逻辑控制系统基础知识

课堂+实验+考试一、课时安排二、课程主要内容第一章逻辑控制系统基础知识第二章常见低压电器第三章电气控制线路的设计第四章可编程逻辑控制器第五章PLC的网络通讯第一章逻辑控制系统基础知识§1.1逻辑控制系统的概念一、逻辑控制系统的定义1.什么是逻辑控制系统？逻辑控制系统和我们的生活有什么联系？1)1913年福特汽车生产线亨利.福特2)当代韩国Hyundai汽车生产线3)1886年Benz汽车产品•BenzPatent-Motorwagen•奔驰一号贝莎.本茨4)2011-2013汽车销售量排名(5)机床的自动控制1)刀具的自动进给2)刀具的调速3)电气保护(1)电梯的主要结构1)控制柜2)牵引电机3)钢缆4)配重块5)导轨(2)电梯控制系统主要组成(3)电梯控制系统工作过程6)轿厢2.电梯的逻辑控制系统63.逻辑控制系统的控制规则(1).顺序控制从而起动下一步动作。以前一步动作的完成作为信号，(2).参量控制(3).时间控制以电压、电流、功率、位置、速度、温度、压力、流量、重量等参量的值为条件，起动下一步动作。以时间为条件决定下一步动作。4.逻辑控制系统的定义根据外界输入的特定信号和某种要求，自动地接通和断开电路，断续地或连续地改变电路参数或运行状态，实现对电路或非电对象的切换、控制、调节和保护的一种自动控制电路。二、逻辑控制系统的分类1.继电器/接触器控制系统2.可编程控制系统使用了大量继电器、接触器，控制规则通过元器件之间看得见摸得着的线路连接在一起来实现。元器件以及控制规则都由软件的形式存储在可编程控制器的存储器中。三、继电器/接触器控制系统的基本组成1.决策部分2.执行部分按钮、开关、接触器、继电器等电动机、电磁阀等§1.2电动机的电力拖动基础一、电力拖动的定义将各种电动机作为原动机使机械产生运动，完成一定的生产任务的形式。二、电力拖动系统的组成电源电动机控制设备工作机构三、电力拖动系统的运动方程1.旋转运动方程T——电动机电磁转矩TL——负载转矩n——电动机转速2.运动状态(1).加速(2).静止或匀速(3).减速2375LGDdnTTdt3.电动机的运转状态(1)正常运转电磁转矩与转速的方向相同(2)电气制动电磁转矩与转速的方向相反4.电动机的制动方法(1)自由停车(2)机械制动(3)电气制动能耗制动、反接制动与回馈制动四、电动机的负载类型1.恒转矩负载生产机械的负载转矩TL的大小不随转速n变化的大小变化，这种特性称为恒转矩负载特性。根据负载转矩的方向特点又分为反抗性和位能性负载两种。(1)反抗性负载1)特点是负载转矩TL的大小不变，但其方向始终与电动机转速n的方向相反。2)当电动机的旋转方向改变时，负载转矩TL的方向也随之改变。3)轧钢机、传送机具有反抗性负载特性。(2)位能性负载1)负载转矩由重力作用产生，不论电动机的转速方向变化与否，负载转矩TL的大小和方向始终不变。2)例如起重设备提升重物时，其作用方向与电动机旋转方向相反；当下放重物时，负载转矩变为驱动转矩，其作用方向与电动机旋转方向相同，促使电动机旋转。2.恒功率负载(1)特点是当转速变化时，负载从电动机吸收的功率为恒定值。9.55LPTnP——功率(2)例如，一些机床切削加工，车床粗加工时，切削量大，用低速挡；精加工时，切削量小，用高速挡。3.通风机负载2TKn(1)负载转矩的大小与转速n2成正比。K为常数(2)通风机、水泵、油泵等。五、直流电动机的起动与制动2aeemRUnTCCC1.直流电动机的机械特性Ce——电动势常数Cm——转矩常数——磁通量2.直流电动机的机械特性曲线曲线说明：电枢回路中串联电阻值越大电机的起动电流越小3.他励直流电动机的电枢回路串电阻分级起动a)电动机等效回路b)电动机特性曲线KM1KM2KM(1)起动电流小(2)各级电磁力矩较一致，加速度较均匀该起动方式的优点：4.他励直流电动机的能耗制动a)电动机能耗制动状态时的等效回路b)电动机特性曲线KM1KM1KM1(1)反抗性负载转速降为零后，电动机停车(2)位能性负载转速将为零后，反向加速，直至匀速下降5.他励直流电动机的反接制动a)电动机反接制动时的等效回路b)电动机特性曲线KM1KM1KM2KM2(1)电枢反接制动(2)转速反接制动1)如果位能性负载非常重，负载转矩大于电动机起始转矩,2)则负载重物不会上升，而是下降，3)此时拖动转矩T为正，n为负，电动机处于制动状态。电动机特性曲线6.回馈制动电动机转速大于理想空载转速，且转速与拖动转矩方向相反电动机反接制动机械特性曲线2maxmmTTssss六、交流电动机的起动与制动1.交流电机的机械特性Tmax——最大电磁转矩S——转差率Sm——临界转差率2.交流电机的机械特性曲线3.三相交流电动机的定子绕组串电阻分级起动交流电机串电阻分级起动原理图4.三相交流电动机的能耗制动(a)交流电机能耗制动原理图KM1KM2(b)交流电机能耗制动特性(3)交流电动机能耗制动原理定子绕组中通入的直流电流，形成固定磁场，转子切割固定磁场，形成感生电流。磁场与感生电流互相作用，产生与电机转速方向相反的力矩，使电机制动。5.交流电动机的电枢反接制动(1)交流电机电枢反接制动原理图(2)交流电机电枢反接制动特性曲线(3)电枢反接制动的特点：•优点：制动效果强，速度快•缺点：消耗能量大，如要停车，需要自动控制电路切断电源•适用于快速停车与反向。