1、電工電子技術(shù)任萬(wàn)強(qiáng) 張鋼 主編中國(guó)水利水電出版社第5章 繼電接觸器控制與可編程控制5.1常用的低壓電器5.2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路5.3三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)和制動(dòng)控制5.4普通車(chē)床的控制電路5.5可編程控制簡(jiǎn)介知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求（1）了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。（2）掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。（3）掌握過(guò)載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。（4）掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程。能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。 （5）了解可編程控制的原理及應(yīng)用。 5.1常用低壓電器常用低壓電器 根據(jù)其在電路中所起作用的不同，電器可分為控制電器和保護(hù)電器?？刂齐娖?/p>

2、主要控制電路的接通或斷開(kāi)， 例如刀開(kāi)關(guān)、接觸器等。保護(hù)電器主要的作用是保護(hù)電源不工作在短路狀態(tài)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不工作在過(guò)載狀態(tài)，例如熱繼電器、 熔斷器都屬于保護(hù)電器。 一、刀開(kāi)關(guān) 刀開(kāi)關(guān)是一種手動(dòng)電器，用來(lái)接通和斷開(kāi)電路，刀開(kāi)關(guān)可分為開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、 封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、 熔斷器式刀開(kāi)關(guān)等。 1. 開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān) 開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)又稱閘刀開(kāi)關(guān)。其外形如圖 5 - 1 所示。 閘刀開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，僅以上、膠蓋為遮護(hù)以防止電弧傷人。通常作為隔離開(kāi)關(guān)，用于不頻繁地接通或斷開(kāi)的電路中。閘刀開(kāi)關(guān)的型號(hào)有HK1、HK2等系列。 2. 封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān) 封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)又稱鐵殼開(kāi)關(guān)

3、。其結(jié)構(gòu)如圖 5 - 2 所示。 它與閘刀開(kāi)關(guān)基本相同， 但在鐵殼開(kāi)關(guān)內(nèi)裝有速斷彈簧， 它的作用是使閘刀快速接通和斷開(kāi)，以消除電弧。另外，在鐵殼開(kāi)關(guān)內(nèi)還設(shè)有聯(lián)鎖裝置，即在閘刀閉合狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)蓋不能開(kāi)啟，以保證安全。鐵殼開(kāi)關(guān)的型號(hào)有HH10、 HH11等系列。 圖 5 1 開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)1-U形動(dòng)觸刀；2-靜夾座； 3-瓷插式熔斷器； 4-速斷彈簧； 5-轉(zhuǎn)軸； 6-操作手柄； 7-開(kāi)關(guān)蓋；8-開(kāi)關(guān)蓋鎖緊螺栓； 9-進(jìn)線孔； 10-出線孔圖 5 - 2封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān) 3. 組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。組合開(kāi)關(guān)的外形如圖 5 - 3 所示。它的刀片(動(dòng)觸片)是轉(zhuǎn)動(dòng)的，能組成各種不同的

4、線路。 動(dòng)觸片裝在有手柄的絕緣方軸上，方軸可90旋轉(zhuǎn)，動(dòng)觸片隨方軸的旋轉(zhuǎn)使其與靜觸片接通或斷開(kāi)。它的型號(hào)有HZ5、 HZ10、 HZ15等系列。 二、熔斷器二、熔斷器 熔斷器俗稱保險(xiǎn)絲。它主要由熔斷體和放置熔斷體的絕緣管或絕緣座組成，熔斷體(熔絲)是熔斷器的核心部分。熔斷器應(yīng)與電路串聯(lián)，它的主要作用是作短路或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。 熔斷器可分為磁插式熔斷器、螺旋式熔斷器、 管式熔斷器。 圖 5 -3組合開(kāi)關(guān) 1. 磁插式熔斷器磁插式熔斷器 磁插式熔斷器結(jié)構(gòu)如圖 5 - 4 所示。 因?yàn)榇挪迨饺蹟嗥骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 價(jià)廉、外形小、更換熔絲方便等優(yōu)點(diǎn)，所以它被廣泛地用于中、小容量的控制系統(tǒng)中。磁插式熔斷器的

5、型號(hào)為RC1A系列。 2. 螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器 螺旋式熔斷器的外形和結(jié)構(gòu)如圖 5 - 5 所示。在熔斷管內(nèi)裝有熔絲，并填充石英砂，作熄滅電弧之用。熔斷管口有色標(biāo)，以顯示熔斷信號(hào)。當(dāng)熔斷器熔斷的時(shí)候，色標(biāo)被反作用彈簧彈出后自動(dòng)脫落，通過(guò)瓷帽上的玻璃窗口可看見(jiàn)。 螺旋式熔斷器的型號(hào)有RL1、 RL7等系列。圖 5 - 4磁插式熔斷器結(jié)構(gòu)1-熔絲；2-動(dòng)觸點(diǎn)； 3-瓷蓋； 4-靜觸點(diǎn)； 5-瓷體 圖 5 -5螺旋式熔斷器1-瓷帽；2-熔斷管； 3-瓷套； 4-上接線盒； 5-下接線盒； 6-瓷座 3. 管式熔斷器管式熔斷器 管式熔斷器分為有填料式和無(wú)填料式兩類(lèi)。 有填料管式熔斷器的結(jié)構(gòu)如圖 5

6、 - 6 所示。有填料管式熔斷器是一種分?jǐn)嗄芰^大的熔斷器，主要用于要求分?jǐn)噍^大電流的場(chǎng)合。 常用的型號(hào)有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。 三、按鈕三、按鈕 按鈕是一種手動(dòng)操作接通或斷開(kāi)控制電路的主令電器。 它主要控制接觸器和繼電器，也可作為電路中的電氣聯(lián)鎖。 按鈕的結(jié)構(gòu)如圖 5 - 7所示。 常態(tài)(未受外力)時(shí)，靜觸點(diǎn)1、2通過(guò)橋式動(dòng)觸點(diǎn)5閉合，所以稱1、2為常閉(動(dòng)斷)觸點(diǎn)。靜觸點(diǎn)3、4分?jǐn)啵苑Q之為常開(kāi)(動(dòng)合)觸點(diǎn)。當(dāng)按下按鈕帽6時(shí)，橋式動(dòng)觸點(diǎn)在外力的作用下向下運(yùn)動(dòng)， 使1、 2分?jǐn)啵?3、 4閉合。此時(shí)，復(fù)位彈簧7為受壓狀態(tài)。當(dāng)外力撤消后，橋式動(dòng)觸點(diǎn)在彈簧的作用下

7、回到原位， 靜觸點(diǎn)1、2和3、4也隨之恢復(fù)到原位，此過(guò)程稱為復(fù)位。 圖 5-6有填料管式熔斷器 (a) 外形； (b) 結(jié)構(gòu)圖 5 -7按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖6725413 按鈕的種類(lèi)較多。按鈕按觸頭的分合狀況，可分為常開(kāi)按鈕(或起動(dòng)按鈕)、 常閉按鈕(或停止按鈕)和復(fù)合按鈕。 按鈕可以做成單個(gè)的(稱單聯(lián)按鈕)、兩個(gè)的(稱雙聯(lián)按鈕)和多個(gè)的。按鈕的外型如圖 5 - 8所示。 按鈕的型號(hào)有LA10、 LA20、 LA25等系列。 四、接觸器四、接觸器 接觸器是用來(lái)頻繁接通和斷開(kāi)電路的自動(dòng)切換電器， 它具有手動(dòng)切換電器所不能實(shí)現(xiàn)的遙控功能，同時(shí)還具有欠電壓、失電壓保護(hù)的功能，但卻不具備短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)

8、功能。接觸器的主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。 圖 5 - 8按鈕的外形 (a) 單聯(lián)按鈕； (b) 雙聯(lián)按鈕 接觸器觸頭按通斷能力， 可分為主觸頭和輔助觸頭。 主觸頭主要用于通斷較大電流的電路(此電路稱主電路)，它的體積較大，一般由三對(duì)常開(kāi)觸頭組成。輔助觸頭主要用于通斷較小電流的電路(此電路稱控制電路)，它的體積較小， 有常開(kāi)觸頭和常閉觸頭之分。接觸器按通入電流類(lèi)型的不同可分為交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器的外形和結(jié)構(gòu)如圖 5 - 9所示。當(dāng)給交流接觸器的線圈5通入交流電時(shí)，在鐵心6上會(huì)產(chǎn)生電磁吸力， 克服彈簧4的反作用力，將銜鐵3吸合，銜鐵的動(dòng)作帶動(dòng)動(dòng)觸橋1的運(yùn)動(dòng)，使靜觸點(diǎn)2閉合。 當(dāng)電磁線圈斷

9、電后，鐵心上的電磁吸力消失，銜鐵在彈簧的作用下回到原位，各觸點(diǎn)也隨之回到原始狀態(tài)。交流接觸器的型號(hào)有CJ0、CJ12、CJ20等系列。 圖 5 -9交流接觸器（a） 外形； （b） 結(jié)構(gòu)示意圖 五五 、繼電器、繼電器 繼電器是一種根據(jù)外來(lái)電信號(hào)來(lái)接通或斷開(kāi)電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制和保護(hù)作用的自動(dòng)切換電器。繼電器一般不直接控制主電路，而反映的是控制信號(hào)。繼電器的種類(lèi)很多 根據(jù)用途可分為控制繼電器和保護(hù)繼電器；根據(jù)反映的不同信號(hào)可分為電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器、速度繼電器、溫度繼電器和壓力繼電器等。 現(xiàn)介紹其中的幾種。 1. 熱繼電器熱繼電器 熱繼電器是利用發(fā)熱元件感

10、受到的熱量而動(dòng)作的一種保護(hù)繼電器。主要對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡運(yùn)行保護(hù)。 熱繼電器的外形和結(jié)構(gòu)如圖 5 - 10 所示。發(fā)熱元件2繞在雙金屬片1上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，過(guò)大的電流產(chǎn)生熱量，使雙金屬片1彎曲，再通過(guò)動(dòng)作機(jī)構(gòu)3，使常閉觸點(diǎn)4斷開(kāi)，從而斷開(kāi)控制電路，達(dá)到保護(hù)的目的。熱繼電器的型號(hào)有JR0、 JR15、JR20等系列。 2. 時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器是在感受到外界信號(hào)后，其執(zhí)行部分需要延遲一定時(shí)間才動(dòng)作的一種繼電器。時(shí)間繼電器按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。其型號(hào)分別為JS23、JS11、 JS18、JS20等系列。 圖 5- 10熱繼電器 (a) 外形；

11、 (b) 結(jié)構(gòu) 3. 速度繼電器速度繼電器 速度繼電器也稱轉(zhuǎn)速繼電器。它是一種用來(lái)反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化的繼電器。它的工作方式是依靠電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢作為輸入信號(hào)，通過(guò)觸點(diǎn)的動(dòng)作信號(hào)傳遞給接觸器，再通過(guò)接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。 它主要用于反接制動(dòng)電路中。 其外形和結(jié)構(gòu)如圖 5 - 11所示。 圖 5 -11速度繼電器的外形和結(jié)構(gòu)-(a) 外形； (b) 結(jié)構(gòu) 速度繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5 - 12 所示。當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與電動(dòng)機(jī)同軸的速度繼電器轉(zhuǎn)子也隨之旋轉(zhuǎn)，此時(shí)籠型導(dǎo)條就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，此電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，圓環(huán) 10 帶動(dòng)擺桿 8 在此電磁轉(zhuǎn)矩的作用

12、下順著電動(dòng)機(jī)偏轉(zhuǎn)一定角度。 這樣，使速度繼電器的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)使另一對(duì)觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到一定數(shù)值時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減小，返回杠桿 7 使擺桿 8 復(fù)位， 各觸點(diǎn)也隨之復(fù)位。 圖 5- 12速度繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖SN9121011876543211-調(diào)節(jié)螺釘； 2-反力彈簧； 3-常閉觸點(diǎn)； 4-常開(kāi)觸點(diǎn)； 5-動(dòng)觸點(diǎn)；6-推桿； 7-返回杠桿； 8-擺桿； 9-籠型導(dǎo)條； 10-圓環(huán); 11-轉(zhuǎn)軸； 12-永磁轉(zhuǎn)子 一、行程開(kāi)關(guān)一、行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān)，又稱限位開(kāi)關(guān)。它主要用于限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置，同時(shí)還能使機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止、反向、變速或自動(dòng)往復(fù)等運(yùn)動(dòng)。行程開(kāi)

13、關(guān)的動(dòng)作原理與按鈕相似，二者的區(qū)別在于：按鈕是用手來(lái)操作的，而行程開(kāi)關(guān)是靠機(jī)械的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作的。 行程開(kāi)關(guān)可分為按鈕式和旋轉(zhuǎn)式，旋轉(zhuǎn)式又可分為單輪旋轉(zhuǎn)式和雙輪旋轉(zhuǎn)式兩種，它們的外形分別如圖 5 - 13(a)、 (b)、 (c)所示。 型號(hào)有JLXK、 LX19等系列。 圖 5-3行程開(kāi)關(guān) (a) 按鈕； (b) 單輪旋轉(zhuǎn)式； (c) 雙輪旋轉(zhuǎn)式 七、自動(dòng)開(kāi)關(guān)七、自動(dòng)開(kāi)關(guān) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，或稱斷路器。它是刀開(kāi)關(guān)、 熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合。在電路中能起到欠壓、失壓、過(guò)載、短路保護(hù)的作用。它既能自動(dòng)控制，也能手動(dòng)控制。 自動(dòng)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖 5 - 14所示。欠電壓脫扣

14、器11上的線圈與電源電壓并聯(lián)。 如果電源電壓下降到某一數(shù)值以下時(shí)，電磁吸力小于彈簧9的拉力，而使銜鐵10在彈簧力的作用下撞擊杠桿7，使搭鉤4被頂開(kāi)，鎖鍵3帶動(dòng)三相觸點(diǎn)2在彈簧1的作用下向左運(yùn)動(dòng)，使電源與電動(dòng)機(jī)分開(kāi)，達(dá)到保護(hù)作用。 圖 5 - 14自動(dòng)開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)QFU2KMKMSBFU1M31-彈簧; 2-三相觸點(diǎn); 3-鎖鍵; 4-搭鉤; 5-轉(zhuǎn)軸; 6-過(guò)電流脫扣器;7-杠桿;8-銜鐵; 9-彈簧; 10-銜鐵; 11-欠電壓脫扣器; 12-雙金屬片; 13-電阻絲 電阻絲13與電路串聯(lián)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，電路中電流增加，電阻絲13發(fā)熱，使雙金屬片彎曲，碰撞杠桿7，使搭鉤4被頂開(kāi)，鎖鍵帶動(dòng)三相

15、觸點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)斷電。 電路短路時(shí)，電路中的電流急劇增加，過(guò)電流脫扣器6上線圈的電流增加，電磁吸力增加，克服銜鐵8的自重力， 使其向上運(yùn)動(dòng)，碰撞杠桿7，把搭鉤4頂開(kāi)，三相觸點(diǎn)把電源和負(fù)載斷開(kāi)。 5.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制電路 電器元件在電路中組成基本控制電路，對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)單向控制、點(diǎn)動(dòng)控制、正反轉(zhuǎn)控制、 行程控制、順序控制、 時(shí)間控制等。下面分別介紹這幾種基本電路。 一、單向控制電路一、單向控制電路單向控制是指對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的控制。單向控制可用刀開(kāi)關(guān)控制，也可用接觸器控制。 1. 刀開(kāi)關(guān)控制的單向控制電路刀開(kāi)關(guān)控制的單向控制電路 刀開(kāi)

16、關(guān)控制的單向控制電路如圖 5 - 15 所示。圖中Q為刀開(kāi)關(guān)，M為三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)U為三相熔斷器，L1、 L2、L3為三相電源。當(dāng)合上刀開(kāi)關(guān)Q時(shí)，三相電源與電動(dòng)機(jī)接通，電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)拉開(kāi)刀開(kāi)關(guān)Q時(shí)，三相電動(dòng)機(jī)因斷電而停止。 圖 5 - 15刀開(kāi)關(guān)控制的單向控制電路 L1QFUL2L3M3 上述控制所用的電器元件較少，電路也比較簡(jiǎn)單，但在起動(dòng)和停止時(shí)不方便、不安全，也不能實(shí)現(xiàn)失壓、欠壓和過(guò)載保護(hù)。所以，此電路只適用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際中，應(yīng)用較多的是用接觸器控制的電路。 2. 接觸器控制的單向控制電路接觸器控制的單向控制電路 接觸器控制的單向控制電路如圖 5 - 16 所示

17、。圖中的KM為接觸器，SB1為停止按鈕，SB2為起動(dòng)按鈕，F(xiàn)R為熱繼電器，F(xiàn)U1、FU2為熔斷器。 圖 5 - 16接觸器控制的單向控制電路L1QFU1L2L3KMFRKMFRKMSB1SB2FU2M3 電路的工作原理如下: 當(dāng)合上刀開(kāi)關(guān)Q， 按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM的線圈通電，其三相主觸點(diǎn)閉合，使電動(dòng)機(jī)通入三相電源而旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，與起動(dòng)按鈕SB2并聯(lián)的KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)也閉合，此時(shí)，若放開(kāi)SB2， KM線圈仍保持通電狀態(tài)。 這種依靠接觸器自身的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)使自身的線圈保持通電的電路， 稱為自鎖電路。輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱為自鎖點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要停止時(shí)，按下停止按鈕SB1，KM線圈斷電，使它的三相觸點(diǎn)斷開(kāi)

18、，電動(dòng)機(jī)斷電停止。同時(shí)，KM的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)也斷開(kāi)。此時(shí)，放開(kāi)停止按鈕SB1， KM的線圈也不會(huì)通電， 電動(dòng)機(jī)不能自行起動(dòng)。若使電動(dòng)機(jī)再次起動(dòng)， 則需再次按下起動(dòng)按鈕SB2。 此電路具有短路保護(hù)、 過(guò)載保護(hù)、 失壓和欠壓保護(hù)的功能。 二、點(diǎn)動(dòng)控制電路二、點(diǎn)動(dòng)控制電路 在某些生產(chǎn)機(jī)械中，除了要求電動(dòng)機(jī)正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)外， 有的還需要作點(diǎn)動(dòng)控制。所謂點(diǎn)動(dòng)控制，就是指按下按鈕， 電動(dòng)機(jī)因通電而運(yùn)轉(zhuǎn)；松開(kāi)按鈕，電動(dòng)機(jī)因斷電停止。點(diǎn)動(dòng)控制電路如圖5 - 17 所示。它的工作過(guò)程較為簡(jiǎn)單：合上刀開(kāi)關(guān)Q，按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，KM的線圈通電，三相主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。當(dāng)松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，KM線圈斷電，三相主觸點(diǎn)斷開(kāi)

19、， 電動(dòng)機(jī)斷電， 停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖 5 17 點(diǎn)動(dòng)控制電路L1QFU2L2L3KMKMSBFU1M3 三、正反轉(zhuǎn)控制電路三、正反轉(zhuǎn)控制電路 生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件往往需要作正、反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。 如車(chē)床主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，工作臺(tái)的前進(jìn)和后退等，這就要求拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)具有正、反轉(zhuǎn)控制。 若要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)反向控制，只需將電源的三根相線任意對(duì)調(diào)兩根(稱換相)即可。對(duì)電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)的控制方式一般有倒順開(kāi)關(guān)控制和接觸器控制兩種。 1. 倒順開(kāi)關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)控制電路倒順開(kāi)關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)控制電路 倒順開(kāi)關(guān)也稱可逆轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān), 如圖 5 - 18所示中的S 就是倒順開(kāi)關(guān)。圖 5 - 18倒順開(kāi)關(guān)控制電路 靜觸點(diǎn)有六

20、個(gè)位置。當(dāng)合上刀開(kāi)關(guān)Q后，再扳動(dòng)S的手柄使其在“順”的位置，動(dòng)觸點(diǎn)就會(huì)向左轉(zhuǎn)動(dòng)，電路按L1-U、L2-V、L3-W的正向順序接通電動(dòng)機(jī)，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)為正轉(zhuǎn)。當(dāng)扳動(dòng)S，使手柄處在“倒”的位置時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)就會(huì)向右轉(zhuǎn)動(dòng)，電路按L1-W、 L2-V、 L3-U的反向順序接通電動(dòng)機(jī)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為反轉(zhuǎn)。 在使用倒順開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)注意: 當(dāng)電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)， 或由反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)，必須將手柄扳到“停”的位置。這樣可避免電動(dòng)機(jī)定子繞組突然接入反向電而使電流過(guò)大，防止電動(dòng)機(jī)定子繞組因過(guò)熱而燒壞。 用倒順開(kāi)關(guān)控制的正、反轉(zhuǎn)控制電路的優(yōu)點(diǎn)是所用電器元件較少，電路簡(jiǎn)單。但它的缺點(diǎn)是在頻繁換向時(shí)，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，操作不安全。

21、所以這種電路一般用于額定電流在10 A、功率在3 kW以下的小容量電動(dòng)機(jī)。在實(shí)際中應(yīng)用較多的是用接觸器控制電路。 2. 接觸器控制的正、接觸器控制的正、 反轉(zhuǎn)控制電路反轉(zhuǎn)控制電路 1） 無(wú)聯(lián)鎖的正、 反轉(zhuǎn)控制電路 用接觸器控制的正反轉(zhuǎn)控制電路如圖 5 - 19 所示。 電路中采用了兩個(gè)接觸器KM1、KM2，分別控制電動(dòng)機(jī)的正、 反轉(zhuǎn)。 當(dāng)合上刀開(kāi)關(guān)Q，按下正轉(zhuǎn)按鈕SB2時(shí)，KM1線圈通電，KM1三相主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，KM1輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖。若要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)， 按下反轉(zhuǎn)按鈕SB3，KM2線圈通電，KM2的三相主觸點(diǎn)閉合，電源 L1和L3對(duì)調(diào)，實(shí)現(xiàn)換相，此時(shí)電動(dòng)機(jī)為反轉(zhuǎn)。 此電路存

22、在的問(wèn)題是： 當(dāng)正轉(zhuǎn)，KM1通電時(shí)，若再按下SB3，KM2也通電, 在主電路中，會(huì)發(fā)生電源直接短路的故障。 因此， 此電路在實(shí)際中不能采用。 圖 5 - 19無(wú)聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路 2） 有聯(lián)鎖的正、有聯(lián)鎖的正、 反轉(zhuǎn)控制電路反轉(zhuǎn)控制電路 為了克服上述電路的缺點(diǎn)，常用具有聯(lián)鎖的控制電路。 具有電氣聯(lián)鎖的控制電路如圖 5- 20所示。當(dāng)按下SB2, KM1通電時(shí)， KM1的輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)，如果按下SB3， KM2的線圈不會(huì)通電，就保證了電路的安全。這種將一個(gè)接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在另一個(gè)線圈的電路中，使兩個(gè)接觸器相互制約的控制，稱為互鎖控制或聯(lián)鎖控制。利用接觸器(或繼電器)的輔助常閉觸

23、點(diǎn)的聯(lián)鎖，稱電氣聯(lián)鎖(或接觸器聯(lián)鎖)。 圖 5 - 20具有電氣聯(lián)鎖的控路 在正、反轉(zhuǎn)控制電路中，除采用電氣聯(lián)鎖外， 還可采用機(jī)械聯(lián)鎖。 如圖 5 - 21所示。 SB2和SB3的常閉按鈕串聯(lián)在對(duì)方的常開(kāi)觸點(diǎn)電路中。這種利用按鈕的常開(kāi)、 常閉觸點(diǎn)，在電路中互相牽制的接法，稱為機(jī)械聯(lián)鎖(或按鈕聯(lián)鎖)。具有電氣、機(jī)械雙重聯(lián)鎖的控制電路是電路中常見(jiàn)的， 也是最可靠的正、反轉(zhuǎn)控制電路。它能實(shí)現(xiàn)由正轉(zhuǎn)直接到反轉(zhuǎn)，或由反轉(zhuǎn)直接到正轉(zhuǎn)的控制。 3） 行程控制電路 在生產(chǎn)機(jī)械中，常需要控制某些生產(chǎn)機(jī)械的行程位置。 例如， 銑床的工作臺(tái)到極限位置時(shí)，會(huì)自動(dòng)停止；起重設(shè)備上升到一定高度也能自動(dòng)停下來(lái)，等等。行程控

24、制要用到行程開(kāi)關(guān)。 圖 5- 21具有雙重聯(lián)鎖的控制電路 利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的擋鐵與行程開(kāi)關(guān)碰撞， 使其觸點(diǎn)動(dòng)作來(lái)接通或斷開(kāi)電路，以達(dá)到控制生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件位置或行程的控制，稱行程控制(或位置控制，或限位控制)。 程控制是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中應(yīng)用較為廣泛的控制方法之一。 行程控制的電路如圖 5 - 22 所示。它是在雙重互鎖正、反轉(zhuǎn)控制電路的基礎(chǔ)上，增加了兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ1和SQ2。 圖 5 - 22行程控制電路 電路的工作原理如下: 按下正轉(zhuǎn)按鈕SB3， KM1通電， 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向左運(yùn)行。 當(dāng)達(dá)到極限位置，擋鐵A碰撞SQ1時(shí)，使SQ1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)因斷電自

25、動(dòng)停止，達(dá)到保護(hù)的目的。同理，按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2， KM2通電， 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，拖動(dòng)工作臺(tái)向右運(yùn)行。到達(dá)極限位置， 擋鐵B碰撞SQ2時(shí)，使SQ2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， KM2線圈斷電， 電動(dòng)機(jī)因斷電自動(dòng)停止。 此電路除短路、 過(guò)載、 失壓、 欠壓保護(hù)外， 還具有行程保護(hù)。 四、順序控制電路四、順序控制電路 在生產(chǎn)機(jī)械中， 往往有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)， 各電動(dòng)機(jī)的作用不同， 需要按一定順序動(dòng)作，才能保證整個(gè)工作過(guò)程的合理性和可靠性。例如，X62W型萬(wàn)能銑床上要求主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，進(jìn)給電動(dòng)才能起動(dòng)；平面磨床中，要求砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后， 冷卻泵電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)，等等。這種只有當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)才允許起動(dòng)的控

26、制方式， 稱為電動(dòng)機(jī)的順序控制。 如圖 5 - 23 所示， 電路中有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1和M2， 它們分別由接觸器KM1和KM2控制。 工作原理如下: 當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM1通電，M1運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)，再按下SB3， KM2線圈通電，M2運(yùn)行。如果先按SB3，由于KM1線圈未通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)未閉合，KM2線圈不會(huì)通電。這樣保證了必須M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng)的控制要求。 在圖 5 - 23 的電路中，采用熔斷器和熱繼電器作短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)，其中，兩個(gè)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，保證了如果有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載故障，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都會(huì)停止。 順序控制電路有如下缺點(diǎn): 要起動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)

27、機(jī)時(shí)需要按兩次起動(dòng)按鈕，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，起動(dòng)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的時(shí)間差由操作者控制， 精度較差。 圖 5 - 23順序控制電路L1QFU1L2L3KM1KM1FR1KM1SB1KM2FU2SB3KM2KM2FR1KM1SB2SB4FR2FR2M13M23五、時(shí)間控制電路五、時(shí)間控制電路 為了解決順序控制的缺點(diǎn)，可采用時(shí)間控制。用時(shí)間繼電器來(lái)控制兩臺(tái)或多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)順序，稱時(shí)間控制。 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的時(shí)間控制電路如圖 5 - 24 所示，圖中的KT為時(shí)間繼電器。此電路的工作過(guò)程如下: 按下起動(dòng)按鈕SB2， KM1線圈通電，M1運(yùn)行。在KM1線圈通電的同時(shí)，時(shí)間繼電器KT的線圈也通電，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，時(shí)

28、間繼電器的延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使KM2線圈通電，KM2的三相主觸點(diǎn)閉合， 電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了時(shí)間控制。 圖 5 -24時(shí)間控制電路 L1QFU1L2L3KM1KM1FR1KM1SB1KM2FU2KM2KM2FR1SB2FR2FR2KTKM2KTM13M23 當(dāng)需要停止時(shí)， 按下停止按鈕SB1， 接觸器線圈斷電， 兩個(gè)接觸器的三相觸點(diǎn)全部斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)因斷電而停止。 六、多地控制電路六、多地控制電路 有些生產(chǎn)設(shè)備為了操作方便，需要在兩地或多地控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，例如普通銑床的控制電路，就是一種多地控制電路。這種能在兩地或多地控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制方式，稱為電動(dòng)機(jī)的多地控制。在實(shí)際應(yīng)用中，大多為兩地控制

29、。 兩地控制的電路如圖 5 - 25 所示。 圖中SB1、 SB4為甲地的控制按鈕，SB2、SB3為乙地的控制按鈕。這種電路的特點(diǎn)是兩地的起動(dòng)按鈕并聯(lián)，兩地的停止按鈕串聯(lián)。這樣，就可以在甲、乙兩地控制同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，操作起來(lái)較為方便。 圖 5 -25兩地控制電路L1QFU1L2L3KMFRKMFRKMSB1SB3FU2SB4SB2乙地甲地M3 七、繪制、識(shí)讀電氣原理圖的原則七、繪制、識(shí)讀電氣原理圖的原則 在繪制、 識(shí)讀電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循下述原則: (1) 應(yīng)將主電路、控制電路、指示電路、照明電路分開(kāi)繪制。 (2) 電源電路應(yīng)繪成水平線，而受電的動(dòng)力裝置及其保護(hù)電路應(yīng)垂直繪出?？刂齐娐分械暮哪茉?/p>

30、(如接觸器和繼電器的線圈、信號(hào)燈、照明燈等)應(yīng)畫(huà)在電路的下方，而電器觸點(diǎn)應(yīng)放在耗能元件的上方。 (3) 在原理圖中，各電器的觸點(diǎn)應(yīng)是未通電的狀態(tài)，機(jī)械開(kāi)關(guān)應(yīng)是循環(huán)開(kāi)始前的狀態(tài)。 (4) 圖中從上到下， 從左到右表示操作順序。 (5) 原理圖應(yīng)采用國(guó)家規(guī)定的國(guó)標(biāo)符號(hào)。 在不同位置的同一電器元件應(yīng)標(biāo)有相同的文字符號(hào)。 (6) 在原理圖中， 若有交叉導(dǎo)線聯(lián)接點(diǎn)，要用小黑圓點(diǎn)表示，無(wú)直接電聯(lián)系的交叉導(dǎo)線則不畫(huà)出小黑圓點(diǎn)。 在電路圖中，應(yīng)盡量減少或避免導(dǎo)線的交叉。 5.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)和三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)和制動(dòng)控制制動(dòng)控制 5.3.1降壓起動(dòng)控制降壓起動(dòng)控制 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率在1

31、0 kW以上，應(yīng)采用降壓起動(dòng)。 降壓起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)，加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓小于其額定電壓。但應(yīng)注意， 在起動(dòng)完成后，電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓應(yīng)恢復(fù)到額定值，否則，會(huì)使電動(dòng)機(jī)損壞。常見(jiàn)的降壓起動(dòng)方式有四種: 定子繞組串電阻降壓起動(dòng)、Y - 聯(lián)接降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓起動(dòng)。 1. 定子繞組串電阻降壓起動(dòng)定子繞組串電阻降壓起動(dòng) 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制電路如圖 5 - 26 所示。它是手動(dòng)控制型起動(dòng)，加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓小于其額定電壓，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行降壓起動(dòng)。待轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，把開(kāi)關(guān)S合上，電阻R被短接，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)在全壓下運(yùn)行。 2. Y

32、聯(lián)接降壓起動(dòng)聯(lián)接降壓起動(dòng) 星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接的原理如圖 5 - 27 所示。電源線電壓U線(380 V)不變。圖(a)為星形聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)的相電壓U相=U線/ ，故相電壓為220 V。圖(b)為三角形聯(lián)接，其相電壓與線電壓相等，為380 V。所以，起動(dòng)時(shí)采用星形聯(lián)接， 便可實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)；起動(dòng)完成后，再將電動(dòng)機(jī)接成三角形， 又可使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3圖 5 - 26串電阻降壓起動(dòng)控制電路L1QFUL2L3RSM3圖 5 27 Y聯(lián)接和聯(lián)接的原理 L1L2L3L1L2L3UL3線相UU相線UUW1W2U2U1V1V2W2W1V2V1U2U1UL(a)(b) Y - 聯(lián)接降壓起動(dòng)控制電路如圖 5 -

33、 28 所示。 電路的工作原理如下: 合上刀開(kāi)關(guān)Q，按下起動(dòng)按鈕SB2， KM1通電，KM1的自鎖點(diǎn)閉合，隨即KT線圈通電，KM2 線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)接成星形聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)。由于KT線圈通電， 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后， KT的延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， 延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使KM1斷電， KM3通電，電動(dòng)機(jī)接成三角形聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)全壓運(yùn)行。停車(chē)時(shí)，只需按下停止按鈕SB1即可。 圖 5 28 Y -聯(lián)接降壓起動(dòng)控制電路L1QFU1L2L3KM1KM2FU2KM1SB1KM2SB2KM3KM3KM2KM3KM1KTKTW1U1V1W2U2V2KM3KTM3 二、制動(dòng)控制電路二、制動(dòng)控制電路 在生產(chǎn)機(jī)械中

34、，電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)電源后，由于慣性作用， 不會(huì)馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，需要一段時(shí)間才能停下來(lái)。因?yàn)橥C(jī)的時(shí)間太長(zhǎng)，影響生產(chǎn)率，同時(shí)還會(huì)造成停機(jī)位置不準(zhǔn)確， 工作不安全， 所以有必要對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)控制。 制動(dòng)就是給電動(dòng)機(jī)一個(gè)與它旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使它迅速停下來(lái)。制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩種。 其中，電氣制動(dòng)又包括反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、再生制動(dòng)。 1. 機(jī)械制動(dòng)控制機(jī)械制動(dòng)控制 機(jī)械制動(dòng)是利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)在斷電后迅速停止的方式。 最常用的是電磁抱閘。它的結(jié)構(gòu)如圖 5 - 29 所示。 圖 5 -29電磁抱閘的結(jié)構(gòu)1-線圈; 2-鐵心; 3-銜鐵; 4-彈簧;5-閘輪; 6-杠桿; 7-閘瓦; 8-軸

35、電磁抱閘分為斷電制動(dòng)和通電制動(dòng)兩種。通電制動(dòng)是指線圈通電時(shí)，閘瓦緊緊抱住閘輪，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。而斷電制動(dòng)是指當(dāng)線圈斷電時(shí)，閘瓦緊緊抱住閘輪，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。 電磁抱閘斷電制動(dòng)控制電路如圖 5 - 30 所示。此電路的工作原理是: 當(dāng)電路未通電時(shí)，閘瓦和閘輪緊緊抱住，使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)，KM線圈通電，三相主觸點(diǎn)閉合，使電磁鐵YB通電，吸引銜鐵克服彈簧力，使杠桿向上移動(dòng)，閘瓦和閘輪分開(kāi)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。需要停止時(shí)，按下停止按鈕SB2，KM線圈斷電， YB斷電，杠桿在彈簧作用下向上移動(dòng)，閘瓦抱住閘輪，使電動(dòng)機(jī)迅速停下來(lái)。 圖 5 30 電磁抱閘斷電制動(dòng)控制電路杠桿銜鐵閘瓦彈簧線圈YBL1L2L

36、3QSFU1KMFRFRSB1SB2KMKMFU2M3 這種制動(dòng)方法被廣泛運(yùn)用到起重設(shè)備中。其優(yōu)點(diǎn)是: 定位準(zhǔn)確；防止由于電動(dòng)機(jī)突然斷電，使重物自行下落而造成事故。 2. 反接制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)控制電路 反接制動(dòng)是改變電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電源相序來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使電動(dòng)機(jī)迅速停止的方法。反接制動(dòng)電路如圖 5 - 31 所示。圖中的KV為速度繼電器，R為反接制動(dòng)電阻。電路的工作原理圖 5 - 31反接制動(dòng)電路 L1QFU1L2L3KM1FRKM1SB1KM2FU2KM2KM2FRKM2KM1SB2RSB1uKVKVM3 如下: 當(dāng)合上刀開(kāi)關(guān)Q，按下起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，KM線圈通電，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)

37、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到120 r/min時(shí)，速度繼電器KV常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)作準(zhǔn)備。 當(dāng)需要停止時(shí)，按下停止按鈕SB1，SB1的常閉觸點(diǎn)把KM1線圈斷電， SB1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，把KM2線圈接通，使電動(dòng)機(jī)斷開(kāi)正向電，接通反向電。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到100 r/min時(shí)，KV的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM2線圈斷電，電動(dòng)機(jī)斷電后自然停止。 5.4普通車(chē)床的控制電路普通車(chē)床的控制電路 前面已經(jīng)對(duì)常用的基本電路進(jìn)行了分析，機(jī)床電路就是由這些基本控制電路所組成的。作為基本控制電路的一個(gè)綜合應(yīng)用實(shí)例，本節(jié)擬對(duì)普通車(chē)床的控制電路作一簡(jiǎn)單介紹。 普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)如圖 5 - 32 所示，它主要由床

38、身、主軸箱、掛輪箱、溜板箱、進(jìn)給箱、光杠、絲杠、刀架、尾架等部分組成。 C620-1 型普通車(chē)床電氣控制電路如圖 5 - 33 所示。 對(duì)它的要求有： (1) 主軸電動(dòng)機(jī)M1要求正、反轉(zhuǎn)控制，以便加工螺紋。 對(duì)于C620-1型普通車(chē)床的正、反轉(zhuǎn)是由機(jī)械實(shí)現(xiàn)的。 圖 5- 32普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)示意圖圖 5 33 C620-1型普通車(chē)床電器控制電路L1QFU1L2L3KMKMFR1KMSB1FU2FR1SB2FR2FR2Q1Q2Q3FU3ELTM13M23 (2) 主軸電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。C620-1型普通車(chē)床主軸電動(dòng)機(jī)的容量較小，所以采用直接起動(dòng), 停車(chē)時(shí)采用機(jī)械制動(dòng)。 (3) 在車(chē)削

39、加工時(shí)，由于溫度高，需要冷卻，為此，設(shè)有一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2。冷卻泵電動(dòng)機(jī)只需要單方向運(yùn)行， 且要求須在主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后方可起動(dòng)；當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，要求冷卻泵電動(dòng)機(jī)也立即停止。 (4) 電路應(yīng)有保護(hù)環(huán)節(jié)和安全的局部照明。 C620-1 型普通車(chē)床控制電路的工作原理如下: 合上刀開(kāi)關(guān)Q，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM線圈通電，自鎖觸點(diǎn)閉合自鎖，主軸電動(dòng)機(jī)M1通電旋轉(zhuǎn)。若要使用冷卻， 可合上Q1，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2通電旋轉(zhuǎn)。 需要停止時(shí)，按下停止按鈕SB1， KM線圈斷電， 電動(dòng)機(jī)停止。 電路中用熔斷器FU1、FU2、FU3來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；用FR1、 FR2來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。同時(shí)，接觸器KM還具有失

40、壓和欠壓保護(hù)的作用。照明變壓器T給照明燈EL提供了一個(gè)安全電壓，由開(kāi)關(guān)Q2、Q3控制。 5.5可 編 程 控 制 5.5.1可編程控制概述可編程控制概述 用導(dǎo)線將接觸器和各種繼電器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接成控制電路，這就是本章前幾節(jié)講的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。由于這種電路簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉，因而在一些領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。但是，這種電路的聯(lián)線方式是固定的，一旦生產(chǎn)機(jī)械過(guò)程發(fā)生變動(dòng)就需重新設(shè)計(jì)電路，所以這種電路的通用性和靈活性都較差。 1969年美國(guó)通用汽車(chē)公司自動(dòng)裝配線上使用了第一臺(tái)可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)，它是把繼電-接觸器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)功能結(jié)合起來(lái)，用計(jì)算機(jī)的程序來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電

41、-接觸器控制的硬線聯(lián)接，所用計(jì)算機(jī)是一種面向工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專用計(jì)算機(jī)。 硬線聯(lián)接，所用計(jì)算機(jī)是一種面向工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專用計(jì)算機(jī)。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展使可編程序控制器不但具有邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，而且還具有體積小、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。所以使它在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域中迅速地發(fā)展起來(lái)。 1. 可編程序控制器的組成可編程序控制器的組成 繼電-接觸器系統(tǒng)由三部分組成：輸入部分、邏輯部分和輸出部分， 如圖 5 - 34 所示。輸入部分是各種開(kāi)關(guān)信號(hào)； 邏輯部分是繼電器、接觸器的各觸點(diǎn)組成的邏輯關(guān)系；輸出部分是各種執(zhí)行元件，如繼電器線圈、接觸器線圈、電磁鐵、 指示燈、照明燈等。 可

42、編程序控制器也是由這幾部分組成的, 如圖 5 - 35 所示, 它一般由微處理器、存儲(chǔ)器、編程器、輸入/輸出組件、 電源等幾部分組成。 圖 5 - 34繼電接觸器控制系統(tǒng)輸入部分邏輯部分輸出部分圖 5- 35 PLC 控制系統(tǒng)圖輸 入 部 分邏 輯 部 分輸 出 部 分微 處 理 器存 儲(chǔ) 器 1) 微處理器 微處理器簡(jiǎn)稱CPU, 是PLC的大腦，其主要作用是接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，診斷編程過(guò)程中的錯(cuò)誤，對(duì)輸入信號(hào)做出正確判斷并將結(jié)果輸送給有關(guān)部分。 2) 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器是PLC的記憶裝置, 包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)工作程序(監(jiān)控程序)、模塊化應(yīng)用功能

43、子程序、命令解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序及按對(duì)應(yīng)定義(I/O、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等)存貯系統(tǒng)參數(shù)等。 系統(tǒng)程序應(yīng)永久保存在PLC內(nèi)，不能因關(guān)機(jī)、停電或故障而改變其內(nèi)容。因此這部分程序關(guān)系到PLC的性能， 在出廠前已固化，用戶不能改變。用戶存儲(chǔ)器用來(lái)存放編程器或磁帶輸入的用戶控制程序。用戶控制程序可以根據(jù)需要通過(guò)編程器進(jìn)行修改。PLC的用戶存儲(chǔ)器通常以“字節(jié)”(16位/字)為單位來(lái)表示存儲(chǔ)量。PLC產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中所指的存儲(chǔ)器的型式或存儲(chǔ)方式及容量是對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的。 3) 編程器 編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視的。 它可以監(jiān)視PLC的工作情況，還可以通過(guò)鍵盤(pán)去調(diào)用和顯

44、示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。 4) 輸入/輸出組件 輸入/輸出組件是可編程序控制器與被控設(shè)備聯(lián)接的部件, 包括輸入組件和輸出組件。輸入組件能接收被控設(shè)備的信號(hào), 如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、各種傳感器的信號(hào)等, 這些信號(hào)通過(guò)輸入電路驅(qū)動(dòng)內(nèi)部電路接通或斷開(kāi)。輸出組件把微處理器內(nèi)部的電路信號(hào)轉(zhuǎn)換成繼電器的通斷來(lái)控制外部負(fù)載(如線圈、電磁閥、指示燈等)電路。 5) 電源部件 電源部件將外接的交流電源轉(zhuǎn)換成PLC工作所需要的直流電源。電源的好壞直接影響著PLC的功能和可靠性。所用電源除外接交流電源外還采用了鋰電池作停電時(shí)的后備電源。 2. 可編程序控制器的基本工作過(guò)程可編程序控制器的基本工作過(guò)程 PLC對(duì)

45、用戶程序的執(zhí)行過(guò)程是通過(guò)微處理器的周期循環(huán)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它采用集中采樣、集中輸出的工作方式， 以減小外界的干擾。 PLC的工作過(guò)程分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個(gè)階段，如圖 5 - 36 所示。 1) 輸入處理階段 PLC在此階段掃描所有的輸入端子并將各輸入信號(hào)存入輸入狀態(tài)映象寄存器中, 然后進(jìn)入程序處理階段。應(yīng)當(dāng)注意, 在程序執(zhí)行階段或輸出階段, 無(wú)論輸入信號(hào)如何變化, 其內(nèi)容將一直保持到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段。 圖 5 36 PLC工作過(guò)程輸入鎖存器輸入映象寄存器程序執(zhí)行輸出映象寄存器輸出鎖存器輸入處理程序處理輸出處理 2) 程序處理階段 根據(jù)PLC梯形圖程序的掃描順序(從左到右

46、， 從上到下)逐句掃描。最后將運(yùn)算的結(jié)果寫(xiě)入寄存器狀態(tài)表中。 3) 輸出處理階段 當(dāng)所有指令都處理完成時(shí)，把輸出映象寄存器中所有輸出繼電器以通(1)、斷(0)的狀態(tài)存放到輸出鎖存電路,來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器線圈控制負(fù)載的動(dòng)作。微處理器返回到初始狀態(tài)， 準(zhǔn)備進(jìn)行下一次循環(huán)掃描。從讀入輸入狀態(tài)到發(fā)出輸出信號(hào)的這段時(shí)間稱掃描周期。 3. 可編程序控制器與繼電器控制的異同可編程序控制器與繼電器控制的異同 在PLC的編程語(yǔ)言中，梯形圖是應(yīng)用廣泛的一種語(yǔ)言。 PLC的梯形圖和繼電器控制的電路圖在以下三個(gè)方面十分相似： 元件符號(hào)相似(如圖 5 - 37 所示)； 電路結(jié)構(gòu)形式大致相同(如圖 5 - 38 所示)；信號(hào)輸入及經(jīng)過(guò)處理后的信息輸出控制功能相同。 它們的不同之處在于： (1) 組成的器件不同。繼電器電路是由許多接觸器、繼電器組成的，其觸點(diǎn)易磨損。而梯形圖則是由許多“軟繼電器”組成的，每個(gè)“軟繼電器”都是存儲(chǔ)器中的每一位觸發(fā)器可以置“0”或“1”， 無(wú)磨損現(xiàn)象