煤矿设备电气控制与PLC应用技术三菱FX系列西门子S7200系列

1、会计学1煤矿设备电气控制与煤矿设备电气控制与PLC应用技术三菱应用技术三菱FX系列西门子系列西门子S7200系列系列院机械电子工程系煤矿设备电气与PLC应用技术（三菱FX系列、西门子S7-200系列）项目一 常用电气控制电路采用什么方法才能实现自动控制呢？项目一 常用电气控制电路一、低压电器的基本知识二、电气原理图绘制与读图三、电动机点动控制电路四、电动机连续控制电路五、电气控制线路的设计方法项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路1、低压电器是指用于交流1200V、直流1500V以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。2、高压电器是指用于交流1200V以上、直流1500V

2、及以上的电器产品。1.低压电器的基本分类（1）按操作方式分（2）按控制作用分（3）按用途分（4）按动作原理分项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路铁壳开关 a)三极 b)二极项目一 常用电气控制电路3）刀开关的使用胶壳开关必须垂直安装垂直安装在控制屏或开关板上，不能倒装，即接通状态时手柄朝上，否则有可能在分断状态时刀闸开关松动落下，造成误接通。接线时，应将电源线接在上端，负载接在熔断丝下端，拉闸后刀开关与电源隔离，方便于更换熔断丝。操作胶壳开关时，不能带重负载，因为这种刀开关不设专门灭弧装置，仅是利用胶盖的掩护防止电弧灼伤。如果带一般性负载操作，动作应迅速，使

3、电弧迅速熄灭，一方面不易灼伤人手，另一方面也减少电弧对动触头和静触头座的损坏。项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路1）熔断器的电气符号2）熔断器的主要特性和技术参数熔断器的主要特性有两个：安秒特性和极限分断能力。安秒特性曲线项目一 常用电气控制电路 熔断器的安秒特性为反时限特性，即短路电流值越大，熔断时间越短，以满足短路保护的要求。在特性中，有一个熔断电流与不熔断电流的分界线，与此对应的电流称为最小熔断电流IR。熔体在额定电流下，绝不应熔断，所以最小熔断电流必须大于额定电流。 极限分断能力是指在额定电压及一定功率因数（或时间常数）下切断短路电流的极限能力，常用极限断开电流值（周期分

4、量的有效值）来表示。熔断器的极限分断能力必须大于线路中可能出现的最大短路电流。项目一 常用电气控制电路（4）选用原则 熔断器用于不同性质的负载，其熔体额定电流的选用方法也不同。熔断器类型的选择应根据线路的要求、使用场合和安装条件。熔断器额定电压的选择应大于或等于线路的工作电压。熔断器额定电流的选择必须大于或等于所装熔体的额定电流。对于熔体电流的选择，应考虑以下几种情况：对于电炉、照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流；在配电系统中，通常有多级熔断器保护，发生短路故障时，远离电源端的前级熔断器应先熔断。所以一般后一级熔体的额定电流比前一级熔体的额定电流至少大一个等级

5、，以防止熔断器越级熔断而扩大停电范围。项目一 常用电气控制电路1.5-2.5RNNII1）保护单台电动机时，考虑到电动机受起动电流的冲击，熔断器的额定电流应为：式中：IRN为熔体额定电流； IN为电动机额定电流,轻载起动或起动时间短时,系数可取近1.5,带重载起动或起动时间较长时,系数可取2.5。2）保护多台电动机，熔断器的额定电流为：max1.5-2.5RNNNIII式中：INmax为容量最大的一台电动机的额定电流；NI为其余电动机额定电流之和。项目一 常用电气控制电路3）快速熔断器接在交流侧或直流侧电路时，1RNIk I式中：k1为与整流电路形式有关的系数； I为最大整流电流。 在不可控整

6、流电路中，k1只与整流电路的形式有关，不可控整流电路的k1值见表1-4。在可控整流电路中，k1不但与电路形式有关，而且与导通角有关，可控整流电路的k1值见表1-5。项目一 常用电气控制电路4）快速熔断器接入整流桥臂与整流元件串联时，1.5RNNII式中，IN为整流元件额定电流。4.接触器 接触器是电力拖动和自动控制系统中普遍使用的低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。（1）主要结构接触器属于电磁式低压电器，主要由电磁系统、触点系统和灭弧装置组成。 项目一 常用电气控制电路 a） 衔铁直线运动螺管式 b）

7、衔铁绕棱角转动拍合式 c） 衔铁绕轴转动拍合式1）电磁系统电磁系统是电磁式电器元件的感受部件，主要作用是将电磁能转换成为机械能，并带动触点闭合或断开。通常采用电磁铁的形式，由电磁线圈、静铁心（铁心）、动铁心（衔铁）等组成，其中：动铁心与动触点支架相连。根据铁心形状和衔铁的运动方式，可分为三种形式。项目一 常用电气控制电路2）触点系统a）桥型触点 b）指形触点 a）点接触 b）线接触 c）面接触项目一 常用电气控制电路 项目一 常用电气控制电路触点系统属于执行部件，主要作用是通过触点的开、闭实现通、断电路 触点按其接触形式可分为点接触、线接触和面接触三种 触点按其结构形式可分为桥型触点和指型触点

8、 项目一 常用电气控制电路3）灭弧装置触点在断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，会在触头间隙中产生电弧，对电路和电器有危害，必须使电弧熄灭。常用的灭弧装置有灭弧罩、灭弧栅、磁吹灭弧装置和多纵缝灭弧装置。1-灭弧栅片 2-触点 3-电弧图1-13灭弧栅灭弧原理1-磁吹线圈 2-铁芯 3-导磁夹板 4-灭弧角 5-灭弧罩6-磁吹线圈磁场 7-电弧电流磁场 8-动触头图1-14 磁吹灭弧装置工作原理（2）接触器的分类接触器按照所控制电路的种类、接触器可分为交流接触器和直流接触器两大类。1）交流接触器结构与工作原理 交流接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件构成，如图l-15所示 电磁式接触器的工

9、作原理如下：线圈通电后，在铁芯中产生磁通及电磁吸力。此电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合，带动触点机构动作，常闭触点打开，常开触点闭合，互锁或接通线路。线圈失电或线圈两端电压显著降低时，电磁吸力小于弹簧反力，使得衔铁释放，触点机构复位，断开线路或解除互锁。 1-1-灭弧罩灭弧罩 2-2-触点压力弹簧片触点压力弹簧片 3-3-主触点主触点 4-4-反作用弹簧反作用弹簧 5-5-线圈线圈 6-6-短路环短路环7-7-静铁心静铁心 8-8-弹簧弹簧 9-9-动铁心动铁心 10-10-辅助常开触点辅助常开触点 11-11-辅助常闭触点辅助常闭触点 图图l-15 CJ10-20型交流接触器型交流接触器2）

10、交流接触器的分类 交流接触器的种类很多，其分类方法也不尽相同。按照一般的分类方法，大致有以下几种: 按主触点极数可分为单极、双极、三极、四极和五极接触器。 按灭弧介质可分为空气式接触器、真空式接触器等。 按有无触点可分为有触点接触器和无触点接触器 3）交流接触器的基本参数直流接触器的结构和工作原理基本上与交流接触器相同。在结构上也是由电磁机构、触点系统和灭弧装置等部分组成。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭，直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧。4）直流接触器（3）接触器的符号与型号说明a)线圈 b)主触点 c)辅助触点图1-16 接触器的电气符号接触器的型号说明：项目一 常用电气控制电路例如：CJ

11、l0Z-40/3为交流接触器，设计序号10，重任务型， 额定电流40A，主触点为3极。 CJl2T-250/3为改型后的交流接触器，设计序号12， 额定电流250A，3个主触点。 我国生产的交流接触器常用的有CJl0、CJl2、CJX1、CJ20等系列及其派生系列产品，CJ0系列及其改型产品已逐步被CJ20、CJX系列产品取代。 直流接触器常用的有CZ0系列，分单极和双极两大类，常开、常闭辅助触点各不超过两对。 （4）接触器的选用原则项目一 常用电气控制电路 根据被控对象和工作参数如电压、电流、功率、频率及工作制等确定接触器的额定参数。 接触器的线圈电压，一般应低一些为好，这样对接触器的绝缘要

12、求可以降低，使用时也较安全。但为了方便和减少设备，常按实际电网电压选取。 接触器额定电流是指接触器在长期工作下的最大允许电流，持续时间8h，且安装于敞开的控制板上，如果冷却条件较差，选用接触器时，接触器的额定电流按负荷额定电流的110%120%选取。对于长时间工作的电机，由于其氧化膜没有机会得到清除，使接触电阻增大，导致触点发热超过允许温升。实际选用时，可将接触器的额定电流减小30%使用。项目一 常用电气控制电路5.按钮（1）功能与结构 按钮常用于接通和断开控制电路。它只能短时接通或分断5A以下的小电流电路，向其它电器发出指令性的电信号，控制其它电器动作。由于按钮载流量小，不能直接用于控制主电

13、路的通断。 按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触点和外壳等组成，通常将按钮做成复合式，即具有常闭触点和常开触点。 在电器控制线路中，常开按钮常用来起动电动机，也称起动按钮，常闭按钮常用于控制电动机停车，也称停止按钮，复合按钮用于联锁控制电路中。 项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路 图l-18 按钮的电气符号项目一 常用电气控制电路（2）按钮的选择 常用的控制按钮有LA2、LAl8、LA20、LAY1和SFAN-1型系列按钮。其中SFAN-1型为消防打碎玻璃按钮。其中LAl8系列采用积木式结构，触点数目可按需要拼装至六常开六常闭，一般装成二常开二常闭。LAl9、LA20系列有带指示灯和不

14、带指示灯两种，前者按钮帽用透明塑料制成，兼作指示灯罩。 按钮主要根据所需的触点数、使用场合及颜色来进行选择。按钮帽有多种颜色，一般红色用作停止按钮，绿色用作起动按钮。项目一 常用电气控制电路6.6.热继电器热继电器（1 1）功能与结构）功能与结构 热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检热继电器是利用电流流过发热元件产生热量来使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器。由测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种保护电器。由于发热元件具有热惯性，在电路中不能用于瞬时过载保护，于发热元件具有热惯性，在电路中不能用于瞬时过载保护，更不能做短路保护，主要用作电动机的长期过载保护。在更不能做短

15、路保护，主要用作电动机的长期过载保护。在电力拖动控制系统中应用最广的是双金属片式热继龟器。电力拖动控制系统中应用最广的是双金属片式热继龟器。项目一 常用电气控制电路热继电器应具备以下功能热继电器应具备以下功能: : 1 1）应具有合理可靠的保护特性热继电器主要用作）应具有合理可靠的保护特性热继电器主要用作电动机的长期过载保护，根据热继电器发热元件的电流电动机的长期过载保护，根据热继电器发热元件的电流与热继电器触头动作时间的关系曲线，称为热继电器的与热继电器触头动作时间的关系曲线，称为热继电器的保护特性，如图保护特性，如图1-191-19所示。电动机的过载特性与热继电所示。电动机的过载特性与热继

16、电器的保护特性是一条曲带，误差越大，曲带越宽。从安器的保护特性是一条曲带，误差越大，曲带越宽。从安全角度出发，热继电器的保护特性应处于电动机过载特全角度出发，热继电器的保护特性应处于电动机过载特性下方并相邻近。性下方并相邻近。1-1-电动机的过载特性电动机的过载特性 2-2-热继电器的保护特性热继电器的保护特性项目一 常用电气控制电路2 2）具有温度补偿装置）具有温度补偿装置3 3）热继电器动作电流可以方便地调节）热继电器动作电流可以方便地调节 为减少热继电器热元件的规格，热继电器动作电流为减少热继电器热元件的规格，热继电器动作电流可在热元件额定电流可在热元件额定电流66%66%100%100

17、%范围内调节。范围内调节。4 4）具有手动复位与自动复位功能）具有手动复位与自动复位功能 热继电器动作后，可在热继电器动作后，可在2s2s内按下手动复位按钮进行复位，内按下手动复位按钮进行复位，也可在也可在5min5min内可靠地自动复位。内可靠地自动复位。项目一 常用电气控制电路（2 2）双金属片热继电器工作原理）双金属片热继电器工作原理 双金属片热继电器主要由热元件、主双金属片、触头双金属片热继电器主要由热元件、主双金属片、触头系统、动作机构、复位按钮、电流整定装置和温度补偿系统、动作机构、复位按钮、电流整定装置和温度补偿元件等部分组成，如图元件等部分组成，如图1-201-20所示。所示。

18、图图1-20 1-20 双金属片式热继电器结构原理图双金属片式热继电器结构原理图1-1-主双金属片主双金属片 2-2-电阻丝电阻丝 3-3-导板导板4-4-补偿双金属片补偿双金属片 5-5-螺钉螺钉 6-6-推杆推杆 7-7-静触头静触头 8-8-动触头动触头9-9-复位按钮复位按钮 10-10-调节调节凸轮凸轮 11-11-弹簧弹簧项目一 常用电气控制电路 双金属片是热继电器的感测元件，它是将两种线胀系数双金属片是热继电器的感测元件，它是将两种线胀系数不同的金属片以机械辗压的方式使其形成一体，线胀系数大不同的金属片以机械辗压的方式使其形成一体，线胀系数大的称为主动片，线胀系数小的称为被动片。

19、的称为主动片，线胀系数小的称为被动片。 由于电流的热效应，使双金属片变热产生线膨胀，于是由于电流的热效应，使双金属片变热产生线膨胀，于是双金属片向被动片一侧弯曲，当电动机正常运行时，热元件双金属片向被动片一侧弯曲，当电动机正常运行时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的产生的热量虽能使双金属片弯曲，但还不足以使热继电器的触头动作；只有当电动机长期过载时，过载电流通过热元件，触头动作；只有当电动机长期过载时，过载电流通过热元件，使双金属片弯曲位移增大，经一定时间后，双金属片弯曲到使双金属片弯曲位移增大，经一定时间后，双金属片弯曲到推动导板推动导板3 3，并通过补偿双金属片，

20、并通过补偿双金属片4 4与推杆与推杆6 6将触头将触头7 7与与8 8分开，分开，此常闭触头串接于接触器线圈电路中，触头分开后，接触器此常闭触头串接于接触器线圈电路中，触头分开后，接触器线圈断电，接触器主触头断开电动机定子电源，实现电动机线圈断电，接触器主触头断开电动机定子电源，实现电动机的过载保护。的过载保护。 项目一 常用电气控制电路 调节凸轮调节凸轮1010用来改变补偿双金属片与导板间的距离，达到用来改变补偿双金属片与导板间的距离，达到调节整定动作电流的目的。此外，调节复位螺钉调节整定动作电流的目的。此外，调节复位螺钉5 5来改变常开来改变常开触头的位置，使继电器工作在手动复位或自动复位

21、两种工作触头的位置，使继电器工作在手动复位或自动复位两种工作状态。调试手动复位时，在故障排除后需按下复位按钮状态。调试手动复位时，在故障排除后需按下复位按钮9 9才能才能使常闭触头闭合。使常闭触头闭合。 补偿双金属片可在规定范围内补偿环境温度对热继电器的补偿双金属片可在规定范围内补偿环境温度对热继电器的影响，当环境温度变化时，主双金属片与补偿双金属片同时向影响，当环境温度变化时，主双金属片与补偿双金属片同时向同一方向弯曲，使导板与补偿双金属片之间的推动距离保持不同一方向弯曲，使导板与补偿双金属片之间的推动距离保持不变。这样，继电器的动作特性将不受环境温度变化的影响。变。这样，继电器的动作特性将

22、不受环境温度变化的影响。项目一 常用电气控制电路（3 3）具有断相保护的热继电器）具有断相保护的热继电器 三相感应电动机运行时，若发生一相断路，流过电动机各三相感应电动机运行时，若发生一相断路，流过电动机各相绕组的电流将发生变化，其变化情况将与电动机三相绕相绕组的电流将发生变化，其变化情况将与电动机三相绕组的接法有关。组的接法有关。 如果电动机是三角形联结，在正常情况下，线电流是相电如果电动机是三角形联结，在正常情况下，线电流是相电 流的倍，串接在电动机电源进线中的热元件按电动机额定电流流的倍，串接在电动机电源进线中的热元件按电动机额定电流即线电流来整定。当发生一相断路时，如图即线电流来整定。

23、当发生一相断路时，如图1-211-21所示电路，当所示电路，当电动机仅为电动机仅为0.580.58倍额定负载时，通过跨接于全电压下的一相绕倍额定负载时，通过跨接于全电压下的一相绕组的相电流组的相电流I IP3P3等于等于1.151.15额定相电流，而流过两相绕组串联的电额定相电流，而流过两相绕组串联的电流流I IP1=P1= I IP2P2，仅为，仅为O.58O.58倍的额定相电流。此时未断相的那两相倍的额定相电流。此时未断相的那两相线电流正好为额定线电流，接在电动机进线中的热元件因流过线电流正好为额定线电流，接在电动机进线中的热元件因流过额定线电流，热继电器不动作，但流过全压下的一相绕组已流

24、额定线电流，热继电器不动作，但流过全压下的一相绕组已流过过1.151.15倍额定相电流，时间一长便有过热烧毁的危险。所以三倍额定相电流，时间一长便有过热烧毁的危险。所以三角形接法的电动机必须采用带断相保护的热继电器来对电动机角形接法的电动机必须采用带断相保护的热继电器来对电动机进行长期过载保护。进行长期过载保护。项目一 常用电气控制电路图图1-21 1-21 电动机三角形连接电动机三角形连接U U相断线时电流分析相断线时电流分析项目一 常用电气控制电路 带有断相保护的热继电器是将热继电器的导板改成差动带有断相保护的热继电器是将热继电器的导板改成差动机构。如图机构。如图1-221-22所示。差动

25、机构由上导板所示。差动机构由上导板1 1、下导板、下导板2 2及装有及装有顶头顶头4 4的杠杆的杠杆3 3组成，它们之间均用转轴连接。组成，它们之间均用转轴连接。其中，图为其中，图为未通电时导板的位置，图为热元件流过正常工作电流时的位未通电时导板的位置，图为热元件流过正常工作电流时的位置，此时三相双金属片都受热向左弯曲，但弯曲的挠度不够置，此时三相双金属片都受热向左弯曲，但弯曲的挠度不够，所以下导板向左移动一小段距离，顶头，所以下导板向左移动一小段距离，顶头4尚未碰到补偿双金尚未碰到补偿双金属片属片5，继电器不动作；图为电动机三相同时过载的情况，三，继电器不动作；图为电动机三相同时过载的情况，

26、三相双金属片同时向左弯曲。推动下导板向左移动，通过杠杆相双金属片同时向左弯曲。推动下导板向左移动，通过杠杆3使顶头使顶头4碰到补偿双金属片端部，使继电器动作；图为碰到补偿双金属片端部，使继电器动作；图为W相断相断路时的情况，这时路时的情况，这时W相双金属片将冷却，端部向右弯曲，推动相双金属片将冷却，端部向右弯曲，推动上导板向右移，而另外两相双金属片仍受热，端部向左弯曲推上导板向右移，而另外两相双金属片仍受热，端部向左弯曲推动下导板继续向左移动。由于差动作用，使继电器在断相故障动下导板继续向左移动。由于差动作用，使继电器在断相故障时加速动作，保护电动机。带断相保护热继电器的保护特性见表。时加速动

27、作，保护电动机。带断相保护热继电器的保护特性见表。 项目一 常用电气控制电路a a）通电前）通电前b b）三相正常电流）三相正常电流c c）三相均匀负载）三相均匀负载d d）W W相断路相断路 图图1-22 1-22 差动式断相保护机构及工作原理差动式断相保护机构及工作原理项目一 常用电气控制电路表表1-6 1-6 带断相保护热继电器保护特性带断相保护热继电器保护特性项目一 常用电气控制电路（4 4）标识与性能参数）标识与性能参数热继电热继电器的器的电气电气符符号号如如图图1-231-23所示。所示。a a）驱动部件）驱动部件 b b）常闭触）常闭触点点图图1-231-23热继电器符号热继电器

28、符号项目一 常用电气控制电路热继电器型号含义：热继电器型号含义： 常用的热继电器有常用的热继电器有JR20JR20、JRS1JRS1、JR36JR36、JR21JR21、3UA53UA5、6 6、LR1-DLR1-D、T T系列，后面四种引入国外技术生产。系列，后面四种引入国外技术生产。项目一 常用电气控制电路项目一 常用电气控制电路（5 5）选用原则）选用原则 热继电器主要用于电动机的过载保护，选用热继电器应根热继电器主要用于电动机的过载保护，选用热继电器应根据使用条件、工作环境、电动机型式及其运行条件和要求，据使用条件、工作环境、电动机型式及其运行条件和要求，电电动机起动情况及负载情况综合

29、考虑。动机起动情况及负载情况综合考虑。 1 1）热继电器的三种安装方式，即独立安装式、导轨）热继电器的三种安装方式，即独立安装式、导轨安装式和插接安装。安装式和插接安装。 2）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。 3 3）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。程中不产生误动作。 项目一 常用电气控制电路 4 4）一般情况下，可选用两相结构的热继电器，对于电网）一般情况下，可选用两相结构的热继电器，对于电网电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机

30、共用一电压均衡性较差、无人看管的电动机或与大容量电动机共用一组熔断器时，应选用三相结构的热继电器。对于三角形接法的组熔断器时，应选用三相结构的热继电器。对于三角形接法的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。 5 5）双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动）双金属片式热继电器一般用于轻载、不频繁起动电动机的过载保护。机的过载保护。 6 6）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。因为热继电器的允许操作频率是很有限的，器的允许操作频率。因为热继电器的允许操作频率是很有限的，

31、操作频率较高时，热继电器的动作特性会变差，甚至不能正常操作频率较高时，热继电器的动作特性会变差，甚至不能正常工作。对于频繁正反转和频繁通断的电动机，不宜采用热继电工作。对于频繁正反转和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器作保护，可选用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来器作保护，可选用埋入电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。保护。项目一 常用电气控制电路（二）电气原理图绘制与读图（二）电气原理图绘制与读图 在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机在电力拖动自动控制系统中，各种生产机械均由电动机来拖动来拖动。 由按钮、开关、接触器和继电器等低压电器元件组成的由按钮、开关、接触器和继电

32、器等低压电器元件组成的控制线路称为电气控制线路。控制线路称为电气控制线路。 任何简单的、复杂的电气控制线路，都是按照一定的控任何简单的、复杂的电气控制线路，都是按照一定的控制原则，有基本控制环节组成。掌握电气控制线路的绘制原制原则，有基本控制环节组成。掌握电气控制线路的绘制原则、基本控制原则和控制环节，对生产机械的控制工作原理则、基本控制原则和控制环节，对生产机械的控制工作原理和设计是必要的。和设计是必要的。 电气控制线路属于有触点控制。电气控制线路的表示方电气控制线路属于有触点控制。电气控制线路的表示方法有：电气原理图、安装接线图和电器元件布置图。法有：电气原理图、安装接线图和电器元件布置图

33、。项目一 常用电气控制电路1.1.电气控制线路常用的图形和文字符号电气控制线路常用的图形和文字符号 电气控制线路图是工程技术的通用语言，为了便于交流和电气控制线路图是工程技术的通用语言，为了便于交流和沟通，在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符号必沟通，在电气控制线路中，各种电器元件的图形、文字符号必须符合国家标准。须符合国家标准。 2.2.电气原理图电气原理图 主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用以标明主主电路标号由文字符号和数字组成。文字符号用以标明主电路中的元件或线路的主要特征；数字标号用以区别线路不同电路中的元件或线路的主要特征；数字标号用以区别线路不同分段。三相交流电源引

34、入线采用分段。三相交流电源引入线采用L1L1、L2L2、L3L3标号，电源开关之标号，电源开关之后的三相交流电源主电路分别标后的三相交流电源主电路分别标U U、V V、W W。如。如U11U11表示电动机第表示电动机第一相第一个接点代号，一相第一个接点代号，U21U21表示第一相第二个接点代号。表示第一相第二个接点代号。项目一 常用电气控制电路 控制线路由三位或三位以下数字组成，交流控制电路的标控制线路由三位或三位以下数字组成，交流控制电路的标号一般以主要降压元件（如电器元件线圈）为分界，左侧用奇号一般以主要降压元件（如电器元件线圈）为分界，左侧用奇数标号，右侧用偶数标号，直流电路中正极用奇数

35、标号，负极数标号，右侧用偶数标号，直流电路中正极用奇数标号，负极用偶数标号。用偶数标号。绘制电气原理图的基本原则：绘制电气原理图的基本原则： 1) 1)电气控制线路根据电路通过电流大小可分为主电路和控电气控制线路根据电路通过电流大小可分为主电路和控制电路。制电路。 主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，主电路包括从电源到电动机的电路，是强电流通过的部分，用粗线条画在原理图的左边。控制电路是通过弱电流的部分，用粗线条画在原理图的左边。控制电路是通过弱电流的部分，一般由按钮、电器元件线圈、接触器的辅助触点和继电器的触一般由按钮、电器元件线圈、接触器的辅助触点和继电器的触点等组成，用细

36、线条画在原理图的右边。点等组成，用细线条画在原理图的右边。 项目一 常用电气控制电路 2) 2)电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采电气原理图中，所有电器元件的图形、文字符号必须采用国家标准。用国家标准。 3) 3)采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可采用电器元件展开图的画法。同一电器元件的各部件可以不画在一起，但需用同一文字符号标出。以不画在一起，但需用同一文字符号标出。 4) 4)所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始所有按钮、触点均按没有外力作用和没有通电时的原始状态画出。状态画出。 5) 5)控制线路的分支线路，原则上按照动作先后顺序排列，控制线路的分

37、支线路，原则上按照动作先后顺序排列，两线交叉连接时的电气连接点须用黑点标出。两线交叉连接时的电气连接点须用黑点标出。 如图如图1-241-24所示，三相异步笼型电动机正反转控制线路的所示，三相异步笼型电动机正反转控制线路的电气原理图。电气原理图。 项目一 常用电气控制电路图图1-24 1-24 三相异步笼型电动机正反转控制电气原理图三相异步笼型电动机正反转控制电气原理图项目一 常用电气控制电路 电气原理图坐标图示法是在上述电气原理图基础上发展来电气原理图坐标图示法是在上述电气原理图基础上发展来的，具体有轴坐标标注方法和横坐标标注方法。的，具体有轴坐标标注方法和横坐标标注方法。（1 1）轴坐标标

38、注方法）轴坐标标注方法 首先根据线路的繁简程度以及线路中各部分线路的性质、首先根据线路的繁简程度以及线路中各部分线路的性质、作用和特点，将线路分为交直流主电路，交直流控制电路和作用和特点，将线路分为交直流主电路，交直流控制电路和辅助电路等。辅助电路等。M7120M7120平面磨床轴坐标图示法电气原理图如图平面磨床轴坐标图示法电气原理图如图1-251-25所示，图中根据线路性质、作用和特点分为交流主电路所示，图中根据线路性质、作用和特点分为交流主电路、交流控制电路、交流辅助电路和直流控制电路。、交流控制电路、交流辅助电路和直流控制电路。 图中，交流主电路轴坐标标号由图中，交流主电路轴坐标标号由1

39、00100110110，交流控制电，交流控制电路轴坐标标号由路轴坐标标号由200200211211，直流控制电路轴坐标标号由，直流控制电路轴坐标标号由301301312312，交流辅助电路轴坐标标号由，交流辅助电路轴坐标标号由402402410410，在轴坐标，在轴坐标201201标号的线路单元中有标号的线路单元中有SB1SB1、SB2SB2、KM1KM1、FR1FR1、KAKA等电器元件。等电器元件。项目一 常用电气控制电路 在选定坐标系统与给定坐标后，下一步就是标注图示坐在选定坐标系统与给定坐标后，下一步就是标注图示坐标。为了阅读、查找方便，可以在线路图下方标注标。为了阅读、查找方便，可以

40、在线路图下方标注“正序图正序图示坐标示坐标”和和“逆序图示坐标逆序图示坐标”。 正序图示坐标一般标注在含有接触器或继电器线圈的线路正序图示坐标一般标注在含有接触器或继电器线圈的线路单元的下方。单元的下方。逆序图示坐标一般标注在各线路单元的下方，用逆序图示坐标一般标注在各线路单元的下方，用来标注该线路单元中的触点的受控线圈所在的轴坐标号。来标注该线路单元中的触点的受控线圈所在的轴坐标号。 由上可知，正序图示坐标是以线圈为据找触点，而逆序图由上可知，正序图示坐标是以线圈为据找触点，而逆序图示坐标是以触点为据找线圈。示坐标是以触点为据找线圈。 （2 2）横坐标标注方法）横坐标标注方法 三相异步电动机

41、正反转横坐标图示法电气原理图如图三相异步电动机正反转横坐标图示法电气原理图如图1-261-26所示，采用横坐标标注法，线路各电器元件均按横向所示，采用横坐标标注法，线路各电器元件均按横向画法排列画法排列。 项目一 常用电气控制电路图图1-25 M71201-25 M7120平面磨床轴坐标图示法电气原理图平面磨床轴坐标图示法电气原理图项目一 常用电气控制电路图图1-25 M71201-25 M7120平面磨床轴坐标图示法电气原理图平面磨床轴坐标图示法电气原理图项目一 常用电气控制电路图图1-26 1-26 三相异步电动机正反转横坐标图示法电气原理图三相异步电动机正反转横坐标图示法电气原理图项目一

42、 常用电气控制电路3.3.电气安装接线图电气安装接线图 电气安装接线图是按照电器元件的实际位置和实际接线电气安装接线图是按照电器元件的实际位置和实际接线绘制的，根据电器元件布置最合理、连接导线最经济等原则绘制的，根据电器元件布置最合理、连接导线最经济等原则来安排。它为安装电气设备、电器元件之间进行配线及检修来安排。它为安装电气设备、电器元件之间进行配线及检修电气故障等提供了必要的依据。如图电气故障等提供了必要的依据。如图1-271-27所示，笼型电动机所示，笼型电动机正反转控制的安装接线图。正反转控制的安装接线图。 绘制安装接线图应遵循的原则：绘制安装接线图应遵循的原则： 1 1）各电器元件用

43、规定的图形、文字符号绘制，同一电器）各电器元件用规定的图形、文字符号绘制，同一电器元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置，应与实际安元件各部件必须画在一起。各电器元件的位置，应与实际安装位置一致装位置一致。项目一 常用电气控制电路 2 2）不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接）不在同一控制柜或配电屏上的电器元件的电气连接必须通过端子板进行。各电器元件的文字符号及端子板的必须通过端子板进行。各电器元件的文字符号及端子板的编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。编号应与原理图一致，并按原理图的接线进行连接。 3 3）走向相同的多根导线可用单线表示，走线通道尽量）走向相同的多根导线可

44、用单线表示，走线通道尽量少。少。 4 4）画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿）画连接导线时，应标明导线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸。线管的尺寸。项目一 常用电气控制电路图图1-27 1-27 三相异步电动机正反转控制安装接线图三相异步电动机正反转控制安装接线图项目一 常用电气控制电路4.4.电器元件布置图电器元件布置图 电器元件布置图表达各电器元件的实际安装位置，在图电器元件布置图表达各电器元件的实际安装位置，在图中电器元件用实线框表示，而不必按其外形画出；图中还应中电器元件用实线框表示，而不必按其外形画出；图中还应留出约留出约10%10%的面积和导线管（槽）的位置，以供走线和

45、改进设的面积和导线管（槽）的位置，以供走线和改进设计使用；在图中还需要标注必要的尺寸。如图计使用；在图中还需要标注必要的尺寸。如图1-281-28所示。所示。图图1-28 1-28 三相异步电动机正反转控制电器元件布置图三相异步电动机正反转控制电器元件布置图项目一 常用电气控制电路5.5.电气原理图读图分析电气原理图读图分析（1 1）电气控制分析的依据）电气控制分析的依据 分析设备电气控制的依据是设备本身的基本结构、运行分析设备电气控制的依据是设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和对电力拖动自动控制的要求。这些依情况、加工工艺要求和对电力拖动自动控制的要求。这些依据的获得来源于设备的有关

46、技术资料，其主要有设备说明书据的获得来源于设备的有关技术资料，其主要有设备说明书、电气原理图、电气接线图及电器元件一览表等。、电气原理图、电气接线图及电器元件一览表等。（2 2）电气控制分析的内容）电气控制分析的内容 通过对各种技术资料的分析，掌握电气控制电路的工作原通过对各种技术资料的分析，掌握电气控制电路的工作原理、操作方法和维护要求等。理、操作方法和维护要求等。项目一 常用电气控制电路2 2）电气控制原理图）电气控制原理图 电气控制原理图由主电路、控制电路、辅助电路、保护电气控制原理图由主电路、控制电路、辅助电路、保护与联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。与联锁环节以及特殊控制电路等部分

47、组成。 3 3）电气设备的总接线图）电气设备的总接线图项目一 常用电气控制电路4 4）电器元件布置图）电器元件布置图 电器元件布置图是制造、安装、调试和维护电气设备必电器元件布置图是制造、安装、调试和维护电气设备必须的技术资料。在测试、检修中可通过布置图和接线图迅速须的技术资料。在测试、检修中可通过布置图和接线图迅速方便地找到各个电器元件的测试点，进行必要的检测、调试方便地找到各个电器元件的测试点，进行必要的检测、调试和维修。和维修。（3 3）电气原理图的读图分析）电气原理图的读图分析 电气原理图阅读分析的基本原则是电气原理图阅读分析的基本原则是“先机后电、先主后先机后电、先主后辅、化整为零、

48、集零为整、统观全局、总结特点辅、化整为零、集零为整、统观全局、总结特点”。最常用。最常用的是查线分析法，根据图示坐标标注的检索和控制流程的分的是查线分析法，根据图示坐标标注的检索和控制流程的分析方法分析出各种控制条件与输出结果之间的因果关系。析方法分析出各种控制条件与输出结果之间的因果关系。项目一 常用电气控制电路1 1）先机后电）先机后电 首先了解设备的基本结构、运行情况、工艺要求和操作首先了解设备的基本结构、运行情况、工艺要求和操作方法，以期对设备有个总体的了解，进一步明确设备对电力方法，以期对设备有个总体的了解，进一步明确设备对电力拖动自动控制的要求，为阅读和分析电路做好前期准备。拖动自

49、动控制的要求，为阅读和分析电路做好前期准备。2 2）先主后辅）先主后辅 先阅读主电路，看设备有几台电动机拖动，各台电动机先阅读主电路，看设备有几台电动机拖动，各台电动机的作用，结合工艺要求弄清各台电动机的起动、旋转方向、的作用，结合工艺要求弄清各台电动机的起动、旋转方向、速度调节和制动等的控制要求以及必须的保护环节。而主电速度调节和制动等的控制要求以及必须的保护环节。而主电路各控制要求是由控制电路来实现的，此时要运用化整为零路各控制要求是由控制电路来实现的，此时要运用化整为零去阅读分析控制电路，最后再分析辅助电路。去阅读分析控制电路，最后再分析辅助电路。项目一 常用电气控制电路3 3）化整为零

50、）化整为零 在分析控制电路时，将控制电路功能分为若干个局部控在分析控制电路时，将控制电路功能分为若干个局部控制电路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制制电路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，用简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。然后流程，用简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。然后分析辅助电路，辅助电路包括信号电路、检测电路和照明电分析辅助电路，辅助电路包括信号电路、检测电路和照明电路等路等 。4 4）集零为整、统观全局）集零为整、统观全局 经过化整为零逐步分析每一局部电路的工作原理后，必经过化整为零逐步分析每一局部电路的工作原理后，必须用集零为整的办法来统观

51、全局，看清各局部电路之间的控须用集零为整的办法来统观全局，看清各局部电路之间的控制关系、联锁关系、机电之间的配合情况，各种保护环节的制关系、联锁关系、机电之间的配合情况，各种保护环节的设置等。设置等。 项目一 常用电气控制电路5 5）总结特点）总结特点 各种电气设备的电气控制虽然都是由基本控制环节组合各种电气设备的电气控制虽然都是由基本控制环节组合而成，但其整机的电气控制都有各自的特点，这也是各种设而成，但其整机的电气控制都有各自的特点，这也是各种设备电气控制的区别所在，应给与总结，这样才能加深电气设备电气控制的区别所在，应给与总结，这样才能加深电气设备控制的理解。备控制的理解。项目一 常用电

52、气控制电路三、任务实施三、任务实施（一）三相异步电动机点动控制电路（一）三相异步电动机点动控制电路 如图如图1-291-29所示，主电路由刀开关所示，主电路由刀开关QKQK、熔断器、熔断器FUFU、交流接、交流接触器触器KMKM的主触点和笼型三相异步电动机的主触点和笼型三相异步电动机M M组成。控制电路由按组成。控制电路由按钮钮SBSB和交流接触器线圈和交流接触器线圈KMKM组成。组成。线路工作过程：线路工作过程： 起动过程：闭合刀开关起动过程：闭合刀开关QKQK按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触点闭合主触点闭合电动机电动机M M直接起动直接起动。

53、 停机过程：松开按钮停机过程：松开按钮SBKMSBKM线圈失电线圈失电KMKM主触点断开主触点断开电动机电动机M M断电停转。断电停转。项目一 常用电气控制电路 从电路可知，按下按钮，电动机就转动，松开按钮，电从电路可知，按下按钮，电动机就转动，松开按钮，电动机停转，这种控制称为点动控制，主要实现电动机的短时动机停转，这种控制称为点动控制，主要实现电动机的短时转动，常用于机床的对刀调整和提升用电动葫芦等。转动，常用于机床的对刀调整和提升用电动葫芦等。图图1-291-29三相异步电动机点动控制线路三相异步电动机点动控制线路项目一 常用电气控制电路（二）三相异步电动机连续控制电路（二）三相异步电动

54、机连续控制电路线路工作过程：线路工作过程： 起动过程：闭合刀开关起动过程：闭合刀开关QKQK按按下起动按钮下起动按钮SB2SB2接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触点、辅助触点主触点、辅助触点闭合（松开闭合（松开SB2SB2）电动电动机机M M起动起动。 停机过程：按下停止按钮停机过程：按下停止按钮SB1KMSB1KM线圈失电线圈失电KMKM主触点、辅主触点、辅助触点断开助触点断开电动机电动机M M停转。停转。项目一 常用电气控制电路线路设有三种保护环节：线路设有三种保护环节：1.1.短路保护短路保护。2.2.过载保护。过载保护。 3.欠电压、失电压保护。欠电压、失电压保护。 图图

55、1-30 1-30 三相异步电动机连续运行控制线路三相异步电动机连续运行控制线路项目一 常用电气控制电路（三）三相异步电动机点动连续控制电路（三）三相异步电动机点动连续控制电路线路工作过程核心为钮子线路工作过程核心为钮子开关开关SASA。点动控制时，先。点动控制时，先把把SASA打开，断开自锁电路，打开，断开自锁电路，这时按下起动按钮这时按下起动按钮SB2SB2接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主主触点闭合触点闭合电动机电动机M M点动。点动。连续控制时，闭合连续控制时，闭合SASA按按下起动按钮下起动按钮SB2KMSB2KM线圈线圈得电得电KMKM主触点、辅助触主触点、辅助触点闭合

56、点闭合电动机电动机M M连续转动。连续转动。a）图图1-311-31三相异步电动机点动控制线路三相异步电动机点动控制线路项目一 常用电气控制电路线路工作过程核心为复合按线路工作过程核心为复合按钮钮SB3SB3。点动控制时，按下复合按钮点动控制时，按下复合按钮SB3SB3，断开自锁电路，这时，断开自锁电路，这时按下起动按钮按下起动按钮SB2SB2接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触点闭合主触点闭合电动机电动机M M点动。点动。连续控制时，按下起动按钮连续控制时，按下起动按钮SB2KMSB2KM线圈得电线圈得电KMKM主触主触点、辅助触点闭合点、辅助触点闭合电动机电动机M M连续转动。

57、连续转动。 b）图图1-311-31三相异步电动机三相异步电动机 点动控制线路点动控制线路项目一 常用电气控制电路线路工作过程核心为中间继线路工作过程核心为中间继电器电器KAKA。点动控制时，按下起动按钮点动控制时，按下起动按钮SB3SB3接触器接触器KMKM线圈得电线圈得电KMKM主触点闭合主触点闭合电动机电动机M M点动。点动。 c）图图1-311-31三相异步电动机三相异步电动机 点动控制线路点动控制线路项目一 常用电气控制电路四、知识拓展电气控制线路的设计方法 电气控制系统设计包括电气原理图设计和电气工艺设计电气控制系统设计包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分。电气原理图设计是为满足

58、生产机械及其工艺要求而两部分。电气原理图设计是为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制系统设计，电气工艺设计是为电气控制装置进行的电气控制系统设计，电气工艺设计是为电气控制装置本身的制造使用运行和维修的需要而进行的生产工艺设计。本身的制造使用运行和维修的需要而进行的生产工艺设计。 1.1.电气控制系统设计的一般原则电气控制系统设计的一般原则 1 1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制系统设计的依据求，这些生产工艺要求是电气控制系统设计的依据 。 2 2）在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济、）

59、在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求高自动化、高性能和高指标。合理，不要盲目追求高自动化、高性能和高指标。 项目一 常用电气控制电路 3 3）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作，同时考虑技术先进、造型美观。靠地工作，同时考虑技术先进、造型美观。 4 4）为适应生产的发展和工艺改进，在选择控制设备时，）为适应生产的发展和工艺改进，在选择控制设备时，设备能力应留有适当的裕量。设备能力应留有适当的裕量。2.2.电气控制系统设计的基本任务和内容电气控制系统设计的基本任务和内容 电气控制系统设计的基本任务是根据

60、控制要求，设计和电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求，设计和编制电气设备制造使用维修中必备的图样和技术资料等编制电气设备制造使用维修中必备的图样和技术资料等。 项目一 常用电气控制电路1）电气原理图设计内容）电气原理图设计内容拟定电气设计任务书；拟定电气设计任务书；选择电气拖动方案和控制方式；选择电气拖动方案和控制方式；确定电动机类型、规格型号、容量和转速；确定电动机类型、规格型号、容量和转速；设计电气原理控制框图，确定各部分之间的关系，设计电气原理控制框图，确定各部分之间的关系，拟定各部分技术指标和要求；拟定各部分技术指标和要求；设计并绘制电气原理图，计算主要技术参数；设计并绘制电气原理