电工学课件第7章电气自动控制

1、第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制7.1 手动控制手动控制7.2 起停自动控制起停自动控制7.3 正反转控制正反转控制7.4 顺序联锁控制顺序联锁控制7.5 行程控制行程控制7.6 时间控制时间控制7.7 可编程控制器可编程控制器第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制 教学基本要求教学基本要求分析与思考题分析与思考题练习题练习题返回主页返回主页第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制 教教 学学 基基 本本 要要 求求 1. 了解常用低压电器的基本结构和功能了解常用低压电器的基本结构和功能; 2. 掌握笼式异步电动机的掌握笼式异步电动机的起停控制起停控制和和正反转正反转控制电路控制电路

2、以及电路的以及电路的自锁自锁和和互锁互锁方法方法; 3. 了解短路、过载和失压保护的方法；了解短路、过载和失压保护的方法； 4. 掌握掌握顺序联锁顺序联锁以及行程和时间控制的原则以及行程和时间控制的原则; 5. 能读懂简单控制电路的原理图能读懂简单控制电路的原理图; 6. 初步掌握可编程序控制器的应用。初步掌握可编程序控制器的应用。返返 回回第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制 应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利应用电动机拖动生产机械，称为电力拖动。利用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制用继电器、接触器实现对电动机和生产设备的控制和保护，称为和保护，称为继电接触控制继电接触控

3、制。 本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控本章主要介绍几种常用的低压电器，基本的控制环节和保护环节的典型线路。制环节和保护环节的典型线路。 实现继电接触控制的电气设备，统称为实现继电接触控制的电气设备，统称为控制控制电电器，如闸刀开关、按钮、继电器、接触器等。器，如闸刀开关、按钮、继电器、接触器等。 具有保护作用的电气设备，统称为具有保护作用的电气设备，统称为保护保护电器，电器，如熔断器、热继电器等。如熔断器、热继电器等。 按动作形式还可把低压电器分为：按动作形式还可把低压电器分为：手动手动电器和电器和自动自动电器。电器。 上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7

4、 章章 电气自动控制电气自动控制( (一一) )刀开关（刀开关（Q）1. 作用：作用：起接通电源的作用。起接通电源的作用。 分为：分为：单刀：用在某一相线上单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上双刀：用在两相上三刀三刀: : 用在三相上用在三相上2. 符号：符号：Q Q7.1 手动控制手动控制3. 选择选择: 选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的电动机的 额定电压和额定电流。额定电压和额定电流。返返 回回下一节下一节下一页下一页图片图片第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制 它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。1.

5、 作用：作用：短路保护短路保护2. 符号：符号：( (二二) ) 熔断器（熔断器（FU）FU3. 选择熔体：选择熔体： 对于无冲击电流的电路：如照明电路，对于无冲击电流的电路：如照明电路， IFN I m (I m为电路的最大电流为电路的最大电流) 对于有冲击电流的电路：如电动机的起动，对于有冲击电流的电路：如电动机的起动， IFN (1.53) IMN 若有几台电动机共用一熔断器，若有几台电动机共用一熔断器， IFN (1.53) IMm +IMN上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页图片图片 三刀开关的三刀开关的手动控制电路手动控制电路第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制（三）

6、断路器（三）断路器 （Q） 自动开关或空气开关自动开关或空气开关1. 作用作用:兼有刀开关和熔断器的作用。兼有刀开关和熔断器的作用。2. 符号符号:Q 3.动作原理动作原理:上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页图片图片 断路器断路器第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制1. 作用作用: 用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。用于接通或断开辅助电路，靠手动操作。2. 结构：结构： ( (一一) )按钮（按钮（SB）1 常闭触点或动断触点常闭触点或动断触点2 常开触点或动合触点常开触点或动合触点7.2 起停自动控制起停自动控制触点触点1 1触点触点2 2上一页上一页返返 回回下一节下一节

7、下一页下一页上一节上一节图片图片 按钮按钮按下按钮帽：按下按钮帽：常闭触点断开常闭触点断开常开触点闭合常开触点闭合松开按钮帽：松开按钮帽：常开触点断开常开触点断开常闭触点闭合常闭触点闭合第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制4. 种类：种类：联动按钮联动按钮紧急按钮紧急按钮自锁按钮自锁按钮用指示灯表示其工作状态用指示灯表示其工作状态3. 符号符号:动断触点动断触点动合触点动合触点SB上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制1. 作用作用: 接通或断开电路，接通或断开电路，利用电磁吸力的作用而利用电磁吸力的作用而动作的。动作的。2. 结

8、构结构:( (二二) )交流接触器交流接触器( (KM) )按状态分按状态分按用途分按用途分动合触点动合触点动断触点动断触点主触点主触点辅助触点辅助触点上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图片图片 交流接触器交流接触器电磁系统、触点电磁系统、触点第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制3. 符号符号：KM动合主触点动合主触点KM动断辅助触点动断辅助触点KM线圈线圈上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节KM动合辅助触点动合辅助触点第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制1.作用作用: 用于过载保护用于过载保护,靠电流热效应产生动作的。靠电流热效应产生动作

9、的。2.结构与动作原理结构与动作原理:(三) 热继电器（热继电器（FR）3.符号符号:发热元件发热元件FR动断触点动断触点FR上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图片图片热继电器热继电器第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制( (四四) )中间继电器中间继电器1. 作用作用: 用于辅助电路用于辅助电路,弥补触点的不足。弥补触点的不足。2. 工作原理工作原理: 与交流接触器相同。与交流接触器相同。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图片图片第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制( (五五) )起停自动控制电路起停自动控制电路上一页上一页返返 回回下

10、一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制 继电接触控制线路继电接触控制线路由一些基本控制环节组成。由一些基本控制环节组成。 在电工技术中所绘制的控制线路图为在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图原理图，不考虑电器的结构和实际位置，突出电气原理。不考虑电器的结构和实际位置，突出电气原理。电器自动控制原理图的电器自动控制原理图的绘制原则绘制原则及及读图方法读图方法：1. 1. 按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2. 2. 控制线路由控制线路由主电路主电路( (被控制负载所在三相电路被控制负载所在三相电路) ) 和和控制

11、电路控制电路 ( (控制主电路状态的单相电路控制主电路状态的单相电路) )组成。组成。 3.3. 同一电器元件的不同部分同一电器元件的不同部分( (如接触器的线圈和如接触器的线圈和 触点触点) )按其功能和所接电路的不同分别画在不同按其功能和所接电路的不同分别画在不同 的电路中，但的电路中，但必须标注相同的文字符号。必须标注相同的文字符号。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制4. 4. 所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下所有电器的图形符号均按无电压、无外力作用下 的正常状态画出，即按的正常状态画出，即按通电前的状态通电前的状

12、态绘制。绘制。5.5. 与电路无关的部件与电路无关的部件( (如铁心、支架、弹簧等如铁心、支架、弹簧等) ) 在控在控 制电路中不画出。制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意分析和设计控制电路时应注意(1)(1)使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准 确可靠确可靠 (2)(2)尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一尽可能避免多个电器元件依次动作才能接通另一 个电器的控制电路。个电器的控制电路。(3)(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈 串联。串联。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页

13、下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制（2）保护环节）保护环节: 短路保护短路保护 过载保护过载保护 失压保护失压保护(欠压保护欠压保护)上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节KMSBstKMSBstpFRQFUKMFR3 控制要求控制要求:（1）电动机直接起动）电动机直接起动的长动控制的长动控制1.直接起动控制直接起动控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制练习题练习题 7.2.1 下列电路能否控制电机起停下列电路能否控制电机起停?SBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMSBstpSBstKMKMKMSBstpSBstKMKM能起动能起

14、动,不能停止。不能停止。不能起动不能起动,且造成电源短路。且造成电源短路。非正常起动非正常起动,且不能停止。且不能停止。只能点动。只能点动。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制（2）保护环节）保护环节: 短路保护短路保护 过载保护过载保护 失压保护失压保护(欠压保护欠压保护)控制要求控制要求:（1）带点动的长动）带点动的长动控制控制点动按钮点动按钮SBst2的作用的作用：(1) 使接触器线圈使接触器线圈KM通电通电；(2) 使线圈使线圈KM不能自锁不能自锁。KMSBst1FRKMSBstpSBst2复合按钮复合按钮上一页上一页返返

15、回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节2.带点动的直接起动控制带点动的直接起动控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMSBst1FRKMSBstpSBst2后闭合后闭合先断开先断开按下按下SBst2闭合闭合电机运转电机运转点动时点动时：自锁触点不起作用自锁触点不起作用通电通电按下按下SBst1电机运转电机运转长动时长动时：按下按下SBstp电机停转电机停转上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMSBst1FRKMSBstpSBst2先断开先断开后闭合后闭合断开断开断电断电松开松开SBst2上一页上一页返返 回回下一节下一节

16、下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMSBst1FRKMSBstpSBst2松开松开SBst2电机停转电机停转实现点动实现点动用途用途: :试车、检修以及车床主轴的调整等。试车、检修以及车床主轴的调整等。先断开先断开后闭合后闭合断开断开断电断电上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节（2）保护环节）保护环节: 短路保护短路保护 过载保护过载保护 失压保护失压保护(欠压保护欠压保护)控制要求控制要求:（1）多地点长动控制）多地点长动控制SBst1KMK

17、MSBstp1FRSBst2SBst1 , SBstp1 为甲地按钮为甲地按钮, SBst2 , SBstp2 为乙地按钮。为乙地按钮。SBstp23.多地点直接起动控制多地点直接起动控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制7.3 正反转控制正反转控制 将电动机接到电源的任意两根线对调一下，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。即可使电动机反转。 需要用需要用两个接触器两个接触器来实现这一要求。来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转；当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任将电动机接到电源的任意两根联线对调一

18、下，意两根联线对调一下，电动机反转。电动机反转。 在同一时间内，两个接触器只允许一个通电在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为工作的控制作用，称为“互锁互锁”。利用接触器的触点实现联锁控制称利用接触器的触点实现联锁控制称电气电气互锁。互锁。利用按钮的触点实现联锁控制称利用按钮的触点实现联锁控制称机械机械互锁。互锁。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节缺点：改变转向时必须缺点：改变转向时必须先按停止先按停止按钮。按钮。1.电气互锁的正反转控制电路电气互锁的正

19、反转控制电路第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMFKMFSBst1KMFKMRKMRSBst2KMRKMRSBstpKRQFUFR3 KMF上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节2.机械、电气双重互锁的正反转控制电路机械、电气双重互锁的正反转控制电路双重互锁双重互锁第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMFKMFSBst2SBstpKMRSBst1KMFKMRKMR当电机正转时，当电机正转时，按下反转按钮按下反转按钮SBst2先断开先断开断电断电闭合闭合通电通电断开断开停止正转停止正转闭合闭合闭合闭合电机反转电机反转上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页

20、上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制KMFKMFSBst2SBstpKMRSBst1KMFKMRKMR当电机反转时，当电机反转时，按下正转按钮按下正转按钮SBst1先断开先断开通电通电闭合闭合断电断电断开断开停止反转停止反转闭合闭合闭合闭合电机正转电机正转上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制7.4 顺序联锁控制顺序联锁控制1#2# 例如：皮带运输例如：皮带运输起动要求起动要求: 1#电机先起动，电机先起动，2#电机才动。电机才动。停车要求停车要求: 2#电机先停，电机先停，1#电机才停。电机才停。上一页上一页返返 回

21、回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节 顺序联锁控制电路顺序联锁控制电路第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制练习题练习题 7.4.1 两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动两条皮带运输机分别由两台笼式电动机拖动, 用一套起停按钮控制它们的起停用一套起停按钮控制它们的起停, 为了避免物体堆积在运输机为了避免物体堆积在运输机上上,要求电动机按下述顺序起动和停止要求电动机按下述顺序起动和停止: 起动时起动时,M1 起动后起动后, M2 才随之起动才随之起动; 停止时停止时, M2 停止后停止后, M

22、1 才随之停止。才随之停止。SBst KM1 KM2FR1 KM2 KM1SBstpFR2【解解】上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节按下按下SBstKM1通电通电M1起动起动KM1触点闭合触点闭合 KM2通电通电M2起动起动按下按下SBstpKM2断电断电M2停止停止KM2触点断开触点断开 KM1断电断电M1停止停止第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制( (一一) )行程开关行程开关(ST) 也称限位开关也称限位开关 动作原理动作原理: :运动部件撞击产生动作。运动部件撞击产生动作。7.5 行程控制行程控制 符号：符号： 动断触点：动断触点： 动合触点：动合触点：S

23、T上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图片图片第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制主电路：主电路：一台电机正反转。一台电机正反转。STA1STA2STB1STB2例例:工作台前进、后退往复运动。工作台前进、后退往复运动。控制电路：控制电路：应在正反转的基础上，在每套支路应在正反转的基础上，在每套支路 中分别串联行程开关的动断触点。中分别串联行程开关的动断触点。上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制STA1STA2STB2STB1( (二二) )控制电路控制电路KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMR

24、KMFSBstpFR上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图图 7.5.2 自动往返行程控制自动往返行程控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制STA1STA1STA2STB2STB1KMFKMRKMFKMRSBstFSBstRKMRKMFSBstpFR上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图图 7.5.2 自动往返行程控制自动往返行程控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制衔铁衔铁线圈线圈静铁心静铁心恢复弹簧恢复弹簧托板托板释放弹簧释放弹簧杠杆杠杆活塞杆活塞杆橡皮膜橡皮膜撞块撞块延时闭合延时闭合常开触头常开触头延时断开延时断开常闭触头常闭触头瞬

25、时断开瞬时断开常闭触头常闭触头瞬时闭合瞬时闭合常开触头常开触头7.6 时间控制时间控制(一一) 时间继电器时间继电器(KT)上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节图片图片图图 7.6.1 时间继电器时间继电器第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制上一页上一页返返 回回下一节下一节下一页下一页上一节上一节(二二) 控制电路控制电路图图 7.6.2星星-三角三角起动控制起动控制第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制7.7 可编程控制器可编程控制器( (一一) )等效电路等效电路输入接口单元输入接口单元输出接口单元输出接口单元逻辑运算单元逻辑运算单元电源电源输入接线端子输入接

26、线端子输出接线端子输出接线端子X0X0X1X1X2X2X3X3COMX0X3X2X2X3X1Y31Y31Y30Y30Y31Y30Y31Y30Y31Y30COMSBstFSBstRSBstPFREKMFKMR220V上一页上一页返返 回回下一页下一页上一节上一节图图 7.2.7 电动机的正反转控制电动机的正反转控制 PLC 等效电路等效电路第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制( (二二) )梯形图梯形图如如: :电动机的正反转控制电动机的正反转控制确定输入和输出点数：确定输入和输出点数：输入输入: SBstF: X0 SBstR: X1 SBstP: X2 FR: X3输出输出：KMF：Y

27、30 KMR：Y 31 X0 X3 X2 X3 X2 X1Y30Y31Y30Y31图图 7.7.3 梯形图梯形图SBstFSBstRSBstPFREX0X1X2X3COMY30Y31KMFKMR图图 7.7.2 外部接线图外部接线图上一页上一页返返 回回下一页下一页上一节上一节第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制（三）语句表（三）语句表指指 令令 表表指令种类指令种类助记符助记符指令种类指令种类助记符助记符LDOUTLDIRSTANDRLSANDISFTORORIORBNOPANBEND触电指令触电指令输出指令输出指令连续指令连续指令特殊指令特殊指令上一页上一页返返 回回下一页下一页上一节上一节表表 7.7.1 F 系列系列 PLC 的指令表的指令表第第 7 章章 电气自动控制电气自动控制例如：写出下列梯形图的语句表。例如：写出下列梯形图的语句表。 X0 X1 X3 X4Y30 X2 X5LD X0AND X1LD X2ANI X3ORBLDI X4AND X5ORBOUT Y30END上一页上一页返返 回回下一页下一页上一节上一节图图 7.7.4 ORB的用法的用法第第 7