电器控制及PLC总结.docx

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电器控制及PLC总结

第一章

低压电器通常是指在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。

按应用场所提出的不同要求可以分为配电电器与控制电器两大类。

常见的配电电器有低压隔离器（刀开关）、熔断器、断路器等。

电磁式电器

v原理：

线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气

隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。

电压线圈：

并联在电路中，匝数多、导线细。

电流线圈：

串联在电路中，匝数少、导线粗。

交流线圈：

短而粗，有骨架。

直流线圈：

细而长，无骨架。

组成：

铁芯、衔铁、线圈

灭弧系统

v电弧：

开关电器切断电流电路时，触头间电压大于

10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色

的光柱，即电弧。

v电弧的危害：

✓延长了切断故障的时间；

✓高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；

✓形成飞弧造成电源短路事故。

v灭弧措施：

吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、

利用介质灭弧、改善触头表面材料。

刀开关

v作用：

隔离电源，不频繁通断电路

低压断路器

v功能：

不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失

压时自动分断电路。

v特点：

操作安全，分断能力较高。

v分类：

框架式（万能式）和塑壳式（装置式）

v结构：

触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。

交流接触器

Ø触头系统：

主触头、辅助触头

常开触头（动合触头）

常闭触头（动断触头）

Ø电磁系统：

动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧

Ø灭弧系统：

灭弧罩及灭弧栅片灭弧

工作原理：

线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。

为防止铁心振动，需加短路环。

直流接触器

用途：

远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。

结构：

电磁机构、触头系统和灭弧装置。

工作原理：

与交流接触器基本相同。

接触器的符号

继电器

v作用：

控制、放大、联锁、保护和调节

v分类：

✓按用途分：

控制和保护继电器

✓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、时间、速度、压力

✓按动作时间分：

瞬时、延时继电器

v特点：

额定电流不大于5A

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：

过电流继电器、欠电流继电器

Ø

Ø主要技术指标：

动作电流Ｉq：

使电流继电器开始动作所需的电流值；

Ø返回电流Ｉf：

电流继电器动作后返回原状态时的电流值；

Ø返回系数Ｋf：

返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。

电压继电器

特点：

线圈并联在电路中，匝数多，导线细

分类：

过电压继电器和欠电压继电器

结构原理：

与电流继电器类似

中间继电器

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。

但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。

另外其触头的额定电流较大。

热继电器

作用：

电动机的过载保护

型式：

双金属片式

热敏电阻式

易熔合金式

结构：

由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。

使用：

作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。

选择：

ＩeR≥Ｉed

ＩeR：

热继电器热元件的额定电流；

Ｉed：

电动机的额定电流。

时间继电器

作用：

按整定时间长短通断电路

符号

速度继电器

作用：

根据速度的大小通断电路

结构：

定子、转子和触头

原理：

与异步电动机类似

参数：

动作转速：

>120rpm

复位转速：

<100rpm

熔断器

v作用：

短路和严重过载保护

v应用：

串接于被保护电路的首端

v优点：

结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻

分类：

瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、有填料式熔断器、无填料密封式熔断器、

快速熔断器、自恢复熔断器

主令电器

v作用：

发送控制命令或信号的电器

v分类：

控制按钮

万能转换开关行程开关

主令控制器接近开关

本章小结

v开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压电器的作用、结构、工作原理；

v低压电器图形和文字符号；

v每种低压电器的技术参数；

v低压电器的使用和选择方法。

在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？

答：

熔断器作为断路保护，对电机本身没有保护！

电机的启动电流是额定电流的5~7倍，即便采用了降压启动，其启动电流也远远高于额定电流，因此，电机启动电路选保险时一般选额定电流的1.5~2.5倍甚至还大，所以，只能靠热继电器来保护电机。

热继电器有一定的热惯性，启动过程中不会动作！

接触器和中间继电器的作用是什么？

它们有什么区别？

答：

接触器直接与电机等电动执行机构电源线相连，直接控制电执行元件，能够流过大电流，高电压。

继电器是控制元件，控制接触器，一般电流很小，电压较低。

交流电动机的主电路中装有熔断器作短路保护，能否同时起到过载保护作用？

为什么？

答：

熔断器不可能起到过载保护作用。

电动机的过载保护，需要使用能累计热效应的热继电器。

当累计的发热达到某一程度，才启动保护，不让电动机继续升温。

交流接触器能否串联使用？

为什么？

答：

不能，2个交流接触器，动作不会同时，如果一个先动作的话，加在2边的电压就不是分压的值了．会烧掉的。

过电流继电器与欠电流继电器有什么区别？

（与欠压联系）

答：

过电流继电器，用于过电流保护，当电流达到设定值时吸合。

欠电流继电器，一般用于直流电动机磁场的弱磁场保护，以防电动机超速，正常工作是吸合的，当电流小于设定值时释放。

第二章

电器控制线路的定义：

由有触点的低压控制电器所组成的控制线路。

电器控制线路的表示方法：

电气原理图、安装接线图和电器布置图三种。

一、电器控制线路常用的图形、文字符号（P31表2-1）

主电路标号和控制电路标号

1、基本文字符号:

K:

继电器、接触器，KT：

时间继电器

KMKA

2、辅助文字符号：

ACON

3、文字符号组合：

KT1，FU3

4、特殊用途文字符号：

L1、L2、L3、NU，V，WPE

三相异步电动机的起动方法：

直接起动和减压起动两种。

三相笼型电动机直接起动控制

直接起动：

用于小容量笼型电动机。

（一）采用刀开关直接起动控制

（二）采用接触器直接起动控制

1、点动控制

2、连续控制

3、既能点动又能长动控制

三相笼型电动机减压起动控制

减压起动：

用于容量较大的电动机，且仅适用于空载或轻载起动

减压起动的方法：

定子绕组串电阻（或电抗器）起动、自耦变压器减压起动、星-三角形减压起动、延边三角形起动等。

三相绕线转子电动机的起动控制

绕线转子电动机用于要求起动转矩较大的场合

起动的方法：

在转子电路中串接电阻和在转子电路中串接频敏变阻器两种方法。

转子绕组串接起动电阻控制

电阻被短接的方式：

三相电阻不平衡短接法（用凸轮控制器）和三相电阻平衡短接法（用接触器）。

三相异步电动机的制动方法：

机械制动和电气制动。

电气制动方法：

反接制动、能耗制动、发电制动和电容制动等。

1、反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子旋方向相反，因而产生制动力矩的一种制动方法。

应注的是，当电动机转速接近零时，必须立即断开电源，则电动机会反向旋转。

另外，由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串入电阻以限制制动电流。

反接制动电阻的接法有两种：

对称电阻接法和不对称电阻接法。

2、三相异步电动机能耗制动时，切断定于绕组的交流电源后，在定于绕组任意两相通入直流电流形成一固定磁场，与旋转着的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。

制动结束必须及时切除直流电源。

3、电容制动是在切断三相异步电动机的交流电源后，在定于绕组上接入电容器，转子内剩磁切割定子绕组产生感应电流，向电容器充电，充电电流在定子绕组中形成磁场，此磁场与转子感应电流相互作用，产生与转向相反的制动力矩，使电动机迅速停转。

其控制线路如图所示。

旋转磁场的速度

1.旋转磁场的旋转速度称同步转速.n1表示.

2.n1=单位转/分.

3.同步转速与频率成正比,与极对数成反比.

4.同步转速成“有级”.

P=1n1=3000

P=2n1=1500

（f1=50HZ）

电动机有机变速控制电路双速

双速电动机是由改变定子绕组的磁极对数来改变其转速的。

如图主电路所示，若将出线端1、2、3接电源，4、5、6悬空。

每相绕组中两线圈串联，有四个极对数，低速运行；如将出线端1、2、3短接，4、5、6接电源，每相绕组中两线圈并联，极对数减半，有两个极对数，高速运行。

起动时，按起动按纽SB2，KT2立即得电、KM1、KA1得电自保，电动机低速起动；KA1得电后，KT2失电并开始计时；当延时时间到，KM1失电，KM2得电，电动机高速运行；自动完成加速控制双速电动机的加速控制。

PLC硬件系统组成

中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出模块

工作原理

1、工作方式——周期循环扫描

2、工作过程——自诊断、输入采样、程序扫描、输出刷新几个外阶段。

3、扫描周期

T=自检时间+读入一点时间×输入点数+程序步数×运算速度+输出一点时间×输出点数。

PLC的组成

型号的命名方式

vI/O点数：

16～256点

v单元类型

ØM——表示基本单元

ØE——表示扩展单元及扩展模块

ØEX——扩展输入单元

ØEY——扩展输出单元

v型号变化

ØDS——24VDC，世界型

ØES——世界型（晶体管型为漏输出）

ØESS——世界型（晶体管型为源输出）

v输出形式

ØR——继电器输出

ØT——晶体管输出

ØS——晶闸管输出

基本逻辑指令

一、LD、LDI、OUT指令

v指令的作用

ØLD:

取指令，常开触点与母线连接。

ØLDI：

取反指令，常闭触点与母线连接。

ØOUT：

驱动线圈的输出指令。

二、AND、ANI指令

v指令的作用

ØAND：

与指令，用于串联单个常开触点；

ØANI：

与反指令，用于串联单个常闭触点。

三、OR、ORI指令

v指令的作用

ØOR：

或指令，用于并联单个常开触点；

ØORI：

或反指令，用于并联单个常闭触点。

四、ORB指令

vORB（OrBlock）：

串联电路块并联连接指令

五、ANB指令

vANB（AndBlock）并连电路块串连连接指令

六、MPS、MRD、MPP指令

v指令的作用

MPS（Push）：

进栈指令；MRD（Read）：

读栈指令；MPP（POP）：

出栈指令。

七、MC、MCR指令

v指令的作用

ØMC（MasterControl）：

主控指令（公共触点串联）

ØMCR（MasterControlReset）：

主控复位指令

八、SET、RST指令

v指令的作用

ØSET：

置位指令（接通并保持）

ØRST：

复位指令

九、PLF、PLS指令

v指令的作用

ØPLS（Pulse）：

上升沿微分输出指令

ØPLF：

下降沿微分输出指令

十、NOP、END指令

NOP：

空操作指令END:

结束指令

一、电动机的连续运转

v控制思路

Ø电动机的额定电流较大，PLC不能用直接控制主电路，需要主电路。

Ø找出所有输入量和输出量，接入I/O接线图。

Ø为了扩大输出电流，采用继电器输出方式。

Ø热继电器的常闭触点可以作为输入信号进行过载保护，也可以在输出进行保护。

Ø梯形图和指令表。

☆电动机的正反转控制

☆电动机的顺序控制

主电路