三菱plc第2章

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1、第2章 电气控制系统的基本电路,2.1 电气控制线路的绘制,2.2 三相异步电动机控制电路,2.3 生产机械的电气控制系统,第2章 电气控制系统的基本电路,2.1 电气控制线路的绘制,电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的 控制线路，其作用是实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速等运行 性能的控制。为了表示电气控制线路的组成、工作原理及安装、调试、维修 等技术要求，需要用统一的工程语言，即用工程图的形式表示，这种图就是 电气控制系统图。,2.1.1 电气控制系统图中的图形符号、文字符号和接线端子标记,1电气控制系统图中的图形符号,图形符号通常是指用于图样或其他文

2、件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。 图形符号由符号要素、一般符号及限定符号构成。,2电气控制系统图中的文字符号,电气图中的文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态 和特征的，可在电气设备、装置和元器件上使用，以表示电气设备、装置和元 器件种类的字母代码和功能字母代码。电气技术中的文字符号分为基本文字符 号和辅助文字符号两种 。,3接线端子标记,2.1.2 电气原理图,用图形符号和文字符号（及连接点符号）表示电路各个电气元件连接关系和电 气工作原理的图称为电气原理图。,1 绘制电气原理图时应遵循以下一些原则： （1）电气原理图中电气元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新

3、国家标准。 （2）电气元件采用分离画法。 （3）所有按钮或触点均按没有外力作用或线圈未通电时的状态画出。 （4）原理图上应标出各个电源电路的相关参数、元件操作方式和功能等。 （5）电气控制电路按通过电流的大小分为主电路和控制电路。,（6）动力电路的电源电路绘制成水平线，主电路则应垂直于电源电路画出。 （7）控制电路应垂直地绘在两条或几条水平电源线之间。 （8）图中应自左至右，从上而下地表示动作顺序，并尽可能减少线条数量和避免 线条交叉。 （9）电气原理图绘制要布局合理、层次分明、排列均匀、图面清晰、便于读图。,2. 电气原理图图面区域的划分,在原理图上方将图分成若干图区域，并表明了每一区域电路

4、的用途与作用。 原理图下方的1、2、3、数字是图区编号，它是为便于检索电气线路、方 便阅读分析而设置的。,3接触器、继电器触头位置的检索,电气原理图中，在接触器、继电器电磁线圈的下方标注有相应触头所在图 中位置的检索代号，检索代号用图面区域号表示。其中左栏为常开触头所 在区号，右栏为常闭触头所在区数字。,2.1.3 电气安装图,电气安装图用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置和接线情况。,1. 电器元件位置图,2. 电气安装接线图,3. 电气互连图,2.2 三相异步电动机控制电路,2.2.1 三相异步电动机的启动控制电路,三相笼型异步电动机的启动有两种方式，即直接启动和降压启动。,1单

5、向直接启动控制电路,2电动机的点动控制电路,3具有自锁功能的单向运转控制,主电路,控制电路,(1) 电路,合上开关Q,(2) 控制原理,松开启动按钮SB2,利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁,自锁,KM,合上开关Q,起动,(2) 控制原理,KM辅助触点闭合自锁。,按下启动按钮SB2 , KM线圈通电，,通电,转动,(2) 控制原理,主电路,FR,FU,Q,Q,转动,停车,(2) 控制原理,转动,停车,停转,去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,2.2.2 三相异步电动机的正、反转控制电路,将电动机接到电源的任意两根线对调一下， 即可使电动机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转

6、接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。,SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。,1.正反转的控制线路,3,M,FR,FU,正转触点,KMR,KMF,KMF,.,KMR,FR,Q,KMF,正转接触器,正转按钮,正反转控制电路必须保证正 转、反转接触器不能同时动作。,反转接触器,反转按钮,反转触点,按下SBF,SB,KMF,在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。,“联锁”触点,利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。,缺点： 改变转向时必须先按停止按 钮。,解决措施：在控制电路中加入机械连

7、锁。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,鼠笼式电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时， 按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,2.具有自动往返的正、反转控制电路,自动往返运动：,1. 能正向运行也能 反向运行 2. 到位后能自动返 回,行程控制：,控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制

8、。,STa,STb,1,2,按SB2时,(其常闭断开， 常开闭合),KM2断电,KM2通电,行程开关,自动往返运动：,挡块,SB,KM2,SB2,KM1,KM1,KM2,STb,STa,KM1,KM2,SB3,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,SB2,KM2,KM2,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电,闭合,闭合,1. 控制顺序：M1起动后M2才能启动。M2既不能单独启动，也不能单独停车。,3. 电机的顺序控制,.,.,.,.,2.2.4 三相异步电动机的降压启动控制电路,1. Y 降压启动控制线路,Y接法,接法,通电,通电,通电,断电,

9、通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,启动过程：,按SB2,KM1通电,KM2断电,绕组Y接,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,常闭断开,常闭延时断开,电动机Y接启动,通电瞬 时闭合,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,松开SB2, 电机仍处于Y 接启动状态。,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电延时 继电器,通电延 时断开,KM1断电,常开断开,常闭闭合,当 KT 常闭触 点延时断开时,断电,复合 按钮,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电,通电,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,K

10、T,KM2,KT,KM2,通电,断电,通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,断电,通电,断电,通电,电机接运行,2自耦变压器降压启动控制电路,3延边三角形降压启动控制电路,2.2.5 三相异步电动机的制动控制电路,1.反接制动,反接制动是靠改变定子绕组中三相电源的相序，产生一个与转子惯性转动方向相反 的电磁转矩，使电动机迅速停下来，制动到接近零转速时，再将反相序电源切除。,2. 能耗制动,断电延时 继电器,直流电源,断电延时断开,（1）按时间原则控制电动机单向运行能耗制动电路。,KM1接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,断电延 时断开,通电,断电,KM1

11、接通电机电源 KM2接通直流电源制动开始 KT控制切断直流电源时间,常闭闭合,常开断开,KT触点断开,断电延 时断开,断电,（2）按速度原则控制电动机可逆运行能耗制动控制电路。,电路工作原理：合上电源开关QS，根据需要按下正转或反转启动按钮SB2或SB3，相应接触器KM1或KM2线圈通电吸合并自锁，电动机启动旋转。此时速度继电器相应的正向或反向触头KS-1或KS-2闭合，为停车接通KM3实现能耗制动做准备。 停车时，按下停止按钮SB1，电动机定子三相交流电源切除。当按到底时，KM3线圈通电并自锁，电动机定子接入直流电源进行能耗制动，电动机转速迅速下降。当速度继电器转速低于100rmin时，速度

12、继电器释放，其触头在反力弹簧作用下复位断开，使KM3线圈断电释放，切除直流电源，能耗制动结束，以后电动机自然停车。,2.2.6 三相异步电动机的调速控制电路,1. 变极调速控制电路,（1）双速电动机定子绕组的连接,（2）双速电动机控制电路。,合上QS，按下SB2，接触器KM1得电并自锁，电动机M低速运行，同时时间继电器KT 得电。当KT整定时间到，KT的延时常闭触点先断开，KM1失电，KT的延时常开触点再 闭合，接触器KM2、KM3得电并自锁，M由低速升到高速。,工作过程：,2. 变频器及调速控制电路,由于变频器调速技术日趋成熟，故把实现交流电动机变频调速装置做成产品 即是变频器。微计算机是变

13、频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。,（1）变频器的基本结构。,（2）变频器的操作方式及使用。,（3）变频器的选型。,（4）变频器在机床上的应用。,2.2.7三相异步电动机控制的保护环节,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通常采用熔断器 FU和过流继电器等。,欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行自锁；用低电压继电器组成失压、欠压

14、保护。,过载保护是为防止三相电动机在运行中电流超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。,过电流保护是指电动机的工作电流超过其额定电流，其值比短路电流小， 不超过6倍的额定电流。采用过电流继电器来实现短路保护 。,弱磁保护是在电动机励磁回路串入欠电流继电器线圈，其常开触头 串接在电动机电枢回路接触器线圈电路中，当励磁电流过小，欠电流继 电器释放，其常开触点断开，切断主回路接触器线圈的电源，使电动机 电停车，达到保护电动机的目的。,2.2.8 电液联合控制,1液压系统组成,液压传动系统主要由四个部分组成： （1）动力装置（液压泵及驱动电动机）。 （2）执行

15、机构（液压缸或液压马达）。 （3）控制调节装置（压力阀、调速阀、换向阀等）。 （4）辅助装置（油箱、油管等）。,2电磁换向阀,由电磁铁推动改变工作状态的阀称为电磁换向阀，其图形符号见图2.26所示。,3液压系统工作自动循环控制电路举例,图2.27所示是动力头工作循环液压系统电气控制线路图。 自动工作循环是：快进工进快退，工作过程如下：,（1）动力头原位停止。,（2）动力头快进。,（3）动力头工进。,（4）动力头快退。,（5）动力头“点动调整”。,2.3 生产机械的电气控制系统,电气控制系统分析的一般方法步骤： 1、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。 2、了解电器元件的安装位置及作用。 3、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。 4、分析电气控制原理。,2.3.1 C650卧式车床电气控制电路,1. C650