可编程序控制器第一章(教案)剖析

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1、PLC在风力发电系统中的应用 典型的风力发电系统： 风能资源 风力发电机组 控制装置 蓄能装置 备用电源 电能用户 风力发电机组类型 风力发电机组控制 风力发电机组控制 风力发电机组控制 风机浆叶节距控制 Chapter 1 Normal Low Voltage Electric Appliances 常用低压电器 1.1 1.1 Basic Knowledge of Electric AppliancesBasic Knowledge of Electric Appliances 电电电电器的基器的基础础础础知知识识识识 1.2 1.2 Contactor Contactor 接触器接触器

2、1.3 1.3 Relay Relay 继电器继电器 1.4 1.4 Switch Electric AppliancesSwitch Electric Appliances 开关电器开关电器 1.5 1.5 Fuse Fuse 熔断器熔断器 1.6 1.6 Control Control Electric AppliancesElectric Appliances 主令电器主令电器 1.1.1 Definition and Classification of Electric Appliances 电器的定义、分类 定义 : 是一种能根据外界施加的信号和要求（机械力、电 动力和其它物理量），

3、能手动或自动断开或接通电 路，从而断续或连续地改变电路参数，实现对电路 或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节的电 工器械。 分类 按工作 电 压等级 分 低压电器交流1200V或直流1500V以下 高压电器交流1200V或直流1500V以上 按动动作原 理分 手动电器需人工直接操作才能完成指令任务 自动电器按照电的或非电的信号自动完成指令任 务 按动动作原 理分 控制电器用于各种控制电路和控制系统 主令电器用于自动控制系统中发送控制指令 保护电器用于保护电路及用电设备 配电电器用于电能的输送和分配 执行电器用于完成某种动作或传动功能 按工作原 理分 电磁式电器依据电磁感应原理工作 非电量控

4、制电器靠外力或某种非电物理量的变化 而动作 接 触 器 交 流 接 触 器 直 流 接 触 器 继 电 器 电 磁 式 继 电 器 时 间 继 电 器 温 度 继 电 器 速 度 继 电 器 压 力 继 电 器 断 路 器 行 程 开 关 熔 断 器 其 他 电 器 如 按 钮 刀 开 关 等 电 压 继 电 器 电 流 继 电 器 中 间 继 电 器 直 流 电 磁 式 空 气 阻 尼 式 半 导 体 式 管 式 螺 旋 塞 式 快 速 式 装 置 式 开 敞 式 常用低压电器 直 动 式 滚 动 式 微 动 式 分类 按工作 电 压等级 分 低压电器交流1200V或直流1500V以下 高压

5、电器交流1200V或直流1500V以上 1.1.2 Working Principle of Electric AppliancesElectric Appliances 电电磁式电电器的工作原理 电磁式电器组成 感测部分电磁机构 执行部分触头系统 灭弧装置 电磁机构 作用： 将电磁能量机械能量触头动作接通或分断 电路 结构： 1 组成： 吸引线圈、铁心、衔铁等 触头系统 定义：触点是电器的执行机构，它在衔铁的带动 下起接通和分断电路的作用。 结构形式：桥式触点和指形触点 触点的接触形式：点接触、线接触和面接触 触点的分类： 按触点的运动情况：动触点和静触点 触点的职能分：主触点和辅助触点 按

6、触点的状态可分为：常开触点和常闭触点 灭弧系统 电弧产生：触头间气体在强电场作用下的放电现象 灭弧关键：采取措施使电弧迅速冷却，从而熄灭。 常用的灭弧方法:电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、 灭弧罩 1.2 1.2 contactor contactor 接触器接触器 定义： 用于远距离频繁地接通和分断主电路或其他负 载的控制电器，主要用于控制电动机，也可用 于控制其他电力负载 分类: 结构： 工作原理： 图文符号： 电磁式接触器分类 按主触头所在动力回路的电流种类分： 交流、 直流 按主触头对数分： 单极（一对主触头）、多极（二至四对主触头） 按电磁线圈回路（通常叫做控制回路）的电流种类 分

7、交流操作 、 直流操作 按主回路电压等级分： 低压 、 高压 按铁心结构形式分：转动式（或称角移式）和直动 式 接触器结构简图 工作原理 线圈通电线圈电流建立磁场静铁心产生电 磁吸力吸合衔铁带动触头动作常闭断 开，常开闭合 线圈断电电磁力消失反作用弹簧使衔铁释 放各触头复位 接触器的图形符号、文字符号 接触器的主要技术参数-额定电压 l接触器铭牌上的额定电压是指主触头的额定电压 l交流接触器的额定电压一般为220V、380V、660V l直流接触器一般为110V、220V、440V 接触器的主要技术参数-额定电流 l接触器的额定工作电流系指主触头的额定电流 l接触器电流等级为：10-800A。

8、 接触器的主要技术参数-线圈的额定电压 l线圈的额定电压：交流380V、220V；直流24V、 220V 接触器的主要技术参数-操作频率 l交流接触器的操作频率一般为： 600次/h l直流接触器的额定操作频率比交流接触器 的高 1200次/h 接触器的选用 1.接触器的类型选择： 根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型 2.额定电压的选择 接触器的额定电压不小于负载回路的电压 3.额定电流的选择： 一般接触器的额定电流不小于被控回路的额定电流。 对于电动机负载可按经验公式计算 4.吸引线圈的额定电压： 吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压相一致 1.3 1.3 Relay Relay

9、继电器继电器 定义： 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电器。其输入量可以是 电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压 力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数 的变化 分类: 电磁式继电器 ： 分类 按输入信号的性质分 电压继电器 电流继电器 时间继电器 温度继电器 速度继电器 压力继电器 按输出形式分 有触点和无触点 按工作原理分 电磁式 感应式 电子式 热效应式 气动式 电动式 按用途分： 控制用和保护用继电器 电磁式继电器 结构与工作原理和接触器基本相同 不同点： 继电器可以对各种输入量的变化作出反应，而接触器 只在一定的电压信号下动

10、作； 继电器用于切换小电流的控制和保护电路，无灭弧装 置而接触器用来控制大电电流电电路。 电磁式电流继电器 定义：触点的动作与线圈电流大小有关 用途：起电流保护和控制作用 特点：线圈与被控制电路串联，以反映电路电流的变化 线圈匝数少、导线粗、阻抗小 分类：欠电流继电器：电路正常时，衔铁吸合（常开闭合 ，常闭打开），当电流10%20%Ie时，继电器衔铁 释放 过电流继电器：电路正常时不动作，当电流超过某 一整定值：1.14Ie时，继电器衔铁动作 图文符号： 电磁式电压继电器 定义：触点的动作与线圈电压大小有关 用途：起电压保护和控制作用 特点：线圈与被控制电路并联，以反映电路电压的变化 线圈匝数

11、多、导线细、阻抗大 分类：欠电压继电器：电路正常时，衔铁吸合（常开闭合 ，常闭打开），当电压低于某一值时，继电器衔铁释放 过电压继电器：电路正常时不动作，当电压超过某 一值时，继电器衔铁动作 图文符号： 电磁式中间继电器 定义： 实质上为电压继电器。但触头对数较多 ，触头容量较大（额定电流5-10A），动作灵 敏 作用：起信号传递、放大、翻转和分路等中继 作用。 图文符号： 时间继电器 定义: 当得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其 触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之后，触 点才闭合或断开。用于控制动作时间 图文符号： 热继电器 定义：利用电流的热效应 原理工作的保护电

12、器。 原理：若电动机出现过载 情况，绕组中电流增大 ，通过热继电器元件中 的电流增大使双金属片 温度升得更高，弯曲程 度加大，推动人字形拨 杆，人字形拨杆推动常 闭触头，使触头断开而 断开交流接触器线圈电 路，使接触器释放、切 断电动机的电源，电动 机停车而得到保护。 热继电器 作用：常用于电动机的（长时间）过载保护 由于热继电器中的发热元件有热惯性，在电路 中 不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护，因 此 ，热继电器不同于过电流继电器和熔断器。 分类：热继电器有单相、二相及三相式，其中 三相式分为有断相保护（用于电动机连接 情况）和无断相保护的。 图文符号： 1.4 1.4 Switch E

13、lectric AppliancesSwitch Electric Appliances 开关电器开关电器 刀开关:结构最简单，应用最广泛的手控电器。用于低压 电路不频繁动作 低压断路器（自动空气开关）:低压电路中常用的具有保 护环节的断合电器。 当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，能自 动切断故障电路，保护串接其后的电气设备；正常情 况下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动 机。 符号： 熔断器和热继电器的区别 相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性 。 不同点： l熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保 护； l熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的 熔断系数；

14、l热继电器利用的是热膨胀原理要求双金属片有较 高的膨胀系数； l热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求 熔断器的动作必须具有瞬时性。 1.6 1.6 Control Control Electric AppliancesElectric Appliances 主令电器主令电器 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、继电器或其它 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：控制按钮、行程开关、接近开关、万能 转换开关、主令控制器及其它主令电器（如 脚踏开关、钮子开关、紧急开关）等 l按钮符号 l转换开关符

15、号 l行程开关符号 接触器 Chapter 2 The Basis of Electric Control Circuit 第二章 电气控制线路基础 电气控制线路: 用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实 现某种特定控制要求的电路。 作用：对被控对象实现自动控制 电气控制系统图： 为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意 图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气 控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达 出来，这就是电气控制系统图。 电气控制系统图的种类： 电器原理图、电器布置图、电气安装接线图 电气原理图 l电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 l主电路：是电气控制线路中大电流通过的部分，包括 从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关 、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电 动机等组成。 l辅助电路:是控制线路中除主电路以外的电路，其流 过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路 、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接 触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保 护电器触点等组成。 绘制电气原理图时应遵循的原则 l电