14春-第0章-PLC继电接触控制系统解析.ppt

1 预备知识预备知识 继电接触控制系统继电接触控制系统 一、各种控制电器一、各种控制电器•控制电器：接通和断开电路的开关类电器；或调节、控制、保控制电器：接通和断开电路的开关类电器；或调节、控制、保护作用的控制类电器护作用的控制类电器例如，对电动机的控制，要根据生产要求对电动机进行起动、停例如，对电动机的控制，要根据生产要求对电动机进行起动、停止、正转、反转、调速、制动控制这就必须用到开关、继电止、正转、反转、调速、制动控制这就必须用到开关、继电器等控制电器器等控制电器•低压控制电器：小于交流低压控制电器：小于交流1200V，或者小于直流，或者小于直流1500V的控制的控制电器•由控制电器组成的，完成某一控制功能的控制系统，就是继电由控制电器组成的，完成某一控制功能的控制系统，就是继电接触（器）控制系统接触（器）控制系统21、断路器、断路器 断路器可以分断断路器可以分断大电流大电流，例如，例如工作电流、短路故障电流工作电流、短路故障电流等3 具有两种保护功能的断路器：具有两种保护功能的断路器： 过流（或短路）保护、欠压（或失压）保护过流（或短路）保护、欠压（或失压）保护锁钩锁钩主触点主触点手动闭合手动闭合 过流过流 脱扣器脱扣器 欠压欠压 脱扣器脱扣器连杆装置连杆装置释放弹簧释放弹簧4分励脱扣器急停按钮过载保护过流保护失压保护过电流脱扣器失电压脱扣器热脱扣器QF断路器图形符号（具有功能示意）具有三种保护具有三种保护功能的断路器功能的断路器过流（或短路）过流（或短路）、、过载（热）过载（热）、、欠压（或失压）保护欠压（或失压）保护，并能，并能远距离分断（又叫紧急分断、急停）。

远距离分断（又叫紧急分断、急停）5漏电保护开关：漏电检测漏电保护开关：漏电检测+断路器断路器 漏电保护开关原理图漏电保护开关原理图 62、隔离开关（刀闸）：只能空载操作或分断小电流隔离开关（刀闸）：只能空载操作或分断小电流　　　　73、接、接触器：小电流、小电压控制大电流、大电压触器：小电流、小电压控制大电流、大电压•基利用电磁铁作用，使触头接通或断开，实现电路基利用电磁铁作用，使触头接通或断开，实现电路远距离频远距离频繁通断繁通断还具有一些还具有一些基本保护基本保护功能功能•主要控制电动机主要控制电动机•控制容量大、工作可靠、寿命长控制容量大、工作可靠、寿命长等优点•分为分为交流接触器交流接触器和和直流接触器直流接触器，二者之间的差异主要是灭弧，二者之间的差异主要是灭弧方法不同直流接触器灭弧要求高方法不同直流接触器灭弧要求高8a）接触器外形）接触器外形 b）接触器内部）接触器内部接触器图接触器图9交流接触器工作原理交流接触器工作原理•三个常开主触点，三个常开主触点，至少两个至少两个辅助触点辅助触点•主触点采取主触点采取灭弧灭弧措施措施，通断能力强；辅助触点灭弧能力弱，用，通断能力强；辅助触点灭弧能力弱，用来构成控制电路。

来构成控制电路•为为减小铁损减小铁损，交流接触器的铁心由，交流接触器的铁心由硅钢片硅钢片叠成；叠成；•为为消除铁心的颤动和噪音消除铁心的颤动和噪音，铁心的部分端面加，铁心的部分端面加短路环10如何选用接触器？如何选用接触器？•额定电流选择：额定电流选择：I Ie e≥ KI≥ KIN N（（K K—裕度系数，一般取裕度系数，一般取1 1～～1.41.4CJ10CJ10系列接触器主触点的额定电流有系列接触器主触点的额定电流有5 5、、1010、、2020、、4040、、7575、、120A120A等•工作电压选择：交流工作电压选择：交流220220、、380380、、660V660V；直流；直流2424、、220V220V等•电磁铁线圈的电源种类、频率和额定电压：如交流电磁铁线圈的电源种类、频率和额定电压：如交流220220、、380V380V，直流，直流5 5、、2424、、220V220V等等•辅助触点种类、数量、额定电流辅助触点种类、数量、额定电流114、继电器、继电器•根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力根据电量（电流、电压）或非电量（时间、速度、温度、压力等）变化，实现触点通断，完成控制或保护的功能。

等）变化，实现触点通断，完成控制或保护的功能•电磁式继电器最常见电磁式继电器最常见12中间继电器：是电磁式继电器的一种，将电流、电压容量中间继电器：是电磁式继电器的一种，将电流、电压容量“放放大大” 13热继电器热继电器•由发热元件；双金属片；触头等组成由发热元件；双金属片；触头等组成•感受电流热量，实现触点通断感受电流热量，实现触点通断•常用作电动机的过载保护常用作电动机的过载保护 主电路中的画法主电路中的画法控制电路中的画法控制电路中的画法KHKH14单用作断路器的过载保护器件称为热脱扣器文字符号单用作断路器的过载保护器件称为热脱扣器文字符号FR 过载保护过流保护失压保护QF15时间继电器时间继电器•利用电磁或机械原理，实现触点延时通、断，完成延时控制利用电磁或机械原理，实现触点延时通、断，完成延时控制•有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等类型有电磁式、电动式、空气阻尼式、晶体管式等类型16通电延时型时间继电器通电延时型时间继电器以空气阻尼式时间继电器为例以空气阻尼式时间继电器为例17断电延时型时间继电器断电延时型时间继电器以空气阻尼式时间继电器为例以空气阻尼式时间继电器为例18V晶体管时间继电器：晶体管时间继电器：S闭合后，电容闭合后，电容C开开始充电，使得始充电，使得V延时导通，延时导通，KA吸合。

当吸合当S断开，断开，V截止，截止，KA释放，释放，19 工作过程：当合上开关工作过程：当合上开关S时时(t=0)，电源电压，电源电压E通过电阻通过电阻R开开始向电容始向电容C充电刚开始，稳压管充电刚开始，稳压管VW不能导通，不能导通，KA不能得电，不能得电，处于释放状态；当处于释放状态；当t=t1时，时，Uc增加到增加到U1，于是，于是VW被击穿，三被击穿，三极管极管V导通，电源经导通，电源经R与与VW供给三极管供给三极管V基极电流，集电极电基极电流，集电极电流推动继电器流推动继电器KA吸合，达到延时动作的目的吸合，达到延时动作的目的 当断开当断开S S时，时，C C就通过就通过VWVW与三极管与三极管V V很快放电（此时它们的电很快放电（此时它们的电阻很小），阻很小），UcUc很快下降，但当很快下降，但当UcUc稍许减小后稍许减小后VWVW就恢复阻断状态；就恢复阻断状态；V V截止，截止，KAKA释放，可见释放过程是非常快的，延时很小，所以释放，可见释放过程是非常快的，延时很小，所以该继电器为吸合延时，释放后电容上电压（电荷）将该继电器为吸合延时，释放后电容上电压（电荷）将自然地放自然地放掉掉，到等于零时就可以接受下一次动作了。

到等于零时就可以接受下一次动作了 延时的大小主要决定于充电过程的快慢，即决定于延时的大小主要决定于充电过程的快慢，即决定于R R和和C C的的大小调节旋钮就是调节电阻大小调节旋钮就是调节电阻R R的大小，因此精度不大的大小，因此精度不大20速度继电器速度继电器•感应速度变化，转换成触点信号感应速度变化，转换成触点信号•一般情况，转速一般情况，转速120r／／min时触点动作，时触点动作，100r／／min左右时复左右时复位符号符号215、熔断器、熔断器由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成电流增大时，熔由熔体和安装熔体的绝缘管（绝缘座）组成电流增大时，熔体熔断，切断电路，起到短路保护（对电机回路而言）作用体熔断，切断电路，起到短路保护（对电机回路而言）作用常用熔断器常用熔断器（一）插入式熔断器（低压电路）（一）插入式熔断器（低压电路）（二）螺旋式熔断器（机床电器控制，防震）（二）螺旋式熔断器（机床电器控制，防震）（三）无填料密闭式熔断器（低压电网）（三）无填料密闭式熔断器（低压电网）（四）有填料密闭式熔断器（高压电路，灭弧能力强）（四）有填料密闭式熔断器（高压电路，灭弧能力强）（五）快速熔断器（（五）快速熔断器（6ms，半导体电路），半导体电路）（六）自恢复熔断器（使用方便）（六）自恢复熔断器（使用方便）22熔断器的反时限特性熔断器的反时限特性熔断器的熔断时间随电流的增大而缩短，是熔断器的熔断时间随电流的增大而缩短，是反时限特性。

反时限特性熔断器的选择熔断器的选择•IRN为额定电流；为额定电流；IR为最小熔化电流或临界为最小熔化电流或临界电流•对于稳定负载，如照明等，对于稳定负载，如照明等， IRN 不小于或略不小于或略大于额大于额 IN •对于电机负载对于电机负载，， I IRNRN = = （（1.5-2.51.5-2.5））I IN N t-熔断时间 I-流过熔断器的电流熔断器的时间-电流特性曲线 236、按钮、按钮按下后触点翻转，按下后触点翻转，松开后弹起复位松开后弹起复位复合按钮复合按钮按钮颜色按钮颜色含义含义说明说明应用示例应用示例红红紧急紧急危险或紧急情危险或紧急情况操作况操作急停急停停止停止黄黄异常异常异常情况操作异常情况操作干预制止异常情况干预制止异常情况绿绿正常正常正常情况下起正常情况下起动操作动操作起动起动蓝蓝强制性强制性要求强制情况要求强制情况下操作下操作复位功能复位功能白、白、灰灰、、黑黑未赋予未赋予特定含特定含义义起动起动/接通（优先）接通（优先）停止停止/断开断开247、位置开关（行程开关）：感受位置变化，转化为触点信号位置开关（行程开关）：感受位置变化，转化为触点信号。

25二、电机典型控制电路分析二、电机典型控制电路分析1、点动运行、点动运行FU控制过程：控制过程：1、按下按钮、按下按钮SB，，KM线圈得电，线圈得电，KM主触点闭合，电机运转；主触点闭合，电机运转；2、松开按钮、松开按钮SB，，KM线圈断电，线圈断电，KM主触点断开，电机停止主触点断开，电机停止•短路保护短路保护——熔断器；熔断器；•缺相、欠压保护缺相、欠压保护——接触器接触器•缺少热继，会导致什么？缺少热继，会导致什么？•主电路的主电路的FU和控制电路的和控制电路的FU各起什么作用？各起什么作用？262、连续运行（长动）、连续运行（长动）启动启动按钮按钮停止停止按钮按钮自保点自保点具有的保护功能：具有的保护功能：1、短路保护、短路保护——熔断器；熔断器；2、过载保护、过载保护——热继电器热继电器3、缺相、欠压保护、缺相、欠压保护——接触器接触器FUKMSB1KMSB2KHM3~M3~ABCKMFUQSKH若三相负荷平衡，若三相负荷平衡， 只接两相就可以只接两相就可以发热发热元件元件发热发热元件元件热继电热继电器触头器触头热继电热继电器触头器触头273、点动、点动+连续运行连续运行 第一种方法：加中间继电器第一种方法：加中间继电器 SB：点动：点动 SB2：长动：长动 特点：动作可靠特点：动作可靠 第二种方法：用复合按钮第二种方法：用复合按钮 SB3：点动：点动 SB2：长动：长动 特点：动作不可靠特点：动作不可靠 体会什么是体会什么是“先断后通先断后通”KMSB1KMSB2KHSB3KMSB1KMSB2KHSB3SBKASB1KASB2KHKMKA284、两地控制、两地控制 例如：甲、乙两地同时控制一台电机例如：甲、乙两地同时控制一台电机 方法：方法：“串停止，并起动串停止，并起动”。

5、三相异步电机正反转控制、三相异步电机正反转控制 1）一般实现思路）一般实现思路注意：要想改变转向，必须先停车！否则注意：要想改变转向，必须先停车！否则操作过程：操作过程：SBF按下，电机正转；按下，电机正转； SB1按下，电机停车（按下，电机停车（必须必须）；）； SBR按下，电机反转按下，电机反转M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMFKMFKMFSB1SBFKMFSB1SBFKMRKMRSBRKMRKMRSBRKMRSBRKH30 2）加电气互锁的正反转控制）加电气互锁的正反转控制（重点）（重点）互锁作用：正转时，反转按钮互锁作用：正转时，反转按钮SBR不起作用；反转不起作用；反转时，正转按钮时，正转按钮SBF不起作用两按钮不起作用两按钮“不碰面不碰面”，，避免主回路短路避免主回路短路注意：要改变转向，必需先停车，否则没反应注意：要改变转向，必需先停车，否则没反应M3~M3~ABCKMFFUQSKHKMRKMR31 3）加双重互锁（电气、机械）的电机正反转控制）加双重互锁（电气、机械）的电机正反转控制机械闭锁和电气互锁都是防止接触器短路。

机械闭锁和电气互锁都是防止接触器短路机械闭锁更加可靠，防止触点粘连造成电源短路；机械闭锁更加可靠，防止触点粘连造成电源短路；不必停车直接改变转向不必停车直接改变转向M3~M3~A B CKMF FUQSKHKMRKMR326、电机行程控制：当运动部件到达一定位置时，借助行程开关，、电机行程控制：当运动部件到达一定位置时，借助行程开关，控制电机的停车或往返运行控制电机的停车或往返运行 1）限位停车）限位停车控制回路控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASTASB3STBKMRKMRKMF限位开关限位开关限位开关限位开关33 2）自动往复：限位开关采用复合式开关正向运行时，到停）自动往复：限位开关采用复合式开关正向运行时，到停车的瞬间，起动反向运行；反向运行时也是这样车的瞬间，起动反向运行；反向运行时也是这样正转正转反转反转KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbKMRKMRSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTaSTb34 7、顺序控制、顺序控制 1）控制要求：只有）控制要求：只有M1起动后，起动后，M2才能起动。

才能起动 只有先后顺序要求，没有延时要求只有先后顺序要求，没有延时要求 M2可单独停可单独停M1起动起动M2起动起动FUKM2KH2AB CFUM3~AB CKM1KH1M3~主电路主电路FU2KM2AB CFUM3~AB CKM1M3~主电路主电路AB CFU1M3~AB CKM1M3~主电路主电路KM1KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KH1KM1KM1SB1SB2KM1SB1SB2KM1 控制电路控制电路 2））M1起动后，起动后，M2延时起动（延时起动（M2不能单独停）不能单独停）FUKM2KH2AB CFUM3~AB CKM1KH1M3~主电路主电路FU2KM2AB CFUM3~AB CKM1M3~主电路主电路AB CFU1M3~AB CKM1M3~主电路主电路36 M1起动后，起动后，M2延时起动，延时起动，M2能单独停能单独停378、三相异步电动机的起动、三相异步电动机的起动（重点）（重点） 1））Y－－ 起起动动KMFUQSKH电机电机绕组绕组电机电机绕组绕组A'xB'yC'zKM -YKM -YKM-  KM-  主电路主电路38 Y－－ 起起动动简简化化控制控制电电路路KMFUQSKH电机电机绕组绕组电机电机绕组绕组A'xB'yC'zKM -YKM -YKM-  KM-  主电路主电路简化控制电路简化控制电路39 Y－－ 起起动传统动传统控制控制电电路路KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y－－ 起动起动控制电路控制电路KHKM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y－－ 起动起动KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y－－ 起动起动KM- KTKM- KMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMSB1SB2KMY Y－－ 起动起动互锁互锁KMFUQSKH电机电机绕组绕组电机电机绕组绕组A'xB'yC'zKM -YKM -YKM-  KM-  主电路主电路传统控制电路传统控制电路402）自耦降压起动控制电路）自耦降压起动控制电路（重点）（重点）413）频敏变阻器起动）频敏变阻器起动频敏变阻器：类似于自耦降压器。

整块铸钢铁心，外布铜绕组频敏变阻器：类似于自耦降压器整块铸钢铁心，外布铜绕组起动过程中阻抗变化：起动过程中阻抗变化：1））等效电阻等效电阻R开始大，以后逐渐减小开始大，以后逐渐减小起动初始转子电流大，起动初始转子电流大，频率高，引起磁通饱和度大，涡流损耗大，等效电阻频率高，引起磁通饱和度大，涡流损耗大，等效电阻R大2）感抗）感抗 ωω L变化不大开始时变化不大开始时ωω大，但大，但磁通饱和，电感磁通饱和，电感L小结束时虽然结束时虽然ωω小，但小，但磁通不饱和，电感磁通不饱和，电感L大因此始终始终ωω L变变 化不大因此，整个过程中，电阻因此，整个过程中，电阻R由大变小，感抗基本不由大变小，感抗基本不变，因此叫频敏变，因此叫频敏变阻变阻器42频敏变阻器起动优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平频敏变阻器起动优点：结构较简单，成本较低，维护方便，平滑启动 　　　　缺点：电感存在，缺点：电感存在，cosΦ较低，起动转矩并不很大，适于绕线较低，起动转矩并不很大，适于绕线式电动机轻载启动式电动机轻载启动43频敏变阻器频敏变阻器起动控制电路起动控制电路449、制动、制动1）反接制动）反接制动当转速低于当转速低于100转左右时，速度继电器复位，反接制动停止。

转左右时，速度继电器复位，反接制动停止45 反接制动控制图的另一种画法：竖排画法反接制动控制图的另一种画法：竖排画法462）正反转反接制动）正反转反接制动473）电磁抱闸制动）电磁抱闸制动 A、、 持续刹闸型持续刹闸型 电机运行时不刹闸，电机停止时刹闸电机运行时不刹闸，电机停止时刹闸优点：电机停车后，刹闸使电机优点：电机停车后，刹闸使电机不能自由转动，适合用于起重机不能自由转动，适合用于起重机缺点：电机运行时电磁铁消耗电缺点：电机运行时电磁铁消耗电能、运行中易产生噪音能、运行中易产生噪音48B、瞬间刹闸型、瞬间刹闸型 电磁铁只有按下停止按钮瞬间通电、刹闸电磁铁只有按下停止按钮瞬间通电、刹闸优点：节能优点：节能缺点：停车后电机自缺点：停车后电机自由转动，不安全，不由转动，不安全，不能用于起重场所能用于起重场所494）能耗制动：停止按钮按下后，通过对电机通入直流电流）能耗制动：停止按钮按下后，通过对电机通入直流电流形成磁场，对转子惯性转动形成阻力，消耗转子动能形成磁场，对转子惯性转动形成阻力，消耗转子动能505）电机阻容制动：电机停车时接通电容，电机的剩磁立即发）电机阻容制动：电机停车时接通电容，电机的剩磁立即发电，由电容提供持续的电流作为电机定子励磁，电机输出电流，电，由电容提供持续的电流作为电机定子励磁，电机输出电流，消耗在外接电阻上，电机转子能量逐渐减少而制动。

消耗在外接电阻上，电机转子能量逐渐减少而制动51作作 业业1.画出电机正反转控制的主电路图、控制电路图，说出画出电机正反转控制的主电路图、控制电路图，说出控制过程为什么加互锁？电气互锁和机械互锁的作控制过程为什么加互锁？电气互锁和机械互锁的作用有什么区别？用有什么区别？2.画出电机画出电机Y－－ 起起动动的主的主电电路和控制路和控制电电路，路，说说出控制出控制过过程3.画出画出电电机自耦降机自耦降压压起起动动的主的主电电路和控制路和控制电电路，路，说说出控出控制制过过程524.下图为机床工作台自动往返行程控制电路，行程开关下图为机床工作台自动往返行程控制电路，行程开关ST1、、ST2分别装在机床机身的两侧需要返回的位置，挡铁装在分别装在机床机身的两侧需要返回的位置，挡铁装在工作台上试分析该电路的工作过程，并说明行程开关工作台上试分析该电路的工作过程，并说明行程开关ST3、、ST4以及接触器以及接触器KM1和和KM2的常闭触点的作用的常闭触点的作用。