电气控制与PLC 考核方式 1、考核方式：闭卷考试 2、期末总成绩=试卷成绩*70%+平时成绩*30% 3、平时成绩：上课到勤、作业、实验等 课程安排 • 第1章 常用低压电器（2学时） • 第2章 基本电气控制电路（6学时） • 第3章 可编程序控制器概述（2学时） • 第4章 S7-200.PLC的系统配置与接口模块（2学时） • 第5章 S7-200.PLC的基本指令及程序设计（6学时） • 第6章 S7-200.PLC的功能指令及使用（4学时） • 第7章 PLC控制系统设计与应用实例（4学时） • 第8章 PLC的通信及网络（4学时） 绪论——课程性质 • 性质：实用性很强的专业课 • 主要内容：以电动机或其它执行电器为控制对象，研究电 气控制和可编程序控制器系统的原理和应用，以及电气控 制系统的设计方法 • 电气控制与PLC是综合了继电接触控制、计算机技术、自 动控制技术和通信技术的一门应用极为广泛的技术 绪论 • 一．电气控制技术的发展概况一．电气控制技术的发展概况 • 1. 拖动方式拖动方式 绪论 • 2. 控制系统控制系统 绪论 • PLC= Programmable Logic Controller，， 可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的，一种数字运算操作的电子电子 系统，专为在工业环境应用而设计的。
系统，专为在工业环境应用而设计的 • 早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 （Programmable Logic Controller,PLC），它主 要用来代替继电器实现逻辑控制随着技术的发 展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的 功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今 天这种装置称作可编程控制器 绪论 • 继电器电气控制与PLC电气控制系统的区别：继电器控 制逻辑由继电器硬件连线组成，PLC控制逻辑由用户程 序组成 绪论——PLC应用领域 • PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国 内外已广泛应 用于机械、冶金、石油、化工、 轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业 经验表明， 80 ％以上的工业控制可以使用PLC 来完成 • 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统 都已采用PLC来取代 绪论——课程要求 • 1.熟悉常用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确 使用和选用； • 2.熟练掌握电气控制的基本环节，具备阅读和分析电气 控制线路的能力； • 3.能设计简单的电气控制线路，较好地掌握电气控制电 路的简单设计法； • 4.了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉典型生产 设备电气控制线路的工作原理。
• 5.了解PLC的网络和通信原理 第第1 1章章 常用低压电器常用低压电器 第第1 1章章 常用低压电器常用低压电器 1.1 低压电器的定义、分类低压电器的定义、分类 1.2 电磁式电器的组成与工作原理电磁式电器的组成与工作原理 1.3 接触器接触器 1.4 继电器继电器 1.5 主令电器主令电器 1.6 信号电器信号电器 1.7 开关电器开关电器 1.8 熔断器熔断器 1.9 电磁执行器件电磁执行器件 图1-0 常用低压控制电器 1.11.1 低压电器的定义、分类低压电器的定义、分类 1.按用途和控制对象分按用途和控制对象分 2.按动作方式分按动作方式分 3.按工作原理分按工作原理分 低压配电电器 低压控制电器 自动电器 手动电器 电磁式电器 非电量控制电器 图1-1 常用低压电器的分类 1.1.电磁机构的结构形式及工作原理电磁机构的结构形式及工作原理 衔铁沿棱角转动的拍合式 衔铁沿轴转动的拍合式 衔铁作直线运动的双E形直动式 电磁机构的结构形式 图1-3 电磁式电器的工作原理示意图 1—铁心 2—电磁线圈 3—衔铁 4—静触点 5—动触点 6—触点弹簧 7—释放弹簧 δ—气隙 电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理 1.2.21.2.2 触点系统触点系统 1.触点的接触形式(分点接触、线接触、面接触) 2.触点的分类（桥式触点和指形触点） 1.2.31.2.3 灭弧系统灭弧系统 常用的灭弧方法 (1)电动力灭弧 (2)栅片灭弧 (3)灭弧罩 (4)窄缝灭弧 (5)磁吹灭弧 1.3 接触器 电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器低压自动控制电器。
用来频繁地用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路 电磁接触器结构示意图 静铁心静铁心 线线 圈圈 主触点主触点 常闭辅常闭辅 助触点助触点 常开辅常开辅 助触点助触点 灭弧罩灭弧罩 动铁心动铁心 弹弹 簧簧 电磁接触器结构示意图 1． 结构与工作原理 电磁机构电磁机构：：将电磁能转换将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作带动触点动作. . 触点：触点：接触器的执行元件，接触器的执行元件， 用来接通或断开被控制电用来接通或断开被控制电 路 灭弧装置：灭弧装置：熄灭触点分断熄灭触点分断 电流瞬间触点之间气隙中电流瞬间触点之间气隙中 产生的电弧产生的电弧 其它：其它：包括释放弹簧机构、包括释放弹簧机构、 支架与底座等支架与底座等 按所控制电按所控制电 路路 ▪ ▪ 主触点主触点 ▪ ▪ 辅助触点辅助触点 按原始状态按原始状态 ▪ ▪ 常开触点常开触点 ▪ ▪ 常闭触点常闭触点 灭弧罩灭弧罩 灭弧栅灭弧栅 磁吹灭弧装磁吹灭弧装 置置 电磁接触器结构示意图 静铁心静铁心 线线 圈圈 主触点主触点 常闭辅常闭辅 助触点助触点 常开辅常开辅 助触点助触点 灭弧罩灭弧罩 动铁心动铁心 弹弹 簧簧 电磁接触器结构示意图 交流接触器：交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断线圈通以交流电，主触点接通、切断 交流主电路。
交流主电路 直流接触器：直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断线圈通以直流电，主触点接通、切断 直流主电路直流主电路 ２．接触器的分类 动画演示（接触器）动画演示（接触器） 常用接触器图片常用接触器图片 3.图形符号及文字标注 图形符号及文字标注图形符号及文字标注 线圈线圈 KM 常开主触点常开主触点 KM 常闭辅助触点常闭辅助触点 KM 常开辅助触点常开辅助触点 KM KM KM KM KM 1.4 继电器 常用继电器常用继电器 电流继电器电流继电器 电压继电器电压继电器 中间继电器中间继电器 固态继电器固态继电器 热继电器热继电器 时间继电器时间继电器 速度继电器速度继电器 继电器综述 根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器 电流继电器电流继电器 当电路发生短路及过流时立即将电路切断当电路发生短路及过流时立即将电路切断 当电路电流过低时立即将电路切断当电路电流过低时立即将电路切断 过电流继电器：过电流继电器： 欠电流继电器：欠电流继电器： ●● ●● ●● 线圈电流线圈电流 整定电流时，继电器吸合整定电流时，继电器吸合 ●● 线圈电流线圈电流 整定电流时，继电器释放整定电流时，继电器释放 整定电流时整定电流时 线圈电流线圈电流 继电器不动作继电器不动作 整定电流时整定电流时 继电器才动作继电器才动作 线圈电流线圈电流 原理原理 线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。
线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小 1．电磁式继电器 欠电流继电器欠电流继电器 KI I I KI KI 电压继电器：电压继电器： 过电压继电器：过电压继电器：线圈电压正常时不产生吸合，过电压是衔铁吸合线圈电压正常时不产生吸合，过电压是衔铁吸合 欠电压继电器：欠电压继电器：线圈电压正常时衔铁吸合，欠电压时衔铁释放线圈电压正常时衔铁吸合，欠电压时衔铁释放 图形符号图形符号 线圈并联在电路中，匝数多，导线细线圈并联在电路中，匝数多，导线细 根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器 欠电压继电器欠电压继电器 KU U U KU KU KU 本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同 作用：作用： 电动机额定电流不超过电动机额定电流不超过5A5A的电气控制系统，可代替接触器的电气控制系统，可代替接触器 中间继电器：中间继电器： 触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同 小容量的接触器：小容量的接触器： 当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控 制，用中间继电器作为执行元件。
制，用中间继电器作为执行元件 KA 线圈线圈 常开触头常开触头 KA 常闭触头常闭触头 KA 继电器感应元件接受外界信号后，经过设定的延时时间才使 执行部分动作的继电器 2.时间继电器：时间继电器： 类型：类型：通电延时、断电延时、带瞬动触点通电（断电）延时通电延时、断电延时、带瞬动触点通电（断电）延时 触点：触点：常开延时闭合常开延时闭合、、常闭延时断开常闭延时断开、、常开延时断开常开延时断开、、常闭延常闭延 时闭合时闭合 种类：种类：空气阻尼式、电动式、电子式空气阻尼式、电动式、电子式 动画演示（动画演示（通通电延时时间继电器）电延时时间继电器） 动画演示（动画演示（断断电延时时间继电器）电延时时间继电器） 1）文字符号：）文字符号： 2）图形符号：）图形符号： 通电延时型：通电延时型： 断电延时型：断电延时型： 常闭常闭 瞬动触头瞬动触头 常开常开 延时触头延时触头 常开常开 常闭常闭 线圈线圈 常闭常闭 瞬动触头瞬动触头 常开常开 延时触头延时触头 常开常开 常闭常闭 线圈线圈 KT 空气阻尼式时间继空气阻尼式时间继 电器（电器（JS7系列）系列） 晶体管式时间继晶体管式时间继 电器（电器（JS14）） 数字式时间继电数字式时间继电 器（器（JSS14）） JR36 JR28 JR20 热元件 常闭触头 常开触头 3.热继电器：热继电器： 作用作用:对连续运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁对连续运行的电动机进行过载及断相保护，防止电动机过热而烧毁. 故障排除后，故障排除后，手动复位手动复位热继电器触点可以重新接通控制电路。
热继电器触点可以重新接通控制电路 双金属片双金属片由两种膨胀系数不同的金属片压焊而成，它被加热元由两种膨胀系数不同的金属片压焊而成，它被加热元 件加热后，因两层金属片伸长率不同而弯曲件加热后，因两层金属片伸长率不同而弯曲 加热元件串接在电动机定子绕组中加热元件串接在电动机定子绕组中，电动机正常运行时，热元，电动机正常运行时，热元 件产生的热量不会使触点系统动作；当电动机过载，流过热元件件产生的热量不会使触点系统动作；当电动机过载，流过热元件 的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的 弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动作（常开弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动作（常开 触点闭合，常闭触点断开）触点闭合，常闭触点断开） 通常用通常用其常闭触点与接触器线圈电路串联其常闭触点与接触器线圈电路串联，切断接触器线圈电流，，切断接触器线圈电流， 使电动机主电路失电使电动机主电路失电 动画演示（热继电器）动画演示（热继电器） 热继电器使用中应注意的问题热继电器使用中应注意的问题 热继电器尽管选用得当，但使用不当时也会造成对电动机过载保护热继电器尽管选用得当，但使用不当时。