plc電氣控制線路基礎-課件

第2章電氣控制線路基礎2.1基本電氣控制電路2.2常用機床的電氣控制2.1基本電氣控制電路

電氣控制系統(tǒng)：把各種有觸點的接觸器，繼電器，按鈕，行程開關(guān)等電氣元件，用導線按一定方式連接起來組成電氣控制電路。

電氣控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)對電力拖動系統(tǒng)的控制和過程控制。電氣控制系統(tǒng)也稱繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。

電氣圖：表達設備的電氣控制系統(tǒng)的組成、分析控制系統(tǒng)工作原理以及安裝、調(diào)試、檢修控制系統(tǒng)。常用的電氣圖：電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。1.電氣原理圖

電氣原理圖是表達所有電器元件的導電部件和接線端子之間的相互關(guān)系。電動機正反向運行控制電路

2.電器元件布置圖

電氣元件布置圖主要用來表明各種電氣元件在機械設備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，為機械電氣控制設備的制造、安裝、維修提供必要的資料。3.電器安裝接線圖

電氣安裝接線圖是用規(guī)定的圖形符號，根據(jù)原理圖，按各電器元件相對位置繪制的實際接線圖，它清楚地表明了各電器元件的相對位置和它們之間的電路連接的詳細信息。機床電氣控制繼電器控制PLC控制系統(tǒng)低壓電器控制電路硬件軟件繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制所采用的兩種不同手段。它們的聯(lián)系是：兩種方法基本上都可以實現(xiàn)同一種功能。它們的運用都需要“門電路”的知識。門電路就是“與門”、“非門”、“或門”之類的知識。采用PLC控制，往往在采集輸入信號時，可能需要用到繼電器。在輸出控制信號時，還要用繼電器做“功率放大”-

PLC控制系統(tǒng)可能包括繼電器接觸控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)區(qū)別：

兩種系統(tǒng)的最大差別，是實現(xiàn)控制邏輯所用的硬件不同。繼電器控制系統(tǒng)，其邏輯功能由傳統(tǒng)的繼電器來完成的，比如控制時間，就有相應的時間繼電器。繼電器的動作一般與電磁有關(guān)。PLC是可編程控制器，它是基于各種“門電路”的一種集成式的控制器。其式作狀況與計算機更接近些。對于已經(jīng)接好的線路，可以通過改變PCL的程序來改變控制邏輯和參數(shù)，具有更靈活的運用方式。繼電器控制系統(tǒng)適用于簡單一些的邏輯控制，而PLC可以實現(xiàn)更復雜的邏輯控制。鼠籠式異步電動機控制圖1繼電器控制系統(tǒng)圖2PLC控制的輸入輸出接線圖圖3PLC控制的梯形圖主回路（動力回路）:大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件。控制回路：接觸器和繼電器線圈等小電流線路；啟動按鈕停止按鈕plc電氣控制線路基礎1）基本原則是按電路畫圖同一電路中串聯(lián)的各部件都展開地畫在一條線上。全部控制線路分為主回路、控制回路和輔助回路。主回路:是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件，一般由QS,FU,FR的熱元件(QF)，KM主觸點和電動機組成?？刂苹芈?接觸器和繼電器線圈等小電流線路；輔助回路:其他如信號、保護、測量等小電流線路。plc電氣控制線路基礎2）所有的主回路（或稱動力回路）在圖上都用粗線畫出，并且一般都畫在圖紙的上方或左方?？刂坪洼o助回路用細線表示，畫在同一張圖紙的下方或右方。3）圖中各電器元件均應用國標規(guī)定的圖形符號和文字符號同一電器的各部件（如繼電器的線圈和觸點）可以畫在不同的位置，但必須采用相同的文字符號表示。為了區(qū)分同一電器的各觸點或同一類型的各電器，可以用輔助符號或數(shù)字序號加以區(qū)別。plc電氣控制線路基礎4）線路圖中的所有觸點都按其“正?！蔽恢卯嫵鏊^正常位置是指各電器在沒有通電或受外力作用時的狀態(tài)。例如接觸器線圈未通電，主令控制器手柄在零位，按鈕未按下時的情況等。

5）盡可能減少線條和避免線條交叉

各導線之間有電的聯(lián)系時，在導線的交點處畫一個實心圓點。根據(jù)圖面布置的需要，可以將圖形符號旋轉(zhuǎn)90度，但文字符號不可倒置。plc電氣控制線路基礎1.電動機單向點動、自鎖控制電路2.電動機正反向運行控制電路自動停止控制電路自動往返控制電路自動延時往返控制電路3.三相籠型異步電動機減壓起動控制電路—星-三角4.三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機起動控制電路5.三相異步電動機的制動控制電路6.典型控制電路plc電氣控制線路基礎

“一按（點）就動，一松（放）就?！钡碾娐贩Q為點動控制電路。點動控制電路常用于調(diào)整機床，對刀操作等。因短時工作，電路中不設熱繼電器

單向點動控制電路

plc電氣控制線路基礎依靠接觸器自身輔助觸點而使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。起自鎖作用的輔助觸點，則稱為自鎖觸點

單向自鎖控制電路

plc電氣控制線路基礎（1）（2）SB1-停止按鈕SB2-連續(xù)起動按鈕SB3-點動按鈕（1）中存在不足：點動時，若KM觸頭釋放時間>按鈕恢復時間，點動結(jié)束，SB3常閉觸點復位時，KM常開觸點未及時斷開，KM繼續(xù)通電，無法實現(xiàn)點動。plc電氣控制線路基礎接觸器KM1和KM2觸點不可同時閉合，以免發(fā)生相間短路故障?；ユi：利用接觸器常閉輔助觸點互相制約的方法稱為互鎖。而這兩個常閉輔助觸點(KM1,KM2)稱為互鎖觸點。2．正一反一?？刂齐娐?.正－停－反控制電路plc電氣控制線路基礎plc電氣控制線路基礎plc電氣控制線路基礎plc電氣控制線路基礎減少啟動電流。異步電動機減壓起動方法:星-三角減壓啟動、定子繞組串電阻減壓起動、自耦變壓器減壓啟動Y:每相繞組220V△:每相繞組380V

plc電氣控制線路基礎SB2閉合；KM3主觸點閉合，星形起動；KM2主觸點閉合，三角形運行。plc電氣控制線路基礎原理：起動時三相定子繞組串接電阻R，降低定子繞組電壓，以減小起動電流。起動結(jié)束應將電阻短接。剛起動SB2→電流繼電器KA1，KA2線圈得電→控制電路中的常閉觸點KA1，KA2斷開→KM2，KM3不得電，R1，R2接入轉(zhuǎn)子電路中。轉(zhuǎn)速升高→電流減小→KA1釋放→KM2得電，主觸點閉合，切除R1→電流增大→轉(zhuǎn)速升高→電流減小→KA2釋放→KM3得電，主觸點閉合，切除R2。plc電氣控制線路基礎電氣制動：反接制動、能耗制動、回饋制動原理：制動時使電動機產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子原轉(zhuǎn)向相反的制動轉(zhuǎn)矩。1、反接制動原理：改變電動機任意兩相電源相序以產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。特點：設備簡單，制動力矩較大，沖擊強烈，準確度不高。適用場合：要求制動迅速，制動不頻繁（如各種機床的主軸制動）。啟動時，按SB2制動時，按SB1plc電氣控制線路基礎（一）多地點控制（二）順序啟動(手動)KMSB1,SB2：停止按鈕SB3,SB4：啟動按鈕M1→M2SB2:M1啟動SB4:M2啟動plc電氣控制線路基礎液壓控制回路plc電氣控制線路基礎(一)按聯(lián)鎖控制的規(guī)律聯(lián)鎖控制：電氣控制電路中，各電器之間的互相制約、互相配合的控制如：順序控制，電動機正，反轉(zhuǎn)控制電路，單相點動、自鎖混合控制電路正確選擇聯(lián)鎖觸點

關(guān)鍵plc電氣控制線路基礎(二)按控制過程的變化參量進行控制的規(guī)律星形—三角形降壓起動控制電路時間作為控制參量。

在自動往返控制電路中，選擇運動部件的行程作為控制參量。

反接制動控制電路中，選擇速度作為控制參量。

繞線式異步電動機的控制電路，選擇電流作為控制參量。

控制過程中選擇電壓、壓力、溫度等控制參量進行控制的方式分別稱為電壓原則、壓力原則、溫度原則。按控制過程的變化參量進行控制的關(guān)鍵是正確選擇控制參量、確定控制原則，并選定能反映該控制參量變化的電器元件。例如按時間原則控制時應選定時間繼電器來反映時間參量的變化

如：

電氣控制的保護環(huán)節(jié)非常多，在電氣控制線路中：

最為常用的是熔斷器及斷路器，應用方法是串聯(lián)在回路中，其分斷作用是當線路電流超過其允許最大電流時熔斷或跳保護。（自動空氣開關(guān)/斷路器作用：可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護）（熔斷器作用：用于短路保護）

第二類較常用的保護環(huán)節(jié)是電動機保護，如熱保護繼電器，當電動機過載、缺相及三相電流不平衡時跳保護。

電氣控制線路常設有以下保護環(huán)節(jié)：

1)短路保護

當電路發(fā)生短路時，短路電流會引起電器設備絕緣損壞和產(chǎn)生強大的電動力，使電機和電路中的各種電器設備產(chǎn)生機械性損壞，因此當電路出現(xiàn)短路電流時，必須迅速而可靠的斷開電源。電氣控制常用的保護環(huán)節(jié)圖(a)為采用熔斷器作短路保護的電路。

當主電機容量較小，其控制電路不需另設熔斷器，主電路中熔斷器也作為控制電路的短路保護。

當主電機容量較大，則控制電路一定要單獨設置短路保護熔斷器。圖(b)為采用自動開關(guān)作短路保護的電路。

既作為短路保護，又作為過載保護，其過流線圈用做短路保護。線路出故障時，自動開關(guān)動作，事故處理完重新合上開關(guān)，線路則重新運行工作。低壓斷路器（自動空氣斷路器、自動空氣開關(guān)、自動開關(guān)）QSQF2)過電流保護

不正確的啟動和過大負載，常常引起電動機產(chǎn)生很大的過電流，特別是對頻繁啟動和正反轉(zhuǎn)重復短時工作的電動機，在其運行過程中產(chǎn)生過電流的可能性更大，盡管由此引起的過電流一般比短路電流要小，但對電機的影響比較大，常常會引起電機的內(nèi)部部件損壞，因此，要進行過電流保護。過電流保護一般采用過電流繼電器。過流保護分為定時限過流保護和反時限過流保護。

1)繼電保護的動作時間固定不變，與短路電流的大小無關(guān)，成為定時限過流繼電保護。定時限過流繼電保護的時間是由時間繼電器設定的，時間繼電器在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，使用時可根據(jù)給定時間進行整定。2)繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比，稱為反時限過流繼電保護。短路電流越大，這種保護動作的時間越短；短路電流越小，保護動作的時間越長。定時限過電流保護的動作原理：當流過系統(tǒng)的電流值超過過電流保護裝置整定的動作值，且經(jīng)過一定的時間延時后使保護裝置動作，切斷故障電路。保護過程：當電動機啟動時，延時繼電器KT的常閉觸點閉合著，過電流繼電器的過電流線圈不接入電路，這時，雖然啟動電流很大，但過電流保護不動作，啟動結(jié)束后，KT的常閉觸點經(jīng)過延時已經(jīng)斷開，過電流繼電器開始起保護作用。3)過載保護電動機長期超載運行，其繞組的溫升將超過允許值而損壞，所以應設過載保護環(huán)節(jié)。過載保護一般采用熱繼電器作為保護元件。熱繼電器具有反時限特性，由于熱慣性的關(guān)系，熱繼電器不會受短路電流的沖擊而瞬時動作；當有8-10倍額定電流通過熱繼電器時，需經(jīng)1s-3s動作，這樣，在熱繼電器動作前，熱繼電器的發(fā)熱元件可能已燒壞。所以，在使用熱繼電器做過載保護時，還必須裝有熔斷器或過流繼電器配合使用。圖(a)所示為兩相保護，適用于保護電動機任一相斷線或三相均衡過載時。但當三相電源發(fā)生嚴重不平衡或電動機內(nèi)部短路、絕緣不良等，有可能使某一相電流比其他兩相高，則上述兩電路就不能可靠進行保護。圖(b)為三相保護