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1、常用低压电器,主讲人：苗锋,第2章 国外最新低压电器简介,2.1 接近开关 接近开关又称为无触点行程开关，其功能是当某种物体与之接近到一定的距离时就发出动作信号，而不像机械行程开关那样需要施加机械力。,图2.1 电感式接近开关的方框图,2.1.1 接近开关的工作原理 接近开关有电感式、电容式、超声波式和光电式等各种类型。 图2.1为电感式接近开关的方框图。 超声波式接近开关的工作原理则是:开关以一定周期发送超声波脉冲，这些脉冲信号像声音一样会被物体反射回来，开关捕捉到回波并将它转换成一个输出信号。通过发射时间与接收到的反射信号时间的比较，可以确定物体到开关的距离。 2.1.2 接近开关的技术指
2、标,接近开关的技术指标有： 1)动作距离 大多数接近开关的动作距离是指开关刚好动作时感辨头与检测体之间的距离。 2)重复精度 在常温和额定电压下连续进行10次实验，取其中最大或最小值与10次实验平均值之差作为接近开关的重复精度。 3)操作频率 操作频率即每秒最高操作次数。 4)复位行程 复位行程指开关从“动作”到“复位”的位移距离。 2.1.3 国外接近开关产品简介,(1)德国西门子公司(Siemens)生产的3RG4、3RG6、3RG7和3RG16系列接近开关 3RG4系列是电感式接近开关，具有可靠、快速地检测金属物体、特别高的开关精度和操作频率以及使用寿命长等特点。 3RG6系列是超声波式
3、接近开关，在0.06m到10m的范围内可达到毫米级的精度。其工作方式有直接反射式，回归反射式，对射式几种。 3RG7系列是光电式接近开关，它利用可见红光，红外线或激光束工作，同其他接近,开关一样，因没有电器或机械触点而造成的任何机械磨损，且在很远的距离上它们依然能够高速地反应，精确地开关至需要的开关点上，因此成为可应用在几乎任何工业领域的多面手。该系列接近开关包括直接反射式，反射镜回归反射式，对射式，颜色检出式和色标检出式等多种类型。 3RG16系列是电容式接近开关，该系列开关可用于检测任何物质。尤其适合非金属物质如玻璃、陶瓷、塑料、木材、油料、水和纸张等的检测。常用于金属处理和制瓶,工艺的自
4、动化监测以及所有日用消费品的计数、测量等。 (2)日本欧姆龙公司(Omron)生产的新型E2E系列圆柱形接近开关 该系列接近开关的主要特点是： 含有218种规格品种，从短型的E2E到长型的E2E2，品种齐全，适用于各行业，可根据不同用途和目的任意选择。 固紧强度增强，同时配备有标准金属连接器和电线保护器。 有夜光显示，提高了指示灯的可观性，,同时加长了安装螺丝的长度，有扳手易于夹住的铣刀面，使安装和维修时操作更加 便利。 使用电源的电压范围和使用温度范围与欧姆龙公司的上位机种相同。 检测面采用防油材料，使用环境更广。 2.2 电子式软起动器 2.2.1 电子式软起动器的发展现状、产品系列及特点
5、 (1)国内产品现状及特点 我国软起动器的技术开发是比较早的。,ST500系列智能电机控制器，安装于终端MCC柜中，优化了传统的隔离开关、熔断器、接触器、热继电器组合方案，具有过载、堵转过流、欠流、不平衡或缺相、漏电、欠压等保护功能，同时具有运行和故障状态监视、保护通信单元、显示操作模块和ST编程器单元，具有DP协议接口，可直接与DP协议总线组网。 (2)国外产品状况及特点 目前国外的著名电气公司几乎均有软起动器产品进入中国市场。并占有较大的市场,份额。 例如：ABB公司软起动器分为PSA、PSD和PSDH型3种，其中PSDH为重载起动型，常用电机容量有7.5450kW。其功能主要有:起动斜坡
6、时间设定、初始电压设定、停止斜坡时间设定、起动电流极限设定，脉冲突跳起动、大电流开断等，还有运行、故障、过载指示。 美国罗克韦尔公司的软起动器又称智能马达控制器，包括有STC、SMC2、SMC PLUS和SMC Dialog PLUS 4个系列，额定,电压200600V，额定电流241 000A。 法国施耐德电气公司Altistart46型软起动器有标准负载和重型负载应用两大类。额定电流从171 200A共21种额定值, 电机功率从2.2800kW , 产品除具有软起动、软停车外，还具有恒定加减速功能。 德国西门子公司3RW22、3RW30、3RW31、3RW34型软起动器具有软起动和软停车功
7、能，具有显示软起动和软制动过程中各项参数的能力，并具有故障识别能力。 美国摩托托尼公司则以高压软起动器而著,称，目前该公司的产品可达到14 000V，功率从4007 500kW，电压等级分为1 250V、2 500V、3 000V、6 000V、6 600V、6 900V、11 000V、14 000V。 2.2.2 电子式软起动器的工作原理和工作 特性 (1)电子式软起动器的工作原理 电子式软起动器是利用电力电子技术、自动控制技术和计算机技术，将强电和弱电结合起来的控制技术。 图2.9为软起动器的原理示意图。,图2.9 软起动控制器原理示意图,(2)电子式软起动器的工作特性 1)斜坡恒流升压
8、起动 斜坡恒流升压起动曲线如图2.10所示。这种起动方式是在晶闸管的移相电路中，引入电机电流反馈，使电机在起动过程中保持恒流、起动平稳。这种软起动方式是应用最多的起动方法，尤其适用于风机、泵类负载的起动。 2)脉冲阶跃起动 脉冲阶跃起动特性曲线如图2.11所示。该起动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的,起动场合。,图2.10 斜坡恒流起动,图2.11 脉冲阶段起动,3)减速软停控制 减速软停控制是当电动机需要停机时，不是立即切断电动机的电源，而是通过调节晶闸管的导通角，从全导通状态逐渐地减小，从而使电动机的端电压逐渐降低而切断电源的。这一过程时间较长故称为软停控制。停车的时间根据实际需要可在0
9、120s范围内调整。减速软停控制曲线如图2.10 所示。 4)节能特性 5)制动特性,2.2.3 电子式软起动器的用途和优点 (1)软起动器的典型用途 用于三相交流感应电动机来驱动的鼓风机、泵和压缩机的软起动和软制动。也可用它来控制带有变速机构、皮带或链带传动装置的设备，如传送带、磨床、刨床、锯床、包装机和冲压设备。 (2)软起动器应用于传动系统时具有的优点 提高机械传动元件的使用寿命：例如，显著降低变速机构中撞击，使磨损降到轻微程度。,起动电流小，从而使供电电源减轻峰值电流负载。 平稳的负载加速度可防止生产事故或产品的损坏。 2.3 可编程通用逻辑控制继电器 可编程通用逻辑控制继电器是近几年
10、发展应用的一种新型通用逻辑控制继电器，亦称通用逻辑控制模块，它将顺序控制程序预先存储在内部存储器中，用户程序采用梯形图或功能图语言编程，形象直观，简单易懂，由按钮、开关等输入开关量信号，,通过顺序执行程序对输入信号进行规定的逻辑运算、模拟量比较、计时、计数等，另外还有显示参数、通信、仿真运行等功能，其集成的内部软件功能和编程软件可替代传统逻辑控制器件及继电器电路，并具有很强的抗干扰抑制能力。 可编程通用逻辑控制继电器基本型的宽度为72 mm，相当于8个模数的尺寸，加长型和总线型的宽度相当于14个模数宽，可卡装在35 mm导轨上。常用产品主要有德国金钟-默勒公司的“easy”、西门子公司的,“L
11、OGO！”、日本松下公司的可选模式控制器控制小灵通、存储式继电器等。 2.3.1 可编程通用逻辑继电器的特点 1)编程操作简单 2)编程语言简单、易懂 3)参数显示、设置方便 4)输出能力大 5)通信功能 2.3.2 基于LOGO的可编程通用逻辑控制继电器的基本功能,LOGO是德国西门子(Siemens)公司的可编程通用逻辑控制继电器系列产品，具有29种基本功能和特殊功能供编程(将控制线路转换为LOGO程序)使用。 LOGO的基本功能有8种，如表2.1所示。 (1)AND(与) 表2.2为AND的逻辑表。 (2)AND带RLO边缘检查 (3)NAND(与非),表2.3为NAND的逻辑表。 (4
12、)NAND带RLO边缘检查 (5)OR(或) 此功能块为输入至少有一个状态为1(即闭合)，则输出(Q)为1。 表2.4为OR的逻辑表。 (6)NOR(或非) 表2.5为NOR的逻辑表。 (7)XOR(异或) 表2.6为XOR的逻辑表。,(8)NOT(非、反相器) 表2.7为NOT的逻辑表。 2.3.3 基于LOGO的可编程通用逻辑控制继电器的特殊功能 LOGO的特殊功能包括时间功能、记忆功能和程序中使用的各种参数化选择，共有21种，如表2.8所示。,续表,(1)接通延时 当Trg输入的状态从0变为1时，定时器T开始计时(T为LOGO内部定时器)。 当Trg输入状态为0时，输出复位为0。,电源故
13、障时，定时器复位。 (2)断开延时 当Trg输入接通状态为1，输出(Q)立即变为状态1。 电源故障时，定时器复位。 (3)通/断延时 当Trg输入的状态由0变为1时，定时器TH 启动。 当输入的状态为0时，定时器TL启动。 电源故障时，定时器复位。,(4)保持接通延时继电器 如果Trg输入的状态从0变为1，则定时器T启动。 电源故障时，定时器复位。 (5)RS触发器 R输入(复位)将输出(Q)复位为0，S输入(置位)将输出(Q)置位为1，若S和R同时为1，则输出(Q)为0(即复位优先级高于置位)，若S和R同时为0，则输出状态保持为原数值。 (6)脉冲触发器,电源故障后，如果未接通掉电保持功能，
14、则脉冲触发器复位，输出Q变为0。 (7)脉冲继电器/脉冲输出 当Trg输入状态为1，Q输出立即为状态1，同时定时器T启动而输出保持为1，当T的定时时间到时，输出复位为0(脉冲输出)。 如果在T的定时时间到达前Trg输入由1变为0，则输出立即从1变为0。 (8)边缘触发延时继电器 当Trg输入接通状态为1，输出(Q)立即变为,状态1，同时T启动运行。待T的定时时间到达时，输出Q才复位为0(脉冲输出)。 (9)时钟 每个时间开关可以设置3个时间段(No1、No2和No3)，在接通时间时，如果输出未接通则时间开关将输出接通；在断开时间时，如果输出未断开则时间开关将输出断开。 (10)日历触发开关 由
15、No输入，No参数为日历触发开关设置时间段的接通和断开时间(接通和断开时间的第一个值标明月份，第二个值标明日期)。,(11)加/减计数器 通过R(复位)输入复位内部计数器值并将输出清零。 (12)运行时间计数器 R=0，Ral不等于1时，允许计数。R=1时停止计数。 (13)对称时钟脉冲发生器 通过T参数设定输出脉冲的通断时间。 (14)异步脉冲发生器 用Par参数设置脉冲持续时间TH和脉冲间隔,时间TL。通过En输入使异步脉冲发生器 工作。 (15)随机发生器 用Par参数将接通延时时间随机地设定在OS至TH 之间，断开延时时间随机地设定在OS至TL之间。 电源故障时，已经过的时间被复位。
16、(16)频率触发器 用Par参数设定接通阈值SW，断开阈值SW和测量脉冲的时间区间GT。 Fre输入提供需计数的脉冲。,(17)模拟量触发器 用Par参数设定接通阈值SW和断开阈值SW，在Ax输入需要计算的模拟量信号，如果模拟量值超出参数化的接通阈值，则输出开关接通(ON)，如果模拟量值回落到参数化断开阈值以下，则输出开关断开(OFF)。 (18)模拟量比较器 用Par参数设定阈值，在Ax和Ay输入口加上需要比较计算其差值的模拟量信号，如果Ax和Ay的差值(Ax-Ay)超出设定的阈值，,输出开关接通(ON)。 (19)楼梯照明开关 利用Trg输入脉冲，启动楼梯照明开关(Q置位1)，当Trg状态从1变为0时，T启动，T的定时时间到达前15秒，Q输出从1变为0，持续1秒再变为1，待T的定时时间到达时，Q输出复位为0。如果T的定时时间未到达时，再次启动Trg输入，则T被复位。 电源故障时，已经过的时间复位。 (20)双功能开关 此开关有2种不同的功能：带断开延时的当,前脉冲和长久照明功能。 (21)文本/参数显示 当En输入从0变为1时，启动信息文本的输出，已经参数化了的信息文本在RUN方
