控制电器分类：,（一）按用途分,1,）,控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器，各种控,制继电器等。,2,）主令电器：

2、用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如：控制按钮、主,令开关、行程开关、转换开关等。,3,）保护电器：用于保护电设备的电器。如：熔断器、热继电器、避雷器等。,4,）执行电器：指用于完成某种动作或传动功能的电器。如：电磁铁、电磁阀,等。,（二）按工作原理分,1,）,电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器。如：交直流接触器、各,种电磁式继电器等。,2,）,非电量控制电器：靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。如：,刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,第一节,控制电器,常见的控制电器,Wang yang,信以致远捷行弘毅,刀开

3、关是一种手动电器，由操作手柄、,触刀、静插座和绝缘地板组成；按刀数可分,为单极、双极和三极。,刀开关是一种手动配电电器。,它主要用来隔离电源、手动接通或断开,交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断,额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉,等。,刀开关,1.1,刀开关,信以致远捷行弘毅,Wang yang,刀开关由操作手柄、触刀、静,插座和绝缘底板组成。,1.1,刀开关,或,QS,QS,QS,a,）,b,）,c,）,a),单极,b),双极,c),三极,刀开关的图形符号及文字符号：,Wang yang,信以致远捷行弘毅,熔断器是一种利用熔化而切断电,路的保护电器。,将它串接于保护电路中，当电路发,

4、生短路或严重过电流时快速自动熔断，,从而切断电路电源，起到保护作用。,熔断器,1.2,熔断器,信以致远捷行弘毅,Wang yang,断路器由熔断管、熔断体、填,料、导电部件组成。,1.2,熔断器,熔断器的图形符号及文字符号：,FU,熔断器的电气符号,Wang yang,信以致远捷行弘毅,在低压控制电路中，控制按钮发,布手动控制指令。,按钮是一种短时接通或断开小电,流电路的电器。它不直接控制主电路,的通断，而是在控制电路中控制接触,器或者继电器等，再由它们去控制主,电路，故称作“主令电器”。,按钮,1.3,按钮,信以致远捷行弘毅,Wang yang,控制按钮一般用红色表示停止,按钮，绿色表示起动

5、按钮。,1.4,按钮,按钮的图形符号及文字符号：,按钮的符号,SB,SB,SB,a),b),c),a),常开触头,b),常闭触头,c),复式触头,Wang yang,信以致远捷行弘毅,接触器是用来接通或切断电动机,或其他负载主电路的一种控制电器，在,电力拖动自动控制线路中被广泛应用。,具有动作迅速，控制容量大，使用安全,方便，能频繁操作和远距离操作等优点。,主要用作电动机、小型发电机、,电热设备、电焊机和电容器组等各种设,备的主控开关。能接通和断开负载电流，,但不能切断短路电流，因此常与熔断器,和热继电器等配合使用。,接触器,1.5,接触器,信以致远捷行弘毅,Wang yang,接触器主要由电

6、磁机构、触头,系统、灭弧装置和其它部件组成。,1.5,接触器,接触器的图形符号及文字符号：,a),b),c),KM,KM,KM,接触器的符号,a),线圈,b),常开触头,c),常闭触头,信以致远捷行弘毅,Wang yang,1.5,接触器,Wang yang,信以致远捷行弘毅,继电器是一种根据特定形式的,输入信号而动作的自动控制电器。,其输入量可以是电流电压等电量，,也可以是温度、时间、速度、压力,等非电量，而输出则是触头的动作,或者是电路参数的变化。,继电器,1.6,继电器,信以致远捷行弘毅,Wang yang,电磁式继电器的结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机,构和触头系统构成。,1.

7、6,继电器,电磁式继电器的图形符号及文字符号：,电磁式继电器的符号,a),线圈一般符号,b),电流继电器线圈,c),电压继电器线圈,d),触头,a),b),c),KI,KA,KA,I,I,KI,KV,U,U,KV,d),信以致远捷行弘毅,Wang yang,1.61,接触器与继电器的区别,接触器与继,电器的区别,3,、,继电,器,针对,特定的要求，,会与,其,它,装置,组,合,设计,成,时间,继电,器、,压,力,继电,器等等，有附加,功能，而接,触,器一般不,会,具有附加,的功能。,1,、,继电,器的,触头,容量一般不,会,超,过,5A,，小型,继电,器的,触头,容量一般,只有,1A,或,2A

8、,，而接,触,器的,触头,容量最小也有,10A,到,20A,；,2,、接,触,器的,触头,通常有三,个,主,触头,另外,还,有若干,个辅,助,触头,，而,继电,器的,触头,一般不分主,辅,；,4,、,应,用,场,合不同，接,触,器一,般用于主回路，,继电,器一般用,于控制回路；,信以致远捷行弘毅,Wang yang,1,、中间继电器,中间继电器是电磁式继电器的一种，触头对数多，,触头容量较大动作灵敏度高。中间继电器主要起信号中继作用。,2,、时间继电器,时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实,现触头延时接通和断开的自动控制电器。,3,、热继电器,热继电器是利用电流的热效应原理实现电动机过

9、载保,护的自动控制电器。,4,、速度继电器,速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控,制。速度继电器与被控电动机的轴相连接，当电动机转动时，速度,继电器的转子随之转动，当达到一定转速，常闭触头分断，常开触,头闭合。当电动机转速低于某一数值时，触头在弹簧作用下复位。,5,、固态继电器,固态继电器（缩写,SSR,），是用隔离器件实现了控,制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，输,出端直接驱动大电流负载。,1.62,常用继电器,Wang yang,信以致远捷行弘毅,它是一种将旋转位移转换成一,串数字脉冲信号的旋转式传感器，,这些脉冲能用来控制角位移，如果,编码器与齿轮条或螺旋丝

10、杠结合在,一起，也可用于测量直线位移。,一般其选型的重要参数就是编,码器的线数，即编码器旋转一圈转,换成多少个脉冲信号。,编码器,1.7,编码器,信以致远捷行弘毅,Wang yang,编码器有一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗,的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得脉冲信号。光电,编码器的原理如图所示：,1.71,编码器的结构,Wang yang,信以致远捷行弘毅,开关电源是维持稳定输出电压,的一种电源。,我们常用的直流开关电源其功,能就是将电能质量较差的原生态电,源（粗电），如市电电源，转换成,满足设备要求的质量较高的直流电,压（精电）。,开关电源,1.8,开关电源,Wang yang

11、,信以致远捷行弘毅,接近开关是一种不需要和被检,测物接触用，用感应方法将被测物体,的远近状态转换成电信号的无触点开,关。,接近开关,1.9,接近开关,Wang yang,信以致远捷行弘毅,1.91,接近开关的接线方法,接近开关按输出形式又可分为交流两线式，直流两线式和直,流三线式，其中直流三线式又分为,PNP,输出和,NPN,输出。可以直接,驱动继电器计数器等直流负载。,内部,电路,负载,棕,黑,蓝,+,-,DC+10-24V,NPN,型接近开关接线图,Wang yang,信以致远捷行弘毅,1.92,接近开关的接线方法,内部,电路,负载,棕,黑,蓝,+,-,DC+10-24V,PNP,型接近开

12、关接线图,内部,电路,负载,棕,蓝,+,-,DC,两线制接近开关接线图,Wang yang,信以致远捷行弘毅,温度传感器,1.10,温度传感器,温度传感器,热电阻,Pt,Cu,热电偶,半导体,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电机,第二节,电机,Wang yang,信以致远捷行弘毅,2.1,电机分类,电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字,母“,M,”表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为,用电器或各种机械的动力源。,电机,交流电机,同步电机,异步电机,直流电机,控制电机,步进电机,伺服电机,Wang yang,信以致远捷行弘毅,2.2,异步电机,异步电机的工作原理：是通过一种旋,转磁场

13、与由这种旋转磁场借助于感应作用,在转子绕组内所感生的电流相互作用，产,生电磁转矩来实现拖动作用。,因此交流异步电动机只需给其提供三相,交流电源便可旋转。一般对其的控制分为,直接接触器控制和变频器控制。,异步电机,Wang yang,信以致远捷行弘毅,2.3,步进电机,步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线,位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电,机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频,率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电,机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。,这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期,性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、,位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的

14、,简单。,步进电机常用于低转速，精度要求不高的场,合。,步进电机,Wang yang,信以致远捷行弘毅,2.4,伺服电机,伺服电动机又分为直流和交流伺服电动机两,大类。,伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程,的闭环反馈控制系统。,我公司的伺服电机实际上是一个永磁同步电,机，通过编码器构成伺服电机，编码器的精度,决定了伺服电机的精度。一个伺服系统关键在,于伺服驱动器，伺服驱动器的性能决定了伺服,系统的性能。,伺服电机常用于高精度，高转速的场合。,伺服电机,Wang yang,信以致远捷行弘毅,2.5,工业控制系统组成,变频调速器,伺服驱动器,步进驱动器,继电器,固态继电器,接触器,比例调节阀,

15、电动机,伺服动机,步进电机,电炉,电磁阀,电动机,信号等报警装置,显示单元,通讯,模拟量,脉冲量,通讯,人机界面,HMI,SCADA,组态软件,RS422/232/485,人工操作,(一次仪表),传感器,二次仪表,IC卡,其他,信号反馈（开关量、模拟,量、脉冲量）,开关量,模拟量,脉冲量,PLC,信号部分,控制部分,驱动部分,执行部分,模拟量,开关量,开关量,（晶体管/继电器）,（频率，脉宽）,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,第三节,电气控制线路,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.,电气控制线路,由按钮、接触器、继电器等低压电器组成的,电器控制线路，具

16、有线路简单、便于掌握、维,修方便等许多优点，在老式生产机械的电气控,制领域中，一直获得广泛的应用。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.1,三相笼型异步电动机点动控制线路,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.1,三相笼型异步电动机点动控制线路,点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控制电,路，分为主电路和控制电路两部分。主电路的电源引入采用了隔离,开关,QS,电动机的电源由接触器,KM,的主触点的通、断来控制。工作,过程如下：,首先合上电源开关,QS,启动：,按下,SB KM,线圈得电,KM,主触点闭合,电动机,M,运转,停止：,按下,SB K

17、M,线圈失电,KM,主触点分断,电动机,M,停转,Wang yang,信以致远捷行弘毅,3.1,三相笼型异步电动机点动控制线路,这种当按钮按下时电动机就转动，按钮松开后,电动机就停转的工作方式，称为点动控制。,特点：不能实现电动机的连续运转。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.2,三相异步电动机全压启动控制线路,QS,FR,FU,KM,工作原理,:,合刀开关,QS,按,SB,1,KM,线圈,得电,按,SB,2,KM,线圈,失电,M,3,M,3,KM,辅助触头闭合自,锁,KM,主触头闭合,M,运转,KM,辅助触头解除自,锁,KM,主触头断开,M,停转,KM,SB,1,KM,

18、SB,2,FR,主电路,控制电路,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.2,三相异步电动机全压启动控制线路,这种依靠接触器自身辅助触点使其线圈保持通,电的现象称为自锁（或称自保）。,特点：能实现电动机的连续运转。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,在许多加工现场中，经常要求电动机能够实,现可逆运行。例如机床工作台的前进与后退、主,轴的正转与反转、起重机吊钩的上升与下降等。,这些控制工艺都要求能实现电动机的正反转切换。,由三相异步电动机的工作原理可知，若将接,至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即,可使电动机反转。,W

19、ang yang,信以致远捷行弘毅,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,若,同,时,按,下,SB2,和,SB3,，,则,接,触,器,KM1,和,KM2,同时得电并自锁，它,们的主触点都闭合，这样,会导致电动机的三相电源,短路，所以该电路不能使,用。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,M,3,QS,FU,KM1,FR,L1,L2,L3,KM2,KM1,KM1,SB1,SB2,FR,SB3,KM2,KM2,KM2,KM1,a),主电路,控制电路,Wang yang,信以致远捷行弘毅,合上电源开关,QS,正转启动：,按下,SB2 KM1,线圈得电,KM1,

20、主触点闭合,电动机,M,运转,KM1,辅助常闭触点断开，对,KM2,互锁,KM1,辅助常开触点闭合，自锁,停止：,按下,SB 1 KM1,线圈失电,KM1,主触点分断,电动机,M,停转,KM1,辅助常开触点闭合，互锁解锁,KM1,辅助常开触点分断，自锁解锁,反转启动,按下,SB3 KM2,线圈得电,KM2,主触点闭合,电动机,M,运转,KM2,辅助常闭触点断开，对,KM1,互锁,KM2,辅助常开触点闭合，自锁,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,像这样将其中一个接触器的常闭触点串,入另一个接触器线圈电路

21、中，实现两个接,触器的常闭触头互相控制的方法叫做,互锁,（有的也称为联锁），这两对起互锁作用,的触头被称作互锁触头。,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,有时为了提高劳动生产率，要求直接实现正,反转的变换控制。这时我们通常会选择“,正,-,反,-,停,”控制线路，即电机可直接进行正反转切换，,而不需要在切换前先将电机停止。,需要注意的是，此时电动机必须选择带制动,的电机，或者切换时有相应的延时，否则，尤其,是大惯量的场合，直接切换时会出现过流，从而,对电动机造成伤害。“正,-,反,-,停”控制线路如下,一张图所示：,Wang yang,信以致远捷行弘毅,电气控制线路,3.3,三相异步电动机正反转控制线路,KM1,KM1,SB1,SB2,FR,SB3,KM2,KM2,KM2,KM1,b),M,3,QS,FU,KM1,FR,L1,L2,L3,KM2,请分析其工,作原理！,