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第1章常用低壓電器第2章電氣控制線路基礎(chǔ)第3章繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計第4章智能低壓電器與現(xiàn)場總線第5章可編程控制器概述第6章PLC程序設(shè)計基礎(chǔ)第7章可編程控制器程序設(shè)計方法第8章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計第9章PLC網(wǎng)絡(luò)通信第10章PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用實例第1章常用低壓電器1.1低壓電器概述1.2低壓隔離器1.3低壓斷路器1.4接觸器1.5低壓熔斷器1.6繼電器1.7主令電器思考與習題

1.1低壓電器概述

電器的功能種類繁多，根據(jù)工作電壓等級可將其分為兩類：

(1)高壓電器：用于交流電壓1200

V、直流電壓1500

V及以上電路中的電器，通常用于電能的輸送和分配，如高壓斷路器、高壓隔離器、高壓熔斷器等。

(2)低壓電器：用于交流50

Hz(60

Hz)、額定電壓1200

V以下或直流額定電壓1500

V以下電路中起電能分配、通斷、保護、控制、調(diào)節(jié)或檢測作用的電器，如接觸器、繼電器、斷路器等。

1.1.1低壓電器的分類和主要用途

根據(jù)使用目的和動作類型不同，低壓電器可作如下分類：

1．按使用目的分類

(1)控制電器：用于組成各類控制電路和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)特定控制目的的電器，例如接觸器、繼電器、電動機軟啟動器等。

(2)配電電器：用于電能的輸送和分配的電器，例如低壓斷路器、刀開關(guān)等。

(3)主令電器：用于控制系統(tǒng)發(fā)送動作指令、實現(xiàn)位置檢測等功能的電器，例如按鈕、主令控制器、行程開關(guān)等。它為系統(tǒng)提供了人機交互的手段。

(4)保護電器：用于保護線路、電氣設(shè)備和人身安全的電器，如斷路器、熔斷器、漏電保護器、熱繼電器等。

(5)執(zhí)行電器：用于執(zhí)行某種動作，實現(xiàn)某種功能的電器，如電磁閥、制動器等。

2．按動作特點分類

(1)手動動作電器：由操作人員手動發(fā)出控制指令或設(shè)備在生產(chǎn)過程中經(jīng)外力觸發(fā)的電器，如按鈕、行程開關(guān)等。

(2)自動開關(guān)電器：利用電磁吸力自動完成動作的電器，如接觸器、繼電器、電磁閥等。

3．按工作原理分類

(1)電磁式電器：利用電磁感應(yīng)原理工作的電器，如接觸器、電磁式繼電器等。

(2)非電量控制電器：利用外力或某種非電物理量的變化而動作的電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕等。

此外，也可按照低壓電器的使用場合簡單地分為民用電器、工業(yè)用電器、農(nóng)業(yè)用電器、建筑電器、汽車電器等類型。

1.1.2低壓電器的發(fā)展趨勢

1．低壓電器智能化

智能化低壓電器帶有微處理器，能準確監(jiān)測和顯示配電線路的運行情況，并能準確地解決過載、短路等各種故障；能按運行人員的設(shè)置要求進行各種操作；具有運行監(jiān)測和內(nèi)部故障自診斷及故障顯示功能，并將智能控制理論(如模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)逐漸應(yīng)用到低壓電器的控制上。

2．低壓電器網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)今的自動化系統(tǒng)在信息化方面提出了更多更高的要求，全局監(jiān)控、信息共享同樣也體現(xiàn)在低壓電器產(chǎn)品的發(fā)展上，如Internet協(xié)議、現(xiàn)場總線協(xié)議(如Profibus、DeviceNet、Modbus、ASI-bus等)、樓宇自動化總線協(xié)議(如EuropenInstallationBUS、Lonwork、IQBUS、BACnet等)等在低壓電器上的應(yīng)用。具有通信功能和現(xiàn)場總線技術(shù)的智能化低壓電器帶有通信接口，能和系統(tǒng)通信，構(gòu)成整個智能化控制系統(tǒng)。

3．低壓電器模塊化、組合化

目前，低壓電器產(chǎn)品朝著多功能化的方向發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上采用具有獨立功能的組件進行裝配，形成模塊化的積木拼裝式結(jié)構(gòu)，而每一種模塊相對獨立，便于功能分割和組合，是實現(xiàn)電器產(chǎn)品多功能化的重要途徑。例如，多功能的組合電器就是一個典型。20世紀80年代中后期發(fā)展起來的模塊化終端電器，具有統(tǒng)一的外形尺寸，安裝導(dǎo)軌化，為發(fā)展組合電器和成套設(shè)備創(chuàng)造了條件。

1.1.3電磁機構(gòu)

接觸器、電磁式繼電器、電磁閥等都是采用電磁感應(yīng)原理工作的電磁式電器。其機構(gòu)由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)構(gòu)成，部分還帶有滅弧系統(tǒng)及絕緣外殼等附件。

電磁機構(gòu)包括電磁線圈、靜鐵芯和動鐵芯(銜鐵)，其作用是將電磁能轉(zhuǎn)換為機械能，依靠它帶動觸頭的閉合和斷開。其結(jié)構(gòu)分為直動式和拍合式，圖1-1為直動式結(jié)構(gòu)。

圖1-1電磁線圈和鐵芯

電磁機構(gòu)的工作原理：當電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場使鐵芯產(chǎn)生電磁吸力作用于銜鐵，電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，使其產(chǎn)生機械位移，帶動觸頭系統(tǒng)動作。當線圈斷電或線圈兩端電壓顯著降低時，電磁吸力小于彈簧反力，銜鐵釋放，觸頭系統(tǒng)復(fù)位。

當線圈通過直流電時，電磁吸力為恒值；當線圈通過交流電時，電磁吸力隨著電源電壓作周期變化，并且在一個周期里，銜鐵吸合兩次，釋放兩次，會導(dǎo)致電磁機構(gòu)產(chǎn)生強烈

震動和噪聲而無法正常工作。因此在設(shè)計時鐵芯端面都安裝一個銅制的短路環(huán)，短路環(huán)內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，這樣將通過極面的磁通分為大小接近、相位相差約90°的環(huán)外磁通和環(huán)內(nèi)磁通，其合成電磁吸力在通電期間始終大于彈簧反力，保證鐵芯吸合。

1.2低?壓?隔?離?器

1.2.1低壓刀開關(guān)低壓刀開關(guān)由操作手柄、觸刀、觸刀插座和絕緣底板組成，其結(jié)構(gòu)和圖形符號如圖1-2所示。圖1-2刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和圖形符號

刀開關(guān)型號及其含義如下所示：

刀開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)包括：

(1)額定電流：長期通過的最大允許電流。

(2)額定電壓：長期工作所承受的最大電壓。

(3)機械壽命：刀開關(guān)在不帶電的情況下所能承受的操作次數(shù)。

4)電壽命：刀開關(guān)在額定電壓下能可靠地分斷額定電流的工作次數(shù)。

(5)短時耐受電流：當發(fā)生短路時，刀開關(guān)在指定時間內(nèi)通以某一短路電流而未發(fā)生熔焊現(xiàn)象，則稱該短路電流為短時耐受電流，通常時間設(shè)為1

s。

(6)動態(tài)穩(wěn)定電流峰值：當發(fā)生短路時，刀開關(guān)不產(chǎn)生變形、破壞或觸刀自動彈出的現(xiàn)象時的最大短路電流峰值。

1.2.2熔斷器式刀開關(guān)

熔斷器式刀開關(guān)即帶有熔斷器的刀開關(guān)，適用于有高短路電流的配電電路和電動機電路，用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，作為短路保護和電纜、導(dǎo)線的過載保護之用，但一般不用于單臺電動機的接通、分斷。在正常情況下，它可供非頻繁地手動接通和分斷正常負載電流與過載電流；在短路情況下，由熔斷器分斷電流。熔斷器式刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。

圖1-3熔斷器式刀開關(guān)

1.2.3組合開關(guān)

組合開關(guān)屬于轉(zhuǎn)換開關(guān)，適用于非頻繁地接通或分斷電路，換接電源或負載，也可用于小容量電動機的啟動、停止、換向和變速。

組合開關(guān)由動觸頭、靜觸頭、方形轉(zhuǎn)軸、手柄、定位機構(gòu)和外殼組成。其結(jié)構(gòu)和圖形符號如圖1-4所示。當轉(zhuǎn)動手柄時，每層的動觸頭隨方形轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，并使靜觸頭插入相應(yīng)的動觸片中接通電路。

圖1-4組合開關(guān)結(jié)構(gòu)和圖形符號

1.3低?壓?斷?路?器

1.3.1低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理低壓斷路器由操作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、自由脫扣機構(gòu)(由圖1-5中鎖鍵、搭鉤、杠桿等組成)、各種脫扣器、滅弧系統(tǒng)、輔助觸頭、框架及外殼等組成。其工作原理如圖1-5所示。圖1-5低壓斷路器工作原理圖

斷路器是一具有多種保護功能的保護電器，當用作過電流保護時，具有短路和過載兩種保護功能，并可實現(xiàn)選擇性保護，如圖1-6所示。

圖1-6低壓斷路器的過流保護特性

低壓斷路器的主要參數(shù)包括額定電壓、額定絕緣電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其額定電流、脫扣器的電流整定范圍、輔助觸頭、額定分斷能力等。其圖形符號如圖1-7所示。

圖1-7低壓斷路器的圖形符號

1.3.2低壓斷路器的常用類型

1．萬能式低壓斷路器

萬能式低壓斷路器具有絕緣襯底的框架機構(gòu)底座，各部件皆采用敞開式組裝方式，便于安裝維護。它主要用于配電網(wǎng)絡(luò)，用來分配電能，保護線路和防止電源設(shè)備的過載、欠電壓及短路。在正常條件下，它可作為線路的非頻繁轉(zhuǎn)換之用。萬能式低壓斷路器主要有以下三種類型：

(1)一般萬能式斷路器：不具有選擇性保護功能，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，分斷能力相對較弱。

(2)中級萬能式斷路器：具有三段保護特性和選擇性保護功能，分斷能力較強。

(3)高級萬能式斷路器：帶有各種保護功能的脫扣器，包括智能化脫扣器，可實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)通信、外部故障記憶、內(nèi)部故障自診斷等，分斷能力強，結(jié)構(gòu)模塊化。

2．塑殼式低壓斷路器

塑殼式低壓斷路器的所有組件安裝在絕緣材料制成的封閉型外殼內(nèi)，可用于配電線路中接通或分斷電路，作線路和電源設(shè)備的過載及短路保護之用；亦可作電動機的非頻繁啟動和轉(zhuǎn)換之用，作為電動機的啟動及過載、短路、欠電壓保護。

3．快速斷路器

快速斷路器具有快速動作和保護裝置，用于半導(dǎo)體整流元件和裝置的保護。

4．限流斷路器

限流斷路器利用電動斥力使動、靜觸頭迅速分離，其分斷時間短到足以使電流在尚未達到預(yù)期峰值前即被分斷。它主要用于短路電流相當大的電路中。

限流斷路器大致可分為以下四種類型：

(1)由限流熔斷器和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；

(2)由自復(fù)式熔斷器和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；

(3)由金屬限流線(一種電阻溫度系數(shù)值很大的鐵基合金線)和通用型斷路器組合而成的限流斷路器；

(4)電動斥力式限流斷路器，利用短路電流通過觸頭回路時所產(chǎn)生的巨大吸力使觸頭迅速斷開。

1.3.3低壓斷路器的選用

低壓斷路器的選用應(yīng)考慮以下條件：

(1)根據(jù)線路對保護的要求確定斷路器的類型和保護形式，選用框架式、裝置式或限流式等；

(2)斷路器的額定電壓UN應(yīng)等于或大于被保護線路的額定電壓；

(3)斷路器欠壓脫扣器額定電壓應(yīng)等于被保護線路的額定電壓；

(4)斷路器的額定電流及過流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于被保護線路的計算電流；

(5)斷路器的極限分斷能力應(yīng)大于線路的最大短路電流的有效值；

(6)配電線路中的上、下級斷路器的保護特性應(yīng)協(xié)調(diào)配合，下級的保護特性應(yīng)位于上級保護特性的下方且不相交，避免越級跳閘現(xiàn)象；

(7)斷路器的長延時脫扣電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許的持續(xù)電流。

1.4接觸器

1.4.1接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器內(nèi)部由電磁機構(gòu)、主觸頭、滅弧系統(tǒng)、輔助觸頭、支架和底座組成，直動式雙斷點交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-8所示。圖1-8直動式雙斷點交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖

接觸器的圖形符號如圖1-9所示。

圖1-9接觸器的圖形符號

1.4.2接觸器的種類

按主觸頭控制主電路電流的種類，接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器。

1．交流接觸器

線圈通以交流電，產(chǎn)生交變磁場。電磁吸力的瞬時值是脈動的，因此對于單相交流機構(gòu)通常在鐵芯端面安裝一個銅制的短路環(huán)，可以避免震動和噪聲，使電磁機構(gòu)穩(wěn)定工作。此外，由于交變磁通穿過鐵芯會產(chǎn)生渦流和磁損，導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱，因此鐵芯采用硅鋼片沖壓而成。

2．直流接觸器

線圈通以直流電，鐵芯中不產(chǎn)生渦流和磁損，不會發(fā)熱，因此鐵芯由整塊鋼制成。但因電磁時間常數(shù)大，磁通的建立和消失均比較緩慢，導(dǎo)致吸合和釋放也比較慢，所以直流接觸器滅弧較難，常采用磁吹滅弧裝置、柵片滅弧裝置和真空滅弧室等方法。大容量直流接觸器通常采用銅制或鎘銅制單斷點觸頭，在閉合過程中能自動清除其表面的氧化物，防止接觸電阻增大。小容量直流接觸器通常采用雙斷點磁吹滅弧罩滅弧，熄弧能力強，適合于頻繁操作。

1.4.3接觸器的主要技術(shù)參數(shù)

接觸器的主要技術(shù)參數(shù)如下：

1．額定工作電壓UN

額定工作電壓是指規(guī)定條件下保證電器主觸頭正常工作的電壓。常用的額定電壓等級如下：

直流：110

V、220

V、440

V、660

V；

交流：127

V、220

V、380

V、500

V、660

V、1140

V。

2．額定工作電流IN

額定工作電流是指規(guī)定條件下主觸頭中允許通過的長期工作電流。常用的額定電流等級如下：

直流：5

A、10

A、20

A、40

A、60

A、100

A、150

A、250

A、400

A、600

A；

交流：5

A、10

A、20

A、40

A、60

A、100

A、150

A、250

A、400

A、600

A。

3．線圈額定電壓

常用的線圈額定電壓等級如下：

直流線圈：24

V、48

V、110

V、220

V、440

V；

交流線圈：36

V、110

V、127

V、220

V、380

V。

4．接通和分斷能力

接通和分斷能力是指主觸頭在規(guī)定條件下能可靠接通和分斷的電流值。接通時不發(fā)生熔焊，分斷時能可靠地熄弧。

5．機械壽命和電壽命

接觸器的機械壽命是指其在需要維修或更換機械零件前所能承受的無載操作循環(huán)次數(shù)。推薦的機械壽命(操作次數(shù))為0.001～1000萬次。

接觸器的電壽命是指在規(guī)定使用條件下，無需修理或更換零件的負載操作次數(shù)。根據(jù)使用類別不同，電壽命指標有所不同。

6．操作頻率

操作頻率是指接觸器每小時的允許操作次數(shù)，它直接影響到接觸器的電壽命和滅弧室的工作條件，對交流接觸器的線圈溫度也有影響。交流接觸器最高為600次/h，直流接觸器最高為1200次/h。

1.4.4接觸器的選用

使用接觸器時，應(yīng)根據(jù)負載任務(wù)、負載功率、操作情況等選用接觸器的電流等級；根據(jù)控制回路電源情況選擇接觸器線圈參數(shù)。

(1)控制交流負載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負載應(yīng)選用直流接觸器。常見接觸器使用類別及典型用途如表1-1所示。

其中，AC3為一般任務(wù)，AC4為重任務(wù)，AC2一般不易用來控制AC3、AC4負載，另外應(yīng)注意混合負載，如AC1、AC4混合。

(2)接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)大于或等于負載回路的額定電壓。

(3)接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)等于或稍大于實際負載的額定電流，應(yīng)根據(jù)負載的功率和操作情況來確定。

(4)接觸器吸引線圈的電壓等級與電流種類應(yīng)與控制電路相同。

(5)觸頭數(shù)量和種類應(yīng)滿足主電路和控制線路的要求。

1.5低?壓?熔?斷?器

1.5.1熔斷器的結(jié)構(gòu)和特點熔斷器在機構(gòu)上主要由熔斷管(熔蓋或熔座)、熔體及導(dǎo)電部件等組成，有的還具有填充材料起加速滅弧作用。低壓熔斷器的種類很多，按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式分為半封閉插入式熔斷器、無填料密封管式熔斷器、有填料封閉管式熔斷器和螺旋式熔斷器；按用途分為一般工業(yè)用熔斷器、半導(dǎo)體器件保護用快速熔斷器和特殊熔斷器等。圖1-10為常見低壓熔斷器類型及圖形符號。圖1-10常見低壓熔斷器類型及圖形符號

1.5.2熔斷器的特性

1．熔斷器的保護特性曲線

熔斷器的保護特性曲線也稱安秒特性曲線，是描述使熔斷器熔體熔斷的電流值與熔斷時間的關(guān)系曲線，如圖1-11所示。它是選用熔斷器的重要依據(jù)之一，屬反時限特性，即通過的電流越大，熔斷時間越短。當電流減小到某一臨界值時，熔斷時間趨于無窮大，此電流稱為最小熔化電流Ir。最小熔化電流Ir與熔體額定電流Ire

(此時熔體絕對不應(yīng)熔斷)之比稱為熔化系數(shù)Kr，即Kr＝Ir/Ire，它是表征熔斷器對過載的靈敏度，一般為1.2～1.5。從過載方面考慮，熔化系數(shù)小對小倍數(shù)過載有利，但Kr過小會影響熔斷器工作的可靠性。通常為了使熔斷器的保護特性與保護對象允許的過載能力相匹配，應(yīng)使保護特性盡可能地接近并低于保護對象的允許過載特性。

圖1-11熔斷器的保護特性曲線

2．熔體的熔斷過程曲線

熔斷器的熔斷過程大致分為四個階段，如圖1-12所示。

圖1-12熔斷器的熔斷過程

(1)

階段：熔斷器的熔體因過載電流或短路電流而發(fā)熱，其溫度從起始溫度逐漸上升到熔體材料的熔點，但熔體仍處于固態(tài)，尚未熔化。

(2)階段：熔體開始熔化，但從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)需要吸收熱量，這個階段溫度不變，保持為熔點溫度。

(3)

階段：已熔化的金屬被持續(xù)加熱，直至達到金屬汽化點為止。

(4)

階段：在汽化點溫度，熔體斷裂，出現(xiàn)間隙，并產(chǎn)生電弧，直至電弧熄滅。這個階段包括汽化時間和燃弧時間。

上述四個階段是兩個連續(xù)的過程：未產(chǎn)生電弧之前的弧前過程，稱為弧前時間；產(chǎn)生電弧直至熄滅的電弧過程，稱為燃弧時間。熔斷器的熔斷時間為弧前時間和燃弧時間之和。對于小倍數(shù)過載，燃弧時間往往可以忽略不計，但當分斷電流很大時，燃弧時間已不容忽略。

1.6繼電器

1.6.1繼電器的輸入/輸出特性及主要技術(shù)參數(shù)繼電器的輸入/輸出特性又稱繼電特性，如圖1-13所示。下面以繼電器常開觸頭為例來說明。圖1-13繼電器輸入/輸出特性

1.6.2普通電磁式繼電器

電磁式繼電器的機構(gòu)、工作原理與接觸器類似，由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)組成。由于繼電器主要用于控制回路，不需要接通、分斷主回路(負載回路)，電流小，故不設(shè)滅弧裝置，同時為了方便實現(xiàn)控制邏輯組合，觸頭數(shù)量通常都比較多。電磁式繼電器的圖形符號如圖1-14所示，在圖1-14(d)中，對于電壓或電流繼電器，其觸頭的文字符號應(yīng)換為KV或KI。

圖1-14電磁式繼電器的圖形符號

1．電壓繼電器

電壓繼電器是根據(jù)輸入電壓大小而動作的繼電器，常用于電壓保護和控制，分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。電壓繼電器的線圈應(yīng)與負載并聯(lián)。

過電壓繼電器線圈在額定電壓下不吸合，當線圈電壓達到高于負載額定電壓的某一設(shè)定值時產(chǎn)生吸合動作。在正常工作電壓下，繼電器處于釋放狀態(tài)，其常閉觸頭閉合，故在保護電路中通常利用其常閉觸頭實現(xiàn)控制功能。

2．電流繼電器

電流繼電器是根據(jù)輸入線圈電流大小而動作的繼電器，常用于電流保護和控制，分為過電流繼電器和欠電流繼電器。電流繼電器的線圈應(yīng)與負載串聯(lián)。

過電流繼電器在正常工作電流下，不會產(chǎn)生吸合動作，當負載電流大于整定值時，產(chǎn)生吸合動作。正常工作電流時繼電器處于釋放狀態(tài)，其常閉觸頭閉合，故在保護電路中通常利用其常閉觸頭實現(xiàn)控制功能。

3．中間繼電器

中間繼電器可以完成信息保存、信息傳遞、隔離放大等作用，可以擴大觸頭數(shù)量及觸頭容量，提高信息的使用率和接通能力。它實質(zhì)上是一種電磁式電壓繼電器。

電磁式繼電器的型號、規(guī)格很多，使用過程中應(yīng)結(jié)合設(shè)計要求，參照產(chǎn)品手冊中繼電器參數(shù)說明選擇，本書對此不一一羅列。

1.6.3時間繼電器

時間繼電器是一種利用電磁原理或機械動作原理實現(xiàn)觸頭延時接通或斷開的自動控制電器，可以用來進行時間控制。其種類很多，常用的有電磁式、空氣阻尼式、電動機式、半導(dǎo)體式、數(shù)字式等類型。

時間繼電器的延時方式有兩種：通電延時和斷電延時。

通電延時是指，當繼電器獲得輸入信號后(輸入線圈通電)開始延時，延時時間到后輸出觸頭才動作(輸出常開觸頭接通、常閉觸頭斷開)；輸入信號如果維持不變，輸出一直有效，直到輸入信號消失，輸出觸頭恢復(fù)動作前的狀態(tài)。斷電延時則是在獲得輸入信號后(輸入線圈通電)，輸出觸頭立即動作(輸出常開觸頭接通、常閉觸頭斷開)；當輸入信號消失后，繼電器開始延時，延時時間到，輸出觸頭恢復(fù)為動作前的狀態(tài)。時間繼電器的圖形符號如圖1-15所示。

圖1-15時間繼電器的圖形符號

1.6.4熱繼電器

1．熱繼電器的結(jié)構(gòu)與工作原理

熱繼電器的發(fā)熱元件有很多種，包括雙金屬片式、熱敏電阻式、易熔合金式三種，其中最常用的是雙金屬片式。

雙金屬片是采用兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬片復(fù)合制成的，其中一端被固定，另一端為自由端，受熱后會發(fā)生彎曲。受熱方式有直接受熱方式、間接受熱方式、復(fù)合受熱方式和互感器式受熱方式四種，如圖1-16所示。

圖1-16雙金屬片的受熱方式

熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理如圖1-17所示。圖1-17熱繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖

在普通熱繼電器的基礎(chǔ)上增加一個差動機構(gòu)，對三個流經(jīng)熱元件的電流進行比較，就可實現(xiàn)電動機的缺相保護，這在三角形連接的電動機控制電路中必須注意。熱繼電器的圖形符號如圖1-18所示。

圖1-18熱繼電器的圖形符號

2．熱繼電器的選用

熱繼電器選用時通常應(yīng)按電動機形式、工作環(huán)境、啟動情況、負載情況等因素加以綜合考慮。

(1)熱繼電器的熱元件額定電流按電動機額定電流選擇，但對過載能力較差的電動機，熱元件的額定電流應(yīng)適當小些，為電動機額定電流的60%～80%。

(2)根據(jù)電動機定子繞組聯(lián)結(jié)方式確定熱繼電器是否要進行缺相運行保護。

(3)根據(jù)電動機實際運行情況，確保熱繼電器在電動機啟動過程中不會誤動作。對于不頻繁啟動的場合，可按電動機的額定電流選取熱繼電器；對于重復(fù)短時工作的場合，要特別注意熱繼電器的允許操作頻率。

(4)對于頻繁正反轉(zhuǎn)和頻繁啟動制動工作的電動機不宜采用熱繼電器。

1.6.5固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器是一種無觸頭開關(guān)器件，它依靠半導(dǎo)體器件和電子元件的電、磁和光特性來完成信號的隔離和轉(zhuǎn)換功能。它與普通電磁式繼電器相比，是一種沒有機械運動部件的繼電器，但本質(zhì)上具有相同的功能，性能上則具有可靠性高、壽命長、電磁干擾小、能兼容邏輯電路和集成電路、抗干擾能力強、開關(guān)速度快和使用方便等一系列優(yōu)點，因而較電磁式繼電器應(yīng)用范圍更寬，并可進一步擴展到計算機控制領(lǐng)域。

固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路、隔離電路和輸出電路。輸入、輸出電路均有交流型、直流型兩類，輸入、輸出電路間的隔離方式有光電隔離和變壓器隔離兩種。輸出時，直流通常采用功率晶體管或場效應(yīng)管，交流采用可控硅作為開關(guān)元件，因此不存在機械延時，開關(guān)速度快。

光電耦合式交流固態(tài)繼電器原理如圖1-19所示。當沒有輸入信號時，光耦輸出高電平，V2導(dǎo)通，VT1控制端為低電平而關(guān)斷，VT2無觸發(fā)信號處于關(guān)斷狀態(tài)；當輸入信號經(jīng)R1限流后仍能使光耦VD2導(dǎo)通，光耦輸出低電平，V1截止，其集電極輸出高電平觸發(fā)VT1導(dǎo)通，雙向晶閘管VT2的控制回路由R7、VD3、VT1、VD5、R8給出正半周觸發(fā)信號，R8、VD6、VT1、VD4、R7給出負半周觸發(fā)信號，VT2處于接通狀態(tài)，負載通電工作。

1-19光電耦合式交流固態(tài)繼電器原理圖

略為簡單一點的固態(tài)繼電器原理如圖1-20所示，工作原理與上基本相同。

圖1-20簡單光電耦合式交流固態(tài)繼電器原理圖

使用固態(tài)繼電器時應(yīng)注意：

(1)勿使負載兩端短路，以免造成永久性損壞。半導(dǎo)體器件由導(dǎo)通到關(guān)斷時存在漏電流，處理不當可能導(dǎo)致電源短路，如當控制電機正反轉(zhuǎn)時，會有瞬間正向、反向同時接通的可能，足以造成系統(tǒng)短路。此外，也不宜直接控制小功率負載，以免導(dǎo)致誤動作。

(2)當用固態(tài)繼電器控制感性負載時，應(yīng)接上氧化鋅壓敏電阻起保護作用。

(3)固態(tài)繼電器是有損耗的，如果工作電流大，發(fā)熱量就非常高，溫度升高，負載能力將迅速下降，因此需要考慮散熱。

(4)固態(tài)繼電器對過載有較大的敏感性，必須用快速熔斷器或快速斷路器對其進行過載保護。

1.7主令電器

1.7.1控制按鈕控制按鈕簡稱按鈕，是一種用人力操作并具有儲能復(fù)位功能的開關(guān)電器，在電氣控制線路中用于遠距離發(fā)布控制命令或?qū)崿F(xiàn)電氣聯(lián)鎖。按鈕主要由按帽、復(fù)位彈簧、動觸頭、常閉觸頭、常開觸頭和機座等組成，其結(jié)構(gòu)與圖形符號如圖1-21所示。圖1-21按鈕結(jié)構(gòu)與圖形符號

按鈕從結(jié)構(gòu)上分為按鈕式、急停式、鑰匙式、旋鈕式、保護式、密封式、自持式、帶指示燈式等形式，為避免誤操作，通常將按鈕做成紅、綠、黑、黃、藍、白、灰等顏色，并作如下規(guī)定：

(1)“停止”、“急?！卑粹o必須是紅色；

(2)“啟動”按鈕用綠色；

(3)“啟動”和“停止”交替動作的按鈕必須是黑、白或白、灰色，不得用紅、綠色；

(4)“點動”按鈕必須是黑色；

(5)“復(fù)位”按鈕必須是藍色，當復(fù)位按鈕兼有停止的作用時，必須用紅色。

1.7.2行程開關(guān)

行程開關(guān)也稱位置開關(guān)，是用于反映機械設(shè)備的行程、發(fā)布命令以控制其運動方向或行程大小的主令電器。根據(jù)需要，行程開關(guān)可以安裝在機械設(shè)備運行路線上的任意位置，通常作為零位(HOME)檢測開關(guān)、左右行程限位開關(guān)、加工工位到位開關(guān)使用。其圖形符號如圖1-22所示。

圖1-22行程開關(guān)圖形符號

行程開關(guān)主要分為接觸式結(jié)構(gòu)和電子式非接觸式結(jié)構(gòu)兩大類。通常的行程開關(guān)稱謂多指前者，為無源式主令電器；后者習慣上稱為接近開關(guān)，為有源式主令電器。

設(shè)備運行過程中，移動機構(gòu)通過機械碰撞或滾動接觸行程開關(guān)觸頭使其內(nèi)部的常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開，這一類行程開關(guān)屬于接觸式行程開關(guān)。它有直動式、滾輪式和微動式三種。選用時應(yīng)根據(jù)使用場合和控制對象確定開關(guān)種類和防護形式，為避免動作失靈導(dǎo)致事故，必要時可以采用雙限位開關(guān)。

非接觸式行程開關(guān)屬于電子式，工作原理有高頻振蕩式、電容式、感應(yīng)電橋式、永久磁鐵式和霍爾效應(yīng)式等，其中高頻振蕩式和霍爾效應(yīng)式最為常用，通過金屬檢測物(鐵質(zhì)或金屬材質(zhì))經(jīng)過開關(guān)的感應(yīng)頭產(chǎn)生的電磁感應(yīng)來改變輸出狀態(tài)。接近開關(guān)具有定位精度高、操作頻率高、壽命長、耐沖擊震動等優(yōu)點，使用時應(yīng)注意外接電源形式和放大器是NPN型還是PNP型結(jié)構(gòu)。

1.1什么是低壓電器？

1.2斷路器在電路中的作用是什么？失壓、過載和過電流脫扣器各起什么作用？

1.3接觸器的作用是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交流、直流接觸器？

1.4試比較中間繼電器和交流接觸器有何異同。在什么條件下中間繼電器可以替代交流接觸器啟動電機？

1.5如果誤把220?V交流接觸器的線圈接入220?V直流電源，能正常工作嗎？為什么？如果誤把24V直流繼電器線圈接入24V交流電源，能正常工作嗎？為什么？

1.6交流接觸器線圈能否串聯(lián)使用？為什么？

1.7

熔斷器的額定電流與熔體的額定電流有何區(qū)別？

1.8

過電流和欠電流繼電器主要有什么區(qū)別？

1.9

熱繼電器和熔斷器用于保護交流三相籠型異步電動機時，能不能互相取代？為什么？

1.10時間繼電器和中間繼電器在電路中有何作用？

1.11

是否可用過電流繼電器來作為電動機的過載保護？為什么？

1.12

符號QS、FU、KI、KA、KM、SQ、SA各表示什么電器元件？

第2章電氣控制線路基礎(chǔ)2.1電氣控制線路圖基礎(chǔ)知識2.2繼電接觸器控制線路基本環(huán)節(jié)2.3三相籠型異步電動機的基本控制電路2.4典型生產(chǎn)機械設(shè)備電氣電路分析思考與習題

2.1電氣控制線路圖基礎(chǔ)知識

2.1.1常用電氣圖的圖形符號和文字符號在電氣圖中，電氣設(shè)備和電氣元件用不同的圖形符號和文字符號表示。這些圖形符號和文字符號必須采用統(tǒng)一標準。國家標準局參照國際電工委員會(IEC)頒布的有關(guān)文件，制定了我國電氣設(shè)備的有關(guān)國家標準，如：GB/T

4728《電氣簡圖用圖形符號》、GB/T7159《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》。

2．文字符號

文字符號是用來表示電氣設(shè)備、裝置和元器件種類的字符代碼和功能字符代碼(名稱、功能、狀態(tài)和特征)。電氣圖中的文字符號，采用大寫拉丁字母正體字表示(“I”、“J”、“O”除外)，標注在相應(yīng)的設(shè)備、裝置、元器件上或近旁。文字符號分為基本文字符號和輔助文字符號。

1)基本文字符號

基本文字符號又分單字母文字符號和雙字母文字符號兩種。單字母符號表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的大類，每大類用一個專用單字母符號表示，如“K”表示繼電器、接觸器類，“R”表示電阻器類，“Q”表示開關(guān)類，“C”表示電容器類等。

2)輔助文字符號

輔助文字符號是用以表示電氣設(shè)備、裝置和元器件以及電路的功能、狀態(tài)和特征的。如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示異步，“L”表示限制，“RD”表示紅色等。輔助文字符號也可放在表示種類的單字母符號后邊組成雙字母符號，如“KS”表示速度繼電器，“KM”表示繼電器類元件中的接觸器。為簡化文字符號起見，當輔助文字符號由兩個以上字母組成時，可以只采用其第一位字母進行組合。

3)補充文字符號

補充文字符號用于基本文字符號和輔助文字符號在使用中仍不夠用時進行補充標記，但要按照國家標準中的有關(guān)原則進行。例如，需要在電氣原理圖中對相同的設(shè)備或元器件加以區(qū)別時，常使用數(shù)字序號進行編號，如“G1”表示1號發(fā)動機，“T2”表示2號變壓器。

4)線路和三相電氣設(shè)備端標記

線路采用字母、數(shù)字、符號及其組合標記。標記方法包括對三相交流電源、電動機主電路、控制電路、電動機繞組的標記方法。

控制電路采用阿拉伯數(shù)字編號，一般由三位或三位以下的數(shù)字組成。標注方法按“等電位”原則進行，在垂直繪制的電路中，標號順序一般由上而下編號，凡是被線圈、繞組、觸頭或電阻、電容等元件所隔離的線段，都應(yīng)標以不同的電路標記。參閱圖2-l所示的電氣原理圖中元件符號和線路標記。

2.1.2電氣控制線路圖的繪制規(guī)則

常用電氣控制線路圖有系統(tǒng)圖、電氣原理圖、電氣元件布置圖和電氣安裝圖。

1．電氣原理圖

電氣原理圖是用來表示電路中各電氣元件的連接關(guān)系和電氣工作原理的電路圖。由于原理圖具有結(jié)構(gòu)簡單、層次分明，便于研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點，因此無論在設(shè)計部門還是現(xiàn)場及教學(xué)上都得到了廣泛的應(yīng)用。下面說明電氣原理圖的繪制原則，請參照圖2-1的電氣原理圖。

圖2-1電氣原理圖示例圖2-1電氣原理圖示例

(1)電氣原理圖一般分為主電路和輔助電路。主電路是從電源到電動機或線路末端的電路，是強電流通過的部分，畫在原理圖的左側(cè)或上面。輔助電路是通過小電流的電路，一般是由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸頭、繼電器的觸頭等組成的控制電路、照明電路、信號電路及保護電路等，畫在原理圖的右側(cè)。復(fù)雜的系統(tǒng)則分圖繪制。

(2)每一電器元件采用國家規(guī)定的統(tǒng)一的圖形符號來表示，在圖形符號附近用文字符號標注屬于哪類電器，例如，線路接觸器的線圈和觸頭皆用文字符號KM標注。需要測

試和拆、接外部引出線的端子，用圖形符號“空心圓”表示。電路的連接點用“實心圓”表示。

(3)同一電器的各個部件(如接觸器的線圈和觸頭)在圖中的位置，根據(jù)便于閱讀和研究的原則來安排，可以不畫在一起，但屬于同一電器的部件均編以相同的文字符號。若有多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號，如KM1、KM2等。

(4)對于接觸器、繼電器的觸頭按吸引線圈不通電狀態(tài)畫出，控制器手柄按趨于零位時的狀態(tài)畫出，按鈕、行程開關(guān)觸頭按不受外力作用時的狀態(tài)畫出等。

(5)在原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電器元件一般應(yīng)按動作順序和信號流從上到下、從左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并盡可能減少線條和避免線條交叉。電路中各元器件觸頭圖形符號，當圖形垂直放置時，以“左開右閉”原則繪制；當圖形為水平放置時，以“上閉下開”原則繪制。

(6)直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方(直流電源的正極)和下方(直流電源的負極)。多相電源電路，用水平線集中畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線(N)和保護接地線(PE)放在相線之下。主電路與電源電路垂直畫出?？刂齐娐放c信號電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件(如線圈、電磁鐵、信號燈等)直接與下方水平線連接，控制觸頭連接在上方水平線與耗電元件之間。

(7)為了便于檢索電氣線路，方便閱讀、分析，在原理圖的上方或右方將圖分成若干圖區(qū)，并標明該區(qū)電路的用途與作用。

(8)在電氣原理圖中，接觸器和繼電器線圈與觸頭之間的從屬關(guān)系要加以說明，即在原理圖中相應(yīng)線圈的下方，給出觸頭的文字符號，并在其下注明相應(yīng)觸頭的索引代號，對未使用的觸頭用“×”表示，也可以不畫，如圖2-2是對接觸器KM相應(yīng)觸頭的索引。

接觸器各欄的含義如下：

左欄：主觸頭所在的圖區(qū)號；

中欄：動合輔助觸頭所在的圖區(qū)號；

右欄：動斷輔助觸頭所在的圖區(qū)號。

對于繼電器，其各欄的含義如下：

左欄：動合觸頭所在的圖區(qū)號；

右欄：動斷觸頭所在的圖區(qū)號。

2．電氣元件布置圖

電氣元件布置圖主要是用來表明成套設(shè)備中所有電機電器的實際位置的一種圖，為生產(chǎn)機械的電氣控制設(shè)備的制造、安裝提供必要的資料。圖中各電器代號應(yīng)與有關(guān)電路圖和電器清單上所用的元器件代號相同。圖中不需要標注尺寸。圖2-3為電氣元件布置圖的示例。

圖2-3電氣元件布置圖示例

3．電氣安裝圖

電氣安裝圖又稱電氣互連圖、安裝接線圖，用于電氣設(shè)備和電氣元件的安裝、配線或檢修。它清楚地表明電氣設(shè)備外部元件的相對位置及它們之間的電氣連接，在具體施工和搶修中能夠起到電氣原理圖所起不到的作用，在生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛應(yīng)用。它是電氣原理圖具體實現(xiàn)的表現(xiàn)形式，可直接用于安裝配線。

繪制電氣安裝圖的原則是：

(1)同一電器的各部件畫在一起，其尺寸和比例沒有嚴格要求，各部件的位置盡量符合實際情況。

(2)各電氣元件的圖形符號、文字符號和回路標記，均應(yīng)以原理圖為準，并且要保持一致。

(3)不在同一控制箱內(nèi)或不是同一塊配電屏上的各電氣元件之間的連接，必須通過接線端子板進行連接。同一控制箱內(nèi)的各控制元件之間可以直接連接。安裝接線圖上所表示的電氣連接，一般不表示實際走線的途徑，施工時由操作者根據(jù)實際情況選擇最佳走線方式。

(4)應(yīng)詳細地標明配線用的各種導(dǎo)線的型號、規(guī)格、截面積及連接導(dǎo)線的根數(shù)，標明所穿管子的型號、規(guī)格等，并標明電源的引入點。

圖2-4為某車床電氣安裝圖的一部分。該圖中表明了電源進線、按鈕板、電動機與接線端子板之間的連接關(guān)系。

圖2-4電氣安裝圖示例

2.2繼電接觸器控制線路基本環(huán)節(jié)

2.2.1啟停、自鎖環(huán)節(jié)和連續(xù)控制圖2-5為三相異步電動機單向全壓啟動、停止、連續(xù)自鎖控制線路。主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器KM的主觸頭、熱繼電器FR的熱元件和電動機M構(gòu)成?？刂苹芈酚蒄R的常閉觸頭、停止按鈕SB1、啟動按鈕SB2、接觸器線圈KM和常開觸頭KM組成，這也是最典型的啟動、停止、連續(xù)自鎖控制線路。圖2-5三相異步電動機連續(xù)控制電路

2.2.2點動控制

在生產(chǎn)實際中，有的生產(chǎn)機械需要點動控制，如夾緊機構(gòu)在夾緊過程中機床的對刀調(diào)整、快速進給等。有的生產(chǎn)機械進行運動位置調(diào)整時，也需要點動控制。圖2-6列出了幾種點動控制線路。

圖2-6實現(xiàn)點動的幾種控制電路

2.2.3可逆控制與互鎖(或聯(lián)鎖)環(huán)節(jié)

許多機械運動部件，根據(jù)工藝要求經(jīng)常需進行正反方向兩種運動，采用電力拖動時可借電動機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)這兩種運動。由異步電動機的工作原理可知，只要改變電動機三相電源的相序，就可以實現(xiàn)對異步電動機正反向運動的控制。為了更換相序，需要使用兩個接觸器來完成。圖2-7為異步電動機正反轉(zhuǎn)的自動控制線路。正轉(zhuǎn)接觸器KM1接通正向工作電路，反轉(zhuǎn)接觸器KM2接通反向工作電路，此時電動機定子端的相序恰與前者相反，系統(tǒng)全壓啟動。

圖2-7(a)所示的自動控制線路具有下述缺點：若不小心同時按下正向按鈕SB1和反向按鈕SB2，可以使KM1、KM2接觸器同時接通，會造成主電路的電源發(fā)生短路事故。為避免產(chǎn)生上述事故，必須加互鎖保護，使其中任一接觸器工作時，另一接觸器即失效不能工作。為此，采用如圖2-7(b)所示的電氣互鎖，當按下SB1按鈕后，接觸器KM1動作，使電動機正轉(zhuǎn)。KM1除有一常開觸頭將其自鎖外，另有一常閉觸頭串聯(lián)在接觸器KM2線圈的控制回路內(nèi)，此時斷開。因此，若再按SB2按鈕，接觸器KM2受KM1的常閉觸頭互鎖不能動作，這樣就防止了電源短路的事故。

但此線路尚存在下述缺點，反向時，必先按停止按鈕SB，不能直接按反向按鈕SB2，故操作不太方便。造成此缺點的基本原因在于按SB2時，不能斷開正向接觸器KM1的常閉觸頭，繼續(xù)互鎖保護。因此，需采用復(fù)合按鈕，接成如圖2-7(c)所示的線路。此線路是一個較完整的正反轉(zhuǎn)自動控制線路，生產(chǎn)機械中用得很多。

圖2-7異步電動機正反轉(zhuǎn)的自動控制線路

2.3三相籠型異步電動機的基本控制電路

2.3.1電動機降壓啟動的控制電路三相異步電動機在容量較小時可以采用全壓直接啟動，控制線路簡單。但對于容量較大的電動機，采用全壓啟動，啟動電流會很大，應(yīng)采用降壓啟動。星形/三角形降壓啟動是常用的方法之一。

圖2-8所示電路為交流50

Hz、電壓380

V三相異步電動機的星形/三角形啟動。在該電路中，電動機啟動過程的星形/三角形轉(zhuǎn)換是靠時間繼電器自動完成的。

圖2-8三相電動機的星形/三角形啟動電路

2.3.2三相異步電動機的制動控制

許多生產(chǎn)機械都要求能迅速停車或準確定位，這就需要對電動機采取有效的制動措施。一般采用的制動方法有機械制動與電氣制動。所謂機械制動，是利用外加的機械力使電動機轉(zhuǎn)子迅速停止的方法。電氣制動是使電動機的電磁轉(zhuǎn)矩方向與電動機旋轉(zhuǎn)方向相反，起制動作用。下面介紹三相異步電動機反接制動和能耗制動的電氣控制原理。

1．三相感應(yīng)電動機反接制動

通過改變電動機三相電源相序，使電動機定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，產(chǎn)生電磁制動轉(zhuǎn)矩，使電動機轉(zhuǎn)速迅速下降，當電動機轉(zhuǎn)速接近零時應(yīng)立即切斷三相交流電源，否則電動機將反向啟動旋轉(zhuǎn)。當電源反接制動時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與突然反向的定子旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度接近于2倍的同步轉(zhuǎn)速，因此反接制動時，定子繞組電流相當于電動機全壓啟動時啟動電流的2倍。為了減小這一沖擊電流，電動機電源反接制動時，應(yīng)在電動機定子電路中串入反接制動電阻，并限制其每小時反接制動的次數(shù)。

由以上分析可知，電動機電源反接制動關(guān)鍵在于：

(1)三相感應(yīng)電動機電源相序要反接。

(2)當電動機轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)迅速切斷三相感應(yīng)電動機的三相電源，否則會出現(xiàn)反向啟動。

(3)進行電源反接制動時，電動機定子電路應(yīng)串入反接制動電阻，以減小反接制動電流，減小制動沖擊。

圖2-9為電動機單向運行反接制動電路。圖中KM1為電動機單向運行接觸器，KM2為反接制動接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動限流電阻。速度繼電器一般在120～1300

r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)觸頭動作，而轉(zhuǎn)速低于100

r/min時，觸頭復(fù)位。

圖2-9電動機單向運行反接制動電路

2．三相感應(yīng)電動機能耗制動

能耗制動是將運行中的電動機從交流電源上切除的同時，在定子繞組上接通直流電源，在電動機中產(chǎn)生一個靜止的直流恒定磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電流與恒定磁場相互作用，產(chǎn)生制動力矩，使電動機迅速減速，最后停止轉(zhuǎn)動。圖2-10為三相感應(yīng)電動機能耗制動控制電路原理圖。

圖2-10三相感應(yīng)電動機能耗制動控制電路原理圖

(1)KM2常閉觸頭與KM1線圈回路串聯(lián)，KM1常閉觸頭與KM2線圈回路串聯(lián)，保證了KM1與KM2線圈不可能同時通電，也就是在電動機沒脫離三相交流電源時，直流電源不可能接入定子繞組。

(2)按鈕SB1的常閉觸頭接入KM1線圈回路，SB1的常開觸頭接入KM2線圈回路，這時按鈕互鎖保證了KM1、KM2不可能同時通電，與上面的互鎖觸頭起到同樣作用。

2.3.3電動機可逆運行自動往返控制電路

有些生產(chǎn)機械，如組合機床、龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、銑床等要求工作臺在一定距離內(nèi)能自動往返。而自動往返通常是利用行程開關(guān)實現(xiàn)位置到位檢測和反向觸發(fā)。若在預(yù)定位置電動機需要停止，則將行程開關(guān)安裝在相應(yīng)位置處，其常閉觸頭串接在相應(yīng)的控制電路中。這樣，在機械裝置運動到預(yù)定位置時行程開關(guān)動作，常閉觸頭斷開相應(yīng)的控制電路，電動機停轉(zhuǎn)，機械運動也停止。

若需停止后立即反向運動，則應(yīng)將此行程開關(guān)的常開觸頭并接在另一控制回路中的啟動按鈕處，這樣在行程開關(guān)動作時，常閉觸頭斷開了正向運動控制的電路，同時常開觸頭又接通了反向運動的控制電路。圖2-11為自動往返控制電路，其中圖2-11(a)是一個機械運動的示意圖，圖2-11(b)是往返循環(huán)電氣控制原理圖。圖2-11自動往返控制電路

2.3.4電氣控制系統(tǒng)的保護環(huán)節(jié)

電氣保護環(huán)節(jié)是電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分，是保證電氣控制系統(tǒng)安全可靠運行的主要措施之一。所有電氣控制系統(tǒng)必須設(shè)有完善的保護環(huán)節(jié)，用以保護電網(wǎng)、電動機、電器以及其他電路元件等。

電動機或電氣元件都是在一定的額定電壓下才能正常工作，電壓過高、過低或者工作過程中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產(chǎn)機械的損壞或人身事故，因此在電氣控制線路設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置失壓保護、過電壓保護及欠電壓保護。

1．短路保護

電器或線路絕緣損壞、負載短接、人為接線錯誤等故障，都有可能發(fā)生短路事故。短路時產(chǎn)生的瞬時故障電流可達到額定電流的幾倍到幾十倍，導(dǎo)致產(chǎn)生過大的熱量，使電器設(shè)備和導(dǎo)線的絕緣損壞，甚至因電弧而引起火災(zāi)。因此要求一旦發(fā)生短路故障，控制電路能迅速地切斷電源，這種保護叫短路保護。常用的短路保護元件有熔斷器、低壓斷路器或?qū)ｉT的短路保護繼電器等。在對主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行渣c接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護。若主電路容量較小，其電路中的熔斷器可同時作為控制電路的短路保護；若主電路容量較大，則控制電路一定要單獨設(shè)置短路保護，如圖2-12所示。

圖2-12電氣控制電路中常用的保護環(huán)節(jié)

2．過電流保護

過電流保護是區(qū)別于短路保護的一種電流型保護。所謂過電流，是指電動機或電氣元件超過其額定電流(一般不超過2.5IN)的運行狀態(tài)，時間長了同樣會過熱損壞絕緣，需要采取保護。不正確啟動和過大的負載轉(zhuǎn)矩常常引起電動機很大的過電流，但一般比短路電流要小。在電動機運行中，產(chǎn)生過電流比發(fā)生短路的可能性更大，特別是在頻繁啟動和正反轉(zhuǎn)、重復(fù)短時工作制電動機中更是如此。在過電流情況下，電氣元件并不是馬上損壞，只要在達到最大允許溫升之前，電流值能恢復(fù)正常，還是允許的。

3．過載保護或熱保護

過載保護是類似于過電流保護的一種電流型保護。過載是指電動機的運行電流大于其額定電流。造成電動機過載的原因很多，如負載過大、三相電動機缺相運行、欠電壓運行等。長期處于過載運行，繞組溫升將超過其允許值，造成絕緣材料變脆，壽命降低，嚴重時還會使電動機損壞。過載電流越大，達到允許溫升的時間就越短。常用的過載保護元

件是熱繼電器，如圖2-12中的FR。

4．欠電壓與零電壓保護

當電動機正常工作時，如果電源電壓因某種原因消失造成停轉(zhuǎn)，那么在電源電壓恢復(fù)時，電動機就可能自行啟動，這會造成事故。對電網(wǎng)來說，許多電動機同時啟動，也會引起不允許的過電流和瞬間電網(wǎng)電壓下降。為了防止電網(wǎng)失電，恢復(fù)供電時電動機自行啟動的保護稱為零電壓保護。采用接觸器及按鈕控制電動機的啟停，具有零電壓保護作用。

圖2-12是電氣控制線路常用保護環(huán)節(jié)的集中體現(xiàn)，當然，有時這些保護環(huán)節(jié)并不一定全部需要，但短路保護、過載保護、零電壓保護一般是不可缺少的。

圖中各電路元件所起的保護作用分別是：

短路保護：熔斷器FU1和FU2；

過載保護：熱繼電器FR；

過電流保護：過電流繼電器KI1、KI2；

零電壓保護：中間繼電器KA；

欠電壓保護：欠電壓繼電器KV；

聯(lián)鎖保護：KM1和KM2互鎖。

5．弱磁保護

電動機磁通的過度減少會引起電動機的超速甚至發(fā)生“飛車”，因此需要采取弱磁保護。弱磁保護是通過電動機勵磁回路串入欠電流繼電器來實現(xiàn)的，在電動機運行中，如果勵磁電流消失或降低太多，欠電流繼電器就會釋放，其觸頭切斷接觸器線圈的電源，使電動機斷電停車。

2.4典型生產(chǎn)機械設(shè)備電氣電路分析

2.4.1電氣控制電路分析基礎(chǔ)分析一個設(shè)備的電氣控制，首先要詳細閱讀設(shè)備說明書及設(shè)備的技術(shù)資料，理解其工作原理、綜合控制、使用方法和維護要求，主要包括以下幾個內(nèi)容。

1．電氣控制分析的內(nèi)容

(1)設(shè)備說明書：通過閱讀設(shè)備說明書，分析設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，機械、液壓、氣動部分的工作原理，分析加工工藝、電氣傳動方式和對電氣控制的要求，以及設(shè)備的使用方法。

(2)電氣控制原理圖：包括主電路、控制電路、輔助電路、保護及聯(lián)鎖環(huán)節(jié)以及特殊控制電路等。

(3)電氣設(shè)備的總裝接線圖。

(4)電氣元件布置圖與接線圖。

2．電氣控制原理圖的閱讀分析方法

(1)了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動機和電氣元件的分布狀況；分析機械部件與電氣元件的關(guān)聯(lián)，含操縱手柄、行程控制的擋鐵、撞塊、離合器、電磁鐵等的狀態(tài)及安裝位置；分析工藝過程、電氣控制原理、控制要求。

(2)分析主回路。從主回路入手，根據(jù)伺服電動機、輔助機構(gòu)電動機和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，分析它們的控制內(nèi)容。控制內(nèi)容包括啟動、方向控制、調(diào)速和制動。

(3)分析控制電路。根據(jù)主回路中各伺服電動機、輔助機構(gòu)電動機和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干個局部控制線路來進行分析。分析控制電路的最基本的方法是查線讀圖法。

(4)分析輔助電路。輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制，所以在分析時，還要回頭來對照控制電路進行。

(5)分析互鎖與保護環(huán)節(jié)。機床對安全性和可靠性有很高的要求，為實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇元器件和控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護和必要的電氣互鎖。

(6)總體檢查。經(jīng)過“化整為零”，逐步分析每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個控制線路，看是否存在遺漏，特別要從整體的角度進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個元器件所起的作用。

2.4.2C650型普通臥式車床電氣控制電路分析

1．C650車床對電氣控制的要求

C650車床共采用三臺三相籠型異步電動機拖動，各臺電動機的控制要求是：

(1)進給電動機(簡稱主電動機)M1，功率為30

kW，允許在空載情況下直接啟動。主軸與進給電動機要求實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，可經(jīng)主軸變速箱實現(xiàn)主軸正、反轉(zhuǎn)，或通過掛輪箱傳給溜板箱來拖動刀架實現(xiàn)刀架的橫向左、右移動。

(2)冷卻泵電動機M2，功率為0.15

kW，用以在車削加工時，提供冷卻液，對工件與刀具進行冷卻。電動機采用直接啟動、單向旋轉(zhuǎn)、連續(xù)工作方式，具有短路保護與過載保護。

(3)快速移動電動機M3，功率為2.2

kW，由于溜板箱連續(xù)移動是短時工作，故M3只要求單向點動、短時運轉(zhuǎn)，不設(shè)過載保護。

2．C650型車床電氣控制電路分析

1)控制原理圖

圖2-13為C650型普通車床電氣控制原理圖。

圖2-13C650型臥式車床電氣控制原理圖

2)控制電路分析

控制電路的電源為110?V的交流電壓，由控制變壓器TC供給控制電路。同時，TC還為照明電路提供36?V的交流電壓，F(xiàn)U4為控制電路短路保護熔斷器，F(xiàn)U3為照明電路短路保護熔斷器，車床局部照明燈EL由主令開關(guān)SA控制。

(1)主電動機M1的點動調(diào)整控制。

(2)主電動機M1的正、反轉(zhuǎn)控制。

(3)主電動機M1的停車制動控制。

(4)冷卻泵電動機M2的控制。

(5)刀架移動電動機M3的控制。

(6)輔助電路。

2.4.3搖臂鉆床

1．搖臂鉆床的工作情況

搖臂鉆床是一種孔加工機床，可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔和攻螺紋等加工。

搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)外立座、搖臂、主軸箱和工作臺等組成。搖臂的一端為套筒，套裝在外立柱上，并借助絲杠的正、反轉(zhuǎn)可沿外立柱作上下移動。

主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上，可通過手輪操作使其在水平導(dǎo)軌上沿搖臂移動。加工時，根據(jù)工件高度的不同，搖臂借助于絲杠可帶著主軸箱沿外立柱上下升降。在升降之前，應(yīng)自動將搖臂松開，再進行升降，當達到所需的位置時，搖臂自動夾緊在立柱上。

鉆削加工時，鉆頭一面旋轉(zhuǎn)一面作縱向進給。鉆床的主運動是主軸帶著鉆頭作旋轉(zhuǎn)運動。進給運動是鉆頭的上下移動。輔助運動是主軸箱沿搖臂水平移動，搖臂沿外立柱上下移動和搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運動。

2．Z3040搖臂鉆床的電氣控制分析

圖2-14為Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理圖。

搖臂鉆床共由4臺電動機拖動。M1為主軸電動機。鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動，都由電動機M1拖動，分別經(jīng)主軸與進給傳動機構(gòu)實現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)和進給。主軸變速機構(gòu)和進給變速機構(gòu)均裝在主軸箱內(nèi)。M2為搖臂升降電動機，M3為液壓泵電動機，M4為冷卻泵電動機。

圖2-14Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理圖圖2-14Z3040搖臂鉆床的電氣控制原理圖

(3)主軸箱和立柱的夾緊與放松控制。

主軸箱和立柱的夾緊與松開是同時進行的，均采用液壓機構(gòu)控制。工作過程如下：

松開：按下松開按鈕SB5→接觸器KM4通電→液壓泵電動機M3正轉(zhuǎn)，推動松緊機構(gòu)使主軸箱和立柱分別松開→限位開關(guān)SQ4復(fù)位→松開指示燈HL1亮。

夾緊：按下夾緊按鈕SB6→接觸器KM5通電→液壓泵電動機M3反轉(zhuǎn)，推動松緊機構(gòu)使主軸箱和立柱分別夾緊→壓下限位開關(guān)SQ4→夾緊指示燈HL2亮。

(4)照明線路：變壓器T提供36?V交流照明電源電壓。

(5)搖臂升降的限位保護：搖臂上升到極限位置壓動限位開關(guān)SQ1-1，或下降到極限位置壓動限位開關(guān)SQ1-2，使搖臂停止升或降。

2.1在下表的空白處填上電器的圖形符號。

2.2自鎖環(huán)節(jié)怎樣組成？它起什么作用？

2.3什么是互鎖環(huán)節(jié)？它起什么作用？

2.4試設(shè)計一臺異步電動機的控制線路，要求如下：

(1)能實現(xiàn)啟、停的兩地控制；

(2)能實現(xiàn)點動調(diào)整；

(3)能實現(xiàn)單方向的行程保護；

(4)有短路和過載保護。

2.5電氣控制線路常用的保護環(huán)節(jié)有哪些？各采用什么電氣元件？

第3章繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計3.1控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)3.2繼電接觸器控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計3.3控制工藝設(shè)計基礎(chǔ)思考與習題

3.1控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)

電氣控制系統(tǒng)主要包括高低壓配電系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)、電氣傳動系統(tǒng)、機床控制系統(tǒng)、自動生產(chǎn)控制系統(tǒng)等，多以電動機作為執(zhí)行對象，控制方式則由傳統(tǒng)的繼電接觸器控制為主逐漸發(fā)展為PLC控制，計算機控制為主、低壓電器為輔的控制模式。

3.1.1控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)與內(nèi)容

控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)是根據(jù)控制要求設(shè)計、編制出設(shè)備制造和使用維修過程中所必需的設(shè)計圖紙、設(shè)計資料等。設(shè)計圖紙包括電氣原理圖(主回路、輔助回路)、電氣系統(tǒng)的組件劃分圖、元器件布置圖、安裝接線圖、電氣箱(柜)圖、控制面板圖和非標準件加工圖等；設(shè)計資料包括元器件清單(名稱、型號、數(shù)量、廠家等)、設(shè)備技術(shù)說明書(電氣圖工作原理、元器件參數(shù)選用計算依據(jù)、程序注釋等)和使用說明書(設(shè)備組成、使用方法、故障分析及排除等)。

3.1.2控制系統(tǒng)設(shè)計原則

控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則如下：

(1)最大限度地實現(xiàn)生產(chǎn)機械和工藝對控制線路的要求?？刂葡到y(tǒng)是為生產(chǎn)服務(wù)的。

(2)在滿足生產(chǎn)要求的情況下，控制線路應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟，提高性價比。

①盡量選用標準的、常用的或經(jīng)過實際考驗過的線路和環(huán)節(jié)。

②合理安排電氣元件及觸頭的位置。在圖3-1所示的線路中，行程開關(guān)的觸頭與線圈位置安排不當，一方面使行程開關(guān)與控制柜間連線數(shù)量由圖3-1(b)的3根增加為圖3-1(a)的4根，不利于安裝和維護；另一方面，從可靠性上分析，圖3-1(a)的接法可能會因常開、常閉觸頭動作時出現(xiàn)的電位差產(chǎn)生電弧造成電源短路。因此合理的接法是按照圖3-1(b)，將觸頭接在同一相線上。

圖3-2為一典型的啟-保-?？刂齐娐?，圖3-2(a)由于停止按鈕SB1的位置安排不當將導(dǎo)致操作臺與電氣柜之間的接線數(shù)量增加。因此，合理設(shè)計為圖3-2(b)。

圖3-1電器觸頭的合理安排(一)圖3-2電器觸頭的合理安排(二)

③盡量縮減電器的數(shù)量，采用標準件，并盡可能選用相同型號，這樣可以降低研制和生產(chǎn)成本，便于廠家采購和降低備品備件的數(shù)量、種類。

對于采用經(jīng)驗設(shè)計法完成的控制線路，必要時可采用邏輯分析法進行簡化，減少不必要的觸頭以簡化電路，提高可靠性。

圖3-3為采用合并觸頭、合并開關(guān)的方式進行的電路簡化。

圖3-3控制線路的簡化

圖3-3(a)采用邏輯分析法，分析有

因為

所以

(3)保證控制線路工作的可靠和安全。

①正確連接電器線圈和觸頭。在交流控制電路中線圈不能串聯(lián)使用，原因是交流線圈在工藝上存在的略微差異會導(dǎo)致先吸合電器阻抗增加，經(jīng)分壓后使未動作的線圈電壓無法達到動作值，從而不能同時吸合。兩個交流電器若要同時動作應(yīng)采用并聯(lián)方式，如圖3-4(b)所示。

圖3-4交流線圈連接方法

在直流控制電路中，電感差異較大的同電壓等級的線圈不應(yīng)直接并聯(lián)使用，原因是電感較大的電器(如YV：電磁閥)由接通到斷開產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢會導(dǎo)致中間繼電器KA的瞬間誤動作，導(dǎo)致控制邏輯改變。其解決方法是為YV線圈提供一個泄流回路，同時將KA的控制電路與原電路分離，如圖3-5(b)所示。

圖3-5直流線圈容量差異較大時的連接方法

②控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)“寄生”電路。“寄生”電路是指在線路動作過程中，不是由于誤操作引起的意外接通電路。這類情況通常是由于電路設(shè)計不合理造成的，如圖3-6所示。在圖3-6(a)中，當KM1回路接通時出現(xiàn)過載導(dǎo)致熱繼電器動作，常閉觸頭FR斷開，但由于位置安排不合理，導(dǎo)致電源經(jīng)KM1、KM2線圈，信號指示燈HL2形成回路，從而無法關(guān)斷KM1實施保護。其解決方法是將FR常閉觸頭安排在上面即可，如圖3-6(b)所示。

圖3-6“寄生”電路的處理

③盡量避免多個電器依次動作才能接通另一個電器的控制結(jié)構(gòu)，可以提高線路工作的可靠性，如圖3-7所示。

圖3-7減少通電電器的連接方法

④選擇好控制電器元件的動作類型，注意“競爭”現(xiàn)象。

“競爭”現(xiàn)象：對于控制電路，采用不同動作類型的觸頭，會得到不同的輸出狀態(tài)，稱為電路的“競爭”。如圖3-8所示，繼電器KA采用“先合后斷”型觸頭，當交流接觸器常開觸頭KM接通，KA線圈通電，其常開觸頭先接通自鎖，常閉觸頭后動作并分斷接觸器觸頭，電路能夠工作；若采用“先斷后合”型觸頭，電路則無法工作。

圖3-8觸頭“競爭”現(xiàn)象

⑤應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)，包括必要的電氣聯(lián)鎖。

分析控制線路運行特點，合理地安排保護環(huán)節(jié)，如短路、過載、過流、欠流、過壓、欠壓、失壓、缺相等保護。對于可逆運行電機，必須采取電氣互鎖(接觸器、繼電器觸頭互鎖)、機械互鎖(行程開關(guān)互鎖)等措施。此外還應(yīng)提供必要的監(jiān)控信息，如工作電壓、電流值的儀表顯示和運行、報警等工況指示。

(4)應(yīng)盡量使操作和維修方便。操作方式方法應(yīng)符合生產(chǎn)規(guī)范，盡量做到與同類型生產(chǎn)設(shè)備的操作一致，提供多點啟動、多點停止或急停?？刂品绞娇筛鶕?jù)需要設(shè)置手動方式和自動方式，為便于設(shè)備調(diào)試及維修，自動方式還可進一步細分為單步、單周期、循環(huán)等方式。

3.1.3控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟

控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟如下：

(1)制定設(shè)計任務(wù)書。

(2)確定拖動方案，確定電機型號。

(3)確定控制方案。

(4)設(shè)計控制原理圖。

主回路是指有負載(電機、電磁閥等設(shè)備)電流流過的線路，電流通常較大，因此控制電器不能直接接在主回路線路中。它的組成主要包括負載、保護電器、斷路器或刀開關(guān)、執(zhí)行電器(如接觸器)，部分電路可能還包括顯示表頭、變壓器、功率電阻等器件。

輔助回路(又叫二次回路)通常是指用來控制主回路內(nèi)執(zhí)行器件的通斷邏輯，使負載按照生產(chǎn)工藝要求進行動作的控制電器組合和必要的聯(lián)鎖、保護電路。當控制系統(tǒng)采用PLC、DCS等控制方式后，輔助回路的主要任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂圃O(shè)備供電、現(xiàn)場信號與控制器信號匹配、輸出信號與執(zhí)行器件電壓匹配、硬件聯(lián)鎖、顯示、保護、報警等。

(5)選擇電氣元件，制定元器件明細表，必要時應(yīng)給出元器件生產(chǎn)廠家。

(6)設(shè)計電氣設(shè)備的施工圖紙，包括控制柜(箱)、元器件布置圖、接線圖、控制面板圖等。

(7)編寫設(shè)計說明書和使用說明書。

3.2繼電接觸器控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計

原理圖設(shè)計是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容之一。在繼電接觸器控制方式下，原理圖設(shè)計包含了拖動方案和控制方案的設(shè)計。當采用PLC控制、計算機控制等控制方式時，原理圖設(shè)計和軟件設(shè)計都是設(shè)計的核心內(nèi)容。

3.2.1原理圖的基本設(shè)計方法

1．經(jīng)驗設(shè)計法

經(jīng)驗設(shè)計法是將控制系統(tǒng)劃分為若干個控制環(huán)節(jié)，根據(jù)生產(chǎn)工藝，結(jié)合各種典型電路環(huán)節(jié)逐一設(shè)計，然后將各個環(huán)節(jié)組合起來，加入必要的聯(lián)鎖、保護環(huán)節(jié)，構(gòu)成完整的控制線路。

經(jīng)驗設(shè)計法的特點是方法簡單，容易掌握，方法答案不唯一，對設(shè)計者的工作經(jīng)歷(經(jīng)驗)有較高要求。

2．邏輯設(shè)計法

邏輯設(shè)計法是將邏輯代數(shù)引入控制系統(tǒng)設(shè)計中，利用輸入信號、檢測信號、中間單元、輸出邏輯值等開關(guān)量作為輸入變量，按一定邏輯規(guī)律組成邏輯表達式，其輸出變量為執(zhí)行元件。設(shè)計的核心是建立控制任務(wù)的邏輯規(guī)律，即邏輯表達式。

邏輯設(shè)計法的特點是線路簡單、合理、優(yōu)化程度高，適合較復(fù)雜的電氣系統(tǒng)設(shè)計，要求設(shè)計者具有一定的知識背景。當然，采用邏輯設(shè)計法得到的控制線路還需要加入必要的聯(lián)鎖、保護等環(huán)節(jié)。

1)電路元件的邏輯表示

電路元件的邏輯表示方法如下：

(1)用邏輯原變量KA、KM、SB、SQ等分別表示繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等元件的常開觸頭。

用邏輯反變量等分別表示繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等元件的常閉觸頭。

(2)電路中開關(guān)元件受激(通電接通)狀態(tài)為“1”狀態(tài)，開關(guān)元件的原始(失電斷開)狀態(tài)為“0”狀態(tài)；觸頭的閉合為“1”狀態(tài)，觸頭的斷開為“0”狀態(tài)。具體描述如下：

對于輸出變量(線圈)：

表示繼電器線圈通電

表示繼電器線圈斷電

對于輸入變量(觸頭