电气控制与PLC技术讲义

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1、电气控制与PLC技术讲义2017年2月25日69绪论一、电气控制与可编程控制器学习内容1、什么是电气控制？1.1什么是电气1）电气与电器的区别：电气泛指一门学科，一门技术，电器指具体的用电设备。2）使用背景：工厂。1.2控制对象电机、电热设备、电容器组的投切等。本教材的控制对象以电机为主。（工厂主要动力源）1.3怎样控制？举例：电动小车往返控制本例涉及的问题1）控制对象：电机正反转、电机停止；2）指令的发出：控制按钮；3）指令的实现：电气控制电路。1.4电气控制学习任务1）小车走行停止的控制过程可以抽象成下面

2、框图：692）学习任务：电器元件、控制线路、读图、设计典型的控制统。1、什么是可编程控制器？2.1PLC（ProgrammableLogicController）。有自己的CPU，有数字量输入口和数字量输出口。可以通过对PLC的编程实现对现场设备的逻辑控制。CPU对输入的数字量进行逻辑运算，并通过数字量输出口对现场设备进行控制。（数字控制器）2.2随着PLC的发展，PLC具有通讯功能，也可以处理模拟量，所能完成的控制不仅仅是逻辑。控制。PC(ProgrammableController)或PLC（Progra

3、mmableLogicController）。2.3本教材介绍的可编程控制器是西门子公司的S7-200（小型），现在西门子公司在大量使用的PLC还有S7-300（中型），S7-400（大型）。2、电气控制与可编程控制器有什么联系？3.1PLC由传统的继电器控制技术上发展而来，学习PLC要有继电器控制系统知识基础。3.2PLC控制系统现在迅速的取代以前传统的继电器控制系统，他比较继电器系统有很多优越性。3.3PLC只是控制器，而我们第一部分学的低压电器有很多是执行部分，PLC控制器要控制这些具体的执行部分才能工

4、作；同时，一些简单的电气控制线路在生产中仍有大量应用。69第一章常用电磁式低压电器1.1概述1、低压电器：1）交流50Hz、额定电压1200V以下；2）直流额定电压1500V以下的电路中。2、电磁式低压电器：1）都有电磁机构；2）是电气控制线路中的核心器件。1.2电磁机构原理1.2.1电磁机构1、电磁式低压电器的组成感测与判断部分：电磁机构；执行部分：触点。2、电磁机构的组成铁心、衔铁、吸引线圈1）图中，6为铁心，5为吸引线圈，4为衔铁，8为反力弹簧。2）动作介绍：吸引线圈绕在铁心上，给吸引线圈通电，线圈产生

5、的磁通作用于衔铁，当线圈吸力大于反力弹簧的作用力时，衔铁向下运动，同时带动接触器的触点动作，实现线路的接通。如果吸引线圈断电，衔铁在反力弹簧的作用下复位，线路恢复通电前的状态。691、电磁机构分类1）按衔铁动作方式分：v直动式（课本图1-1）用于容量较小的交流接触器继电器。v拍合式（课本图1-2）。较直动式磨损小，用于大容量交流接触器或直流接触器。2）按吸引线圈分类：①按线圈电源种类v直流线圈：铁心不发热，线圈发热，线圈无骨架，做成高而薄的瘦长型，线圈与铁心直接接触便于散热。v交流线圈：铁心和线圈都发热，线圈

6、设有骨架使线圈和铁心隔离，并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁心和线圈的散热。②按线圈连接方式v电压线圈（并联线圈）：并联在电压源上，阻抗大，电流小，用绝缘较好的导线绕制，以减少分流作用。v电流线圈（串联线圈）：直接串在主回路中，匝数少，电流大，用扁铜线、粗铜线等绕制，目的是减小线圈电阻，避免影响主回路正常工作。1.2.2交流电磁机构短路环由于所加交流电压有过零点，则线圈中的交流电流也有过零点，导致电磁吸力也有过零点，每个电压周期，有两个过零点，所以电磁铁吸合两次，释放两次，使电磁机构产生震动和噪音，因而

7、不能正常工作。69解决办法：加短路环，包围2/3铁心面积。加短路环后的磁通和电磁吸力：只要F=F1+F2电磁合力大于弹簧的反力，就能清除衔铁的电磁震动。1.2.3电磁机构工作特性吸力线圈通电后，会对衔铁产生吸力，同时反力弹簧会对衔铁产生与电磁吸力相反的作用力，这个作用力和气隙的大小密切相关。1）吸力特性：电磁吸力与气隙的关系。根据线圈所加电源的不同，电磁机构又分为直流电磁机构和交流电磁机构。直流电磁机构和交流电磁机构的吸力特性不同。●直流电磁机构吸力特性：电流恒定、受力随气隙变化。69●交流电磁机构吸力特性：

8、受力随气隙变化不大，电流变化大。●交流电磁机构和直流电磁机构的比较v交流电磁机构有短路环来消除电磁振动，而直流电磁机构没有v交流电磁机构吸合时电流较大，而直流电磁机构电流不变，因此较直流电磁机构，交流电磁机构不能频繁操作。v交流电磁机构平均吸力受气隙影响比直流电磁机构要小。2）反力特性（反力弹簧）：电磁机构使衔铁释放的力与气隙的关系。1.2.4电磁机构的输入—输出特性将线圈输入电压或电流设为x，输出