07 第七章 电气自动控制.pptx

第1页：第7章电气自动控制

本页为第7章目录页，列出本章各节标题：

• 7.1 手动控制
• 7.2 起停自动控制
• 7.3 正反转控制
• 7.4 顺序联锁控制
• 7.5 行程控制
• 7.6 时间控制
• 7.7 可编程控制器

第2页：常用电器与控制电路的组成

7.1 手动控制

• 常用电器：手动电器、自动电器；控制电器、保护电器；
• 一、刀开关　分类：单刀、双刀、三刀。

控制电路的组成：用电设备、控制电器、保护电器。

第3页：熔断器

二、熔断器

熔断器 FU

用于短路保护，由熔体和外壳组成。

• 种类：插入式、螺旋式、管式、填料式；
• 额定电流：2 A ~ 600 A，其保护特性由安秒特性 t = f(I) 描述。

第4页：断路器

三、断路器（空气开关或自动开关）

• 兼有刀开关和熔断器的作用；
• 在低压配电系统中的作用：短路和过载保护。

第5页：低压断路器实物与控制电路

图中给出低压断路器的实物图片，并给出采用断路器 QF 的三相异步电动机控制电路：主电路经 QF、FU、KM 主触点与 FR 接到电动机 M，由 KM 线圈支路实现通断控制。

第6页：按钮

7.2 起停自动控制　一、按钮 SB

• 动断触点（常闭触点）、动合触点（常开触点）、联动触点；
• 结构：由静触片、动触片及复位机构组成。

第7页：交流接触器

二、交流接触器

功能

用来接通或切断电动机或其他负载的主电路的一种控制电器，利用电磁吸力工作的自动电器。

第8页：接触器的基本结构

1. 接触器的基本结构：主触点、辅助触点、上铁心、下铁心、绝缘支架、吸引线圈、动触点、静触点。

图中给出 CJ0 系列接触器的结构示意。

第9页：接触器的工作原理

2. 接触器的工作原理：线圈通电后铁心产生电磁吸力，衔铁被吸合，带动动触点动作，使主触点与辅助触点闭合或断开，从而接通或断开被控制电路；线圈断电后靠弹簧复位。

第10页：接触器的图形符号与文字符号

3. 接触器的图形符号和文字符号：KM 线圈、KM 主触点、KM 动合触点、KM 动断触点。

接触器的技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。

第11页：点动控制电路

4. 点动控制原理：由辅助电路和主电路组成。

• 操作：按 SB_st → KM 线圈通电 → 动合主触点闭合 → M 起动；手松开 → M 停止。

第12页：连续运行控制电路

5. 连续运行控制原理：依靠与起动按钮并联的自锁触点保持 KM 线圈通电。

• 按 SB_st → M 起动；手松开 → M 不停（长动控制）；
• 按 SB_stp → M 停止。

第13页：中间继电器

三、中间继电器（3TH 系列）

• 1. 工作原理与交流接触器相同；
• 2. 特点：有数量较多的动合触点和动断触点；
• 3. 用途：主要用在辅助电路中，用以弥补接触器等的辅助触点的不足。

第14页：热继电器

四、热继电器

功能

过载保护，发热元件 FR 与动断触点 FR。

结构：导板、双金属片、发热元件、静触点、动触点、杠杆、偏心凸轮、弹簧片、复位按钮。

第15页：热继电器实物

图中给出热继电器的实物图片。热继电器的发热元件串接于电动机主电路，其动断触点串接于控制电路，电动机过载时双金属片受热弯曲推动触点断开，切断接触器线圈回路实现过载保护。

第16页：起停点动控制电路

五、控制电路

1. 起停点动控制电路：主电路由 QF、FU、KM 主触点与电动机 M 组成。

• 操作和动作：(1) 接通电源；(2) 起动：按 SB_st → M 起动；手松开 → M 停止。

第17页：起停长动控制电路

2. 起停长动控制电路：

• 操作顺序：(1) 接通电源；(2) 起动：按 SB_st → M 起动；手松开 → M 不停——长动控制；(3) 停止：按 SB_stp → M 停止；(4) 断开电源。
• 保护：FR 过载保护、失（欠）压保护、隔离与短路保护。

第18页：正反转控制电路

7.3 正反转控制

主电路中 KM_F 与 KM_R 的主触点改变相序实现正反转，控制电路分为正转控制支路和反转控制支路。

第19页：正转起动与停止操作

操作步骤：

• (1) 按 SB_stF → 正转起动；
• (2) 按 SB_stP → 正转停止。

第20页：反转起动与停止操作

操作步骤：

• (3) 按 SB_stR → 反转起动；
• (4) 按 SB_stP → 反转停止。

第21页：正反转误操作的电源短路

错误操作：正（反）转时按反（正）转起动 → 六个主触点同时闭合 → 电源短路！因此必须设置互锁。

第22页：接触器互锁措施

互锁措施：采用辅助动断触点，将 KM_R 的动断触点串入正转支路、KM_F 的动断触点串入反转支路，称为互锁触点。

第23页：双重互锁电路

双重互锁（机械互锁）电路：在电气互锁基础上增加按钮机械互锁。

错误操作：同时按 SB_stF、SB_stP，两条支路同时断开，M 不起动。

第24页：顺序联锁控制的要求

7.4 顺序联锁控制：控制多台电动机之间的起动、停止顺序。

例如要求两台电动机的顺序起停：(1) M1 起动以后 M2 才能起动；(2) M2 停止以后 M1 才能停止。

第25页：顺序起动控制电路

电路分为 M1 控制支路与 M2 控制支路，起动顺序控制：在 M2 支路中串入 KM1 的动合触点，保证 M1 起动后 M2 才能起动。

第26页：顺序联锁的操作步骤

操作步骤：

• (1) 合闸 → 起动 M1 → 起动 M2；
• (2) 分别按 SB_stP1、SB_stP2 → 停止 M1、M2；
• (3) 增加 KM2 的动合触点实现 M2 先停止。

第27页：行程开关

7.5 行程控制　一、行程开关（限位开关）

结构：微动开关、动断触点 SQ、动合触点 SQ、触杆、弹簧 1、弹簧 2、动触点。

第28页：行程开关的结构形式

行程开关的几种结构形式：直动式（传动杆式）、单滚轮式、双滚轮式。直动式靠撞块直接推动触杆；滚轮式由撞块压动滚轮杠杆使微动开关动作，双滚轮式可实现两个方向的行程检测。

第29页：行程控制电路

二、控制电路：利用行程开关 SQ_A1、SQ_A2、SQ_B1、SQ_B2 实现工作台在 A、B 两端之间的行程控制，以刨床为例。

第30页：自动往复运动的行程控制

自动往复运动的行程控制：

• 正转到位：撞击 SQ_A1，正转停车，反转起动；
• 反转到位：撞击 SQ_B1，反转停车，正转起动。

SQ_A2、SQ_B2 作为极限位置保护。

第31页：时间继电器的分类

7.6 时间控制　一、时间继电器

1. 时间继电器的分类：

• (1) 按延时机构的不同分类：电磁式、空气阻尼式、电动机式、电子式；
• (2) 按触点延时动作的不同分类：通电延迟式、断电延迟式。

第32页：通电延时的空气式时间继电器

2. 空气式时间继电器——通电延时的时间继电器：

由微动开关 1、微动开关 2、活塞杆、排气孔、橡皮膜、撞块、释放弹簧、杠杆、托板、动铁心、静铁心、恢复弹簧、线圈、进气孔、调节螺钉组成，调节进气孔即可改变延时时间。

第33页：断电延时的空气式时间继电器

2. 空气式时间继电器——断电延时的时间继电器：线圈断电后，动铁心在释放弹簧作用下复位，橡皮膜经进气孔缓慢回气，触点延时动作。

第34页：时间继电器的图形符号

时间继电器的图形符号和文字符号：KT 线圈，以及通电延时式与断电延时式的延时闭合动合触点、延时断开动断触点、延时闭合动断触点、延时断开动合触点。

第35页：星三角起动控制主电路

二、控制电路　主电路：由 QF、KM 主触点、KM_Y 与 KM_△ 主触点、FR 与电动机 M 组成，实现定子绕组 Y 形与 △ 形的换接。

第36页：星三角起动控制电路

Y—△ 起动控制电路：按下 SB_st 起动，主电路先接成 Y 形并开始计时；计时时间到，KT 断开、KT 恢复闭合，主电路 Y 形联结解除、换接成 △，实现减压起动。电路中含自锁与互锁。

第37页：可编程控制器的等效电路

7.7 可编程控制器　一、等效电路

• 组成：输入接线端子 + 输入接口单元 + 逻辑运算单元 + 输出接口单元 + 输出接线端子；
• 输入端子 I0.0、I0.1、I0.2、I0.3 接 SB_stF、SB_stR、SB_stP、FR；输出端子 Q0.0、Q0.1 接 KM_F、KM_R。

第38页：PLC的输入与输出接口单元

• 1. 输入接口单元：由输入接线端子 + 输入继电器 I 线圈组成，功能为接收操作命令、控制信息，输入点数 I0.0、I0.1、I0.3 ……
• 2. 输出接口单元：由输出接线端子 + 输出继电器的动合触点组成，功能为输出操作命令、驱动被控对象，输出点数 Q0.0、Q0.1、Q0.3 ……

第39页：PLC的逻辑运算单元

3. 逻辑运算单元：

• (1) 组成：输入继电器 I + 输出继电器 Q + 辅助继电器 M + 定时器 T + 计数器 C 等；
• (2) 功能：是 PLC 的核心，实现各种运算。

第40页：PLC外部接线图与IO分配表

二、梯形图

1. 外部接线图及 I/O 分配表：

第41页：正反转控制的梯形图

2. 梯形图：两条支路分别驱动 Q0.0 与 Q0.1，各支路串入对方动断触点实现互锁，并串入 I0.2（停止）、I0.3（热保护）动断触点。

第42页：PLC基本指令表

三、语句表　表 7.7.1 PLC 的基本指令表

第43页：梯形图对应的语句表

例如：将正反转控制梯形图转换为语句表。

• LD I0.0；O Q0.0；AN Q0.1；A I0.3；AN I0.2；= Q0.0
• LD I0.1；O Q0.1；AN Q0.0；A I0.3；AN I0.2；= Q0.1
• END

第44页：触点串并联的编程方法

触点串并联的编程方法：先分别串联各支路，再用 OLD 指令将电路块并联。

• LD I0.0；A I0.1；LD I0.2；AN I0.3；OLD；LDN I0.4；A I0.5；OLD；= Q0.0；END

第45页：触点并串联的编程方法

触点并串联的编程方法：先分别并联各支路，再用 ALD 指令将电路块串联。

• LD I0.0；O I0.1；LD I0.2；ON I0.3；ALD；LDN I0.4；O I0.5；ALD；= Q0.0；END

第46页：触点混联的编程方法

触点混联的编程方法：综合使用 OLD 与 ALD 指令处理复杂连接。

• LDN I0.1；A I0.2；O I0.0；LD I0.3；AN I0.4；LDN I0.5；A I0.6；OLD；ALD；A I0.7；O I1.0；= Q0.0；END

第47页：驱动线圈指令的重复使用

驱动线圈指令可重复使用：同一逻辑行可用多个 = 指令连续输出。

• LD I0.0；AN I0.1；= Q0.0；= Q0.1；A I0.2；= Q0.2；END

第48页：TON定时器的编号与最大延时

定时器：表 7.7.2 TON 定时器的编号和最大延时

第49页：定时器的应用

定时器的应用：

• (1) PLC 上电后，Q0.1 立即通电；
• (2) I0.0 闭合 3 s 后：动合触点 T33 闭合，Q0.0 通电；动断触点 T33 断开，Q0.1 断电。

语句表：LD I0.0；TON T33, 300；LD T33；= Q0.0；LDN T33；= Q0.1；END

第50页：星三角起动的PLC外部接线图

Y—△ 起动控制外部接线图：PLC 的 I0.0 接 SB_st、I0.1 接 SB_stP、I0.2 接 FR；输出 Q0.0 接 KM、Q0.1 接 KM_Y、Q0.2 接 KM_△。

第51页：星三角起动的梯形图与语句表

Y—△ 起动控制梯形图与语句表：

• LD I0.0；O Q0.0；AN I0.1；A I0.2；AN Q0.2；A T33；= Q0.0
• LD Q0.0；O Q0.1；AN I0.1；A I0.2；= Q0.1
• LDN Q0.0；A T33；= Q0.2；LD Q0.1；TON T33, 300；END

即先接成 Y 形起动，延时 3 s 后换接成 △ 形运行。

第52页：第7章结束

第7章 电气自动控制 结束。本章讲解了刀开关、熔断器、断路器等手动控制电器，起停、正反转、顺序联锁、行程与时间控制电路，以及可编程控制器的等效电路、梯形图与语句表。