电器基本知识.ppt
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1、可编程序控制器可编程序控制器原原 理理 及及 应应 用用引言引言PLCPLCPLCPLC技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过30303030多年的发展,多年的发展,多年的发展,多年的发展,PLCPLCPLCPLC已已已已形成了完整的工业控制器产品系列,其功能从初期的主要用于替继形成了完整的工业控制器产品系列,其功能从初期的主要用于替继形成了完整的工业控制器产品系列,其功能从初期的主要用于替继形成了完整的工业控制器产品系列,其功能从初期的主要用于替继电电电电-接触器控制的简单功能,发展到目
2、前的具有接近于计算机的强接触器控制的简单功能,发展到目前的具有接近于计算机的强接触器控制的简单功能,发展到目前的具有接近于计算机的强接触器控制的简单功能,发展到目前的具有接近于计算机的强有力的软硬件功能。有力的软硬件功能。有力的软硬件功能。有力的软硬件功能。PLCPLCPLCPLC用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、
3、网络通信过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信等功能的控制领域。等功能的控制领域。等功能的控制领域。等功能的控制领域。PLCPLCPLCPLC源于替代继电源于替代继电源于替代继电源于替代继电-接触器控制,它与传统的电接触器控制,它与传统的电接触器控制,它与传统的电接触器控制,它与传统的电气控制技术有着必不可分的联系。因此,要学习气控制技术有着必不可分的联系。因此,要学习气控制技术有着必不可分的联系。因此,要学习气控制技术有着必不可分的联系。因此,要学习PLCPLCPLCPLC技术,必须先技术,必须先技术,必须先技术,必须先了解传统的电气控制技术。为此,我们在第一章简要介绍了
4、常用控了解传统的电气控制技术。为此,我们在第一章简要介绍了常用控了解传统的电气控制技术。为此,我们在第一章简要介绍了常用控了解传统的电气控制技术。为此,我们在第一章简要介绍了常用控制电器的结构,介绍了基本电气控制电路、使学生对传统的电气控制电器的结构,介绍了基本电气控制电路、使学生对传统的电气控制电器的结构,介绍了基本电气控制电路、使学生对传统的电气控制电器的结构,介绍了基本电气控制电路、使学生对传统的电气控制技术有个粗略的了解,为进一步学习制技术有个粗略的了解,为进一步学习制技术有个粗略的了解,为进一步学习制技术有个粗略的了解,为进一步学习PLCPLCPLCPLC奠定基础。第二、三章奠定基础
5、。第二、三章奠定基础。第二、三章奠定基础。第二、三章介绍了介绍了介绍了介绍了PLCPLCPLCPLC的概况。第四的概况。第四的概况。第四的概况。第四八章以西门子公司的八章以西门子公司的八章以西门子公司的八章以西门子公司的S7-200S7-200S7-200S7-200小型小型小型小型PLCPLCPLCPLC为目为目为目为目标机型,对标机型,对标机型,对标机型,对PLCPLCPLCPLC的基本组成、工作原理、系统配置、指令系统、的基本组成、工作原理、系统配置、指令系统、的基本组成、工作原理、系统配置、指令系统、的基本组成、工作原理、系统配置、指令系统、STEP7STEP7STEP7STEP7编程
6、软件、控制系统的设计方法、网络通信等内容进行讲解。编程软件、控制系统的设计方法、网络通信等内容进行讲解。编程软件、控制系统的设计方法、网络通信等内容进行讲解。编程软件、控制系统的设计方法、网络通信等内容进行讲解。第一章第一章 电气控制基础电气控制基础第二章第二章 PLC PLC概述概述第三章第三章 PLC PLC的基本组成和工作原理的基本组成和工作原理第四章第四章 S7-200 PLC S7-200 PLC的系统配置的系统配置第五章第五章 S7-200 PLC S7-200 PLC的指令系统的指令系统第六章第六章 编程软件功能及使用编程软件功能及使用第七章第七章 PLC PLC控制系统设计控制
7、系统设计第八章第八章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络目目 录录第一章第一章 电气控制基础电气控制基础1-11-11-11-1 常用低压电器常用低压电器常用低压电器常用低压电器1-21-21-21-2电气控制电路基本环节电气控制电路基本环节电气控制电路基本环节电气控制电路基本环节1.1常用低压电器常用低压电器电器是一种能根据外界的信号电器是一种能根据外界的信号(机械力、电动力和其它物理(机械力、电动力和其它物理量),自动或手动接通和断开量),自动或手动接通和断开电路,从而断续或连续地改变电路,从而断续或连续地改变电路参数或状态,实现对电路电路参数或状态,实现对电路或非电对象的切
8、换、控制、保或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节用的电气元件护、检测和调节用的电气元件或设备。或设备。什么是电器按电压工作等级分类:按电压工作等级分类:按电压工作等级分类:按电压工作等级分类:低压电器低压电器低压电器低压电器(本书主要介绍本书主要介绍本书主要介绍本书主要介绍):):):):工作电压在交流工作电压在交流工作电压在交流工作电压在交流1200120012001200,直流,直流,直流,直流1500150015001500以下的各以下的各以下的各以下的各种电器。例如:接触器种电器。例如:接触器种电器。例如:接触器种电器。例如:接触器、控制器控制器控制器控制器、启动器启动器启动器启动
9、器、刀开关刀开关刀开关刀开关、熔断器熔断器熔断器熔断器、继电器等继电器等继电器等继电器等高压电器:工作电压高于交流高压电器:工作电压高于交流高压电器:工作电压高于交流高压电器:工作电压高于交流1200120012001200,直流,直流,直流,直流1500150015001500以上的各种电器。例以上的各种电器。例以上的各种电器。例以上的各种电器。例如:高压断路器如:高压断路器如:高压断路器如:高压断路器、隔离开关高压熔断器隔离开关高压熔断器隔离开关高压熔断器隔离开关高压熔断器、避雷器等避雷器等避雷器等避雷器等按动作原理分类:按动作原理分类:按动作原理分类:按动作原理分类:手动电器手动电器手动
10、电器手动电器:需要人工直接操作才能完成指令任务的电器需要人工直接操作才能完成指令任务的电器需要人工直接操作才能完成指令任务的电器需要人工直接操作才能完成指令任务的电器。例如:刀开关。例如:刀开关。例如:刀开关。例如:刀开关、转换开关转换开关转换开关转换开关、控制按钮等控制按钮等控制按钮等控制按钮等自动电器:不需人工操作,而是按电或非电信号自动完成指令任务的电自动电器:不需人工操作,而是按电或非电信号自动完成指令任务的电自动电器:不需人工操作,而是按电或非电信号自动完成指令任务的电自动电器:不需人工操作,而是按电或非电信号自动完成指令任务的电器。例如:交流直流接触器器。例如:交流直流接触器器。例
11、如:交流直流接触器器。例如:交流直流接触器、继电器等继电器等继电器等继电器等按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类:控制电器控制电器控制电器控制电器:用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器。例如:接触器。例如:接触器。例如:接触器。例如:接触器、各种控各种控各种控各种控制继电器等制继电器等制继电器等制继电器等主令电器:用于自动控制系统中发送控制指令的电器。例如:控制按钮主令电器:用于自动控制系统中发送控制指令的电器。例如:控制按钮主令电器:用于自动控制系统中发送控制指令的电器。例如:控制按钮主令电器:用
12、于自动控制系统中发送控制指令的电器。例如:控制按钮、行程开关行程开关行程开关行程开关、万能转换开关等。万能转换开关等。万能转换开关等。万能转换开关等。保护电器:用于保护电路和用电设备的电器。例如:熔断器保护电器:用于保护电路和用电设备的电器。例如:熔断器保护电器:用于保护电路和用电设备的电器。例如:熔断器保护电器:用于保护电路和用电设备的电器。例如:熔断器、过流过压过流过压过流过压过流过压欠流欠压继电器等。欠流欠压继电器等。欠流欠压继电器等。欠流欠压继电器等。电器的分类电器的分类电器的分类电器的分类配电电器:用于电能的输送和分配的电器。例如:刀开关配电电器:用于电能的输送和分配的电器。例如:刀
13、开关配电电器:用于电能的输送和分配的电器。例如:刀开关配电电器:用于电能的输送和分配的电器。例如:刀开关、自动开关自动开关自动开关自动开关、隔离开关等。隔离开关等。隔离开关等。隔离开关等。执行电器:用于完成某种动作或传动功能的电器。例如:电执行电器:用于完成某种动作或传动功能的电器。例如:电执行电器:用于完成某种动作或传动功能的电器。例如:电执行电器:用于完成某种动作或传动功能的电器。例如:电磁铁、电磁离合器等。磁铁、电磁离合器等。磁铁、电磁离合器等。磁铁、电磁离合器等。按工作原理分类:按工作原理分类:按工作原理分类:按工作原理分类:电磁式电器:依据电磁感应原理工作的电器。例如:交直流电磁式电
14、器:依据电磁感应原理工作的电器。例如:交直流电磁式电器:依据电磁感应原理工作的电器。例如:交直流电磁式电器:依据电磁感应原理工作的电器。例如:交直流接触器、各种电磁式继电器。接触器、各种电磁式继电器。接触器、各种电磁式继电器。接触器、各种电磁式继电器。非电量控制电器:靠外力或某种非电物理量的变化而动作的非电量控制电器:靠外力或某种非电物理量的变化而动作的非电量控制电器:靠外力或某种非电物理量的变化而动作的非电量控制电器:靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器。例如:刀开关、行程开关、按钮、速度压力温度继电电器。例如:刀开关、行程开关、按钮、速度压力温度继电电器。例如:刀开关、行程开关、按钮、
15、速度压力温度继电电器。例如:刀开关、行程开关、按钮、速度压力温度继电器等。器等。器等。器等。电器的分类电器的分类电器的分类电器的分类电力拖动自动控制系统常用电器电磁式电器的工作原理电磁式电器的工作原理1.组成组成电磁机构电磁机构触点系统触点系统灭弧装置灭弧装置工作原理:当吸引线圈通电后,线圈电流工作原理:当吸引线圈通电后,线圈电流产生磁场,使静铁心产生电磁吸力吸产生磁场,使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁,并带动触点动作,即使常闭引衔铁,并带动触点动作,即使常闭触点断开,常开触点闭合,当线圈断触点断开,常开触点闭合,当线圈断电时,电磁力消失,衔铁在释放弹簧电时,电磁力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放
16、,触点复位。以衔铁为的作用下释放,触点复位。以衔铁为研究对象,其受力为:电磁吸力和弹研究对象,其受力为:电磁吸力和弹簧反力簧反力电磁式电器工作原理示意图 1静铁芯 2吸引线圈 3衔铁 4静触点5动触点 6触点弹簧 7释放弹簧 电磁式电器工作原理图电磁式电器工作原理图 (a)线圈通以直流电的电磁机构I与无关 F=常数电磁吸力 交流电磁铁的短路环1衔铁 2铁芯 3线圈 4短路环b)线圈通以交流电(1)交流电磁机构交流电磁机构上短路环的作用上短路环的作用图1-2 吸力特性与反力特性的配合1直流电磁铁吸力特性 2交流电磁铁吸力特性 3反力特性吸力特性:是指电磁吸力随衔铁与铁芯间气隙吸力特性:是指电磁吸
17、力随衔铁与铁芯间气隙变化的关系曲线。变化的关系曲线。反力特性:是指反作用力反力特性:是指反作用力FrFr与气隙与气隙的关系曲线的关系曲线 在衔铁吸合过程中,其吸力特性必须始终处于反力特性上方,即吸力要大于反力;反之衔铁释放时,吸力特性必须位于反力特性下方,即反力要大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的)。在吸合过程中还须注意吸力特性位于反力特性上方不能太高,否则会影响到电磁机构寿命。2)电磁机构吸力特性与反力特性的配合)电磁机构吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性的配合:(2)触点系统)触点系统触触点点是是电电器器的的执执行行机机构构,它它在在衔衔铁铁的的带带动动下下起起接通和分断电路的作用
18、。接通和分断电路的作用。结构形式:桥式触点、指形触点结构形式:桥式触点、指形触点触点的接触形式:点接触、线接触、面接触触点的接触形式:点接触、线接触、面接触触点的分类:触点的分类:按触点的运动情况:按触点的运动情况:动触点和静触点动触点和静触点 按触点的职能分:按触点的职能分:主触点和辅助触点主触点和辅助触点 按触点的状态可分为:按触点的状态可分为:常开触点和常闭触点常开触点和常闭触点3.灭弧系统灭弧系统电弧的产生:在大气中开断电路时,如果被 分 段 电 路 的 电 流 超 过 某 一 数 值(0.25A1A)或分断后夹在触点间隙两端电压超过某一数值(12V 20V),则触点间隙中就会产生电弧
19、,电弧实际上是触点之间气体在强磁场下产生的放电现象,产生高温并发出强光和火花,将使触头烧损并使电路的切断时间延长,严重时会引起火灾和其他事故。常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩几种 二二.接触器接触器定义:接触器是用于远距离频繁地接通和分断主电路或大容量控制电路,主要用于控制电动机,也可用于控制其他电力负载。接触器的种类按工作原理可以分为:电磁式、气动式、液压式电磁式接触器分类电磁式接触器分类按主触头所在动力回路的电流种类分:交流、直流按主触头对数分:单极(一对主触头)、多极(二至四对主触头)按电磁线圈回路(通常叫做控制回路)的电流种类分:交流操作 、直流操作按主回路电压等
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