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第一篇：電氣控制與PLC知識總結(jié)
常用器件
接觸器
一 ：接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
1、接觸器的作用
用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷髦骰芈坊虼笕萘靠刂齐娐?。主要控制對象是電動機(jī)能遠(yuǎn)距離控制，具有欠（零）壓保護(hù)。
2、接觸器的結(jié)構(gòu)：
（1）電磁系統(tǒng)——電磁系統(tǒng)包括動鐵心（銜鐵）、靜鐵心和電磁線圈三部分，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸頭動作。
（2）觸頭系統(tǒng)——
a、觸頭又稱為觸點，是接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。
b、觸頭的分類：①按分為控制的電路分為：主觸頭——主觸頭用于接通或斷開主回路，允許通過較大的電流。輔助觸頭——輔助觸頭用于接通或斷開控制回路，只能通過較小的電流
②按其原始狀態(tài)分為：（線圈斷電后所有觸頭復(fù)位，即回復(fù)到原始狀態(tài)。）常開觸頭（動合觸點）——原始狀態(tài)時(即線圈未通電)斷開線圈通電后閉合的觸頭 常閉觸頭（動斷觸點）——原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸頭。
（3）滅弧裝置——觸頭在分段電流瞬間，觸頭間的氣隙中產(chǎn)生電弧，電弧的溫度能將觸頭燒損，并可能造成其他事故，因此，應(yīng)采用適當(dāng)措施迅速熄滅電弧。常采用滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。3 接觸器的工作原理
當(dāng)電磁線圈通電后，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的、當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原，即常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。4接觸器的圖形符號、文字符號
二 ： 交、直流接觸器的特點
接觸器按其主觸頭所控制主電路電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。①當(dāng)交變磁通穿過鐵心時，將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。為減少鐵損，鐵心用硅鋼片沖壓而成。為便于散熱，線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。為防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲，交流接觸器鐵心端面上都安裝一個銅制的短路環(huán)。交流接觸器的滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。
②直流接觸器線圈通以直流電流，主觸頭接通、切斷直流主電路。
a直流接觸器鐵心中不產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。鐵心可用整塊鋼制成。為散熱良好，通常將線圍繞制成長而薄的圓筒狀。b
250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。c
直流接觸器滅弧較難，一般采用滅弧能力較強(qiáng)的磁吹滅弧裝置。繼電器
一、作用：用于控制和保護(hù)電路中，作信號轉(zhuǎn)換用
輸入電路：輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到一定值時繼電器動作。輸出電路：執(zhí)行元件接通或斷開控制回路。
繼電器種類①電流繼電器②時間繼電器③電壓繼電器④熱繼電器⑤中間繼電器⑥速度繼電器 中間繼電器
一、作用：是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯螅丛龃笥|頭容量）的繼電器。
二、常用的中間繼電器有JZ7系列——以JZ7－62為例：JZ為中間繼電器的代號，7為設(shè)計序號，有6對常開觸頭，2對常閉觸頭。
時間繼電
一、定義：是一種按照時間原則進(jìn)行控制的繼電器。
二、分類
①空氣阻尼式時間繼電器——它由電磁機(jī)構(gòu)、工作觸頭及氣室三部分組成，它的延時是靠空氣的阻尼作用來實現(xiàn)的。②電動式時間繼電器 ③電子式時間繼電器
熱繼電器
一、定義 是專門用來對連續(xù)運行的電動機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防止電動機(jī)過熱而燒毀的保護(hù)電器。
l.熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.工作原理
雙金屬片作為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件加熱后因兩層金屬片伸長率不同而彎曲、加熱元件串接在電動機(jī)定子繞組中，在電動機(jī)正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量不會使觸點系統(tǒng)動作。當(dāng)電動機(jī)過載，流過熱元件的電流加大，經(jīng)過一定的時間，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導(dǎo)板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用其串接在接觸器線圈電路的常閉觸點來切斷線圈電流，使電動機(jī)主電路失電。故障排除后按手動復(fù)位按鈕，熱繼電器觸點復(fù)位，可以重新接通控制電路
熔斷器 ,1 工作原理
當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。
繼電接觸控制系統(tǒng)的基本控制電路 過載保護(hù)——用熱繼電器FR作為過載保護(hù)的電器
當(dāng)電動機(jī)長時間過載，熱元件動作，熱繼電器的常閉觸點斷開控制電路，使接觸器線圈斷電釋放，其主觸頭斷開主電路，電動機(jī)停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)過載保護(hù)。欠壓和失壓保護(hù)——它是依靠接觸器自身的電磁機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的。條件是主電路與控制電路共用同一電源。3 點動控制線路
一、線路（a）：按下SB，KM線圈通電，電機(jī)啟動。手松 開按鈕SB時，接觸器KM線圈又?jǐn)嚯姡渲饔|點斷開，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動
二、線路（b）是帶手動開關(guān)SA的點動控制線路。當(dāng)需要點動控制時，只要把開關(guān)SA斷開，由按鈕SB來進(jìn)行點動控制。當(dāng)需要正常運行時，只要把開關(guān)SA合上，將KM的自鎖觸點接入即可實現(xiàn)連續(xù)控制。4 多地控制線路
1、在大型生產(chǎn)設(shè)備上，為使操作人員在不同方位均能進(jìn)行起、停操作，常常要求組成多地控制線路。
2、原則：①多個起動按鈕并聯(lián)，② 多個停止按鈕串聯(lián)。
自耦變壓器降壓啟動的特點： 自耦變壓器繞組一般具有多個抽頭以獲得不同的變化。在獲得同樣大小的起動轉(zhuǎn)矩的前提下，自耦變壓器降壓起動從電網(wǎng)索取的電流要比定子串電阻降壓起動小得多，或者說，如果兩者要從電網(wǎng)索取同樣大小的起動電流，則采用自耦變壓器降壓起動的起動轉(zhuǎn)矩大。缺點：自耦變壓器價格較貴，而且不允許頻繁起動 5 反接制動控制線路
1）、控制原理①反接制動是利用改變電動機(jī)電源的相序，使定于繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。反接制動常采用轉(zhuǎn)速為變化參量進(jìn)行控制。② 反接制動時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全電壓直接起動時電流的兩倍，因此反接制動特點之一是制動迅速，效果好，沖擊大，通常僅適適用于10kw以下的小容量電動機(jī)。為了減小沖擊電流，通常要求在電動機(jī)主電路中串接限流電阻。短路保護(hù)
1）
過流保護(hù)
一、電動機(jī)不正確地起動或負(fù)載轉(zhuǎn)距劇烈增加會引起電動機(jī)過電流運行。長時間過電流運行，可造成電動機(jī)損壞。
① 原則上，短路保護(hù)所用元件可以用作過電流保護(hù)，不過斷弧能力可以要求低些。②常用瞬時動作的過電流繼電器與接觸器配合起來作過電流保護(hù)，過電流繼電器作為測量元件，接觸器作為執(zhí)行元件斷開電路。
③籠型電動機(jī)起動電流很大，如果要使起動時過電流保護(hù)元件不動作，其整定值就要大于起動電流，那么一般的過電流就無法使之動作了。所以過電流保護(hù)一般只用在直流電動機(jī)和繞線式異步電動機(jī)上。整定過電流動作值一般為起動電流的1.2倍。2）
過載保護(hù)
一、電動機(jī)長期超載運行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命減少，嚴(yán)重時會使電機(jī)損壞。過載電流越大，達(dá)到允許溫升的時間就越短。常用的過載保護(hù)元件是熱繼電器。
二、由于熱慣性的原因，熱繼電器不會受電動機(jī)短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器作過載保護(hù)的同時，還必須設(shè)有短路保護(hù)。選作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流不應(yīng)超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。3）
零電壓、欠電壓保護(hù)
一、定義：電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時，電動機(jī)自行起動，可能使生產(chǎn)設(shè)備損壞，也可能造成人身事故。對供電系統(tǒng)電網(wǎng)來說，同時有許多電動機(jī)及其他用電設(shè)備自行起動也會引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。
1、零電壓保護(hù)——防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時電動機(jī)自行起動的保護(hù)叫做零電壓保護(hù)。
2、欠電壓保護(hù)——在電源電壓降到允許值以下時，需要采用保護(hù)措施，及時切斷電源，這就是欠電壓保護(hù)
3、在控制線路的主電路和控制電路由同一個電源供電時，具有電氣自鎖的接觸器兼有欠電壓和零電壓保護(hù)作用
4、在控制線路的主電路和控制電路不由同一個電源供電時，零壓、欠壓保護(hù)元件常用
5、欠壓繼電器：其線圈跨接在定子兩相電源線上，其常開觸頭串接在控制電動機(jī)的接觸器線圈的電路中。
典型機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析
一
C650車床的電氣控制的要求 電氣控制電路分析
1、主軸電動機(jī)的控制
1）主軸正反轉(zhuǎn)控制
KM1、KM2控制主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)
KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn) 具體實現(xiàn)
由按鈕SB3、SB4和接觸器KM1、KM2組成主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn)。
2）主軸的點動控制
SB2與接觸器KMl控制
具體實現(xiàn)
SB2與接觸器KMl控制，并在主軸電動機(jī)M1主電路中串入電阻R減壓起動和低速運轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點動，便于對刀操作。
3）主軸電動機(jī)反接制動的停車控制
停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS 具體實現(xiàn)
主軸停車時，由停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS，構(gòu)成電動機(jī)正反轉(zhuǎn)反接制動控制電路，在KS控制下實現(xiàn)反接制動停車。
4）主軸電動機(jī)負(fù)載檢測及保護(hù)環(huán)節(jié) 采用電流表檢測主軸電動機(jī)定子電流。
為防止起動電流的沖擊，采用時間繼電器KT的常閉通電延時斷開觸點連接在電流表的兩端，為此KT延時應(yīng)稍長于M1的起動時間。
2、刀架快速移動的控制
刀架助快速移動由快速移動電動機(jī)M3拖動，由刀架快速移動手柄操作。當(dāng)扳動刀架快速移動手柄時，壓下行程開關(guān)SQ，接觸器KM5線圈通電吸合，使M3電動機(jī)直接起動，拖動刀架快速移動。
當(dāng)將快速移動手柄扳回原位的。SQ不受壓，KM5斷電釋放，M3斷電停止，刀架快速移動結(jié)束。
3、冷卻泵電動機(jī)的控制
由按鈕SB5、SB6和接觸器KM4構(gòu)成電動機(jī)單方向起動、停止電路，實現(xiàn)對冷卻泵電動機(jī)M2的控制。
電氣設(shè)計
一 電氣控制線路的設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題
1選擇控制電源
2減少通電電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件并盡可能選用相同型號。3合理使用電器觸點，以提高可靠性。4正確連接電器的觸點和電器的線圈。5盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度。
6控制線路在工作時，除必要的電器通電外，其余的盡量不通電以節(jié)約電能。7控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路。8避免電器依次動作。9電器連鎖和機(jī)械連鎖共用。10注意小容量及電器觸點的容量
可編程序控制器
1，PLC的中文全稱：中文全稱為可編程邏輯控制器
2、PLC的硬件組成：PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。PLC的工作方式是 ：PLC的工作方式：采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式 PLC的輸出通常有三種形式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、晶體管輸出
5、簡述PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理？ PLC由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。
PLC的工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。
（1）每次掃描過程，集中對輸入信號進(jìn)行采樣，集中對輸出信號進(jìn)行刷新；（2）輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入；（3）一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新；（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的；（5）掃描周期的長短由三條決定，（a）CPU執(zhí)行指令的速度（b）指令本身占有的時間（c）指令條數(shù)；
（6）由于采用集中采樣，集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。
電氣控制及PLC課程總結(jié)
班級：B120204 學(xué)號：B12020303 姓名：王貴斌
第二篇：電氣控制與PLC知識總結(jié)
常用器件
接觸器
一 ：接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
1、接觸器的作用
用來頻繁地接通和分?jǐn)嘟恢绷髦骰芈坊虼笕萘靠刂齐娐?。主要控制對象是電動機(jī)能遠(yuǎn)距離控制，具有欠（零）壓保護(hù)。
2、接觸器的結(jié)構(gòu)：
（1）電磁系統(tǒng)——電磁系統(tǒng)包括動鐵心（銜鐵）、靜鐵心和電磁線圈三部分，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，產(chǎn)生電磁吸力帶動觸頭動作。
（2）觸頭系統(tǒng)——
a、觸頭又稱為觸點，是接觸器的執(zhí)行元件，用來接通或斷開被控制電路。
b、觸頭的分類：①按分為控制的電路分為：主觸頭——主觸頭用于接通或斷開主回路，允許通過較大的電流。輔助觸頭——輔助觸頭用于接通或斷開控制回路，只能通過較小的電流
②按其原始狀態(tài)分為：（線圈斷電后所有觸頭復(fù)位，即回復(fù)到原始狀態(tài)。）常開觸頭（動合觸點）——原始狀態(tài)時(即線圈未通電)斷開線圈通電后閉合的觸頭 常閉觸頭（動斷觸點）——原始狀態(tài)時閉合，線圈通電后斷開的觸頭。
（3）滅弧裝置——觸頭在分段電流瞬間，觸頭間的氣隙中產(chǎn)生電弧，電弧的溫度能將觸頭燒損，并可能造成其他事故，因此，應(yīng)采用適當(dāng)措施迅速熄滅電弧。常采用滅弧罩、滅弧柵和磁吹滅弧裝置。3 接觸器的工作原理
當(dāng)電磁線圈通電后，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作，使常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的、當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原，即常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。4接觸器的圖形符號、文字符號
二 ： 交、直流接觸器的特點
接觸器按其主觸頭所控制主電路電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。①當(dāng)交變磁通穿過鐵心時，將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，使鐵心發(fā)熱。為減少鐵損，鐵心用硅鋼片沖壓而成。為便于散熱，線圈做成短而粗的圓筒狀繞在骨架上。為防止交變磁通使銜鐵產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲，交流接觸器鐵心端面上都安裝一個銅制的短路環(huán)。交流接觸器的滅弧裝置通常采用滅弧罩和滅弧柵。
②直流接觸器線圈通以直流電流，主觸頭接通、切斷直流主電路。
a直流接觸器鐵心中不產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。鐵心可用整塊鋼制成。為散熱良好，通常將線圍繞制成長而薄的圓筒狀。b
250A以上的直流接觸器采用串聯(lián)雙繞組線圈。c
直流接觸器滅弧較難，一般采用滅弧能力較強(qiáng)的磁吹滅弧裝置。繼電器
一、作用：用于控制和保護(hù)電路中，作信號轉(zhuǎn)換用
輸入電路：輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到一定值時繼電器動作。輸出電路：執(zhí)行元件接通或斷開控制回路。
繼電器種類①電流繼電器②時間繼電器③電壓繼電器④熱繼電器⑤中間繼電器⑥速度繼電器 中間繼電器
一、作用：是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯螅丛龃笥|頭容量）的繼電器。
二、常用的中間繼電器有JZ7系列——以JZ7－62為例：JZ為中間繼電器的代號，7為設(shè)計序號，有6對常開觸頭，2對常閉觸頭。
時間繼電
一、定義：是一種按照時間原則進(jìn)行控制的繼電器。
二、分類
①空氣阻尼式時間繼電器——它由電磁機(jī)構(gòu)、工作觸頭及氣室三部分組成，它的延時是靠空氣的阻尼作用來實現(xiàn)的。②電動式時間繼電器 ③電子式時間繼電器
熱繼電器
一、定義 是專門用來對連續(xù)運行的電動機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防止電動機(jī)過熱而燒毀的保護(hù)電器。
l.熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理 2.工作原理
雙金屬片作為溫度檢測元件，由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片壓焊而成，它被加熱元件加熱后因兩層金屬片伸長率不同而彎曲、加熱元件串接在電動機(jī)定子繞組中，在電動機(jī)正常運行時，熱元件產(chǎn)生的熱量不會使觸點系統(tǒng)動作。當(dāng)電動機(jī)過載，流過熱元件的電流加大，經(jīng)過一定的時間，熱元件產(chǎn)生的熱量使雙金屬片的彎曲程度超過一定值，通過導(dǎo)板推動熱繼電器的觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。通常用其串接在接觸器線圈電路的常閉觸點來切斷線圈電流，使電動機(jī)主電路失電。故障排除后按手動復(fù)位按鈕，熱繼電器觸點復(fù)位，可以重新接通控制電路
熔斷器 ,1 工作原理
當(dāng)通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而分?jǐn)嚯娐?，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。
繼電接觸控制系統(tǒng)的基本控制電路 過載保護(hù)——用熱繼電器FR作為過載保護(hù)的電器
當(dāng)電動機(jī)長時間過載，熱元件動作，熱繼電器的常閉觸點斷開控制電路，使接觸器線圈斷電釋放，其主觸頭斷開主電路，電動機(jī)停止運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)過載保護(hù)。欠壓和失壓保護(hù)——它是依靠接觸器自身的電磁機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的。條件是主電路與控制電路共用同一電源。3 點動控制線路
一、線路（a）：按下SB，KM線圈通電，電機(jī)啟動。手松 開按鈕SB時，接觸器KM線圈又?jǐn)嚯姡渲饔|點斷開，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動
二、線路（b）是帶手動開關(guān)SA的點動控制線路。當(dāng)需要點動控制時，只要把開關(guān)SA斷開，由按鈕SB來進(jìn)行點動控制。當(dāng)需要正常運行時，只要把開關(guān)SA合上，將KM的自鎖觸點接入即可實現(xiàn)連續(xù)控制。4 多地控制線路
1、在大型生產(chǎn)設(shè)備上，為使操作人員在不同方位均能進(jìn)行起、停操作，常常要求組成多地控制線路。
2、原則：①多個起動按鈕并聯(lián)，② 多個停止按鈕串聯(lián)。
自耦變壓器降壓啟動的特點： 自耦變壓器繞組一般具有多個抽頭以獲得不同的變化。在獲得同樣大小的起動轉(zhuǎn)矩的前提下，自耦變壓器降壓起動從電網(wǎng)索取的電流要比定子串電阻降壓起動小得多，或者說，如果兩者要從電網(wǎng)索取同樣大小的起動電流，則采用自耦變壓器降壓起動的起動轉(zhuǎn)矩大。缺點：自耦變壓器價格較貴，而且不允許頻繁起動 5 反接制動控制線路
1）、控制原理①反接制動是利用改變電動機(jī)電源的相序，使定于繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。反接制動常采用轉(zhuǎn)速為變化參量進(jìn)行控制。② 反接制動時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于兩倍的同步轉(zhuǎn)速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當(dāng)于全電壓直接起動時電流的兩倍，因此反接制動特點之一是制動迅速，效果好，沖擊大，通常僅適適用于10kw以下的小容量電動機(jī)。為了減小沖擊電流，通常要求在電動機(jī)主電路中串接限流電阻。短路保護(hù)
1）
過流保護(hù)
一、電動機(jī)不正確地起動或負(fù)載轉(zhuǎn)距劇烈增加會引起電動機(jī)過電流運行。長時間過電流運行，可造成電動機(jī)損壞。
① 原則上，短路保護(hù)所用元件可以用作過電流保護(hù)，不過斷弧能力可以要求低些。②常用瞬時動作的過電流繼電器與接觸器配合起來作過電流保護(hù)，過電流繼電器作為測量元件，接觸器作為執(zhí)行元件斷開電路。
③籠型電動機(jī)起動電流很大，如果要使起動時過電流保護(hù)元件不動作，其整定值就要大于起動電流，那么一般的過電流就無法使之動作了。所以過電流保護(hù)一般只用在直流電動機(jī)和繞線式異步電動機(jī)上。整定過電流動作值一般為起動電流的1.2倍。2）
過載保護(hù)
一、電動機(jī)長期超載運行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命減少，嚴(yán)重時會使電機(jī)損壞。過載電流越大，達(dá)到允許溫升的時間就越短。常用的過載保護(hù)元件是熱繼電器。
二、由于熱慣性的原因，熱繼電器不會受電動機(jī)短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器作過載保護(hù)的同時，還必須設(shè)有短路保護(hù)。選作短路保護(hù)的熔斷器熔體的額定電流不應(yīng)超過4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。3）
零電壓、欠電壓保護(hù)
一、定義：電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時，電動機(jī)自行起動，可能使生產(chǎn)設(shè)備損壞，也可能造成人身事故。對供電系統(tǒng)電網(wǎng)來說，同時有許多電動機(jī)及其他用電設(shè)備自行起動也會引起不允許的過電流及瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。
1、零電壓保護(hù)——防止電網(wǎng)失電后恢復(fù)供電時電動機(jī)自行起動的保護(hù)叫做零電壓保護(hù)。
2、欠電壓保護(hù)——在電源電壓降到允許值以下時，需要采用保護(hù)措施，及時切斷電源，這就是欠電壓保護(hù)
3、在控制線路的主電路和控制電路由同一個電源供電時，具有電氣自鎖的接觸器兼有欠電壓和零電壓保護(hù)作用
4、在控制線路的主電路和控制電路不由同一個電源供電時，零壓、欠壓保護(hù)元件常用
5、欠壓繼電器：其線圈跨接在定子兩相電源線上，其常開觸頭串接在控制電動機(jī)的接觸器線圈的電路中。
典型機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析
一
C650車床的電氣控制的要求 電氣控制電路分析
1、主軸電動機(jī)的控制
1）主軸正反轉(zhuǎn)控制
KM1、KM2控制主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)
KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn) 具體實現(xiàn)
由按鈕SB3、SB4和接觸器KM1、KM2組成主軸電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，并由接觸器KM3主觸點短接反接制動電阻R，實現(xiàn)全壓直接起動運轉(zhuǎn)。
2）主軸的點動控制
SB2與接觸器KMl控制
具體實現(xiàn)
SB2與接觸器KMl控制，并在主軸電動機(jī)M1主電路中串入電阻R減壓起動和低速運轉(zhuǎn)，獲得單方向的低速點動，便于對刀操作。
3）主軸電動機(jī)反接制動的停車控制
停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS 具體實現(xiàn)
主軸停車時，由停止按鈕SB1與正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及反接制動接觸器KM3、速度繼電器KS，構(gòu)成電動機(jī)正反轉(zhuǎn)反接制動控制電路，在KS控制下實現(xiàn)反接制動停車。
4）主軸電動機(jī)負(fù)載檢測及保護(hù)環(huán)節(jié) 采用電流表檢測主軸電動機(jī)定子電流。
為防止起動電流的沖擊，采用時間繼電器KT的常閉通電延時斷開觸點連接在電流表的兩端，為此KT延時應(yīng)稍長于M1的起動時間。
2、刀架快速移動的控制
刀架助快速移動由快速移動電動機(jī)M3拖動，由刀架快速移動手柄操作。當(dāng)扳動刀架快速移動手柄時，壓下行程開關(guān)SQ，接觸器KM5線圈通電吸合，使M3電動機(jī)直接起動，拖動刀架快速移動。
當(dāng)將快速移動手柄扳回原位的。SQ不受壓，KM5斷電釋放，M3斷電停止，刀架快速移動結(jié)束。
3、冷卻泵電動機(jī)的控制
由按鈕SB5、SB6和接觸器KM4構(gòu)成電動機(jī)單方向起動、停止電路，實現(xiàn)對冷卻泵電動機(jī)M2的控制。
電氣設(shè)計
一 電氣控制線路的設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題
1選擇控制電源
2減少通電電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件并盡可能選用相同型號。3合理使用電器觸點，以提高可靠性。4正確連接電器的觸點和電器的線圈。5盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度。
6控制線路在工作時，除必要的電器通電外，其余的盡量不通電以節(jié)約電能。7控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路。8避免電器依次動作。9電器連鎖和機(jī)械連鎖共用。10注意小容量及電器觸點的容量
可編程序控制器
1，PLC的中文全稱：中文全稱為可編程邏輯控制器
2、PLC的硬件組成：PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。PLC的工作方式是 ：PLC的工作方式：采用周期循環(huán)掃描、集中輸入與集中輸出的工作方式 PLC的輸出通常有三種形式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、晶體管輸出
5、簡述PLC的結(jié)構(gòu)與工作原理？ PLC由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。
PLC的工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。
（1）每次掃描過程，集中對輸入信號進(jìn)行采樣，集中對輸出信號進(jìn)行刷新；（2）輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入；（3）一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新；（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的；（5）掃描周期的長短由三條決定，（a）CPU執(zhí)行指令的速度（b）指令本身占有的時間（c）指令條數(shù)；
（6）由于采用集中采樣，集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。
電氣控制及PLC課程總結(jié)
班級：B120204 學(xué)號：B12020303 姓名：王貴斌
第三篇：電氣控制與PLC教案
第四章
常用電器
本章教學(xué)要求:
1、了解常用照明燈具的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程，會新型節(jié)能電光源的安裝使用。
2、會安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。
3、理解單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作過程及計算。
4、了解單相變壓器的外特性、損耗及效率。5．了解特殊變壓器的基本結(jié)構(gòu)、使用方法和用途。
6．了解常用抵押電器的種類、基本結(jié)構(gòu)及用途，會根據(jù)工作場所合理選用。
重點：
安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作過程及計算。難點：
單相變壓器的特性。教學(xué)方法：
講授法、講練結(jié)合、啟發(fā)法并輔以電路仿真軟件。組織教學(xué)：
查出勤，板書本次課重點、難點，通過PPT及電路仿真軟件演示。知識回顧：回顧初中部分電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路 導(dǎo)入新課: 通過PPT介紹照明設(shè)備
§4-1 照明燈具
目的與要求
1.了解常用照明燈具的結(jié)構(gòu)、特點和工作過程，會新型節(jié)能電光源的安裝使用。
2.認(rèn)識照明電路的安裝的程序、要領(lǐng)和工藝要求，學(xué)會安裝照明電路。3.初步學(xué)會用萬用電表檢驗電路。
4.會安裝熒光燈等照明電路并能排除電路的簡單故障。
重點與難點 重點
1.照明電路的安裝。2.萬用電表的使用。
難點
1.開關(guān)的安裝。
2.用萬用電表檢驗電路。
教學(xué)方法
講授法,列舉法,啟發(fā)法并輔以電路仿真軟件
教具
多媒體、仿真軟件
小結(jié)
照明電路是電工知識中的基礎(chǔ)點，它是我們對電路由簡至繁學(xué)習(xí)以后復(fù)雜電路的一個重要開端。布置作業(yè)
習(xí)題冊 知識梳理
一、常用照明方式
1、一般照明——無特殊要求，為整個被照場所而設(shè)置的照明。
2、局部照明——局限于某一工作部位的照明。
3、混合照明——由一般照明和局部照明共同組成的照明稱混合照明
二、常用照明燈具
白熾燈、熒光燈、鹵鎢燈、高壓汞燈、高壓鈉燈、節(jié)能燈等
三、熒光燈電路
1、熒光燈的組成：燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器、燈座燈架等組成。
2、熒光燈電路圖：
3、工作原理：輝光放電→熱電子發(fā)射→產(chǎn)生高壓電→熒光燈點亮
四、雙控白熾燈電路
§4-2 變壓器
目的與要求
1．了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。
2．掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間關(guān)系。3．掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運用解決實際問題。
重點與難點 重點
變壓器工作原理及工作規(guī)律。
難點
1.通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系。2.通過運用變壓器工作規(guī)律的公式來解題。
教學(xué)方法
講授法,列舉法,啟發(fā)法，實物與實驗演示。
教具
PPT,小型變壓器模型。小結(jié)
變壓器是我們電氣控制中重要的一環(huán)，是電能轉(zhuǎn)換的一個基本電器，對它的學(xué)習(xí)中，既回顧了電磁感應(yīng)知識，也是我們學(xué)習(xí)電氣控制的一個重要開端。布置作業(yè)
習(xí)題冊 知識梳理
一、變壓器的作用
1、主要功能是改變交流電壓的大小。
2、改變電流、變換阻抗等。
二、變壓器的結(jié)構(gòu)
1、主要組成部分：鐵心和繞組
鐵心：變壓器的磁路通道，同時也是變壓器的骨架。為了減小渦流和磁滯損耗，鐵心通常由磁導(dǎo)率較高又相互絕緣的薄硅鋼片疊合而成。繞組：變壓器的電路部分。由絕緣良好的漆包線或紗包線繞制而成。工作時與電源相連的繞組稱為一次繞組，與負(fù)載相連的線圈稱為二次繞組。
2、變壓器符號：
3、變壓器分類：按繞組和鐵心的安裝位置不同，分為心式和殼式兩種。（如課本圖5-3所示）
三、變壓器工作原理
1、變壓原理：
U1E1N1??U2E2N2理想變壓器一次、二次繞組端電壓之比等于繞組的匝數(shù)比。
2、變流原理：
I1U2N2??I2U1N1變壓器工作時，一次、二次繞組中的電流跟匝數(shù)成反比。
3、變換阻抗原理:
如圖把帶負(fù)載的變壓器看成是一個新的負(fù)載，并用R′L表示，則有
R′L =(N1/N2)RL(因為I1 R′L = I2 RL ；I1/I2=N2/N1)R′L是RL在變壓器一次側(cè)中的交流等效電阻。
四、常用變壓器
1、三相變壓器：有三相干式變壓器和三相油浸式變壓器
2、電焊變壓器:
3、互感器和鉗形電流表2
2§4-3 常用低壓電器
目的與要求
1.掌握電器相關(guān)的基本概念。2.掌握幾種常用低壓電器。
重點與難點
重點
1.各類低壓電器的的基本種類、基本結(jié)構(gòu)、作用及用途。2.各類低壓電器的選用。
難點
各類低壓電器的基本結(jié)構(gòu)及特性
教學(xué)方法
講授法,列舉法,啟發(fā)法，實物演示或PPT演示。
教具
多媒體、常用電器類實物。
小結(jié)
常用低壓電器是我們組成控制電路的重要一環(huán)，是我們學(xué)習(xí)控制電路的基礎(chǔ)，通過對低壓電器特性的分析，我們能夠方便地學(xué)習(xí)控制電路的基本特性。布置作業(yè) 知識梳理
一、概述 電器
1、定義：電器對電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護(hù)的作用，在電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。
2、學(xué)習(xí)掌握電器的原因：繼電器、接觸器等工業(yè)電器為基礎(chǔ)的電氣控制技術(shù)具有相當(dāng)重要的地位；掌握繼電接觸器控制技術(shù)也是學(xué)習(xí)和掌握PLC應(yīng)用技術(shù)所必需的基礎(chǔ)。分類
按工作電壓：高壓、低壓。按動作原理：手動、自動。
按用途：控制、配電、主令、保護(hù)、執(zhí)行。
二、接觸器
結(jié)構(gòu)和工作原理
1、結(jié)構(gòu)：一般由電磁機(jī)構(gòu)、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等幾部分組成。
2、工作原理：根據(jù)電磁原理工作：當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉
合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下降放，使觸點復(fù)原，即常開觸點斷開，常閉觸點閉合。分類及特點
1、交流接觸器：交流接觸器線圈通以交流電，主觸點接通、切斷交流主電路。
2、直流接觸器：直流接觸器線圈通以直流電流，主觸點接通、切斷直流主電路。主要技術(shù)參數(shù)：線圈電壓、主觸點額定電流、主觸點額定電壓、輔助觸點額定電流、輔助觸點對數(shù)、接觸器極數(shù)以及接觸器的機(jī)械壽命和電壽命等。選擇原則：
1、接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致，控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。
2、主觸點的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。
3、主觸點的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。
4、接觸器主觸點的額完工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實際使用條件不同時，這個電流值也將隨之改變。
5、吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓85％及以上時應(yīng)能可靠地吸合。
6、主觸點和輔助觸點的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要。三．繼電器
繼電器特性及其分類
1、原理：主要用于控制與保護(hù)電路中作信號轉(zhuǎn)換用。具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出電路（又稱執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某一定值時繼電器動作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。
2、分類：常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器以及溫度、壓力、計數(shù)、頻率繼電器等等。
3、特性：繼電特性曲線。
4、參數(shù)：返回系數(shù)、吸合時間、釋放時間。電壓、電流繼電器
過電流繼電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器。中間繼電器與固態(tài)繼電器
1、中間繼電器：當(dāng)電壓或電流繼電器觸點容量不夠時，可借助中間繼電器來控制，用中間繼電器作為執(zhí)行元件，這時中間繼電器被當(dāng)作一級放大器用；當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點數(shù)量不夠時，可利用中間繼電器來切換多條控制電路。
2、固態(tài)繼電器：由固體半導(dǎo)體元件組成的無觸點開關(guān)器件；4端有源器件； 時間繼電器
1、原理：感應(yīng)元件接受外界信號后，經(jīng)過設(shè)定的延時時間才使執(zhí)行部分動作的繼電器。
2、按延時方式分類：通電延時型、斷電延時型和帶瞬動觸點的通電（或斷電）延時型繼電器。
3、按工作原理分類：空氣阻尼式、電動式和電子式等。
4、觸點類型：常開延時閉合觸點、常閉延時斷開觸點、常開延時斷開觸點和常閉延時閉合觸點4類。熱繼電器
1、定義：專門用來對連續(xù)運行的電動機(jī)進(jìn)行過載及斷相保護(hù)，以防止電動機(jī)過
熱而燒毀的保護(hù)電器。
2、組成：雙金屬片、加熱元件、動作機(jī)構(gòu)、觸點系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動復(fù)位裝置等組成。
3、原理
4、參數(shù)：熱繼電器額定電流、相數(shù)、熱元件額定電流、整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。速度繼電器
1、作用：用于轉(zhuǎn)速的檢測，常用在三相交流異步電動機(jī)反接制動轉(zhuǎn)速過零時，自動切除反相序電源。
2、組成：轉(zhuǎn)子、圓環(huán)（籠型空心繞組）和觸點三部分組成。
3、原理
四．熔斷器
作用：供電電路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。
組成：由熔體和安裝熔體的外殼兩部分組成。
原理：通過熔斷器的電流超過一定數(shù)值并經(jīng)過一定的時間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量使熔體某處熔化而切斷電路，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。特性：保護(hù)特性曲線 選擇
五、低壓隔離器
作用：在電源切除后，將電路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。類型：低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。
六、低壓斷路器
作用：用來分配電能，不頻繁地起動異步電動機(jī)，對電源電路及電動機(jī)等實行保護(hù)。功能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過電流、欠電壓、熱繼電器等的組合。
組成：主要由觸點和滅弧裝置、各種可供選擇的脫扣器與操作機(jī)構(gòu)、自由脫扣機(jī)構(gòu)三部分組成。
參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄芰Φ取?/p>
七、主令電器 概述
1、定義：用來發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。
2、類型：按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。按鈕
1、結(jié)構(gòu)組成：常閉觸點、常開觸點、橋式觸點、彈簧、按鈕帽。
2、顏色規(guī)定
3、結(jié)構(gòu)型式 行程開關(guān)
1、作用：用于檢測工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運動方向或行程長短。
2、分類：
按外殼防護(hù)形式：開啟式、防護(hù)式及防塵式； 按動作速度：瞬動和慢動（蠕動）； 按復(fù)位方式：自動復(fù)位和非自動復(fù)位； 按接線方式：螺釘式、焊接式及插入式； 按操作形式：直桿式（柱塞式）、直桿滾輪式（滾輪柱塞式）、轉(zhuǎn)臂式、方向式、叉式、鉸鏈杠桿式等；
按用途：一般用途行程開關(guān)、起重設(shè)備用行程開關(guān)及微動開關(guān)等。接近開關(guān)
1、原理：非接觸式的檢測裝置，當(dāng)運動著的物體接近它到一定距離時，它就能發(fā)出信號，從而進(jìn)行相應(yīng)的操作。
2、分類：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、電容型、超聲波型等。
3、參數(shù)：動作距離、重復(fù)精度、操作頻率及復(fù)位行程等。光電開關(guān)
1、原理：通過光的發(fā)射和接收實現(xiàn)非接觸式位置檢測裝置。
2、分類：對射式和反射式。凸輪控制器
1、作用：用于起重設(shè)備和其他電力拖動裝置，以控制電動機(jī)的起動、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動。
2、結(jié)構(gòu)組成：主要由手柄、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、凸輪和觸點組成。
3、原理：轉(zhuǎn)動手柄時，轉(zhuǎn)軸帶動凸輪一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)到某一位置時，凸輪頂動滾子，克服彈簧壓力使動觸點順時針方向轉(zhuǎn)動，脫離靜觸點而分?jǐn)嚯娐?。在轉(zhuǎn)軸上疊裝不同形狀的凸輪，可以使若干個觸點組按規(guī)定的順序接通或分?jǐn)?。主令控制?/p>
1、作用：由主令控制器的觸點來控制接觸器，再由接觸器來控制電動機(jī)。
2、結(jié)構(gòu)組成：與凸輪控制器相似，與控制屏相配合。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)
1、作用及原理：由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的凸輪使其觸點按一定的次序接通和分?jǐn)?，它能轉(zhuǎn)換多種和多數(shù)量的電氣控制電路。
2、轉(zhuǎn)換開關(guān)定位特征
3、轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖
