【完整版】电气控制与PLC编程基础.ppt

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1、引言引言学习内容学习内容：(包括两方面）包括两方面）1、电器控制部分电器控制部分。该部分主要掌握继电器控制电路的分。该部分主要掌握继电器控制电路的分析、设计，能够了解各类继电器的工作原理，利用继析、设计，能够了解各类继电器的工作原理，利用继电器控制电机的启动、停止、往复运动，分析通用机电器控制电机的启动、停止、往复运动，分析通用机床的继电器控制线路，能独立设计简单的机床控制线床的继电器控制线路，能独立设计简单的机床控制线路。掌握一种液压电器控制软件。路。掌握一种液压电器控制软件。2、可编程序控制器部分可编程序控制器部分（即（即PLC部分）。该部分主要掌部分）。该部分主要掌握三菱握三菱FX系列的

2、控制原理、基本指令、基本指令的编系列的控制原理、基本指令、基本指令的编程方法、设计控制线路、掌握部分功能指令的使用方程方法、设计控制线路、掌握部分功能指令的使用方法；掌握一种三菱编程软件。法；掌握一种三菱编程软件。电电器器与与PLC控控制制课程意义：课程意义：电气控制技术在工业生产、科学研究以及其它各电气控制技术在工业生产、科学研究以及其它各领域中应用十分广泛，继电器和领域中应用十分广泛，继电器和PLC具体在自动生产具体在自动生产线、机床、机电设备得到广泛使用。线、机床、机电设备得到广泛使用。学习方法：学习方法：本门课程的主要目的是能够设计控制线路以满足本门课程的主要目的是能够设计控制线路以满

3、足不同设备的需要，因此学生在熟悉基本概念之后，要不同设备的需要，因此学生在熟悉基本概念之后，要做适量的习题，并能独立完成基本实验和综合实验。做适量的习题，并能独立完成基本实验和综合实验。我们有两套电脑软件，学生可以在课后对上课内容和我们有两套电脑软件，学生可以在课后对上课内容和练习进行验证。练习进行验证。成绩评定：成绩评定：平时练习平时练习15%，实验，实验15%，其末考试，其末考试70%电电器器与与PLC控控制制第一章第一章 常用低压电器常用低压电器第一节第一节 电器的功能、分类和工作原理电器的功能、分类和工作原理一、电器的功能一、电器的功能 电器控制实际上是对开关量的控制，电器控制实际上是

4、对开关量的控制，“开开”和和“关关”是电器最基本、最典型的功能。其常用符号是是电器最基本、最典型的功能。其常用符号是二、电器的分类二、电器的分类 1、按工作电压等级分、按工作电压等级分 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以上以上 低压电器：用于交流低压电器：用于交流50Hz、交流、交流1200V、直流、直流1500V以以下下电电器器与与PLC控控制制2、按工作原理分：、按工作原理分：手动电器：如刀开关、按钮等手动电器：如刀开关、按钮等 自动电器：如接触器、继电器、电磁阀等自动电器：如接触器、继电器、电磁阀等3、按用途分：、按用途分：控制电器：

5、接触器、继电器、电动机启动器等控制电器：接触器、继电器、电动机启动器等 配电电器：用于电能输送和分配的电器，如高压断路配电电器：用于电能输送和分配的电器，如高压断路器器 主令电器：如按钮、转换开关主令电器：如按钮、转换开关 保护电器：如熔断器、热继电器等保护电器：如熔断器、热继电器等 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器，如执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁、电磁离合器电磁铁、电磁离合器电电器器与与PLC控控制制三、电磁机构的结构形式三、电磁机构的结构形式（一）电磁机构（一）电磁机构1、电磁机构的结构形式、电磁机构的结构形式 电磁机构由线圈、铁心和衔铁组成。电磁机构由线

6、圈、铁心和衔铁组成。直流线圈通电，铁心不会发热，只有线圈发热。直流线圈通电，铁心不会发热，只有线圈发热。一般制作成无骨架、高而薄的瘦高型。一般制作成无骨架、高而薄的瘦高型。交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流和交流线圈，除线圈发热外，由于铁心中有涡流和磁滞损耗，铁心也会发热。做成有骨架的矮胖型。磁滞损耗，铁心也会发热。做成有骨架的矮胖型。电电器器与与PLC控控制制2、电磁机构的工作原理、电磁机构的工作原理 电磁铁工作时，电磁产生的磁通作用于衔铁，产电磁铁工作时，电磁产生的磁通作用于衔铁，产生电磁吸力，并使衔铁产生机械位移，衔铁复位时弹生电磁吸力，并使衔铁产生机械位移，衔铁复位时弹簧将衔铁拉

7、回原位。因此衔铁上的力有两个：簧将衔铁拉回原位。因此衔铁上的力有两个：电磁吸电磁吸力和反力。力和反力。注意点：注意点：a、要求可靠性高或操作频繁的场合，一般不采用、要求可靠性高或操作频繁的场合，一般不采用交流电磁机构而采用直流电磁机构。交流电磁机构而采用直流电磁机构。b、弹簧的反力和电磁的吸力配合要良好，否则会、弹簧的反力和电磁的吸力配合要良好，否则会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头熔焊或烧毁。使触头和衔铁发生弹跳，导致触头熔焊或烧毁。电电器器与与PLC控控制制 3、交流电磁机构上短路环的作用、交流电磁机构上短路环的作用 交流电由于交变的缘故有时交流电由于交变的缘故有时磁通为零磁通为零，会使衔铁

8、弹，会使衔铁弹跳，产生剧烈震动，因此要加短路环。如图所示：跳，产生剧烈震动，因此要加短路环。如图所示：通过短路环形成的涡流产生的磁通，产生两个不通过短路环形成的涡流产生的磁通，产生两个不同相位磁通，形成的力与电磁本身形成的力共同作用，同相位磁通，形成的力与电磁本身形成的力共同作用，衔铁就不会产生震动。因为他们的位相是相互错开的。衔铁就不会产生震动。因为他们的位相是相互错开的。电电器器与与PLC控控制制（二）触头系统（二）触头系统 三种形式，如图三种形式，如图（三）灭弧工作原理（三）灭弧工作原理 触点在通电状态下动、静触头脱离接触时，使触触点在通电状态下动、静触头脱离接触时，使触头表面的自由电子

9、大量溢出而产生电弧。头表面的自由电子大量溢出而产生电弧。灭弧方法：迅速增大电弧长度、冷却。灭弧方法：迅速增大电弧长度、冷却。灭弧装置：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧。灭弧装置：电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧。电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制第二节第二节 电器控制中常用电器电器控制中常用电器一、低压隔离器一、低压隔离器 所谓隔离器实际上就是开关。品种有低电压开关、所谓隔离器实际上就是开关。品种有低电压开关、熔断器式刀开关和组合开关三种。熔断器式刀开关和组合开关三种。1、刀开关、刀开关 是较为简单经济的开关，其额定电压大于所控制的是较为简单经济的开关，其额定电压大于所控制的线路

10、，额定电流大于负载的额定电流。线路，额定电流大于负载的额定电流。2、组合开关、组合开关 是转动式的，操作轻巧，有多个极位。是转动式的，操作轻巧，有多个极位。电电器器与与PLC控控制制二、熔断器二、熔断器 熔断器实际上就是我们常说的保险丝。目前保护电动机熔断器实际上就是我们常说的保险丝。目前保护电动机常用的熔断器由熔体和安装熔体的熔断管组成。常用的熔断器由熔体和安装熔体的熔断管组成。额定电流、额定电压都要大于线路中使用的电压。额定电流、额定电压都要大于线路中使用的电压。具体对一台异步电动机而言：具体对一台异步电动机而言：I=（1.52.5）INmax 对多对多 台异步电动机时，若各台电动机不同时

11、启动，则：台异步电动机时，若各台电动机不同时启动，则：I=（1.52.5）INmax+IN之和之和 符号表示：符号表示：FU电电器器与与PLC控控制制三、控制继电器三、控制继电器 继电器是根据输入信号的变化，使其自身的执行继电器是根据输入信号的变化，使其自身的执行机构动作的自动控制电器。按输入信号的种类可分为：机构动作的自动控制电器。按输入信号的种类可分为：电压继电器、电流继电器、速度继电器、压力继电器、电压继电器、电流继电器、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。温度继电器等。一般情况接触器与继电器是相同的。但又有区别：一般情况接触器与继电器是相同的。但又有区别：（1）继电器用于控制小电流电

12、路及控制电路。接）继电器用于控制小电流电路及控制电路。接触器用于控制电动机等大功率、大电流电路及主电路。触器用于控制电动机等大功率、大电流电路及主电路。（2）继电器输入信号可以是各种物理量，如电压、）继电器输入信号可以是各种物理量，如电压、电流、时间、压力、速度等，而接触器的输入量只有电流、时间、压力、速度等，而接触器的输入量只有电压。电压。电电器器与与PLC控控制制 （一）电磁式继电器（一）电磁式继电器 其原理与电磁线圈吸合的原理相同。其原理与电磁线圈吸合的原理相同。1、电流继电器、电流继电器 反映的是电流信号。有欠电流继电器反映的是电流信号。有欠电流继电器和过电流继电器，主要起保护电路的作

13、用。和过电流继电器，主要起保护电路的作用。2、电压继电器、电压继电器 反映的是电压信号，也有欠电压继反映的是电压信号，也有欠电压继 电器和过电压继电器。作用与电流继电器相同。电器和过电压继电器。作用与电流继电器相同。3、中间继电器、中间继电器 中间继电器实质就是电压继电器，只是触头数量中间继电器实质就是电压继电器，只是触头数量多，一般多，一般8对，容量大，起到中间放大的作用。对，容量大，起到中间放大的作用。电电器器与与PLC控控制制（二）时间继电器（二）时间继电器 在自动控制系统中，需要有瞬时动作的继电器，在自动控制系统中，需要有瞬时动作的继电器，也需要延时动作的继电器。有直流电磁式、空气阻尼

14、也需要延时动作的继电器。有直流电磁式、空气阻尼式、晶体管式、电动机式。如图为空气阻尼式时间继式、晶体管式、电动机式。如图为空气阻尼式时间继电器工作原理图。电器工作原理图。电电器器与与PLC控控制制 从使用上有从使用上有通电延时型和断电延时型通电延时型和断电延时型，如图所示：，如图所示：电电器器与与PLC控控制制（三）热继电器（三）热继电器 电动机在运转的过程中过载经常发生，短时过载电动机在运转的过程中过载经常发生，短时过载对电动机的影响不大，但长时间的过载会使电动机绕对电动机的影响不大，但长时间的过载会使电动机绕组升温，对电动机产生损坏。组升温，对电动机产生损坏。热继电器主要由双金属片升温产生

15、变形，带动触热继电器主要由双金属片升温产生变形，带动触点动作，使电动机停止运转。点动作，使电动机停止运转。（四）速度继电器（四）速度继电器 速度继电器是根据感应原理制成。当电动机运转速度继电器是根据感应原理制成。当电动机运转时触点闭合，电动机速度下降到一定值时，速度继电时触点闭合，电动机速度下降到一定值时，速度继电器切断电路。如图：器切断电路。如图：电电器器与与PLC控控制制 第三节第三节 主令电器主令电器 主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器。状态的电器。一、按钮一、按钮 在低压控制电路中用于手动发出控制信号。按用在低压控制电路中用于手动

16、发出控制信号。按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复位按途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复位按钮等。钮等。电电器器与与PLC控控制制 二、行程开关二、行程开关 行程开关用于检测工作机械的位置，发出命令以行程开关用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。控制其运动方向或行程长短。电电器器与与PLC控控制制第四节第四节 动力线路中常用电器动力线路中常用电器一、低压断路器一、低压断路器 低压断路器又称自动空气开关，是过流、欠压、低压断路器又称自动空气开关，是过流、欠压、热继电器等的组合热继电器等的组合 电电器器与与PLC控控制制二、接触器二、接触器 接触器是一种用于

17、频繁地接通或断开交直流主接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。电器。分为交流接触器和直流接触器。分为交流接触器和直流接触器。电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制常常用用低低压压电电器器熔熔断断器器行行程程开开关关开开关关电电器器继继电电器器接接触触器器快快速速式式螺螺旋旋塞塞式式管管式式微微动动式式 滚滚动动式式直直动动式式 刀刀开开关关低低压压断断路路器器压压力力继继电电器器速速度度继继电电器器温温度度继继电电器器时时间间继继电电器器热热继继电电器器电电磁磁式式继继电电器器直直流流接接

18、触触器器交交流流接接触触器器智智能能式式开开启启式式装装置置式式电电子子式式空空气气阻阻尼尼式式电电流流继继电电器器中中间间继继电电器器电电压压继继电电器器第二章第二章 电气控制线路的基本控制规律电气控制线路的基本控制规律 中国生产的电能中国生产的电能60%用于电动机，其中用于电动机，其中70%以上又用于一般用途的交流异步和同步电以上又用于一般用途的交流异步和同步电动机。动机。继电器控制线路继电器控制线路优点优点：电路图直观易懂，：电路图直观易懂，价格便宜，抗干扰能力强。可以实现简单和复价格便宜，抗干扰能力强。可以实现简单和复杂的、集中和远距离生产过程的自动控制。杂的、集中和远距离生产过程的自

19、动控制。继电器控制线路继电器控制线路缺点缺点：通用性和灵活性较：通用性和灵活性较差，不能实现系列化生产。由于采用有触点的差，不能实现系列化生产。由于采用有触点的开关电器，触点易发生故障，维修量较大。开关电器，触点易发生故障，维修量较大。电电器器与与PLC控控制制第一节第一节 绘制电气控制线路的若干原则绘制电气控制线路的若干原则一、电气控制线路图和常用符号一、电气控制线路图和常用符号 电气控制线路的表示方法有两种：安装图和原理图。电气控制线路的表示方法有两种：安装图和原理图。（一）常用电气图形符号和文字符号（一）常用电气图形符号和文字符号 见表见表2-1和表和表2-2（二）电气原理图（二）电气原

20、理图 电器原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。电器原理图一般分为主电路和辅助电路两个部分。主电路：主电路：电气控制线路中强电通过的部分。如组合电气控制线路中强电通过的部分。如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等。等。绘制电路图的原则：绘制电路图的原则：电电器器与与PLC控控制制辅助电路：辅助电路：电路中通过的电流较小，包括控制电路、电路中通过的电流较小，包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路。照明电路、信号电路及保护电路。（1）所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的）所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的符号。符号。

21、（2）主电路用粗实线绘制在图的左方或左侧，辅助电）主电路用粗实线绘制在图的左方或左侧，辅助电路用细实线在图的右侧或下方。路用细实线在图的右侧或下方。（3）无论是主电路还是辅助电路或元件，均应按功能）无论是主电路还是辅助电路或元件，均应按功能布置。布置。（4）同一电路不同部分也应按符号统一起来）同一电路不同部分也应按符号统一起来（5）所有电器的可动部分均以自然状态画出。）所有电器的可动部分均以自然状态画出。（6）原理图上尽量减少交叉线。）原理图上尽量减少交叉线。电电器器与与PLC控控制制 电电器器与与PLC控控制制机床系统自锁控制电路图机床系统自锁控制电路图电电器器与与PLC控控制制（三）电气安

22、装图（三）电气安装图 用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装和用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装和接线情况接线情况二、阅读和分析电气控制线路图的方法二、阅读和分析电气控制线路图的方法查线读图法：查线读图法：（1）了解生产工艺与执行电器的关系）了解生产工艺与执行电器的关系（2）分析主电路图）分析主电路图（3）分析控制线路）分析控制线路 电电器器与与PLC控控制制第二节第二节 电气控制的基本控制环节电气控制的基本控制环节一、启动电动机和自锁环一、启动电动机和自锁环节节 如图所示：如图所示：1、启动电动机、启动电动机2、停止电动机、停止电动机3、线路保护环节、线路保护环节（1）短路保护）

23、短路保护（2）过载保护）过载保护（3）欠压保护）欠压保护（书见图（书见图2-4）电电器器与与PLC控控制制二、互锁控制和顺序控制二、互锁控制和顺序控制（1）互锁控制）互锁控制 互锁控制是指生产机械或自动生产线不同的运动互锁控制是指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相联系又互相制约。部件之间互相联系又互相制约。电电器器与与PLC控控制制复合联锁正、反复合联锁正、反转控制。当要求转控制。当要求甲接触器工作时甲接触器工作时乙接触器不能工乙接触器不能工作，而乙接触器作，而乙接触器工作时甲接触器工作时甲接触器不能工作，此时不能工作，此时应在两个接触器应在两个接触器的线圈电路中互的线圈电路中互串入对

24、方的动断串入对方的动断触点。触点。电电器器与与PLC控控制制（2）顺序控制）顺序控制 顺序控制一般是当甲动作以后乙才能动作。顺序控制一般是当甲动作以后乙才能动作。如图如图2-5和模拟图和模拟图电电器器与与PLC控控制制三、多地点控制线路三、多地点控制线路 有些生产设备为了操作方便，常需要在两个以有些生产设备为了操作方便，常需要在两个以上的地点进行启动或停止控制。上的地点进行启动或停止控制。见图见图2-6四、步进控制线路四、步进控制线路 在一些简易的顺序控制装置中，加工顺序按照在一些简易的顺序控制装置中，加工顺序按照一定的程序依次转换，依靠步进线路完成。一定的程序依次转换，依靠步进线路完成。见图

25、见图2-7和模拟图和模拟图电电器器与与PLC控控制制第三节第三节 三相交流电动机的启动控制三相交流电动机的启动控制一、电动机全启动控制一、电动机全启动控制 1、单向长动控制线路、单向长动控制线路 最简单、最常用的控制线路，实现对电动机的启动、最简单、最常用的控制线路，实现对电动机的启动、停止的自动控制。如图停止的自动控制。如图2-4 2、单向点动控制线路、单向点动控制线路 生产机械在正常工作时需要长动控制，但在试车生产机械在正常工作时需要长动控制，但在试车或进行调整工作时，就需要点动控制。或进行调整工作时，就需要点动控制。电电器器与与PLC控控制制二、三相交流笼式异步电动机降压启动二、三相交流

26、笼式异步电动机降压启动 异步电动机全压启动电流一般可达额定电流的异步电动机全压启动电流一般可达额定电流的47倍，倍，过大的启动电流会降低电动机寿命，使变压器的电压大过大的启动电流会降低电动机寿命，使变压器的电压大幅度下降。幅度下降。一般电动机容量在一般电动机容量在10kw以下可以直接启动，以下可以直接启动，10kw以以上的异步电动机大部分要降压启动。上的异步电动机大部分要降压启动。电电器器与与PLC控控制制1、自耦变压器降压启动控制线路、自耦变压器降压启动控制线路 又称为启动补偿器。电动机启动时，定子绕组得到又称为启动补偿器。电动机启动时，定子绕组得到的电压是自耦电压的二次电压，一旦启动完毕，

27、自耦的电压是自耦电压的二次电压，一旦启动完毕，自耦变压器便被切除，电动机进入全电压运行状态。在自变压器便被切除，电动机进入全电压运行状态。在自藕变压器启动过程中，启动电流与启动转矩的比值按藕变压器启动过程中，启动电流与启动转矩的比值按变比平方倍降低。变比平方倍降低。这种方法常用于容量较大、正常运这种方法常用于容量较大、正常运行为行为Y型连接法的电动机。型连接法的电动机。电电器器与与PLC控控制制 2、Y-降压启动控制线路降压启动控制线路 Y-降压启动是在启动时将电动机定子绕组接成降压启动是在启动时将电动机定子绕组接成Y形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（

28、220V），），启动结束后换成启动结束后换成，电源电压为，电源电压为380V。凡是正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均采用时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均采用这种线路。这种线路。电电器器与与PLC控控制制 3、降压启动的其他方法、降压启动的其他方法（1）延边三角形降压启动方法。仅适用于定子绕组特别）延边三角形降压启动方法。仅适用于定子绕组特别设计的异步电动机。设计的异步电动机。（2）定子串电阻降压启动方法。定子线路中串接电阻，）定子串电阻降压启动方法。定子线路中串接电阻，使电动机绕组电压降低，启动结束后再将电阻短接。使电动机绕组电压降低，启动结束后再将电阻

29、短接。这种方法会消耗大量的电能且装置成本较高。这种方法会消耗大量的电能且装置成本较高。电电器器与与PLC控控制制第四节第四节 三相异步电动机制动控制三相异步电动机制动控制 三相异步电动机从切断电源到安全停止转动，由三相异步电动机从切断电源到安全停止转动，由于惯性的关系总要经过一段时间。为了提高效率、准于惯性的关系总要经过一段时间。为了提高效率、准确停车，必须采取制动控制。确停车，必须采取制动控制。制动方法分为两类：制动方法分为两类：机械制动和电气制动机械制动和电气制动一、电磁抱闸制动和电磁离合器制动一、电磁抱闸制动和电磁离合器制动 1、电磁抱闸制动、电磁抱闸制动 靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同

30、轴的制动轮来制靠电磁制动闸紧紧抱住与电动机同轴的制动轮来制动的。动的。电电器器与与PLC控控制制 2、电磁离合器制动、电磁离合器制动 采用电磁离合器来实现制动的，电磁离合器体积小，采用电磁离合器来实现制动的，电磁离合器体积小，传递力矩大，制动平稳且迅速。传递力矩大，制动平稳且迅速。二、反接制动控制线路二、反接制动控制线路1、线路设计思想、线路设计思想 通过改变电动机电源电压相序使电动机制动。产通过改变电动机电源电压相序使电动机制动。产生相反的力矩。一般生相反的力矩。一般10kw以上电动机的定子电路中串以上电动机的定子电路中串接电阻，以限制制动转矩和制动电流。见图接电阻，以限制制动转矩和制动电流

31、。见图2-182、典型线路介绍、典型线路介绍 反接制动主要采用速度继电器用来检测电动机的反接制动主要采用速度继电器用来检测电动机的转速变化，转速下降到零时（转速变化，转速下降到零时（100r/min），由速度继），由速度继电器自动切断电源。电器自动切断电源。电电器器与与PLC控控制制（1）单向反接制动控制线路）单向反接制动控制线路电电器器与与PLC控控制制（2）可逆反接制动控制线路）可逆反接制动控制线路 电动机的正向和反向制动分别有速度继电器的两电动机的正向和反向制动分别有速度继电器的两对常开触点对常开触点KS-Z、KS-F来控制。反接制动优点是制动来控制。反接制动优点是制动效果好，缺点是能量

32、损耗大。效果好，缺点是能量损耗大。电电器器与与PLC控控制制三、能耗制动控制线路三、能耗制动控制线路 电动机脱离三相交流电后，立即将直流电源接入电动机脱离三相交流电后，立即将直流电源接入定子的两绕组，绕组中通过直流电流。在静止磁场和定子的两绕组，绕组中通过直流电流。在静止磁场和感生电流的作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力感生电流的作用下，产生一个阻碍转子转动的制动力矩。矩。电电器器与与PLC控控制制第五节第五节 电动机的可逆运行电动机的可逆运行 电动机的可逆运行就是正反转控制。三相异步电电动机的可逆运行就是正反转控制。三相异步电动机只需将接于电动机定子的三相电源线中的任意两动机只需将接于电动

33、机定子的三相电源线中的任意两相对调即可。相对调即可。一、电动机可逆运行的手动控制一、电动机可逆运行的手动控制1、“正正-停停-反反”手动控制手动控制 2、“正正-反反-停停”手动控制手动控制电电器器与与PLC控控制制二、电动机可逆运行的自动控制二、电动机可逆运行的自动控制 利用行程开关或电眼等来检测往返运动位置，发利用行程开关或电眼等来检测往返运动位置，发出信号控制电动机正反转。出信号控制电动机正反转。电电器器与与PLC控控制制第六节第六节 三相异步电动机调速控制三相异步电动机调速控制 根据异步电动机转速公式根据异步电动机转速公式：式中：式中：s转差率转差率 f电源频率电源频率 p定子极对数定

34、子极对数 1、变极调速、变极调速 通过改变绕组对数的调速方法，改变电动机的转速。通过改变绕组对数的调速方法，改变电动机的转速。如双速电动机，电机极数为如双速电动机，电机极数为4极极/2极。极。D1、D2、D3的的接线端接电源，对应低速。接线端接电源，对应低速。D4、D5、D6三个接线端接三个接线端接电源，电源，D1、D2、D3接线端短接，对应高速。接线端短接，对应高速。电电器器与与PLC控控制制2、变频调速、变频调速 变频调速就是改变异步电动机的供电频率变频调速就是改变异步电动机的供电频率f f，利用电，利用电动机的同步转速随频率变化特性进行调速。特点是：动机的同步转速随频率变化特性进行调速。

35、特点是：性能好、调速范围大，稳定性好。需要变频电源。性能好、调速范围大，稳定性好。需要变频电源。电电器器与与PLC控控制制第七节第七节 电气控制线路中的保护主令电器电气控制线路中的保护主令电器一、电流型保护一、电流型保护 1、短路保护、短路保护 2、过电流保护、过电流保护 3、过载保护、过载保护 4、断相保护、断相保护 5、欠电流保护、欠电流保护二、电压型保护二、电压型保护 1、失压保护、失压保护 2、欠电压保护、欠电压保护三、其他保护三、其他保护 1、位置保护、位置保护 2、温度、压力、流量等的保护、温度、压力、流量等的保护电电器器与与PLC控控制制练习：练习：试设计深孔钻三次进给的控制线路

36、。如图为工试设计深孔钻三次进给的控制线路。如图为工作示意图。作示意图。ST1、ST2、ST3、ST4为行程开关，为行程开关，YA为电磁阀。为电磁阀。电电器器与与PLC控控制制第三章第三章 电气控制系统分析电气控制系统分析 电气控制系统是机械设备的重要组成部分，电气控制系统是机械设备的重要组成部分，了解电气控制系统对机械设备的正确安装、调了解电气控制系统对机械设备的正确安装、调整、维护与使用是必不可少的。整、维护与使用是必不可少的。本章以几个典型机床的电气控制系统为例本章以几个典型机床的电气控制系统为例进行介绍。进行介绍。电电器器与与PLC控控制制第一节第一节 C650卧式车床电气控制线路分析卧

37、式车床电气控制线路分析一、普通车床的主要工作情况一、普通车床的主要工作情况 主要用于：回转面、螺纹、端面、钻孔等加工；主要用于：回转面、螺纹、端面、钻孔等加工；切削运动：主运动、进给运动、辅助运动；切削运动：主运动、进给运动、辅助运动；对电气控制要求：主轴正反转、中小机床直接启动、对电气控制要求：主轴正反转、中小机床直接启动、实现快速停车、必要的保护环节和照明装置；实现快速停车、必要的保护环节和照明装置；二、电气控制原理图二、电气控制原理图电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制第二节第二节 X62卧式万能铣床电气控制线路卧式万能铣床电气控制线路一、电气控制要求一、电气控制要求1、

38、控制主轴正反转，有反接制动、控制主轴正反转，有反接制动2、工作太纵向、横向和垂直方向的进给运动，电动机控、工作太纵向、横向和垂直方向的进给运动，电动机控制正反转，有快速移动和限位控制。制正反转，有快速移动和限位控制。3、要求有变速冲动，即变速时电动机能点动一下。、要求有变速冲动，即变速时电动机能点动一下。4、有冷却泵提供冷却液。、有冷却泵提供冷却液。二、控制线路分析二、控制线路分析电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制第三节第三节 组合机床电气控制线路分析组合机床电气控制线路分析 组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成组合机床是由一些通用部件及少量专用部件组成的高效自动化或半

39、自动化专用机床。可以完成的高效自动化或半自动化专用机床。可以完成钻孔、钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、功丝、车削、铣削及精加工扩孔、铰孔、镗孔、功丝、车削、铣削及精加工等多等多道工序，一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工道工序，一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，适用于大批量生产，能稳定地保证产品位同时加工，适用于大批量生产，能稳定地保证产品的质量。的质量。组合机床的通用部件包括：动力部件（如动力头组合机床的通用部件包括：动力部件（如动力头和动力滑台）、支承部件、输送部件、控制装置（如和动力滑台）、支承部件、输送部件、控制装置（如液压元件、控制板、按钮台及电气挡铁）等液压元件、控制板、

40、按钮台及电气挡铁）等电电器器与与PLC控控制制 一、机械动力滑台控制电路一、机械动力滑台控制电路 机械动力滑台由滑台、机械动力滑台由滑台、滑座及双电机（快速和进给电机）滑座及双电机（快速和进给电机）、传动装置三部分组成，滑台的、传动装置三部分组成，滑台的自动循环由机械传动及电气控制自动循环由机械传动及电气控制完成。在一次循环中，要实现速完成。在一次循环中，要实现速度差别很大的快进和工进。快进、度差别很大的快进和工进。快进、快退由快速电机实现，工进由工快退由快速电机实现，工进由工进电机实现。进电机实现。电电器器与与PLC控控制制 二、液压动力滑台控制电路二、液压动力滑台控制电路 液压动力滑台与机

41、械滑液压动力滑台与机械滑台的区别在于，液压滑台进给台的区别在于，液压滑台进给运动的动力是动力油，而机械运动的动力是动力油，而机械滑台的动力来自于电动机。滑台的动力来自于电动机。1、具有一次工作进给的液、具有一次工作进给的液压动力滑台电气控制电路压动力滑台电气控制电路电电器器与与PLC控控制制在上述电路中，若需要使滑台工进到终点，延时停留，在上述电路中，若需要使滑台工进到终点，延时停留，即工作循环为：即工作循环为：快进快进 工进工进 延时停留延时停留 快退，控制电路如快退，控制电路如图：图：电电器器与与PLC控控制制2、二次工作进给控制电路、二次工作进给控制电路如图如图3-9：电电器器与与PLC

42、控控制制课堂练习：课堂练习：、某两台电机分别启动后，要求第一台、某两台电机分别启动后，要求第一台电动机停车后，才能允许另一台停车。电动机停车后，才能允许另一台停车。2、用一个按钮控制一台电动机的启动和停、用一个按钮控制一台电动机的启动和停止。止。电电器器与与PLC控控制制第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计第一节第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则电气控制系统设计的基本内容和一般原则一、基本内容一、基本内容1、拟定电气设计的技术条件（任务书）、拟定电气设计的技术条件（任务书）2、选择电气传动形式与控制方案、选择电气传动形式与控制方案3、确定电动机容量、确定电动机容量4、设

43、计电气控制原理图、设计电气控制原理图5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表6、画出各设备的总布置图、画出各设备的总布置图7、设计电气柜、操作台等、设计电气柜、操作台等8、绘制装配图和接线图、绘制装配图和接线图9、编写设计计算说明书和使用说明书、编写设计计算说明书和使用说明书电电器器与与PLC控控制制二、电气控制线路设计的一般原则二、电气控制线路设计的一般原则（一）最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路（一）最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求的要求（二）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、（二）在满足生产要求的前提下，力求使控

44、制线路简单、经济经济电电器器与与PLC控控制制 利用二极管的单向导电性来有效地减少点数。（如左利用二极管的单向导电性来有效地减少点数。（如左图）图）尽量减少电器不必要的通电时间，可以节约电能并延尽量减少电器不必要的通电时间，可以节约电能并延长电器的使用寿命。（如右图）长电器的使用寿命。（如右图）电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制第二节第二节 电力拖动方案确定原则和电机的选择电力拖动方案确定原则和电机的选择一、确定拖动方式一、确定拖动方式二、确定调速方案二、确定调速方案三、电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要三、电动机的选

45、择和电动机的启动、制动和反向要求求第三节第三节 电气控制线路的经验设计法电气控制线路的经验设计法一、经验设计法基本步骤一、经验设计法基本步骤二、经验设计法特点二、经验设计法特点三、经验设计法举例三、经验设计法举例电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制电电器器与与PLC控控制制第一节第一节 可编程控制器的基本概念可编程控制器的基本概念 可编程控制器英文名称为可编程控制器英文名称为Programmable Programmable ControllerController，简称，简称PCPC，为避免与个人计算机，为避免与个人计算机（PCPC）名称混乱，改名为）名称混乱，改名为PLCP

46、LC（Programmable Programmable logic Controller)logic Controller)。现在所说的可编程序控制器现在所说的可编程序控制器PLCPLC是是19801980年以来，年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLCPLC进一步发展而来。进一步发展而来。19851985年，国际电工委员会年，国际电工委员会IECIEC对可编程序控制对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。算操作的电子系统，专为工业环境下

47、应用而设计。第二节第二节 可编程控制器的特点及应用可编程控制器的特点及应用一、一、PLCPLC的特点的特点 1 1、可靠性高，抗干扰能力性强、可靠性高，抗干扰能力性强 2 2、配套齐全，功能完善，适用性强、配套齐全，功能完善，适用性强 3 3、易学易用，深受工程技术人员欢迎、易学易用，深受工程技术人员欢迎 4 4、系统设计周期短，维护方便，改造容易、系统设计周期短，维护方便，改造容易 5 5、体积小，重量轻，能耗低、体积小，重量轻，能耗低二、二、PLCPLC的应用领域的应用领域 1 1、开关量的逻辑控制：单台、多台、生产线、开关量的逻辑控制：单台、多台、生产线 2 2、模拟量控制：温度、压力、

48、流量、模拟量控制：温度、压力、流量 3 3、运动控制：圆周、直线运动，如数控机床、运动控制：圆周、直线运动，如数控机床 4 4、过程控制：闭环控制，、过程控制：闭环控制，PIDPID控制控制 5 5、数据处理：运算、传送、转换、数据处理：运算、传送、转换 6 6、通讯及联网：、通讯及联网：PLCPLC之间、之间、PLCPLC与计算机等与计算机等第三节第三节 可编程控制器的发展可编程控制器的发展69年70年代中80年代初20世纪末第一台PLC诞生 实用化发展阶段广泛应用全面发展集成电路计算机技术成熟阶段向大型和超小型发展第四节第四节 可编程控制器的组成及其部分功能可编程控制器的组成及其部分功能

49、可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。由中央处理可编程控制器虽然外观各异，但硬件结构大体相同。由中央处理器（器（CPUCPU）、存储器（）、存储器（RAMRAM、ROMROM）、输入输出器件）、输入输出器件）I/OI/O接口）、电源及接口）、电源及编程设备几大部分构成。编程设备几大部分构成。一、中央处理器一、中央处理器 目前以单片机芯片为主。目前以单片机芯片为主。二、存储器二、存储器 用于存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。用于存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。分为只读存储器（分为只读存储器（ROMROM）和随机存储器（）和随机存储器（RAMRAM）两大类。）两大类。三、输入

50、输出接口三、输入输出接口 输入接口用来接受生产过程的各种参数；输出接输入接口用来接受生产过程的各种参数；输出接口用来送出可编程控制器运算后的得出的控制信息。口用来送出可编程控制器运算后的得出的控制信息。1 1、开关量输入接口、开关量输入接口通通常常PLCPLC的的输输入入类类型型可可以以是是直直流流、交交流流和和交交直直流流。输输入入电电路路的的电电源源可可由由外外部部供供给给，有有的的也也可可由由PLCPLC内内部部提提供供。图图5.25.2和和图图5.45.4分分别别为为一一种种型型号号PLCPLC的的直直流流和和交交流流输入接口电路的电路图，采用的是外接电源。输入接口电路的电路图，采用的