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1、第一章 低壓電器 作用與分類(lèi) 接觸器 繼電器 開(kāi)關(guān) 熔斷器 第一節(jié) 分類(lèi)與作用 電器定義：一種能控制電路的設(shè)備。 低壓電器：用于交流 1200V、直流 1500V級(jí) 以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié) 作用的電器產(chǎn)品。 高壓電器：交流 1200V以上、直流 1500V以 上。 分類(lèi) 圖 1-1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)組成 主電路：由電動(dòng)機(jī)、（接通、斷開(kāi)、控制 電動(dòng)機(jī)的）接觸器主觸點(diǎn)等電器元件組成。 （電流大） 控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器 元件組成。（電流?。?任務(wù)：根據(jù)給定的指令，依照自動(dòng)控制系 統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對(duì)主電路進(jìn)行 控制。 按操作方式分 手動(dòng)電器：刀開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 自
2、動(dòng)電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器 按用途分 低壓配電電器：刀開(kāi)關(guān)、低壓斷路器、熔 斷器等。 低壓控制電路：接觸器、繼電器、控制器、 按鈕等。 電磁式低壓電器 電器分感測(cè)部分和執(zhí)行部分。 組成：吸引線圈、鐵心、銜鐵、鐵軛、空 氣氣隙。 圖 1。 2。 1 電接觸 觸點(diǎn)接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸 接觸電阻 理想情況下：觸點(diǎn)閉合：接觸電阻為零。 觸點(diǎn)斷開(kāi)：接觸電阻無(wú)窮大。 圖 1。 2。 12 電弧與滅弧 電弧產(chǎn)生：在觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)過(guò)渡到斷開(kāi) 狀態(tài)的過(guò)程中產(chǎn)生的電弧。氣體自持放電 形式之一，是一種帶電質(zhì)點(diǎn)的急流。 電弧特點(diǎn)：外部有白熾弧光，內(nèi)部有很高 的溫度和密度很大的電流。 滅弧方法 電動(dòng)
3、力滅弧 圖 1。 2。 13 滅弧柵滅弧 圖 1。 2。 14 磁吹式滅弧裝置 滅弧罩滅弧 圖 1。 2。 15 第二節(jié) 接觸器 定義：用來(lái)自動(dòng)地接通或斷開(kāi)大電流電路 的電器。 分：交流接觸器、直流接觸器。 組成：觸點(diǎn)系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)、滅弧裝置。 接觸器結(jié)構(gòu) 交流接觸器 光盤(pán) 直流接觸器 圖 1。 7。 2 接觸器主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓：指主觸點(diǎn)的額定工作電壓。 直流有： 24V、 48V、 110V、 220V、 440V 交流有： 36V、 127V、 220V、 380V 額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流。 機(jī)械壽命（ 1000萬(wàn)次以上）與電氣壽命 （ 100萬(wàn)次以上） 操作頻率：每小時(shí)的操作次
4、數(shù) 一般： 300次 /h、 600次 /h、 1200次 /h 表 1.7.2 接通與分?jǐn)嗄芰Γ嚎煽拷油ê头謹(jǐn)嗟碾娏髦怠?接通時(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生熔焊。 分?jǐn)鄷r(shí)：主觸點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間燃弧。 型號(hào)、含義 P32 CJ20 型號(hào)、含義 圖 P32 CZ 圖形符號(hào)及文字符號(hào) 圖 1。 7。 3 接觸器的選用 類(lèi)型的選擇：直流或交流接觸器 主觸點(diǎn)額定電壓的選擇：大于等于負(fù)載額 定電壓。 主觸點(diǎn)額定電流的選擇： 按 P34式 1.7.1計(jì)算，額定電流大于計(jì)算值。 線圈電壓： 交流： 直流： 第三節(jié) 繼電器 繼電器分類(lèi)： 用途分：控制繼電器、保護(hù)繼電器、中間 繼電器。 原理分：電磁式、感應(yīng)式、熱繼電器等
5、參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器 動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)繼電器、延時(shí)繼電器 輸出形式分：有觸點(diǎn)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器 區(qū)別 繼電器：用于控制電路、電流小，沒(méi)有滅 弧裝置，可在電量或非電量的作 用下動(dòng)作。 接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝 置，一 般只能在電壓作用下動(dòng) 作。 電磁式繼電器 過(guò)電流繼電器 欠電流繼電器 電壓繼電器 中間繼電器 2。 2。 1 型號(hào)、參數(shù) P41 表 2。 2。 1 時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器 定義： -當(dāng)吸引線圈通電或斷電后其觸點(diǎn)經(jīng)過(guò)一定 延時(shí)再動(dòng)作的繼電器。符號(hào) :KT 電磁式 阻尼式 電子式 (晶體管、數(shù)字式 ) 阻尼式時(shí)間繼電器 (光盤(pán) ) 技術(shù)參數(shù) 表 2。 3。 1
6、 JS20系列晶體管式型號(hào) P47 圖形符號(hào) 2。 3。 3 熱繼電器 具有過(guò)載保護(hù)特性的過(guò)電流繼電器。 長(zhǎng)期過(guò)載、頻繁啟動(dòng)、欠電壓、斷相運(yùn)行 均會(huì)引起過(guò)電流。 用于：電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的過(guò)載保護(hù)和斷 相保護(hù)。 結(jié)構(gòu)原理圖 2。 4。 1 斷相保護(hù) 2。 4。 2 型號(hào)，圖形符號(hào) P51 2。 4。 3 熱繼電器接入電動(dòng)機(jī)定子電路方式 電動(dòng)機(jī)定子繞組星形接法 : 帶斷電保護(hù)和不帶斷電保護(hù)的熱繼電器均可接在 線電路中。 電動(dòng)機(jī)定子繞組三角形接法 : *帶斷電保護(hù)接在線電路中。 *不帶斷電保護(hù)熱繼電器的熱元件必須串接在 電動(dòng)機(jī)每相繞組上。 熱繼電器接入電動(dòng)機(jī)定子電路方式 2。 4。 4 第二章 電氣
7、控制系統(tǒng)基本控制電路 基本控制 常用基本控制電路 電氣控制電路讀圖 第一節(jié) 基本控制 自鎖控制 互鎖控制 順序控制 工作正常與點(diǎn)動(dòng)連鎖控制 多點(diǎn)控制連鎖控制 自動(dòng)循環(huán)控制 機(jī)床系統(tǒng)控制電路圖 圖 2-1 一、 起動(dòng)、自鎖控制 (光盤(pán) ) 依靠接觸器自身輔 助觸點(diǎn)而使其線圈 保持通電的現(xiàn)象 -自鎖 為什么加 自鎖？ 為什么用 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)？ 3。 2。 1 工作過(guò)程 合上 QS，按下 SB2， KM線 圈吸合， KM 主觸點(diǎn)閉合， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 KM輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自 鎖。 按下 SB1， KM線圈斷電，主 觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng) 機(jī)停止。 自鎖另一作用：實(shí)現(xiàn)欠壓和 失壓保護(hù) 3。 2。 1 二
8、、互鎖控制 控制要求： 正、反轉(zhuǎn)； 如何實(shí)現(xiàn)？ 缺點(diǎn) 3。 2。 2 解決 加互鎖 -在同 一時(shí)間里兩個(gè) 接觸器只允許 一個(gè)工作的控 制作用稱為互 鎖（聯(lián)鎖）。 缺點(diǎn) 3。 2。 3 解決 復(fù)合聯(lián)鎖正、 反轉(zhuǎn)控制 光盤(pán) 3。 2。 4 控制規(guī)律 當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)，乙接觸器就不能 工作，此時(shí)應(yīng)在乙接觸器的線圈電路中串 入甲接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)。 當(dāng)要求甲接觸器工作時(shí)乙接觸器不能工作， 而乙接觸器工作時(shí)甲接觸器不能工作，此 時(shí)應(yīng)在兩個(gè)接觸器的線圈電路中互串入對(duì) 方的動(dòng)斷觸點(diǎn)。 三、順序控制 控制要求： P85 改變控制要求： 3。 2。 5 控制規(guī)律 P86 當(dāng)要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工
9、作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸 器的動(dòng)合觸點(diǎn)。 當(dāng)要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸 器線圈斷電，則將乙接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)并 聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。 四、工作正常與點(diǎn)動(dòng) 控制要求： P86 3。 2。 6 五、多點(diǎn)控制連鎖控制 結(jié)論： P88 兩點(diǎn)控制 三點(diǎn)控制如何實(shí)現(xiàn)？ 3。 2。 7 六、自動(dòng)循環(huán)控制 控制要求 圖 2-21 控制過(guò)程 圖 2-21 表 2-8 第二節(jié) 常用基本控制電路 籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路 行程控制線路 電路圖 一、籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制線路 光盤(pán) 串電阻降壓起動(dòng) 3。 3。 1 工作過(guò)程 表 2-4 星 三角降壓起動(dòng) 光盤(pán) 工作原理 3。 3。 2 3。
10、 3。 3 工作過(guò)程 表 2-3 二、行程控制線路 可逆行程 3。 6。 1 自動(dòng)往返循環(huán)控制 3。 6。 2 正反轉(zhuǎn)控制 控制要求： 圖 2-12 三、電路圖 P211 圖 6。 3 P212 圖 6。 4 P212 圖 6。 5 第三章 PLC基礎(chǔ) 掌握 PLC工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 熟悉基本邏輯指令、順序控制指令及常用 的功能指令。 具備 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步能力。 參考資料 “可編程控制器原理及應(yīng)用” 鐘肇新 華南理工大學(xué)出版社 “可編程序控制器（ PC）例題習(xí)題及實(shí)驗(yàn)指 導(dǎo)書(shū) ” 楊長(zhǎng)能 重慶大學(xué)出版社 “可編程序控制器（ PC）原理與應(yīng)用” 朱紹祥 上海交通大學(xué)出版社 “可編程序控
11、制器應(yīng)用技術(shù)” 田瑞庭 機(jī)械工 業(yè)出版社 三菱可編程控制器 MELSEC-F使用手冊(cè) 課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)要求 特點(diǎn)： 本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，突出可編程控制器的 應(yīng)用。 要求： 掌握可編程控制器原理，從自動(dòng)化產(chǎn)品的 角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試。認(rèn)真做好每一次實(shí) 驗(yàn)。 第三章 可編程控制器概述 可編程控制器的產(chǎn)生 可編程控制器（ Programmable Logic Controller) 簡(jiǎn)稱 PLC。 自 1969年第一臺(tái) PLC面世以來(lái)，已成為一種 最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制 器。與機(jī)器人、 CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自 動(dòng)化的三大支柱。 1968年 美國(guó)
12、通用汽車(chē)公司提出的 替代繼 電器 控制系統(tǒng)的新型控制器的 十項(xiàng)指標(biāo) ： 1） 編程簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)可 修改程序； 2）維護(hù)方便、采用插 件式結(jié)構(gòu)； 3）可靠性高于繼電器 控制系統(tǒng)； 4）體積小于繼電器控 制系統(tǒng)； 5）數(shù)據(jù)可以直接送入 計(jì)算機(jī)； 6）成本可與繼電器系 統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)； 7）輸入可為市電； 8）輸出可為市電，能 直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交 流接觸器等； 9）通用性強(qiáng)、易于擴(kuò) 展； 10）用戶存儲(chǔ)器大于 4K。 國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） PLC的定義： 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電 子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi) 部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制、定時(shí)、 計(jì)
13、數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù) 字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種 類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 編程直觀、簡(jiǎn)單。 環(huán)境要求低，適應(yīng)性好。 功能完善，接口功能強(qiáng)。 PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)之 比較，見(jiàn) P2 表 1-1 PLC的分類(lèi) 按輸入（ INPUT）和輸出（ OUTPUT）點(diǎn) 數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大 型和超大型。 按結(jié)構(gòu)形式，分為：整體式和模塊式。 PLC的應(yīng)用和發(fā)展 早期的 PLC 改造原有的繼電接觸器控制系 統(tǒng)。 廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中，如各種順序 控制等。主要用于有大量開(kāi)關(guān)量和少數(shù)模 擬量的控制系統(tǒng)。 PLC的發(fā)展趨勢(shì)
14、： 1、小型化、專(zhuān)用化和低 價(jià)格； 2、大型、高速、多功能和分布式全 自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化。 3-2 PLC的組成與工作原理 組成： 中央處理單元（ CPU） 存儲(chǔ)器 輸入輸出單元 （ I/O單元） 電源單元 編程器 2-1 外形的樣子 PLC 編程器 7-1 中央處理單元 （ CPU ） 通用微處理器； FX2系列采用可 編程控制器使 用的微處理器 是 16位的 8096 單片機(jī)。 存儲(chǔ)器： 包括 系統(tǒng)存儲(chǔ)器和 用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器存 放系統(tǒng)管理程 序。 用戶存儲(chǔ)器存 放用戶編制的 控制程序 。 輸入輸出單元（ I/O）： 是 PLC與被控對(duì) 象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。輸入 部件是開(kāi)關(guān)、按鈕
15、、傳感器等。輸出部件 是電磁閥、接觸器、繼電器。 輸入接口電路 2-2 輸出接口電路 繼電器輸出 * 晶體管輸出 晶閘管輸出 2-3 電源 一般市電（ 220） 直流 24V PLC有 24V（ DC直 流）輸出 。 編程器 外圍設(shè)備 利用編程器將用戶 程序送入 PLC的存 儲(chǔ)器，檢查程序。 PLC工作原理 工作原理 PLC采用循環(huán)掃描的工 作方式，包括 內(nèi)部處理、 通訊操作、輸入處理、程 序執(zhí)行、輸出處理 幾個(gè)階 段。全過(guò)程掃描一次所需 的時(shí)間稱為掃描周期。 當(dāng)處于 RUN狀態(tài)時(shí)，上 述掃描周期不斷循環(huán)。掃 描過(guò)程。 圖 2-19 PLC 掃描工作過(guò)程 輸入處理 程序執(zhí)行 輸出處理 2-20
16、 PLC的編程器件 PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的器件：輸 入繼電器 X、輸出繼電器 Y、定時(shí)器 T、計(jì) 數(shù)器 C、輔助繼電器 M、狀態(tài)寄存器 S等。 為了區(qū)別實(shí)際的物理器件，上述 PLC內(nèi)部 的器件稱為 軟元件 。 不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號(hào)的 PLC的 軟元件的數(shù)量、種類(lèi)都不一樣。 FX2可編程控制器編程器件 輸入繼電器（ X） 是 PLC接收外部開(kāi)關(guān)信號(hào)的接口，輸入繼電器常 開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。繼電器采用八 進(jìn)制編碼， X0-X177，最多 128點(diǎn)。 輸出繼電器（ Y） Y0-Y177 用來(lái)傳送信號(hào)到外部負(fù)載的元件。輸入繼電器常 開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。 輔助繼電器（
17、 M） 通用輔助型： M0-M499共 500個(gè) 保持型： M500-M1023共 524個(gè) 特殊型： M8000-M8255共 256個(gè) 狀態(tài)寄存器（ S） 初始化用： S0-S9共 10個(gè) 回零狀態(tài)器： S10-S19 通用型： S20-S499共 480個(gè) 保持型： S500-S899共 400個(gè) 定時(shí)器（ T0T255） -時(shí)間 繼電器 常規(guī)定時(shí)器 T0-T199： 200個(gè)點(diǎn) 100ms。設(shè)定范圍 0.13276.7s。 T200-T245： 46個(gè)點(diǎn) 10ms。設(shè)定范圍 0.01327. 67s。 計(jì)數(shù)器（ C0C255） 通用型： C0-C99 保持型： C100-C199 指針
18、（ P/I） 跳轉(zhuǎn)：分支指令， P0-P63， 64點(diǎn)。 中斷： I0 -I8 （共 9個(gè)） 數(shù)據(jù)寄存器（ D） 通用： D0-D199， 200點(diǎn)。 保持： D200-D511， 312點(diǎn)。 特殊： D8000-D8255（共 256個(gè)） 變址寄存器： V、 Z（共 2個(gè)） 常數(shù)（ K/H） K-十進(jìn)制數(shù)； H-十六進(jìn)制數(shù) FX-20P簡(jiǎn)易編程器的使用 目的 了解和熟悉 FXON-40MR可編程控制器的外 部結(jié)構(gòu)和外接線方法。了解和熟悉編程器 的使用方法。 實(shí)驗(yàn)裝置（略） 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 程序的鍵入和讀出、簡(jiǎn)單的編輯。 三菱 PLC介紹 表 3-1 FX系列系統(tǒng)配置 型號(hào)命名： P21 基本技術(shù)性
19、能 表 3-17 表 3-18 第四章 基本指令 要求： 熟練掌握基本邏輯指令及應(yīng)用。 掌握梯形圖編程規(guī)則。 P220 表 B-2 第一節(jié) 基本指令介紹 一、邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令 LD、 LDI、 OUT 說(shuō)明： LD取指令，表示一個(gè)與輸入母線相連接 的常開(kāi)觸點(diǎn)指令； LDI取反指令，表示一個(gè)與輸入母線相 連 接的常閉觸點(diǎn)指令。 OUT線圈驅(qū)動(dòng)指令，也稱輸出指令。操作目標(biāo) 元件不可以是輸入繼電器 X。 OUT 指令的操作元件是定時(shí)器 T和計(jì)數(shù)器 C時(shí)， 必須設(shè)置常數(shù) K（見(jiàn)下表） ld1 二、觸點(diǎn)串聯(lián)指令 AND、 ANI 說(shuō)明： AND（與指令）用于常開(kāi)觸點(diǎn)的串聯(lián)； ANI（與非指令）用于常
20、閉觸點(diǎn)的串聯(lián)連接。 可以多次重復(fù)使用。 4-2 三、觸點(diǎn)并聯(lián)指令 OR、 ORI 說(shuō)明： OR（或） 用于常開(kāi)觸點(diǎn)的 并聯(lián) ; ORI（或非） 用于常閉觸點(diǎn)的 并聯(lián)。 4-4 四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令 ORB 說(shuō)明： 2個(gè)以上串聯(lián)連接的電路稱為串聯(lián) 電路塊，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支 的開(kāi)始用 LD、 LDI指令；后面集中使用 ORB指令時(shí)，電路塊并聯(lián)數(shù)小于 8。 4-5 五、并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令 ANB 說(shuō)明： 2個(gè)以上并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián) 電路塊，并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，分支的 開(kāi)始用 LD、 LDI指令；后面集中使用 ANB指令時(shí)，電路塊并聯(lián)數(shù)小于 8。 4-6 4-7 實(shí)訓(xùn)二：
21、電動(dòng)機(jī)的正反停 PLC控制 目的 熟悉 PLC的 I/O接線；熟悉基本邏輯指令； 熟悉三相異步電動(dòng)機(jī)正反停控制的編程方法 及其運(yùn)行。 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)正反停 PLC控制 實(shí)訓(xùn)步驟 接線（主回路和 I/O接線圖） I/O分配表 編程 運(yùn)行程序 撰寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告 六、多重輸出指令 MPS、 MRD、 MPP MPS、 MPP必須成對(duì)使用 七、主控及主控復(fù)位指令 MC、 MCR 八、置位與復(fù)位指令 SET、 RST 九、脈沖輸出指令 PLS、 PLF 十、空操作指令 NOP 十一、程序結(jié)束指令 END 作業(yè) P39： 4-1、 4-4、 4-7 第五章 步進(jìn)順控指令 一、特點(diǎn) 能夠把復(fù)雜的控制轉(zhuǎn)化為按順序逐步（狀 態(tài)）完成。在基本指令的基礎(chǔ)上，增加了 兩條步進(jìn)順控指令， STL、 RET，配合使用 的是狀態(tài)元件。 處理方法 控制過(guò)程分為不同的狀態(tài)，在一個(gè)狀 態(tài)下，要完成一個(gè)或幾個(gè)操作，當(dāng)滿 足狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件時(shí)，就跳轉(zhuǎn)到下一個(gè) 工作狀態(tài)，執(zhí)行下面的不同操作。 二、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 三、編程方法 練習(xí) 注意問(wèn)題： S0S19， S20S499， S500S899 轉(zhuǎn)移條件 負(fù)載 SET 、 OUT區(qū)別 RET M8002、 S0 (一 )選擇性分支、匯合編程 例 選擇性分支 選擇性匯合 （二）并行分支 與匯合 例 并行分支 并行匯合 機(jī)械手 控制面板材 輸入 功能指令
《電氣控制系統(tǒng)》PPT課件.ppt
