电气控制系统 PPT课件

• 可靠性高，抗干扰能力强。 • 编程直观、简单。 • 环境要求低，适应性好。 • 功能完善，接口功能强。
PLC、继电器控制系统、微机控制系统之 比较，见P2 表1-1
PLC的分类
• 按输入（INPUT）和输出（OUTPUT）点 数多少，分为：超小型、小型、中型、大 型和超大型。
• 按结构形式，分为：整体式和模块式。
定时器（T0—T255）----时间继电器
热继电器接入电动机定子电路方式
• 2。4。4
第二章 电气控制系统基本控制电路
• 基本控制 • 常用基本控制电路 • 电气控制电路读图
第一节 基本控制
• 自锁控制 • 互锁控制 • 顺序控制 • 工作正常与点动连锁控制 • 多点控制连锁控制 • 自动循环控制
机床系统控制电路图
• 图2-1
一、起动、自锁控制(光盘)
按用途分
• 低压配电电器：刀开关、低压断路器、熔 断器等。
• 低压控制电路：接触器、继电器、控制器、 按钮等。
电磁式低压电器
• 电器分感测部分和执行部分。 • 组成：吸引线圈、铁心、衔铁、铁轭、空
气气隙。
• 图1。2。1
电接触
• 触点接触形式：点接触、线接触、面接触 • 接触电阻
理想情况下：触点闭合：接触电阻为零。 触点断开：接触电阻无穷大。
• 图1。2。15
第二节 接触器
• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路 的电器。
• 分：交流接触器、直流接触器。
• 组成：触点系统、电磁机构、灭弧装置。
接触器结构
• 交流接触器 • 光盘
• 直流接触器
• 图1。7。2
接触器主要技术参数
• 额定电压：指主触点的额定工作电压。 直流有：24V、48V、110V、220V、440V 交流有：36V、127V、220V、380V 额定电流：主触点的额定电流。 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命
• 图1。7。3
接触器的选用
• 类型的选择：直流或交流接触器 • 主触点额定电压的选择：大于等于负载额
定电压。 • 主触点额定电流的选择： 按P34式1.7.1计算，额定电流大于计算值。 • 线圈电压：
交流： 直流：
第三节 继电器
继电器分类： 用途分：控制继电器、保护继电器、中间
继电器。 原理分：电磁式、感应式、热继电器等 参数分：电流、电压、速度、压力继电器 动作时间分：瞬时继电器、延时继电器 输出形式分：有触点、无触点继电器
控制过程
• 图2-21
• 表2-8
第二节 常用基本控制电路
• 笼型异步电动机起动控制线路 • 行程控制线路 • 电路图
一、笼型异步电动机起动控制线路光盘
• 串电阻降压起动
• 3。3。1
工作过程
• 表2-4
星—三角降压起动光盘
• 工作原理
• 3。3。2
3。3。3
工作过程
• 表2-3
二、行程控制线路
• 3。2。1
二、互锁控制
• 控制要求： 正、反转；
• 如何实现？
• 3。2。2
• 缺点
解决
• 加互锁----在同 一时间里两个 接触器只允许 一个工作的控 制作用称为互 锁（联锁）。
• 缺点
• 3。2。3
解决
• 复合联锁正、 反转控制
• 光盘
• 3。2。4
控制规律
• 当要求甲接触器工作时，乙接触器就不能 工作，此时应在乙接触器的线圈电路中串 入甲接触器的动断触点。
• 电源 • 一般市电（220） • 直流24V • PLC有24V（DC直
流）输出。
• 编程器 • 外围设备
• 利用编程器将用户 程序送入PLC的存 储器，检查程序。
PLC工作原理
工作原理 PLC采用循环扫描的工
作方式，包括内部处理、 通讯操作、输入处理、程 序执行、输出处理几个阶 段。全过程扫描一次所需 的时间称为扫描周期。
当处于RUN状态时，上 述扫描周期不断循环。扫 描过程。
• 图2-19
PLC 扫描工作过程
• 输入处理 • 程序执行 • 输出处理
• 2-20
PLC的编程器件
• PLC内部有许多具有不同功能的器件：输 入继电器X、输出继电器Y、定时器T、计 数器C、辅助继电器M、状态寄存器S等。 为了区别实际的物理器件，上述PLC内部 的器件称为软元件。
• 用于：电动机或其他设备的过载保护和断 相保护。
• 2。4。1
结构原理图
断相保护
• 2。4。2
型号，图形符号
• P51 • 2。4。3
热继电器接入电动机定子电路方式
• 电动机定子绕组星形接法: 带断电保护和不带断电保护的热继电器均可接在 线电路中。
• 电动机定子绕组三角形接法: *带断电保护接在线电路中。 *不带断电保护热继电器的热元件必须串接在 电动机每相绕组上。
• 当要求乙接触器线圈断电后方允许甲接触 器线圈断电，则将乙接触器的动合触点并 联在甲接触器的停止按钮两端。
四、工作正常与点动
• 控制要求： • P86
• 3。2。6
五、多点控制连锁控制
• 结论： • P88
• 3。2。7
• 两点控制 • 三点控制如何实现？
六、自动循环控制
• 控制要求
• 图2-21
是16位的8096 • 用户存储器存
单片机。
放用户编制的
控制程序。
输入输出单元（I/O）：是PLC与被控对 象间传递输入输出信号的接口部件。输入 部件是开关、按钮、传感器等。输出部件 是电磁阀、接触器、继电器。
• 输入接口电路
• 2-2
输出接口电路
• 继电器输出** • 晶体管输出 • 晶闸管输出 • 2-3
1968年 美国通用汽车公司提出的替代继 电器控制系统的新型控制器的十项指标：
1） 编程简单、现场可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可以直接送入 计算机；
6）成本可与继电器系 统竞争； 7）输入可为市电； 8）输出可为市电，能 直接驱动电磁阀、交 流接触器等； 9）通用性强、易于扩 展； 10）用户存储器大于 4K。
（100万次以上） 操作频率：每小时的操作次数 一般：300次/h、 600次/h、 1200次/h 表1.7.2
接通与分断能力：可靠接通和分断的电流值。 接通时：主触点不应发生熔焊。 分断时：主触点不应发生长时间燃弧。
型号、含义
• P32 CJ20
型号、含义
图P32 CZ
图形符号及文字符号
• 当要求甲接触器工作时乙接触器不能工作， 而乙接触器工作时甲接触器不能工作，此 时应在两个接触器的线圈电路中互串入对 方的动断触点。
三、顺序控制
• 控制要求： • P85
• 3。2。5
• 改变控制要求：
控制规律P86
• 当要求甲接触器工作后方允许乙接触器工 作，则在乙接触器线圈电路中串入甲接触 器的动合触点。
•课程特点及学习要求
• 特点： 本课程实践性很强，突出可编程控制器的 应用。
• 要求： 掌握可编程控制器原理，从自动化产品的 角度，了解其使用，包括产品选型，控制 系统设计，安装调试。认真做好每一次实 验。
第三章 可编程控制器概述
• 可编程控制器的产生
可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称PLC。 自1969年第一台PLC面世以来，已成为一种 最重要、最普及、应用场合最多的工业控制 器。与机器人、CAD/CAM并称为工业生产自 动化的三大支柱。
•参考资料
• “可编程控制器原理及应用” 钟肇新 华南理工大学出版社
• “可编程序控制器（PC）例题习题及实验指 导书 ” 杨长能 重庆大学出版社
• “可编程序控制器（PC）原理与应用” 朱绍祥 上海交通大学出版社
• “可编程序控制器应用技术” 田瑞庭 机械工 业出版社
• 三菱可编程控制器 MELSEC-F使用手册
第一章 低压电器
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
• 图1-1
分类
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接通、断开、控制 电动机的）接触器主触点等电器元件组成。 （电流大）
• 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器 元件组成。（电流小）
• 任务：根据给定的指令，依照自动控制系 统的规律和具体的工艺要求对主电路进行 控制。
按操作方式分
• 手动电器：刀开关、按钮、转换开关 • 自动电器：低压断路器、接触器、继电器
区别
继电器：用于控制电路、电流小，没有灭 弧装置，可在电量或非电量的作 用下动作。
接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装 置，一 般只能在电压作用下动 作。
电磁式继电器
• 过电流继电器 • 欠电流继电器 • 电压继电器 • 中间继电器
• 2。2。1
型号、参数
• P41
表2。2。1
时间继电器
• 时间继电器定义： ----当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定
•PLC的应用和发展
• 早期的PLC 改造原有的继电接触器控制系 统。
• 广泛应用于各种控制系统中，如各种顺序 控制等。主要用于有大量开关量和少数模 拟量的控制系统。
• PLC的发展趋势：1、小型化、专用化和低 价格；2、大型、高速、多功能和分布式全 自动网络化。
3-2 PLC的组成与工作原理
组成：
• 依靠接触器自身辅 助触点而使其线圈 保持通电的现象
----自锁
• 3。2。1
• 为什么加自锁？ • 为什么用点动开关？
工作过程
合上QS，按下SB2，KM线 圈吸合，KM 主触点闭合， 电动机运转。 KM辅助常开触点闭合，自 锁。 按下SB1，KM线圈断电，主 触点、辅助触点断开，电动 机停止。 自锁另一作用：实现欠压和 失压保护
国际电工委员会（IEC）PLC的定义：
• 可编程控制器是一种数字运算操作的电 子系统，专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程序的存储器，用来在其内 部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作指令，并通过数 字式和模拟式的输入和输出，控制各种 类型的机械或生产过程。
PLC的特点
图1。2。12
电弧与灭弧
• 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。
• 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
灭弧方法
• 电动力灭弧
• 图1。2。13
• 灭弧栅灭弧
• 图1。2。14
• 磁吹式灭弧装置 • 灭弧罩灭弧
• 2-1
• 中央处理单元（CPU）
• 存储器
• 输入输出单元
（I/O单元）
• 电源单元
• 编程器
外形的样子
• PLC • 编程器
• 7-1
• 中央处理单元 • 存储器：包括
（CPU ）
系统存储器和
• 通用微处理器； 用户存储器。
• FX2系列采用可 • 系统存储器存
编程控制器使 用的微处理器
放系统管理程 序。
• 不同厂家、同一产家的不同型号的PLC的 软元件的数量、种类都不一样。
FX2可编程控制器编程器件
• 输入继电器（X） 是PLC接收外部开关信号的接口，输入继电器常 开触点、常闭触点使用次数不限wk.baidu.com继电器采用八 进制编码，X0--X177，最多128点。
• 输出继电器（Y）Y0--Y177 用来传送信号到外部负载的元件。输入继电器常 开触点、常闭触点使用次数不限。
• 辅助继电器（M） 通用辅助型：M0-M499共500个 保持型：M500-M1023共524个 特殊型：M8000-M8255共256个
• 状态寄存器（S） 初始化用：S0-S9共10个 回零状态器： S10-S19 通用型： S20-S499共480个 保持型： S500-S899共400个
• 可逆行程
• 3。6。1
自动往返循环控制
• 3。6。2
正反转控制
• 控制要求：
• 图2-12
三、电路图
• P211 图6。3
• P212 图6。4
• P212 图6。5
第三章 PLC基础
• 掌握PLC工作原理、结构特点。 • 熟悉基本逻辑指令、顺序控制指令及常用
的功能指令。 • 具备PLC应用系统设计初步能力。
延时再动作的继电器。符号:KT • 电磁式 • 阻尼式 • 电子式(晶体管、数字式)
阻尼式时间继电器 (光盘)
技术参数
• 表2。3。1
JS20系列晶体管式型号
• P47
• 2。3。3
图形符号
热继电器
• 具有过载保护特性的过电流继电器。 • 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行
均会引起过电流。