1、工厂电气控制技术,开关,按钮,继电器,接触器,行程开关,空气开关,时间继电器,热继电器,可编程序控制器,电机,电磁阀,机械设备,各种机床,电梯,洗衣机,2,电气控制,基本电气控制 1.组成: 继电器、接触器、按钮、开关等有触点的低 压电器 2.优点：结构简单、价格便宜 3.缺点：可靠性低、体积庞大、缺乏灵活性与通用性现代电气控制 传统的继电接触器电气控制系统巳逐步为PLC（可编程控制器）所替代，它是集开关量控制与模拟量 调节于一身的综合控制系统。,第一节 常用低压电器,在电路中自动或手动接通和断开电路，从而断续或连续地改变电路参数或状态，实现对电路的切换、控制、保护、检测和调节作用的电气元件或
2、设备。,低压电器：常指用于交流额定电压1200v、直流额定电压1500v及以下的电路中的电器产品,种类：主要有刀开关、按钮、组合开关等,一、 主令电器,作用：用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。,（1）刀开关作用：在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离,种类： 开启式负荷开关 、封闭式负荷开关、刀熔开关、 隔离开关,开启式负荷开关,封闭式负荷开关,刀熔开关,组合开关,隔离开关,（2)）按钮,按钮结构,工作原理,图形及文字符号SB,（3） 行程开关,行程开关又称限位开关或位置开关。是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出
3、控制信号的小电流主令电器。主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等。,行程开关,作用: 接触器是用来频繁接通和切断电动机或其他负 载 主电路或控制电路。,二、接触器,(2)分类： 按其主触头通过的电流的种类分为: 交流接触器 直流接触器 按其主触头的极数分为: 单极、双极、三极,(3)结构 组成:电磁系统、触头系统和灭弧系统,(4)工作原理： 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁并带动触头动作，常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的、当线圈断电时。电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放使触头复原常开触头断开常闭触头闭台,(5)图形符号,交流接触器型号
4、意义：,、,例：CJ12-250/3,直流接触器型号意义：,、等系列,(6)接触器的选用 控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选用直流接触器。 接触器的使用类别应与负载性质相一致。 交流接触器按负荷种类一般分为四类，分别记为 、 和 。 直流接触器的使用类别大致可分为类，、 主触头的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。 主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。 吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压及以上时应能可靠地吸合。,作用: 主要用于控制及保护电路或作信号转换用。当输入量变化到某 一 定值时，继电器动作，其触点接通或断开控制回路。 分类: 按
5、用 途 分:有控制继电器的保护继电器;按动作原理分: 有电磁式继电器、感应式继电器、电动式 继电器、电 子式继电 器、热继电器等;按输入信号分: 电压继电器、电流继电器、功率继电器、 中间继电器 、 时间继电器.,三、继电器,(3)电磁式工作原理,工作原理,工作原理,(4)图形符号 中间继电器,型号意义：,例：JL3-11,中间继电器,时间继电器,时间继电器,热继电器,例,文字图形符号,熔断器 常作为电路或用电设备的严重过载和短路保护，主要用作短路保护。是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器。,封闭管式熔断器,圆筒帽形熔断器,螺旋式熔断器,低压断路器 又称自动空气开关或自动开关。它相当于
6、刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。,一、继电器-接触器原理图的绘制及设计,（1） 原理图绘制的几个原则,第二节 基本电气控制电路,1）根据通过电路电流的大小, 控制线路分为: 主回路、控制回路和辅助回路。,2）所有的主回路，在图上都用粗线画出，并且一 般都画在图纸的上方或左方。控制和辅助回路用 细线表示，画在同一张图纸的下方或右方。3）各电器元件应用国标规定的图形符号和文字符号同一电器的各部件可以画在不同的位置.根据图面布置的需要，可以将图 形符号旋转90度，但文字符号不 可倒置但必须采用相同的文字符
7、 号表示。为了区分同一电器的各触点或同 一类型的 各电器，可以用辅助 符号或数字序号加以区别。,4）线路图中的所有触点都按其“正常”位置画出5）尽可能减少线条和避免线条交叉,例：图中各控制线路能否实现正常连续工作？ （SB2 为启动按钮 ，SB1为停止按钮 ）,（2 ）设计控制线路的几个原则1）正确连接电气元件的线圈,2）电器线圈的一端应接在电源的同一端;,3)尽量缩短连接导线的数量和长度,4)应减少不必要的触头以简化线路,短路保护过电流保护过载保护失电压保护欠电压保护,5）应具有完善的保护环节,二、 常用基本回路（1）点动控制,（2）连续控制,（3）点动及连续控制,（4）互锁控制,（5）联锁
8、控制,（6）多地点连锁控制,例一 异部电动机启动、停止控制,依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁。起自锁作用的辅助触点，则称为自锁触点。保护环节1）短路保护2）过载保护3）欠、失电压保护,三、 典型继电线路分析,工作过程如下：起动:合上刀开关QS按下起动按钮SB2接触器KM线圈通电 KM主触头和辅助触头闭合 电动机M接通电源运转。停机: 按下停止按钮SB1KM线圈断电KM主触头和辅助常开触头断开电动机M断电停转。保护环节短路保护 短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。 电动机长期过载保护 采用热继电器FR。欠电压失电压保护 通过接触器KM的自锁环节来实现。,例二、异
9、部电动机正反转控制,2正一反一停控制电路,1正一停一反控制电路,工作过程如下： 正转控制 合上低压断路器QF按下正向起动按钮SB2(同时反转控制回路中的SB2互锁触头断开)正向接触器KM1线圈通电KM1主触头和自锁触头闭合，同时反转控制回路中KM1互锁触头断开电动机M正转。 停机 按停止按钮SB1KM1线圈断电KM1主触头和自锁触头断开电动机M停转。 反转控制 按下反向起动按钮SB3(同时反转控制回路中的SB3互锁触头断开)反向接触器KM2线圈通电KM2主触头和自锁触头闭合、同时反转控制回路中KM1互锁触头断开电动机M反转。互锁：利用接触器常闭辅助触点互相制约的方法称为互锁。而这两个常闭辅助触
10、点称为互锁触点双重互锁：即有按钮的互锁，又有接触器的互锁。,例三 自动停止控制,例四:工作台自动往返控制,作业：P27 5.10.151 .复习例题, 分析其工作过程,掌握其设计方法.,第一章 继电接触控制系统介绍,1.1 低压控制电器,控制电路组成：用电设备、控制电器和保护电器,控制用电设备工作状态的电器称为控制电器,用来保护电源和用电设备的电器称为保护电器,一. 刀开关,刀开关分为单刀、双刀、三刀三种，掷向可分为单掷、双掷两种。,刀开关的缺点是：不宜带负载切断电源，电源电压消失后，不能自动复原。,双掷刀开关,单掷刀开关,动触点（刀片）,静触点（刀座）,三刀开关控制手动电路,M3,FU,条件
11、：电动机容量不得超过75KW，刀开关的额定电流应大于电动机额定电流的3倍,3,二. 熔断器,熔断器俗称保险丝，是进行短路保护的电器。当电路发生短路，负载电流超过额定电流许多倍时，熔体立既熔断，保护电路及用电设备不遭损坏。,若一台电机，熔丝的选择按,Ifu = (1.5 2.5)IN,若多台电机，熔丝的选择按,Ifu = Im/2.5,可能出现的最大电流,表示符号,熔丝的额定电流,电动机的额定电流,一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。,M3,主触点,弹簧,连杆装置,锁钩,三. 断路器,一旦发生过载或短路时,过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开
12、，从而起到短路保护作用。,M3,主触点,弹簧,连杆装置,锁钩,三. 断路器,M3,主触点,弹簧,连杆装置,一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。,三. 断路器,M3,主触点,弹簧,连杆装置,一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。,三. 断路器,四. 按钮,通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。,动合（常开）触头,动断（常闭）触头,按钮帽,复位弹簧,表示符号：,按钮的额定电流一般不超过5A,五. 交流接触器,接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。,交流接触器的图形及文字符
13、号：,交流接触器的结构原理图,复位弹簧,动铁心,线圈,静铁心,1,2,3,1,2,3,主触点动合(常开),辅助触头,动断触点,动合触点,交流接触器线圈通电后的状态,1,2,3,1,2,3,动断触点断开,动合触点闭合,i,主触点闭合,辅助触头,线圈,复位弹簧,动铁心,静铁心,六. 热继电器,热继电器是利用电流的热效应而动作的电器，它是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。,热继电器的图形及文字符号,发热元件将串联在电动机的主电路中,常闭触点将串联在电动机的控制电路中,热继电器的结构原理图,发热元件,双金属片,常闭触点,复位按钮,弹簧,扣板,当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲
14、，因而脱钩。,热继电器的结构原理图,发热元件,双金属片,常闭触点,复位按钮,弹簧,扣板,热继电器的结构原理图,发热元件,双金属片,常闭触点,复位按钮,弹簧,扣板,常闭触点打开从而断开电动机的主电路,七. 中间继电器,中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁系统小些，触头个数多些，共有八对触头，其中四对常开触头，四对常闭触头，而且没有主、辅触头之分。触头容量相当于接触器的辅助触头，其额定电流为5A。,中间继电器主要用在控制电路中，起信号传递与转换作用以及同时控制多个电路。,中间继电器的图形符号,KM,SB1,KH,Q,KH,FU,KM,M3,1. 点动控制线路,控制电路,主电路,先闭合开关
15、Q，接通电源。,按SB1KM线圈得电,KM主触头闭合M运转,松SB1KM线圈失电,KM主触头恢复M停转,M3,M3 ,点动电路功能,控制电机在很短时间内工作。,工作原理,1.2 简单电机控制电路,KM,SB1,KH,Q,KH,FU,KM,M3,1. 点动控制线路,控制电路,主电路,先闭合开关Q，接通电源。,按SB1KM线圈得电,KM主触头闭合M运转,松SB1KM线圈失电,KM主触头恢复M停转,M3,M3 ,点动电路功能,控制电机在很短时间内工作。,工作原理,1.2 简单电机控制电路,KM,SB1,KM,SB2,KH,Q,KH,FU,KM,M3,2. 长动控制线路,控制电路,主电路,工作原理 先
16、闭合开关Q 接通电源。,按SB1KM线圈得电,KM主触头闭合M运转,按SB2KM线圈失电,KM主触头恢复M停转,M3,M3 ,KM辅助触头闭合 自锁,KM辅助触头恢复失去自锁,长动电路功能,控制电机长时 间连续工作,KM,SB1,KM,SB2,KH,Q,KH,FU,KM,M3,SB3,3. 点动及长动控制线路 (1),M3,M3,M3,M3 ,控制电路,主电路,工作原理：先闭合Q，接通电源,按SB1KM线圈得电,KM触头闭合M长动运转,按SB3KM线圈得电,KM触头闭合M点动运转,按SB2KM线圈失电,KM触头恢复M停转,松SB3KM线圈失电,KM触头恢复M停转,KA,SB1,SB2,Q,KH
17、,FU,KM,M3 ,KM,SB3,KA,KA,中间继电器 KA的功能：实现自锁 从而实现M长动运转。,3. 点动及长动控制线路（2）,按SB1KA线圈得电,KM触头闭合M长动运转,按SB3KM线圈得电,KM触头闭合M点动运转,KM线圈得电,KA触头闭合自锁,按SB2KM线圈失电,KM触头恢复M停转,工作原理 合Q,KM,SB1,SB4,KH,Q,KH,FU,KM,M3 ,SB2,KM,SB3,SB5,SB6,多地点控制线路,利用SB1、SB2、SB3并联，可实现多地点起动；,利用SB4、SB5、SB6串联，可实现多地点停机。,三种保护作用,a. 短路保护 FU,b. 过载保护 KH,c. 零
18、压欠压保护KM,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3 ,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,1.3 正、反转控制,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3 ,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,按SB1KM1线圈得电,KM1触头动作M正转；,按SB2KM2线圈得电,KM2触头动作M反转；,KM1、KM2常闭触头互锁：,防止KM1KM2同时得电造成电源 短路,工作原理,合Q，接通电源,按SB3KM1线圈失电,KM1触头恢复M停转；,正转 反转必须先按停止按钮 SB3,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3
19、 ,SB2,KM1,KM2,KM2,KM1,按SB1KM1得电,KM1常开触头闭合M运转,误按SB2KM2得电,KM1,KM2,若去掉互锁 KM1、KM2常闭触头，合Q，,KM2常开触头闭合,A B C,则电源A、C线间短路,M3 , 熔断器 FU烧毁！,KM1,一定要加互锁触头,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3 ,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,直接正、反转控制线路,利用复合按钮SB1、SB2，可以实现：正转反转直接转换, 不必再按SB3。,KM1和 KM2的电气互锁必不可少！工作更可靠！,SB1,SB3,Q,KH1,FU,KM1,M13,S
20、B2,M23,KM2,KH2,KM1,KM2,KH1,KH2,KM1,KM1,KM2,顺序控制,L2,L1,1.4 顺序联锁控制,顺序控制线路(1),利用KM1常开触头可实现顺序控制功能：M1起动后M2才能起动。,顺序控制线路(2),自锁和顺序控制,按SB1KM1线圈得电 KM1各触头动作按SB2KM2线圈才能得电,工作原理, 若先按 SB2， 电路不能工作。,SB1,SB3,Q,KH1,FU,KM1,M13,SB2,M23,KM2,KH2,KM1,KM2,KH1,KH2,KM1,KM1,KM2,L2,L1,SB4,KM2,利用KM1常开触头：M1起动后M2才能起动。,例：分析电路的控制功能。
21、,解：电路可实现顺序控制功能：,利用KM2常开触头：M2停车后M1才能停车。,SQ2,SQ1,1.5 行程控制,行程开关的动作过程,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,SQ2,SQ1,行程开关的动作过程,1.5 行程控制,符号,行程开关是利用运动部件的撞击来
22、闭合和切断控制电路的。,常开触头,常闭触头,结构示意图,闭合,断开,1.5 行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,KM2,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,L2,L1,SQ4,SQ2,工作台,右移,左移,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,设KM1得电M正转, 工作台左移;,KM2得电M反转, 工作台右移;,M3 ,1.5 行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,SQ4,SQ2,左移,按SB1KM1线圈得电,KM1触头动作M正转工作台左移,工作原理 合Q,
23、直至压住行程开关SQ2：,常闭触头断开 KM1线圈 失电, M停转;,常开触头闭合 KM2线圈 得电, M自行起动反转,工作台返回右移。,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,右移,1.5 行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,SQ4,SQ2,工作台,右移,当工作台右移至压住行程开关SQ1：,常闭触头断开 KM2线圈 失电, M停转;,常开触头闭合 KM1线圈 得电, M自行 起动正转,工作台返回左移,如此循环可实现工 作台自动往复运。,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,左移,1.5 行程控制,通电延时型空气式时间继电器,释
24、放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,线圈,微动开关2,微动开关1,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,时间继电器线圈通电后,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制
25、,释放弹簧,活塞,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,线圈,微动开关2,微动开关1,断电后立刻复位,恢复弹簧,调节螺钉,1.6 时间控制,释放弹簧,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,线圈,恢复弹簧,调节螺钉,断电延时时间继电器,释放弹簧,杠杆,动铁心,静铁心,线圈,进气孔,出气孔,调节螺钉,断电延时时间继电器通电后,释放弹簧,杠杆,静铁心,进气孔,出气孔,调节螺钉,断电后开始延时,线圈,微动开关,释放弹簧,杠杆,静铁心,进气孔,出气孔,调节螺钉,断电后开始延时,线圈,微动开关,释放弹簧,杠杆,进气孔,出气孔,动铁心,静铁心,线圈,恢复弹簧,调节螺钉,断电后开始延时,通电延时型时间继电器符
26、号,断电延时型时间继电器的符号,SB1,SB2,KH,Q,KH,FU,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,Y-起动控制线路,KT,KT,KT,W2,U1,U2,V1,V2,W1,1.6 时间控制,SB1,SB2,KH,Q,KH,FU,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KT,KT,KT,W2,U1,U2,V1,V2,W1,Y- 起动控制线路（1）,工作原理,按SB1KM1得电M以“Y”形接法降压起动；,KM2得电M以“ ”形接法正常运转。,KT得电 ,延时,SB1,SB2,KH,Q,KH,FU,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,Y-起动控制线路（2）,KT,KT,KT,W2,U1,U2,V1,V2,W1,KM3,KM3,KM1,KM2,工作原理同 ,KM3 的作用：使 Y- 换接在断电情况下进行。,
