电气控制及S7-1200 PLC应用技术（第二版）课件 第1章 继电器接触器控制系统

1第1章继电器接触器控制系统主要内容：1.1.1电器基本知识1.1.2接触器1.1.3继电器1.1.4低压断路器1.1.5熔断器1.1.6主令电器1.1.7信号电器1.1.8常用检测仪表1.2.1电气控制线路图的图文符号及绘制原则1.2.2异步电动机基本控制线路1.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术1.电器的定义和分类定义电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电工器械。低压电器通常指工作在交流电压1200V、直流电压1500V以下的电器。采用电磁原理完成上述功能的低压电器称为电磁式低压电器。21.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术31.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术41.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术电磁式低压电器最常用的低压电器，如接触器、继电器、断路器等。结构上，大都由三个主要部分组成：电磁机构、触头和灭弧装置。电磁机构作用：电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。组成：磁路（铁芯、衔铁、空气隙）和线圈组成。5电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术电磁机构结构：16电磁式低压电器的基本结构和工作原理1-衔铁；2-铁芯；3-线圈1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术电磁机构工作原理工作原理：常用吸力特性和反力特性来表征。吸力特性：电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙δ变化的关系曲线。反力特性：电磁机构使衔铁释放的力与气隙δ的关系曲线。交流电磁机构的吸力特性：F与δ无关直流电磁机构的吸力特性：F与δ的平方成反比吸力和反力的配合：吸力大于反力7电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术电磁机构工作原理吸力特性和反力特性8电磁式低压电器的基本结构和工作原理1—直流电磁机构吸力特性；2—交流电磁机构吸力特性；3—反力特性。1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术

触头一切有触点电器的执行部件。通过触头的动作来接通/断开被控制电路，触头由动、静触点组合而成。形式：9电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术

触头触点按其动作状态可分为常开触点和常闭触点。常开触点是指在其线圈不通电状态下，该接点是断开状态，当其线圈通电时，该接点就闭合。故常开触点又称动合触点。常闭触点是指线圈在不通电状态是闭合的，当其线圈通电时，该接点断开。常闭触点又称动断触点。10电磁式低压电器的基本结构和工作原理常开触点常闭触点1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术

触头分析电路时，应注意时间间隔问题：线圈通电时，常闭触点先断开，常开触点后闭合；线圈断电时，常开触点先复位(断开)，常闭触点后复位(闭合)，其中间存在一个很短的时间间隔。11电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术

灭弧装置电弧的产生：当触点切断电路时，如果电路中电压超过10~12V或电流超过100mA，此时两个触点之间就将产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。电弧的危害：电弧的存在影响电路及时、可靠地分段；同时使触头受到损害。灭弧的方法：多断点灭弧、磁吹式灭弧、灭弧栅等。

12电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术电磁机构工作原理的实质13电磁式低压电器的基本结构和工作原理工作原理：虚框内为一个电磁式低压电器，合上开关SF后，线圈通电，衔铁吸合，带动其常开触点闭合，指示灯PG得电点亮；打开开关SF后，线圈失电，在反力作用下，衔铁释放，常开触点打开，指示灯PG失电熄灭。接触器控制回路主回路总结：线圈得电，常开（常闭）触点状态翻转，线圈失电，常开（常闭）状态复位。1.1.1电器基础知识电气控制及S7-1200PLC应用技术1.接触器的用途和分类定义接触器是用来频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路的自动控制电器。141.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.接触器的用途和分类用途控制电动机的起动、反转、制动和调速等。控制大电流电路通断的开关电器。分类按主触点的控制回路中电流种类的不同(接触器线圈流过电流类型)，可分为：交流接触器和直流接触器；按操作方式不同，可分为：电磁式、气动式和液压式；按主触点极数，可分为：单极、二极、三极、四极等。151.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.接触器的组成和工作原理结构电磁机构、主触点、辅助触点和灭弧系统、反力装置、支架和底座。16-动触头-静触头-衔铁-弹簧-线圈-铁芯垫毡-触头弹簧-灭弧罩-触头压力弹簧-1.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.接触器的组成和工作原理结构(续)主触点与辅助触点的区别：主触点尺寸较大，并附有灭弧装置，接在主电路，用于控制主电路通断；辅助触点用于控制辅助电路的通断，通过较小的电流。171.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.接触器的组成和工作原理工作原理实质：当接触器线圈通电后，在铁芯内产生磁通，吸合衔铁，主触点在衔铁的带动下闭合，于是接通了主回路。同时衔铁带动辅助触点动作，使常开触点闭合，常闭触点断开。当接触器线圈断电时，吸力消失，衔铁在反力作用下打开，常开/常闭触点又恢复到原来的状态。181.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.接触器的组成和工作原理图形和文字符号191.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.接触器的技术参数额定电压：主触点的额定电压；

常见电压等级：AC220V/380V/660V、DC110V/220V/440V。额定电流：主触点的额定电流；常见电流等级：10~800A。线圈额定电压：线圈两端的额定电压；常见电压等级：AC220V/380V、DC24V/220V。额定操作频率：常开触点每小时接通次数；接通和分断能力；极数和电流种类；允许操作频率；机械寿命和电寿命等。201.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术4.接触器的选择根据负载类型选接触器；根据负载大小选额定电流；选择额定电压；选择线圈的额定电压；选择交流接触器的经验法。211.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术5.接触器的型号交流接触器常用的交流接触器有CJ20、CJX2、CJ12和CJ10、CJ0等系列。221.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术5.接触器的型号直流接触器常用的直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ10、CZ2等系列。231.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术6.交直流接触器的特点(小结)交流接触器线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。当交变磁通穿过铁芯时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流接触器线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。直流接触器铁芯中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。直流接触器灭弧较难，一般采用磁吹灭弧装置。24?交流接触器线圈通相同电压的直流电，有什么现象？直流接触器线圈通相同电压的交流电，有什么现象？1.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术7.使用接触器的注意事项因为分断负荷时有火花和电弧产生，开启式的不能用于易燃易爆的场所和有导电性粉尘多的场所，也不能在无防护措施的情况下在室外使用。使用时，应注意触头和线圈是否过热，三相主触头一定要保持同步动作，分断时电弧不得太大。交流接触器控制电机或线路时，必须与过电流保护器配合使用，接触器本身无过电流保护性能。短路环和电磁铁吸合面要保持完好、清洁。接触器安装在控制箱或防护外壳内时，由于散热条件差，环境温度较高，应适当降低容量使用。251.1.2接触器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.继电器的定义和分类定义 继电器是根据输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则是触头的动作或者是电路参数的变化。261.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.继电器的定义和分类分类

按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等；

按线圈电流种类不同分有：交流继电器和直流继电器；

按工作原理分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等；

按输出形式分为：有触点和无触点两类；

按用途分为：控制用和保护用继电器等。271.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.电磁式继电器 电磁式继电器结构简单、价格低廉、被广泛应用于控制系统中。其结构和工作原理与电磁式接触器相似。电压继电器：过电压和欠电压继电器电流继电器：过电流和欠电流继电器中间继电器：是一种电压继电器。表示符号281.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.电磁式继电器 29DL-10系列电流继电器DY-20C系列电压继电器1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.电磁式继电器 30JZ7系列中间继电器JZC4(CA2)系列接触器式继电器1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.电磁式继电器—中间继电器定义：在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用的继电器。它实质上属于电压继电器的一种。特点：触点多(六对甚至更多)触点电流大(额定电流为5~10A)动作灵敏(动作时间小于0.05s)可以用中间继电器来增加控制电路的回路数或放大信号。311.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.电磁式继电器—中间继电器中间继电器和接触器的区别：相同点：输入信号都是电压，都是利用电磁机构的工作原理进行工作的。不同点：中间继电器用于小电流的控制电路，在控制电路中起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用来扩展触点数量，实现逻辑控制。

接触器用于频繁地、远距离地接通或分断电动机主电路或其他负载电路。它是一种执行电器。它的触点分为主触点和辅助触点，大部分情况下它还带有灭弧装置。321.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器热继电器的作用和分类作用：当三相交流电动机长期过载运行、长期单相运行等不正常情况时，会导致电动机绕组严重过热乃至烧坏。对电动机进行过载保护的继电器即为热继电器。分类：按极数来分，可分为：单相、两相和三相式共三种类型，其中三相式热继电器常用于三相交流电动机做过载保护。按功能来分，三相式热继电器又有不带断相保护和带断相保护两种类型。331.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器341.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器工作原理热继电器主要由热元件、双金属片、触头系统等组成。351、2-双金属片；3-热元件；4-导板；5-补偿双金属片；14-推杆；6、7、9-触点；10-复位按钮1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器电动机的过载特性和热继电器的保护特性反时限特性：电动机通电时间与过载电流的平方成反比。过载特性保护特性361.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器表示符号控制电路中最常用的是热继电器的常开触点还是常闭触点？热继电器是怎样保护电机的？37?1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器热继电器保护电机的工作原理381.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.热继电器产品一般和接触器配合使用，连接方便。选型原则额定电流：比电动机的额定电流稍微大一些。动作电流：约为电动机额定电流的80%左右。注意：由于热继电器的保护特性为反时限特性，所以对于可逆运行和频繁通断的电动机，不宜采用热继电器保护，必要时可以选用装入电动机内部的温度继电器。391.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术4.时间继电器按时间原则进行动作的继电器。分类：按延时方式可分为：通电延时型、断电延时型。按工作原理可分为：有电磁式、电动机式、空气阻尼式、电子式等。最常用的是电子式时间继电器，其他产品已基本淘汰。表示符号：40通电延时线圈断电延时线圈瞬动触点通电延时常开触点通电延时常闭触点断电延时常开触点断电延时常闭触点1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术4.时间继电器

41JS7-A系列时间继电器1.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术5.速度继电器按速度原则进行动作的继电器。作用：主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。组成：主要由定子、转子和触点三部分组成。工作原理：电磁感应(P21图1-23)表示符号：421.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术6.温度继电器作用：主要应用于温度检测和保护。应用于精度要求不高的场合。温度继电器与热继电器的区别：热继电器是电流过大的情况下，热继电器内部的热元件积累到一定的热量，就会动作。它没有具体的温度指标，只有过电流指标。它用于电器的过电流保护电路中。温度继电器是在设定的温度进行转换的继电器，它不检测电流，也不需要热的积累，只要传感器检测到的温度到达设定的温度，立即会动作。它用于温度的控制电路中。431.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术7.液位继电器作用：用于液位检测。应用于精度要求不高的场合。高精度的液位传感器有差压式等产品。441.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术8.压力继电器作用：通过检测各种气体和液体压力的变化，压力继电器可以发出信号，实现对压力的检测和控制。分类：柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式。工作原理：当系统压力达到压力继电器的设定值时，发出电信号，使电气元件(如电磁铁、电动机、电磁阀)动作，从而使液路或气路卸压、换向，或关闭电动机使系统停止工作，起到安全保护的作用。451.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术9.固态继电器什么是固态继电器？固态继电器是采用半导体器件组装而成的一种无触点开关。实物及表示符号461.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术9.固态继电器优点与电磁式继电器相比，是一种没有机械运动、不含运动零件的继电器，但具有与电磁式继电器相同的功能。高寿命、高可靠性；灵敏度高、控制功率小，电磁兼容好；切换速度快。缺点漏电流大、接触电压大、触点单一、使用温度范围窄、过载能力差、价格较高。471.1.3继电器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.作用和分类作用开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用作电源的隔离、电气设备的保护和控制。分类手动开关和自动开关481.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.刀开关作用：刀开关俗称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的一种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制动、容量小于7.5KW的异步电动机。分类：按刀数可分为单极、双极和三极等。安装：刀口在上面，以防断电时由于重力而闭合。491.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.刀开关50HS系列双投刀开关HR3系列熔断器式刀开关HD系列单投刀开关1.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.低压断路器俗称空气开关，是一种自动开关。作用完成接通、分断电路；对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护；不频繁地启动异步电动机。结构组成：触头、灭弧系统和各种脱扣器511.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.低压断路器521.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.低压断路器结构和工作原理过电流脱扣器失压脱扣器热脱扣器远程控制脱扣器531—主触头；2—自由脱扣机构；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—按钮1.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术

3.低压断路器表示符号主要参数：额定电压；额定电流；通断能力：能接通和分断的短路电流值。541.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.低压断路器选型主要是选择额定电流、额定电压。对单台设备：IZ≥kIq

式中，k为安全系数，可取1.5～1.7；Iq为电动机的起动电流。对多台电动机：IZ≥k(Iqmax+电路中其它的工作电流)

式中，k也可取1.5～1.7；Iqmax为最大一台电动机的起动电流。551.1.4开关电器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.熔断器作用：用于电路的短路保护和严重过载保护。结构：主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导电部件等部分组成。其中熔体是主要部分，它既是感测元件又是执行元件。工作原理：熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计。熔断器串接于被保护电路，当电路发生短路或过载故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路，保护设备和人身安全。分类：按结构可分为：半封闭插入式、螺旋式、封闭管式；按用途可分为：工业用熔断器、快速熔断器(半导体器件保护)、特殊熔断器(自复式熔断器)。561.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.熔断器的保护特性——熔化特性/安秒特性熔化特性是指熔体的熔化电流与熔化时间之间的关系，它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性。57Ir—最小熔化电流；Ire—熔体额定电流。1.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.表示符号

4.熔断器的技术参数额定电压：熔断器长期工作时或分断后能承受的电压；额定电流：熔断器长期工作时，温升不超过规定值时所能承受的电流；极限分断能力：熔断器在额定电压和功率因数下，能分断的最大电流值。581.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术5.熔断器的选择类型的选择：主要依据负载的保护特性和短路电流的大小进行选择。溶体额定电流的选择(Ire：熔体的额定电流，Ie：负载额定电流)对阻性负载：Ire≥Ie对单台电动机：Ire≥(1.5～2.5)Ie对单台频繁启动的电动机：Ire≥(3～3.5)Ie对多台电动机：Ire≥(1.5～2.5)Iemax+ΣIe591.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术6.熔断器和热继电器的区别相同点：都属于电流保护电器，都具有反时限特性。不同点：熔断器主要用于短路保护，热继电器用于过载保护；熔断器利用的是热熔断原理，要求溶体有较高的熔断系数；热继电器利用的是热膨胀原理，要求双金属片有较高的膨胀系数；热继电器保护有较大的延迟性，而短路保护要求熔断器的动作必须具有瞬时性。601.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术7.常见熔断器61RL1螺旋式熔断器RS14系列圆筒形帽熔断器RS1系列快速熔断器HDLRS0(RS0)系列熔断器1.1.5熔断器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.主令电器的定义和作用定义：主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命令的电器。作用：主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。

621.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。组成：按钮帽、恢复弹簧、动静触头、外壳等。631.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.控制按钮工作原理：当按下按钮时，常闭触点断开，常开触点闭合；当按钮释放后，在恢复弹簧的作用下使按钮复原。表示符号：

641.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术2.控制按钮典型按钮：

65一般按钮LA42急停按钮LA42J6蘑菇头带灯按钮LA42MD6按钮开关KN12A02推拉式急停按钮LA42JT按钮盒TYX（105）按钮盒TYX（085）1.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.转换开关作用：一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。结构示意图：661.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.转换开关常见转换开关67LW8万能转换开关转换开关LW42LW2万能转换开关LW5D万能转换开关LW6型万能转换开关1.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术3.转换开关表示符号68虚线：操作手柄的位置；

：触点符号；

：当手柄位于该位置时，触点处于闭合状态。1.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术4.行程开关作用：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。表示符号：由于机械触点易磨损，反应速度慢，所以在重要场合已不再使用有触点的行程开关了。691.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术5.接近开关特点：非接触、无触点的行程开关。作用：不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。产品类型：测量金属物体和非金属物体的产品。缺点：测量距离短，抗电磁干扰能力差。701.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术6.光电开关特点：非接触、无触点，测量距离长，能方便地检测非金属材料。它具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗电磁可干扰能力强等优点。作用：非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。产品类型：对射式、反射式等。缺点：对周围的杂散光的干扰有一定要求。工作原理：利用光源、光敏器件等发射和接收。711.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术常见行程开关72柱塞缓冲式LX29-1H-1防尘单臂滚轮式LX29-2Q防尘二节滚轮式LX29-3Q防水二节滚轮式LX29-3SOMRON接近开关台湾嘉准光电开关1.1.6主令电器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.指示灯作用：在各类电器设备及电气线路中做电源指示及指挥信号、预告信号、运行信号、事故信号及其它信号的指示。2.蜂鸣器和电铃作用：声响类的指示器件，同指示灯作用相同。3.表示符号731.1.7信号电器电气控制及S7-1200PLC应用技术1.检测仪表的作用用来检测生产过程中有关参数的仪表称为检测仪表。包括传感器和变送器。2.变送器传感器的作用：直接检测各种具体物理量信号。变送器的作用：检测各种具体物理量信号，并转换成标准的电信号。变送器的接线：两线制：信号线与电源线共用；三线制：信号线与电源线的地共用；四线制：信号线与电源线分开使用。741.1.8常用检测仪表标准信号：0—5V、0—10V、-10V—10V、0—20mA、4—20mA等。电气控制及S7-1200PLC应用技术变送器的接线：两线制：信号线与电源线共用；三线制：信号线与电源线的地共用；四线制：信号线与电源线分开使用。751.1.8常用检测仪表电气控制及S7-1200PLC应用技术变送器的工作原理：3.常用检测仪表压力检测及变送器流量检测及流量计温度检测及变送器4.表示符号761.1.8常用检测仪表电气控制及S7-1200PLC应用技术1.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则771.什么是电气控制线路？用导线将电机、电器、仪表等元器件按一定的要求连接起来，并实现某种特定控制要求的电路。2.什么是电气控制系统图？为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，便于电气系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中各电器元件及其连接线路用一定的图形表达出来，这就是电气控制系统图。3.电气控制系统图的种类电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。电气控制及S7-1200PLC应用技术4.常用电气图形和文字符号电气图形符号和文字符号的国家标准GB/T4728：《电气简图用图形符号》；GB/T5465：《电气设备用图形符号》；GB/T6988：《电气技术用文件的编制》；GB7159-1987：《电气技术中的文字符号制订通则》(已废止，但还在使用)常见的电气图形符号和文字符号见书P35781.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术4.常用电气图形和文字符号791.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术4.常用电气图形和文字符号80通电延时继电器断电延时继电器1.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术4.常用电气图形和文字符号81刀开关（隔离开关）热继电器低压断路器1.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术5.电气原理图定义：根据电路工作原理用规定的图形符号绘制的图形。具有结构简单、层次分明、便于分析电路的工作原理等优点。电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。

821.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术绘制电气原理图时应遵循的原则主电路：绘在左或上部；控制线路：绘在右或下部；控制线路的电源线分列两边，按电器元件的动作顺序由上而下或者由左到右平行绘制；所有电器元件不画实际外形，而用标准图形和文字符号表示。器件的各部分分别画在完成作用的地方。各电器部件的状态处于未动作前的状态；同类电器在文字符号前或后加序号区分；两条以上导线连接处用小圆点表示电气连接；对具有循环运动的机构，应给出工作循环图，万能转换开关和行程开关应绘出动作程序和动作位置。831.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术841.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则851.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则图面区域的划分1、2、3…等数字是图区的编号，便于检索电气线路、方便阅读分析，图区编号也可设置在图的下方；图纸大时，也可在图纸左方加入a、b、c…字母图区编号；图区编号下方的文字表示该区域内对应的元件或电路的功能，便于读者更好地分析电路。861.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术符号位置的索引当一个控制系统有多页图纸时，索引非常有用。接触器、继电器的线圈、触点的索引方法接触器继电器871.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术6.电气安装接线图定义：反映各设备之间的关系、接线情况以及安装和敷设的位置等的图形。一般情况下，电气安装图和原理图需配合起来使用。作用：用于电气设备的安装、配线、维护和检修等。绘制电气安装图应遵循的主要原则如下：各电器元器件的位置、文字符号必须和电气原理图中的标注一致，同一个电器元件的各部件（如同一个接触器的触点、线圈等）必须画在一起，各电器元件的位置应与实际安装位置一致。不在同一安装板或电气柜上的电器元件或信号的电气连接一般应通过端子排连接，并按照电气原理图中的接线编号连接。走向相同、功能相同的多根导线可用单线或线束表示。画连接线时，应标明导线的规格、型号、颜色、根数和穿线管的尺寸。881.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术7.电器元件布置图定义：反映电气设备或系统中所有电器设备的实际位置、尺寸等的图形。作用：为电器设备制造、安装、维护提供必要的资料。电器元器件布置图的设计应遵循以下原则：相同类型的电器元件布置时，应把体积较大和较重的安装在控制柜或面板的下方。发热的元器件应该安装在控制柜或面板的上方或后方，但热继电器一般安装在接触器的下面，以方便与电机和接触器的连接。需要经常维护、整定和检修的电器元件、操作开关、监视仪器仪表，其安装位置应高低适宜，以便工作人员操作。强电、弱电应该分开走线，注意屏蔽层的连接，防止干扰的窜入。电器元器件的布置应考虑安装间隙，并尽可能做到整齐、美观。891.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术7.电器元件布置图901.2.1电气控制线路的图文符号及绘制原则电气控制及S7-1200PLC应用技术1.概述三相笼型异步电动机在生产实际中用量最大。其电气控制线路图大都由继电器接触器和按钮等有触点的电器组成。911.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.基本控制电路控制电路一般由逻辑电路、记忆（自锁）电路、顺序动作电路组成。1、基本逻辑电路(1)“与”逻辑电路：由两个或以上按钮开关(或继电器、接触器的触点)串联构成。(2)“或”逻辑电路：由两个或以上按钮开关(或继电器、接触器的触点)并联构成。92SB1SB2KMKMKMSB21.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.基本控制电路(3)“非”逻辑电路：触点SB和触点KA2的状态相反，具有“非”的功能。931.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.基本控制电路2、自锁电路由接触器（继电器）线圈、接触器（继电器）自身的常开辅助触点、按钮开关构成。启动按钮按下松开后，接触器（继电器）还保持通电状态。直到按下停止按钮为止。94这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为自锁。起自锁作用的触点称为自锁触点。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.基本控制电路3、顺序动作电路KA1必须先得电，KA2才能得电。951.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路(1)、用开关直接启动线路用开关QS实现电机电源的接通和断开。缺点：无法实现远控和自控961.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(2)、用接触器直接启动线路97a.点动控制动作过程:触头（KM）闭合按下按钮（SB）线圈（KM）通电电机转动；触头（KM）打开按钮松开线圈（KM）断电

电机停转。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(2)、用接触器直接启动线路98b.电动机连续运行动作过程:触头（KM）打开(2)按下停车按钮（SB1）线圈（KM）断电

电机停转。主触头（KM）闭合(1)按下启动按钮（SB2）线圈（KM）通电电机转动；辅助触头（KM）闭合线圈（KM）自锁这是最基本的电动机控制线路。是任何一个电气工程师需要熟记于心的电路。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(2)、用接触器直接启动线路方法一：用复合按钮。99c.点动+连续运行QSFRM3~ABCKMFUSB3：点动SB2：连续运行控制关系主电路控制电路1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(2)、用接触器直接启动线路方法二：加中间继电器（KA）。100c.点动+连续运行QSFRM3~ABCKMFUSB3：点动SB2：连续运行控制关系主电路控制电路1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(3)、正反转控制线路101动作过程:SBF正转SBR反转停车SB1

注意：该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SBF和SBR不能同时按下，否则会造成短路！1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(3)、正反转控制线路(加互锁)102互锁作用：正转时，SBR不起作用；反转时，SBF不起作用。从而避免两触发器同时工作造成主回路短路。KMRM3~ABCKMFFUQSFRKMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMFKMRSBR互锁将其中一个接触器的常闭触点串入另一个接触器线圈电路中，则任一接触器线圈先带电后，即使按下相反方向按钮，另一接触器也无法得电，这种联锁通常称为互锁，即二者存在相互制约的关系。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(3)、正反转控制线路(双重互锁)103KMFSB1KMFSBFFRKMRKMRKMRKMFSBRKMRM3~ABCKMFFUQSFR电气互锁机械互锁双保险机械互锁（复合按钮）电器互锁（互锁触头）1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(4)、顺序控制线路1104FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主电路控制电路KM1KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(4)、顺序控制线路2105FRSB2

KM1

KT

KM2

延时

KM2

M1起动KT

M2起动主电路同前KM1SB1SB2KTKM1KM2KM2KM2KT控制电路M1起动后，M2延时起动。1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(5)、循环控制线路106循环控制实质为电机的正反转控制，只是在行程的终端要加限位开关。正程逆程BAKMRM3~ABCKMFFUQSFR1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(5)、循环控制线路107正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA动作过程：SB2

正向运行电机停车（反向运行同样分析）

控制回路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关缺点：每次换向时需手动按下启动按钮1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术3.全压启动控制线路——(5)、自动循环控制线路108电机STaSTb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。关键措施KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTb1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术1.概述为什么要进行降压启动控制？降压启动方法定子电路串电阻（或电抗）星形—三角形自耦变压器延边三角形使用软启动器使用变频器1091.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.星形—三角形降压启动控制线路降压启动原理启动时将电动机定子绕组接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的1/，Y形连接时，加在电动机定子绕组上的电流是Δ连接时的1/3，从而减小了启动电流对电网的影响。当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。110Y△1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.星形—三角形降压启动控制线路111KM3闭合，电机接成Y形；KM2闭合，电机接成形。Y△1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.星形—三角形降压启动控制线路112KMFUQSFR电机A'xB'yC'zKM-YKM-

主电路接通电源延时KT

KM-

KM-Y

Y

转换完成SB2

KM

KT

KM-Y

KM-

KM-

KTKTKM-YKM-YKM-

KM-

KTKM-

KMSB1SB2KM控制电路FR1.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术2.星形—三角形降压启动控制线路特点和适用场合优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。适合于轻载或空载启动的场合。1131.2.2异步电动机基本控制线路电气控制及S7-1200PLC应用技术1.控制线路设计的基本要求：满足生产工艺要求；电路力求简单、布局合理、电器元件选择正确并得到充分利用；安全可靠，能长稳定运行，设有各种保护和防止发生故障的环节；便于操作安装和维修。2.常见的设计方法：一般设计法——也叫经验法。凭借实际经验，用基本线路和典型环节加以合理组合；逻辑分析法——利用逻辑代数这一数学工具设计的方法。1141.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术3.一般设计法设计中应注意的一些问题：尽量减少触点数量，简化线路：1151.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术3.一般设计法设计中应注意的一些问题：一条控制线路中，不能有两个交流电器线圈串联：两电器触点动作有先后，线圈吸合后感抗变大，先吸合的分压大，分压小的可能吸不上。1161.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术3.一般设计法设计中应注意的一些问题：合理安排电器元件连接线路，减少连接导线，保障实用安全：1171.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术3.一般设计法设计中应注意的一些问题：避免寄生电路：在控制电路的动作过程中或事故发生情况下，意外接通的电路1181.2.3电气控制线路设计实例电气控制及S7-1200PLC应用技术3.一般设计法设计中应注意的一些问题：避免线路的竞争冒险现象发生：由于触头动作时间的影响，使电路不能完成转换，因而可能发生误动作。1191.2.3电气控制线路设计实例原意：KM1得电经延时后KM2得电，同时使KM1失电。实际：如果KM2触头动作的暂态时间大于KT触头释放时间，则KM2尚未自保，KT已断。电气控制及S7-1200PLC应用技术4.逻辑设计法逻辑设计法中继电器开关逻辑函数