教材作者：鄧則名程良倫謝光漢電子課件作者：張慧程良倫（課件中，西門子S7系列由程良倫編寫，其余由張慧編寫）電器與可編程控制器應用技術（第3版）教材作者：鄧則名程良倫謝光漢電器與可編程控制器1總學時：48學時；課程設計：一周。上課學時安排：1、常用低壓電器的基本知識；（建議8學時）2、基本電氣控制線路的分析和設計；（建議10學時）3、三菱F1系列PLC的相關知識和應用。（建議22學時）課程安排總學時：48學時；課程設計：一周。課程安排2《電氣控制與可編程序控制器應用技術》郁漢琪編著.東南大學出版社./jichu//mitsubishi/chinese/30soft.htm【電子課件參考資料】《電氣控制與可編程序控制器應用技術》郁漢琪編著.東南大學3第一章低壓電器第一節：低壓電器的基本知識第二節:接觸器第三節:繼電器第四節:熔斷器第五節:低壓開關與低壓斷路器第六節:主令電器第七節:電子繼電器第一章低壓電器第一節：低壓電器的基本知識4了解常用低壓電器的結構、功能和用途。掌握常用低壓電器的工作原理。掌握常用低壓電器的電工表示符號。本章要求：了解常用低壓電器的結構、功能和用途。本章要求：5應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。低壓電器是電力拖動自動控制系統基本組成元件。本章主要介紹幾種常用低壓電器的用途及電工表示符號。主電路：由電動機、（接通、斷開、控制電動機的）接觸器主觸點等電器元件組成。（電流大）控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。（電流小）任務：根據給定的指令，依照自動控制系統的規律和具體的工藝要求對主電路進行控制。

電力拖動系統組成：應用電動機拖動生產機械，稱為電力拖動。低壓電6第一節低壓電器的基本知識電器定義：一種能控制電路的設備。低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下的電路中起通斷、保護、控制或調節作用的電器產品。高壓電器：交流1200V以上、直流1500V及以上。第一節低壓電器的基本知識電器定義：一種能控制電路的設備71.分類1.分類81）按操作方式分手動電器：通過人力操作而動作的電器。（如：刀開關、按鈕、轉換開關）自動電器：按照信號或某個物理量的變化而自動動作的電器。（如：低壓斷路器、接觸器、繼電器）1）按操作方式分手動電器：通過人力操作而動作的電器。（如：刀92）按控制作用分執行電器:用來完成某種動作或傳遞功率。（如：電磁鐵）控制電器：用來控制電路的通斷。（如：開關、按鈕、繼電器、接觸器）主令電器：用來控制其它自動電器的動作，以發出控制“指令”。（如：按鈕、轉換開關）保護電器：用來保護電源、電路及用電設備，使它們不致在短路、過載狀態下運行，免遭損壞。（如：熔斷器、熱繼電器）2）按控制作用分103）按用途分低壓配電電器：刀開關、低壓斷路器、熔斷器等。低壓控制電器：接觸器、繼電器、啟動器、按鈕等。3）按用途分低壓配電電器：刀開關、低壓斷路器、熔斷器等。114）按動作原理電磁式電器：它是根據電磁鐵的原理工作的。例如：接觸器、繼電器等。非電磁式電器：它是依靠外力（人力或機械力）或某種非電量的變化而動作的電器。例如：行程開關、按鈕、速度繼電器、熱繼電器等。4）按動作原理122.電磁式低壓電器低壓電器一般由感測部分和執行部分組成。在各種低壓電器中，電磁式低壓電器應用很多，它們結構相似，原理相同。2.電磁式低壓電器低壓電器一般由感測部分和執行部分組成。13電磁式低壓電器基本結構（1）電磁系統

電磁系統是電磁式電器元件的感受部件，它的作用是將電磁能轉換成為機械能，并帶動觸點閉合或斷開。它通常采用電磁鐵的形式，由電磁線圈、靜鐵心（鐵心）、動鐵心（銜鐵）等組成，其中動鐵心與動觸點支架相連。

（2）觸點系統

觸點系統屬于執行部件。它的作用是通過觸點的開、閉來通、斷電路的。（3）滅弧系統觸點在斷開（包括熔體在熔斷時）的瞬間，會在觸頭間隙中產生電弧，對電路和電器有危害，必須使電弧熄滅。電磁式低壓電器基本結構14（1）電磁系統電磁鐵的示意圖電磁鐵的工作原理

電磁線圈通電時產生磁場，使動、靜鐵心磁化互相吸引，當動鐵心被吸引向靜鐵心時，與動鐵心相連的動觸點也被拉向靜觸點，令其閉合接通電路。電磁線圈斷電后，磁場消失，動鐵心在復位彈簧作用下，回到原位，并牽動動、靜觸點，分斷電路。

（1）電磁系統電磁鐵的示意圖15（2）觸點系統觸點接觸形式：點接觸、線接觸、面接觸。接觸電阻理想情況下：觸點閉合：接觸電阻為零。觸點斷開：接觸電阻無窮大。（2）觸點系統觸點接觸形式：點接觸、線接觸、面接觸。16觸點分類：按功能可分為：主觸點和輔助觸點。主觸點用于接通和分斷主電路；輔助觸點用于接通和分斷二次電路，還能起互鎖和聯鎖作用。

按形狀可分為：橋式觸點和指形觸點。橋式觸點又分為點接觸橋式觸點和面接觸橋式觸點。按位置可分為：靜觸點和動觸點。靜觸點固定不動，動觸點能由聯桿帶著移動。按其初始位置可分為：常閉觸點和常開觸點。常閉觸點（又稱動斷觸點）——常態時動、靜觸點是相互閉合的。常開觸點（又稱動合觸點）——常態時動、靜觸點是分開的。觸點分類：按功能可分為：主觸點和輔助觸點。主觸點用于接通和分17（3）滅弧系統電弧產生：在觸點由閉合狀態過渡到斷開狀態的過程中，會在觸頭間隙中由電子流產生弧狀的火花，這種由電氣原因造成的火花稱為電弧。是氣體自持放電形式之一，是一種帶電質點的急流。電弧特點：外部有白熾弧光，內部有很高的溫度和密度很大的電流。電弧的危害：使電路仍然保持導通狀態，延遲了電路的開斷。會燒損觸點，縮短電器的使用壽命。（3）滅弧系統電弧產生：在觸點由閉合狀態過渡到斷開狀態的過程18滅弧方法（P6）滅弧柵滅弧磁吹式滅弧裝置滅弧罩滅弧滅弧方法（P6）滅弧柵滅弧19第二節接觸器定義：用來自動地接通或斷開大電流電路的電器。分類：按控制電流性質不同，通常分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。交流接觸器特點：交流線圈、有短路環、采用雙斷口觸頭直流接觸器特點：直流線圈、滾動指型觸頭第二節接觸器定義：用來自動地接通或斷開大電流電路的電20短路環由于交流電磁鐵的磁通是交變的，線圈磁場對銜鐵的吸引力也是交變的。當交流電流過零時，線圈磁通為零，對銜鐵的吸引力也為零，銜鐵在復位彈簧作用下將產生釋放趨勢，這就使動、靜鐵心之間的吸引力隨著交流電的變化而變化，從而產生振動和噪音，加速動、靜鐵心接觸面積的磨損，引起結合不良，嚴重時還會使觸點燒蝕。為了消除這一弊端，在鐵心柱面的一部分，嵌入一只銅環，名為短路環。短路環由于交流電磁鐵的磁通是交變的，線圈磁場對銜鐵的吸引力也21交流接觸器的外形與結構：(a)外形(b)結構交流接觸器的主要部分是：電磁系統、觸點系統、滅弧裝置。交流接觸器的外形與結構：(a)外形(b)結構交流接觸器的22圖形符號及文字符號:線圈KMKM常開(動合)輔助觸點常閉(動斷)輔助觸點KM屬于同一器件的線圈和觸點用相同的文字表示常開(動合)主觸點KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)圖形符號及文字符號:線圈KMKM常開(動合)輔助觸點常閉(動23~~~M3~電機動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸點閉合電機接通電源線圈輔助觸點鐵心銜鐵主觸點常閉常開彈簧電源~~~M電機動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸點閉合電機接通線圈輔24工作原理交流接觸器有兩種工作狀態：得電狀態（動作狀態）和失電狀態（釋放狀態）。接觸器主觸點的動觸頭裝在與銜鐵相連的絕緣連桿上，其靜觸點則固定在殼體上。當線圈得電后，線圈產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力，將銜鐵吸合。銜鐵帶動動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，分斷或接通相關電路。當線圈失電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧的作用下釋放，各觸點隨之復位。工作原理交流接觸器有兩種工作狀態：得電25簡單的接觸器控制ABCM3~刀開關起隔離作用自保持停止按鈕起動按鈕特點：小電流控制大電流簡單的接觸器控制ABCM刀開關起隔離作用自保持停止起動特點：26接觸器主要技術參數（1）額定電壓：指主觸頭的額定工作電壓。直流有：24V、48V、110V、220V、440V交流有：36V、127V、220V、380V（2）額定電流：主觸頭的額定工作電流。（3）機械壽命（1000萬次以上）與

電氣壽命（100萬次以上）。（4）操作頻率：每小時的操作次數一般：300次/h、600次/h、1200次/h接觸器主要技術參數（1）額定電壓：指主觸頭的額定工作電壓。27型號、含義型號、含義28型號、含義型號、含義29接觸器的選用類型的選擇：根據負載的性質選用直流或交流接觸器。主觸頭額定電壓的選擇：大于等于主電路工作電壓。主觸頭額定電流的選擇：大于等于被控電路額定電流。吸引線圈的額定電壓與頻率：與所控制電路的選用電壓、頻率相一致。接觸器的選用類型的選擇：根據負載的性質選用直流或交流接觸器。30第三節繼電器

定義：繼電器是一種根據電量（電流、電壓）或非電量（時間、速度、溫度、壓力等）的變化自動接通和斷開控制電路，以完成控制或保護任務的電器。

繼電器和接觸器的結構和工作原理大致相同

與接觸器的主要區別在于：第三節繼電器定義：繼電器是一種根據電量（電流、電壓31區別接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，一般只能在一定的電壓作用下動作。繼電器：用于控制電路，電流小（繼電器觸頭容頭量較小，不大于5A），無滅弧裝置，可在各種電量或非電量的作用下動作。區別接觸器：用于主電路、電流大，有滅弧裝置，繼電器：用于控制32繼電器分類按用途分：控制繼電器、保護繼電器、中間繼電器。按原理分：電磁式、感應式、熱繼電器等。按參數分：電流、電壓、速度、壓力繼電器。按動作時間分：瞬時繼電器、延時繼電器。按輸出形式分：有觸點、無觸點繼電器。常用繼電器繼電器分類按用途分：控制繼電器、保護繼電器、中間33常用繼電器1、電磁式繼電器2、時間繼電器3、熱繼電器4、速度繼電器常用繼電器1、電磁式繼電器341、電磁式繼電器（1）電流繼電器

根據輸入電流大小而動作的繼電器，可用于過載或過載保護。（2）電壓繼電器

根據輸入電壓大小而動作的繼電器，主要作為欠壓、失壓保護。（3）中間繼電器

將一個信號變成多個輸出信號或將信號放大，起到信號中轉作用，通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執行元件。1、電磁式繼電器（1）電流繼電器35中間繼電器外形與符號

中間繼電器觸頭容量小，觸頭數目多，用于控制線路。10A以下電路中可替代接觸器控制。(b)符號KA線圈：(a)外形常開觸頭：KA常閉觸頭：KA中間繼電器外形與符號中間繼電器觸頭容量小，觸362、時間繼電器定義：從線圈通電或斷電起，其觸頭經過一段時間延時后才動作的繼電器。（文字符號：KT）。適用于定時控制常用的時間繼電器：電磁式、阻尼式、電子式（晶體管、數字式）。延時方式：通電延時和斷電延時。2、時間繼電器定義：從線圈通電或斷電起，其觸頭經過一段時間延37+直流電磁式結構圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當銜鐵未吸合時，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜鐵吸合，繼電器觸頭立即改變狀態。而當線圈斷電時，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產生感應電動勢，并產生感應電流，阻止磁通衰減，當磁通下降到一定程度時，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態。因此繼電器吸合時是瞬時動作，而釋放時是延時的，故稱為斷電延時。（1）直流電磁式時間繼電器+直流電磁式結構圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當銜鐵未吸合時，磁路38延時繼電器的外形與結構（2）空氣式延時繼電器延時繼電器的外形與結構（2）空氣式延時繼電器39時間繼電器觸頭類型符號斷電式常閉觸頭斷電后延時閉合常開觸頭斷電后延時斷開通電式瞬時動作延時動作常閉觸頭常開觸頭常開觸頭通電后延時閉合常閉觸頭通電后延時斷開KTKTKTKT時間繼電器觸頭類型符號斷電式常閉40微動開關2微動開關1常開觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理調節螺絲進氣孔托板線圈銜鐵恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(a)通電延時的空氣式時間繼電器結構示意圖連桿常閉觸頭延時打開常開觸頭延時閉合微動開關2微動開關1常開觸頭常閉觸頭線圈通電工作原理調41常閉觸頭延時閉合常開觸頭延時斷開常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結構簡單，但準確度較低。(b)斷電延時的空氣式時間繼電器結構示意圖常閉觸頭常開觸頭常開觸頭常閉觸頭空氣式時間繼電(b)斷電延時42JS20系列晶體管式型號JS20系列晶體管式型號433、熱繼電器長期過載、頻繁啟動、欠電壓、斷相運行均會引起過電流。熱繼電器用途：熱繼電器是利用電流的熱效應原理工作的保護電器，在電路中用作電動機的過載保護和斷相保護。3、熱繼電器長期過載、頻繁啟動、欠電壓、斷相運行均會引起過電44熱繼電器的外形與結構(a)外形(b)結構熱繼電器的外形與結構(a)外形(b)結構45~發熱元件接入電機主電路，當電機正常運行時，熱元件產生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但還不足以使繼電器動作。若長時間過載，雙金屬片被過量烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，其常閉觸頭斷開。發熱元件杠桿熱繼電器種類很多，應用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其結構原理如圖所示：主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。工作原理：雙金屬片常閉觸頭結構原理圖：~發熱元件接入電機主電路，當電機正常運行時46熱繼電器的圖形符號熱元件串聯在主電路中串聯在控制電路中常閉觸頭FRFR熱繼電器的圖形符號熱元件串聯在主電路中串聯在控制電路中常閉觸47熱繼電器接入電動機定子電路方式電動機定子繞組星形接法:

帶斷相保護和不帶斷相保護的熱繼電器均可接在線電路中。電動機定子繞組三角形接法:*帶斷相保護接在線電路中。*不帶斷相保護熱繼電器的熱元件必須串接在電動機每相繞組上。熱繼電器接入電動機定子電路方式電動機定子繞組星形接法:48熱繼電器接入電動機定子電路方式熱繼電器接入電動機定子電路方式494、速度繼電器用途

速度繼電器主要用于籠型異步電動機的反接制動控制。結構及工作原理符號a）外形b）結構圖KSKSb）常開觸頭c）常閉觸頭a）轉子KSnn4、速度繼電器用途a）外形b）結構圖KS50第四節熔斷器用途：

主要用作短路保護。

結構：

熔斷器主要由熔體（俗稱保險絲）和安裝熔體的熔管兩部分組成。熔體由易熔金屬材料鉛、錫、鋅、銀、銅及其合金制成，通常做成絲狀或片狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙或玻璃纖維制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。

工作原理：熔斷器的熔體與被保護的電路串聯，當電路正常工作時，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當電路發生短路或嚴重過載時，熔體中流過很大的故障電流，當電流產生的熱量達到熔體的熔點時，熔體熔斷切斷電路，從而實現保護目的。第四節熔斷器用途：51電路符號FU熔體額定電流的選擇：3.頻繁起動的電機異步電機的起動電流Ist=(5~7)額定電流2.一般電機（稍大）1.無沖擊電流的場合（如電燈、電爐）安秒特性tIF常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。電路符號FU熔體額定電流的選擇：3.52第五節低壓開關與低壓斷路器1、開關電器低壓開關主要用作隔離、轉換以及接通和分斷電路。常作為機床電路的電源開關，或用于局部照明電路的控制及小容量電動機的起動、停止和正反轉控制等。分類：（1）刀開關（2）組合開關（3）自動開關（4）漏電保護器

第五節低壓開關與低壓斷路器1、開關電器53（1）刀開關用途

普通刀開關是一種結構最簡單且應用最廣泛的手控低壓電器，廣泛用在照明電路和小容量（5.5kW）、不頻繁起動的動力電路的控制電路中。結構符號注意事項

刀開關安裝時，瓷底應與地面垂直，手柄向上，易于滅弧，不得倒裝或平裝。倒裝時手柄可能因自重落下而引起誤合閘，危及人身和設備安全。b）雙極c）三極QKQKa）單極或QK（1）刀開關用途b）雙極c）三極QKQK54（2）組合開關定義組合開關又稱轉換開關，它實質上也是一種特殊刀開關，只不過一般刀開關的操作手柄是在垂直安裝面的平面內向上或向下轉動，而組合開關的操作手柄則是平行于安裝面的平面內向左或向右轉動而已。組合開關由數層動、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動觸頭裝在轉軸上，用手柄轉動轉軸使動觸片與靜觸片接通與斷開。可實現多條線路、不同聯接方式的轉換。用途轉換開關中的彈簧可使動、靜觸片快速斷開，利于熄滅電弧。多用在機床電氣控制線路中，作為電源的引入開關，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關。也可以用作不頻繁地接通和斷開電路、換接電源和負載以及控制5KW以下的小容量電動機的正反轉和星三角起動等。（2）組合開關定義55M3~a、用組合開關起停電動機的接線圖b、組合開關符號：M3~a、用組合開關起停電動機的接線圖b、組合開關符號：56組合開關結構a)b)圖1-9組合開關的結構圖a）外形圖b）內部結構1—手柄2—轉軸3—彈簧4—凸輪5—絕緣墊板6—動觸頭7—靜觸頭8—絕緣方軸9—接線柱組合開關結構a)57（3）低壓斷路器用途

它集控制和多種保護功能于一身，除能完成接通和分斷電路外，還能對電路或電氣設備發生的短路、過載、失壓等故障進行保護。

符號QF×××（3）低壓斷路器用途QF×××58a、低壓斷路器原理圖(自動開關)鎖鉤主觸頭手動閉合電磁脫扣器欠壓脫扣器銜鐵釋放低壓斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧a、低壓斷路器原理圖(自動開關)鎖鉤主觸頭電磁欠壓銜鐵釋59b、低壓斷路器工作原理

脫扣器是自動開關的主要保護裝置，包括電磁脫扣器（作短路保護）、熱脫扣器（作過載保護）、欠壓脫扣器（作失壓保護）以及由電磁和熱脫扣器組合而成的復式脫扣器等種類。電磁脫扣器的線圈串聯在主電路中，若電路或設備短路，主電路電流增大，線圈磁場增強，吸動銜鐵，使操作機構動作，斷開主觸頭，分斷主電路而起到短路保護作用。電磁脫扣器有調節螺釘，可以根據用電設備容量和使用條件手動調節脫扣器動作電流的大小。熱脫扣器是一個雙金屬片熱繼電器。它的發熱元件串聯在主電路中。當電路過載時，過載電流使發熱元件溫度升高，雙金屬片受熱彎曲，頂動自動操作機構動作，斷開主觸頭，切斷主電路而起過載保護作用。b、低壓斷路器工作原理脫扣器是自動開關的主要保60（4）漏電保護器用途它集控制和多種保護功能于一身，除能完成接通和分斷電路外，還能對電路或電氣設備發生的短路、過載、失壓等。

原理圖工作原理

當正常工作時，不論三相負載是否平衡，通過零序電流互感器主電路的三相電流相量之和等于零，故其二次繞組中無感應電動勢產生，漏電保護器工作于閉合狀態。如果發生漏電或觸電事故，三相電流之和便不再等于零，而等于某一電流值Is。Is會通過人體、大地、變壓器中性點形成回路，這樣零序電流互感器二次側產生與Is對應的感應電動勢，加到脫扣器上，當Is達到一定值時，脫扣器動作，推動主開關的鎖扣，分斷主電路。（4）漏電保護器用途61第六節主令電器

主令電器是指在電氣自動控制系統中用來發出信號指令的電器。它的信號指令將通過繼電器、接觸器和其它電器的動作，接通和分斷被控制電路，以實現對電動機和其它生產機械的遠距離控制。

分類：（1）按鈕（2）行程開關（3）萬能轉換開關第六節主令電器主令電器是指在電氣自動62（1）按鈕（手動控制電器）用途按鈕常用于接通和斷開控制電路。它只能短時接通或分斷5A以下的小電流電路，向其它電器發出指令性的電信號，控制其它電器動作。由于按鈕載流量小，不能直接用于控制主電路的通斷。結構及工作原理（1）按鈕（手動控制電器）用途63(b)結構按鈕的外形圖和結構：按鈕開關的外形和符號(a)外形圖常閉觸頭常開觸頭(b)結構按鈕的外形圖和結構：按鈕開關的外形和符號(a)64復位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結構符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123按鈕帽在按下按鈕帽令其動作時，首先斷開常閉觸頭，再通過一定行程后才接通常開觸頭；松開按鈕帽時，復位彈簧先將常開觸頭分斷，通過一定行程后常閉觸頭才閉合。復位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSB65注意事項：

選擇使用時應從使用場合、所需觸頭數及按鈕帽的顏色等因素考慮。一般“綠色”表示起動，“紅色”表示停止，“黑色”表示點動，“藍色”表示復位，“啟動”與“停止”交替用黑白、白色或灰色。注意事項：選擇使用時應從使用場合66（2）行程開關用途行程開關又稱限位開關或位置開關，它利用生產機械運動部件的碰撞，使其內部觸頭動作，分斷或切換電路，從而實現生產機械的自動往復控制或限位保護結構結構與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。（2）行程開關用途67行程開關的外形符號(b)示意圖未撞擊撞擊(a)外形圖SQ常開觸頭：常閉觸頭：SQ(c)符號：行程開關的外形符號(b)示意圖未撞擊撞擊(a)外形圖SQ常開68（3）萬能轉換開關用途具有更多操作位置和觸頭、能夠接多個電路的一種手動控制電器。由于它的檔位多、觸頭多，可控制多個電路，能適應復雜線路的要求。結構符號（3）萬能轉換開關用途69萬能轉換開關的符號及觸頭通斷表萬能轉換開關的符號及觸頭通斷表70第七節電子繼電器隨著電子技術的發展，半導體時間繼電器也迅速發展。這類時間繼電器體積小、延時范圍大、延時精度高、壽命長，已日益得到廣泛應用。1、半導體時間繼電器

第七節電子繼電器隨著電子技術的發展71JSJ型晶體管時間繼電器原理圖工作原理：半導體時間繼電器是利用RC電路電容器充電原理實現延時的。圖中有兩個電源：主電源是由變壓器二次側的電壓經整流、濾波而得；輔助電源是由變壓器二次側的12V電壓經整流、濾波而得。當電源變壓器接上電源，V1管導通、V2管截止，繼電器KA不動作。兩個電源分別向電容C充電，a點電位按指數規律上升。當a點電位高于b點電位時，V1管截止、V2管導通，V2管集電極電流通過繼電器KA的線圈，KA各觸頭動作輸出信號。圖中KA的常閉觸頭斷開充電電路，常開觸頭閉合使電容放電，為下次工作作好準備。調節電位器RP，就可以改變延時的時間大小。此電路延時范圍為0.2～300s。（1）JSJ系列時間繼電器半導體時間繼電器的輸出形式有兩種：有觸頭式和無觸頭式，前者是用晶體管驅動小型電磁式繼電器，后者是采用晶體管或晶閘管輸出。JSJ型晶體管時間繼電器原理圖工作原理：半導體時間繼電器是利72固態繼電器（SSR）是采用固態半導體元器件組裝而成的一種新穎的無觸頭開關，不僅在許多自動控制裝備中代替了常規電磁式繼電器，而且廣泛用于數字程控裝備、數據處理系統及計算機輸入輸出接口電路。2、固態繼電器

固態繼電器是一種能實現無觸頭通斷的電氣開關，當控制端無信號時，其主回路呈阻斷狀態，當施加控制信號時，主回路呈導通狀態。它利用信號光電耦合方式使控制回路與負載回路之間沒有任何電磁關系，實現了電隔離。固態繼電器（SSR）是采用固態半導體元器件73固態繼電器是一種四端組件，其中兩端為輸入端、兩端為輸出端。按主電路類型分為直流固態繼電器和交流固態繼電器，直流固態繼電器內部的開關器件是功率晶體管，交流固態繼電器內部的開關器件是晶閘管。按輸入與輸出之間的隔離分有關電隔離固態繼電器和磁隔離固態繼電器。按控制觸發信號方式分有過零型和非過零型、有源觸發型和無源觸發型。固態繼電器是一種四端組件，其中兩端為輸入端74光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：（1）當無信號輸入時，發光二極管VD2不發光，光敏三極管V1截止，此時晶體管V2導通，晶閘管VT1控制門極被鉗在低電平而關斷，雙向晶閘管VT2無觸發脈沖，固態繼電器兩個輸出端處于斷開狀態。（1）光耦合式交流固態繼電器光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：（1）光耦合式交流固態75光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：（2）當在輸入端輸入很小的信號電壓時，發光二極管VD2導通發光，光敏三極管V1導通，晶體管V2截止，若電源電壓大于過零電壓（約±25V），A點電壓大于V3的Vbe3，V3導通，VT1仍關斷截止，固態繼電器輸出端因VT2無觸發信號而關斷。光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：76光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：（3）若電源電壓小于過零電壓，VA小于Vbe3，V3截止，VT1控制極經R5獲觸發信號，VT1導通，VT2控制極獲得以R7、VD3、VT1、VD5、R8和R8、VD6、VT1、VD4、R7正反兩個方向的觸發脈沖，使VT2導通，接通負載電路。若輸入信號消失，V2導通，VT1關斷，但VT2仍保持導通狀態，直到負載電流隨電源電壓的減少下降至雙向晶閘管維持電流以下時才關斷，從而切斷負載電路。光耦合式交流固態繼電器原理圖工作原理：77習題接觸器的主要結構有哪些？交流接觸器和直流接觸器如何區分？在電動機的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？兩者能否相互替換？為什么？中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？分別說明其功能。習題接觸器的主要結構有哪些？交流接觸器和直流接觸器如何區分？78第二章電氣控制系統基本控制電路第一節：電器控制圖的基本知識第二節：基本控制第三節：常用基本控制電路第四節：電氣控制電路讀圖第二章電氣控制系統基本控制電路第一節：電器控制圖的基791.掌握自鎖、聯鎖的作用和方法。2.掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。3.掌握常用基本控制環節的組成、作用和工作過程（如電機啟動、停車、正反轉等控制）。4.能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設計簡單的控制電路。本章要求：1.掌握自鎖、聯鎖的作用和方法。本章要求：80第一節電器控制圖的基本知識電氣圖的符號

為了表達電氣控制系統的設計意圖，便于分析系統工作原理、安裝、調試和檢修控制系統，必須采用統一的圖形符號和文字符號來表達。

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電氣控制圖的分類：

電氣原理圖電氣元件布置圖電氣安裝接線圖

電氣控制圖的繪制規則電氣圖的讀圖方法第一節電器控制圖的基本知識電氣圖的符號811.1電器控制原理圖的繪制規則按國家標準規定的電工圖形符號和文字符號畫圖。原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分：主電路就是從電源到電動機大電流通過的路徑。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等，(由繼電器和接觸器的線圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭、按鈕、照明燈、信號燈、控制變壓器等電器元件組成)。控制系統內的全部電機、電器和其它器械的帶電部件，都應在原理圖中表示出來。而與電路無關的部件(如鐵心、支架、彈簧等)在控制電路中不畫出。屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和觸頭)按其功能和所接電路的不同分別畫在不同的電路中，但必須標注相同的文字符號。1.1電器控制原理圖的繪制規則按國家標準規定的電工圖形符號82電器控制原理圖的繪制規則（續前）所有電器的圖形符號，都按沒有通電、無外力作用下的開閉狀態繪制。（例如，繼電器、接觸器的觸頭，按吸引線圈不通電狀態畫；萬能轉換開關按手柄處于零位時的狀態畫；按鈕、行程開關的觸頭按不受外力作用時的狀態畫等）。電氣元件應按功能布置，并盡可能按水平順序排列，其布局順序應該是從上到下，從左到右。電路垂直布置時，類似項目宜橫向對齊；水平布置時，類似項目應縱向對齊。電氣原理圖中，有直接聯系的交叉導線連接點，要用黑圓點表示；無直接聯系的交叉導線連接點不畫黑圓點。電器控制原理圖的繪制規則（續前）所有電器的圖形符號，都按沒有83分析和設計控制電路時應注意以下幾點：使控制電路簡單，電器元件少，而且工作又要準確可靠；(2)盡可能避免多個電器元件依次動作才能接通另一個電器的控制電路；(3)必須保證每個線圈的額定電壓，不能將兩個線圈串聯。分析和設計控制電路時應注意以下幾點：使控制電路簡單，電器元件84機床系統控制電路圖機床系統控制電路圖851.2電器控制圖的讀圖方法主電路分析控制電路分析輔助電路分析聯鎖和保護環節分析總體檢查1.2電器控制圖的讀圖方法主電路分析86第二節常用基本控制電路2.1籠型異步電動機直接起動控制線路2.2籠型異步電動機串電阻起動控制線路2.3鼠籠式電動機正反轉的控制線路2.4鼠籠式電動機能耗制動控制線路2.5行程控制線路2.6電路圖第二節常用基本控制電路2.1籠型異步電動機直接起動控871.直接起動（a）結構圖2.1鼠籠式電動機直接起動的控制線路3～熔斷器FU交流接觸器KM組合開關QS按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM4211.直接起動（a）結構圖2.1鼠籠式電動機直接起動的控制線88主電路控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQS3~M..熔斷器熱繼電器發熱元件開關接觸器主觸頭起動按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸頭熱繼電器動斷觸頭(b)原理圖(1)電路主電路控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQS3~89合上開關QS起動KM輔助觸頭閉合，自鎖。按下起動按鈕SB2

,KM線圈通電，KM主觸頭閉合，電動機運轉。KMFRKM..KMSB1SB2..控制電路通電轉動KM主電路FR3~MFUQS（2）控制原理自鎖利用自身輔助觸頭，維持線圈通電的作用稱自鎖合上開關QS起動KM輔助觸頭閉合，自鎖。按下起動按鈕SB290松開起動按鈕SB2，線圈仍保持通電狀態，電機連續運轉。起動FRKM..KMSB1SB2..控制電路通電KM轉動主電路FR3~MFUQS（2）控制原理I松開起動按鈕SB2，線圈仍保持通電狀態，電機連續運轉。起動F91停車轉動

停轉FRKM..SB1SB2KM..控制電路通電主電路FRFUQS3~M斷電KM去掉KM輔助觸頭,實現點動控制。KM線圈斷電電動機停轉。KM輔助觸頭斷開，取消自鎖。按下停止按鈕SB1主觸頭（KM）斷開（2）控制原理II停車轉動停轉FRKM..SB1SB2KM..控制電路通電主92零壓、欠壓保護控制電路一、直接起動SB1KMSB2FRKMFRKMFUQS3~M..熱繼電器過載保護熔斷器短路保護接觸器熱繼電器動斷觸頭主電路控制電路電動機的保護零壓、欠壓保護控制電路一、直接起動SB1KMSB2FRKM93電動機的保護

短路保護是因短路電流會引起電器設備絕緣損壞產生強大的電動力，使電動機和電器設備產生機械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。

欠壓是指電動機工作時，電路電壓減少甚至使電動機停轉，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動機停轉，在電源電壓恢復時，電動機可能自動重新起動(亦稱自起動)，易造成人身或設備故障。通常采用繼電器、接觸器控制進行保護。常用的失壓和欠壓保護有：對接觸器實行自鎖；用欠電壓繼電器組成失壓、欠壓保護。

過載保護是在電機工作時，若因負載過重而使電流增大，但又比短路電流小。此時熔斷器起不了保護作用，應進行過載保護。常采用熱繼電器FR保護，也可采用自動開關和電流繼電器保護。返回電動機的保護短路保護是因短路電流會引起電器設942.點動的控制電路觸頭（KM）打開松開按鈕線圈（KM）斷電電機停轉。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB）

線圈（KM）通電電機轉動；SBFRKMFRKMFUQS3~M..2.點動的控制電路觸頭（KM）打開松開按鈕線圈（KM）斷電952.點動+連續運行的控制電路I按下起動按鈕SB2，電動機運轉，松開起動按鈕SB2，電動機繼續連續運行。點動按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。KMSB2FRKMSB1~SB3復合按鈕控制關系SB2：連續運行SB3：點動方法一：加復合按鈕2.點動+連續運行的控制電路I按下起動按96后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉點動時：自鎖觸頭不起作用通電2.點動+連續運行的控制電路IKMFR~SB2SB1KMSB3后閉合先斷開按下SB3閉合電機運轉點動時：自鎖觸頭不起作用通97松開SB3電機停轉實現點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調整等。KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開后閉合斷開斷電該電路缺點：動作不夠可靠。2.點動+連續運行的控制電路I松開SB3電機停轉實現點動用途:試車、檢修以及車床主軸的調整98M3~ABCKMFU按下SB2SBKASB1KASB2KHKMKA2.點動+連續運行的控制電路II方法二：加中間繼電器（KA）線圈KA通電電動機連續運轉按下SB電機運轉松開SB電機停轉SB：點動SB2：連續運行MABCKMFU按下SB2SBKASB1KASB2KHKMK99點動+連續運行控制規律：電動機連續運行與點動控制的關鍵環節是自鎖觸頭是否接入：若能實現自鎖，則電動機連續運轉；若斷開自鎖回路，則電動機實現點動控制。點動+連續運行控制規律：電動機連續運行與點動控制100以下控制電路能否實現即能點動、又能連續運行思考不能點動！KMSB1KMSB2KHSB以下控制電路能否實現即能點動、思考不能點動！KMSB101KM1FUQSKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1.控制順序：M1起動后M2才能起動。M2既不能單獨起動，也不能單獨停車。M1轉動3.電機的順序控制M2轉動....KM1FUQSKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1102M13~這樣的順序控制是否合理？兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負荷過重。KM1KM2M23~思考M1這樣的順序控制是否合理？兩電機各自KM1KM2M2思考103

例1：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應如何實現控制？起動：KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1通電通電閉合閉合例1：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起104SBKM1FR1

例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機拖動，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運輸機上，要求電動機按下述順序起動和停止：起動時:M1起動后M2才能起動；停車時:M2停車后M1才能停車。應如何實現控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開斷開SBKM1FR1例：兩條皮帶運輸機分別由兩臺鼠籠異步電動機105順序控制的控制規律：當要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，則在乙接觸器線圈電路中串入甲接觸器的常開觸頭。當要求乙接觸器線圈斷電后方允許甲接觸器線圈斷電，則將乙接觸器的常開觸頭并聯在甲接觸器的停止按鈕兩端。順序控制的控制規律：當要求甲接觸器工作后方允許乙接觸器工作，1062.2籠型異步電機串電阻降壓起動控制線路(a):KM1線圈及KT線圈始終得電，既不安全也無必要。(b):在KM2得電后，用其常閉觸頭斷開KM1及KT線圈，同時KM2自鎖。2.2籠型異步電機串電阻降壓起動控制線路(a):KM1線圈107工作過程工作過程1082.3鼠籠式電動機正反轉的控制線路將電動機接到電源的任意兩根線對調一下，即可使電動機反轉。

當正轉接觸器工作時，電動機正轉；

當反轉接觸器工作時，將電動機接到電源的任意兩根聯線對調一下，電動機反轉。需要用兩個接觸器來實現這一要求。2.3鼠籠式電動機正反轉的控制線路將電動機109SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。(1)正反轉的控制線路：3~MFRFU正轉觸頭KMRKMFKMF.KMRFRQKMFSB..SBFKMF正轉接觸器正轉按鈕正反轉控制電路必須保證正轉、反轉接觸器不能同時動作。反轉接觸器SBRKMRKMR..........反轉按鈕反轉觸頭SBF和SBR決不允許同時按下，否則造成電源兩相短路。110按下SBFSBKMF在同一時間內，兩個接觸器只允許一個通電工作的控制作用，稱為“互鎖”，也稱“聯鎖”。“聯鎖”觸頭利用接觸器的觸頭實現聯鎖控制稱電氣聯鎖。缺點：改變轉向時必須先按停止按鈕。解決措施：在控制電路中加入機械聯鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開斷電電機正轉閉合按下SBFSBKMF在同一時間內，兩個接觸器111機械聯鎖電氣聯鎖利用復合按鈕的觸頭實現聯鎖控制稱為：機械聯鎖KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR機械聯鎖電氣聯鎖利用復合按鈕的觸頭實現聯鎖控制稱為：KMFK112KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正轉時，按下反轉按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉閉合閉合電機反轉KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當電機正113聯鎖的控制規律當要求甲接觸器工作時，乙接觸器就不能工作，此時應在乙接觸器的線圈電路中串入甲接觸器的常閉觸頭。當要求甲接觸器工作時乙接觸器不能工作，而乙接觸器工作時甲接觸器不能工作，此時應在兩個接觸器的線圈電路中互串入對方的常閉觸頭。聯鎖的控制規律當要求甲接觸器工作時，乙接觸器就不能工作，此時114正反轉控制線路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR下圖所示的鼠籠式電動機正反轉控制線路中有幾處錯誤，請改正之。改錯正反轉控制線路3~MFRFUQ......KMFFRKMRS1152.4時間控制線路工作原理

對于正常運行為三角形接法的電動機，在啟動時，定子繞組先接成星形，當轉速上升到接近額定轉速時，再改成三角形接法。KM3為星形連接接觸器，KM2為三角形連接接觸器。1.Y–降壓起動2.4時間控制線路工作原理1.Y–降壓起動1162.Y–降壓起動控制線路Y接法KM1KMFUQ接法KM2..KM2SB1SB2KTKMKM2KM1KM1KMKTKM2KTFR2.Y–降壓起動控制線路Y接法KM1KMFU117KM接通電源KM1—繞組Y連接KM2—繞組連接按SB2KT通電常開延時閉合常閉延時斷開繞組Y接常開閉合（自鎖）KM1通電松開SB2,電機仍處于Y接起動狀態。..KM2SB1SB2KTKMKM2KM1KM1KMKTKM2KTFR通電斷電通電常閉斷開通電KM通電起動過程：KM接通電源按SB2KT通電常開延時閉合常閉延時斷開繞組Y接118KM接通電源KM1—繞組Y連接KM2—繞組連接..KM2SB1SB2KTKMKM2KM1KM1KMKTKM2KTFR通電通電通電KT延時時間到：KM1常閉閉合KM2通電常閉斷開KT斷電電機接運行繞組接KT常閉觸頭延時斷開，常開觸頭延時閉合:KM1斷電斷電通電斷電KM接通電源..KM2SB1SB2KTKMKM2KM1KM1119工作過程工作過程1202.5鼠籠式電動機能耗制動控制線路整流電路斷電延時斷開....3~MFRKM1QFU1斷電延時繼電器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2..KM2FU22.5鼠籠式電動機能耗制動控制線路整流電路斷電延時斷開.121正常運行：按SB2KM1通電KM1主觸頭閉合電機運轉常開閉合自鎖常閉斷開KM2斷電KT通電,常開閉合KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~斷電延時斷開通電通電斷電斷電延時繼電器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2正常運行：按SB2KM1通電KM1主觸頭閉合電機運轉常開閉合122KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電延時斷開制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸頭斷開電機脫離三相電源常開斷開常閉閉合斷電KM1接通電機電源~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1123KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間斷電延時斷開~通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電通電斷電KT斷電KM2通電制動開始制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸頭斷開電機脫離三相電源KM1常閉閉合KM1常開斷開KM1接通電機電源斷電延~通電通電斷電SB1KM1SB2FR124KM1接通電機電源KM2接通直流電源制動開始KT控制切斷直流電源時間~通電通電通電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電斷電KT斷電KM2通電制動開始制動時：按SB1KM1斷電KM1主觸頭斷開電機脫離三相電源常閉閉合常開斷開延時KT觸點斷開KM2斷電制動結束斷電延時斷開斷電KM1接通電機電源~通電通電通電SB1KM1SB2FRKM11252.6行程控制線路KMRM3~ABCKMFFUQSKH正程限位開關STaSTb逆程行程控制：控制某些機械的行程，當運動部件到達一定行程位置時利用行程開關進行控制。行程控制實質為電機的正反轉控制，只是在行程的終端要加限位開關。2.6行程控制線路KMRMABCKMFFUQSKH正程限位126行程控制電路（I）控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位開關正程限位開關STASTB逆程至右極端位置撞開STA

動作過程SB2正向運行電機停車（反向運行同樣分析）行程控制電路（I）控制回路KMFKHKMRSB1KMFSB127工作要求：1.能正向運行也能反向運行2.到位后能自動返回STASTB電機正程逆程行程控制(II)--自動往復運動工作要求：1.能正向運行也能反向運行STASTB電機正程逆128STASTB前進(正轉）后退12按SB2時KMF通電(STB常開的閉合，常閉的斷開)KMF斷電KMR通電行程開關擋塊電機正轉工作臺前進到達預定位置，擋塊1撞擊STBSBKMRSB2KMFKMFKMRSTBSTAKMFKMRSBR停止正轉

電機反轉(工作臺后退)(KMF常開觸頭閉合，常閉觸頭斷開)STASTB前進(正轉）后退12按SB2時KMF通電(STB129例(1)----運料小車的控制設計一個運料小車控制電路，同時滿足以下要求：1.小車啟動后，前進到A地。然后做以下往復運動：到A地后停2分鐘等待裝料，然后自動走向B。到B地后停2分鐘等待卸料，然后自動走向A。2.有過載和短路保護。3.小車可停在任意位置。

正程逆程電機BA2.7

控制電路綜合舉例例(1)----運料小車的控制設計一個運料小車控制電路，同時130運料小車控制電路M3~ABCKMFFUQSKHKMRSTa、STb為A、B兩端的限位開關

KTa、KTb為兩個時間繼電器

主回路KMFKMFKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR運料小車控制電路MABCKMFFUQSKHKMRSTa、131該電路的問題：小車除了在兩極端位置外，不能停車。動作過程SBFKMF小車正向運行至A端撞STaKTa延時2分鐘KMR小車反向運行至B端撞STbKTb延時2分鐘KMF小車正向運行……如此往反運行。KHKMFKMFKMRSBFSB1STaSTaKTaSTbKTbKMRKMRKMFSTbKTaKTbSBR該電路的問題：小車除了在兩極端位置外，不能停車。動作過程SB132加中間繼電器（KA）實現任意位置停車的要求KMFKMFSBFKMRKHSTaSTaKTaSTbKTbKMRKTaKMRKMFSTbKTbSB1SB2KAKASBR加中間繼電器（KA）實現任意位置停車的要求KMFKMFSBF133---工作臺位置控制控制電路綜合舉例：例(2)起動后工作臺控制要求：(1)運動部件A從1到2(2)運動部件B從3到4(3)運動部件A從2回到1(4)運動部件B從4回到3自動循環BM1AM2ST3ST4ST2ST11234---工作臺位置控制控制電路綜合舉例：例(2)起動后工作臺控134工作臺位置控制電路(1)根據動作順序設計控制電路。(2)檢查有無互鎖。(3)檢查能否正確啟動、停車。設計步驟：KHKMAFST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1SB2KMARST2ST3工作臺位置控制電路(1)根據動作順序(2)檢查有無互鎖。(3135工作臺位置控制電路KHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFSB1KMAFSB2KMARST2ST3

該電路有何問題？小車若在1、2、3、4規定的位置時，不能正常停車。工作臺位置控制電路KHST4KMBRST2KMBFKMBRK136電路的改進方法同前：KHKHST4KMBRST2KMBFKMBRKMAFST4KMAFST1KMARKMBFST1KMBRST3KMBFKMAFKMAFSB2KMARST2ST3SB1SB3KAKAKA加中間繼電器（KA）電路的改進方法同前：KHKHST4KMBRST2KMBFKM137繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：小結1、首先了解工藝過程及控制要求；2、搞清控制系統中各電機、電器的作用以及它們的控制關系；3、主電路、控制電路分開閱讀或設計；4、控制電路中，根據控制要求按自上而下、自左而

右的順序進行讀圖或設計；5、同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都

叫相同的名字；6、原理圖上所有電器，必須按國家統一符號標注，且均按未通電狀態表示；7、繼電器、接觸器的線圈只能并聯，不能串聯；8、控制順序只能由控制電路實現，不能由主電路實現。繼電器、接觸器控制電路讀圖和設計中應注意的問題：138習題籠型異步電動機降壓起動控制方式有哪幾種？分別畫出它們的控制線路圖（包括主電路圖和必要的保護環節）。籠型異步電動機常用的電氣制動方式有哪幾種？畫出它們的控制線路圖（包括主電路圖和必要的保護環節）。設計控制一臺電動機正反轉的電氣控制電路。要求：（1）可正反轉；（2）有短路和過載保護。（3）畫出主電路和控制電路。4.什么叫自鎖？試設計一簡單帶自鎖的電機起動與停止控制電路？什么叫互鎖？有幾種形式？

5.設計一控制線路，實現異步電動機點動、連續運行的混合控制線路。習題139第三章可編程控制器第一節：概述第二節：PLC的特點及應用領域第三節：PLC的基本指令與編程第四節：PLC的步進順控指令與編程第五節：PLC的程序設計第六節：F1-20P編程器第七節：PLC控制系統的設計第八節：PLC的應用實例第三章可編程控制器第一節：概述140第一節概述1.1PLC的定義1.2PLC的結構和工作原理基本組成1.3PLC的工作方式1.4PLC的主要性能指標1.5PLC的優點1.6PLC的應用

第一節概述1.1PLC的定義1411968年美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統的新型控制器的十項指標：1）編程簡單、現場可修改程序；2）維護方便、采用插件式結構；3）可靠性高于繼電器控制系統；4）體積小于繼電器控制系統；5）數據可以直接送入計算機；6）成本可與繼電器系統競爭；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅動電磁閥、交流接觸器等；9）通用性強、易于擴展；10）用戶存儲器大于4K。1968年美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統的新型142PLC是一種專門用于工業控制的計算機。早期的PLC是用來替代繼電器、接觸器控制的。它主要用于順序控制，只能實現邏輯運算。因此，被稱為可編程邏輯控制器（Programmablelogiccontroller，略寫PLC)隨著電子技術、計算機技術的迅速發展，可編程控制器的功能已遠遠超出了順序控制的范圍。被稱為可編程控制器（Programmablecontroller，略寫PC)。為區別于PersonalComputer(PC)，故沿用PLC這個略寫。§1.1什么是PLC?PLC是一種專門用于工業控制的計算機。早期的PLC是用1431987年2月，國際電工委員會（IEC）PLC的定義： 可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內部存儲程序、執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式輸入/輸出，控制各種類型的機械或生產過程。1987年2月，國際電工委員會（IEC）PLC的定義： 144國際市場上流行的PLC廠家:目前，世界上有200多個廠家生產PLC，較有名的：（1）美國：AB通用電氣、莫迪康公司；（2）德國：西門子公司;（3）日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工；（4）法國：TE施耐德公司；（5）韓國：三星、LG公司等。國際市場上流行的PLC廠家:目前，世界上有200多個廠家生產145國內PLC發展及應用概況:我國的PLC產品的研制和生產經歷了三個階段：順序控制器（1973～1979）：一位處理器為主的；工業控制器（1979～1985）：8位微處理器為主的；可編程序控制器（1985以后）。在對外開放政策的推動下，國外PLC產品大量進入我國市場，一部分隨成套設備進口。如寶鋼一、二期工程就引進了500多套，還有咸陽顯象管廠、秦皇島煤碼頭、汽車廠等。現在，PLC在國內的各行各業也有了極大的應用，技術含量也越來越高。國內PLC發展及應用概況:我國的PLC產品的研制和生146一、PLC結構示意圖中央處理單元數據存儲器輸出接口地址總線控制總線數據總線編程單元燈光指示電磁閥門接觸器電源輸入接口模擬量輸入行程開關繼電器接點各種開關程序存儲器警報器電機§1.2PLC的結構和工作原理一、PLC結構示意圖中數輸地址總線控制總線數據總線編1472.存儲器1.CPU(1)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執行指令。(2)將各種輸入信號取入。(3)把運算結果送到輸出端。(4)響應各種外部設備的請求。ROM：存放管理、監控、指令解釋等系統管理程序。（用戶不能訪問和修改該部分內容）RAM：存放用戶編制的控制程序。二、各組成部分的作用2.存儲器1.CPU(1)從程序存儲器讀取程序指令，編1483.輸入、輸出接口：PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件；采用光電隔離，實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

輸出接口作用：將主機向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行電路的電信號，以便控制電磁閥、接觸器、接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使主機與外部強電隔離。輸入接口作用：將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號，轉換成數字信號送入主機處理。輸出三種形式：

繼電器－交直流輸出方式，低速大功率 晶閘管－交流輸出方式，高速大功率晶體管－直流輸出方式，高速小功率3.輸入、輸出接口：PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的149（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管發光二極管直流電源輸入端子+–內部電路3.3k1000PF470PLCXn+24V–（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電150繼電器輸出（2）輸出接口電路：均采用模塊式。以繼電器形式為例：PLC內部電路內部電路JYCOM+-交流電源或直流電源繼電器輸出（2）輸出接口電路：均采用模塊式。以繼電器形式為例1514.各種接口、高功能模塊：便于擴展。

小型機：一體機。有接口可擴展。

中、大型機：模塊式。可根據需要在主板上隨意組合。

微型PLC:32I/O

小型PLC:256I/O

中型PLC:1024I/O

大型PLC:4096I/O

巨型PLC:8195I/OPLC在90年代已經形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數分，可分為:4.各種接口、高功能模塊：便于擴展。微型PLC:152PCFP1-C16小型機PC小型機153CPUPOWER中、大型機CPUPOWER中、大型機154編程設備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個人計算機。用戶可以通過鍵盤輸入和調試程序；另外在運行時，還可以對整個控制過程進行監控。PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC

98

3

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4(DELT)CLR手持式的編程器5.編程設備編程設備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程155CPU：等待命令。PLC：循環掃描。§1.3PLC的工作方式即：CPU從第一條指令開始執行，遇到結束符又返回第一條，不斷循環。

PLC從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序執行用戶程序，直到END指令結束。然后再從頭開始執行，并周而復始，直到停機或切換到STOP停止狀態。CPU：等待命令。PLC：循環掃描。§1.3PLC的工作156PLC掃描工作方式圖：PLC掃描過程PLC掃描過程：輸入采樣－程序執行－輸出刷新PLC掃描工作方式圖：PLC掃描過程PLC掃描過程：輸入157PLC控制電機正反轉接線圖（I）

（b）內部寄存器SB1：正轉啟動按鈕SB2：反轉啟動按鈕SB3：停止按鈕KM1：正轉接觸器KM2：反轉接觸器（a）PLC接口圖(c)梯形圖PLC控制電機正反轉接線圖（I）（b）內部寄存器SB1：正158PLC控制電機正反轉接線圖（II）梯形圖指令表梯形圖以指令的形式存儲在PLC的用戶程序存儲器中，其指令表為：序號助記符操作數0LDX01ORY02ANIX23ANIY14OUTY05LDX16ORY17ANIX28ANIY0

9OUTY110END序號助記符操作數Y0=（X0+Y0)·/X2·/Y1Y1=（X1+Y1)·/X2·/Y0ENDX0Y1X2Y0Y0X1Y0X2Y