电器控制基础精选PPT.ppt

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1、电器控制基础第1页，此课件共42页哦主要内容主要内容v电气控制基础电气控制基础v可编程控制器基础可编程控制器基础vS7-200 PLC的系统配置的系统配置vS7-200 PLC的指令系统的指令系统vSTEP 7-Micro/WIN32编程软件编程软件v可编程控制器系统设计与应用可编程控制器系统设计与应用v可编程控制器的通信与网络可编程控制器的通信与网络第2页，此课件共42页哦课程要求及考核课程要求及考核v课堂讲授与实验相结合课堂讲授与实验相结合v考核：笔试成绩考核：笔试成绩+实验成绩实验成绩使用教材使用教材v电气控制与电气控制与PLC应用应用电子工业出版社电子工业出版社 陈建明陈建明v参考书目

2、：与参考书目：与S7-200 PLC相关的书籍相关的书籍 第3页，此课件共42页哦绪绪 论论v工业生产的各个领域，无论是过程控制系统工业生产的各个领域，无论是过程控制系统还是传动控制系统，都包含着大量的开关量还是传动控制系统，都包含着大量的开关量和模拟量。和模拟量。v开关量也称为数字量，如电动机的启停、电开关量也称为数字量，如电动机的启停、电灯的亮灭、阀门的开闭等。灯的亮灭、阀门的开闭等。v模拟量也称连续量，如不断变化的温度、压模拟量也称连续量，如不断变化的温度、压力、速度、流量、液位等。力、速度、流量、液位等。第4页，此课件共42页哦生产机械应用的电器与控制方法生产机械应用的电器与控制方法v

3、最初采用手动电器来控制执行电器，适用于容量小、操作最初采用手动电器来控制执行电器，适用于容量小、操作单一的场合。单一的场合。v随后发展为采用自动控制电器的继电随后发展为采用自动控制电器的继电-接触器控制系统，主接触器控制系统，主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，特点是结要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，特点是结构简单、价格低廉，维护方便，抗干扰性强，因此应用广构简单、价格低廉，维护方便，抗干扰性强，因此应用广泛。缺点是通用性和灵活性差，可靠性差。泛。缺点是通用性和灵活性差，可靠性差。v20世纪世纪80年代出现了可编程控制器，在电气自动控制上获年代出现了可编程控制器，在电气自动控

4、制上获得了广泛应用。得了广泛应用。第5页，此课件共42页哦 可编程控制器的功能极为强大，既可以可编程控制器的功能极为强大，既可以实现开关量的控制，也可以实现模拟量的控实现开关量的控制，也可以实现模拟量的控制，但它最初是为了在数字量控制中取代继制，但它最初是为了在数字量控制中取代继电电-接触器控制系统而产生的，设计思想源自接触器控制系统而产生的，设计思想源自继电继电-接触器，两者有许多相同和相似之处。接触器，两者有许多相同和相似之处。因此，熟悉继电因此，熟悉继电-接触器控制技术之后，就很接触器控制技术之后，就很容易接受可编程控制器的编程语言，为进一容易接受可编程控制器的编程语言，为进一步学习可编

5、程序控制器奠定基础。步学习可编程序控制器奠定基础。第6页，此课件共42页哦电气控制基础电气控制基础v常用低压控制电器常用低压控制电器 常用低压电器的用途、结构、基本工作原理、型号规常用低压电器的用途、结构、基本工作原理、型号规格、选用原则以及各自的电气图形符号和文字符号等。格、选用原则以及各自的电气图形符号和文字符号等。v电气控制线路的基本原则和基本环节电气控制线路的基本原则和基本环节 了解电气控制线路的绘制方法，掌握电动机的控制以了解电气控制线路的绘制方法，掌握电动机的控制以及保护环节。及保护环节。第7页，此课件共42页哦1.1 电电 器器 的的 分分 类类 电器是接通和断开电路或调节、控制

6、和保护电路电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。及电气设备用的电工器具。1、按工作电压等级分、按工作电压等级分（1）高压电器：用于交流电压）高压电器：用于交流电压1200V，直流电压，直流电压 1500V及以及以 上电路中的电器。如高压断路器等。上电路中的电器。如高压断路器等。（2）低压电器：用于交流）低压电器：用于交流50赫兹（或赫兹（或60赫兹）额定电压为赫兹）额定电压为 1200V以下、直流电压为以下、直流电压为1500V以下的电路内以下的电路内 起通断、保护、控制或调节作用的电器。如起通断、保护、控制或调节作用的电器。如 接触器、继电器等。接触器、继电器等。

7、第8页，此课件共42页哦电器的分类电器的分类2、按动作原理分、按动作原理分（1）手动电器：人工操作发出动作指令的电器。如）手动电器：人工操作发出动作指令的电器。如 刀开关、刀开关、按钮等。按钮等。（2）自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令）自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令 的电器。如接触器、继电器、电磁阀的电器。如接触器、继电器、电磁阀 等。等。第9页，此课件共42页哦电器的分类电器的分类3、按用途分、按用途分（1）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如接）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如接 触器、继电器、电动机启动器等。触器、继电器、电动机启动器等。（2）配

8、电电器：用于电能的输送和分配的电器。如高压断路）配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如高压断路 器等。器等。（3）主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器，）主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器，如按钮、转换开关等。如按钮、转换开关等。（4）保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断）保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断 器、热继电器等。器、热继电器等。（5）执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器，如电）执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器，如电 磁铁、电磁离合器等。磁铁、电磁离合器等。第10页，此课件共42页哦1.2 接接 触触 器器 接触器是控制系

9、统中常用的一种低压控制电器接触器是控制系统中常用的一种低压控制电器，用于频繁地接通和，用于频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现分断交直流主回路和大容量控制电路。主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠压保护和灭弧功能。远距离控制，并具有欠压保护和灭弧功能。第11页，此课件共42页哦接触器的结构接触器的结构v接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系接触器主要由电磁系统、触头系统、灭弧系统、释放弹簧以及基座等几部分构成。统、释放弹簧以及基座等几部分构成。第12页，此课件共42页哦接触器的结构接触器的结构v电磁系统电磁系统 电磁机构是电磁式低压电器的感测部

10、件，其作电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分头动作使之闭合或断开，从而实现电路的接通或分断。断。电磁系统由磁路和激磁线圈两部分组成。磁路主要包电磁系统由磁路和激磁线圈两部分组成。磁路主要包括铁芯（静铁芯）、衔铁（动铁芯）和空气隙。括铁芯（静铁芯）、衔铁（动铁芯）和空气隙。激磁线圈的作用是将电能转换为磁能，可分为激磁线圈的作用是将电能转换为磁能，可分为直流线圈和交流线圈。直流线圈和交流线圈。第13页，此课件共42页哦接触器的结构接触器的结构触头系统触头系统 触头

11、是接触器的执行元件，用于接通或断开被控制触头是接触器的执行元件，用于接通或断开被控制回路。通常由动、静触点组合而成。回路。通常由动、静触点组合而成。1、按触点的接触形式分有三种：点接触、线接触和面接、按触点的接触形式分有三种：点接触、线接触和面接触。触。第14页，此课件共42页哦接触器的结构接触器的结构3、按照触头的原始状态分、按照触头的原始状态分常开触头：原始状态断开，通电后闭合。常开触头：原始状态断开，通电后闭合。常闭触头：原始状态闭合，通电后断开。常闭触头：原始状态闭合，通电后断开。2、按照所控制的电路分、按照所控制的电路分主触头：用于接通或断开主电路，允许通过较大的主触头：用于接通或断

12、开主电路，允许通过较大的 电流。电流。辅助触头：用于接通或断开控制电路，只能通过较辅助触头：用于接通或断开控制电路，只能通过较 小的电流。小的电流。第15页，此课件共42页哦接触器的结构接触器的结构v灭弧装置灭弧装置 当触头断开瞬间，触头间产生大量的带当触头断开瞬间，触头间产生大量的带电粒子，形成炽热的电子流，产生弧光放电电粒子，形成炽热的电子流，产生弧光放电现象，称为电弧。现象，称为电弧。常用的灭弧装置有电动力灭弧，灭弧栅、常用的灭弧装置有电动力灭弧，灭弧栅、磁吹灭弧以及灭弧罩。磁吹灭弧以及灭弧罩。第16页，此课件共42页哦接触器的工作原理接触器的工作原理v接触器的图形、文字符号接触器的图形

13、、文字符号v接触器的工作原理接触器的工作原理 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。当力吸引衔铁，并带动触头动作；常闭触头断开，常开触头闭合。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，常闭触头闭合。头复原，常开触头断开，常闭触头闭合。第17页，此课件共42页哦接触器的技术参数接触器的技术参数v接触器的型号及代表意义接触器的型号及代表意义第18页，此课件共42页哦接触器的选用

14、原则接触器的选用原则v额定电压额定电压 指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。指主触头的额定电压，应等于负载的额定电压。v额定电流额定电流 指主触头的额定电流，应等于或大于负载的额定电流。指主触头的额定电流，应等于或大于负载的额定电流。v电磁线圈的额定电压电磁线圈的额定电压 等于控制回路的电源电压。等于控制回路的电源电压。v触头数目触头数目 满足控制线路的要求。交流接触器的主触头有满足控制线路的要求。交流接触器的主触头有3对，辅对，辅助触头有助触头有4对；直流接触器主触头有对；直流接触器主触头有2对，辅助触头有对，辅助触头有4对。对。v额定操作频率额定操作频率 指每小时的接通次数。指每小时

15、的接通次数。第19页，此课件共42页哦1.3继电器继电器v继电器主要用于控制与保护电路或用于信号转换。继电器主要用于控制与保护电路或用于信号转换。当输入量变化到某一定值时当输入量变化到某一定值时，继电器动作，其触，继电器动作，其触头接通或断开交、直流头接通或断开交、直流小容量小容量的控制回路。的控制回路。继电器分类继电器分类按用途分按用途分控制继电器、保护继电器控制继电器、保护继电器按动作原理分按动作原理分 电磁式、感应式、电动式、电子式继电磁式、感应式、电动式、电子式继电器、热继电器电器、热继电器按输入信号分按输入信号分 电压继电器、中间继电器、电流继电电压继电器、中间继电器、电流继电器、时

16、间继电器、速度继电器器、时间继电器、速度继电器第20页，此课件共42页哦电磁式继电器电磁式继电器v结构与工作原理与接触器相似，区别如下：结构与工作原理与接触器相似，区别如下：继电器可对多种输入量的变化作出反应；继电器可对多种输入量的变化作出反应；继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路；继电器用于切换小电流的控制电路和保护电路；不需要灭弧装置，无主、辅触点之分；不需要灭弧装置，无主、辅触点之分；电磁式继电器的图形、文字符号电磁式继电器的图形、文字符号第21页，此课件共42页哦电磁式继电器的特性电磁式继电器的特性v输入输入/输出特性，又称继电特性输出特性，又称继电特性X2：继电器吸合值：继电器吸

17、合值X1：继电器释放值：继电器释放值K=x1/x2：继电器的返回系数：继电器的返回系数吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的吸合时间：从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需的 时间。时间。释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。释放时间：从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。第22页，此课件共42页哦电磁式继电器电磁式继电器v电压继电器反映电压信号。使用时，电压继电器的线圈与负电压继电器反映电压信号。使用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈匝数多而线径细。载并联，其线圈匝数多而线径细。欠电压继电器：欠电压继电器：（30%50%）额定电压）额定电压 过电压继电器过电压继电器：（：（10

18、5%120%）额定电压额定电压 零电压继电器：（零电压继电器：（5%25%）额定电压）额定电压v 中间继电器：在控制电路中起信号传递、放大、中间继电器：在控制电路中起信号传递、放大、切换和逻辑控制等作用，实质为电压继电器。切换和逻辑控制等作用，实质为电压继电器。第23页，此课件共42页哦电磁式继电器电磁式继电器v电流继电器反映电流信号，在使用时，电流继电器线圈和负载电流继电器反映电流信号，在使用时，电流继电器线圈和负载串联，其线圈匝数少而线径粗。串联，其线圈匝数少而线径粗。欠电流继电器欠电流继电器 过电流继电器过电流继电器v型号表示及选用型号表示及选用 JZ：电压继电器；：电压继电器；JL：电

19、流继电器：电流继电器 考虑触头数量、种类、返回系数考虑触头数量、种类、返回系数、电压、电流、负载等。、电压、电流、负载等。第24页，此课件共42页哦热继电器热继电器v热继电器是利用电流流过热元件时产生的热热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动量，使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种保护电器。作的一种保护电器。v主要用于交流电动机的过载保护、断相及电主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运动的保护及其他电器设备发热状流不平衡运动的保护及其他电器设备发热状态的控制。态的控制。第25页，此课件共42页哦热继电器结构与工作原理热继电器结构与工作原理热

20、元件由发热电阻丝制成；热元件由发热电阻丝制成；双金属片由两种热膨胀系数不双金属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成，当双金属同的金属碾压而成，当双金属片受热时，会出现弯曲现象；片受热时，会出现弯曲现象；热元件串接于电动机的主电路热元件串接于电动机的主电路中，常闭触头串接于电动机的中，常闭触头串接于电动机的控制电路中。控制电路中。v热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。热继电器主要由热元件、双金属片和触头组成。第26页，此课件共42页哦热继电器的符号热继电器的符号热继电器的图形、文字符号热继电器的图形、文字符号第27页，此课件共42页哦时间继电器时间继电器v从得到输入信号开始，经过一定的延时

21、后才输出信号的继从得到输入信号开始，经过一定的延时后才输出信号的继电器，称为时间继电器。电器，称为时间继电器。v通电延时：接收输入信号后延迟一定的时间，输出信号才通电延时：接收输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。发生变化。当输入信号消失后，输出瞬时复原。v断电延时：接收输入信号时，瞬时产生相应的输出信断电延时：接收输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。原。第28页，此课件共42页哦时间继电器的图形、文字符号时间继电器的图形、文字符号第29页，此课件共42页哦速度继

22、电器速度继电器v速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器。反接制动继电器。v速度继电器主要由定子、转子和触头速度继电器主要由定子、转子和触头3部分构成。它的轴与部分构成。它的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。速度继电器的图形、文字符号速度继电器的图形、文字符号第30页，此课件共42页哦1.4熔断器熔断器v串接于被保护电路，主要起短路保护串接于被保护电路，主要起短路保护作用。作用。v由熔体（保险丝）和安装熔体的熔管由熔体（保险丝）和安装熔体的熔管组成。组

23、成。v熔体由熔点较低的材料构成，如铅、熔体由熔点较低的材料构成，如铅、锡等。锡等。v熔管由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制熔管由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成，兼有灭弧作用。成，兼有灭弧作用。v安安-秒特性：电流越大，熔体熔断时间秒特性：电流越大，熔体熔断时间越短。越短。v最小熔断电流：熔断电流与不熔断电最小熔断电流：熔断电流与不熔断电流的分界线。流的分界线。第31页，此课件共42页哦1.5低压隔离器低压隔离器v低压隔离器又称刀开关、闸刀开低压隔离器又称刀开关、闸刀开关。品种主要有低压刀开关、熔关。品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关断器式刀开关和组合开关3种。种。v隔离器主要用于切断电源，

24、将线隔离器主要用于切断电源，将线路与电源明显隔开，以保障检修路与电源明显隔开，以保障检修人员的安全。人员的安全。刀开关的刀开关的图形、文字符号图形、文字符号第32页，此课件共42页哦刀开关的种类刀开关的种类第33页，此课件共42页哦1.6低压断路器低压断路器v低压断路器又称自动空气开关或自动开关。它相当于低压断路器又称自动空气开关或自动开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合。继电器的组合。v低压断路器与接触器的不同：接触器允许频繁地接通和分断低压断路器与接触器的不同：接触器允许频繁地接通和分断电路，但不能分断短路电

25、流；低压断路器不仅能分断额定电电路，但不能分断短路电流；低压断路器不仅能分断额定电流、一般故障电流，还能分断短路电流，但操作频率较低。流、一般故障电流，还能分断短路电流，但操作频率较低。v低压断路器按其用途及结构特点分为万能式、塑料外低压断路器按其用途及结构特点分为万能式、塑料外壳式、直流快速式和限流式等。壳式、直流快速式和限流式等。第34页，此课件共42页哦低压断路器低压断路器第35页，此课件共42页哦结构和工作原理结构和工作原理v低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种脱扣器）、低压断路器由操作机构、触头、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。灭弧系统等组成。v低压断路器的主触头是靠手

26、动操作或电动合闸的。主触头低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路、过载或欠压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路、过载或欠压时，各种保护脱扣器的衔铁动作，推动自由脱扣机构动作，时，各种保护脱扣器的衔铁动作，推动自由脱扣机构动作，主触头断开主电路。主触头断开主电路。第36页，此课件共42页哦低压断路器的选用低压断路器的选用v断路器的额定电压和额定电

27、流应大断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。压和工作电流。v断路器的极限通断能力大于或等于断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路电流。电路最大短路电流。v欠电压脱扣器的额定电压等于线路欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。的额定电压。v过电流脱扣器的额定电流大于或过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。等于线路的最大负载电流。低压断路器的低压断路器的图形、文字符号图形、文字符号第37页，此课件共42页哦1.7主令电器主令电器v主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用主令电器是在自动控制系统中发出指令

28、或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其它电器线圈，使电路接通或分来控制接触器、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。断，从而达到控制生产机械的目的。v按其作用可分为：按钮、行程开关、接近开关、万能转按其作用可分为：按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器等。换开关、主令控制器等。第38页，此课件共42页哦按钮开关按钮开关v按钮开关俗称按钮。是一种结构简单、应用广泛的按钮开关俗称按钮。是一种结构简单、应用广泛的主令电器。主令电器。第39页，此课件共42页哦按按 钮钮v按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号。按钮在低压控制电路中用于手动发出控制信号。v按

29、钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。按钮由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。v按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。启动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合，松开手指，常开触头复位；启动按钮带有常开触头，手指按下按钮帽，常开触头闭合，松开手指，常开触头复位；停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开，松开手指，常闭触头复位；复停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开，松开手指，常闭触头复位；复合按钮带有常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头，手合按钮带有

30、常开触头和常闭触头，手指按下按钮帽，先断开常闭触头再闭合常开触头，手指松开，常开触头和常闭触头先后复位。指松开，常开触头和常闭触头先后复位。第40页，此课件共42页哦位置开关位置开关v位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件，常位置开关是利用运动部件的行程位置实现控制的电器元件，常用于自动往返的生产机械中。用于自动往返的生产机械中。v位置开关的结构与工作原理与按钮相同。区别在于位置开关不靠手位置开关的结构与工作原理与按钮相同。区别在于位置开关不靠手动而是利用运动部件上的档块碰压而使触头动作。动而是利用运动部件上的档块碰压而使触头动作。第41页，此课件共42页哦凸轮控制器凸轮控制器v凸

31、轮控制器用于起重设备和其它电力拖动装置，以控制电动凸轮控制器用于起重设备和其它电力拖动装置，以控制电动机的启动、正反转、调速和制动。机的启动、正反转、调速和制动。v结构主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触头组成。结构主要由手柄、定位机构、转轴、凸轮和触头组成。v转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，转到某一位置时，转动手柄时，转轴带动凸轮一起转动，转到某一位置时，凸轮顶动滚子，克服弹簧压力使触头动作而接通或分断凸轮顶动滚子，克服弹簧压力使触头动作而接通或分断电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触电路。在转轴上叠装不同形状的凸轮，可以使若干个触头组按规定的顺序接通或分断。头组按规定的顺序接通或分断。第42页，此课件共42页哦