春第章PLC繼電接觸控制系統(tǒng)

1、1 預備知識預備知識 繼電接觸控制系統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng) 一、各種控制電器一、各種控制電器 控制電器：接通和斷開電路的開關(guān)類電器；或調(diào)節(jié)、控制、控制電器：接通和斷開電路的開關(guān)類電器；或調(diào)節(jié)、控制、保護作用的控制類電器。保護作用的控制類電器。例如，對電動機的控制，要根據(jù)生產(chǎn)要求對電動機進行起動、停例如，對電動機的控制，要根據(jù)生產(chǎn)要求對電動機進行起動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動控制。這就必須用到開關(guān)、繼止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動控制。這就必須用到開關(guān)、繼電器等控制電器。電器等控制電器。 低壓控制電器：小于交流低壓控制電器：小于交流1200V，或者小于直流，或者小于直流1500V的控制的控制電器。電

2、器。 由控制電器組成的，完成某一控制功能的控制系統(tǒng)，就是繼由控制電器組成的，完成某一控制功能的控制系統(tǒng)，就是繼電接觸（器）控制系統(tǒng)。電接觸（器）控制系統(tǒng)。21、斷路器、斷路器 斷路器可以分斷斷路器可以分斷大電流大電流，例如，例如工作電流、短路故障電流工作電流、短路故障電流等。等。3 具有兩種保護功能的斷路器：具有兩種保護功能的斷路器： 過流（或短路）保護、欠壓（或失壓）保護過流（或短路）保護、欠壓（或失壓）保護鎖鉤鎖鉤主觸點主觸點手動閉合手動閉合 過流過流 脫扣器脫扣器 欠壓欠壓 脫扣器脫扣器連桿裝置連桿裝置釋放彈簧釋放彈簧4分勵脫扣器急停按鈕過載保護過流保護失壓保護過電流脫扣器失電壓脫扣器熱

3、脫扣器QF斷路器圖形符號（具有功能示意）具有三種保護具有三種保護功能的斷路器功能的斷路器過流（或短路）過流（或短路）、過載（熱）過載（熱）、欠壓（或失壓）保護欠壓（或失壓）保護，并能，并能遠距離分斷（又叫緊急分斷、急停）。遠距離分斷（又叫緊急分斷、急停）。5漏電保護開關(guān)：漏電檢測漏電保護開關(guān)：漏電檢測+斷路器斷路器 漏電保護開關(guān)原理圖漏電保護開關(guān)原理圖 62、隔離開關(guān)（刀閘）：只能空載操作或分斷小電流。、隔離開關(guān)（刀閘）：只能空載操作或分斷小電流。73、接觸器：小電流、小電壓控制大電流、大電壓。、接觸器：小電流、小電壓控制大電流、大電壓?；秒姶盆F作用，使觸頭接通或斷開，實現(xiàn)電路基利用電磁鐵

4、作用，使觸頭接通或斷開，實現(xiàn)電路遠距離頻遠距離頻繁通斷繁通斷。還具有一些。還具有一些基本保護基本保護功能功能主要控制電動機。主要控制電動機?？刂迫萘看?、工作可靠、壽命長控制容量大、工作可靠、壽命長等優(yōu)點。等優(yōu)點。分為分為交流接觸器交流接觸器和和直流接觸器直流接觸器，二者之間的差異主要是滅弧，二者之間的差異主要是滅弧方法不同。直流接觸器滅弧要求高。方法不同。直流接觸器滅弧要求高。8a）接觸器外形）接觸器外形 b）接觸器內(nèi)部）接觸器內(nèi)部接觸器圖接觸器圖9交流接觸器工作原理交流接觸器工作原理三個常開主觸點，三個常開主觸點，至少兩個至少兩個輔助觸點輔助觸點。主觸點采取主觸點采取滅弧滅弧措施措施，通斷能

5、力強；輔助觸點滅弧能力弱，用，通斷能力強；輔助觸點滅弧能力弱，用來構(gòu)成控制電路。來構(gòu)成控制電路。為為減小鐵損減小鐵損，交流接觸器的鐵心由，交流接觸器的鐵心由硅鋼片硅鋼片疊成；疊成；為為消除鐵心的顫動和噪音消除鐵心的顫動和噪音，鐵心的部分端面加，鐵心的部分端面加短路環(huán)。短路環(huán)。10如何選用接觸器？如何選用接觸器？額定電流選擇：額定電流選擇：I Ie e KI KIN N（K K裕度系數(shù)，一般取裕度系數(shù)，一般取1 11.41.4。）。）CJ10CJ10系列接觸器主觸點的額定電流有系列接觸器主觸點的額定電流有5 5、1010、2020、4040、7575、120A120A等。等。工作電壓選擇：交流工

6、作電壓選擇：交流220220、380380、660V660V；直流；直流2424、220V220V等。等。電磁鐵線圈的電源種類、頻率和額定電壓：如交流電磁鐵線圈的電源種類、頻率和額定電壓：如交流220220、380V380V，直流直流5 5、2424、220V220V等等輔助觸點種類、數(shù)量、額定電流。輔助觸點種類、數(shù)量、額定電流。114、繼電器、繼電器根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時間、速度、溫度、壓力根據(jù)電量（電流、電壓）或非電量（時間、速度、溫度、壓力等）變化，實現(xiàn)觸點通斷，完成控制或保護的功能。等）變化，實現(xiàn)觸點通斷，完成控制或保護的功能。電磁式繼電器最常見。電磁式繼電器最常見。12中

7、間繼電器：是電磁式繼電器的一種，將電流、電壓容量中間繼電器：是電磁式繼電器的一種，將電流、電壓容量“放放大大”。 觸點鐵心線圈反力彈簧絕緣連桿(a)中間繼電器示意圖觸點線圈KAKAA1A2(b)中間繼電器圖形符號13熱繼電器熱繼電器由發(fā)熱元件；雙金屬片；觸頭等組成。由發(fā)熱元件；雙金屬片；觸頭等組成。感受電流熱量，實現(xiàn)觸點通斷。感受電流熱量，實現(xiàn)觸點通斷。常用作電動機的過載保護。常用作電動機的過載保護。 主電路中的畫法主電路中的畫法控制電路中的畫法控制電路中的畫法KHKH14單用作斷路器的過載保護器件稱為熱脫扣器。文字符號單用作斷路器的過載保護器件稱為熱脫扣器。文字符號FR 過載保護過流保護失壓

8、保護QF15時間繼電器時間繼電器利用電磁或機械原理，實現(xiàn)觸點延時通、斷，完成延時控制。利用電磁或機械原理，實現(xiàn)觸點延時通、斷，完成延時控制。有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等類型。有電磁式、電動式、空氣阻尼式、晶體管式等類型。16通電延時型時間繼電器通電延時型時間繼電器以空氣阻尼式時間繼電器為例以空氣阻尼式時間繼電器為例17斷電延時型時間繼電器斷電延時型時間繼電器以空氣阻尼式時間繼電器為例以空氣阻尼式時間繼電器為例18V晶體管時間繼電器：晶體管時間繼電器：S閉合后，電容閉合后，電容C開開始充電，使得始充電，使得V延時導通，延時導通，KA吸合。當吸合。當S斷開，斷開，V截止，截止，KA釋放

9、，釋放，19 工作過程：當合上開關(guān)工作過程：當合上開關(guān)S時時(t=0)，電源電壓，電源電壓E通過電阻通過電阻R開開始向電容始向電容C充電。剛開始，穩(wěn)壓管充電。剛開始，穩(wěn)壓管VW不能導通，不能導通，KA不能得電不能得電，處于釋放狀態(tài)；當，處于釋放狀態(tài)；當t=t1時，時，Uc增加到增加到U1，于是，于是VW被擊穿，被擊穿，三極管三極管V導通，電源經(jīng)導通，電源經(jīng)R與與VW供給三極管供給三極管V基極電流，集電極基極電流，集電極電流推動繼電器電流推動繼電器KA吸合，達到延時動作的目的。吸合，達到延時動作的目的。 當斷開當斷開S S時，時，C C就通過就通過VWVW與三極管與三極管V V很快放電（此時它們

10、的電很快放電（此時它們的電阻很?。韬苄。琔cUc很快下降，但當很快下降，但當UcUc稍許減小后稍許減小后VWVW就恢復阻斷狀態(tài)就恢復阻斷狀態(tài)；V V截止，截止，KAKA釋放，可見釋放過程是非?？斓?，延時很小，所釋放，可見釋放過程是非?？斓?，延時很小，所以該繼電器為吸合延時，釋放后電容上電壓（電荷）將以該繼電器為吸合延時，釋放后電容上電壓（電荷）將自然地自然地放掉放掉，到等于零時就可以接受下一次動作了。，到等于零時就可以接受下一次動作了。 延時的大小主要決定于充電過程的快慢，即決定于延時的大小主要決定于充電過程的快慢，即決定于R R和和C C的的大小。調(diào)節(jié)旋鈕就是調(diào)節(jié)電阻大小。調(diào)節(jié)旋鈕就是

11、調(diào)節(jié)電阻R R的大小，因此精度不大。的大小，因此精度不大。20速度繼電器速度繼電器感應速度變化，轉(zhuǎn)換成觸點信號。感應速度變化，轉(zhuǎn)換成觸點信號。一般情況，轉(zhuǎn)速一般情況，轉(zhuǎn)速120rmin時觸點動作，時觸點動作，100rmin左右時復左右時復位。位。符號符號215、熔斷器、熔斷器由熔體和安裝熔體的絕緣管（絕緣座）組成。電流增大時，熔由熔體和安裝熔體的絕緣管（絕緣座）組成。電流增大時，熔體熔斷，切斷電路，起到短路保護（對電機回路而言）作用。體熔斷，切斷電路，起到短路保護（對電機回路而言）作用。常用熔斷器常用熔斷器（一）插入式熔斷器（低壓電路）（一）插入式熔斷器（低壓電路）（二）螺旋式熔斷器（機床電器

12、控制，防震）（二）螺旋式熔斷器（機床電器控制，防震）（三）無填料密閉式熔斷器（低壓電網(wǎng)）（三）無填料密閉式熔斷器（低壓電網(wǎng)）（四）有填料密閉式熔斷器（高壓電路，滅弧能力強）（四）有填料密閉式熔斷器（高壓電路，滅弧能力強）（五）快速熔斷器（五）快速熔斷器（6ms，半導體電路），半導體電路）（六）自恢復熔斷器（使用方便）（六）自恢復熔斷器（使用方便）22熔斷器的反時限特性熔斷器的反時限特性熔斷器的熔斷時間隨電流的增大而縮短，是熔斷器的熔斷時間隨電流的增大而縮短，是反時限特性。反時限特性。熔斷器的選擇熔斷器的選擇IRN為額定電流；為額定電流；IR為最小熔化電流或臨界為最小熔化電流或臨界電流。電流。對

13、于穩(wěn)定負載，如照明等，對于穩(wěn)定負載，如照明等， IRN 不小于或略不小于或略大于額大于額 IN 。對于電機負載對于電機負載， I IRNRN = = （1.5-2.51.5-2.5）I IN N t-熔斷時間 I-流過熔斷器的電流熔斷器的時間-電流特性曲線 236、按鈕、按鈕按下后觸點翻轉(zhuǎn)，按下后觸點翻轉(zhuǎn)，松開后彈起復位。松開后彈起復位。復合按鈕復合按鈕按鈕顏色按鈕顏色含義含義說明說明應用示例應用示例紅紅緊急緊急危險或緊急情危險或緊急情況操作況操作急停急停停止停止黃黃異常異常異常情況操作異常情況操作干預制止異常情況干預制止異常情況綠綠正常正常正常情況下起正常情況下起動操作動操作起動起動藍藍強制

14、性強制性要求強制情況要求強制情況下操作下操作復位功能復位功能白、白、灰灰、黑黑未賦予未賦予特定含特定含義義起動起動/接通（優(yōu)先）接通（優(yōu)先）停止停止/斷開斷開247、位置開關(guān)（行程開關(guān)）：感受位置變化，轉(zhuǎn)化為觸點信號。、位置開關(guān)（行程開關(guān)）：感受位置變化，轉(zhuǎn)化為觸點信號。25二、電機典型控制電路分析二、電機典型控制電路分析1、點動運行、點動運行FU控制過程：控制過程：1、按下按鈕、按下按鈕SB，KM線圈得電，線圈得電，KM主觸點閉合，電機運轉(zhuǎn)；主觸點閉合，電機運轉(zhuǎn)；2、松開按鈕、松開按鈕SB，KM線圈斷電，線圈斷電，KM主觸點斷開，電機停止。主觸點斷開，電機停止。短路保護短路保護熔斷器；熔斷器

15、；缺相、欠壓保護缺相、欠壓保護接觸器接觸器缺少熱繼，會導致什么？缺少熱繼，會導致什么？主電路的主電路的FU和控制電路的和控制電路的FU各起什么作用？各起什么作用？262、連續(xù)運行（長動）、連續(xù)運行（長動）啟動啟動按鈕按鈕停止停止按鈕按鈕自保點自保點具有的保護功能：具有的保護功能：1、短路保護、短路保護熔斷器；熔斷器；2、過載保護、過載保護熱繼電器。熱繼電器。3、缺相、欠壓保護、缺相、欠壓保護接觸器接觸器FUKMSB1KMSB2KHM3M3ABCKMFUQSKH若三相負荷平衡，若三相負荷平衡， 只接兩相就可以。只接兩相就可以。發(fā)熱發(fā)熱元件元件發(fā)熱發(fā)熱元件元件熱繼電熱繼電器觸頭器觸頭熱繼電熱繼電器

16、觸頭器觸頭273、點動、點動+連續(xù)運行連續(xù)運行 第一種方法：加中間繼電器第一種方法：加中間繼電器 SB：點動：點動 SB2：長動：長動 特點：動作可靠特點：動作可靠 第二種方法：用復合按鈕第二種方法：用復合按鈕 SB3：點動：點動 SB2：長動：長動 特點：動作不可靠特點：動作不可靠 體會什么是體會什么是“先斷后通先斷后通”KMSB1KMSB2KHSB3KMSB1KMSB2KHSB3SBKASB1KASB2KHKMKA284、兩地控制、兩地控制 例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機例如：甲、乙兩地同時控制一臺電機 方法：方法：“串停止，并起動串停止，并起動”。5、三相異步電機正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電

17、機正反轉(zhuǎn)控制 1）一般實現(xiàn)思路）一般實現(xiàn)思路注意：要想改變轉(zhuǎn)向，必須先停車！否則。注意：要想改變轉(zhuǎn)向，必須先停車！否則。操作過程：操作過程：SBF按下，電機正轉(zhuǎn)；按下，電機正轉(zhuǎn)； SB1按下，電機停車（按下，電機停車（必須必須）；）； SBR按下，電機反轉(zhuǎn)。按下，電機反轉(zhuǎn)。M3M3ABCKMFFUQSKHKMRKMRKMFKMFKMFSB1SBFKMFSB1SBFKMRKMRSBRKMRKMRSBRKMRSBRKH30 2）加電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制）加電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制（重點）（重點）互鎖作用：正轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)按鈕互鎖作用：正轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)按鈕SBR不起作用；反轉(zhuǎn)不起作用；反轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)按鈕時，正轉(zhuǎn)按鈕

18、SBF不起作用。兩按鈕不起作用。兩按鈕“不碰面不碰面”，避免主回路短路。避免主回路短路。注意：要改變轉(zhuǎn)向，必需先停車，否則沒反應。注意：要改變轉(zhuǎn)向，必需先停車，否則沒反應。M3M3ABCKMFFUQSKHKMRKMR31 3）加雙重互鎖（電氣、機械）的電機正反轉(zhuǎn)控制）加雙重互鎖（電氣、機械）的電機正反轉(zhuǎn)控制機械閉鎖和電氣互鎖都是防止接觸器短路。機械閉鎖和電氣互鎖都是防止接觸器短路。機械閉鎖更加可靠，防止觸點粘連造成電源短路；機械閉鎖更加可靠，防止觸點粘連造成電源短路；不必停車直接改變轉(zhuǎn)向。不必停車直接改變轉(zhuǎn)向。M3M3A B CKMF FUQSKHKMRKMR326、電機行程控制：當運動部件到

19、達一定位置時，借助行程開關(guān)，、電機行程控制：當運動部件到達一定位置時，借助行程開關(guān)，控制電機的停車或往返運行?？刂齐姍C的停車或往返運行。 1）限位停車）限位停車控制回路控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASTASB3STBKMRKMRKMF限位開關(guān)限位開關(guān)限位開關(guān)限位開關(guān)33 2）自動往復：限位開關(guān)采用復合式開關(guān)。正向運行時，到停）自動往復：限位開關(guān)采用復合式開關(guān)。正向運行時，到停車的瞬間，起動反向運行；反向運行時也是這樣。車的瞬間，起動反向運行；反向運行時也是這樣。正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)KMRSBRKMFKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbKMRKMRSBRKMFKMF

20、SB1KMFSBFKMRKMRSTaSTbSBRKMFKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTaSTaSTb34 7、順序控制、順序控制 1）控制要求：只有）控制要求：只有M1起動后，起動后，M2才能起動。才能起動。 只有先后順序要求，沒有延時要求。只有先后順序要求，沒有延時要求。 M2可單獨停?？蓡为毻?。M1起動起動M2起動起動FUKM2KH2AB CFUM3AB CKM1KH1M3主電路主電路FU2KM2AB CFUM3AB CKM1M3主電路主電路AB CFU1M3AB CKM1M3主電路主電路KM1KM1KM2SB3SB4KH2KM2KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KH1KM

21、1KM1SB1SB2KM1SB1SB2KM1 控制電路控制電路 2）M1起動后，起動后，M2延時起動（延時起動（M2不能單獨停）。不能單獨停）。FUKM2KH2AB CFUM3AB CKM1KH1M3主電路主電路FU2KM2AB CFUM3AB CKM1M3主電路主電路AB CFU1M3AB CKM1M3主電路主電路36 M1起動后，起動后，M2延時起動，延時起動，M2能單獨停能單獨停378、三相異步電動機的起動、三相異步電動機的起動（重點）（重點） 1）Y 起動起動KMFUQSKH電機電機繞組繞組電機電機繞組繞組AxByCzKM -YKM -YKM- KM- 主電路主電路38 Y 起動起動簡

22、化簡化控制控制電路電路KMFUQSKH電機電機繞組繞組電機電機繞組繞組AxByCzKM -YKM -YKM- KM- 主電路主電路簡化控制電路簡化控制電路39 Y 起動傳統(tǒng)控制電路起動傳統(tǒng)控制電路KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起動起動控制電路控制電路KHKM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起動起動KM- KTKTKM-YKM-YKM- KM- KTKM- KMSB1SB2KMY Y 起動起動KM- KTKM- KMSB1SB2KMKMSB1SB2KMKMSB1SB2KMSB1SB2KM

23、Y Y 起動起動互鎖互鎖KMFUQSKH電機電機繞組繞組電機電機繞組繞組AxByCzKM -YKM -YKM- KM- 主電路主電路傳統(tǒng)控制電路傳統(tǒng)控制電路402）自耦降壓起動控制電路）自耦降壓起動控制電路（重點）（重點）413）頻敏變阻器起動）頻敏變阻器起動頻敏變阻器：類似于自耦降壓器。整塊鑄鋼鐵心，外布銅繞組。頻敏變阻器：類似于自耦降壓器。整塊鑄鋼鐵心，外布銅繞組。起動過程中阻抗變化：起動過程中阻抗變化：1）等效電阻等效電阻R開始大，以后逐漸減小開始大，以后逐漸減小。起動初始轉(zhuǎn)子電流大，。起動初始轉(zhuǎn)子電流大，頻率高，引起磁通飽和度大，渦流損耗大，等效電阻頻率高，引起磁通飽和度大，渦流損耗大

24、，等效電阻R大。大。2）感抗）感抗 L變化不大。開始時變化不大。開始時大，但大，但磁通飽和，電感磁通飽和，電感L小。小。結(jié)束時雖然結(jié)束時雖然小，但小，但磁通不飽和，電感磁通不飽和，電感L大。因此大。因此始終始終 L變變 化不大?；淮?。因此，整個過程中，電阻因此，整個過程中，電阻R由大變小，感抗基本不由大變小，感抗基本不變，因此叫頻敏變，因此叫頻敏變阻變阻器。器。42頻敏變阻器起動優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，維護方便，頻敏變阻器起動優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，維護方便，平滑啟動。平滑啟動。 缺點：電感存在，缺點：電感存在，cos較低，起動轉(zhuǎn)矩并不很大，適于繞線較低，起動轉(zhuǎn)矩并不很大，適于繞線式

25、電動機輕載啟動。式電動機輕載啟動。43頻敏變阻器頻敏變阻器起動控制電路起動控制電路449、制動、制動1）反接制動）反接制動當轉(zhuǎn)速低于當轉(zhuǎn)速低于100轉(zhuǎn)左右時，速度繼電器復位，反接制動停止。轉(zhuǎn)左右時，速度繼電器復位，反接制動停止。45 反接制動控制圖的另一種畫法：豎排畫法反接制動控制圖的另一種畫法：豎排畫法462）正反轉(zhuǎn)反接制動）正反轉(zhuǎn)反接制動473）電磁抱閘制動）電磁抱閘制動 A、 持續(xù)剎閘型持續(xù)剎閘型 電機運行時不剎閘，電機停止時剎閘。電機運行時不剎閘，電機停止時剎閘。優(yōu)點：電機停車后，剎閘使電機優(yōu)點：電機停車后，剎閘使電機不能自由轉(zhuǎn)動，適合用于起重機。不能自由轉(zhuǎn)動，適合用于起重機。缺點：電機運行時