电气控制及PLC应用技术 三菱 教学课件 ppt 作者 彭小平 模块二课件

模块二 常用低压电器控制系统的设计安装和调试,【知识目标】 1掌握绘制电气控制线路图的基本规则和识读要点。 2掌握常用低压电器控制系统的典型环节控制基本控制原理。 3掌握常用低压电器的安装和使用方法，以及电路接线工艺要求。 4掌握常用低压电器的控制系统的设计方法。 【能力目标】 1能通过阅读电气原理图分析各种典型控制环节的工作原理。 2能够根据设备要求选择低压电器的类型和规格参数。 3能够进行电气控制线路的设计、安装、接线、调试、维修和维护。,2.1知识链接,2.1.1电气控制系统图概述 电气控制系统是由许多电器元件按一定要求连接而成的。为了表达电气控制系统的结构组成、原理等设计意图，同时也为了便于系统的安装、调试、使用和维修，将电气控制系统中的各电器元件的连接用一定的图形表达出来，在图样上用规定的图形符号表示各电气元件，并用文字符号说明各电气元件，这样的图样叫做电气图。 1电气图的常用符号 电气图，也称电气控制系统图。图中必须根据国家标准，用统一的文字符号、图形符号及画法，以便于设计人员的绘图与现场技术人员、维修人员的识读。在电气图中，代表电动机、各种电器元件的图形符号和文字符号应按照我国已颁布实施的有关国家标准绘制。电气图示符号有图形符号、文字符号及回路标号等。电器元件的图形符号、文字符号必须采用最新国家标准，即GB/T472819962000电气图用图形符号详细参见附录A、GB698819932002电气制图、GB71591987电气技术中的文字符号制定通则及GB40261992电器设备接线端子和特定导线线端的识别及应用字母数字系统的通则。,（1）图形符号,图形符号通常用于图样或其他文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。图形符号含有符号要素、一般符号和限定符号等组成。 1）符号要素 它是一种具有确定意义的简单图形，必须同其他图形结合才构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触电的符号就由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。如三相绕线式异步电动机是由定子、转子及各自的引线等几个符号要素构成的，这些符号要求有确切的含义，但一般不能单独使用，其布置也不一定与符号所表示的设备的实际结构相一致。 2）一般符号 用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。它们是各类元器件的基本符号,如一般电阻器、电容器的符号，如电动机可用一个圆圈表示。 3）限定符号 是一种加在其他符号上提供附加信息的符号。限定符号一般不能单独使用，但它可使图形符号更具多样性。如在电阻器一般符号的基础上分别加上不同的限定符号，则可得到可变电阻器、压敏电阻器、热敏电阻器等。,2文字符号,文字符号用于电气技术领域中技术文件的编制，也可以标注在电气设备、装置和元器件上或近旁，以表示电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特性。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 （1）基本文字符号 基本文字符号有单字母符号与双字母符号两种。单字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如“C”表示电容器类，“R”表示电阻器类等。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一个字母在后的次序排列，如“F”表示保护器件类，则“FU”表示为熔断器，“FR”表示为热继电器。如“M”代表电动机类，则“MD”代表直流电动机。文字符号适用于电气技术领域中文件的编制，也可表示在电气设备、装置和元器件上或其近旁，以标明电气设备、装置和元器件的名称、功能和特征。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号，要求用大写正体拉丁字母表示。 （2）辅助文字符号 辅助文字符号用来表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。如“L”表示限制，“M”表示中间线，“RD”表示红色等。辅助文字符号也可以放在表示种类的单字母符号之后组成双字母符号，如“YB”表示，“SP”表示压力传感器等。辅助字母还可以单独使用，如“ON”表示接通，“PE”表示保护接地等， “N”表示中性线等。,3接线端子标记,（1）三相交流电路引入线采用L1、L2、L3、N、PE标记，直流系统的电源正、负线分别用L+、L标记。 （2）分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W的前面加上阿拉伯数字1、2、3等来标记，如1U、1V、1W、2U、2V、2W等。 （3）各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各结点的代号，从上到下按数值大小顺序标记。如U11表示M1电动机的第一相的第一个节点代号，U21表示M1电动机的第一相的第二个节点代号，以此类推。 （4）三相电动机定子绕组首端分别用U1、V1、W1标记，绕组尾端分别用U2、V2、W2标记，电动机绕组中间抽头分别用U3、V3、W3标记。 （5）控制电路采用阿拉伯数字编号。标注方法按“等电位”原则进行，在垂直绘制的电路中，标号顺序一般按自上而下、从左至右的规律编号。凡是被线圈、触点等元件所间隔的接线端点，都应标以不同的线号。,2.1.2 电气图的绘制,常用的电气图包括：电气原理图、电器元件布置图、电气安装接线图。各种图纸的图纸尺寸一般选用297×210、297×420、297×630、297×840mm、四种幅面，特殊需要可按GB126-74机械制图国家标准选用其他尺寸。 1电气原理图 用图形符号、文字符号、项目代号等表示电路各个电气元件之间的关系和工作原理的图称为电气原理图。它应根据简单、清晰的原则，采用电器元件展开的形式来绘制，而不按电器元件的实际位置来画，也不反映电器元件的大小。电气原理图是用来表示电路中各电器元件的导电部件的连接关系和工作原理。电气原理图结构简单、层次分明，适用于研究和分析电路工作原理其作用是为了分析电路的工作原理，指导控制系统或设备的安装、调试与维修。同时也是编制电气安装接线图的依据，因此在设计部门和生产现场得到广泛应用。,而如图2-1所示的三相异步电动机的全压起动控制线路电气原理图中，根据工作原理把主电路和控制电路清楚地分开画出，虽然同一电器的各部件（譬如接触器的线圈和触点）是分散画在各处的，但它们的动作是相互关联的，为了说明它们在电气上的联系，也为了便于识别，同一电器的各个部件均用相同的文字符号来标注。例如，接触器KM1的触点、吸引线圈，都用KM1来标注；接触器KM2的触点和线圈，都用KM2来标注。,（1）电气原理图的绘制原则如下：,1）电气原理图中的电器元件是按未通电和没有受外力作用时的状态绘制。 在不同的工作阶段，各个电器的动作不同，触点时闭时开。而在电气原理图中只能表示出一种情况。因此，规定所有电器的触点均表示在原始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。对接触器来说，是线圈未通电，触点未动作时的位置；对按钮来说，是手指未按下按钮时触点的位置；对热继电器来说，是常闭触点在未发生过载动作时的位置等等。 2）触点的绘制位置。 使触点动作的外力方向必须是：当图形垂直放置时为从左到右，即垂线左侧的触点为常开触点，垂线右侧的触点为常闭触点；当图形水平放置时为从下到上，即水平线下方的触点为常开触点，水平线上方的触点为常闭触点。 3）主电路、控制电路和辅助电路应分开绘制。主电路是设备的驱动电路，是从电源到电动机大电流通过的路径；控制电路是由接触器和继电器线圈、各种电器的触点组成的逻辑电路，实现所要求的控制功能；辅助电路包括信号、照明、保护电路。 4）动力电路的电源电路绘成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路应垂直与电源电路。 5）主电路用垂直线绘制在图的左侧，控制电路用垂直线绘制在图的右侧，控制电路中的耗能元件画在电路的最下端。 6）图中自左而右或自上而下表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。 7）图中有直接电联系的交叉导线的连接点（即导线交叉处）要用黑圆点表示。无直接电联系的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。 8）在原理图的上方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用，在继电器、接触器线圈下方列有触点表，以说明线圈和触点的从属关系。,2电器元件布置图,电器元件布置图主要是表明电气设备上所有电器元件的的实际位置，为电气设备的安装及维修提供必要的资料。电器元件布置图可根据电气设备的复杂程度集中绘制或分别绘制。图中不需标注尺寸，但是各电器代号应与有关图纸和电器清单上所有的元器件代号相同，在图中往往留有10%以上的备用面积及导线管（槽）的位置，以供改进设计时用。 电器元件布置图的绘制原则： （1）绘制电器元件布置图时，机床的轮廓线用细实线或点划线表示，电器元件均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。 （2）绘制电器元件布置图时，电动机要和被拖动的机械装置画在一起；行程开关应画在获取信息的地方；操作手柄应画在便于操作的地方。 （3）绘制电器元件布置图时，各电器元件之间，上、下、左、右应保持一定的间距，并且应考虑器件的发热和散热因素，应便于布线、接线和检修。,3电气安装接线图,电气安装接线图主要用于电气设备的安装配线、线路检查、线路维修和故障处理。在图中要表示出各电气设备、电器元件之间的实际接线情况，并标注出外部接线所需的数据。在电气安装接线图中各电器元件的文字符号、元件连接顺序、线路号码编制都必须与电气原理图一致。 电气安装接线图的绘制原则： （1）绘制电气安装接线图时，各电器元件均按其在安装底板中的实际位置绘出。元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。 （2）绘制电气安装接线图时，一个元件的所有部件绘在一起，并用点划线框起来，有时将多个电器元件用点划线框起来，表示它们是安装在同一安装底板上的。 （3）绘制电气安装接线图时，安装底板内外的电器元件之间的连线通过接线端子板进行连接，安装底板上有几条接至外电路的引线，端子板上就应绘出几个线的接点。 （4）绘制电气安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。,电气原理图,3.接触器自锁控制,自锁触点,热继电器 热元件,热继电器 常闭触点,一、单向旋转控制,工作原理,电气原理图,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,短路保护 ：FU1、FU2,一、单向旋转控制,短路保护 ：FU1、FU2,过载保护 ：FR,一、单向旋转控制,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,电气原理图,短路保护 ：FU1、FU2,一、单向旋转控制,3.接触器自锁控制,工作原理,保护环节,欠压、失压保护 ：KM,电气原理图,过载保护 ：FR,开关切换,4连续与点动混合控制,按钮切换,一、单向旋转控制,开关切换,点动控制：SA断开,4连续与点动混合控制,一、单向旋转控制,一、单向旋转控制,开关切换,4连续与点动混合控制,主电路,点动控制：SA断开,连续控制：SA闭合,控制电路,按钮切换,4连续与点动混合控制,工作原理：,连续控制：松开按钮SB3,点动控制：按下按钮SB3,一、单向旋转控制,主电路实现顺序控制,5顺序控制,控制电路实现顺序控制,要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式,一、单向旋转控制,顺序启动同时停止控制,顺序启动逆序停止控制,顺序启动同时停止控制,特点:,电气原理图：,控制电路,顺序控制,顺序启动逆序停止控制,电气原理图：,特点:,主电路,控制电路,一、单向旋转控制,多地控制,特点：,工作原理：,在两地或多地控制同一台电动机的控制方式 启动(常开)按钮并联，停止(常闭)按钮串联,三地控制,二、可逆旋转控制,电路形式:,电动机原理：,改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向,倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转 位置控制,1.倒顺开关控制正反转控制 电路,5.5KW以下的电动机电路 直接控制电动机正反转,特点:,电气原理图：,应用:,主电路,控制电路,用倒顺开关实现电源调相,倒顺开关,2.按钮控制正反转控制电路,主电路：,KM2,控制电路：,正转按钮,反转按钮,工作原理：,缺点：,基