电工学电气自动控制

第7章电气自动控制7.1手动控制

7.2起停自动控制

7.3正反转控制

7.4顺序联锁控制7.5行程控制7.6时间控制7.7可编程控制器

电工电子教学部教学要求1.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起停控制和正反转控制电路以及电路的电气、机械自锁和互锁方法;3.了解短路、过载和失压保护的方法；4.掌握顺序连锁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;6*.初步了解可编程序控制器的应用。电工电子教学部7.1手动控制手动电器、自动电器。控制电器、保护电器。常用电器一、闸刀开关分类：单刀、双刀、三刀、组合开关。

符号：3~M3~QFUQ控制电路的组成：用电设备、控制电器、保护电器。电工电子教学部闸刀开关的实物图片电工电子教学部组合开关（Q）作用:与刀开关的作用相同,一般用在电气控制柜上。符号:Q结构：由多层动触点和静触点组成。静触点动触点电工电子教学部组合开关的实物图片电工电子教学部作用：用于短路保护。结构：熔体、外壳。种类：插入式、螺旋式、管式、填料式。符号：FU安秒特性tIFO二、熔断器额定电流：2A~600A。电工电子教学部熔断器的实物图片电工电子教学部三、断路器（空气开关或自动开关）兼有刀开关和熔断器的作用。在低压配电系统中的作用：短路和过载保护。3~iM3~3~iM3~3~iM3~电工电子教学部

低压断路器的实物图片和控制电路3~M3~Q

符号Q×××电工电子教学部

低压断路器的工作演示电工电子教学部7.2起停自动控制一、按钮

SB动断触点（常闭按钮）SB动合触点（常开按钮）联动触点复式按钮SB静触片静触片动触片电工电子教学部按钮的实物图片电工电子教学部按钮的工作过程

用指示灯表示其工作状态电工电子教学部功能：用来接通或切断电动机或其他负载的主电路的一种控制电器。二、交流接触器利用电磁吸力工作的自动电器。接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。

如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、120A等数种；额定工作电压通常是220V或380V。电工电子教学部交流接触器的实物图片电工电子教学部1.交流接触器的基本结构

下铁心上铁心主触点动触点

静触点吸引线圈

主触点辅助触点辅助触点上铁心下铁心绝缘支架

吸引线圈电工电子教学部主触点辅助触点辅助触点上铁心下铁心绝缘支架

吸引线圈线圈通电衔铁被吸合触点闭合或断开接通或断开被控制电路电工电子教学部

交流接触器的工作原理

电工电子教学部3.接触器的图形符号和文字符号

KM线圈主触点

KM动合触点（常开触点）

KM

动断触点（常闭触点）

KM

接触器的技术指标额定工作电压、电流、触点数目等。电工电子教学部4.点动控制原理

辅助电路主电路M3~动合主触点起动按钮动铁心静铁心3~M3~电工电子教学部5.连续运行控制原理

自锁触点动合主触点M3~3~动铁心静铁心停止按钮起动按钮电工电子教学部1.工作原理

与交流接触器相同。2.特点

有数量较多的动合触点和动断触点。3.用途

与交流接触器不同。主要用在辅助电路中，用以弥补交流接触器等的辅助触点的不足。

3TH系列中间继电器三、中间继电器电工电子教学部继电器的图形符号和文字符号

KA线圈动合触点（常开触点）

KA

动断触点（常闭触点）

KA电工电子教学部中间继电器的实物图片电工电子教学部导板双金属片发热元件

静触点动触点杠杆静触点（螺钉）偏心凸轮

弹簧片复位按钮

四、热继电器发热元件FR功能：过载保护。动断触点FR电工电子教学部热继电器的实物图片电工电子教学部

在电工技术中所绘制的控制线路图为原理图，它不考虑电器的结构和实际位置，突出的是电气原理。电器自动控制原理图的绘制原则及读图方法：1.按国家规定的电工图形符号和文字符号画图。2.控制线路由主电路(被控制负载所在电路)和控制电路(控制主电路状态)组成。

3.

属同一电器元件的不同部分(如接触器的线圈和触点)按其功能和所接电路的不同分别画在不同的电路中，但必须标注相同的文字符号。电工电子教学部4.

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，即按通电前的状态绘制。5.

与电路无关的部件(如铁心、支架、弹簧等)在控制电路中不画出。分析和设计控制电路时应注意以下几点：使控制电路简单，电器元件少，而且工作又要准确可靠(2)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。(3)必须保证每个线圈的额定电压，不能将两个线圈串联。电工电子教学部五、控制电路Q3~KMM3~操作和动作

(1)接通电源(2)起动按SBst→M起动；手松开→M停止。SBstKM1.起停点动控制电路电工电子教学部点动控制示意图

电工电子教学部2.起停长期运行控制电路

SBst

KMKMSBstp

QL1L2L3KMM3~操作顺序(1)接通电源(2)起动按SBst→M起动；手松开→M不停。

——M连续运行。(3)

停止

按SBstp→M停止；

(4)断开电源。FRFR过载保护

失(欠)压保护隔离、短路保护过载保护

电工电子教学部连续运转控制示意图

电工电子教学部既能长期工作又能点动的控制电路

按下起动按钮，电动机运转，松开起动按钮，电动机停转。点动按钮SB3的作用：(1)使接触器线圈KM通电；(2)使线圈KM不能自锁。KMSB2FRKMSB1~SB3复合按钮电工电子教学部KMSB2FRKMSB1~SB3后闭合先断开按下SB3闭合电机运转点动时：自锁触点不起作用通电电工电子教学部KMSB2FRKMSB1~SB3先断开后闭合断开断电松开SB3电工电子教学部KMSB2FRKMSB1~SB3松开SB3电机停转实现点动用途:调试、检修以及车床主轴的调整等。先断开后闭合断开断电电工电子教学部7.3正反转控制SBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

KMRQL1L2L3KMFM3~FRFR正转控制支路

反转控制支路

电工电子教学部操作步骤：(1)按SBstF

→正转起动。(2)按SBstP

→正转停止。SBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

KMRQL1L2L3KMFM3~FRFR电工电子教学部(3)按SBstR

→反转起动。(4)按SBstP

→反转停止。SBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

KMRQL1L2L3KMFM3~FRFR电工电子教学部SBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

KMRQL1L2L3KMFM3~FRFR错误操作：正(反)转时按反(正)转起动→六个主触点同时闭合→电源短路！电工电子教学部KMRQL1L2L3KMFM3~FRSBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

FR互锁措施：采用辅助动断触点。KMR

KMF

互锁触点

缺点：改变转向时必须先按停止按钮。电工电子教学部双重互锁机械互锁电路SBstR

SBstF

SBstF

KMF

KMF

SBstp

SBstR

KMR

KMR

FRKMR

KMF

错误操作：同时按SBstF、SBstP，

两条支路同时断开，

M不起动。电工电子教学部正反转控制示意图

电工电子教学部7.4顺序联锁控制控制多台电动机之间的起动、停止顺序。例如要求两台电动机的顺序起停：(1)

启动要求：M1

起动以后M2

才能起动。(2)

停车要求：M2

停止以后M1

才能停止。1#2#

例如：皮带运输电工电子教学部M1控制支路

M2控制支路

KM1

KM2

FR2

M23~M13~KM1

QL1

L2

L3FR1

SBst1KM1KM1SBstP1SBst2KM2KM2FR1SBstP2FR2起动顺序控制电工电子教学部KM1

KM2

FR2

M23~M13~KM1

QL1

L2

L3FR1

SBst1KM1KM1SBstP1SBst2KM2KM2FR1SBstP2FR2操作步骤：(1)合闸→起动M1→起动M2。(2)分别按SBstP1、SBstP1→停止M1、M2。(3)增加KM2

实现M2

先停止。KM2电工电子教学部顺序控制示意图

电工电子教学部7.5行程控制一、行程开关（限位开关）

微动开关动断触点（常闭触点）SQ动合触点（常开触点）SQ动合触点动合触点动断触点触杆弹簧2弹簧1动触点电工电子教学部

行程开关的几种结构形式

直动式（传动杆式）单滚轮式

双滚轮式

电工电子教学部行程开关的实物图片电工电子教学部ABSQB2SQA2二、控制电路SQB1SQA1正转反转刨床电工电子教学部顺序控制示意图

主电路：为一台电机正反转。控制电路：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。电工电子教学部自动往复运动的行程控制

正转到位：撞击SQA1，正转停车，反转起动。

反转到位：撞击SQB1，

反转停车，正转起动。断开断开

SBstR

SBstF

SBstpKMFFRKMFKMRKMRKMR

KMF

SQB1

SQA1SQB1SQA1SQA2SQB2

闭合闭合电工电子教学部7.6时间控制一、时间继电器1.时间继电器的分类

(1)按延时机构的不同分类电磁式、空气阻尼式、电动机式、电子式。(2)按触点延时动作的不同分类通电延迟式、断电延迟式。电工电子教学部2.空气式时间继电器

微动开关2微动开关1活塞杆排气孔橡皮膜撞块释放弹簧杠杆托板动铁心静铁心恢复弹簧线圈进气孔调节螺钉

通电延时的时间继电器通电延迟式电工电子教学部断电延时的时间继电器断电延迟式电工电子教学部

时间继电器的图形符号和文字符号

断电延时闭合动断触点（常闭触点）断电延时断开动合触点（常开触点）通电延时式断电延时式通电延时闭合动合触点（常开触点）通电延时断开动断触点（常闭触点）线圈KTKT触点KTKTKT时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。电工电子教学部时间继电器的实物图片电工电子教学部KM△KMYKMFRQ3~二、电气原理图

Y－△起动主电路电工电子教学部

Y－△起动控制电路自锁互锁互锁开始计时主电路接通

计时时间到KT断开KT恢复闭合主电路接成

YKM

KM△KMYSBstpKTKMY

FRSBstKTKMYKM

KM△主电路Y形联结解除

按下SBst

起动主电路换接成

△

电工电子教学部电工电子教学部鼠笼式电动机能耗制动控制线路断电延时继电器直流电源断电延时断开....SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU23~MFRKM1QFU1电工电子教学部正常运行：按SB2KM1通电KM1主触点闭合电机运转常开闭合自锁常闭断开KM2断电KT通电,常开闭合KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间~断电延时断开通电通电断电断电延时继电器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2电工电子教学部KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间~通电通电断电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电延时断开制动时：按SB1KM1断电KM1主触点断开电机脱离三相电源常开断开常闭闭合断电电工电子教学部KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间断电延时断开~通电通电断电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电通电断电KT断电KM2通电制动开始制动时：按SB1KM1断电KM1主触点断开电机脱离三相电源常闭闭合常开断开电工电子教学部KM1接通电机电源KM2接通直流电源制动开始KT控制切断直流电源时间~通电通电通电SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2断电断电KT断电KM2通电制动开始制动时：按SB1KM1断电KM1主触点断开电机脱离三相电源常闭闭合常开断开延时KT触点断开KM2断电制动结束断电延时断开断电电工电子教学部C620-1型普通车床控制线路控制原理和动作顺序请自行分析。M13~KMFR1SB1SB2KMM23~FR2FU1FU2FU3FU4FR2FR1Q1Q3Q2TrKMS电工电子教学部7.7可编程控制器一、等效电路

逻辑运算单元I0.0I0.1I0.2I0.3COMI0.0I0.1I0.2I0.3SBstF

SBstR

SBstp

FREQ0.0Q0.1COMQ0.0Q0.1Q0.0Q0.1220VKMF

KMR

输入接线端子输出接线端子输入接口单元输出接口单元

电源I0.0I0.1I0.3I0.3I0.2I0.2Q0.1Q0.0Q0.1Q0.0Q0.0Q0.1电工电子教学部1.输入接口单元

(1)组成

输入接线端子＋输入继电器I线圈。

(2)

功能

接收操作命令、控制信息。

(3)

输入点数

I0.0、I0.1、I0.3、······3.输出接口单元

(1)组成

输出接线端子＋输出继电器的动合触点。

电工电子教学部(2)

功能

输出操作命令，驱动被控对象。

(3)

输出点数

Q0.0、Q0.1、Q0.3、······3.逻辑运算单元

(1)组成

输入继电器I

＋输出继电器Q

＋辅助继电器M＋定时器T＋计数器

C

等。

(2)

功能

是PLC的核心。实现各种运算。电工电子教学部

I/O分配表

1.外部接线图及I/O分配表

二、梯形图

PLCI0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.1I0.3COMCOM~SBstF

KM1KM2SBstR

SBstP

FR

输入：

输出：SBstF

：I0.0KMF：Q0.0SBstR

：I0.1KMF：Q0.1SBstP

：I0.2FR

：I0.3电工电子教学部2.梯形图I0.0Q0.0Q0.0()Q0.1I0.2I0.3I0.1Q0.1Q0.1()Q0.0I0.2I0.3电工电子教学部三、语句表

表7.7.1PLC的基本指令表

指令

种类

触

点

指

令特殊

指令连续

指令助记符号

西门子三菱内容LDLD

LDNLDI

AAND

ANANI

OOR

ONORI

OLDORB

ALDANB

=OUT

ENDEND

动合触点与左母线相连或处于支路的起始位置

动断触点与左母线相连或处于支路的起始位置

动合触点与前面部分的串联

动断触点与前面部分的串联

动合触点与前面部分的并联

动断触点与前面部分的并联

串联触点之间的并联

并联触点之间的串联

驱动线圈的指令

结束指令

电工电子教学部例如：I0.0Q0.0Q0.0()Q0.1I0.2I0.3I0.1Q0.1Q0.1()Q0.0I0.2I0.3语句表

LDI0.0

OQ0.0

ANQ0.1

AI0.3

ANI0.2

=Q0.0

LDI0.1

OQ0.1

ANQ0.0

AI0.3

ANI0.2

=Q0.1

END电工电子教学部触点串并联的编程方法：语句表

LDI0.0

AI0.1

LDI0.2

ANI0.3

OLD

LDNI0.4

AI0.5

OLD

=Q0.0

ENDI0.0I0.2Q0.0()I0.1I0.4I0.5I0.3电工电子教学部触点并串联的编程方法：语句表

LDI0.0

OI0.1

LDI0.2

ONI0.3

ALD

LDNI0.4

OI0.5

ALD

=Q0.0

ENDI0.0I0.1Q0.0()I0.2I0.4I0.5I0.3电工电子教学部触点混联的编程方法：语句表

LDNI0.1

AI0.2

OI0.0

LDI0.3

ANI0.4

LDNI0.5

AI0.6

OLD

ALD

AI0.7

OI1.0

=Q0.0

ENDI0.1I0