电气控制基础知识-培训

1电气控制基础基本知识|控制元件|常见电路目录1基本知识2常用控制元件3传感器的应用4基本控制电路5常见的电机控制6电路绘图工具电气控制基本知识控制电路图什么叫电气控制•电气控制电路图是采用统一的图形和文字符号按照控制功能绘制的图纸•是电气工作人员的工程语言，也是设备动作的说明书•通过控制电路图能详细了解线路的工作原理•便于对设备电路的测试和寻找故障•高速公路常见电气控制：风机、汽通门、水泵、双电源切换、栏杆机、发卡机电气控制电路是各种生产设备的重要组成部分•由于生产设备的种类繁多•各种电力拖动系统的控制方式和控制要求各不相同•因此掌握电气控制系统的基本分析方法是电工的基本技能电路基本组成电气控制电路是由电源、负载、控制元件和连接导线组成的并能够实现预定动作功能的闭合回路。在电气控制电路中目前应用最广泛的是由各种有触点的电器，如接触器、继电器、按钮等有各种触点电器组成的控制电路，这样电路也称为继电控制电路。如图所示是一个电动机顺序启动的控制电路的基本控制组成。控制电路主电路（又称为一次回路）和控制电路（又称为二次回路）主电路：是电源向负载输送电能的电路，即发电→输电→变电→配电→用电能的电路，它通常包括了发电机、变压器、各种开关、互感器、接触器、母线、导线、电力电缆、熔断器、负载(如电动机、照明和电热设备)等。控制电路：是为了保证主电路安全、可靠、正常、经济合理运行的而装设的控制、测量、监视、指示电路，它主要是由控制开关、继电器、脱扣器、测量仪表、指示灯、音响灯光信号设备组成两大部分电气控制图主要特点电气控制图与其他的工程图纸有着很大的区别，不像其他图纸要标明元件或设备的具体位置和尺寸，而电气控制图只表明系统或装置的电气关系，所以它具有其独特的一面，电气控制图的主要特点如下：用图形符号、连接线或简化外形来表示电气关系和连接关系的一种图纸关系清楚采用统一的电气元件或设备的图形符号、文字符号和连线表示的要画出电气元件的外形构造简洁明了依据控制需要表达的内容而定，便于看出功能关系不考虑实际位置，突出工作原理和操作过程，按动作顺序从上至下，从左至右布局合理常用文字和图形符号文字符号名称代号名称代号发电机G电能表PJ电动机M指示灯HL熔断器FU接线柱X断路器QF插头XP接触器KM插座XS控制开关（旋钮）SA变压器T/TM按钮SB电流互感器TA时间继电器KT电压互感器TV电流继电器KA电阻器R电压继电器KV电容器C热继电器KH/FR蓄电池GB隔离开关QS常用文字和图形符号图形符号作图工具优点：有丰富的图表符号上手简单亿图图示常用低压控制元件接通和开关电路常用控制元件名称种类开关电器隔离开关、断路器、交流接触器、倒顺开关主令电器控制按钮、转换开关、组合开关控制电器时间继电器、信号灯、中间继电器、温度继电器、压力继电器、电温度计、速度继电器等保护电器低压熔断器、热继电器、电涌保护器、电机保护器漏电保护器执行元件电动机、制动器、电磁阀开关电器特点：不能带负荷操作可以切断小负荷电流刀开关控制小容量的用电设备或线路胶壳刀闸、开关板用刀闸、封闭式熔断负荷开关等开关电器特点：过载和短路保护可以用作不频繁的启动和转换断路器低压自动开关（空气开关）、框架式断路器QF三极小知识断路器工作原理结构：过流脱扣器欠压脱扣器小知识隔离开关QF断路器QS隔离开关和断路器容易混淆开关电器特点：低电流启动高电流可以远距离控制频繁接通、断开电路不具备过载保护功能交流接触器（二次回路最基础、最重要的元件）主要控制对象是电动机、可以实现启动和正反转运行也可以控制电热器、电焊机、照明回路等电力负荷小知识接触器的工作原理线圈铁芯衔铁主触头弹簧辅助触头M3~电机开关电器特点：不具备失压保护和过载保护功能倒顺开关控制三相电机正转、反转、停机主令电器特点：不直接控制主电路在控制电路中发出“指令”控制按钮触点容量一般不超过5A，具有动开、动闭或组合功能SB常开按钮常闭按钮复合按钮SBSB1324576主令电器特点：不直接控制主电路在控制电路中发出“指令”转换开关可以用在电压、电流表（多相）切换，直流电动机正反转控制，远程、就地控制切换等SA控制电路时间继电器可以用在电压、电流表（多相）切换，直流电动机正反转控制，远程、就地控制切换等断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开经过一段时间延时后触头才动作的继电器控制电器信号传递与转换中间继电器中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同，区别是什么？KAKAKA线圈常开触头常闭触头控制电器指示电路电源是否正常信号灯从二次回路取电，接触器辅助触点做为开关驱动控制电器机械碰撞实现电路接通行程开关实现正反转控制、限位控制等功能控制电路压力继电器利用气体、液体压力来启动电气接点温度升高到一定值，接通断开电路机械旋转信号转化为开闭电路温度继电器速度继电器保护电路电流产生的热量分断电路熔断器如何选择保险丝的容量？保护电路主要用于电动机过载保护热继电器热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。如何设定热继电器额定电流数值？热元件常闭触头常开触头保护电路电涌保护器并联在主回路上，过电压时起到保护作用利用电子测量装置，断开电路，有辅助电源的，可以监视各种运行状态并发出信号电动机保护器漏电保护器电涌保护器漏电电流达到或超过额定值，自动断开电路剩余电流动作保护器1.在厨房、水池等潮湿环境，容易发生漏电的场所选用2.和断路器有什么区别？3.有哪些注意事项？漏电保护器接法TT系统严禁保护线连接前端N极TN-C系统TN-S系统保护线与电源线的PEN连接禁止零线N和保护线PE混用或连接执行元件和负载电动机电能转化为机械能缩短停车时间电磁制动器电磁阀控制液体和气体的方向、流量、速度等三相电机三相异步电机是感应电动机的一种，是靠同时接入380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。电动机一般是三相异步电机接线盒内部：6个端子分别是3个绕组的两端常见的三相电机控制电路启动时星形连接，启动以后再转换为三角启动，可以降低启动电流，Y-启动方式（区别于全压直接启动）1V1W2U1W1U2V2Y联结W1U1V1W2U2V2U2U1W2V1V2W1联结U1V1W1W2U2V2常见的三相电机控制电路2正反转控制三相电按120°顺序导通。通过两个接法不同的交流接触器更换任意两相的相序，即可实现反转33222211单相交流电机通过主副线圈切换来实现正反转直流电机通过互换正负极实现正反转传感器的应用功能全面应用广泛传感器的作用12345传感器与传统的继电元件不同，传感器是一种物理装置，能够探测和感受外界的信号变化，如光、热、湿度的变化或化学组成（如烟雾），并将所探测的信息传递给其控制装置，是现代自动化控制中的重要元件。温度、湿度、压力、位移、流量、液位、力、加速度、气体等按物理量分类电学（电阻、电容、电感、磁电等）、磁学、光电式、电荷、半导体、电化学等按工作原理分类开关量、模拟量、脉冲式、代码式、数字式按输出信号分类范围、精度、灵敏度、稳定性输入变化时的变化特性静态和动态指标输入输出值曲线，灵敏度和精度稳定度一般成反比输入量的分辨力灵敏度和分辨力传感器的接法通讯模块数据发送到远端，进行远程采集和控制电气元件通过继电器直接控制执行元件控制仪表输出各种控制指令显示屏显示测量数据，为设备管理提供依据变送器接PLC或单片机，进行数据处理后执行转换模块在电脑显示数据，向软件提供数据传感器案例电涌保护器通过压力电阻变化输出重量数据压力传感器应用：称台、称勾、压力传送带电涌保护器测量是否发生遮挡优点：检测精确，误差小应用最广泛的传感器接近传感器应用：发卡机、垃圾桶、客货车识别、超高检测、倒车雷达、远程门禁、金库报警、脚踏报警、隧道开灯控制等传感器案例电涌保护器测量物体发生的位移情况、、物体到传感器的距离、物体规则度检测等位移、距离传感器应用：机器人控制、物体高度和长度的数值测量、路面平整度检查传感器案例电涌保护器隔离式测量非接触液位传感器应用：水池水塔、无人机农药自动喷洒、鱼缸、污水处理传感器案例电涌保护器感应板上没有水滴时，继电器不动作，滴上一滴水，继电器吸合，启动相关设备雨滴传感器、湿度传感器应用：雨天自动控制设备启动，开关窗等操作农业上可以雨天自动停止浇水养护、道路监控、机房管理方面也有很多应用传感器案例电涌保护器根据线圈转速测量风速风速传感器应用：风机控制、环境控制、温室、发电机运行检查（配合烟雾传感器）传感器案例电涌保护器全新肌电生物检测技术，获取人体表面肌信号肌电传感器应用：动作捕捉、人机交互传感器案例如何选择传感器适用环境采购传感器要考虑使用环境，如湿度、温度、防水等级、探头的清洁需要等根据控制的需要选择传感器的输出方式避免再增加继电器回路适用电源5V/12V/24V/110V/220V根据精度和环境合理选用传感器电源寻找平衡点（增加额外的电源还是确保低电平的稳定性）输出方式检测特性要根据精度、量程、灵敏度、检测距离等指标选择传感器，正确、稳定的反映相关数据传感器的主要输出方式检测后进行常开常闭转换开关量输出数字信号数字式供正电压，输出负电压扩展：NPNNO/NCNPN供负电压，输出正电压PNP输出串口模拟信号RS-485基本控制电路一些典型的控制原理点动控制按钮SB常开点接通，接触器KM线圈得电，KM主触点闭合，设备开始工作松开按钮SB后，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，设备停止运行需要动作时按下按钮自锁运行按一下按钮时，按钮SB常开点接通，接触器KM线圈得电，KM主触点和辅助触点闭合，按钮松开后，设备开始工作。这个控制图有什么问题吗？按下按钮后持续运行除非断开隔离开关，否则无法停止因此要增加停止按钮（取常闭触点），按下SB2后，KM线圈断电，主回路断开。点动、运行互换点动时按下SB2，KM线圈得电，负载运转，KM自锁触点也被断开，不会持续运行。按下SB1，启动自动运行可以单独点动，又可以长期运行运行时按下SB2，会发生什么？互锁回路按下SB1，KM1线圈得电，KM1主触点接通，正转SB1常闭辅助断开，按SB2不会导致KM2得电松开SB1后，按SB2，电机反转，按SB1也不会导致KM1得电工作按钮互锁接触器互锁两台电机或正反转控制时按下SB1，KM1得电时辅助常闭触点断开按SB2,KM2不会接通以上两个回路都是松开按钮就会停止的，怎么持续运行：1、将SB换成SA（旋钮）2、或者在按钮两边并联接触器常闭触点（不要忘了加停止按钮）两地控制按下SB2或者SB4，接触器都能得电自锁按下SB1或SB3，接触器都能断开主回路和控制回路两个不同地点都可以启动和断开A地B地汽通门的控制还需要整合什么功能？1、两地控制两台电机2、电机正反转符合某个条件就能启动（并联启动按钮）符合某个条件就能中止（串联停机按钮）条件控制SB2和SB3都接通以后，km得电实现自锁设备持续运行需要多个按钮同时按下的场景符合多个条件才能启动模式一：同时按下启动模式2：符合一些条件后，按下按钮启动K1、K2…….多个开关/传感器接通后按SB2，KM得电实现自锁，设备持续运行根据K1，K2的安装位置决定运行过程中不符合条件后的断开方式1、只作为启动条件2、同时作为启动断开条件顺序启动按下SB2，KM1吸合，M1启动KM1吸合后，按SB4，KM2吸合，M2启动KM1没有吸合前，按SB4无效例如：加液后再搅拌按顺序启动设备延时控制按下SB2启动，中间继电器KA得电，KA辅助触点闭合并自锁，KT得电，开始计时，到达指定时间后，KT吸合，KT辅助触点闭合，KM得电并自锁，设备开始运转同时KM辅助常闭点断开，KA\KT停止工作按下SB1，KM停止工作，自锁回路断开，设备停止运行例子：接入时间继电器的控制为什么要增加中间继电器KA？保持时间继电器KT得电，没有KA，抬