第五章、繼電接觸器控制系統(tǒng)

1、跳轉到第一頁第五章、繼電接觸器控制系統(tǒng)第五章、繼電接觸器控制系統(tǒng)第一節(jié)、常用低壓繼電器第二節(jié)、三相異步電動機的控制電路第三節(jié)、可編程序控制器常識跳轉到第一頁第一節(jié)、常用低壓繼電器低壓電器：用于交流1200V以下或直流1500V以下電路的電器。主要有開關、接觸器、繼電器、按鈕等一、開關一、開關1、刀開關、刀開關 一種手動電器，用來接通和斷開電路，刀開關可分為開啟式負荷開關、 封閉式負荷開關、組合開關、 熔斷器式刀開關等 開啟式負荷開關又稱閘刀開關。 閘刀開關沒有滅弧裝置，僅以上、膠蓋為遮護以防止電弧傷人。通常作為隔離開關，用于不頻繁地接通或斷開的電路中。跳轉到第一頁2. 封閉式負荷開關封閉式負荷

2、開關 封閉式負荷開關又稱鐵殼開關。其結構如圖 所示。 它與閘刀開關基本相同， 但在鐵殼開關內裝有速斷彈簧， 它的作用是使閘刀快速接通和斷開，以消除電弧。另外，在鐵殼開關內還設有聯(lián)鎖裝置，即在閘刀閉合狀態(tài)時，開關蓋不能開啟，以保證安全。鐵殼開關的型號有HH10、 HH11等系列。 跳轉到第一頁3. 組合開關組合開關 組合開關又稱為轉換開關。組合開關的外形如圖 所示。它的刀片(動觸片)是轉動的，能組成各種不同的線路。 動觸片裝在有手柄的絕緣方軸上，方軸可90旋轉，動觸片隨方軸的旋轉使其與靜觸片接通或斷開。它的型號有HZ5、 HZ10、 HZ15等系列。 刀開關電路符號刀開關電路符號QS跳轉到第一頁

3、二、按鈕二、按鈕 按鈕是一種手動操作接通或斷開控制電路的主令電器。 它主要控制接觸器和繼電器，也可作為電路中的電氣聯(lián)鎖。常態(tài)(未受外力)時，靜觸點1、2通過橋式動觸點5閉合，所以稱1、2為常閉(動斷)觸點。靜觸點3、4分斷，所以稱之為常開(動合)觸點。當按下按鈕帽6時，橋式動觸點在外力的作用下向下運動， 使1、 2分斷， 3、 4閉合。此時，復位彈簧7為受壓狀態(tài)。當外力撤消后，橋式動觸點在彈簧的作用下回到原位， 靜觸點1、2和3、4也隨之恢復到原位，此過程為復位。6725413跳轉到第一頁按鈕的種類較多。按鈕按觸頭的分合狀況，可分為常開按鈕(或起動按鈕)、 常閉按鈕(或停止按鈕)和復合按鈕。

4、按鈕可以做成單個的(稱單聯(lián)按鈕)、兩個的(稱雙聯(lián)按鈕)和多個的。按鈕的外型如圖 所示。 按鈕的型號有LA10、 LA20、 LA25等系列按鈕的外形 (a) 單聯(lián)按鈕； (b) 雙聯(lián)按鈕常開常開(動合動合)按鈕按鈕電路符號電路符號SB常閉常閉(動斷動斷)按鈕按鈕電路符號電路符號SB跳轉到第一頁三、熔斷器三、熔斷器熔斷器俗稱保險絲。它主要由熔斷體和放置熔斷體的絕緣管或絕緣座組成，熔斷體(熔絲)是熔斷器的核心部分。熔斷器應與電路串聯(lián)，它的主要作用是作短路或嚴重過載保護。 熔斷器可分為磁插式熔斷器、螺旋式熔斷器、 管式熔斷器。 1. 磁插式熔斷器磁插式熔斷器 磁插式熔斷器結構如圖所示。 因為磁插式熔

5、斷器具有結構簡單、 價廉、外形小、更換熔絲方便等優(yōu)點，所以它被廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。磁插式熔斷器的型號為RC1A系列。 1-熔絲；2-動觸點； 3-瓷蓋； 4-靜觸點 5-瓷體 跳轉到第一頁2. 螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器 螺旋式熔斷器的外形和結構如圖所示。在熔斷管內裝有熔絲，并填充石英砂，作熄滅電弧之用。熔斷管口有色標，以顯示熔斷信號。當熔斷器熔斷的時候，色標被反作用彈簧彈出后自動脫落，通過瓷帽上的玻璃窗口可看見。 螺旋式熔斷器的型號有RL1、 RL7等系列。1-瓷帽；2-熔斷管； 3-瓷套； 4-上接線盒； 5-下接線盒； 6-瓷座電路符號電路符號FU跳轉到第一頁 3. 管式熔斷

6、器管式熔斷器 管式熔斷器分為有填料式和無填料式兩類。 有填料管式熔斷器的結構如圖 5 - 6 所示。有填料管式熔斷器是一種分斷能力較大的熔斷器，主要用于要求分斷較大電流的場合。 常用的型號有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。1.蓋板2.熔體 錫橋3.瓷熔管4.瓷制底座5.彈性觸座 跳轉到第一頁四、接觸器四、接觸器接觸器是用來頻繁接通和斷開電路的自動切換電器， 它具有手動切換電器所不能實現(xiàn)的遙控功能，同時還具有欠電壓、失電壓保護的功能，但卻不具備短路保護和過載保護功能。接觸器的主要控制對象是電動機接觸器線圈接觸器線圈常開常開常閉常閉主觸點主觸點跳轉到第一頁接觸器觸頭按通斷能力，

7、 可分為主觸頭和輔助觸頭。 主觸頭主要用于通斷較大電流的電路(此電路稱主電路)，它的體積較大，一般由三對常開觸頭組成。輔助觸頭主要用于通斷較小電流的電路(此電路稱控制電路)，它的體積較小， 有常開觸頭和常閉觸頭之分。接觸器按通入電流類型的不同可分為交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器的外形和結構如圖 所示。當給交流接觸器的線圈5通入交流電時，在鐵心6上會產生電磁吸力， 克服彈簧4的反作用力，將銜鐵3吸合，銜鐵的動作帶動動觸橋1的運動，使靜觸點2閉合。 當電磁線圈斷電后，鐵心上的電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的作用下回到原位，各觸點也隨之回到原始狀態(tài)。交流接觸器的型號有CJ0、CJ12、CJ20等系列。

8、 跳轉到第一頁 五五 、繼電器、繼電器 繼電器是一種根據(jù)外來電信號來接通或斷開電路，以實現(xiàn)對電路的控制和保護作用的自動切換電器。繼電器一般不直接控制主電路，而反映的是控制信號。繼電器的種類很多 根據(jù)用途可分為控制繼電器和保護繼電器；根據(jù)反映的不同信號可分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器、速度繼電器、溫度繼電器和壓力繼電器等。1. 熱繼電器熱繼電器熱繼電器是利用發(fā)熱元件感受到的熱量而動作的一種保護繼電器。主要對電動機實現(xiàn)過載保護、斷相保護、電流不平衡運行保護。 跳轉到第一頁熱繼電器的外形和結構如圖 發(fā)熱元件2繞在雙金屬片1上，當電動機過載時，過大的電流產生熱量，使雙金屬

9、片1彎曲，再通過動作機構3，使常閉觸點4斷開，從而斷開控制電路，達到保護的目的。熱繼電器的型號有JR0、 JR15、JR20等系列。 2. 時間繼電器時間繼電器時間繼電器是在感受到外界信號后，其執(zhí)行部分需要延遲一定時間才動作的一種繼電器。時間繼電器按延時方式可分為通電延時和斷電延時兩種。發(fā)熱元件發(fā)熱元件KH常閉觸頭常閉觸頭KH跳轉到第一頁主電路中有開關、熔斷器、接觸器的主觸頭、熱繼電器的熱元件等。它們與被控制的電機是串聯(lián)的。控制電路包括按鈕、繼電器、接觸器線圈、熱繼電器動斷觸頭等?；究刂品绞绞鞘菇涣鹘佑|器電磁線圈通電或失電，主觸頭閉合和斷開，來控制電路 。典型的控制環(huán)節(jié)有點動控制、單向自鎖運

10、行控制、正反轉控制、行程控制、時間控制等。第二節(jié)、三相異步電動機的控制第二節(jié)、三相異步電動機的控制一、正反轉控制電路一、正反轉控制電路實現(xiàn)正反轉控制，只要將通入定子繞組得任意兩根電源線對調。主電路中用了兩個交流接觸器KMR和KMF 的兩組觸頭。當正轉的接觸器主觸頭吸合后，電機正轉；當另一個接觸器的主觸頭吸合后，由于對調了電源所以電機反轉。注意注意：若在同一時間里兩組觸頭同時閉合，就會造成電源相間短路，所以在兩個接觸器之間必須有防止同時吸合的控制，稱為聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖控制。跳轉到第一頁KMFKMRM3FUQ SKHABCKHKMFSB1KMFSBFKMRKMRKMFKMRSBR跳轉到第一頁（1）正向

11、起動過程。按下起動按鈕SBF，接觸器KMF線圈通電，與SBF并聯(lián)的KMF的輔助常開觸點閉合，以保證KMF線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的KMF的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)正向運轉（2）停止過程。按下停止按鈕SB1，接觸器KMF線圈斷電，與SBF并聯(lián)的KMF的輔助觸點斷開，以保證KMF線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機回路中的KMF的主觸點持續(xù)斷開，切斷電動機定子電源，電動機停轉。（3）反向起動過程。按下起動按鈕SBR，接觸器KMR線圈通電，與SBR并聯(lián)的KMR的輔助常開觸點閉合，以保證KMR線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的KMR的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)反向運轉。跳轉到第一頁將接觸器KMF的輔助

12、常閉觸點串入KMR的線圈回路中，從而保證在KMF線圈通電時KMR線圈回路總是斷開的；將接觸器KMR的輔助常閉觸點串入KMF的線圈回路中，從而保證在KMR線圈通電時KMF線圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點KMF和KMR保證了兩個接觸器線圈不能同時通電，這種控制方式稱為聯(lián)鎖或者互鎖聯(lián)鎖或者互鎖，這兩個輔助常開觸點稱為聯(lián)鎖聯(lián)鎖或者互鎖觸點互鎖觸點。：電路在具體操作時，若電動機處于正轉狀態(tài)要反轉時必須先按停止按鈕SB1，使聯(lián)鎖觸點KMF閉合后按下反轉起動按鈕SBR才能使電動機反轉；若電動機處于反轉狀態(tài)要正轉時必須先按停止按鈕SB1，使聯(lián)鎖觸點KMR閉合后按下正轉起動按鈕SBF才能使電動機正轉

13、。跳轉到第一頁同時具有電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖的正反轉控制電路同時具有電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖的正反轉控制電路跳轉到第一頁采用復式按鈕，將SBF按鈕的常閉觸點串接在KMR的線圈電路中；將SBR的常閉觸點串接在KMF的線圈電路中；這樣，無論何時，只要按下反轉起動按鈕，在KMR線圈通電之前就首先使KMF斷電，從而保證KMF和KMR不同時通電；從反轉到正轉的情況也是一樣。這種由機械按鈕實現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖，雙保險雙保險機械互鎖（復合按鈕）機械互鎖（復合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）電器互鎖（互鎖觸頭）跳轉到第一頁、 位置控制位置控制1 1、限位控制、限位控制當生產機械的運動部件到達預定的位置時壓下行程開

14、關的觸桿，將常閉觸點斷開，接觸器線圈斷電，使電動機斷電而停止運行跳轉到第一頁2 2、自動往返控制、自動往返控制按下正向起動按鈕SB1，電動機正向起動運行，帶動工作臺向前運動。當運行到SQ2位置時，擋塊壓下SQ2，接觸器KMl斷電釋放，KM2通電吸合，電動機反向起動運行，使工作臺后退。工作臺退到SQl位置時，擋塊壓下SQl，KM2斷電釋放，KM1通電吸合，電動機又正向起動運行，工作臺又向前進，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時按下SB3，KMl和KM2線圈同時斷電釋放，電動機脫離電源停止轉動。跳轉到第一頁三、多地控制電路三、多地控制電路有些生產設備為了操作方便，需要在兩地或多地控制一臺電動機。兩地

15、控制的電路如圖 所示。 圖中SB1、 SB4為甲地的控制按鈕，SB2、SB3為乙地的控制按鈕。這種電路的特點是兩地的起動按鈕并聯(lián)，兩地的停止按鈕串聯(lián)。這樣，就可以在甲、乙兩地控制同一臺電動機，操作起來較為方便L1QFU1L2L3KMFRKMFRKMSB1SB3FU2SB4SB2乙 地甲 地M3跳轉到第一頁四、時間控制電路四、時間控制電路為了解決順序控制的缺點，可采用時間控制。用時間當需要停止時， 按下停止按鈕SB1， 接觸器線圈斷電， 兩個接觸器的三相觸點全部斷開，電動機因斷電而停止。繼電器來控制兩臺或多臺電動機的起動順序，稱時間控制。 兩臺電動機的時間控制電路如圖 所示，圖中的KT為時間繼電

16、器。此電路的工作過程如下: 按下起動按鈕SB2， KM1線圈通電，M1運行。在KM1線圈通電的同時，時間繼電器KT的線圈也通電，經過一段時間，時間繼電器的延時常開觸點閉合，使KM2線圈通電，KM2的三相主觸點閉合， 電動機M2運行。實現(xiàn)了時間控制。 當需要停止時， 按下停止按鈕SB1， 接觸器線圈斷電， 兩個接觸器的三相觸點全部斷開，電動機因斷電而停止。 跳轉到第一頁L1QFU1L2L3KM1KM1FR1KM1SB1KM2FU2KM2KM2FR1SB2FR2FR2KTKM2KTM13M23跳轉到第一頁星形星形-三角形換接起動控制三角形換接起動控制按下起動按鈕SBl，時間繼電器KT和接觸器KM2

17、同時通電吸合，KM2的常開主觸點閉合，把定子繞組連接成星形，其常開輔助觸點閉合，接通接觸器KMl。KMl的常開主觸點閉合，將定子接入電源，電動機在星形連接下起動。KMl的一對常開輔助觸點閉合，進行自鎖。經一定延時，KT的常閉觸點斷開，KM2斷電復位，接觸器KM3通電吸合。KM3的常開主觸點將定子繞組接成三角形，使電動機在額定電壓下正常運行。與按鈕SBl串聯(lián)的KM3的常閉輔助觸點的作用是：當電動機正常運行時，該常閉觸點斷開，切斷了KT、KM2的通路，即使誤按SB1，KT和KM2也不會通電，以免影響電路正常運行。若要停車，則按下停止按鈕SB3，接觸器KMl、KM2同時斷電釋放，電動機脫離電源停止轉

18、動。跳轉到第一頁跳轉到第一頁繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：小小 結結1 1、首先了解工藝過程及控制要求；、首先了解工藝過程及控制要求；2 2、搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的、搞清控制系統(tǒng)中各電機、電器的作用以及它們的 控制關系；控制關系；3 3、主電路、控制電路分開主電路、控制電路分開閱讀或設計；閱讀或設計；4 4、控制電路中，根據(jù)控制要求按、控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下自上而下、自左而自左而 右右的順序進行讀圖或設計；的順序進行讀圖或設計；5 5、同一個電器同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都的所有線圈

19、、觸頭不論在什么位置都 叫相同的名字叫相同的名字；6 6、原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注，、原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標注， 且均按未通電狀態(tài)表示；且均按未通電狀態(tài)表示；7 7、繼電器、接觸器的、繼電器、接觸器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)；8 8、控制順序只能由控制電路實現(xiàn)，不能由主電路實現(xiàn)。、控制順序只能由控制電路實現(xiàn)，不能由主電路實現(xiàn)。跳轉到第一頁第三節(jié)、可編程序控制器常識第三節(jié)、可編程序控制器常識用導線將接觸器和各種繼電器及其觸點按一定的邏輯關系連接成控制電路，這是繼電-接觸器控制系統(tǒng)。由于這種電路簡單、使用方便、價格低廉，因而在一些領域中被廣泛應用

20、。但是，這種電路的聯(lián)線方式是固定的，一旦生產機械過程發(fā)生變動就需重新設計電路，所以這種電路的通用性和靈活性都較差1969年美國通用汽車公司自動裝配線上使用了第一臺可編程可編程序控制器序控制器( (簡稱簡稱PLC)PLC)，它是把繼電-接觸器控制系統(tǒng)和計算機功能結合起來，用計算機的程序來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電-接觸器控制的硬線聯(lián)接，所用計算機是一種面向工業(yè)生產過程控制的專用計算機。PLC簡介簡介跳轉到第一頁中中央央處處理理單單元元存存儲儲器器數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲儲器器輸輸出出接接口口地址總線地址總線 控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線編程編程單元單元照明照明電磁裝置電磁裝置執(zhí)行機構執(zhí)行機構。電源電源地址總線地址

21、總線控制總線控制總線輸輸入入接接口口模擬量輸入模擬量輸入行程開關行程開關繼電器接點繼電器接點各種開關各種開關結構及工作原理結構及工作原理1.1.PLCPLC結構示意圖結構示意圖跳轉到第一頁2.2.各組成部分的作用各組成部分的作用 存儲器：存儲器： RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果、用戶正調存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結果、用戶正調 試的程序。試的程序。 ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調試好的程序。存放監(jiān)控程序和用戶已調試好的程序。 CPU：(1) 將各種輸入信號取入存儲器。將各種輸入信號取入存儲器。(2) 編譯、執(zhí)行指令。編譯、執(zhí)行指令。(3) 把結果送到輸出端。把結果送到輸出端。(4) 響應各種外

22、部設備的請求。響應各種外部設備的請求。跳轉到第一頁 輸入、輸出接口：輸入、輸出接口：采用光電隔離，減小了電磁干擾采用光電隔離，減小了電磁干擾。 輸出三種形式：輸出三種形式：繼電器繼電器 - - 低速大功率低速大功率可控硅可控硅 - - 高速大功率高速大功率晶體管晶體管 - - 高速小功率高速小功率 各種接口、高功能模塊：各種接口、高功能模塊：便于擴展。便于擴展。 小型機：小型機：一體機。有接口可擴展。一體機。有接口可擴展。 中、大型機：中、大型機：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。跳轉到第一頁 PLC對用戶程序的執(zhí)行過程是通過微處理器的周期循環(huán)掃描來實現(xiàn)的，

23、它采用集中采樣、集中輸出的工作方式， 以減小外界的干擾。 PLC的工作過程分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個階段，如圖 所示。 2. 可編程序控制器的基本原理可編程序控制器的基本原理2) 2) 程序處理階段程序處理階段根據(jù)PLC梯形圖程序的掃描順序(從左到右， 從上到下)逐句掃描。最后將運算的結果寫入寄存器狀態(tài)表中。PLC在此階段掃描所有的輸入端子并將各輸入信號存入輸入狀態(tài)映象寄存器中, 然后進入程序處理階段。應當注意, 在程序執(zhí)行階段或輸出階段, 無論輸入信號如何變化, 其內容將一直保持到下一個掃描周期的輸入處理階段。 1) 1) 輸入處理階段輸入處理階段 跳轉到第一頁輸入鎖存器輸入映象寄

24、存器程 序 執(zhí) 行輸出映象寄存器輸出鎖存器輸 入 處 理程 序 處 理輸 出 處 理3) 3) 輸出處理階段輸出處理階段 當所有指令都處理完成時，把輸出映象寄存器中所有輸出繼電器以通(1)、斷(0)的狀態(tài)存放到輸出鎖存電路,來驅動繼電器線圈控制負載的動作。微處理器返回到初始狀態(tài)， 準備進行下一次循環(huán)掃描。從讀入輸入狀態(tài)到發(fā)出輸出信號的這段時間稱掃描周期。 跳轉到第一頁在PLC的編程語言中，梯形圖是應用廣泛的一種語言。 PLC的梯形圖和繼電器控制的電路圖在以下三個方面十分相似： 元件符號相似(如圖 所示)； 電路結構形式大致相同(如圖 所示)；信號輸入及經過處理后的信息輸出控制功能相同。它們的不同之處在于： (1)(1)組成的器件不同組成的器件不同。繼電器電路是由許多接觸器、繼電器組成的，其觸點易磨損。而梯形圖則是由許多“軟繼電器”組成的，每個“軟繼電器”都是存儲器中的每一位觸發(fā)器可以置“0”或“1”， 無磨損現(xiàn)。3. 可編程序控制器與繼電器控制的異同可編程序控制器與繼電器控制的異同跳轉到第一頁電路圖和梯形圖元件的符號繼電器電路圖梯形圖線圈常閉觸點常開觸點跳轉到第一頁電路圖和梯形圖的結構(a) 電路圖； (b) 梯形圖KM1SB1SB2KM1X1X2Y1Y1(a)(b)跳轉到第一頁(2) (2) 觸點數(shù)量不同觸點數(shù)量不同。繼電器的觸點是有限的