《电器控制与可编程期末复习总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电器控制与可编程期末复习总结（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一篇 电气控制技术 一 、常用低压电器 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级以下的电路中 起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。,电磁式低压电器的基本结构及工作原理,电磁式低压电器在电气控制线路中使用量很大，类型也很多，各类电磁式低压电器在工作原理和构造上亦基本相同。,（1）触点系统 是触点电器的执行部件，通过触点的动作来接通或断开被控制电路。 a、动触点 b、静触点 （2）电磁系统 直流线圈和交流线圈的区别： 直流：铁心由整块铸铁铸成，只有线圈发热，线圈匝数多，导线细（细长型），不设线圈骨架，线圈与铁心直接接触，有利于线圈散热
2、。 交流：铁心由硅钢片（减少铁损）叠成，铁心和线圈均发热，线圈匝数少，导线粗（短粗型），线圈设骨架，与铁心隔离，利于各自散热。 硅钢片：减少铁损（铁心存在磁滞和涡流损耗）,（3）灭弧系统 1、电弧的产生 电弧的产生实际上是一种气体放电的现象，即气体中有大量的带电 质点作定向运动 在动静触点于通电状态下脱离接触的瞬间，间隙很小，电路电压在 触点间形成很高的电场强度，触点间隙中形成了炙热的电子流即电弧。 2、电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密度很大的电流。 随着电压和电流的上升，电弧增强。 交流灭弧 有自然过零点（正负级转换，易被熄灭） 直流灭弧 不易灭弧 3、危害：使电路依旧保持导通
3、状态，延迟电路开断； 烧损触点。 4、灭弧方法： a、电动力灭弧 b、磁吹式灭弧 c、窄缝灭弧 d、栅片灭弧 5、灭弧原理： 迅速增加电弧长度；使电弧与固体或液体介质相接触。,单相交流电磁机构短路环 单相交流电磁机构的电磁吸力是 一个两倍于电源频率的周期性变量。 所以在交流电每周期内衔铁要两次过 零，衔铁周而复始被吸合又拉开，产 生强烈的振动和噪声。 方法：在铁心和衔铁的端面上开槽， 在槽内安置一个铜制的短路环。 注意：在短路环设计时，使1、2 相差90，并且使F1、F2近似相等， 合成磁力会相当平坦。,接触器的图形和文字符号,a)线圈 b)主触点 c)辅助触点,国标：交流CJ 直流CZ,继电
4、器 继电器是一种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制电器 输入信号：电流、电压、温度、压力、速度 继电器的结构和工作原理与接触器相似，两者区别在： 1.继电器可对多种输入量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压作用下动作； 2.继电器用于接通和切换小电流的控制电路； 3.继电器没有灭弧装置，触点多且无主、辅触点之分等。,1.电磁式继电器 （1）电流继电器 电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变 化，其线圈匝数少，导线粗，阻抗小。电流继电器选用时要 注意线圈电流的种类和等级应与负载电路一致。 （2）电压继电器 电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数
5、多，线径 细，阻抗大，选用时，线圈电流的种类和电压等级与控制电 路相一致。 （3）中间继电器 在控制电路中起信号传递、放大和分路等中继作用，它 属于电压继电器的一种，主要用于扩展触点数量，实现逻辑 控制。,2.热继电器 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电 器，如果过载情况严重，时间长，会加速电动机绝缘的老 化，甚至烧毁电动机，热继电器用于对连续运行的电动机实 现过载和断相保护。 （1）结构及工作原理 过载 切断电动机控制电路 冷却后 自动复位，也可手动复位,（2）带断相保护的热继电器 形接法必须采用带断相保护的热继电器 Y形 相I=线I 形 若形接法的电动机发 生断路故障时，若线
6、I达到额 定电流，则在电动机绕组内 部，电流较大的那一相的相 I将超过额定相电流。,时间继电器电气符号,3.时间继电器 从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定 的延时后才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器。 分类 按动作原理：电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式继电器 按延时方式：通电延时、断电延时,4.速度继电器 按速度原则动作，主要用于3相笼型异步电动机的反接制动中，又称反接制动继电器,一般速度继电器有2个常开，常闭触点，一个用于正转动作，另一个用于反转，触点额定电压380V，额定电流2A，通常速度继电器动作速度130r/min，复位转速100r/min以下。,低压开关 1.刀开
7、关 （1）开启式负荷开关（胶盖瓷底刀开关） （2）封闭式负荷开关（铁壳开关） 刀开关在安装时，手柄要向上（开启位置），不得倒装或平装，避免由于重力自由下落，引起误动作和合闸，接线时，应将电源线接在上端，负载线接在下端，这样拉闸后刀开关的刀片与电源隔离，既便于更换熔丝，又防止可能发生的意外事故。,低压断路器 也称为自动空气开关，用于分配电能，不频繁地启动 电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发生严重的 过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。它是低压 配电线路中应用非常广泛的保护电器。相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合。 低压断路器脱扣装置：电磁脱扣器、热脱扣器、复式脱扣器、
8、欠压脱扣器、分励脱扣器等五种。,熔断器由 熔体和熔管（绝缘底座）两部分组成。 其作用：过载和短路保护。,FU,主令电器 自动控制系统中用于发送和转换命令的电器，用于控制电路，不能直接分合主电路 1.按钮 （1）结构、种类,桥式触点：触点额定电流5A以下，分常开触点、常闭触点两种，在外力作用下，常闭触点先断开，常开触点后闭合，复位时，常开触点先断开，常闭触点后闭合。 停止、急停 红色、启动 绿色 启动、停止交替动作 黑色、白色或灰色 点动 黑色、复位 蓝色,2.位置开关：又称限位开关或行程开关（问答） （1）行程开关 用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程， 广泛用于各类机床、起
9、重机械以及轻工机械的行程控制，将机械信号转 换为电信号。 （2）接近开关（电容型、电磁感应型） 当某种物体与之接近到一定距离时就发出动作信号，其 原理是通过其感测头与被测物体间介质能量的变化来获取信 号。工作稳定可靠，定位精度高，操作频率高，使用寿命和 对恶劣环境的适应能力也优于行程开关。（无触点式，工作 频率高于行程开关） 作用距离10mm （3）光电开关 克服了行程开关存在的诸多不足，和接近开关的作用距 离短的缺点。（无触点式，工作频率高） 反射式 透射式,符号位置的索引 接触器 继电器,正反转控制线路 机床主轴正向和反向运动，工作台的前后运动，起重机吊钩的上升 和下降，电梯的向上、向下运
10、动等。 控制线路：两个方向相反的单向运行线路 + 联锁（互锁）机构 联锁（互锁） 避免误操作引起电源相间短路,a）“正停反”控制线路 电气互锁 b）“正反停”控制线路 机械互锁 SB2、SB3常闭触点 双重互锁 电气互锁 KM1、KM2常闭触点,具有自动往返的正反转控制线路,其他控制线路 （1）顺序控制线路 例如：磨床先给切削液，再启动电机。,笼型异步电动机常用降压启动方法有四种：定子绕组中串电阻降压启动、Y/降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角形降压启动。,Y/降压启动控制线路 适于正常运转时为接法的电动机，一般功率在4KW上 的三相笼型异步电动机均为接法。 Y启动电流只有接法直接启动的1
11、/3（电压降），启 动电流约为电动机额定电流的2倍左右。 缺点是启动转矩也相应下降为原来直接启动时的1/3，适用于电动机空栽或轻载。 投资少，线路简单，操作方便，在机床电动机控制中应用 较普遍。,转子绕组串频敏变阻器启动控制线路（问答：原理） 转子回路串电阻启动时，由于电阻切除的不连续性，造成电流和转 矩突然变化引起机械冲击，并且控制电流较复杂，启动电阻本身较笨 重，能耗大，控制箱体积大，应用受到一定的限制。 采用频敏变阻器串接在转子回路中 刚启动时，转子电流频率大 频敏变阻器阻抗大 电流减 小 随着转速增大 转子电流频率下降 阻抗下降 ，启动完毕 后，将频敏变阻器从转子回路中切除,R、L的值
12、均与转子频率有关且与频率的平方成正比,交流异步电动机的制动控制线路 机械制动：用机械装置来强迫电动机迅速停车（电磁抱闸、电磁离 合器等）； 电气制动：给电动机加上一个与原来旋转方向相反的制动转矩（反 接制动、能耗制动、电容制动、双流制动、发电制 动）。 反接制动控制线路 改变异步电动机定子绕组中三相电源的相序，产生一个与转 子惯性方向相反的反向启动转矩，制动。 旋转磁场的相对速度2倍同步转速，定子绕组中流过的反接 制动电流相当于全压启动时启动电流的两倍，冲击电流很大，为减 小冲击电流，需在电动机主电路中串接一定的反接制动电阻。 当电动机转速下降至接近零时，要及时切断反相序电源，防止 电动机反向
13、运行。 反接制动缺点：制动过程中冲击强烈，易损坏传动部件，制 动能量消耗大，不宜频繁制动。,电磁调速异步电动机的控制线路 晶闸管直流励磁电源 电磁转差离合器的磁极 电枢中产生涡 流 涡流与磁极的磁场产生电磁力 使磁极在电磁转矩作用下跟着 电枢同方向旋转 磁极与电枢间必须有转差才能产生涡流与电磁转矩 励磁电流越大，建立的磁场越强，在一定的转差率下产生的转矩越 大。当负载一定时，励磁电流不同，转速就不同，只要改变电磁转差离 合器的励磁电流，即可调节转速。,PLC特点 （1）可靠性高、抗干扰能力强 （2）配套齐全、功能完善、适用性强 （3）模块化结构，系统组合更灵活方便 （4）易学易用、设计周期短
14、（5）对生产工艺改变适应性强 （6）体积小、重量轻、安装、调试、维护方便，能耗低,存储器 （1）系统存储器（EPROM Ereasable programming read only memory） 存放系统管理程序，用户不能访问和修改这部分存储器的内容 （2）用户存储器（RAM Random access memory） 程序区：用户程序 数据区,RAM配电池或电容等掉电保护装置，防数据丢失。,3、输入/输出模块 PLC的I/O模块的要求：较好的抗干扰能力，满足工业现场各类信号的匹配要求 （1）开关量输入模块 （2）开关量输出模块 继电器型：交/直流输出 双向晶闸管型：交流输出 晶体管型：直
15、流输出 （3）模拟量输入/输出模块 一般需用A/D、D/A转换器,AC电源、DC输入型,DC电源、DC输入型,AC电源、AC输入型,目前PLC常用的编辑语言： （1）梯形图语言 （2）助记符（指令表）语言 （3）功能图语言 （4）顺序功能图（状态转移图）语言 （5）高级语言语言 BASIC、C语言,PLC工作原理： 1、循环扫描工作方式 2、扫描周期 3、输入/输出滞后现象 PLC扫描工作方式三阶段： 输入采样阶段 程序执行 输出刷新,X000为输入继电器接口，用于接收外部输入信号； Y000、Y001、Y002输出继电器，用来将输出信号传送给外部负载。 图中X、Y的波形表示对应输入映像寄存器
16、、输出映像寄存器的状态。 若交换梯形图中第1行和第2行的位置 Y000的延迟时间将减少一个扫描周期。,“定时点火电路”梯形图程序 T5 100ms定时器 X005接收电路启动开关信号，Y005接通0.5S，断开0.5S，反复交替进行，形成周期为1S的振荡器。 此定时点火电路是以PLC为基础才得以实现其功能，若将图中的器件换为继接系统，电路是不可能工作的。 例如：当T5的线圈得电计时且时间到而动作时，接在T5线圈前的T5常闭触点就将断开线圈电路，使线圈失去得电条件，无法交替周而复始工作。,三、PLC的基本指令系统（FX2N） （一） FX2N系列型号命名方式 FX2N 48 M R 001,内部电源 内部输入输出 CPU及存储器,（二）FX2N系列PLC的基本构成 基本单元 CPU、存储器、I/O接口部件和电源 扩展单元 扩展I/O点数的装置，内部有电源 扩展模块 用于增加I/O点数和改变I/O点数的比例，内部 无电源，由基本单元和扩展单元供给，扩展单 元和扩展模块内无CPU，必须与基本单元一起 使用 特殊功能单元 是一些特殊用途的装置，如：A/D、D/A 转换模块，高速计数模块、过程控制模块 （PID）等特殊功能模块 各模块的高度和宽度相同，相互连接不用基板，仅用扁 平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐的长方体，属于叠装 式PLC。,
