LC电气控制基础.ppt
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1、电器控制与PLC,机电工程学院窦智渊,电器控制与PLC目录,第1章 电气控制基础第2章 PLC概述第3章 CPM1A系列PLC 第4章 S7-200可编程序控制器第5章 PLC控制系统设计,本章学习目标:了解常用低压电器的类型,掌握常用低压电器的基本结构、工作原理、图形和文字符号等知识掌握电气控制线路制图与识图的方法掌握继电接触控制线路的基本控制电路,1.1 常用低压电器,1.2 电气控制线路的制图与识图,1.3 继电接触控制系统的基本控制电路,1.1 常用低压电器,电器是一种能够根据外界环境信号的要求,手动或自动接通或断开电路,断续或连续的改变电路参数,以实现电器或非电对象的切换、控制、保护
2、、检测、变换和调节作用的电气设备。,低压电器是指工作在直流1500V、交流1200V及以下的电路中,以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。,低压电器的作用与分类,低压电器的作用与分类,低压电器的分类,1、按操作方式分类 手动电器:由人工直接操作发出动作指令。例如:刀开关、按钮和转换开关等。自动电器:由电或非电信号自动完成动作指令。例如:接触器、继电器、电磁阀等。,1.1 常用低压电器,低压电器的作用与分类,低压电器的分类,2、按用途分类 配电电器:用于电能输送和分配的电器。如:刀开关、低压断路器等;控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器。如:接触器、控制继电器等
3、。主令电器:用于发送控制指令的电器。如按钮、行程开关等。保护电器:用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器等。执行电器:用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。,1.1 常用低压电器,低压电器的分类,3、按工作原理分类 电磁式电器:根据电磁感应原理来工作的电器。如:交直流接触器、电磁式继电器等;非电量控制电器:电器的工作是靠外力或非电物理量的变化而动作的电器。如:按钮、行程开关、刀开关等。,低压电器的作用与分类,1.1 常用低压电器,1.1 常用低压电器,接触器用来自动地接通或断开大电流电路。主要控制对象是电动机,能实现远距离控制,并具有欠(零)电压保护。,1.
4、1.1 接触器,1.1 常用低压电器,结构,1.1.1 接触器,触点系统电磁机构灭弧装置,1-主触点;2-常闭辅助触点;3-常开辅助触点;4-动铁心;5-电磁线圈;6-静铁心;7-灭弧罩;8-弹簧,1.1 常用低压电器,结构,1.1.1 接触器,1、电磁系统 动铁心、静铁心、线圈2、触点(头)系统 结构:静触点、动触点 主触点、辅助触点 状态:常开(动合)触点 常闭(动断)触点3、灭弧装置 灭弧罩(栅)磁吹灭弧装置,1-主触点;2-常闭辅助触点;3-常开辅助触点;4-动铁心;5-电磁线圈;6-静铁心;7-灭弧罩;8-弹簧,按操作方式分有:,电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器;,按灭弧介质分
5、有:,空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等;,按主触头控制的电流性质分有:,交流接触器、直流接触器;,按电磁机构的励磁方式分有:,直流励磁操作与交流励磁操作两种。,1.1 常用低压电器,分类,1.1.1 接触器,1.1 常用低压电器,组成:触点系统 电磁机构 灭弧装置 其它部分,1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-弹簧 5-线圈6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力弹簧,交流接触器的电磁线圈通入交流电,其主触头接通和分断的是交流主电路,灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。,1.1.1 接触器交流接触器,1.1 常用低压电器,工作原理,1.1.1 接触器交流接触器,1
6、.1 常用低压电器,组成:触点系统 电磁机构 灭弧装置 其它部分,直流接触器的电磁线圈通入直流电,其主触头接通和分断的是直流主电路,灭弧装置通常采用磁吹灭弧装置。,1.1.1 接触器直流接触器,1.1 常用低压电器,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,主触点、辅助触点和吸引线圈的额定工作电压。,1、接触器的主要技术参数 额定电压,直流线圈:24V、48V、110V、220V、440V。,交流线圈:36V、127V、220V、380V。,额定电流,主触点的额定工作电流。,1.1 常用低压电器,1、接触器的主要技术参数 机械寿命与电气寿命,机械寿命:1000万次。,操作频率,每小时允许的
7、操作次数。,电气寿命:100万次。,目前常用值:300次/h、600次/h、1200次/h等。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,1、接触器的主要技术参数 接通与分断能力,接通时主触点不应发生熔焊。,约定发热电流,在使用类别条件下,允许温升对应的电流值。,分断时主触点不应发生长时间燃弧。,主触点在规定条件下能可靠接通和分断的电流值。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,1、接触器的主要技术参数 约定封闭发热电流,低压电器一般:500V。,工作频率,交流50Hz或60Hz。,最高:DC1000V、AC1140V。,有封闭外壳时,在
8、允许温升下的发热电流。,额定绝缘电压,接触器绝缘等级对应的最高电压。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,2、选择交流接触器的技术条件 使用类别,接触器所带负载性质及工作条件。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,2、选择交流接触器的技术条件 使用类别,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,2、选择交流接触器的技术条件 额定工作制,8小时工作制。,接触器有五种标准工作制:,不间断工作制。,断续周期工作制。,短时工作制。,周期工作制。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,
9、3、常用接触器介绍,交流接触器的类型、型号及含义空气电磁式,典型产品有:CJ、B、CDC、NC等系列交流接触器等。,CJ24系列型号含义:,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,3、常用接触器介绍,交流接触器的类型、型号及含义空气电磁式,B系列型号含义:,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,3、常用接触器介绍,交流接触器的类型、型号及含义空气电磁式,CDC系列型号含义:,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,3、常用接触器介绍,交流接触器的类型、型号及含义切换电容式,专用于低压无功补偿设备中投入或切除并
10、联电容器组,以调整用电系统的功率因素。,常用产品有:CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,3、常用接触器介绍,交流接触器的类型、型号及含义真空式,以真空为灭弧介质,其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。,常用的真空交流接触器有:CKJ和EVS系列等。,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,3、常用接触器介绍,直流接触器:常用的是CZ系列。,CZ18系列接触器型号含义:,1.1.1 接触器主要技术参数及常用的接触器,1.1 常用低压电器,1.1.1 接
11、触器图形符号和文字符号,1.1 常用低压电器,1.1.1 接触器课堂练习:请找出图中的接触器?,1.1 常用低压电器,1、接触器类型的选择,交流负载使用交流接触器、直流负载使用直流接触器。,2、接触器主触点额定电压的选择,应大于或等于负载的额定电压。,3、接触器主触点额定电流的选择,PN电机功率;UN额定电压;cos功率因数,0.850.9。电机效率,0.80.9。,1.1.1 接触器选用,1.1 常用低压电器,4、接触器吸引线圈电压的选择,交流接触器线圈直接选380V或220V,也可选择127V、36V等,这时需要变压器。直流接触器线圈可以与控制电路的电压一致,也可选择不同的电压。,5、接触
12、器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。,1.1.1 接触器选用,1.1 常用低压电器,1.1.2 继电器,继电器的定义,继电器是一种根据电量(电压、电流等)或非电量(热、时间、转速、压力等)的变化使触点动作,接通或断开控制电路,以实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。,1.1 常用低压电器,继电器的组成和工作原理,组成:感测机构、中间机构、执行机构,工作原理:感测机构把感测到的电量或非电量传递给中间机构,中间机构将它与预定值(整定值)进行比较。当达到预定值时,中间机构便使执行机构动作,从而接通或断开电路。,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,继电器的分类,1)按用途:控制继电器、保
13、护继电器。,2)按工作原理:电磁式、感应式、机械式、电动式、电子式、热继电器。,3)按反应参数:电压、电流、时间、速度、压力继电器等。,4)按动作时间:瞬时(0.15s)继电器。,5)按输出形式:有触点、无触点继电器。,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,1.1.2 继电器,结构,1电磁机构,2触头系统,3调节装置,1-底座 2-铁心 3-释放弹簧 4-调节螺母 5-调节螺母 6-衔铁 7-非磁性垫片 8-极靴 9-触头系统 10-线圈,电磁式继电器是以电磁力为驱动力的继电器,是自动控制电路中用得最多的一种继电器。,电磁式继电器及其结构,1.1 常用低压电器,按用途不同分有:控制继电器、
14、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等,电磁式继电器按输入信号不同分有:电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器,按线圈电流种类不同分有:交流继电器和直流继电器,1.1.2 继电器,电磁式继电器的分类,1.1 常用低压电器,电磁式继电器与接触器的区别,电磁式继电器:用于控制电路、电流小,触点额定电流不大于5A,没有灭弧装置,可在电量或非电量的作用下动作。接触器:用于主电路、电流大,有灭弧装置,主触点额定电流不小于5A,一般只能在电压作用下动作。,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,电磁式继电器主要特性,电磁式继电器的主要特性是输入输出特性,又称继电特性。,x1:释放值,x
15、2:吸合值,x:输入量,y:输出量y0:输出状态转换值,反映了继电器工作的可靠程度,其值可通过调整释放弹簧的松紧程度和铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄来调节。一般值为0.10.4。,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,1)调整释放弹簧的松紧度。,1-底座 2-铁心 3-释放弹簧 4-调节螺母 5-调节螺母 6-衔铁 7-非磁性垫片 8-极靴 9-触头系统 10-线圈,2)调整初始气隙的大小。,3)调整非磁性垫片的厚度。,1.1.2 继电器,电磁式继电器返回系数整定方法,1.1 常用低压电器,电磁式继电器主要参数,2)额定电压和额定电流 电压、电流继电器线圈的额定电压、电流。,3)吸合电压、电
16、流和释放电压、电流 继电器衔铁开始吸合和开始释放时,继电器线圈的 电压、电流。,1.1.2 继电器,1)吸合时间和释放时间 从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需时间;从线圈断电到衔铁完全释放所需时间。一般继电器0.50.15s,快速继电器0.050.5s。,1.1 常用低压电器,5)整定值 根据控制要求,预先使继电器达到某一个吸合或释 放的电压或电流值。,1.1.2 继电器,4)灵敏度 继电器动作的最小功率。,电磁式继电器主要参数,1.1 常用低压电器,电流继电器,根据输入线圈电流大小而动作的继电器称为电流继电器。,特点:线圈串接于电路中,导 线粗、匝数少、阻抗小。,分类:除用于控制的电流继电
17、器外,还有保护用的过 电流继电器和欠电流继 电器。,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,1.1 常用低压电器,(1)过电流继电器,过电流继电器在电路正常工作时不动作,整定范围通常为额定电流的 1.13.5 倍。当被保护线路的电流高于额定值,并达到过电流继电器的整定值时,衔铁吸合,触点机构动作,控制电路失电,从而控制接触器及时分断电路,对电路起过流保护作用。过电流继电器使用时是将常闭触点串联在接触器的线圈电路中。,电流继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,1.1 常用低压电器,(2)欠电流继电器,欠电流继电器用于欠电流保护,在电路正常工作时,欠电流继电器
18、的衔铁是吸合的,其常开触点闭合,常闭触点断开。只有当电流降低到某一整定值时,衔铁释放,控制电路失电,从而控制接触器及时分断电路。欠电流继电器使用时是将常开触点串联在接触器的线圈电路中。,电流继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,1.1 常用低压电器,图形符号和文字符号,电流继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,1.1 常用低压电器,特点:线圈并接于电路中,导 线细、匝数多、阻抗大。,分类:过电压继电器(1.11.2)欠电压继电器(0.40.7)零压继电器(0.050.25),电压继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,根据输
19、入线圈电压大小而动作的继电器称为电压继电器。,1.1 常用低压电器,图形符号和文字符号,电压继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.1 电流、电压继电器,1.1 常用低压电器,中间继电器实质上是一种电压继电器,结构和工作原理与电压继电器相同,但它的触点数量较多,在电路中主要是信号传递放大、扩展触点数量等功能。,1.1.2 继电器,1.1.2.2 中间继电器,1.1 常用低压电器,图形符号和文字符号,1.1.2 继电器,1.1.2.2 中间继电器,1.1 常用低压电器,常用的电磁式继电器类型,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,常用的电磁式继电器类型,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电
20、器,常用的电磁式继电器类型,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,(1)先了解必要的条件,控制电路的电源电压,能提供的最 大电流;被控制电路中的电压和电流;被控电路需要几 组、什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的 电源电压可作为选用的依据。(2)确定使用条件后,可查找相关资料,确定需要继电器的 型号和规格。(3)注意控制柜的容积,若用于一般用途,除考虑控制柜容 积外,小型继电器主要考虑安装布局。(4)要注意交流与直流之分。,常用的电磁式继电器的选用,1.1.2 继电器,1.1 常用低压电器,继电器输入信号输入后,经一定的延时,才有输出信号的继电器称为时间继电器。对于电磁式时间继电器
21、,当电磁线圈通电或断电后,经一段时间,延时触头状态才发生变化,即延时触头才动作。,分类:直流电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式等。,延时方式:通电延时型、断电延时型。,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,1、直流电磁式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,实际使用时,在电磁式继电器U形铁心(7)柱上装上阻尼铜套(11)即可构成直流电磁式时间继电器。只能做断电延时型。,1)调整释放弹簧松紧度。,2)调整非磁性垫片厚度。,时间的调整方法:,1、直流电磁式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1
22、常用低压电器,2、空气式时间继电器,空气阻尼式时间继电器的延时是靠空气的阻尼作用来实现的。,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,组成:电磁系统 延时机构 工作触点,1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-反力弹簧 5-推板 6-活塞杆 7-塔形弹簧 8-弱弹簧 9-橡皮膜 10-空气室壁 11-调节螺钉 12-进气孔 13-活塞 14、16-微动开关 15-杠杆,触点:,立即触点延时触点,2、空气式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,a-通电延时型 b-断电延时型1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-反力弹簧 5-推板 6-
23、活塞杆 7-塔形弹簧 8-弱弹簧 9-橡皮膜 10-空气室壁 11-调节螺钉 12-进气孔 13-活塞 14、16-微动开关 15-杠杆,断电延时型:线圈得电触点立即动作;线圈失电延时触点复位。,动作过程:,通电延时型:线圈得电延时触点动作;线圈失电触点立即复位。,2、空气式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,2、空气式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,3、电子式时间继电器,电子式时间继电器按其构成可分为RC式晶体管时间继电器和数字式时间继电器。,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1
24、 常用低压电器,RC式晶体管时间继电器,RC式晶体管时间继电器以RC电路电容充电时,电容器上的电压逐步上升的原理为延时基础制成。常用的有JS20等系列。,3、电子式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,数字式时间继电器,数字式时间继电器的结构是由脉冲发生器、计数器、数字显示器、放大器及执行机构组成。常用的有JS14S、DH11S等。,3、电子式时间继电器,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,图形符号和文字符号,1.1.2 继电器,1.1.2.3 时间继电器,1.1 常用低压电器,热继电器是利用电流的热效应而动作的电器
25、。它是专门用来对连续运行的电动机进行过载和缺相保护,以防止电动机因过热而烧毁。,1.1.2 继电器,1.1.2.4 热继电器,1.1 常用低压电器,结构,1.1.2 继电器,1.1.2.4 热继电器,1.1 常用低压电器,结构,双金属片加热元件动作机构触头系统整定调整装置手动复位装置,1-主双金属片 2-电阻丝 3-导板 4-补偿双金属片 5-螺钉 6-推杆7-静触头 8-动触头 9-复位按钮 10-调节凸轮 11-弹簧,1.1.2 继电器,1.1.2.4 热继电器,1.1 常用低压电器,工作原理,注意:1)热继电器动作后一般不能自动复位,要手动按下复位按钮9才能复位。2)改变调节凸轮10的位
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