《電氣控制系統(tǒng)》PPT課件

第一章 低壓電器作用與分類接觸器繼電器開關熔斷器 第一節(jié) 分類與作用電器定義：一種能控制電路的設備。低壓電器：用于交流1200V、直流1500V級以下的電路中起通斷、保護、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。 分類圖1-1 電力拖動系統(tǒng)組成主電路：由電動機、（接通、斷開、控制電動機的）接觸器主觸點等電器元件組成。（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?。┤蝿眨焊鶕?jù)給定的指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路進行控制。 按操作方式分手動電器：刀開關、按鈕、轉(zhuǎn)換開關自動電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器 按用途分低壓配電電器：刀開關、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 電接觸觸點接觸形式：點接觸、線接觸、面接觸接觸電阻 理想情況下：觸點閉合：接觸電阻為零。 觸點斷開：接觸電阻無窮大。圖1。2。12 電弧與滅弧電弧產(chǎn)生：在觸點由閉合狀態(tài)過渡到斷開狀態(tài)的過程中產(chǎn)生的電弧。氣體自持放電形式之一，是一種帶電質(zhì)點的急流。電弧特點：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：用來自動地接通或斷開大電流電路的電器。分：交流接觸器、直流接觸器。組成：觸點系統(tǒng)、電磁機構、滅弧裝置。 接觸器結(jié)構 交流接觸器光盤 直流接觸器圖1。7。2 接觸器主要技術參數(shù)額定電壓：指主觸點的額定工作電壓。直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：36V、127V、220V、380V額定電流：主觸點的額定電流。機械壽命（1000萬次以上）與電氣壽命（100萬次以上）操作頻率：每小時的操作次數(shù)一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h表1.7.2 接通與分斷能力：可靠接通和分斷的電流值。接通時：主觸點不應發(fā)生熔焊。分斷時：主觸點不應發(fā)生長時間燃弧。 型號、含義 P32 CJ20 型號、含義 圖P32 CZ 圖形符號及文字符號圖1。7。3 接觸器的選用類型的選擇：直流或交流接觸器主觸點額定電壓的選擇：大于等于負載額定電壓。主觸點額定電流的選擇：按P34式1.7.1計算，額定電流大于計算值。線圈電壓： 交流： 直流： 第三節(jié) 繼電器繼電器分類：用途分：控制繼電器、保護繼電器、中間 繼電器。原理分：電磁式、感應式、熱繼電器等參數(shù)分：電流、電壓、速度、壓力繼電器動作時間分：瞬時繼電器、延時繼電器輸出形式分：有觸點、無觸點繼電器 區(qū)別繼電器：用于控制電路、電流小，沒有滅 弧裝置，可在電量或非電量的作 用下動作。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 作。 電磁式繼電器過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、參數(shù) P41 表2。2。1 時間繼電器時間繼電器定義： -當吸引線圈通電或斷電后其觸點經(jīng)過一定延時再動作的繼電器。符號:KT電磁式阻尼式電子式(晶體管、數(shù)字式) 阻尼式時間繼電器 (光盤) 技術參數(shù)表2。3。1 JS20系列晶體管式型號 P47 圖形符號 2。3。3 熱繼電器具有過載保護特性的過電流繼電器。長期過載、頻繁啟動、欠電壓、斷相運行均會引起過電流。用于：電動機或其他設備的過載保護和斷相保護。 結(jié)構原理圖 2。4。1 斷相保護 2。4。2 型號，圖形符號 P51 2。4。3 熱繼電器接入電動機定子電路方式電動機定子繞組星形接法: 帶斷電保護和不帶斷電保護的熱繼電器均可接在線電路中。電動機定子繞組三角形接法: *帶斷電保護接在線電路中。 *不帶斷電保護熱繼電器的熱元件必須串接在 電動機每相繞組上。 熱繼電器接入電動機定子電路方式 2。4。4 第二章 電氣控制系統(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動連鎖控制多點控制連鎖控制自動循環(huán)控制 機床系統(tǒng)控制電路圖圖2-1 一、起動、自鎖控制(光盤)依靠接觸器自身輔助觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象 -自鎖為什么加自鎖？為什么用點動開關？ 3。2。1 工作過程合上QS，按下SB2，KM線圈吸合，KM 主觸點閉合，電動機運轉(zhuǎn)。KM輔助常開觸點閉合，自鎖。按下SB1，KM線圈斷電，主觸點、輔助觸點斷開，電動機停止。自鎖另一作用：實現(xiàn)欠壓和失壓保護 3。2。1 二、互鎖控制控制要求： 正、反轉(zhuǎn)；如何實現(xiàn)？缺點 3。2。2 解決加互鎖-在同一時間里兩個接觸器只允許一個工作的控制作用稱為互鎖（聯(lián)鎖）。缺點 3。2。3 解決復合聯(lián)鎖正、反轉(zhuǎn)控制光盤 3。2。4 控制規(guī)律當要求甲接觸器工作時，乙接觸器就不能工作，此時應在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的動斷觸點。當要求甲接觸器工作時乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時甲接觸器不能工作，此時應在兩個接觸器的線圈電路中互串入對方的動斷觸點。 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當要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的動合觸點。當要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電，則將乙接觸器的動合觸點并聯(lián)在甲接觸器的停止按鈕兩端。 四、工作正常與點動控制要求： P86 3。2。6 五、多點控制連鎖控制結(jié)論： P88兩點控制三點控制如何實現(xiàn)？ 3。2。7 六、自動循環(huán)控制控制要求圖2-21 控制過程圖2-21 表2-8 第二節(jié) 常用基本控制電路籠型異步電動機起動控制線路行程控制線路電路圖 一、籠型異步電動機起動控制線路光盤串電阻降壓起動 3。3。1 工作過程表2-4 星三角降壓起動光盤工作原理 3。3。2 3。3。3 工作過程表2-3 二、行程控制線路可逆行程 3。6。1 自動往返循環(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基礎掌握PLC工作原理、結(jié)構特點。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應用系統(tǒng)設計初步能力。 參考資料 “可編程控制器原理及應用” 鐘肇新 華南理工大學出版社“可編程序控制器（PC）例題習題及實驗指導書 ” 楊長能 重慶大學出版社“可編程序控制器（PC）原理與應用” 朱紹祥 上海交通大學出版社“可編程序控制器應用技術” 田瑞庭 機械工業(yè)出版社三菱可編程控制器 MELSEC-F使用手冊 課程特點及學習要求特點： 本課程實踐性很強，突出可編程控制器的應用。要求： 掌握可編程控制器原理，從自動化產(chǎn)品的角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，控制系統(tǒng)設計，安裝調(diào)試。認真做好每一次實驗。 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) 簡稱PLC。 自1969年第一臺PLC面世以來，已成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器。與機器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。 1968年 美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項指標：1） 編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；2）維護方便、采用插件式結(jié)構；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)可以直接送入計算機；6）成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；9）通用性強、易于擴展；10）用戶存儲器大于4K。 國際電工委員會（IEC）PLC的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC的特點 可靠性高，抗干擾能力強。編程直觀、簡單。環(huán)境要求低，適應性好。功能完善，接口功能強。PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)之比較，見P2 表1-1 PLC的分類按輸入（INPUT）和輸出（OUTPUT）點數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大型和超大型。按結(jié)構形式，分為：整體式和模塊式。 PLC的應用和發(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。主要用于有大量開關量和少數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)。 PLC的發(fā)展趨勢：1、小型化、專用化和低價格；2、大型、高速、多功能和分布式全自動網(wǎng)絡化。 3-2 PLC的組成與工作原理組成：中央處理單元（CPU）存儲器輸入輸出單元（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。存儲器：包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存放系統(tǒng)管理程序。用戶存儲器存放用戶編制的控制程序。 輸入輸出單元（I/O）：是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。輸入部件是開關、按鈕、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。編程器外圍設備利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，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、輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。 當處于RUN狀態(tài)時，上述掃描周期不斷循環(huán)。掃描過程。圖2-19 PLC 掃描工作過程輸入處理程序執(zhí)行輸出處理 2-20 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、定時器T、計數(shù)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)寄存器S等。為了區(qū)別實際的物理器件，上述PLC內(nèi)部的器件稱為軟元件。不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號的PLC的軟元件的數(shù)量、種類都不一樣。 FX2可編程控制器編程器件輸入繼電器（X） 是PLC接收外部開關信號的接口，輸入繼電器常開觸點、常閉觸點使用次數(shù)不限。繼電器采用八進制編碼，X0-X177，最多128點。輸出繼電器（Y）Y0-Y177 用來傳送信號到外部負載的元件。輸入繼電器常開觸點、常閉觸點使用次數(shù)不限。 輔助繼電器（M） 通用輔助型：M0-M499共500個 保持型：M500-M1023共524個 特殊型：M8000-M8255共256個狀態(tài)寄存器（S） 初始化用：S0-S9共10個 回零狀態(tài)器： S10-S19 通用型： S20-S499共480個 保持型： S500-S899共400個 定時器（T0T255）-時間繼電器常規(guī)定時器 T0-T199：200個點100ms。設定范圍0.13276.7s。 T200-T245：46個點10ms。設定范圍0.01327. 67s。 計數(shù)器（C0C255）通用型：C0-C99保持型：C100-C199 指針（P/I）跳轉(zhuǎn)：分支指令，P0-P63，64點。中斷：I0 -I8 （共9個）數(shù)據(jù)寄存器（D）通用：D0-D199，200點。保持： D200-D511，312點。特殊：D8000-D8255（共256個）變址寄存器：V、Z（共2個）常數(shù)（K/H）K-十進制數(shù)；H-十六進制數(shù) FX-20P簡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)構和外接線方法。了解和熟悉編程器的使用方法。實驗裝置（略）實驗內(nèi)容 程序的鍵入和讀出、簡單的編輯。 三菱PLC介紹表3-1 FX系列系統(tǒng)配置型號命名： P21 基本技術性能表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)動指令LD、LDI、OUT說明：LD取指令，表示一個與輸入母線相連接 的常開觸點指令； LDI取反指令，表示一個與輸入母線相連 接的常閉觸點指令。 OUT線圈驅(qū)動指令，也稱輸出指令。操作目標元件不可以是輸入繼電器X。OUT 指令的操作元件是定時器T和計數(shù)器C時，必須設置常數(shù)K（見下表） ld1 二、觸點串聯(lián)指令AND、ANI說明： AND（與指令）用于常開觸點的串聯(lián)；ANI（與非指令）用于常閉觸點的串聯(lián)連接。可以多次重復使用。 4-2 三、觸點并聯(lián)指令OR、ORI說明： OR（或）用于常開觸點的并聯(lián); ORI（或非）用于常閉觸點的并聯(lián)。 4-4 四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB說明：2個以上串聯(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，分支的開始用LD、LDI指令；后面集中使用ORB指令時，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說明：2個以上并聯(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，分支的開始用LD、LDI指令；后面集中使用ANB指令時，電路塊并聯(lián)數(shù)小于8。 4-6 4-7 實訓二：電動機的正反停PLC控制目的熟悉PLC的I/O接線；熟悉基本邏輯指令；熟悉三相異步電動機正反停控制的編程方法及其運行。實訓內(nèi)容實現(xiàn)三相異步電動機正反停PLC控制實訓步驟 接線（主回路和I/O接線圖） I/O分配表編程運行程序撰寫實訓報告 六、多重輸出指令MPS、MRD、MPPMPS、MPP必須成對使用 七、主控及主控復位指令MC、MCR 八、置位與復位指令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 步進順控指令一、特點能夠把復雜的控制轉(zhuǎn)化為按順序逐步（狀態(tài)）完成。在基本指令的基礎上，增加了兩條步進順控指令，STL、RET，配合使用的是狀態(tài)元件。 處理方法控制過程分為不同的狀態(tài)，在一個狀態(tài)下，要完成一個或幾個操作，當滿足狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件時，就跳轉(zhuǎn)到下一個工作狀態(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 練習注意問題： S0S19，S20S499，S500S899轉(zhuǎn)移條件負載 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 機械手 控制面板材 輸入 功能指令