PLC教程1-电气控制基础

信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅控制电器各种电机电气控制电路第一章第一章电气控制基础信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅可以这么说，控制电器是一种控制电的工具。控制电器可以视为一种具有二值的逻辑原件，即开关器件。这些器件在输入条件的控制下，无论是自动的还是非自动的，其输出或者使电路完全导通（记作ON），或者使电路完全断开（记作OFF）。第一节控制电器控制电器概述：信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅第一节控制电器控制电器分类：（一）按用途分1）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如：接触器，各种控制继电器等。2）主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器。如：控制按钮、主令开关、行程开关、转换开关等。3）保护电器：用于保护电设备的电器。如：熔断器、热继电器、避雷器等。4）执行电器：指用于完成某种动作或传动功能的电器。如：电磁铁、电磁阀等。（二）按工作原理分1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器。如：交直流接触器、各种电磁式继电器等。2）非电量控制电器：靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。如：刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅第一节控制电器常见的控制电器信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅刀开关是一种手动电器，由操作手柄、触刀、静插座和绝缘地板组成；按刀数可分为单极、双极和三极。刀开关是一种手动配电电器。它主要用来隔离电源、手动接通或断开交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉等。刀开关1.1刀开关信以致远捷行弘毅Wangyang刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。1.1刀开关或QSQSQSa）b）c）a)单极b)双极c)三极刀开关的图形符号及文字符号：信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅熔断器是一种利用熔化而切断电路的保护电器。将它串接于保护电路中，当电路发生短路或严重过电流时快速自动熔断，从而切断电路电源，起到保护作用。熔断器1.2熔断器信以致远捷行弘毅Wangyang断路器由熔断管、熔断体、填料、导电部件组成。1.2熔断器熔断器的图形符号及文字符号：FU熔断器的电气符号信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅在低压控制电路中，控制按钮发布手动控制指令。按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器。它不直接控制主电路的通断，而是在控制电路中控制接触器或者继电器等，再由它们去控制主电路，故称作“主令电器”。按钮1.3按钮信以致远捷行弘毅Wangyang控制按钮一般用红色表示停止按钮，绿色表示起动按钮。1.4按钮按钮的图形符号及文字符号：按钮的符号SBSBSBa)b)c)a)常开触头b)常闭触头c)复式触头信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅接触器是用来接通或切断电动机或其他负载主电路的一种控制电器，在电力拖动自动控制线路中被广泛应用。具有动作迅速，控制容量大，使用安全方便，能频繁操作和远距离操作等优点。主要用作电动机、小型发电机、电热设备、电焊机和电容器组等各种设备的主控开关。能接通和断开负载电流，但不能切断短路电流，因此常与熔断器和热继电器等配合使用。接触器1.5接触器信以致远捷行弘毅Wangyang接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置和其它部件组成。1.5接触器接触器的图形符号及文字符号：a)b)c)KMKMKM接触器的符号a)线圈b)常开触头c)常闭触头信以致远捷行弘毅Wangyang1.5接触器信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅继电器是一种根据特定形式的输入信号而动作的自动控制电器。其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。继电器1.6继电器信以致远捷行弘毅Wangyang电磁式继电器的结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机构和触头系统构成。1.6继电器电磁式继电器的图形符号及文字符号：电磁式继电器的符号a)线圈一般符号b)电流继电器线圈c)电压继电器线圈d)触头a)b)c)KIKAKAIIKIKVUUKVd)信以致远捷行弘毅Wangyang1.61接触器与继电器的区别接触器与继电器的区别3、继电器针对特定的要求，会与其它装置组合设计成时间继电器、压力继电器等等，有附加功能，而接触器一般不会具有附加的功能。1、继电器的触头容量一般不会超过5A，小型继电器的触头容量一般只有1A或2A，而接触器的触头容量最小也有10A到20A；2、接触器的触头通常有三个主触头另外还有若干个辅助触头，而继电器的触头一般不分主辅；4、应用场合不同，接触器一般用于主回路，继电器一般用于控制回路；信以致远捷行弘毅Wangyang1、中间继电器中间继电器是电磁式继电器的一种，触头对数多，触头容量较大动作灵敏度高。中间继电器主要起信号中继作用。2、时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通和断开的自动控制电器。3、热继电器热继电器是利用电流的热效应原理实现电动机过载保护的自动控制电器。4、速度继电器速度继电器主要用作笼型异步电动机的反接制动控制。速度继电器与被控电动机的轴相连接，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，当达到一定转速，常闭触头分断，常开触头闭合。当电动机转速低于某一数值时，触头在弹簧作用下复位。5、固态继电器固态继电器（缩写SSR），是用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，输出端直接驱动大电流负载。1.62常用继电器信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。一般其选型的重要参数就是编码器的线数，即编码器旋转一圈转换成多少个脉冲信号。编码器1.7编码器信以致远捷行弘毅Wangyang编码器有一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得脉冲信号。光电编码器的原理如图所示：1.71编码器的结构信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅开关电源是维持稳定输出电压的一种电源。我们常用的直流开关电源其功能就是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。开关电源1.8开关电源信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅接近开关是一种不需要和被检测物接触用，用感应方法将被测物体的远近状态转换成电信号的无触点开关。接近开关1.9接近开关信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅1.91接近开关的接线方法接近开关按输出形式又可分为交流两线式，直流两线式和直流三线式，其中直流三线式又分为PNP输出和NPN输出。可以直接驱动继电器计数器等直流负载。内部电路负载棕黑蓝+-DC+10-24VNPN型接近开关接线图信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅1.92接近开关的接线方法内部电路负载棕黑蓝+-DC+10-24VPNP型接近开关接线图内部电路负载棕蓝+-DC两线制接近开关接线图信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅温度传感器1.10温度传感器温度传感器热电阻PtCu热电偶半导体信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电机第二节电机信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅2.1电机分类电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。电机交流电机同步电机异步电机直流电机控制电机步进电机伺服电机信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅2.2异步电机异步电机的工作原理：是通过一种旋转磁场与由这种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所感生的电流相互作用，产生电磁转矩来实现拖动作用。因此交流异步电动机只需给其提供三相交流电源便可旋转。一般对其的控制分为直接接触器控制和变频器控制。异步电机信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅2.3步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。步进电机常用于低转速，精度要求不高的场合。步进电机信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅2.4伺服电机伺服电动机又分为直流和交流伺服电动机两大类。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的闭环反馈控制系统。我公司的伺服电机实际上是一个永磁同步电机，通过编码器构成伺服电机，编码器的精度决定了伺服电机的精度。一个伺服系统关键在于伺服驱动器，伺服驱动器的性能决定了伺服系统的性能。伺服电机常用于高精度，高转速的场合。伺服电机信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅2.5工业控制系统组成变频调速器伺服驱动器步进驱动器继电器固态继电器接触器比例调节阀电动机伺服动机步进电机电炉电磁阀电动机信号等报警装置显示单元通讯模拟量脉冲量通讯人机界面HMISCADA组态软件RS422/232/485人工操作(一次仪表)传感器二次仪表IC卡其他信号反馈（开关量、模拟量、脉冲量）开关量模拟量脉冲量PLC信号部分控制部分驱动部分执行部分模拟量开关量开关量（晶体管/继电器）（频率，脉宽）信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路第三节电气控制线路信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.电气控制线路由按钮、接触器、继电器等低压电器组成的电器控制线路，具有线路简单、便于掌握、维修方便等许多优点，在老式生产机械的电气控制领域中，一直获得广泛的应用。信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.1三相笼型异步电动机点动控制线路信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.1三相笼型异步电动机点动控制线路点动控制电路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控制电路，分为主电路和控制电路两部分。主电路的电源引入采用了隔离开关QS,电动机的电源由接触器KM的主触点的通、断来控制。工作过程如下：首先合上电源开关QS启动：按下SBKM线圈得电KM主触点闭合电动机M运转停止：按下SBKM线圈失电KM主触点分断电动机M停转信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅3.1三相笼型异步电动机点动控制线路这种当按钮按下时电动机就转动，按钮松开后电动机就停转的工作方式，称为点动控制。特点：不能实现电动机的连续运转。信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.2三相异步电动机全压启动控制线路QSFRFUKMM3~工作原理:合刀开关QS按SB1→KM线圈得电按SB2→KM线圈失电M3~M3~→KM辅助触头闭合自锁→KM主触头闭合→M运转→KM辅助触头解除自锁→KM主触头断开→M停转KMSB1KMSB2FR主电路控制电路信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.2三相异步电动机全压启动控制线路这种依靠接触器自身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为自锁（或称自保）。特点：能实现电动机的连续运转。信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅电气控制线路3.3三相异步电动机正反转控制线路在许多加工现场中，经常要求电动机能够实现可逆运行。例如机床工作台的前进与后退、主轴的正转与反转、起重机吊钩的上升与下降等。这些控制工艺都要求能实现电动机的正反转切换。由三相异步电动机的工作原理可知，若将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可使电动机反转。信以致远捷行弘毅Wangyang信以致远捷行弘毅3.3三相异步电动机正反转控制线路若同时按下SB2和SB3，则接触器KM1和KM2同时得电并自锁，它们的主触点