电气控制与S7-300-PLC编程技术第1章-课件.ppt

1、电气控制基础 CONTENTS1234常用低压电器电气图中的图形符号和文字符号电气图基本知识三相异步电动机的基本控制电路1常用低压电器电器就是广义的电气设备，是一种电气元件或设备。 它可能很大、很复杂（如一台彩色电视机或者一套自动化装置）； 它也可以很小、很简单（如一个钮子开关或者一个熔断器）。电器的功能： “开”、“关”电路。1概述控制PLC控制电气控制系统的发展电气控制系统的发展继电器接触器控制1常用低压电器低压控制电器如刀开关低压保护电器如如熔断器按用途分低压断路器、接触器、继电器、主令电器和自动开关等按种类分手控电器:如刀开关、按钮自控电器:如接触器、继电器按工作方式分定义交流 50H

2、z，额定电压 1200V 以下, 直流额定电压1500V以下,起通断、保护、控制或调节作用的电器设备。分类1常用低压电器-刀开关u 实物图1u 图形符号和文字符号常用低压电器-刀开关u 选用原则11.额定绝缘电压和额定工作电压不低于线路的相应数据。2.额定工作电流不小于线路的计算电流。3.当要求有通断能力时，必须选用具备相应额定通断能力的隔离器。4.如需接通短路电流，则应选用具备相应短路接通能力的隔离开关。5.根据线路要求决定电路数、触头种类和数量。常用低压电器-刀开关u 使用时注意事项：1 安装时应垂直安装，合闸时操作手柄向上，不得倒装或平装。 接线时，电源线接在进线座，而负载接在出线座。

3、一般情况下刀开关不带负载操作，若带负载操作，分合闸时动作 一定要迅速。常用低压电器-刀开关1常用低压电器-熔断器作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻熔断器的主要结构：熔断管(盖、座) 、熔体熔体的作用：感测元件 、执行元件。熔断管(盖、座)的作用：安装熔体、熔体熔断时起灭弧作用。 u 结构及工作原理1常用低压电器-熔断器额定电压：指熔断器长期工作时和分断后能够承受的电压值。u 主要性能指标熔体的额定电流：熔体长期通电而不会熔断的最大电流。极限分断能力：是指熔断器在规定的额定电压和功率因数(时间常数）的条件下， 能分断的最大电流值。 额

4、定电流：指熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值时所能承受的电流。1常用低压电器-熔断器u 图形符号和文字符号FU（FA）熔断器的图形符号和文字符号1常用低压电器-熔断器电流越大时间越短熔断器的反时限特性：熔体的额定电流：熔体最小熔断电流 ：熔化系数 reIrIrerrIIK 1u 选用原则1、选择熔断器的类型。2、熔断器额定电流应等于或大于所安装熔体的额定电流。3、熔断器额定电压应等于或大于所保护线路的额定电压。4、选择熔体的额定电流（1）用于保护照明或电热水器的熔断器：Ire Ie（2）用于保护单台长期工作的电动机的熔断器：Ire(1.5-2.5) Ie（3）用于保护频繁启动电动机的熔

5、断器：Ire(3-3.5) Ie（4）用于保护多台电动机的熔断器：Ire(3-3.5) Ie,max+Ie Ie,max：为多台电动机中容量最大的一台电动机的额定电流， Ie ：为其余电动机额定电流之和。 （5）为了防止越级熔断,上、下级（即供电干、支线）熔断器间应有良 好的配合，应使 上一（供电干线）熔断器的熔体额定电流比下一级（供电支线）大1-2个级差。常用低压电器-熔断器1常用低压电器-断路器u 实物图1u 结构及工作原理1 触点 2/3搭钩 5顶杆 6弹簧 7/8欠电压脱扣器 9/10过热脱扣器 11/12过电流脱扣器 常用低压电器-断路器1u 图形符号和文字符号低压断路器的图形符号和

6、文字符号符号常用低压电器-断路器1u 选用原则低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于线路或设备的正常 工作电压和工作电流。热脱扣器的整定电流应与所控制的负载电流一致。欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路中的最大负载电流。常用低压电器-断路器1 低压断路器在投入使用之前。按照要求整定热脱扣器和过电流脱扣器的动作电流。 安装时，应把来自电源的母线接到带灭弧侧的端子上，来自电器设备的母线接到另外一侧端子上。 在正常情况下，每6个月应对开关进行一次检修，清除灰尘。 因电路发生短路故障跳闸后，应立即对触点进行清理，检查触点有无熔焊，清除熔焊的小的金属颗粒，

7、粉尘等。u 使用注意事项常用低压电器-断路器1u产品代号含义常用低压电器-断路器1常用低压电器-接触器断电电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。复位弹簧动铁心线圈静触点动触点静铁心1电磁机构是电器元件的感受部件，通常采用电磁铁的形式。断电复位弹簧动铁心线圈静触点动触点静铁心常用低压电器-接触器通电1常用低压电器-接触器u 实物图1常用低压电器-接触器u 结构及工作原理1常用低压电器-接触器u 结构及工作原理26 线圈通电衔铁吸合触头动作（常开闭合、常闭断开） 线圈断电衔铁释放触头复位（常开断开、 常闭闭合） 接触器分类：（依照通过主触头电流的种类） 交流接触器、 直流接触器 接触

8、器使用时注意的问题 额定值与实际值相符合。 触头数量与种类与实际要求相符合。u 图形符号和文字符号1常用低压电器-接触器u 主要性能指标1常用低压电器-接触器额定电压 交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流 吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 接触器铭牌电压/主触点的额定电压接触器铭牌电流/主触点的额定电流u 选用原

9、则1常用低压电器-接触器 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。u 结构及工作原理1常用低压电器-控制继电器v定义继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制 和保护的自动控制电器。v组成：感测机构、输出执行机构v分类：按用途分 ：控制继电器和保护继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、压力按动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 u 电磁式继电器1常用低压电器-控制继电器n定义:

10、以电磁力为驱动力的继电器称为电磁式继电器。n组成：电磁结构、触点 。 1）电磁机构：与接触器完全相同 2）触点：电磁式继电器的触点容量小、且容量均相同，无主触点和 辅助触点之分， 也没有灭弧装置。u中间继电器1常用低压电器-控制继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器 结构和工作原理与接触器相同 触点数量较多 作用扩展触点的数量；将信号放大1常用低压电器-控制继电器 图形符号和文字符号图形符号和文字符号u中间继电器u电流继电器1常用低压电器-控制继电器 定义：触点的动作与线圈电流大小有关的继电器 特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小 结构：电磁机构、触点 分类：过电流继电器/欠电流继

11、电器1常用低压电器-控制继电器(a)欠电流继电器(b)过电流继电器u电流继电器 图形符号和文字符号图形符号和文字符号1常用低压电器-控制继电器u电压继电器 定义： 特点： 结构： 分类：触点的动作与线圈电压大小有关的继电器称为电压继电器。线圈并联在电路中，线圈的匝数多，导线细。电磁机构、触点过电压继电器/欠电压继电器1常用低压电器-控制继电器 图形符号和文字符号图形符号和文字符号(b)过电压继电器(a)欠电压继电器u电压继电器1常用低压电器-控制继电器u时间继电器 定义： 作用： 结构： 分类：从线圈的通电或断电开始，经过一定的延时后，才输出信号的继电器。在控制电路中按整定时间长短通断电路的作

12、用。电磁机构、触点断电延时型/通电延时型n 通电延时：从接受输入信号后延时一定的时间，输出信通电延时：从接受输入信号后延时一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。n 断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延时一定的时间才复原当输入信号消失后，延时一定的时间才复原。1常用低压电器-控制继电器u时间继电器1常用低压电器-控制继电器u时间继电器1常用低压电器-控制继电器 图形符号和文字符号图形符号和文字符号KT延时闭合的常开触点KT通电延时时间继电器线

13、圈KT延时断开的常闭触点KT延时断开的常开触点KT断电延时时间继电器线圈KT延时闭合的常闭触点u时间继电器1常用低压电器-控制继电器u热继电器u定义：热继电器是随过载程度而改变动作时间的一种电器。u作用：电动机起过载保护。1常用低压电器-控制继电器u热继电器1常用低压电器-控制继电器 图形符号和文字符号（a）热元件（b）常闭触点u热继电器1常用低压电器-控制继电器u热继电器热继电器在电路中可以起短路保护吗热继电器在电路中可以起短路保护吗? ?为什么为什么? ?答答: :不可以不可以. .因为热继电器是利用电流的热效应原理和发热元因为热继电器是利用电流的热效应原理和发热元件的热膨胀原理设计的件的

14、热膨胀原理设计的, ,由于发热元件的热惯性由于发热元件的热惯性, ,所以热继电所以热继电器在电路中只能起过载保护器在电路中只能起过载保护, ,不能起短路保护。不能起短路保护。1常用低压电器-控制继电器u速度继电器复位转速：120rpm作用：参数：定义：1常用低压电器-控制继电器 图形符号和文字符号a）转子 b）常开触点 c）常闭触点nKS（BS）nKS（BS） KS（BS）u速度继电器1常用低压电器-控制继电器u液位继电器1常用低压电器-控制继电器u压力继电器接触器与继电器的区别？区别： 1所控制的线路不同所控制的线路不同 继电器用于控制电讯线路、仪表线路、自控装置等小电流电路及控制电路； 接

15、触器用于控制电动机等大功率、大电流电路及主电路。 2输入信号不同输入信号不同 继电器的输入信号可以是各种物理量，如电压、电流、时间、压力、速度等，而接触器的输入量只有电压。1常用低压电器-主令电器 定义：用于自动控制系统中发送和转换控制命令的电器,例如按钮、 行程开关、万能转换开关等。 分类：控制按钮/万能转换开关/主令控制器/行程开关/接近开关。1常用低压电器-主令电器u控制按钮1常用低压电器-主令电器u控制按钮1常用低压电器-主令电器u控制按钮 图形符号和文字符号 定义:是一种多档位、控制多回路的主令电器。 作用：用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电

16、流表的换相开关,还可控制小容量的电动机。 结构：操作机构、定位装置、触点 1常用低压电器-主令电器u万能转换开关1常用低压电器-主令电器u万能转换开关 SA SA 转换开关的图形符号和文字符号1常用低压电器-主令电器u限位开关定义：是利用生产机械的某些运动部件的碰撞发出控制命令的主令电器。作用：主要用来控制生产机械的运动方向、 速度、行程大小或位置。类型:直动式、滚动式、微动式1常用低压电器-主令电器u限位开关 a）常开触头 b）常闭触头SQ（BG）SQ（BG）行程开关的图形符号和文字符号接近开关接近开关1常用低压电器-信号灯u信号灯作用：信号灯是用来指示电气运行状态、生产节拍、机械位置、控制

17、命令等的电器器件。其发光源有白炽灯、氖炮、LED发光元件等形式，通常在低电压中用白炽灯和LED发光元件，而在高压中用氖炮。可以单独使用，也可以和按钮组合使用。1常用低压电器-信号灯u信号灯信号灯的图形符号和文字符号HLHLHLRDHLRDLED平光灯闪光灯红灯红色发光二极管灯红色：RD；黄色：YE；绿色：GN；蓝色：BU；白色：WH颜 色含 义说 明典型应用红色危险告急可能出现危险和需要立即处理温度超过规定（或安全）限制设备的重要部分已被保护电器切断润滑系统失压有触及带电或运动部件的危险黄色注意情况有变化或即将发生变化温度（或压力）异常当仅能承受允许的短时过载绿色安全正常或允许进行冷却通风正常

18、自动控制系统运行正常机器准备起动蓝色按需要指定用意除红、黄、绿三色外的任何指定用意遥控指示选择开关在设定位置白色无特定用意任何用意。不能确切地用红黄绿时，以及用作执行时表1-1 指示灯的颜色及其含义电气图中的图形符号和文字符号u图形符号和文字符号2图形符号图形符号文字符号文字符号符号要素符号要素一般符号一般符号限定符号限定符号基本文字符号基本文字符号辅助文字符号辅助文字符号补助文字符号补助文字符号通常用于图样或其它文件，用以表示一通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。个设备或概念的图形、标记或字符。用于电气技术领域中技术文件的编制，用于电气技术领域中技术文件的编制，

19、表示电气设备、装置和元件的名称、功表示电气设备、装置和元件的名称、功能、状态和特征。能、状态和特征。电气图中的图形符号和文字符号u图形符号和文字符号2电气图中的图形符号和文字符号u图形符号和文字符号2 GB/T 4728.11985电气图用图形符号总则 GB/T 4728.2-131996-2000电气简图用图形符号 GB/T5094-85， 电气技术中的项目代号 GB/T6988.1-41997-2002 电气技术用文件的编制 GB/T6988.61993 控制系统功能表图的绘制 GB/T5226-96，工业机械电气设备通用技术条件3电气图基本知识u电气图的分类3电气图基本知识u电气原理图L

20、1QSV11U11KMFR1500r/minM13000r/minM2W11Q12AFU23FU54KW0.125KWSB12SB25KMKM4FRTC150W36V1380V406.3V3302AFU32AFU441Q242EL31HLO325AFU1L2L3380V3-50HzU12V12W12UVWU1 V1 W1U2 V2 W2U21V21W21电源开关主轴冷却泵控制电源指示照明6543212A22246-148A2.5mm1.5mm0.75mm2223电气图基本知识u电气接线图3电气图基本知识u电气元件布置图三相异步电动机的基本控制电路u点动控制4三相异步电动机的基本控制电路u自锁控

21、制4三相异步电动机的基本控制电路u自锁控制4电机直接起动控制电机直接起动控制三相异步电动机的基本控制电路u点动/长动混合控制4三相异步电动机的基本控制电路u多地点与多条件控制4思考题：试设计对一台电动机可以进行两处操作的长动和点动控制线路。 三相异步电动机的基本控制电路4三相异步电动机的基本控制电路u顺序控制4三相异步电动机的基本控制电路u分时启动控制用继电器控制电路实现两个电机分时启动4图图1.1 继电器控制电路继电器控制电路（a）控制线路）控制线路（b）电机主电路）电机主电路 KT KT是时间继电器，是时间继电器，KM1KM1、KM2KM2是两个接触器。分别控制电是两个接触器。分别控制电机

22、机M1M1、M2M2的运转。的运转。SB1SB1为启动按为启动按钮，钮，SB2SB2为停止按钮。控制功能为停止按钮。控制功能如下；按下启动按钮如下；按下启动按钮SB1 SB1 ，电机，电机M1M1开始运转，过开始运转，过1010秒钟后，电机秒钟后，电机M2M2开始运转；按下停止按钮开始运转；按下停止按钮SB2 SB2 ，电机电机M1M1、M2M2同时停止运转。同时停止运转。三相异步电动机的基本控制电路u正反转控制4按钮控制的异步电动机正反转电路三相异步电动机的基本控制电路4u按钮联锁的正反转控制思考题：试设计小车（由一台电动机驱动）在甲、乙两地可以进行自动往复运动的控制线路。三相异步电动机的基

23、本控制电路4思考：三相异步电动机的基本控制电路4SQ1甲地甲地 乙地乙地 SQ2 KM1KM1：前进 KM2KM2：后退 SQ1SQ1：甲地行程开关 SQ2SQ2：乙地行程开关 SB1SB1：正向起动按纽 SB2SB2：反向起动按纽退退 进进 三相异步电动机的基本控制电路4u自动往复行程控制线路L1L2L3QMFU1KM1PEKM2三相异步电动机的基本控制电路4u星形三角形降压起动控制三相异步电动机的基本控制电路u定子串电阻降压起动控制4三相异步电动机的基本控制电路u自耦变压器降压起动控制4三相异步电动机的基本控制电路u反接制动控制4三相异步电动机的基本控制电路u能耗制动控制控制4三相异步电动

24、机的基本控制电路u调速控制4根据三相异步电动机的转速公式： )1 (601spfn得出三相异步电动机的调速可使用改变电动机定子绕组的磁极对数，改变电源频率或改变转差率的方式。改变转差率调速又可分为绕线转子电动机在转子电路中串接电阻调速、绕线转子电动机串级调速、异步电动机交流调压调速等。 三相异步电动机的基本控制电路u变极调速4串联 P=2并联 P=1三相异步电动机的基本控制电路u变极调速4U2V1W1V2W2U1(a)V2U2U1V1W2W1(b)三相异步电动机的基本控制电路u变极调速4UV WNQSFU1U1KM1SB1KAKTFU2KAKM2KTKM1KM2QFKM2M8/4PV1W1U2V2W2SB2KAKM1KAKM1KM2