S7-2000 PLC继电接触控制系统

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继电接触控制系统

一、各种控制电器控制电器：接通和断开电路的开关类电器；或调节、控制、保护作用的控制类电器。例如，对电动机的控制，要根据生产要求对电动机进行起动、停止、正转、反转、调速、制动控制。这就必须用到开关、继电器等控制电器。低压控制电器：小于交流1200V，或者小于直流1500V的控制电器。由控制电器组成的，完成某一控制功能的控制系统，就是继电接触（器）控制系统。2简单的电机控制电路——点动控制

请根据自己的理解，思考一下控制过程、用到了哪些控制电器？31、断路器断路器可以分断大电流，例如工作电流、短路故障电流等。断路器符号4具有过流（或短路）、欠压（或失压）保护功能的断路器锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器连杆装置释放弹簧5分励脱扣器急停按钮过载保护过流保护失压保护过电流脱扣器失电压脱扣器热脱扣器QF断路器图形符号（具有功能示意）具有过流（或短路）、过载（热）、欠压（或失压）保护，并能远距离分断（又叫紧急分断、急停）功能的断路器。6漏电保护功能——单相漏电保护开关

漏电保护开关原理图

7三相漏电保护开关工作原理跳闸线圈Ｒ３、Ｒ４阻值很大，为可控硅Ｔ１、Ｔ２的均压电阻。Ｋ１合上时，流经跳闸线圈Ｌ的电流很小，不足以造成开关跳闸。Ｋ２为试验按钮，起模拟漏电的作用。跳闸线圈三相漏电保护开关工作原理跳闸线圈当外线路有漏电或按压试验按钮Ｋ２时，穿过磁环的电流的矢量和不为零，磁环上的检测线圈的ａ、ｂ两端就有感应电压输出，该电压立即触发Ｔ２导通。由于Ｃ２预先充有一定电压，Ｔ２导通后，Ｃ２便经Ｒ６、Ｒ５、Ｔ２放电，使Ｒ５上产生电压触发Ｔ１导通。跳闸线圈9三相漏电保护开关工作原理Ｔ１、Ｔ２导通后，流经Ｌ的电流大增，使电磁铁动作，驱动开关Ｋ１断开。Ｒ１为压敏电阻，起过压保护作用。跳闸线圈102、隔离开关（刀闸）：隔离开关只能分断小电流或空载操作。

113、接触器：小电流小电压控制大电流大电压。基本工作原理是利用电磁铁作用，使触头接通或断开，实现电路通断。应用最多的一种电器。主要控制电动机。特点是：控制容量大、工作可靠、寿命长等优点。实现对电路远距离频繁通断，还具有一些基本保护功能。分为交流接触器和直流接触器，二者之间的差异主要是灭弧方法不同。直流接触器灭弧要求高。12a）接触器外形b）接触器内部接触器结构示意图13交流接触器工作原理有三个常开主触点，一般至少有两个辅助触点。主触点必须采取灭弧措施；辅助触点灭弧能力弱，用来构成控制电路。为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成；为消除铁心的颤动和噪音，还要在铁心的部分端面加上短路环。1415如何选用接触器？额定工作电流（主触点）Ie选择，一般根据电动机额定电流IN计算：Ie≥KIN（K—裕度系数，一般取1～1.4。）CJ10系列接触器主触点的额定电流有5、10、20、40、75、120A等。工作电压选择：交流220、380、660V；直流24、220V等。电磁铁线圈的电源种类、频率和额定电压：如交流220、380V，直流5、24、220V等辅助触点种类、数量、额定电流。164、继电器定义：根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）的变化自动接通和断开电路，完成控制或保护的功能。17电磁式继电器：用的最多，最常见。18中间继电器：是电磁式继电器的一种，将电流、电压“放大”。

19热继电器：感受电路中电流产生的热量，转换成触点信号。在电路中用作电动机的过载保护。由发热元件；双金属片；触头等组成。主电路中的画法控制电路中的画法KHKH动作过程？20时间继电器：是将进行时间延迟，转换成触点信号的控制电器。时间继电器是电路中控制动作时间的继电器，它是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触点延时接通或断开的控制电器。按其动作原理与构造的不同可分为电磁式、电动式、空气阻尼式和晶体管式等类型。21空气阻尼式时间继电器：通电延时型22空气阻尼式时间继电器：断电延时型23V晶体管时间继电器工作过程：S闭合后，V延时导通，KA吸合。当S断开，V截止，KA释放，24

工作过程：当合上开关S时(t=0)，电源电压E通过电阻R开始向电容C充电。刚开始，稳压管VW不能导通，KA不能得电，处于释放状态；当t=t1时，Uc增加到U1，于是VW被击穿，三极管V导通，电源经R与VW供给三极管V基极电流，集电极电流推动继电器KA吸合，达到延时动作的目的。当断开S时，C就通过VW与三极管V很快放电（此时它们的电阻很小），Uc很快下降，但当Uc稍许减小后VW就恢复阻断状态；V截止，KA释放，可见释放过程是非常快的，延时很小，所以该继电器为吸合延时，释放后电容上电压（电荷）将自然地放掉，到等于零时就可以接受下一次动作了。延时的大小主要决定于充电过程的快慢，即决定于R和C的大小。调节旋钮就是调节电阻R的大小。因此精度不大。25脉冲计数式电子时间继电器

这种继电器采用对标准频率的脉冲进行分频和计数的延时环节来取代RC充放电的延时环节，精度高，缺点是抗干扰能力较差。26速度继电器：感应速度变化，转换成触点信号。一般情况下，速度继电器的触点，在转速达120r／min时能动作，100r／min左右时能恢复正常位置图文符号275、熔断器：在电路中主要起短路保护作用。由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成。当电路发生短路故障时，熔体被瞬时熔断而分断电路，起到保护作用。常用熔断器（一）插入式熔断器（用于低压电路）（二）螺旋式熔断器（用于机床电器控制）（三）无填料密闭式熔断器（用于低压电网）（四）有填料密闭式熔断器（用于大电流）（五）快速熔断器（用于半导体整流元件或整流装置）（六）自恢复熔断器（用于限制短路电流）286、按钮：按下后能弹起复位的触点。复合按钮按钮颜色含义说明应用示例红紧急危险或紧急情况操作急停停止黄异常异常情况操作干预制止异常情况绿正常正常情况下起动操作起动蓝强制性要求强制情况下操作复位功能白、灰、黑未赋予特定含义起动/接通（优先）停止/断开297、位置开关（行程开关）：感受位置变化，转化为触点信号。30二、电机典型控制电路举例1、点动运行FU控制过程：1、按下按钮SB—KM线圈得电—KM主触点闭合—电机运转2、松开按钮SB—KM线圈断电—KM主触点断开—电机停止具有的保护功能：1、短路保护——熔断器；2、缺相、欠压保护——接触器注意：缺少热继312、连续运行（长动）启动按钮停止按钮自保点具有的保护功能：1、短路保护——熔断器；2、过载保护——热继电器。3、缺相、欠压保护——接触器FUKMSB1KMSB2KHM3~M3~ABCKMFUQSKH电流成回路，

只接两相就可以。发热元件发热元件热继电器触头热继电器触头323、点动+连续运行第一种方法：用复合按钮

SB3：点动

SB2：长动特点：动作不可靠第二种方法：加中间继电器

SB：点动

SB2：长动特点：动作可靠体会什么是“先断后通”KMSB1KMSB2KHSB3KMSB1KMSB2KHSB3SBKASB1KASB2KHKMKA334、两地控制例如：甲、乙两地同时控制一台电机方法：“串停止，并起动”。345、三相异步电机正反转控制（重点）

1）一般实现思路注意：要想改变转向，必须先停车！否则接触器短路。操作过程：SBF按下，电机正转；

SB1按下，电机停车（必须）；

SBR按下，电机反转。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMFKMFKMFSB1SBFKMFSB1SBFKMRKMRSBRKMRKMRSBRKMRSBRKH352）加电气互锁的正反转控制（重点）互锁作用：正转时，反转按钮SBR不起作用；反转时，正转按钮SBF不起作用。两按钮“不碰面”，避免造成主回路短路。注意：要想改变转向，必需先停车。否则无效。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR363）加双重互锁（电气互锁、机械互锁）的电机正反转控制（重点）机械闭锁和电气互锁的比较：相同之处：都是防止接触器短路。不同之处：机械闭锁更加可靠；同时可以使得电路不必先停车就可改变转向。M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR376、电机的行程控制：当运动部件到达一定位置时，借助行程开关，控制电机的停车或往返运行。

1）一般控制：限位停车控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASTASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关382）自动往复关键措施：限位开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。正转反转KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbKMRKMRSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTaSTb397、顺序控制

1）控制要求：只有M1起动后，M2才能起动。只有先后顺序要求，没有延时要求。M2可单独停。M1起动M2起动FUKM2KH2ABCFUM3~ABCKM1KH1M3~主电路FU2KM2ABCFUM3~ABCKM1M3~主电路ABCFU1M3~ABCKM1M3~主电路KM1KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KH1KM1KM1SB1SB2KM1SB1SB2KM1

控制电路2）M1起动后，M2延时起动（M2不能单独停）。FUKM2KH2ABCFUM3~ABCKM1KH1M3~主电路FU2KM2ABCFUM3~ABCKM1M3~主电路ABCFU1M3~ABCKM1M3~主电路41下面两个电路为电机顺序起动控制电路，分析有何不当之处。42

M1起动后，M2延时起动，M2能单独停438、三相异步电动机的起动（重点）

1）Y－起动KMFUQSKH电机绕组电机绕组A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主电路44Y－起动控制电路KM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起动控制电路KHKM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起动KM-DKTKTKM-YKM-YKM-DKM-DKTKM-DKMSB1SB2KMY－D起动KM-DKTKM-DKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMSB1SB2KMY－D起动互锁KMFUQSKH电机绕组电机绕组A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主电路45Y－起动简化控制电路KMFUQSKH电机绕组电机绕组A'xB'yC'zKM-YKM-YKM-DKM-D主电路462）自耦降压起动控制电路（重点）473）频敏变阻器起动频敏变阻器：类似于自耦降压器。整块铸钢铁心，外布铜绕组。起动过程中阻抗变化：1）等效电阻R开始大，以后逐渐减小。起动初始转子电流大，频率高，引起磁通饱和度大，涡流损耗大，等效电阻R大。2）感抗ωL变化不大。开始时ω大，但磁通饱和，电感L小。结束时虽然ω小，但磁通不饱和，电感L大。因此始终ωL变化不大。因此，整个过程中，电阻R由大变小，感抗基本不变，因此叫频敏变阻器。48频敏变阻器起动优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平滑启动。缺点：电感存在，cosΦ较低，起动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动。49频敏变阻器起动控制电路509、制动1）反接制动反接制动正常运行当转速低于100转左右时，速度继电器复位，反接制动停止。51反接制动控制图的另一种画法：竖排画法522）正反转反接制动533）电磁抱闸制动

A、持续刹闸型电机运行时不刹闸，电机停止时刹闸。优点：电机停车后，刹闸使电机不能自由转动，适合用于起重机。

缺点：电机运行时电磁铁消耗电能、运行中易产生噪音。54B、瞬间刹闸型

电磁铁只有按下停止按钮瞬间通电、刹闸。优点：节能。缺点：停车后电机自由转动，不安全，不能用于起重场所。554）能耗制动：停止按钮按下后，通过对电机通入直流电流形成磁场，对转子惯性转动形成阻力，消耗转子动能。565）电机阻容制动：电机停车时接通电容，电机发电，消耗能量制动。57三、控制电路综合举例例一：运料小车的控制设计一个电机拖动的运料小车控制电路与主电路，实现：1）小车启动后，前进到A地，停2分钟等待装料，然后走向B地；停2分钟等待卸料，然后再走向A地。如此反复。2）有过载和短路保护。3）小车可在任意位置停。正程逆程电机ba58SB2为允许运行按钮；SB1总停按钮。STa

、STb

为两端的限位开关；KTa

、KTb

为两个时间继电器。正程逆程电机baM3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR59

例二：工作台位置控制。起动后工作台控制要求：

1）运动部件A从1到22）运动部件B从3到43）运动部件A从2回到14）运动部件B从4回到3。

5）自动循环到第（1）步。60工作台A左行工作台B右行工作台A右行工作台B左行KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3KAKHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3KHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB3ST4KMBRST2KMBFKMBRST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKAKMAFSB2KMARST2ST3SB1KASB