PLC在地铁设备中的应用 课件 第1-5章 电磁式低压电器- PLC基本指令及程序设计

第一章电磁式低压电器PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

第一章电磁式低压电器第一节低压电器分类及电磁式电器结构和工作原理第二节电磁式接触器第三节电磁式继电器

第一章电磁式低压电器本章重点：1、了解触点系统的概念和电弧的危害2、熟悉电磁式低压电器的工作原理及其分类3、掌握电磁式继电器和接触器的工作原理。

第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理返回电器是根据外界施加的信号和要求，手动或自动地接通和断开电路，实现对电路或非电对象的检测、变换、调节、控制、切换和保护的电气元件或设备。根据我国对电压等级的划分，用于交流额定电压为1200V以下，直流额定电压为1500V以下的电路中的电器称为低压电器。高于这个电压范围的称为高压电器。低压电器是电力拖动控制系统和低压供配电系统的基础组件，是电气控制系统的基础。第一节低压电器分类及电磁式电器的结构和工作原理⒈按动作方式分类⑴手动电器⑵自动电器返回一、分类⒉按用途分类⑴控制电器⑵主令电器⑶保护电器⑷执行电器⑸配电电器⒊按工作原理分类⑴电磁式电器⑵电子式电器⑶非电量控制电器二、电磁式低压电器结构和工作原理电磁式低压电器一般都具有两个基本组成部分：感测元件和执行元件。感测元件。从结构上看，主要包括电磁机构、触点和灭弧装置。（一）电磁机构⒈结构形式：电磁机构由吸引线圈(励磁线圈)和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁和空气隙。按衔铁相对铁心的动作方式分有直动式、拍合式；按铁心型式分有E型、U型等，其形式如图1-1所示。按照通入吸引线圈的电流种类不同，可分为直流线圈和交流线圈。根据吸引线圈在电路中的连接方式不同，可分为并联线圈和串联线圈。图1-1电磁机构的几种形式(a)拍合式；（b）拍合式；（c）直动式1-铁心；2-吸引线圈；3-衔铁返回（二）电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理常用吸力特性和反力特性来表征。（1）反力特性（1-1）（2）吸力特性

（1-2）①交流电磁机构(1-3)

(1-4)

式中：U为线圈电压(V)，E为线圈感应电动势(V)，f为线圈外加电压的频率(Hz)，Φ为气隙磁通(Wb)，N为线圈匝数。虽然交流电磁机构的气隙磁通近似不变，但气隙磁阻Rm随气隙δ而变化。

气隙磁通的公式如式（1-5）所示

（1-5）

②直流电磁机构的吸力特性：

（1-6）即直流电磁机构的吸力F与气隙的平方成反比。（3）吸力特性与反力特性的配合电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。（4）短路环的作用交流电磁铁的电磁吸力公式为：

(1-7)结论：

从上面的公式中可以看出，电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期性变量，如图1-2所示。衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。解决这一问题的办法就是在铁心端面上开一个槽，槽内嵌入一个铜质的短路环。

如图1-2所示，加短路环的电磁吸力如图1-3中的F所示。图1-3短路环1-衔铁；2-铁心；3-线圈；4-短路环；返回图1-3加短路环的电磁吸力返回（三）触点系统（一）接触电阻

触点是一切有触点电器的执行部件，这些电器通过触点的动作来接通或断开被控制电路，所以要求触点的导电、导热性能良好。返回

触点在闭合状态下，动、静触点完全接触，并有工作电流通过时，称为电接触。影响电接触工作情况的主要因素是触点的接触电阻。（三）触点系统为了减小接触电阻，要注意以下问题：①要选择导电性好、耐磨性好的金属材料作触点，并使触点本身的电阻尽量减小；②二是要使触头接触得紧密一些；③在使用过程中尽量保持触头清洁，在有条件的情况下应定期清理触头表面。返回（二）触点的接触形式触点的接触形式有点接触、线接触和面接触三种，如图1-4所示。图1-4触点接触形式(a)点接触；(b)线接触；(c)面接触；返回（三）触点的结构形式触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。图1-7（b）所示为单断点指形触头，图1-7所示是双断点的桥式触点。（三）触点的结构形式触点按其原始状态(即线圈未通电)可分为常开触点和常闭触点。原始状态时断开，线圈通电后闭合的触点叫常开触点。原始状态时闭合，线圈通电后断开的触点叫常闭触点。按触点控制电路的不同可将其分为主触点和辅助触点。主触点用于接通或断开主电路，允许通过较大的电流；辅助触点用于接通或断开控制电路，只能通过较小的电流。

图1-7双断点桥式触点的结构（a）打开位置；(b)初接触位置；(c)最终闭合位置；返回四、电弧（一）电弧的产生（二）电弧的危害（三）电弧的消除⒉灭弧装置及其灭弧方法1、多断点灭弧

图1-8中所示是桥式触点。图1-8多断点灭弧原理⒉灭弧装置及其灭弧方法1、多断点灭弧2、灭弧栅片灭弧灭弧栅的示意图如图1-9所示。

3、磁吹式灭弧磁吹式灭弧的原理图如图1-10所示。

4、灭弧罩

图1-9栅片灭弧原理图1-栅片；2-触点；3-电弧图1-10磁吹式灭弧原理图1-磁吹线圈；2-绝缘套；3-铁心；4-弧;5-导磁板；6-灭弧罩；7-动触点；8-静触点返回第二节电磁式接触器接触器由于体积小、价格低、维修方便等优点，目前在电力拖动控制系统和自动控制系统中应用十分广泛的一种低压电器。返回它是用来频繁地接通和分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器。它可以实现频繁的远距离自动控制。按接触器主触点控制的电路中电流种类分为交流接触器和直流接触器两种。按照我国对电压等级的划分，直流电压（）V和交流电压（）V以下为低压电器：1500V，1000V1000V，1200V1500V，1200V1000V，1000VABCD提交单选题1分低压电器按用途分类可分为（）控制电器主令电器保护电器执行电器ABCD提交配电电器E多选题1分电磁式低压电器从结构上包括（）电磁结构触点灭弧装置熔断器ABCD提交多选题1分低压电器触点的接触形式包括（）点接触线接触面接触圆弧接触ABCD提交多选题1分第二节电磁式接触器1.电磁机构2.触点系统3.灭弧装置4.反力装置5.基座（二）接触器的工作原理返回一、接触器的结构和工作原理（一）接触器的结构接触器是由电磁机构、触点系统、灭弧装置、反力装置和基座等几部分组成。交流接触器的结构示意图如图1-11所示，接触器的文字和图形符号如图1-12所示。返回（一）接触器的技术参数1.额定电压2.额定电流3.接通和分断能力4.线圈的额定电压5.操作频率（二）接触器的型号接触器的型号如下所示：二、接触器的基本参数返回三、接触器的选择应根据以下原则选用接触器：1．确定基本型式2．确定基本参数（1）额定电压应大于或等于主电路工作电压。（2）额定电流应大于或等于被控电路的额定电流。（3）吸引线圈的额定电压与频率要与所在控制电路的选用电压和频率相一致。返回3．确定接触器的使用类别根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器。

常见的接触器的使用类别及典型用途如表1-1所示：表1-1接触器的使用类别及典型用途返回第三节电磁式继电器返回继电器（Relay）是一种根据特定形式的输入信号来接通或断开小电流控制电路的自动控制电器。继电器根据输入信号的性质分为电流继电器、电压继电器、温度继电器、时间继电器、速度继电器等。第三节电磁式继电器一、继电器的工作特性继电器的工作特性称为输入－输出特性，特性曲线为跳跃式的回环特性曲线，如图1-13所示。另一个重要参数是吸合时间和释放时间。

返回图1-13继电器特性曲线二、电磁式继电器其结构原理图如图1-14所示。（一）电磁式电压继电器按线圈电流种类可分为交流和直流电压继电器；按吸合电压相对于额定电压的大小又分为过电压和欠电压继电器。1.过电压继电器在电路中用于过电压保护。2.欠电压继电器在电路中用于欠电压保护。返回二、电磁式继电器（二）电磁式电流继电器触点的动作与线圈的动作电流大小有关的继电器称为电流继电器，它用于电力拖控系统的电流保护和控制。电磁式电压继电器和电流继电器的图形符号和文字符号如图1-15所示。返回图1-14继电器结构图1底座；2反力弹簧；3、4调节螺钉；5非磁性垫片；6衔铁；7铁心；8电磁线圈；9触点；返回图1-15电压和电流继电器的文字和图形符号(a)电压继电器；(b)电流继电器；返回（三）中间继电器中间继电器在控制电路中的作用时将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（增大触点数量）的继电器，在结构上就是一个电压继电器。中间继电器的文字符号和图形符号如图1-16所示。图1-16中间继电器的文字符号和图形符号（四）时间继电器从得到输入信号（线圈的通电或放电）开始，经过一定时间的延时后才输出信号（触点的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种，即通电延时和断电延时。通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化；当输入信号消失后，输出瞬时复原。断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。时间继电器的文字符号和图形符号如图1-17所示。图1-17时间继电器的文字和图形符号

(a)一般线圈符号；(b)通电延时线圈；(c)断电延时线圈；(d)瞬动触点；(e)通电延时闭合常开触点；(f)通电延时断开常闭触点；(g)断电延时断开常开触点；(h)断电延时断开常闭触点；返回1.直流电磁式时间继电器直流电磁式时间继电器在直流电磁式电压继电器的铁心上增加一个阻尼铜套，其结构示意图如图1-18所示。它是利用电磁阻尼原理产生延时的。这种继电器仅用作断电延时。图1-18直流电磁式时间继电器结构图

1-铁心；2-阻尼铜套；3-绝缘层；4-线圈图1-19电子式时间继电器原理图2.电子式时间继电器晶体管时间继电器是利用电容对电压变化的阻尼作用作为延时的基础。大多数阻容式延时电路有类似图1-19所示的结构形式。接触器包括以下哪些部分（）电磁机构触点系统灭弧装置反力装置ABCD提交基座E多选题1分继电器按照输入信号的性质可分为（）电流继电器电压继电器温度继电器时间继电器ABCD提交速度继电器E多选题1分确定接触器的额定电压参数有哪些要求？（给出三条）作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分简述时间继电器的延迟方式？作答正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂主观题10分1、低压电器的分类？结论2、电磁式接触器的工作原理？3、电磁式时间继电器的工作原理？第二章

其他常用低压电器第二章

其他常用低压电器第一节

低压电器分类及电磁式电器结构和工作原理第二节

电磁式接触器第三节

电磁式继电器第四节

信号继电器第五节

主令电器返回第一节

低压开关与断路器一、低压开关低压开关也称为低压隔离器，是在断开位置能实现符合规定的隔离电源功能的低压手动开关电器。（一）胶壳刀开关胶壳刀开关由操作手柄、熔断丝、触刀、触刀座和底座等组成，如图2-1所示。刀开关的文字和图形符号如图2-2所示。（二）熔断器式隔离器熔断器式隔离器是一种新型电器，有多种结构型式，一般多由有填料熔断器和刀开关组合而成

。熔断时隔离器结构如图

2-3所示。图2-1胶壳刀开关的结构图图2-2

刀开关的文字和图形符号1-上胶盖

2-下胶盖

3-触刀座

4-触刀5-磁柄

6-胶盖紧固螺帽7-出线端子8-熔丝

9-触刀铰链10-瓷底座11-进线端子返回返回二、低压断路器低压断路器也称为自动空气开关。它不仅能接通和分断正常负载电流和过载电流，而且可以接通和分断短路电流。它是低压配电线路应用非常广泛的一种保护电器。（一）低压断路器结构低压断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。低压断路器的结构如图2-4所示。图2-4

低压断路器的工作原理示意图1-主触点

2-自由脱扣器

3-过电流脱扣器4-分励脱扣器

5-热脱扣器6-失压脱扣器7-试验按钮低压断路器的文字和图形符号如图2-5所示。（二）低压断路器主要类型⑴万能式低压断路器⑵装置式低压断路器⑶模块化小型断路器⑷智能化断路器Q

F图2-5低压断路器的文字和图形符号（三）低压断路器的选择⑴额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。⑵热脱扣器的整定电流应与所控制负载(比如电动机)的额定电流一致。⑶欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。⑷过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。对于单台电动机来说，可按下式计算：IZ=kIq （1-8）式中，k为安全系数，可取1.5～1.7；Iq电动机的启动电流。对于多台电动机来说，可按下式计算:IZ

=k（Iq·max+∑Ier） （1-9）式中，k也可取1.5～1.7；Iq·max为最大一台电动机的启动电流；Ier为其中任意一台电动机的额定电流。第二节

熔断器熔断器是利用电流热效应原理和发热元件热熔断的原理而设计的，在电路中主要起短路保护作用。一、熔断器结构和工作特性（一）结构熔断器在结构上主要由熔断管(或盖、座)、熔体及导电部件等部分组成。返回0（二）工作特性熔体是串接在保护电路中的，熔断器的保护特性称为熔断器的安秒特性，如图2-6所示。通常Ir与IN之比称为熔断器的熔化系数,即 K

r

I

r/。INtII

N I

r图2-6

熔断器的安秒特性曲线二、熔断器的类型（一）插入式熔断器其结构如图2-7所示。返回结构图如图2-8所示。如图2-9和图2-10所示。（二）螺旋式熔断器（三）密封管式熔断器（四）快速熔断器（五）自复熔断器图2-7

瓷插式熔断器结构图1-动触片

2-熔体

3-瓷盖4-瓷底

5-静触点

6-灭弧室图2-8

螺旋式熔断器结构图1-瓷帽

2-指示器

3-熔断管

4-瓷套5-下接线端

6-瓷底座

7-上接线端返回图2-9

有填料密封管式熔断器1-铜圈

2-熔断管

3-管帽

4-插座5-特殊垫圈

6-熔体

7-熔片图2-10无填料密封管式熔断器1-瓷底座

2-弹簧片

3-管体4-绝缘手柄

5-熔体返回三、熔断器的选择原则熔断器的选择主要是选择熔断器的种类、额定电压、额定电流和熔体的额定电流等。具体有下列几条原则：1）电路上、下两级都装设熔断器时，为使两级保护相互配合良好，熔断器的熔体额定电流比下一级大1～2级差。2）对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载，熔体的额定）,即3）保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流按下式计算：4）保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时启动，则应按下式计算：－容量最大的一台电动机的额定电流；－其余电动机额定电流的总和。I

NI

rN

I

NIrN

(1.5-2.5)INI

rN

(1.5

2.5)I

N

max

I

N式中，I

N

max

I

N电流（I

rN ）应大于或等于电路的工作电流（第三节

热继电器热继电器是利用电流的热效应原理，为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热状态的控制。热继电器的发热元件有热惯性，在电路中不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护。返回一.热继电器的结构与工作原理（一）热继电器的结构热继电器主要由热元件、双金属片、触点系统等组成。（二）热继电器的工作原理图2-11是热继电器的结构原理图。图2-11

热继电器动作原理示意图1—推杆

2—双金属片

3—发热元件

4—导板5—补偿双金属片6—常闭静触点7—常开静触点8—复位调节螺钉

9—动触点

10—复位按钮

11—调节旋钮12—支撑件

13—弹簧二、带断相保护的热继电器如果电动机是△形接法，电动机的相电流与线电流相等。发生一相断路时，电路中电流如图2-12所示。那一相绕组的故障电流将超过额定相电流，便有过热烧毁的危险。差动式断相保护装置结构原理如图2-13所示。图2-12

△形接法C相断路示意1

上导板2下导板3双金属片4常闭触点5杠杆图2-13

带断相保护的热继电器返回三、热继电器的技术参数热继电器的发热元件和触点的文字符号和图形符号如图2-14所示。四、热继电器的选用⑴原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择⑵在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动过程中不产生误动作。⑶当电动机为重复且短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。图2-14

热继电器发热元件和触点图形符号（a）发热元件 （b）辅助触点第四节

信号继电器一、温度继电器（一）双金属片式温度继电器双金属片式

JW2系列温度继电器结构组成

如图

2-15

所示。（二）热敏电阻式温度继电器图

2-16

为热敏电阻式温度继电器电路。二、速度继电器速度继电器是根据电磁感应原理制成的，主要由转子、定子和触点三部分组成，其结构如图

2-17所示。速度继电器的文字及图形符号如图2-18

所示。三、液位继电器图2-19为液位继电器的结构示意图。返回返回返回返回返回图2-19

液位继电器结构示意图返回图2-20 压力继电器结构简图1-微动开关2-滑杆3-弹簧4-橡皮膜5-入油口四、压力继电器图2-20为一种简单的压力继电器结构示意图。图2-21干簧继电器的结构原理五、干簧继电器图2-21为干簧继电器的结构原理图。六、固态继电器交流型的

SSR

为例来说明它的工作原理，图

2-22

是它的工作原理框图。图

2-23

是一种过零型固态继电器的电路原理图第五节

主令电器主令电器是电气控制系统中用于发送控制指令和转换控制命令的电器，可以实现控制电路的接通和断开，控制电动机的启动、停止、正转、反转等。一、控制按钮其结构如图2-24所示。控制按钮的图形和文字符号如图2-25所示。返回图2-25控制按钮的图形和文字号(a)动合按钮(b)

动断按钮(c)复合按钮二、行程开关行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直动式行程开关的结构原理如图2-26所示。滚轮式行程开关，其结构原理如图2-27所示。微动开关，其结构原理如图2-28所示。行程开关的图形和文字符号如图2-29所示。图2-26

直动式行程开关图2-27

滚轮式图2-28

微动式1-顶杆

2-弹簧1-滚轮

2-上转臂1-推杆3-常闭触点3-弹簧4-套架2-弯形片状弹簧4-触点弹簧5-触点推杆6-小滑3-常开触点5-常开触点7-压板8-触点4-常闭触点返回三、接近开关返回1.电感式接近开关2.电容式接近开关3.霍尔式接近开关接近开关的图形和文字符号如图2-30所示。SQ SQ(a)常开触点

(b)常闭触点图2-30接近开关的图形和文字符号四、光电开关光电开关有以下几类：1.漫反射式光电开关2.镜反射式光电开关3.对射式光电开关4.槽式光电开关5.光纤式光电开关图2-31所示是几种光电开关外形图。返回图2-31部分光电开关的外形图五、转换开关转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。目前常用的转换开关主要有两大类，即万能转换开关和组合开关。转换开关是由多组相同结构的触点组件叠装而成，图2-32为LWl2系列转换开关某一层的结构原理。转换开关的触点在电路图中的图形符号如图2-33所示。图2-32 LW12系列转换开关某一层结构原理图图2-33万能转换开关图形符号(a) (b)返回第三章电气控制线路PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

第三章电气控制线路第一节电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则第二节三相异步电动机的基本控制规律第三节三相异步电动机的启动控制线路第四节三相异步电动机的制动控制线路第五节三相异步电动机的转速控制线路第六节电气控制线路的设计方法第三章电气控制线路本章重点：1、了解常用电气图形符号和文字符号；了解电气线路逻辑设计法2、熟悉电气控制线路的绘制原则；熟悉电气线路一般设计法设计3、熟悉自动循环控制线路、多地控制线路和顺序控制线路4、掌握单向全压启动、停止线路和电机的正反转控制线路；第三章电气控制线路本章重点：5、熟悉三相异步电动机的软启动器降压启动；熟悉反接制动控制线路；熟悉能耗制动控制线路；熟悉变极调速控制线路6、掌握星－三角形降压启动和自耦变压器降压启动本章难点：1、自锁和互锁2、星－三角形降压启动3、自耦变压器降压启动4、变频调速第一节电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则一、常用电气图形符号和文字符号电气控制系统图、电器元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准规定。规定从1990年1月1日起，电气控制线路中的图形和文字符号必须符合最新的国家标准。

二、电气控制线路的绘制原则电气控制线路表示方法有：电气原理图、安装接线图和电器布置图。下面以图3-1所示的某机床的电气原理图为例，来说明电气原理图的规定画法和应注意的事项。返回图3-1某机床电气原理图返回（一）绘制电气原理图时应遵循的原则电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。绘制电气原理图应遵循以下原则：⑴所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。⑵电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读的原则安排。主电路用粗实线绘制在图面的左侧或上方，辅助电路也用粗实线绘制在图面的右侧或下方。无论主电路还是辅助电电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列。⑶电气原理图中，当同一电器元件的不同部件(如线圈、触点)分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个时间继电器，可用KT1、KT2来区别。（一）绘制电气原理图时应遵循的原则

⑷在电气原理图中，所有电器均按没有通电或没有外力作用时的状态画出，即按自然状态画出。对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点，按未受外力作用时的状态画出；控制器按手柄处于零位时的状态画出。

⑸电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90°，但文字符号不可倒置。（二）画面图域的划分（三）符号位置的索引索引代号的组成如下：

表3-2继电器各栏意义表3-1接触器各栏意义第二节三相异步电动机的基本控制规律一、单向全压启动、停止线路三相异步电动机的启动控制有直接启动、降压启动和软启动等方式。直接启动又称为全压启动，即启动时电源电压全部施加在电动机定子绕组上。（一）点动控制图3-2中(二)连续控制图3-3所示为三相笼型异步电动机连续运行控制线路。返回图3-2点动控制线路图

图3-3单向全压启动、停止控制电路返回图3-3的工作过程如下：（松开SB2）启动：合上QS按下启动接触器KMKM主触电动机M接通按钮SB2线圈通电点闭合电源运转

KM常开自锁辅助触点闭合停止：按下停止KM线圈断电KM主触点断开电动机M断电停转按钮SB1辅助常开触点断开自锁解除（三）保护环节⑴短路保护图3-2中⑵过载保护⑶失压和欠压保护（四）既能点动又能连续运行控制图3-4为既能实现连续运行，又能实现点动的控制线路图。（a）图采用控制开关SA实现控制。图3-4（a）的工作过程如下：点动控制时：先把SA打开，断开自锁电路按动SB2KM线圈通电电动机M点动；长动控制时：把SA合上按动SB2KM线圈通电，自锁触点闭合电动机M实现长动。（四）既能点动又能连续运行控制（b）图采用复合按钮SB3实现控制，图3-4（b）的工作过程如下：点动控制时：按动复合按钮SB3，断开自锁回路KM线圈通电电动机M点动；长动控制时：按动连续按钮SB2KM线圈通电，自锁触点闭合电动机M长动运行。图3-4连续与点动控制线路采用控制开关SA实现控制采用复合按钮SB3实现控制返回图3-5电动机正反转接线原理图（a）主电路(b)无互锁控制(c)正—停—反控制(d)正—反—停控制返回二、正反转控制线路其线路如图3-5所示图3-5（c）的工作原理如下：正转：合刀开按下正向启正向接触器KM1主触点闭合电动机M正转关QS动按钮SB2KM1线圈通电

KM1常开辅助触点闭合形成自锁

KM1常闭辅助触点断开形成互锁

反转：合刀开按下反向启反向接触器KM2主触点闭合电动机M反转关QS动按钮SB3KM2线圈通电

KM2开辅助触点闭合形成自锁

KM2常闭辅助触点断开形成互锁

停机：按停止按扭SB1KM1(或KM2)线圈失电其主触点断开电动机M停转。

返回图3-5电动机正反转接线原理图（a）主电路(b)无互锁控制(c)正—停—反控制(d)正—反—停控制返回（a）(b)(c)图3-6自动循环往复控制接线原理图（a）工作示意图；(b)主电路；(c)控制电路三、自动循环控制电路如图3-6所示图3-7多地控制线路四、多地控制线路图3-7是实现三地控制的控制电路。五、顺序控制线路如图3-8所示，M1为油泵电动机，M2为主拖动电动机。要求油泵先启动，然后主拖动电机再启动。图3-8（b）图的启动工作原理如下：合上刀开关QS按下起动按钮SB2接触器KM1通电电动机M1启动KM2电路中KM1常开辅助触点闭合按下起动按钮SB4接触器KM2通电电动机M2启动。3-8(c)图中采用时间继电器。图3-8实现顺序工作的控制线路（a）主电路；(b)按钮控制；(c)时间控制返回如图3-9所示图3-9顺序启动、逆序停止控制线路图3-10星－三角降压启动的接线原理图（a）绕组转换电路；(b)主电路；(c)控制线路(a)返回第三节三相异步电动机的启动控制线路一、星－三角形（Y－Δ）降压启动控制线路星－三角形降压启动控制线路如图3-10所示。启动过程由时间继电器控制。返回第三节三相异步电动机的启动控制线路降压启动方式有定子电路串电阻、星－三角形、自耦变压器、延边三角形和使用软启动器等多种。图3-10（c）的工作过程如下：合上刀开关QS按下启动按钮SB2接触器KM通电KM主触点闭合，M接通电源接触器KMY通电KMY主触点闭合定子绕组接成星形，M降压起动时间继电器KT通电延时t秒KT常闭触点断开---KT常开触点闭合------KMY断电降压启动结束---KM通电KM主触点闭合，定子绕组接成三角形M以额定电压运行

KM常闭辅助触头断开KT线圈断电图3-10星－三角降压启动的接线原理图（a）绕组转换电路；(b)主电路；(c)控制线路(a)返回图3-11串自耦变压器降压启动的接线原理图（a）主电路；(b)控制电路二、自耦变压器降压启动控制线路串自耦变压器降压启动的控制线路如图3-11所示。三、软启动器降压启动控制线路在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动装置。其主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调，另外还具有电动机的多种保护等功能。（一）软启动器的工作原理其内部原理图如图3-12所示。软启动的特性：(1)启动电流以一定的斜率上升至设定值，对电网无冲击。(2)启动过程中引入电流负反馈，启动电流上升至设定值后，使电机启动平稳。三、软启动器降压启动控制线路（一）软启动器的工作原理其内部原理图如图3-12所示。(3)不受电网电压波动的影响。由于软启动以电流为设定值，电网电压上下波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机的端电压，仍可维持启动电流恒值，保证电机正常启动。(4)针对不同负载对电机的要求，可以无级调整启动电流设定值，改变电机启动时间，实现最佳启动时间控制。图3-12软启动器内部原理图返回软启动器的起、停方式：(1)电压斜坡软启动(2)限流启动(3)斜坡限流启动

(4)软停车

(5)制动停车图3-13三相异步电动机用软启动器启动控制线路（二）软启动器的控制线路三相异步电动机用软启动器启动控制线路如图3-13所示。

图3-14用一台软启动器控制两台电动机用一台软启动器可以对多台电动机进行软启动、软停车控制，其主电路如图3-14所示。图3-15采用速度原则的单向反接制动的接线原理图（a）主电路；（b）控制电路返回第四节三相异步电动机的制动控制线路一、反接制动控制线路反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。三相异步电动机单向反接制动的控制线路图如图3-15所示。返回第四节三相异步电动机的制动控制线路制动控制方法一般有两大类：机械制动和电气制动。图3-15的工作过程如下：合上刀开关QS按下启动按钮SB2接触器KM1线圈通电并自锁电动机启动运行，速度继电器KS常开触点闭合，为制动作准备。制动时，按下复合按钮SB1KM1线圈断电KM2通电（KS常开触头尚未打开）KM2主触点闭合，定子绕组串入限流电阻R进行反接制动n约等于100r／min时，KS常开触点断开KM2线圈断电，电动机制动结束。图3-15采用速度原则的单向反接制动的接线原理图（a）主电路；（b）控制电路返回（a）（b）图3-16采用时间原则的能耗制动控制线路（a）主电路；（b）控制电路返回二、能耗制动二、能耗制动控制线路电动机的能耗制动就是在电动机断开三相交流电源后，在电动机的定子绕组上加一个直流电流，在定子内形成一固定磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。

三相异步电动机单向能耗制动的控制线路图如图3-16所示。图3-16的工作过程如下：启动时：合上刀开关QS按下起动按钮SB2接触器KM1通电电动机M起动运行。制动时：按下复合按钮SB1KM1断电电动机M交流电源断开KM2通电M两相定子绕组通入直流电，开始能耗制动

KT通电t秒后KT常闭触头断开KM2失电M直流电切断,能耗制动结束KT断电。（a）（b）图3-16采用时间原则的能耗制动控制线路（a）主电路；（b）控制电路返回（a）（b）3-17采用时间原则的可逆运行的能耗制动控制线路（a）主电路；（b）控制电路图3-17为电动机按时间原则控制的可逆运行的能耗制动控制线路图。

(a）（b）图3-18单相半波整流控制线路

(a）主电路；（b）控制电路对于10KW以下的电动机，在制动要求不高的场合，可采用无变压器单相半波整流控制线路，如图3-18所示。无变压器单相半波整流能耗制动控制线路，如图3-19所示。第五节三相异步电动机的转速控制线路三相异步电动机的转速公式：

（2-1）一、变极调速控制线路双速电动机三相绕组连接如图3-20所示。图(a)为三角形(四极，低速)与双星形(二极，高速)接法,属于恒功率调速；图(b)所示为星形(四极，低速)与双星形(二极，高速)接法，属于恒转矩调速。返回图3-20双速电动机定子绕组接线图(a)三角形—双星形转换；（b）星形—双星形转换返回(a)(b)图3-21双速电动机的调速控制线路（a）主电路（b）控制电路返回双速电动机的调速控制线路如图3-21所示。图3-21的工作过程如下：低速运行：按下低速按钮SB2KM1通电并自锁KM1主触点闭合电动机M联结成三角形低速运行高速运行：按下低速按钮SB3KM1通电自锁，同时KT通电电动机M先联结成三角形以低速启动---延时t秒KT常闭触点断开KM1断电

KT常开触点闭合KM2、KM3通电自锁电动机联结成双星形高速运行。(a)(b)图3-21双速电动机的调速控制线路（a）主电路（b）控制电路返回二、电动机的变频调速（二）变频器如图3-23所示为变频器内部功能方框图。此变频器共有20多个控制端子，分为4类：输入信号端子、频率模拟设定输入端子、监视信号输出端子和通信端子。应用实例如图3-23所示。此线路实现电动机的正反向运行、调速和点动功能。

图3-23变频器内部功能方框图返回应用实例如图3-24所示。第六节电气控制线路的设计方法电气控制线路的设计通常有两种方法，即一般设计法和逻辑设计法，这里着重介绍一般设计法。一、一般设计法简介一般设计法又称为经验设计法。

一般设计法的几个主要原则：

(1)最大限度地满足生产机械和工艺对电气控制线路的要求。

(2)在满足生产要求的前提下，控制线路力求简单、经济、安全可靠。应做到以下几点。①尽量减少电器的数量②尽量减少控制线路中电源的种类

返回第六节电气控制线路的设计方法③尽量缩短连接导线的长度和数量见图3-25所示④正确连接触点⑤正确连接电器的线圈见图3-26(a)所示。⑥元器件的连接应尽量减少多个元件依次通电后才接通另一个电器元件的情况。见图3-27所示。⑦避免出现寄生电路见图3-28所示。返回图3-25电器连接图(a)不合理；（b）合理返回(a)（b）图3-26线圈的连接(a)错误；（b）正确返回(a)（b）图3-27减少多个电器元件依次通电的接线(a)错误；（b）正确返回图3-28寄生电路返回二、逻辑设计法逻辑设计法是主要依据逻辑代数这一数学工具来分析、化简、设计电器控制线路的方法。图3-29所示为启一保一停电路。它的逻辑函数为

(2-6)则式(2—6)的开关逻辑函数的一般形式为

（2-7）如图3-30所示。其逻辑函数为：

(2-8）图3-29启一保一停电路图3-30带约束条件的控制对象开关逻辑电路返回三、一般设计法设计举例【例3-1】现有三皮带运输机由三台电动机M1、M2、M3驱动，要求启动顺序为：先启动M1．，经T1后启动M2，再经T2后启动M3；停车时要求：先停M3，经T3后再停M2，再经T4后停M1。三台电机使用的接触器分别为KM1、KM2和KM3。试设计皮带运输机的启／停控制线路。工作顺序如图3-31所示，该系统的电气控制线路原理如图3-32所示。返回图3-31三台电机工作顺序图3-32三台电动机顺序启／停控制线路返回【例3-2】钻削加工时刀架的自动循环电路设计。具体要求如下：（1）自动循环即刀架能自动地由位置1移动到位置2进行钻削加工并自动退回到位置1；（2）无进给切削即刀具到达位置2时不再进给，但钻头继续旋转进行无进给切削以提高工件加工精度；（3）快速停车当刀架退出后要求快速停车以减少辅助工时。明确生产工艺要求后则可以进行线路的设计。1.设计主电路主电路如图3-33所示。2．设计控制电路（1）基本部分其控制线路如图3-34所示。

（2）无进给切削无进给控制线路如图3-35所示。（3）快速停车控制线路如图3-36所示。图3-33刀架自动循环主电路图3-34基本控制线路图返回图3-35无进给切削控制线路图3-36完整的控制线路返回1、电气线路一般设计法设计过程？结论2、三相异步电动机的自动循环控制线路、多地控制线路和顺序控制线路？3、三相异步电动机的反接制动控制线路、能耗制动控制线路？4、三相异步电动机星—三角降压启动控制线路、自耦变压器降压启动控制线路？第四章可编程序控制器介绍PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

第四章可编程序控制器介绍第一节PLC的产生、发展与用途第二节PLC的组成和工作原理第三节PLC的特点及分类第四节PLC的编程语言第五节S7-200系列PLC的硬件系统第六节S7-200系列PLC的存储器区域及寻址方式返回一、PLC的产生美国数字设备公司(DEC)根据这一设想，于1969年研制成功了第一台PDP一14可编程序控制器。对可编程序控制器定义如下：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”二、PLC的发展趋势

具体表现在以下几个方面。1．向小型化、专用化、低成本方向发展2．向大容量、高速度方向发展3．智能型I／O模块和现场安装的发展4．编程软件图形化及组态软件与PLC的软件化第一节PLC的产生、发展与用途三、PLC的用途PLC的应用范围通常可分成以下五类：1．顺序控制2．运动控制3．过程控制4．数据处理5．通信网络第二节PLC的组成和工作原理

一、PLC的组成从硬件结构上看，它也有中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口等。（一）中央处理器(CPU)单元它的主要功能是：⑴接收并存储从编程器键入的用户程序和数据，以扫描方式通过I/O部件接收现场各输入装置的状态或数据，并分别存入输入映像寄存器或数据存储器中。⑵检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并诊断用户程序的语法错误。⑶当PLC投入运行时，从用户程序存储器中逐条读取指令，经过命令解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；并根据运算结果更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容；等到所有用户程序扫描执行完毕后，在经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。返回（二）存储器单元PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改。其内容主要包括三部分：第一部分为系统管理程序。第二部分为用户指令解释程序。第三部分为标准程序模块与系统调用。用户存储器包括用户程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。用户数据存储器可以用来存放(记忆)用户程序中所使用器件的ON／OFF状态和数值、数据等。（三）输入／输出单元输入／输出单元是PLC与现场输入输出设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC通过输入模块把工业设备或生产过程的状态或信息读入中央处理单元，通过用户程序的运算和处理，把结果通过输出模块输出给执行单元。图4-1开关量直流输入电路1.开关量输入接口电路通常PLC的输入类型可以是直流、交流和交直流。图4-1为开关量直流输入电路。图4-1开关量直流输入电路2.开关量输出接口电路输出接口电路通常有三种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。图4-2为这三种类型的开关量输出电路。（四）电源部分（五）接口单元接口单元包括扩展接口、编程器接口、存储器接口和通信接口。（六）外部设备PLC的外部设备主要有编程器、文本显示器、操作面板、打印机等等。图4-2开关量输出电路

(a)晶体管输出(b)双向晶闸管输出(c)继电器输出返回PLC是按集中输入、集中输出、不断的周期性循环扫描的方式进行工作的。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。PLC采集现场信息即采集输入信号有以下两种方式：⑴集中采样输入方式。⑵立即输入方式。同样，PLC对外部的输出控制也有以下两种方式：⑴集中输出方式。⑵立即输出方式。二、PLC的工作原理继电器控制系统是一种硬件逻辑系统，如图4-3（a）所示。PLC是一种工业控制计算机，与普通计算机一样，属于串行工作方式，如图4-3（b）所示。（一）PLC的工作过程PLC工作的全过程可用图4-4所示的运行原理框图来表示。整个过程可分为三部分。第一部分是上电处理。第二部分是扫描过程。第三部分是出错处理。图4-4PLC运行原理框图返回PLC典型的扫描周期如图4-5所示(不考虑立即输入、立即输出情况)。⑴输入采样阶段

⑵程序执行阶段⑶输出刷新阶段（二）关于可编程序控制器的时间滞后问题返回第三节PLC的特点及分类

一、PLC的特点1．可靠性高，抗干扰能力强2．通用灵活3．编程简单方便4．功能完善，扩展能力强5．设计、施工、调试的周期短，维护方便二、PLC的分类（一）按PLC的I/O点数分类⑴小型PLC表4-1给出了部分小型机的技术指标。

⑵中型PLC表4-2给出了部分中型机的技术指标。⑶大型PLC表4-3给出了部分大型机的技术