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电气控制与PLC应用技术完整
学习方法建议 :
(1)打好继电器——接触器控制系统的基础,进而学习掌握 PLC控制系统的应用;
(2)注意学习内容的普及和发展需要; (3)学习时应注意掌握基本原理和应用规律; (4)加强实践技能训练做到理论和实践结合。
第1章 常用电动机控制电路
1.1 概 述
继电器—接触器控制电路由各种低压电器所组成。 一个最简单的三相异步电动机控制电路,可以用一个闸刀开关 控制电动机的启动运行和停止。 实际应用中要达到自动控制的要求,电路中需要借助各种开关、 继电器、接触器等电器元件,它们能够根据操作人员所发出的控制 指令信号,实现对电动机的自动控制、保护和监测等功能。
由于继电器——接触器控制系统的结构特点制约着它 的发展,在1968年,美国通用汽车(GM)公司率先提出 了 研制新型工业控制器的设想。一年后,由美国数据设 备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程控制器 ,即是 早期的工业电脑(PLC)。
在微电子技术和计算机技术发展的带动下,使PLC在 处理速度和控制功能上都有了很大提高,不仅可以进行开 关量的逻辑控制,还可以对模拟量进行控制,且具有数据 处理、PID控制和数据通信功能,发展成为一种新型的工 业自动控制标准装置。
绪论
1.电气控制技术的产生与发展
电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求,从手 动控制到自动控制,从简单的控制设备到复杂的控制系统,从有触点的硬接线控制系统 到以计算机为中心的存储控制系统。
(1)电力拖动自动控制系统的组成 (2)电气控制技术的发展
2.可编程控制器(PLC)的产生与发展
(4)按钮开关 按钮开关是一种手动电器,常称作控制按钮或按钮。主
要用于人们对电路发出控制指令。
为了便于操作人员识别,避免发生误操作,生产中用不同的颜色 和符号来区分按钮的功能及作用,不能乱用,特别是红色按钮一定是 用于停止控制。
(5)接触器控制电动机单向运转的电路
控制原理:
(1)合上电源开关QS:接通电源;
2.采用刀开关控制的异步电动机启动电路
实物示意图
电气控制线路图
电路的工作原理是: (1)合上电源开关QS 三相异步电动机通电电动机启动; (2)断开QS 电动机断电停转。
1.2.3.使用空气断路器直接控制电动机单 向运转的电路
空气断路器是一种具有过负载、过热、电源 欠压、过压等保护功能于一体的电器。
近年来随着电力电子技术、检测传感技术、机械制造 技术的发展,PLC在通信能力以及控制领域等方面都不断 有新的突破,正朝着电气控制、仪表控制、计算机控制一 体化和网络化的方向发展。
3.本课程的性质、内容和任务要求
主要内容:
(1)工业控制系统中的继电器—接触器控制系统; (2)PLC控制系统; (3)变频器的基本应用。
(2)启动控制: 按下启动按钮SB2
接触器KM电磁线圈得电吸合
KM主触点闭合 电动机M得电启动运转
KM辅助动合触点闭合 自锁控制
(3)停止控制:
按下停止按钮SB1
接触器KM电磁线圈断电释放
KM主触点断开
电动机M断电停止
KM辅助动合触点断开 (4)过载保护:
自锁控制解除
当电动机在运行中出现过载并达到一定程度时
(6)欠压保护
上述电路如果电源电压过低(如降至额定电压的85%以下), 则接触器线圈产生的电磁吸力不足,接触器会在复位弹簧的作 用下释放,从而切断电动机电源,防止电动机在电压不足的情 况下运行,这种保护功能称为欠压保护,同样由接触器KM实现。
1.2.5三相异步电动机的顺序控制和多点控制电 路
1.顺序控制电路
(2)使电动机绕组发热,绝缘老化,从而缩短了电动机的使用寿命。 (3)造成过流保护装置误动作。 因此:三相异步电动机的启动控制方式有两种: 一种是直接启动控制;
另一种是降压启动控制。
1.2.2用刀开关直接控制的三相异步电动机单向运 转电路
1.刀开关
胶壳开关
铁壳开关
组合开关
闸刀开关的图形和文字符号
1.2三相异步电动机直接启动控制电路
1.2.1三相异步电动机的启动问题
三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转动 时起,到达额定转速为止这一段过程。
三相异步电动机在启动时启动转矩并不大,但定子绕组中的电流增大 为额定电流的4~7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。
(1)启动电流过大造成电压损失过大,使电动机启动转矩下降。同时 可造成影响连接在电网上的其他设备的使用方便、价格低廉、控制有效的
短路保护电器,它串联在电路中。
常用几种熔断器的外形
(2)接触器 接触器是一种自动化的控制电器,接触器主要用于频繁
接通或分断交、直流电路,具有控制容量大,可远距离操作, 配合继电器可以实现定时操作,联锁控制,各种定量控制和 失压及欠压保护,广泛应用于自动控制电路。
交流接触器从结构上可分为电磁系统、触点系统和灭弧装置三大部分。
(3)热继电器
热继电器正是根据电动机过载保护的需要而设计的,它利 用电流热效应原理和反时限特性,当热量积聚到一定程度时使 触点断开切断电路,实现对电动机的过载保护。
注意: 熔断器和热继电器这两种保护电器,都是利用电流的热效
应原理作过流保护的,但它们的动作原理不同,用途也有所不 同,不能混淆。
多种断路器的外形
空气断路器的基本结构
在合闸后,搭钩将锁键钩住,使主触点闭合,电动机通电启 动运行。扳动手柄于“分”的位置(或按下“分”的按钮),搭钩 脱开,主触点在复位弹簧的拉力作用下断开,切断电动机电源。 除手动分断之外。空气断路器还可以分别由三个脱扣器自动分断, 实现对应的保护功能。
1.2.4.用接触器直接控制电动机单向 运转的电路
热继电器
FR动作 FR动断触点断开
接触器KM电磁线圈断电释放
KM主触点断开
电动机M断电停止
(5)失压保护
上述电路如在工作中突然停电而又恢复供电,由于接触器 KM断电时自锁触点已断开,这就保证了在未再次按下启动按钮 SB2时接触器KM不动作,因此不会因电动机自行启动而造成设 备和人身事故。这种在突然停电时能够自动切断电动机电源的 保护功能称为失压(或零压)保护,由接触器KM实现。