电电气气控控制制与与PLC应应用用1 1 常用低压电器常用低压电器2 基本控制环节基本控制环节3 3 常用机床电器控制常用机床电器控制4 4 可编程控制器概述可编程控制器概述6 6 基本逻辑指令基本逻辑指令5 PLC的基本原理及组成的基本原理及组成7 步进指令步进指令8 可编程控制器的应用可编程控制器的应用第一章 常用低压电器 第一节第一节第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识低压电器的基本知识第二节第二节第二节第二节 开关电器开关电器开关电器开关电器第三节第三节第三节第三节 接触器接触器接触器接触器第四节第四节第四节第四节 继电器继电器继电器继电器第五节第五节第五节第五节 熔断器熔断器熔断器熔断器第六节第六节第六节第六节 主令电器主令电器主令电器主令电器本章小结本章小结本章小结本章小结第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识 低压电器低压电器通常指工作在交流电压通常指工作在交流电压1200V1200V以下、直流以下、直流电压电压1500V1500V以下电路的电器。以下电路的电器。一、低压电器的分类一、低压电器的分类按按动作动作方式方式分分 ：手动电器：手动电器（按钮）（按钮）和自动电器和自动电器（接触（接触器）器）按按性能和用途性能和用途分：控制电器分：控制电器（控制继电器）、主令电（控制继电器）、主令电器（主令开关、行程开关）、配电电器（隔离开关）、器（主令开关、行程开关）、配电电器（隔离开关）、执行电器（电磁离合器）、执行电器（电磁离合器）、保护电器保护电器（熔断器）（熔断器） 按按有无触点有无触点分：有触点电器和无触点电器分：有触点电器和无触点电器 按按工作原理工作原理分：电磁式电器分：电磁式电器（电磁式继电器）（电磁式继电器）和非电和非电量控制电器量控制电器（温度继电器）（温度继电器）。二、二、低压低压电器电器的基本结构的基本结构电磁机构电磁机构（检测部分）（检测部分）和触点系统和触点系统（执行部分）（执行部分）1.1.电磁机构电磁机构将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 v 组成组成 v原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁隙形成回路，产生电磁吸吸力，力，电磁吸力克服弹电磁吸力克服弹 簧的反簧的反作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动连接机构运动，作用力，使衔铁与铁心闭合，衔铁带动连接机构运动，从而带动相应触电动作，完成通、断电路的控制作用。从而带动相应触电动作，完成通、断电路的控制作用。 铁芯铁芯衔铁衔铁线圈线圈第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识交流交流：硅钢片叠加：硅钢片叠加直流直流：整块铸铁或铸钢：整块铸铁或铸钢直动式直动式拍合拍合式式电压线圈电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。：并联在电路中，匝数多、导线细。电流线圈电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。：串联在电路中，匝数少、导线粗。交流线圈交流线圈：短而粗，有骨架。：短而粗，有骨架。直流线圈直流线圈：细而长，无骨架。：细而长，无骨架。二、电磁式电器二、电磁式电器2.2.短路环短路环减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识二、电磁式电器二、电磁式电器3 3. .触头系统触头系统通过触头的开合控制电路通、断。通过触头的开合控制电路通、断。按结构形式按结构形式按平常状态：常开触点、常闭触点按平常状态：常开触点、常闭触点按所控电路：主触点、辅助触电按所控电路：主触点、辅助触电 v材料：一般采用材料：一般采用铜材料铜材料制成；对于小容量电器常用制成；对于小容量电器常用银银 质材料质材料制成制成 桥式触头桥式触头指形触头指形触头第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识二、电磁式电器二、电磁式电器3.3.灭弧系统灭弧系统 v 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V 10V，电流超过，电流超过80mA80mA时，触头间会产生蓝色时，触头间会产生蓝色 的光柱，的光柱， 即电弧。即电弧。v 电弧的危害电弧的危害 ：v 使电路仍旧保持导通状态，使电路仍旧保持导通状态，延长了切断故障的时间；延长了切断故障的时间；v会烧坏触电，缩短电器使用寿命。会烧坏触电，缩短电器使用寿命。高温引起电弧附近高温引起电弧附近v电气绝缘材料烧坏；电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故形成飞弧造成电源短路事故）第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识二、电磁式电器二、电磁式电器3.3.灭弧系统灭弧系统 v常用的灭弧方法常用的灭弧方法v熄灭电弧的原理：熄灭电弧的原理：抑制游离因素，增强去游离因素抑制游离因素，增强去游离因素v灭弧措施：灭弧措施：1 1）迅速增加电弧长度）迅速增加电弧长度v 2 2）快速冷却）快速冷却v常用的灭弧装置：常用的灭弧装置：v 1 1）电动力灭弧（小容量交流接触器）电动力灭弧（小容量交流接触器）v 2 2）磁吹式灭弧（直流接触器）磁吹式灭弧（直流接触器）v 3 3）窄缝灭弧（交流接触器）窄缝灭弧（交流接触器）v 4 4）栅片灭弧）栅片灭弧（交流接触器）（交流接触器）第一节第一节 低压电器的基本知识低压电器的基本知识第二节第二节 开关电器开关电器一、低压隔离开关一、低压隔离开关（一一）、刀开关、刀开关 v 作用：隔离电源，不频繁通断电路作用：隔离电源，不频繁通断电路v 分类：分类： 按刀的按刀的级数级数分分: :单极、双极和三极单极、双极和三极 按按灭弧灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换按刀的转换方向方向分为：单掷和双掷分为：单掷和双掷 按按接线接线方式分为：板前接线和板后接线方式分为：板前接线和板后接线 按按操作操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无按有无熔断器熔断器分：带熔断器和不带熔断器分：带熔断器和不带熔断器一、刀开关一、刀开关1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）v 作用：作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。v 结构图和符号结构图和符号 ： QS第二节第二节 开关电器开关电器第二节第二节 开关电器开关电器一、刀开关一、刀开关2.2.带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作电源开关、隔离开关用作电源开关、隔离开关和应急开关，并作电路保护用。和应急开关，并作电路保护用。一、刀开关一、刀开关3.3.负荷开关负荷开关(1)(1)开启式负荷开关开启式负荷开关v 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。v 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。v 分类：单相双极和三相三极两种分类：单相双极和三相三极两种第二节第二节 开关电器开关电器作业作业P41 1一、刀开关一、刀开关3.3.负荷开关负荷开关(2)(2)封闭式负荷开关（铁壳开关）封闭式负荷开关（铁壳开关）v 作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。第二节第二节 开关电器开关电器（二二）、组合开关（转换开关）、组合开关（转换开关）v 结构结构：静触头静触头一端固定在胶木盒内，另一端伸一端固定在胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。出盒外，与电源或负载相连。动触片动触片套套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作9090正正 或反方向的转动，带动静触头通。或反方向的转动，带动静触头通。v 特点特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。：结构紧凑，安装面积小，操作方便。v 用途用途：电源的引入开关；通断小电流电路；：电源的引入开关；通断小电流电路； 控制控制以下电动机。以下电动机。第二节第二节 开关电器开关电器（a）外形 （b） 符号 （c) 结构（三三）、低压断路器、低压断路器v自动空气开关，自动空气开关，他相当于刀开关、熔断器、热继电器、他相当于刀开关、熔断器、热继电器、欠电压继电器等的组合。欠电压继电器等的组合。v 功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。v 特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。v 分类：分类：框架式（万能式）框架式（万能式）和和塑壳式（装置式）塑壳式（装置式）v 结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。第二节第二节 开关电器开关电器万能式低压断路器结构图万能式低压断路器结构图塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路短路线路短路或严重过或严重过载保护载保护塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮远距离跳远距离跳闸，对电闸，对电路不起保路不起保护作用护作用塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器3过电流脱扣器4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮线路过载线路过载保护保护塑壳式低压断路器原理图塑壳式低压断路器原理图1主触头2自由脱扣器 3过电流脱扣器 4分励脱扣器5热脱扣器6失压脱扣器 7按钮电动机的电动机的失压保护失压保护v作用：发送控制命令或信号的电器作用：发送控制命令或信号的电器 v分类：控制按钮分类：控制按钮 万能转换开关万能转换开关 主令控制器主令控制器 行程开关行程开关 接近开关接近开关第第三三节节 信号控制开关信号控制开关控制按钮控制按钮第第三三节节 信号控制开关信号控制开关一、按钮开关按钮开关一般由按钮、复位弹簧、触电和外壳等部分组成。当按下按钮时，先断开常闭触电，而后接通常开触电，按钮释放后，在复位弹簧作用下使触电复位。分类： 1）单式、复式、三联式 2）常开、常闭、复合触点行程开关行程开关第第三三节节 信号控制开关信号控制开关二、行程开关行程开关也称位置开关，是根据运动部件的行程发出命令以控制其运行方式或行程长短的信号控制开关。分类：直动式、滚动式、微动式万能转换开关万能转换开关第第三三节节 信号控制开关信号控制开关三、选择开关1、选择开关是一种多档位、多触点、能够控制多回路的控制电器，也称为万能转换开关。2、组成：操作机构、定位装置、触点等3、手柄的操作位置是以角度来表示的4、符号5、选用主令控制器主令控制器第第三三节节 信号控制开关信号控制开关接近开关接近开关第第三三节节 信号控制开关信号控制开关国外低压电器产品品牌国外低压电器产品品牌美国 通用电气GE 麦腾电器merton 库柏BUSSMANN 伊顿德国 西门子SIEMENS 泰邦电器THEBEN 海德HEDSS 金钟-默勒MOELLER日本 三菱电机 欧姆龙电器OMRON 富士电机FUJI 松下电工 NAIS 户上电机Togami法国 施奈德 海格hager 罗格朗LEGRAND本章小结本章小结v开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低压电器的作用、结构、工作原理；压电器的作用、结构、工作原理；v低压电器图形和文字符号；低压电器图形和文字符号；v每种低压电器的技术参数；每种低压电器的技术参数；v低压电器的使用和选择方法。低压电器的使用和选择方法。触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧第四节第四节 接触器接触器1 1结构结构 一、交流接触器一、交流接触器 第四节第四节 接触器接触器交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置2 2工作原理工作原理 线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振 动 ， 需 加 短 路环。第四节第四节 接触器接触器用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。第三节第三节 接触器接触器二、直流接触器二、直流接触器 KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM第四节第四节 接触器接触器三、接触器的符号三、接触器的符号 额定电压额定电压 交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A 额定电流额定电流 吸引线圈额定电压吸引线圈额定电压交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V 第四节第四节 接触器接触器四、接触器的主要技术指标四、接触器的主要技术指标 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致；吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。第四节第四节 接触器接触器四、接触器的使用选择原则四、接触器的使用选择原则 v作用：控制、放大、联锁、保护和调节作用：控制、放大、联锁、保护和调节v分类：分类：按用途分按用途分 ：控制和保护继电器：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器按动作时间分：瞬时、延时继电器 v 特点：额定电流不大于特点：额定电流不大于5A5A第五节第五节 继电器继电器一、电流继电器一、电流继电器特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器过流电流继电器欠流电流继电器第四节第四节 继电器继电器欠电流继电器KAI I KAKAKA一、电流继电器一、电流继电器第四节第四节 继电器继电器动作电流动作电流q q ：使电流继电器开始动作所需的电流值；：使电流继电器开始动作所需的电流值； 返回电流返回电流f f ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；：电流继电器动作后返回原状态时的电流值；返回系数返回系数f f ：返回值与动作值之比，：返回值与动作值之比，f ff f / /q q 。主要技术指标：主要技术指标：一、电流继电器一、电流继电器第五节第五节 继电器继电器特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细分类：过电压继电器和欠电压继电器分类：过电压继电器和欠电压继电器结构原理：与电流继电器类似结构原理：与电流继电器类似欠电压继电器KAU U KAKAKA二、电压继电器二、电压继电器第五节第五节 继电器继电器 中间继电器实质上是一种电压继电器，结中间继电器实质上是一种电压继电器，结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外较多，在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。其触头的额定电流较大。 三、中间继电器三、中间继电器第四节第四节 继电器继电器作用：电动机的过载保护利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作利用电阻值随温度变化而变化的特性制成利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作四、热继电器四、热继电器第四节第四节 继电器继电器型式：双金属片式 热敏电阻式易熔合金式结构：由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。四、热继电器四、热继电器第四节第四节 继电器继电器a） 外形 b） 结构图 1- 电流整定装置 2 - 主电路接线柱 3 - 复位按钮 4- 常闭触头 5 - 动作机构 6 - 热元件 31 -常闭触头接线柱32-公共动触头接线柱 33 -常开触头接线柱 双金属片式热继电器1-1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - 常开触头 8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 - 支撑件 13 - 弹簧 四、热继电器四、热继电器第四节第四节 继电器继电器双金属片式热继电器原理示意图四、热继电器四、热继电器第四节第四节 继电器继电器使用与选择使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：选择：eReReded eReR：热继电器热元件的额定电流；：热继电器热元件的额定电流； eded：电动机的额定电流。：电动机的额定电流。四、热继电器四、热继电器第四节第四节 继电器继电器作用：按整定时间长短通断电路作用：按整定时间长短通断电路分类：分类：按构成原理分：电磁式按构成原理分：电磁式 电动式电动式 空气阻尼式空气阻尼式 晶体管式晶体管式 数字式数字式按延时方式分：通电延时型按延时方式分：通电延时型 断电延时型断电延时型 四、时间继电器四、时间继电器(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) (a) 线圈一般符号线圈一般符号 (b) (b) 通电延时线圈通电延时线圈 (c) (c) 断电延时线圈断电延时线圈 (d) (d) 通电延时闭通电延时闭合动合（常开）触点合动合（常开）触点 (e) (e) 通电延时断开动断（常闭）触点通电延时断开动断（常闭）触点 （f f）断电延时断）断电延时断开动合（常开）触点开动合（常开）触点 （g g）断电延时闭合动断（常闭）触点（）断电延时闭合动断（常闭）触点（h h）瞬动触点）瞬动触点 四、时间继电器四、时间继电器符号符号四、时间继电器四、时间继电器四、时间继电器四、时间继电器作用：根据速度的大小通断电路作用：根据速度的大小通断电路结构：定子、转子和触头结构：定子、转子和触头原理：与异步电动机类似原理：与异步电动机类似参数：动作转速：参数：动作转速：120rpm120rpm 复位转速：复位转速：100rpm100rpm五、速度继电器五、速度继电器定子定子-由硅钢片迭成由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子笼型空心圆环套在转子上，装有鼠笼型短路绕上，装有鼠笼型短路绕组。组。符号符号五、速度继电器五、速度继电器转子转子-圆柱形永久磁圆柱形永久磁铁，与电动机同轴连铁，与电动机同轴连接。接。五、速度继电器五、速度继电器压力继电器压力继电器光电继电器光电继电器温度继电器温度继电器六、其它继电器六、其它继电器瓷插式熔断器瓷插式熔断器第五节第五节 熔断器熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器第五节第五节 熔断器熔断器有填料式熔断器有填料式熔断器第五节第五节 熔断器熔断器无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器第五节第五节 熔断器熔断器快速熔断器快速熔断器第五节第五节 熔断器熔断器自恢复熔断器自恢复熔断器第五节第五节 熔断器熔断器