plc技术及应用教学课件作者刘东汉第二章

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1、第2章电气控制基础,2.1 常用低压电器元件 2.2 电气控制系统图 2.3 电气控制线路的逻辑代数表示法 2.4 电动机的启动运行控制电路 2.5 电动机的制动控制电路,2.1 常用低压电器元件,2.1.1低压电器的基础知识 1.定义低压电器通常是指工作在直流电压小于1500V、交流电压小于1200V的电路中，在低压配电系统和控制系统中起通、断、保护、控制或调节作用的电气设备。工作电压值超出这个范围的电器则通常称为高压电器。低压电器是自动控制系统的基本组成元件，控制系统的优劣与所用低压电器直接相关，电气技术人员必须熟悉常用低压电器的原理、结构、型号、规格和用途，并能正确选择、使用与维护

2、。,下一页返回,2.1 常用低压电器元件,2.分类 (1)按控制对象分类 (2)按动作性质分类 (3)按所起作用分类 (4)按执行机能分类,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,2.1.2常用低压电器介绍 1.主令电器主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多，按其作用可分为：按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器(如脚踏开关、钮子开关、紧急开关)等。,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,(1)按钮按钮是一种结构简单、应用广泛

3、的主令电器。在低压控制电路中，用于手动发出控制信号，短时一接通和断开小电流的控制电路。按钮也常作为可编程控制器的输入信号元件。,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,(2)行程开关 1)直动式行程开关 2)滚动式行程开关 3)微动式行程开关,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,(3)接近开关接近开关是一种非接触式的、无触点行程开关，当运动着的物体接近它在一定距离内时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。接近开关不仅能代替有触点行程开关来完成行程控制和限位保护，还可用于高频不数、测速、液ICI检测、检测零件尺寸、加工程序的自动衔接等。由于它具有无机械磨损、工作稳定可靠、寿

4、命长、币复定位精度高以及能适应恶劣的工作环境等特点，所以在工业生产领域已逐渐得到推广应用。接近开关的主要技术参数有动作距离、币复精度、操作频率、复位行程等。,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,(4)光电开关光电开关是另一种类型的非接触式检测装置，用来检测物体靠近、通过等状态的光电传感器。它有一对光的发射和接收装置，根据两者一位置和光的接收方式分为对射型(或遮断型)和反射型，如图2一6所示，作用距离从几厘米到几于米不等。,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,2.电磁式电器的工作原理电磁式电器在电气控制系统中使用量很大，其类型也较多，但就其原理和结构而言基本相同，主要

5、由两个部分组成，即检测部分(电磁机构)和执行部分(触点系统)，其次还有火弧系统和其他缓冲机构等。,上一页下一页返回,2.1 常用低压电器元件,3.接触器接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路，实现远距离自动控制的低压自动控制电器。在功能上，接触器除能自动切换外，还具有刀开关类手动开关所不能实现的远离操作功能和失压(或欠电压)保护功能，它不同于断路器等，虽有一定的过载能力，但却不能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。接触器生产方便，价格低廉。在可编程控制器控制系统中，接触器常作为输出执行元件，用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等负载。,上一页下一页返回,

6、2.1 常用低压电器元件,4.继电器继电器是根据某种输入信号的变化来接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电气量，也可以是温度、时间、速度或压力等非电量，而输出则是触点动作或者是电路参数的变化。,上一页返回,2. 2 电气控制系统图,电气控制系统是由若干电气元件按照一定要求连接而成的。为了清晰地表达生产机械电气控制系统的原理、结构等设计意图，同时也为了电气系统的安装、调试、使用和维修的需要，将电气控制系统中各电气元件及连接用一定图形表达出来，这种图形就是电气控制系统图或简称电气图。,下一页返回,2. 2 电气控制系统图,1.系统图系

7、统图用于描述系统或成套装置。 2.框图框图用于描述分系统或设备。国家标准GB 6988.3-1986电气制图系统图和框图中，具体规定了绘制系统图和框图的方法，并阐述了它的用途。,上一页下一页返回,2. 2 电气控制系统图,3.电路图电路图是用图形符号并按工作顺序排列、详细表不电路或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不是考虑其实际位置的一种简图。其目的是：便于详细理解工作原理；为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图的依据。,上一页下一页返回,2. 2 电气控制系统图,4.位置图位置图用来表不成套装置、设备中各个项目位置的一种图。 5.接线图接线图是电气装备进行施工配线、敷线和

8、校线工作时一所应依据的图样之一。它必须符合电器装备的电路图的要求，并清晰地表不出各个电器元件和装备的相对安装与敷设位置，以及它们之间的电连接关系。,上一页返回,2. 3 电气控制线路的逻辑代数表示法,1.用继电接触控制线路表不逻辑代数的基本运算 (1)“与”运算(逻辑乘) (2)“或”运算(逻辑加) (3)“非”运算(逻辑非),下一页返回,2. 3 电气控制线路的逻辑代数表示法,2.逻辑函数与继电接触控制线路图 (1)逻辑函数逻辑函数是一个控制系统的数字模型，能够完全表征这个逻辑系统的全部属性和功能。继电接触控制线路、数字逻辑电路都与逻辑函数有严格的对应关系，这就有可能将一个具体的逻

9、辑电路变换为抽象的表达式，以便于对它进行分析研究和处理。,上一页下一页返回,2. 3 电气控制线路的逻辑代数表示法,(2)逻辑图和继电接触控制线路图在数字电路中，输入、输出关系可以用逻辑图或逻辑函数来表不。逻辑图是指用相应的逻辑符号表不逻辑单儿电路和逻辑部件的图。可以将逻辑函数用逻辑图表不出来，也可以将逻辑图归结为一个逻辑函数。,上一页返回,2. 4 电动机的启动运行控制电路,1.三相笼型异步电动机全压启动控制电路三相笼型异步电动机的全压启动(又称直接启动)是一种简单、可靠且经济的启动方法。由于直接启动电流可达电动机额定电流的4 7倍，过大的启动电流会造成电网电压显著下降，直接影响

10、同一电网中其他电动机的工作，甚至使它们停转或无法启动，故采用直接启动的电动机的容量一般小于10kW。,下一页返回,2. 4 电动机的启动运行控制电路,(1)电动机单向控制电路 1)电动机的点动控制电路。 2)电动机的连续运行控制电路。 3)电动机的点动和连续运行混合控制电路。 4)多地点控制电路。 5)顺序启停控制电路。 6)步进控制电路。,上一页下一页返回,2. 4 电动机的启动运行控制电路,(2)电动机的可逆运行控制 1)正一停一反控制电路。 2)正一反一停控制电路。 3)自动停止控制电路。 4)自动往返控制电路。,上一页下一页返回,2. 4 电动机的启动运行控制电路,2.三相笼

11、型异步电动机减压启动控制电路 1)定子绕组串电阻减压启动控制。 2)星三角减压启动控制。 3)自耦变压器减压启动控制。,上一页返回,2. 5 电动机的制动控制电路,1.能耗制动能耗制动是指电动机断开三相交流电源后，迅速给定子绕阻加入直流电源，以产生静止磁场，起阻止旋转的作用，待转子转速接近零时一再切断直流电源，以达到制动的目的。,下一页返回,2. 5 电动机的制动控制电路,2.反接制动反接制动是指通过改变电动机的三相电源相序，使电动机定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动，使电动机转速迅速下降。当电动机转速降低到接近零时一应迅速切断三相电源，否则电动机将反向启动。为此采用速度继电器来检测电动机的转速变化，并将速度继电器调整在n 120 r/min时一速度继电器触点动作，而当n 100 r/min时一触点复位。,上一页下一页返回,2. 5 电动机的制动控制电路,3.电容制动电容制动是指在切断三相异步电动机的交流电源后，在定子绕组上接入电容器，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，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。,上一页返回,图2 -6 光电开关类型及应用,返回,

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