第一章控制用电磁组件12开关

什么是电器？工厂电器低压电器低压电器的发展方向一、低压电器智能化发展方向。二、产品电子化方向发展。三、产品组合化、模块化方向发展。

PLC是什么？PLC是可编程控制器，是以微型计算机技术为核心的通用工业控制装置。英文全称ProgrammableController,简称PLC.课程介绍

本课程是一门实用性很强的专业课，主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍继电器接触器控制系统和PLC控制系统的工作原理、应用技术，典型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法。要求

本课程要求同学们：

1．熟悉常用控制电器的结构原理、用途，了解其型号规格并能够正确使用。

2．熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节，能够独立分析电气控制线路的工作原理。

3．熟悉典型设备电气控制系统，具有从事电气设备安装调试、维修管理等知识。

4．掌握PLC的基本原理及编程方法，能够根据工艺过程和控制要求进行系统设计和编制应用程序。

5．具有设计和改进一般机械设备电气控制线路的基本能力。

第一章常用低压电器

低压电器基本知识1.11.2接触器和继电器1.3开启式负荷开关与低压断路器1.4主令电器概述

电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。电器定义：一种能控制电路的设备。低压电器：工作在交流电压小于1000V、直流电压小于1500V的电路中起通、断、保护、控制或调节作用的电器设备。高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。第一节低压电器基本知识一、低压电器的分类低压电器的品种、规格很多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。

1．按用途分

低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为配电电器、控制电器、执行电器、主令电器和保护电器等大类。

(1)、配电电器是指正常或事故状态下接通或断开用电设备和供电电网所用的电器。如：刀开关，低压断路器，熔断器等。

(2)、控制电器是指电动机完成生产机械要求的启动、调速、反转和停止所用的电器；如转换开关、按钮、接触器、继电器、电磁阀、热继电器、熔断器等。

(3)执行电器则是用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。(4)主令电器是指用于发送控制指令电器。如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。(5)保护电器是指对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。2、按操作方式分手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器

4、按工作原理分低压电器按它的工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器两大类：

电磁式电器由感受部分（即电磁机构）和执行部分（即触点系统）组成。它由电磁机构控制电器动作，即由感受部分接受外界输入信号，使执行部分动作，实现控制目的；交直流接触器、电磁式继电器等

非电量控制电器由非电磁力控制电器触点的动作。刀开关、行程开关、按钮等第二节主令电器

主令电器主要用来接通、分断和切换控制电路，即用它来控制接触器、继电器等电器的线圈得电与失电，从而控制电力拖动系统的启动与停止以及改变系统的工作状态，如正转与反转等，因此，属于控制电器。由于它是一种专门发号施令的电器，故称为主令电器。主令电器应用广泛，种类繁多，常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。

1、控制按钮

控制按钮俗称按钮，是一种结构简单，应用广泛的主令电器。一般情况下它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，也可用来转换各种信号线路与电气连锁线路等。通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。动合（常开）触头动断（常闭）触头按钮帽复位弹簧表示符号：SB常开按钮SB常闭按钮SB复合按钮按钮的额定电流一般不超过5A

按钮开关的实物图和结构图如图所示，1—按钮帽；2—复位弹簧；3—动触头；4—常开触点静触头；5—常闭触点静触头其图形符号如图所示，其文字符号为SB。按钮开关的图形符号

（1）常开（动合）按钮开关，未按下时，触头是断开的，按下时触头闭合接通；当松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位断开。（2）常闭（动断）按钮开关与常开按钮开关相反，未按下时，触头是闭合的，按下时触头断开；当手松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位闭合。（3）复合按钮开关是将常开与常闭按钮开关组合为一体的按钮开关。未按下时，常闭触头是闭合的，常开触头是断开的。

按钮开关使用时应注意触头间的清洁，防止油污、杂质进入造成短路或接触不良等事故，在高温下使用的按钮开关应加紧固垫圈或在接线柱螺钉处加绝缘套管。

带指示灯的按钮开关不宜长时间通电，应设法降低指示灯电压以延长其使用寿命。在工程实践中，绿色按钮开关常用作启动，红色按钮开关常用作停止按钮，不能弄反。

2、行程开关

行程开关（又称限位开关或位置开关），与按钮开关相同，是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的。不同的是行程开关触头的动作不是靠手来完成，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使触头动作，从而接通或断开某些控制电路，达到一定的控制要求。SQ常开触头SQ常闭触头SQ复合触头符号：行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。常开触头常闭触头运动部件结构示意图闭合断开

行程开关按结构分为直动式、滚动式、微动式等数种。

高速低速小型机构

为适应各种条件下的碰撞，行程开关有很多构造形式，用来限制机械运动的位置或行程以及使运动机械按一定行程自动停车、反转或变速、循环等，以实现自动控制的目的。常用的行程开关有LX-19系列和JLXK1系列。各种系列行程开关的基本结构相同，都是由操作点、触头系统和外壳组成，区别仅在于使位置开关动作的传动装置不同。

位置开关图形符号行程开关图形符号如图所示，其文字符号为SQ。

3、接近开关

在各类开关中,有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的,这就是接近开关。

接近开关又称无触点位置开关。

当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感知”,开关才会动作.

靠近（一）

种类1．涡流式（电感式）接近开关：能检测的物体必须是导电体。2．电容式接近开关：检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。3．霍尔接近开关：检测对象必须是磁性物体。4．光电式接近开关所有能反射光线的物体均可被检测。

因为位移传感器可以根据不同的原理和不同的方法做成,而不同的位移传感器对物体的“感知”方法也不同,所以常见的接近开关有以下几种

(二）优点：它具有工作可靠、寿命长、无噪声、动作灵敏、体积小、耐振、操作频率高和定位精度高等优点。

（三）

主要用途

（1）行程控制和限位保护外。（2）在日常生活中,如宾馆、饭店、车库的自动门。（3）在安全防盗方面,如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地,通常都装有由各种接近开关组成的防盗装置.（4）在测量技术中,如长度,位置的测量.（6）还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等

（四）接线1、两线制：接近开关与负载串联后接到电源即可，DC电源产品需要区分红（棕）线接电源正端、蓝（黑）线接电源0V（负）端，AC电源产品则不需要。2、三线制：三线制或四线制接近开关的接线：棕色线（BN）接电源正（+）端；蓝线线（BU）接电源0V（负）端；黑色线（BK）或者白色线（WH）为信号端，应连接负载。（五）符号1．涡流式接近开关

这种开关有时也叫电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场

接近开关时,使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关,使开关内部电路参数发生变化,由此识别出有无导电物体移近,进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体2．电容式接近开关

这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的对象,不限于导体,可以绝缘的液体或粉状物等。2.1电容式接近开关的工作原理

电容式接近开关的感应面由两个同轴金属电极构成，很象“打开的”电容器电极，该两个电极构成一个电容，串接在RC振荡回路内。电源接通时，RC振荡器不振荡，当一目标朝着电容器的电靠近时，电容器的容量增加，振荡器开始振荡。通过后级电路的处理，将振和振荡两种信号转换成开关信号，从而起到了检测有无物体存在的目的。该传感器能检测金属物体，也能检测非金属物体，对金属物体可以获得最大的动作距离，对非金属物体动作距离决定于材料的介电常数，材料的介电常数越大，可获得的动作距离越大3．霍尔接近开关

霍尔元件是一种磁敏元件。利用霍尔元件做成的开关,叫做霍尔开关。当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。3.1霍尔开关的工作原理:

磁式开关是接近开关，它(甚至透过非黑色金属)响应于一个永久的磁场。作用距离大于电感接近开关。响应曲线与永久磁场的方向有关。

当一个目标(永久磁铁或外部磁场)接近时，线圈铁芯的导磁性(线圈的电感量L是由它决定的)变小，线圈的电感量也减小，Q值增加。激励振荡器振荡，并使振荡电流增加。

当一个磁性目标靠近时，磁式传感器的电流消耗随之增加。4．光电式接