PLC原理及應(yīng)用第1講

講解內(nèi)容：1常用低壓電器元件及基本控制規(guī)律

1.1電器的基本知識(shí)

1.2常用低壓電器

學(xué)習(xí)說(shuō)明：本講是學(xué)習(xí)電氣控制的基礎(chǔ)。重點(diǎn)掌握：1.基本的起、保、停繼電-接觸器控制及組成該線路器件:接觸器和按鈕。2.自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)：行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)；各種繼電器(熱繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器等）。3.人力操作的控制開(kāi)關(guān)類電器：包括控制按鈕、各類手動(dòng)開(kāi)關(guān)、腳踏開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和主令控制器等。4.執(zhí)行和顯示電器:電磁鐵、電磁閥、電磁制動(dòng)器、顯示電器這裏主要指指示燈。5.開(kāi)關(guān)和保護(hù)器件：刀開(kāi)關(guān)、隔離器和隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、低壓斷路器。

*1常用低壓電器

本章主要通過(guò)介紹電氣控制領(lǐng)域中常用低壓電器的工作原理、用途、型號(hào)、規(guī)格及符號(hào)等知識(shí)，電器控制線路的基本環(huán)節(jié)，學(xué)會(huì)正確選擇和合理使用常用電器、學(xué)會(huì)分析和設(shè)計(jì)電氣控制線路的基本方法，為後繼章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在PLC出現(xiàn)以前，控制作用由繼電器和接觸器組成的線路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這常稱為繼電接觸器控制系統(tǒng)，下麵介紹繼電接觸器控制系統(tǒng)。*1.1電器的基本知識(shí)

一、低壓電器定義定義：交流1200V以下、直流1500V以下為低壓。所謂低壓電器指工作在交流1200V、直流1500V額定電壓以下的電路中，能根據(jù)外界信號(hào)(機(jī)械力、電動(dòng)力或其他物理量)，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開(kāi)電路的電器，在此電壓範(fàn)圍內(nèi)使用的電器元件，統(tǒng)稱低壓電器。作用：是實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)。分類：低壓電器可分為手動(dòng)低壓電器和自動(dòng)低壓電器。發(fā)展方向：小體積、高可靠性、使用方便、功能可組合性方向發(fā)展。*

電器：是接通和斷開(kāi)電路或調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)電路及電氣設(shè)備用的電工器具。

電器控制系統(tǒng)：完成由控制電器組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，稱為繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。

電器的用途廣泛，功能多樣，種類繁多，結(jié)構(gòu)各異。下麵是幾種常用的電器分類。1．按工作電壓等級(jí)分類（1）高壓電器用於交流電壓1200V、直流電壓1500V及以上電路中的電器。例如高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器等。（2）低壓電器用於交流50Hz(或60Hz)，額定電壓為1200V以下；直流額定電壓1500V及以下的電路中的電器。例如接觸器、繼電器等。

二、電器的分類*2．按動(dòng)作原理分類（1）手動(dòng)電器用手或依靠機(jī)械力進(jìn)行操作的電器，如手動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)等主令電器。（2）自動(dòng)電器借助於電磁力或某個(gè)物理量的變化自動(dòng)進(jìn)行操作的電器，如接觸器、各種類型的繼電器、電磁閥等。3．按用途分類（1）控制電器用於各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，例如接觸器、繼電器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等。（2）主令電器用於自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送動(dòng)作指令的電器，例如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。（3）保護(hù)電器用於保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器，如熔斷器、熱繼電器、各種保護(hù)繼電器、避雷器等。*（4）執(zhí)行電器指用於完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。（5）配電電器用於電能的輸送和分配的電器，例如高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、刀開(kāi)關(guān)、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)等。4．按工作原理分類（1）電磁式電器依據(jù)電磁感應(yīng)原理來(lái)工作，如接觸器、各種類型的電磁式繼電器等。（2）非電量控制電器依靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作的電器，如刀開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、速度繼電器、溫度繼電器等。*

作用：

低壓電器能夠依據(jù)操作信號(hào)或外界現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的要求，自動(dòng)或手動(dòng)改變電路的狀態(tài)、參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或被控對(duì)象的控制、保護(hù)、測(cè)量、指示、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換。注意：

對(duì)低壓配電電器，要求是滅弧能力強(qiáng)、分?jǐn)嗄芰?，熱穩(wěn)定性能好、限流準(zhǔn)確等。對(duì)低壓控制電器，則要求其動(dòng)作可靠、操作頻率高、壽命長(zhǎng)並具有一定的負(fù)載能力。三、電器的作用*電磁式電器構(gòu)成：電磁機(jī)構(gòu)+執(zhí)行機(jī)構(gòu)+滅弧裝置（一）電磁機(jī)構(gòu)

1.結(jié)構(gòu)：固定鐵心，銜鐵，電磁線圈。

2.分類：直動(dòng)式，拍合式。

3.原理：電磁線圈通電後，電磁吸力大於彈性力，使銜鐵閉合。1.2常用低壓電器

一、電磁式低壓電器*（二）執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成：一般由主觸點(diǎn)及其滅弧裝置組成。電弧的產(chǎn)生與滅弧裝置電弧的產(chǎn)生：當(dāng)斷路器或接觸器觸點(diǎn)切斷電路時(shí)，如電路中電壓超過(guò)10-20V和電流超過(guò)80-100mA，在拉開(kāi)的兩個(gè)觸點(diǎn)之間將出現(xiàn)強(qiáng)烈火花，這實(shí)際上是一種氣體放電的現(xiàn)象，通常稱為“電弧”。電弧種類：交流電弧（交流電弧存在交流過(guò)零點(diǎn)，電弧易熄滅）和直流電弧。*如何熄滅電?。焊鶕?jù)上述電弧產(chǎn)生的物理過(guò)程可知，欲使電弧熄滅，應(yīng)設(shè)法降低電弧溫度和電場(chǎng)強(qiáng)度，以加強(qiáng)消電離作用。當(dāng)電離速度低於消電離速度，則電弧熄滅。滅弧裝置用途：用於熄滅觸頭分?jǐn)嘭?fù)載電流時(shí)產(chǎn)生的電弧。滅弧原理：①迅速拉長(zhǎng)電??；②冷卻和去游離法。根據(jù)上述滅弧原則，常用的滅弧裝置有如下幾種。1）磁吹式滅弧裝置2）滅弧柵3）滅弧罩4）多中斷點(diǎn)滅弧*接觸器的功能作用：1.自動(dòng)接通或斷開(kāi)大電流電路的電器。它可以頻繁地接通或分?jǐn)嘟恢绷麟娐罚瑏K可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。2.具有低電壓釋放保護(hù)功能，接觸器具有控制容量大、超載能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、設(shè)備簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中使用最廣泛的電器元件?？刂茖?duì)象：其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用於電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等其他負(fù)載。接觸器的分類：接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器兩大類。二、接觸器*觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭

常開(kāi)觸頭（動(dòng)合觸頭）常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧1．結(jié)構(gòu)

一）交流接觸器

**2．工作原理

①線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合；②線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。③為防止鐵心振動(dòng)，需加短路環(huán)。*用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。二）直流接觸器

*KM常閉輔助觸點(diǎn)線圈KM主觸點(diǎn)KM常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM三）接觸器的符號(hào)

*額定電壓

交流接觸器：127、220、380、500V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V四）接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)

*

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大於或等於負(fù)載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；

額定電流應(yīng)大於或等於被控主回路的額定電流。四）接觸器的使用選擇原則

*作用：根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力裝置的自動(dòng)電器。（控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)作用）分類：按用途分：控制和保護(hù)繼電器（熱繼電器）

按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式

按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：暫態(tài)、延時(shí)繼電器

特點(diǎn)：額定電流不大於5A三、繼電器*一）電流繼電器特點(diǎn)：線圈串接於電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類：過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器過(guò)流電流繼電器欠流電流繼電器欠電流繼電器KAI<KAKA過(guò)電流繼電器>IKAKAKA*特點(diǎn)：線圈並聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KAU<KAKA過(guò)電壓繼電器>UKAKAKA二）電壓繼電器*

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

三）中間繼電器*作用：電動(dòng)機(jī)的超載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性製成利用超載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作四）熱繼電器型式：雙金屬片式

熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。*1-1.接線端子2-主雙金屬片3-熱元件4-推動(dòng)導(dǎo)板5-補(bǔ)償雙金屬片

6-常閉觸頭7-常開(kāi)觸頭8-複位調(diào)節(jié)螺釘9-動(dòng)觸頭

10-複位按鈕11-偏心輪12-支撐件13-彈簧

四）熱繼電器（續(xù)）雙金屬片式熱繼電器原理示意圖*四）熱繼電器（續(xù)）*使用與選擇使用：作為電動(dòng)機(jī)的超載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩeR

≥Ｉed

ＩeR：熱繼電器熱元件的額定電流；Ｉed：電動(dòng)機(jī)的額定電流。四）熱繼電器（續(xù)）*作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動(dòng)式空氣阻尼式電晶體式數(shù)字式按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型

斷電延時(shí)型

五）時(shí)間繼電器*(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開(kāi)動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)（g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn)五）時(shí)間繼電器（續(xù)）符號(hào)*五）時(shí)間繼電器（續(xù)）*五）時(shí)間繼電器（續(xù)）*作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與非同步電動(dòng)機(jī)類似參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm

複位轉(zhuǎn)速：<100rpm六）速度繼電器*定子---由矽鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號(hào)六）速度繼電器（續(xù)）轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。*六）速度繼電器（續(xù)）*壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器七）其他繼電器*四、刀開(kāi)關(guān)（自己看書(shū)）

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

1.開(kāi)關(guān)板用刀開(kāi)關(guān)（不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)）

作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開(kāi)電路和隔離電源用。

結(jié)構(gòu)圖和符號(hào)：QS*2.帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)——用作電源開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)和應(yīng)急開(kāi)關(guān)，並作電路保護(hù)用。*3.負(fù)荷開(kāi)關(guān)用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。*

功能：

低壓斷路器也稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，可用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來(lái)控制不頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。它功能相當(dāng)於閘刀開(kāi)關(guān)、過(guò)電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。低壓斷路器具有多種保護(hù)功能(超載、短路、欠電壓保護(hù)等)、動(dòng)作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰Ω?、操作方便、安全等?yōu)點(diǎn)，所以目前被廣泛應(yīng)用。

特點(diǎn)：操作安全，分?jǐn)嗄芰^高。

分類：框架式（萬(wàn)能式）和塑殼式（裝置式）

結(jié)構(gòu)：觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。五、低壓斷路器**塑殼式低壓斷路器原理圖1．主觸頭2．自由脫扣器3．過(guò)電流脫扣器4．分勵(lì)脫扣器5．熱脫扣器6．失壓脫扣器

7．按鈕線路短路或嚴(yán)重超載保護(hù)遠(yuǎn)距離跳閘，對(duì)電路不起保護(hù)作用線路超載保護(hù)電動(dòng)機(jī)的失壓保護(hù)*低壓斷路器工作原理圖*作用：短路和嚴(yán)重超載保護(hù)應(yīng)用：串接於被保護(hù)電路的首端優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，體小量輕分類：

六、熔斷器瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT無(wú)填料密封式RM快速熔斷器RS自恢復(fù)熔斷器*瓷插式熔斷器螺旋式熔斷器*有填料式熔斷器無(wú)填料密封式熔斷器*快速熔斷器自恢復(fù)熔斷器*作用：發(fā)送控制命令或信號(hào)的電器分類：控制按鈕萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)主令控制器

行程開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)七、主令電器*控制按鈕*萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)*主令控制器*行程開(kāi)關(guān)*滾輪式行程開(kāi)關(guān)*微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)*l-1交流接觸器在銜鐵吸合前的瞬間，為什麼線上圈中產(chǎn)生很大的衝擊電流?直流接觸器會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象?為什麼?l-2交流電磁線圈誤接入直流電源，直流電磁線圈誤接入交流電源，會(huì)發(fā)生什麼問(wèn)題?為什麼?l-3在接觸器標(biāo)淮中規(guī)定其適用工作制有什麼意義?l-4交流接觸器在運(yùn)行中有時(shí)線上圈斷電後，銜鐵仍掉不下來(lái)，電動(dòng)機(jī)不能停止，這時(shí)應(yīng)如何處理?故障原因在哪里?應(yīng)如何排除?l-5繼電器和接觸器有何區(qū)別?l-6電壓、電流繼電器各在電路中起什麼作用?它們的線圈和觸點(diǎn)各接於什麼電路中?如何調(diào)節(jié)電壓(電流)繼電器的返回係數(shù)?習(xí)題與思考題*l-8電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流很大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，熱繼電器會(huì)不會(huì)動(dòng)作?為什麼?l-9既然在電動(dòng)機(jī)的主電路中裝有熔斷器，為什麼還要裝熱繼電器?裝有熱繼電器是否就可以不裝熔斷器?為什麼?1-10分析感應(yīng)式速度繼電器的工作原理，它線上路中起何作用?1-11在交流電動(dòng)機(jī)的主電路中用熔斷器作短路保護(hù)，能否同時(shí)起到超載保護(hù)作用?為什麼?1-12低壓斷路器在電路中的作用如何?如何選擇低壓斷路器?怎樣實(shí)現(xiàn)幹、支線斷路器的級(jí)間配合?*PLC原理及應(yīng)用第2講

講解內(nèi)容：2電氣控制的基本線路

2.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪製及分析

2.2基本電氣控制線路

學(xué)習(xí)說(shuō)明：本講是學(xué)習(xí)電氣控制設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。重點(diǎn)掌握：1.電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪製及分析；2.電氣控制線路基本環(huán)節(jié)：(1)掌握電氣控制原則：時(shí)間原則、速度原則、電流原則、與行程原則。(2)掌握電動(dòng)機(jī)保護(hù)環(huán)節(jié)。(3)掌握三相非同步電動(dòng)機(jī)基本控制環(huán)節(jié)：起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)電氣控制電路。(4)掌握電氣控制電路的連鎖環(huán)節(jié)。

*2電氣控制的基本線路任何複雜的電器控制線路都是按照一定的控制原則，由基本的控制線路組成的?；究刂凭€路是學(xué)習(xí)電器控制的基礎(chǔ)。電器控制線路的表示方法有：電氣原理圖、電氣接線圖、電器佈置圖。電氣原理圖是根據(jù)工作原理而繪製的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便於研究和分析電路的工作原理等優(yōu)點(diǎn)。電器控制線路常用的圖形、文字符號(hào)必須符合最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。*

電器控制線路：根據(jù)電路通過(guò)的電流大小可分為主電路和控制電路。

主電路：包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分，用粗線條畫(huà)在原理圖的左邊。

控制電路：是通過(guò)弱電流的電路，一般由按鈕、電器元件的線圈、接觸器的輔助觸點(diǎn)、繼電器的觸點(diǎn)等組成，用細(xì)線條畫(huà)在原理圖的右邊。

採(cǎi)用電器元件展開(kāi)圖的畫(huà)法：同一電器元件的各部件可以不畫(huà)在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。若有多個(gè)同類電器，可在文字符號(hào)後加上數(shù)字序號(hào)，如KM1、KM2等。

注意：所有按鈕、觸點(diǎn)均按沒(méi)有外力作用和沒(méi)有通電時(shí)的原始狀態(tài)畫(huà)出。控制電路的分支線路，原則上按照動(dòng)作先後順序排列，兩線交叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出。*1.1電氣控制線路的設(shè)計(jì)、繪製及分析

一、電氣控制線路的設(shè)計(jì)概述（一）設(shè)計(jì)的基本原則

滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求，操作、維修方便的基本要求。通過(guò)優(yōu)選器件，提高可靠性，延長(zhǎng)壽命，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。（二）設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1.擬訂設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū)。

2.選擇拖動(dòng)方案和控制方式。

3.設(shè)計(jì)電氣原理圖及合理選擇元件（原理設(shè)計(jì)）。

4.繪製電氣安裝接線圖（工藝設(shè)計(jì)）。

5.匯總資料，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。*1.選用典型環(huán)節(jié)。2.合理設(shè)計(jì)電路：必要時(shí)，可以使用邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)電路，優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)。①設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)，還要考慮工程施工的要求。圖2-1控制電路例如（雙控）圖2-1b與圖2-1a相比，具有節(jié)省連接導(dǎo)線，可靠性高。（三）設(shè)計(jì)的一般規(guī)律*②減少控制觸點(diǎn)，提高可靠性（a） （b）圖2-2控制電路例如:圖2-2a電路中，繼電器線圈電流需要依次流過(guò)多個(gè)觸點(diǎn)。圖2-2b的控制電路每一個(gè)繼電器線圈電流僅流過(guò)一個(gè)觸點(diǎn)，可靠性得到提高。*③防止競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象圖2-3反身自停電路例如:圖2-3a為反身自停電路，存在電氣導(dǎo)通的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。圖2-3b為無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的反身自停電路。結(jié)論：繼電、接觸器控制電路不得用自身觸點(diǎn)切斷線圈的導(dǎo)電電路。*（四）設(shè)計(jì)的基本方法

電氣控制原理設(shè)計(jì)方法有兩種，經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

電氣控制設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計(jì)。（1）電氣控制設(shè)計(jì)步驟①主電路→②控制電路→③輔助電路→④反復(fù)審核。（2）常用的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

①根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機(jī)的組合起來(lái)，並加以補(bǔ)充修改，綜合成所需的控制電路。

②沒(méi)有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，採(cǎi)用邊分析邊畫(huà)圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點(diǎn)，以滿足給定的工作條件和要求。（3）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

①設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單易於掌握，使用廣泛。

②要求設(shè)計(jì)者有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，需要反復(fù)修改圖紙，設(shè)計(jì)速度較慢。

③設(shè)計(jì)程式不固定，一般需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

④不宜獲得最佳設(shè)計(jì)方案。*2.邏輯設(shè)計(jì)法

利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變數(shù)關(guān)係，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計(jì)方法和步驟，設(shè)計(jì)出符合要求的控制電路。

該方法設(shè)計(jì)出的電路較為合理、精練可靠，特別在複雜電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以顯示出邏輯設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。*注意：理論部分同學(xué)們自學(xué)，實(shí)際繪製與分析，邊設(shè)計(jì)分析邊講解！二、電氣控制線路的繪製與分析三、電氣控制原則注意：時(shí)間原則、速度原則、電流原則、與行程原則，在下節(jié)實(shí)例講解！四、電動(dòng)機(jī)保護(hù)環(huán)節(jié)注意：短路保護(hù)；超載保護(hù)；欠、失電壓保護(hù)；接地保護(hù)等。五、電氣控制電路的連鎖環(huán)節(jié)注意：電氣聯(lián)鎖、機(jī)械聯(lián)鎖。*2.2基本電氣控制線路

一、直接起動(dòng)控制線路?直接起動(dòng)：在電源容量足夠大時(shí)，小容量籠型電動(dòng)機(jī)可直接起動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：是電氣設(shè)備少，線路簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：是起動(dòng)電流大，引起供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，干擾其他用電設(shè)備的正常工作。（一）點(diǎn)動(dòng)控制

注意：根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。

主電路：由刀開(kāi)關(guān)QS、熔斷器FU、交流接觸器的主觸點(diǎn)KM、熱繼電器FR、籠型電動(dòng)機(jī)M和接地保護(hù)PE組成；

控制電路：由起動(dòng)按鈕SB和交流接觸器線圈KM組成。*圖2-4實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)的控制線路（一）點(diǎn)動(dòng)控制最簡(jiǎn)單的點(diǎn)動(dòng)控制：適合小功率電動(dòng)機(jī)控制起動(dòng)過(guò)程：先合上刀開(kāi)關(guān)QS→按下起動(dòng)按鈕SB→接觸器線圈KM通電→接觸器主觸點(diǎn)KM閉合→電動(dòng)機(jī)M通電直接起動(dòng)。停機(jī)過(guò)程：鬆開(kāi)起動(dòng)按鈕SB→接觸器線圈KM斷電→接觸器主觸點(diǎn)KM斷開(kāi)→電動(dòng)機(jī)M停電停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，鬆開(kāi)按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，這種控制就叫點(diǎn)動(dòng)控制，它能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)短時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，常用於機(jī)床的對(duì)刀調(diào)整和電動(dòng)葫蘆等。保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)FU；超載保護(hù)FR；欠、失電壓保護(hù)KM；接地保護(hù)PE。*（二）長(zhǎng)動(dòng)（連續(xù)）控制長(zhǎng)動(dòng)控制：在實(shí)際生產(chǎn)中往往要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即所謂長(zhǎng)動(dòng)控制。根據(jù)控制要求，分析需要的電氣器件。主電路：由刀開(kāi)關(guān)QS、熔斷器FU、接觸器的主觸點(diǎn)KM

、熱繼電器發(fā)熱元件FR、電動(dòng)機(jī)M和接地保護(hù)PE組成；控制電路：由停止按鈕SB2、起動(dòng)按鈕SB1、接觸器的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)和線圈KM

、熱繼電器的常閉觸點(diǎn)FR組成。*起動(dòng)過(guò)程：合上刀開(kāi)關(guān)QS→按下起動(dòng)按鈕SB2→接觸器線圈KM通電→接觸器主觸點(diǎn)KM閉合和常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合→電動(dòng)機(jī)M接通電源運(yùn)轉(zhuǎn)；鬆開(kāi)起動(dòng)按鈕SB2，利用接通的接觸器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)KM自鎖、電動(dòng)機(jī)M連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。自鎖概念：這種依靠接觸器自身輔助常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合而使線圈保持通電的控制方式，稱自鎖或自保。（二）長(zhǎng)動(dòng)（連續(xù)）控制長(zhǎng)動(dòng)控制：適合長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制停機(jī)過(guò)程：按下停止按鈕SB1→接觸器線圈KM斷電→接觸器主觸點(diǎn)KM和輔助常開(kāi)觸點(diǎn)KM斷開(kāi)→電動(dòng)機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)。保護(hù)環(huán)節(jié)：短路保護(hù)FU；超載保護(hù)FR；欠、失電壓保護(hù)KM；接地保護(hù)PE。圖2-5長(zhǎng)動(dòng)控制線路*工作原理（演示）本控制線路具有如下三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）防止電源電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)欠電壓運(yùn)行。2）防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng)而造成設(shè)備和人身事故。3）避免多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)造成電網(wǎng)電壓的嚴(yán)重下降。*（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制

在生產(chǎn)實(shí)踐中，機(jī)床調(diào)整完畢後，需要連續(xù)進(jìn)行切削加工，則要求電動(dòng)機(jī)既能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)動(dòng)。圖2-6點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)結(jié)合的控制線路*開(kāi)關(guān)切換點(diǎn)動(dòng)控制：SA斷開(kāi)FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SA控制電路（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6a的線路比較簡(jiǎn)單，採(cǎi)用鈕子開(kāi)關(guān)SA實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)控制。連續(xù)控制：SA閉合

*採(cǎi)用鈕子開(kāi)關(guān)SA實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)控制*按鈕切換工作原理：連續(xù)控制：按下按鈕SB1點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕SB3FU1KMM3～FRQL1L3L2主電路FU2SB1KMKMFRSB2SB3控制電路（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6b的線路採(cǎi)用複合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制。*採(cǎi)用複合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制*中間繼電器KA控制工作原理：連續(xù)控制：按下按鈕SB3點(diǎn)動(dòng)控制：按下按鈕SB2（三）點(diǎn)動(dòng)和長(zhǎng)動(dòng)混合控制圖2-6c的線路採(cǎi)用中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)控制。*採(cǎi)用中間繼電器KA實(shí)現(xiàn)控制*以下控制電路能否實(shí)現(xiàn)即能點(diǎn)動(dòng)、又能連續(xù)運(yùn)行

思考不能點(diǎn)動(dòng)！KMSB1KMSB2FRSB*概述：在實(shí)際應(yīng)用中，往往要求生產(chǎn)機(jī)械改變運(yùn)動(dòng)方向，如工作臺(tái)前進(jìn)、後退；電梯的上升、下降等，這就要求電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)：對(duì)於三相非同步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可通過(guò)兩個(gè)接觸器來(lái)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源相序來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、可逆旋轉(zhuǎn)（正反轉(zhuǎn)）控制線路電路形式:電動(dòng)機(jī)原理：改變電動(dòng)機(jī)三相電源的相序，可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向按鈕、接觸器控制位置控制*按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）主電路：KM2FU1KM1M3～FRQL1L3L2主電路控制電路：控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕工作原理：基本控制電路缺點(diǎn)：*控制電路：工作原理：接觸器聯(lián)鎖控制聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖(電氣互鎖)按鈕聯(lián)鎖(機(jī)械互鎖)控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接觸器聯(lián)鎖新名詞：電氣互鎖按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)：工作安全可靠缺點(diǎn)：操作不便*正反轉(zhuǎn)（電氣互鎖控制）*按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：按鈕聯(lián)鎖控制操作方便控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺點(diǎn)：易產(chǎn)生故障聯(lián)鎖接觸器聯(lián)鎖(電氣互鎖)按鈕聯(lián)鎖(機(jī)械互鎖)新名詞：機(jī)械互鎖*按鈕、接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路（續(xù)）控制電路：工作原理：優(yōu)點(diǎn)：接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖控制安全可靠，操作方便FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制電路圖*正反轉(zhuǎn)（電氣機(jī)械互鎖控制)演示*a） b） c） 作業(yè)：分析下列a、b、c控制工作過(guò)程？解：圖a、b、c是電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路

a)無(wú)互鎖控制電路

b)具有電氣互鎖的控制電路

c)具有複合互鎖的控制電路（完美）*正反轉(zhuǎn)（行程開(kāi)關(guān)控制）*三、三相非同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制線路

1.雙速電機(jī)控制（按鈕控制）*2.雙速電機(jī)控制（開(kāi)關(guān)控制）*四、三相非同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路原因：三相非同步電動(dòng)機(jī)從切除電源到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由於慣性的關(guān)係，總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這往往不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械工藝的要求。如萬(wàn)能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位，要求電動(dòng)機(jī)能迅速停車，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。方法：制動(dòng)方法一般有兩大類

1.機(jī)械制動(dòng)

2.電氣制動(dòng)

①反接制動(dòng)

②能耗制動(dòng)*反接制動(dòng)控制線路*例1：如果圖10-17的控制電路接成如圖所示的那樣，會(huì)有什麼後果？*解：圖（a）電路中，KM的輔助常開(kāi)觸頭不僅鎖住了SB2，而且也鎖住了SB1。因此，在按下SB2使接觸器KM線圈通電，其常開(kāi)觸頭KM實(shí)現(xiàn)自鎖作用後，再按下SB1時(shí)，線圈KM不會(huì)斷電，即起動(dòng)電動(dòng)機(jī)後就無(wú)法用按鈕SB1使它停轉(zhuǎn)，停止按鈕SB1失去了作用。圖（c）電路中，接觸器KM的常開(kāi)觸頭與線圈並聯(lián)，按下SB2時(shí)接觸器線圈通電，其常開(kāi)觸頭閉合，造成短路，會(huì)燒斷熔斷器中的熔體。圖（d）電路中，用一個(gè)按鈕SB1的常開(kāi)和常閉兩個(gè)觸頭替代原電路中的起動(dòng)和停止兩個(gè)按鈕。當(dāng)按下按鈕SB1時(shí)，由於按鈕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通常是常閉觸頭先斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭後閉合，因此無(wú)法使接觸器線圈通電，電動(dòng)機(jī)也就無(wú)法起動(dòng)。*例2：如圖所示的電路中用了兩個(gè)起動(dòng)按鈕SB2和SB3，試分析說(shuō)明這個(gè)電路的工作原理。*解：電路中兩個(gè)起動(dòng)按鈕是有區(qū)別的。SB3是常開(kāi)常閉組合按鈕，它的常閉觸頭串聯(lián)在自鎖電路中，因此在按下SB3時(shí)，先切斷自鎖電路，使接觸器KM不能自鎖，故SB3只能起點(diǎn)動(dòng)控制作用。而SB2則是普通的起動(dòng)按鈕，在按下SB2時(shí)，自鎖電路能起作用。由此可見(jiàn)，本電路是既可點(diǎn)動(dòng)又可使電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行的控制電路。*二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）點(diǎn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：不接KM的自鎖觸點(diǎn)，按SB2。（2）直接啟動(dòng)及停車試驗(yàn)：接上KM的自鎖觸點(diǎn)，啟動(dòng)按SB2，停車按SB1。（3）欠壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)後，拉開(kāi)實(shí)驗(yàn)裝置上的三相開(kāi)關(guān)QS，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，然後重新合上實(shí)驗(yàn)裝置上的三相開(kāi)關(guān)QS，不按SB2按鈕，觀察電動(dòng)機(jī)是否會(huì)自行啟動(dòng)。（4）電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)：拉開(kāi)實(shí)驗(yàn)裝置上的三相開(kāi)關(guān)QS，將電動(dòng)機(jī)定子繞組的三根電源線中任意兩根的一頭對(duì)調(diào)，再合上實(shí)驗(yàn)裝置上的三相開(kāi)關(guān)QS，重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)是否改變了轉(zhuǎn)向。**五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容1．畫(huà)出實(shí)驗(yàn)步驟中的線路圖。2．寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的操作步驟。3．寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)心得。六、思考題1．線路是如何實(shí)現(xiàn)電氣互鎖的？2．主回路只串聯(lián)兩只發(fā)熱元件？以星行連接的負(fù)載為例，沒(méi)有串聯(lián)發(fā)熱元件的一項(xiàng)發(fā)生超載時(shí)，是否也能得到保護(hù)？3．熱繼電器是否也能起到短路保護(hù)？4．零壓保護(hù)是如何實(shí)現(xiàn)的？5．若在實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障，畫(huà)出故障線路，分析故障原因。*2-1某機(jī)床的電動(dòng)機(jī)為J02-42-4型，額定功率5.5kW，電壓為380V，電流為12.5A，起動(dòng)電流為額定電流的7倍，現(xiàn)用按鈕進(jìn)行起停控制，要有短路保護(hù)和超載保護(hù)，試選用哪種型號(hào)的接觸器、按鈕、熔斷器、熱繼電器和開(kāi)關(guān)?2-2試采用按鈕、刀開(kāi)關(guān)、接觸器和中間繼電器，畫(huà)出非同步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)遠(yuǎn)行的混合控制線路。2-3電器控制線路常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有哪些；各採(cǎi)用什麼電器元件？習(xí)題與思考題*PLC原理及應(yīng)用第3講

講解內(nèi)容：3典型電氣控制系統(tǒng)分析

3.1典型電氣控制線路

學(xué)習(xí)說(shuō)明：本講主要學(xué)習(xí)典型控制線路的設(shè)計(jì)與分析。重點(diǎn)掌握：起保?？刂凭€路、多地點(diǎn)控制線路；三相非同步電動(dòng)機(jī)按順序工作的連鎖控制線路；起動(dòng)控制電路：如星形—三角形降壓?jiǎn)?dòng)線路；制動(dòng)控制線路：如三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路；工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制線路。

*3典型電氣控制系統(tǒng)分析

3.1典型電氣控制線路

實(shí)現(xiàn)：從人身安全和自動(dòng)控制的需要出發(fā)採(cǎi)用刀開(kāi)關(guān)（或組合開(kāi)關(guān)）直接控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止是根本不可行的。在生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起?？刂?，是採(cǎi)用一個(gè)接觸器和兩個(gè)按鈕實(shí)現(xiàn)的。組成：按鈕、接觸器和電動(dòng)機(jī)。作用：兩個(gè)按鈕分別對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行導(dǎo)通切換和關(guān)斷切換，接觸器使電動(dòng)機(jī)和電源接通且負(fù)責(zé)接通狀態(tài)的保持，見(jiàn)圖3-1和圖3-2。一、起保?？刂凭€路（基礎(chǔ)）*圖3-1電磁式接觸器及其電動(dòng)機(jī)起保停控制線路示意圖*圖3-2簡(jiǎn)單的起、保、停電氣控制線路*簡(jiǎn)單的起、保、停電氣控制線路演示*二、電動(dòng)機(jī)多地點(diǎn)控制線路（例：三地控制的線路）*三地控制的線路演示*1.主電路實(shí)現(xiàn)順序控制2.控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制

要求幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)或停止按一定的先後順序來(lái)完成的控制方式三、順序、連鎖控制線路順序啟動(dòng)同時(shí)停止控制順序啟動(dòng)逆序停止控制例如機(jī)床中要求潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)起動(dòng)後，主軸電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)*＃1電機(jī)M1控制要求：

1.M1(油泵)起動(dòng)後，M2(主軸電機(jī))才能起動(dòng)

2.M2可單獨(dú)停＃2電機(jī)M2順序、連鎖控制*主電路實(shí)現(xiàn)順序控制*控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制（1）：兩電機(jī)只保證起動(dòng)的先後順序，沒(méi)有延時(shí)要求。

FUKM2FR2ABCFUM3~ABCKM1FR1M3~主電路控制電路KM2SB3SB4FR2KM2KM1SB1SB2FR1KM1KM1*控制電路實(shí)現(xiàn)順序控制(2)：M1起動(dòng)後，M2延時(shí)起動(dòng)。SB2

KM1

KT

KM2

延時(shí)

KM2

M1起動(dòng)KT

M2起動(dòng)主電路同前控制電路KTKM2FRKM1SB1SB2KM1KM2KTKM2*順序啟動(dòng)同時(shí)停止控制或M2單獨(dú)停止特點(diǎn):電氣原理圖：FU1KM1M13～FR1QL1L3L2KM2M23～FR2主電路控制電路KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1*

順序控制演示*順序啟動(dòng)逆序停止控制FU1KM1M3～FR1QL1L3L2KM2M3～FR2KM2FU2FRSB3FRKM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2電氣原理圖：特點(diǎn):主電路控制電路*四、起動(dòng)控制電路

（一）籠型非同步電動(dòng)機(jī)手動(dòng)開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)控制線路對(duì)容量較小，並且工作要求簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)，如小型臺(tái)鑽、砂輪機(jī)、冷卻泵的電動(dòng)機(jī)，可用手動(dòng)開(kāi)關(guān)在動(dòng)力電路中接通電源直接起動(dòng)。*

一般中小型機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)採(cǎi)用接觸器直接起動(dòng)用接觸器直接起動(dòng)控制線路圖*（二）籠型非同步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制線路原因：容量大於10kW的籠型非同步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)衝擊電流為額定值的4～7倍，故一般均需採(cǎi)用相應(yīng)措施降低電壓，即減小與電壓成正比的電樞電流，從而在電路中不至於產(chǎn)生過(guò)大的電壓降。方法：常用的降壓起動(dòng)方式有定子電路串電阻降壓起動(dòng)、星形—三角形(Y-△)降壓起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。降壓原理：丫一?形的降壓起動(dòng)方法是，起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組結(jié)成丫形，這時(shí)加在電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓為電源電壓額定值的1/3，而其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為?形連接直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的1/3。起動(dòng)電流降為?形連接直接起動(dòng)電流的1／3，作用:減小了起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。優(yōu)點(diǎn)：在於星形起動(dòng)電流只是原來(lái)三角形接法的1/3，起動(dòng)電流特性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低。缺點(diǎn)：是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為原來(lái)三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差，因而本線路適用於電網(wǎng)電壓380V，額定電壓660V/380V，Y／?接法的電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。*圖3-7星形—三角形降壓起動(dòng)控制電路*星形—三角形降壓起動(dòng)控制電路演示*(三)定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路(1)*(三)定子串電阻降壓起動(dòng)控制電路(2)*原因：三相非同步電動(dòng)機(jī)從切除電源到完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由於慣性的關(guān)係，總要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這往往不能適應(yīng)某些生產(chǎn)機(jī)械工藝的要求。如萬(wàn)能銑床、臥式鏜床、電梯等，為提高生產(chǎn)效率及準(zhǔn)確停位，要求電動(dòng)機(jī)能迅速停車，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)控制。五、制動(dòng)控制電路方法：制動(dòng)方法一般有兩大類

1.機(jī)械制動(dòng)

2.電氣制動(dòng)

①反接制動(dòng)

②能耗制動(dòng)*工作原理：改變非同步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序，使定子繞組產(chǎn)生方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。反接制動(dòng)要求在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)及時(shí)切斷反相序的電源，以防止電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)。（一）反接制動(dòng)控制線路工作過(guò)程：當(dāng)想要停車時(shí)，首先將三相電源切換，然後當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，再將三相電源切除?？刂凭€路就是要實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。注意：電動(dòng)機(jī)正在正方向運(yùn)行時(shí)，如果把電源反接，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將由正轉(zhuǎn)急速下降到零。如果反接電源不及時(shí)切除，則電動(dòng)機(jī)又要從零速反向起動(dòng)運(yùn)行。如圖3-10(a)、圖3-10(b)所示為反接制動(dòng)的控制線路。*（a）（b）圖3-10反接制動(dòng)控制線路

*圖3-10(a)圖有這樣一個(gè)問(wèn)題：在停車期間，如果為了調(diào)整工件，需要用手轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床主軸時(shí)，速度繼電器的轉(zhuǎn)子也將隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2通電動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)接通電源發(fā)生制動(dòng)作用，不利於調(diào)整工作。存在問(wèn)題與解決方案圖3-10(b)圖的反接制動(dòng)線路解決了這個(gè)問(wèn)題：控制線路中停止按鈕使用了複合按鈕SB1，並在其常開(kāi)觸點(diǎn)上並聯(lián)了KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)，使KM2能自鎖。這樣在用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，雖然KS的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，但只要不按複合按鈕SB1，KM2就不會(huì)通電，電動(dòng)機(jī)也就不會(huì)反接於電源，只有按下SB1，KM2才能通電，制動(dòng)電路才能接通。注意：因電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)電流很大，故在主回路中串入電阻R，可防止制動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱。*反接制動(dòng)控制線路演示*能耗制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨電動(dòng)機(jī)的慣性轉(zhuǎn)速下降而減小，因而制動(dòng)平穩(wěn)。這種制動(dòng)方法將轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子的制動(dòng)上，所以稱為能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小與通入直流電流的大小與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n有關(guān)，同樣轉(zhuǎn)速，電流大，制動(dòng)作用強(qiáng)。一般接入的直流電流為電動(dòng)機(jī)空載電流的3~5倍，過(guò)大會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)的定子繞組。電路採(cǎi)用在直流電源回路中串接可調(diào)電阻的方法，調(diào)節(jié)制動(dòng)電流的大小。工作原理：

在三相電動(dòng)機(jī)停車切斷三相交流電源的同時(shí)，將一直流電源引入定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由於慣性仍沿原方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)子在靜止磁場(chǎng)中切割磁力線，產(chǎn)生一個(gè)與慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的制動(dòng)。設(shè)計(jì)方案：1.單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

①按時(shí)間原則控制線路；

②按速度原則控制線路。

2.可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

3.單管能耗制動(dòng)控制線路（二）能耗制動(dòng)控制線路*1.單向運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路

(1)按時(shí)間原則控制線路。*(2)按速度原則控制線路。*單向能耗制動(dòng)線路演示*能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)比較

反接制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電流很大，因此制動(dòng)力矩大，制動(dòng)效果顯著，但在制動(dòng)時(shí)有衝擊，制動(dòng)不平穩(wěn)且能量消耗大。能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)相比，制動(dòng)平穩(wěn)，準(zhǔn)確，能量消耗少，但制動(dòng)力矩較弱，特別在低速時(shí)制動(dòng)效果差，並且還需提供直流電源。

在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的工作要求選用合適的制動(dòng)方法。*六、行程控制實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制線路分析：（一）工作：1.合刀開(kāi)關(guān)QS；2.按下啟動(dòng)按鈕SB1；接觸器線圈KM1上電，進(jìn)給，到SQ1切換狀態(tài)，KM2得電，KM1失電複位；返回，到SQ2切換，循環(huán)往復(fù)。（二）保護(hù)：1.短路保護(hù)FU；2.超載保護(hù)FR；3.自鎖、互鎖保護(hù)；4.PE接地保護(hù)；5.欠壓保護(hù)（接觸器）。*行程控制實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)控制線路*行程、時(shí)間控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭滑臺(tái)鑽孔加工自動(dòng)迴圈電器控制線路

分析：（一）工作：1.合刀開(kāi)關(guān)QS；2.按下啟動(dòng)按鈕SB1；接觸器線圈KM1上電，進(jìn)給加工開(kāi)始，到SQ2切換狀態(tài)，時(shí)間繼電器KT得電延時(shí)開(kāi)始即進(jìn)行無(wú)進(jìn)給切削；同時(shí)KM1失電複位；KT時(shí)間到觸點(diǎn)切換，KM2得電，返回，到SQ1切換，KM2失電，釋放;KM1得電,重複前面的過(guò)程.（二）保護(hù)：1.短路保護(hù)FU；2.超載保護(hù)FR；3.自鎖、互鎖保護(hù)；4.PE接地保護(hù)；5.欠壓保護(hù)（接觸器）。*行程、時(shí)間控制實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭滑臺(tái)鑽孔加工的電器控制線路

(對(duì)前面進(jìn)行改造)分析：（一）工作：1.合刀開(kāi)關(guān)QS；2.按下啟動(dòng)按鈕SB1；接觸器線圈KM1上電，進(jìn)給加工開(kāi)始，到SQ2切換狀態(tài)，時(shí)間繼電器KT得電延時(shí)開(kāi)始即進(jìn)行無(wú)進(jìn)給切削；同時(shí)KM1失電複位；KT時(shí)間到觸點(diǎn)切換，KM2得電，返回，到SQ1切換，KM2失電，釋放。（二）保護(hù)：1.短路保護(hù)FU；2.超載保護(hù)FR；3.自鎖、互鎖保護(hù)；4.PE接地保護(hù)；5.欠壓保護(hù)（接觸器）。*補(bǔ)充：電流控制橫樑自動(dòng)夾緊的線路在龍門刨床上裝有橫樑機(jī)構(gòu)，刀架裝在橫樑上，隨加工件大小不同橫樑需要沿立柱上下移動(dòng)，在加工過(guò)程中，橫粱又需要保證夾緊在立柱上不允許鬆動(dòng)。橫樑升降電動(dòng)機(jī)安裝在龍門項(xiàng)上，通過(guò)渦輪傳動(dòng)，使立柱上的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)螺母使橫樑上下移動(dòng)。橫樑的夾緊與放鬆由夾緊電動(dòng)機(jī)完成。橫粱夾緊電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)夾緊螺桿，通過(guò)杠桿作用使壓塊將橫樑夾緊或放鬆。*橫粱夾緊裝置示意圖*橫樑的狀態(tài)：橫樑在靜止時(shí)，是被機(jī)械杠桿機(jī)構(gòu)央緊在龍門刨床的立柱上的，要求橫樑運(yùn)動(dòng)時(shí)必須首先放鬆橫樑。而在橫樑運(yùn)動(dòng)結(jié)束後，自動(dòng)夾緊在立柱上。反映橫樑放鬆的參量：採(cǎi)用行程開(kāi)關(guān)SQ來(lái)檢測(cè)和控制。反映橫樑夾緊程度的參量：用夾緊電動(dòng)機(jī)的電流來(lái)反映夾緊力的大小，因?yàn)楫a(chǎn)生夾緊力後，夾緊力要增大，電流也增大，電流參量反映橫樑夾緊程度，我們使用電流繼電器來(lái)檢測(cè)夾緊電動(dòng)機(jī)的電流值，當(dāng)電流到達(dá)預(yù)定值時(shí)，標(biāo)誌夾緊到位，電流繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作，切換電路，夾緊停止，達(dá)到控制目的。*橫粱自動(dòng)夾緊控制線路*橫粱自動(dòng)夾緊控制工作分析：按橫樑運(yùn)動(dòng)按鈕SBl後（橫樑運(yùn)行電動(dòng)機(jī)和控制線路末畫(huà)出），中間繼電器K通電，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)械杠桿機(jī)構(gòu)使橫樑放鬆，放鬆一定程度後行程開(kāi)關(guān)SQ按壓合，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，KM2釋放，橫樑放鬆完畢。SQ常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，為橫粱夾緊作準(zhǔn)備。當(dāng)不用要橫樑運(yùn)動(dòng)時(shí)，可鬆開(kāi)按鈕SBl，中間繼電器K釋放，其常閉觸點(diǎn)閉合，接觸器KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，開(kāi)始夾緊。此時(shí)行程開(kāi)關(guān)SQ釋放，但KM1通過(guò)中間繼電器K及自鎖觸點(diǎn)仍然通電，繼續(xù)夾緊。隨著夾緊電動(dòng)機(jī)電流越來(lái)越大，大到一定值時(shí)，電流繼電器KA動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，KM1失電，夾緊停止。*分析下列a、b、c控制工作過(guò)程？圖2-7兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制線路圖2-7a所示控制線路的特點(diǎn)是：KM2的線圈接在KM1自鎖觸頭後面，這就保證了M1起動(dòng)後，M2才能起動(dòng)的順序控制要求。圖2-7b所示控制電路的特點(diǎn)是：在KM2的線圈回路中串接了KM1的常開(kāi)觸頭。顯然，KM1不吸合，即使按下SB2，KM2也不能吸合，這就保證了只有M1電機(jī)起動(dòng)後，M2電機(jī)才能起動(dòng)。停止按鈕SB3控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停止，停止按鈕SB4控制M2電動(dòng)機(jī)的單獨(dú)停止。圖2-7c所示控制電路的特點(diǎn)：在圖2-7b中的SB3按鈕兩端並聯(lián)了KM2的常開(kāi)觸頭，從而實(shí)現(xiàn)了M1起動(dòng)後，M2才能起動(dòng)，而M2停止後，M1才能停止的控制要求，即M1、M2是順序起動(dòng)，逆序停止。*習(xí)題與思考題3-1如何決定籠型非同步電動(dòng)機(jī)是否可採(cǎi)用直接起動(dòng)法？3-2長(zhǎng)動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)的區(qū)別是什麼？3-3籠型非同步電動(dòng)機(jī)是如何改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向的？3-4什麼叫能耗制動(dòng)？什麼叫反接制動(dòng)？各有什麼特點(diǎn)及適用場(chǎng)合？3-5什麼是自鎖？什麼是互鎖？試舉例說(shuō)明各自的作用。3-6畫(huà)出帶有熱繼電器超載保護(hù)的籠型非同步電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制線路。3-7畫(huà)出具有雙重互鎖的非同步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路。3-8某三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，要求起動(dòng)電流不能過(guò)大，制動(dòng)時(shí)要快速停車。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，並要求有必要的保護(hù)。3-9某三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)可正反轉(zhuǎn)，要求降壓起動(dòng)，快速停車。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路，並要求有必要的保護(hù)。3-10星形—三角形降壓起動(dòng)方法有什麼特點(diǎn)並說(shuō)明其使用場(chǎng)合？*3-11試設(shè)計(jì)一個(gè)採(cǎi)取兩地操作的點(diǎn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電路圖。3-12試設(shè)計(jì)一控制電路，要求：按下按鈕SB，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)；鬆開(kāi)SB，M反轉(zhuǎn)，1min後M自動(dòng)停止，畫(huà)出其控制線路。3-13試設(shè)計(jì)兩臺(tái)籠型電動(dòng)機(jī)M1、M2的順序起動(dòng)停止的控制線路。(1)M1、M2能順序起動(dòng)，並能同時(shí)或分別停止。(2)M1起動(dòng)後M2起動(dòng)，M1可點(diǎn)動(dòng)，M2可單獨(dú)停止。3-14設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)10s以後，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)。運(yùn)行5s後，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止，同時(shí)第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)；運(yùn)行15s後，全部電動(dòng)機(jī)停止。3-15設(shè)計(jì)一控制電路，控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，要求：(1)可正反轉(zhuǎn)；(2)兩處起停控制；(3)可反接制動(dòng)；(4)有短路和超載保護(hù)。*3-16某機(jī)床主軸由一臺(tái)三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，潤(rùn)滑油泵由另一臺(tái)三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，均採(cǎi)用直接起動(dòng)，要求是：(1)主軸必須在潤(rùn)滑油泵起動(dòng)後，才能起動(dòng)；(2)主軸為正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，為調(diào)試方便，要求能正、反向點(diǎn)動(dòng)；(3)主軸停止後，才允許潤(rùn)滑油泵停止；(4)具有必要的電氣保護(hù)。試設(shè)計(jì)主電路和控制電路。3-17M1和M2均為三相籠型非同步電動(dòng)機(jī)，可直接起動(dòng)，按下列要求設(shè)計(jì)主電路和控制電路：(1)M1先起動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間後，M2自行起動(dòng)；(2)M2起動(dòng)後，M1立即停車；(3)M2可單獨(dú)停車；(4)M1和M2均能點(diǎn)動(dòng)。3-18現(xiàn)有一雙速電動(dòng)機(jī)，試按下述要求設(shè)計(jì)控制線路：(1)分別用兩個(gè)按鈕操作電動(dòng)機(jī)的高速起動(dòng)和低速起動(dòng)，用一個(gè)總停按鈕操作電動(dòng)機(jī)的停止；(2)起動(dòng)高速時(shí)，應(yīng)先接成低速然後經(jīng)延時(shí)後再換接到高速；(3)應(yīng)有短路保護(hù)和超載保護(hù)。*PLC原理及應(yīng)用第4講

講解內(nèi)容：4可編程序控制器基礎(chǔ)

4.1PLC的由來(lái)

4.2PLC的功能、特點(diǎn)與分類

4.3PLC的應(yīng)用狀況和發(fā)展趨勢(shì)

學(xué)習(xí)說(shuō)明：本講是學(xué)習(xí)PLC的基礎(chǔ)知識(shí)。重點(diǎn)掌握：PLC的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)、功能、使用方法及PLC的應(yīng)用狀況和發(fā)展趨勢(shì)。

*什麼是PLC？4可編程序控制器的基礎(chǔ)是一種工業(yè)控制裝置是在電器控制技術(shù)和電腦技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，並逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動(dòng)化技術(shù)、電腦技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法:中文名稱為可編程控制器；英文名稱為ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱PLC。*?繼電器控制系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)

(主要是線路複雜)：1.繼電器控制線路是接線開(kāi)關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)控制的程式就線上路接法的本身，線路一旦確定，難以調(diào)整和更改，不能適應(yīng)當(dāng)前快速的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品更新的要求。2.輸出回應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，不能適應(yīng)生產(chǎn)自動(dòng)化程度不斷提高的要求。3.控制要求複雜時(shí)，繼電器控制系統(tǒng)將變得十分龐大笨重，難以實(shí)現(xiàn)。因此隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诓粩嗵角笾鴮?shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量控制的新途徑。4.1PLC的由來(lái)一、產(chǎn)生*?PLC控制系統(tǒng)比電氣控制系統(tǒng)好得多①控制方法上：硬：軟②工作方式上：

並行工作方式：串行工作方式③控制速度上：

速度慢：快

④定時(shí)和計(jì)數(shù)控制上：

精度低：高

⑤可靠性和可維護(hù)性上：可靠性低：高*1968年美國(guó)通用汽車公司GM：適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新；生產(chǎn)工藝不斷變化的需要；小批量、多品種生產(chǎn)。盡可能減少重新設(shè)計(jì)；盡可能減少更換繼電器控制系統(tǒng)及接線；降低成本，縮短週期。PLC產(chǎn)生的背景*1968年，GM公司提出十項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)——招標(biāo)：編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程式；維護(hù)方便，採(cǎi)用插件式結(jié)構(gòu)；可靠性高於繼電器控制櫃；體積小於繼電器控制櫃；成本可與繼電器控制櫃競(jìng)爭(zhēng)；可將數(shù)據(jù)直接送入電腦；可直接使用115V交流輸入電壓；輸出採(cǎi)用115V交流電壓，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器等；通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便;能存儲(chǔ)程式，記憶體容量可以擴(kuò)展到4KB。*這次招標(biāo)引起了工業(yè)界的密切注視，吸引了不少大公司前來(lái)投標(biāo)，最後DEC公司(美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司)一舉中標(biāo)，並於1969年研製成功第一臺(tái)PC，當(dāng)時(shí)命名為PC(ProgrammableController)。這臺(tái)PLC投運(yùn)到汽車生產(chǎn)線後，取得了極為滿意的效果，引發(fā)了效仿的熱潮，從此PLC技術(shù)得以迅猛的發(fā)展。*

嚴(yán)格地講，至今對(duì)PLC沒(méi)有最終的定義。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）1985年在可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案（第二稿）中作了如下的定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它採(cǎi)用可編程序的記憶體，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，並通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備都應(yīng)按易於使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易於擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！?/p>

美國(guó)電氣製造協(xié)會(huì)（NEMA）1987年作的定義如下：“它是一種帶有指令記憶體、數(shù)字或模擬I/O介面，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用於控制機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置?！?/p>

IEC(國(guó)際電工委員會(huì))在標(biāo)準(zhǔn)草案中，將這種裝置定義為可編程序控制器(ProgrammableController)，簡(jiǎn)稱PC。為了避免同個(gè)人電腦混淆，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC（ProgrammableLogicController）。二、定義*①可編程控制器與微機(jī)的比較學(xué)習(xí)難易程度不同

PLC繼承了繼電器系統(tǒng)的基本格式和習(xí)慣，對(duì)於有繼電器控制經(jīng)驗(yàn)的人，學(xué)習(xí)起來(lái)容易。微機(jī)需要更多的知識(shí)儲(chǔ)備。通用性不同

PLC一般是由電氣控制器的製造廠家研製生產(chǎn)，各廠家的產(chǎn)品不通用。微機(jī)是由通用電腦推廣應(yīng)用發(fā)展起來(lái)的，標(biāo)準(zhǔn)化程式高，相容性強(qiáng)。運(yùn)行方式不同

PLC不能直接使用微機(jī)的許多軟體。PLC一般具有模組結(jié)構(gòu)，可針對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行組合和擴(kuò)展。微機(jī)可使用通用微機(jī)的各種編程語(yǔ)言，對(duì)要求快速，即時(shí)性強(qiáng)、模型複雜的工業(yè)對(duì)象的控制佔(zhàn)有優(yōu)勢(shì)，但它要求使用者具有一定電腦專業(yè)知識(shí)。相同點(diǎn)：PLC和微機(jī)都是專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的，都具有很高的可靠性。三、關(guān)於PLC的幾個(gè)比較*②可編程控制與繼電接觸器控制的比較◆控制邏輯不同

PLC為“軟接線”技術(shù)，繼電為硬接線邏輯。◆控制邏輯方面

PLC：同一個(gè)器件的線圈和它的各觸點(diǎn)動(dòng)作不同時(shí)發(fā)生。繼電：同一繼電器的所有觸點(diǎn)與線圈通電或斷電同時(shí)發(fā)生◆控制速度

PLC：速度極快；繼電：速度慢◆定時(shí)/計(jì)數(shù)

PLC定時(shí)精度高，範(fàn)圍大，有計(jì)數(shù)功能，繼電：定時(shí)精度不高，範(fàn)圍小，無(wú)計(jì)數(shù)功能◆設(shè)計(jì)與施工

PLC：現(xiàn)場(chǎng)施工與程式設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，週期短，調(diào)試和維修方便。繼電：設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，週期長(zhǎng)，而且修改困難◆可靠性和維護(hù)性

PLC連線少，使用方便，並具有自診斷作用等◆價(jià)格

PLC：貴（長(zhǎng)遠(yuǎn)利益）繼電：便宜（短期利益）*③繼電-接觸器控制與PLC控制原理圖的比較主電路原理圖相同PLC控制原理圖原理圖

繼電-接觸器控制原理圖

*繼電-接觸器控制線路PLC控制線路（梯形圖）④繼電-接觸器控制與PLC控制控制圖的比較*⑤繼電-接觸器控制與PLC控制實(shí)際控制的比較

繼電-接觸器控制直接控制（起保停）*⑤繼電-接觸器控制與PLC控制實(shí)際控制的比較

PLC控制連續(xù)控制（起保停）*⑤繼電-接觸器控制與PLC控制實(shí)際控制的比較繼電-接觸器控制正反轉(zhuǎn)控制電路*⑤繼電-接觸器控制與PLC控制實(shí)際控制的比較PLC控制正反轉(zhuǎn)控制電路*點(diǎn)數(shù)(I/OPoints)：指能夠輸入/輸出開(kāi)關(guān)量、模擬量的總個(gè)數(shù)。一般是4或8的倍數(shù)。四、常用術(shù)語(yǔ)掃描週期：是指PLC執(zhí)行系統(tǒng)監(jiān)控程序、用戶程式、I/O刷新一次所用的時(shí)間。它直接反映PLC的回應(yīng)速度，因此是PLC的重要指標(biāo)之一，其單位是ms/kw(kb)。梯形圖：梯形圖是PLC用戶編程時(shí)最常用的一種圖形編程方法，是表示I/O點(diǎn)之間邏輯關(guān)係的一種圖。它實(shí)質(zhì)上是變相的繼電器控制邏輯圖，形式和規(guī)範(fàn)非常相似，其目的是為了讓工廠技術(shù)人員不必懂電腦，就可使用(設(shè)計(jì)、閱讀)它。*4.2PLC的功能、特點(diǎn)與分類

一、主要功能1.開(kāi)關(guān)邏輯和順序控制這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。2.模擬控制（A/D和D/A控制）

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，許多連續(xù)變化的需要進(jìn)行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬於模擬量。過(guò)去，PLC長(zhǎng)於邏輯運(yùn)算控制，對(duì)於模擬量的控制主要靠?jī)x錶或分佈式控制系統(tǒng)，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便。3.定時(shí)/計(jì)數(shù)控制

PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。對(duì)於定時(shí)器，定時(shí)間隔可以由用戶加以設(shè)定；對(duì)於計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。*4.步進(jìn)控制

PLC為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進(jìn)控制功能。5.運(yùn)動(dòng)控制

在機(jī)械加工行業(yè)，可編程序控制器與電腦數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。6.數(shù)據(jù)處理大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示列印等操作，有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。7.通信聯(lián)網(wǎng)

PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位電腦以及其他智能設(shè)備之間能夠交換資訊，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。*二、可編程控制器的特點(diǎn)編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高通用性強(qiáng)，控制程式可變硬體配套齊全．用戶使用方便。（適應(yīng)性強(qiáng)）可靠性高。（抗干擾能力強(qiáng)：硬體、軟體）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少維護(hù)工作量小，維修方便體積小，能耗低成本低，水準(zhǔn)高*可編程序控制器採(cǎi)取了一系列硬體和軟體抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用於有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。硬體抗干擾措施：（1）常規(guī)手段：選用優(yōu)質(zhì)元器件，設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)施加固使其易於抗衝擊，印製板的設(shè)計(jì)加工和焊接工藝嚴(yán)格規(guī)範(fàn)。（2）隔離：所有I/O電路一律採(cǎi)用光電器件進(jìn)行隔離，使內(nèi)外無(wú)電氣回路的聯(lián)接點(diǎn)(電浮空)，這樣可以抗電干擾。（3）濾波：對(duì)供電系統(tǒng)及輸入回路採(cǎi)用模擬量濾波(如LC、π型濾波網(wǎng)路)，再加上數(shù)字濾波，以消除或抑制高頻干擾。（4）遮罩：採(cǎi)用導(dǎo)電、導(dǎo)磁性能良好的材料進(jìn)行遮罩，以防電磁波輻射的干擾。（5）增強(qiáng)電源的適應(yīng)性：PLC的供電系統(tǒng)(內(nèi)部為DC)採(cǎi)用開(kāi)關(guān)電源，並用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)電網(wǎng)電壓較寬範(fàn)圍的波動(dòng)。（6）採(cǎi)用模組式結(jié)構(gòu)：一旦某模組有故障，能迅速更換，使系統(tǒng)停用時(shí)間減到最低程度。*軟體抗干擾措施：（1）設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT(看門狗)：PLC在正常的運(yùn)行程式中對(duì)WDT定時(shí)複位，若超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間，WDT會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，並強(qiáng)制系統(tǒng)CPU複位，使之走入正常的運(yùn)行程式。（2）系統(tǒng)軟體對(duì)用戶軟體自動(dòng)進(jìn)行檢查：能對(duì)用戶程式進(jìn)行查錯(cuò)、報(bào)錯(cuò)，使用戶程式無(wú)語(yǔ)法、結(jié)構(gòu)性錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的程式或參數(shù)得不到運(yùn)行。（3）掉電保護(hù)：對(duì)RAM區(qū)用後備電池或蓄能電容，掉電時(shí)使RAM繼續(xù)有電，保證用戶程式運(yùn)行的狀態(tài)資訊和中間數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。（4）自檢：系統(tǒng)程式中有對(duì)CPU及週邊器件自動(dòng)檢測(cè)的功能，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。*按I/O點(diǎn)數(shù)分小型PLC

I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC

（其中I/O點(diǎn)數(shù)小於64點(diǎn)的為超小型或微型PLC）中型PLC

I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上、2048點(diǎn)以下的為中型PLC大型PLC

I/O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC

（其中I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC）三、可編程控制器的類型目前PLC的種類非常多，型號(hào)和規(guī)格也不統(tǒng)一，瞭解PLC的分類有助於PLC的選型和應(yīng)用。*按結(jié)構(gòu)形式分整體式PLC

將電源、CPU、I/O介面等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。模組式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模組，如CPU模組、I/O模組、電源模組（有的含在CPU模組中）以及各種功能模組。緊湊式PLC

還有一些PLC將整體式和模組式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。模組式PLC

將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)的模組，如CPU模組、I/O模組、電源模組（有的含在CPU模組中）以及各種功能模組。緊湊式PLC

還有一些PLC將整體式和模組式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。整體式PLC

將電源、CPU、I/O介面等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低等特點(diǎn)。*按功能分低檔PLC

具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。中檔PLC

具有低檔PLC功能外，增加模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、副程式、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設(shè)中斷、PID控制等功能。

高檔PLC

具有中檔機(jī)功能外，增加帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)運(yùn)算、製錶及表格傳送等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能。

*4.3PLC的應(yīng)用狀況和發(fā)展趨勢(shì)

一、應(yīng)用狀況

PLC自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)30多年的發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家(如美、日、德等)已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一，生產(chǎn)廠家不斷湧現(xiàn)，PLC的品種多達(dá)幾百種。國(guó)內(nèi)應(yīng)用始於80年代。一些大中型工程專案引進(jìn)的生產(chǎn)流水線上採(cǎi)用了PLC控制系統(tǒng)，使用後取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，從而促進(jìn)了國(guó)內(nèi)PLC的發(fā)展和應(yīng)用。

目前國(guó)內(nèi)PLC的應(yīng)用已取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)和成果，證明了PLC是大有發(fā)展前途的工業(yè)控制裝置，它與DCS、SCADA、電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互集成、互相補(bǔ)充而形成的綜合系統(tǒng)將得到更加廣泛的應(yīng)用。*

我國(guó)PLC的生產(chǎn)廠家主要是80年代湧現(xiàn)出來(lái)的，靠技術(shù)引進(jìn)、轉(zhuǎn)讓、合資等方式進(jìn)行生產(chǎn)，目前約有十幾家表4-1我國(guó)PLC的生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)的PLC型號(hào)（不全）生產(chǎn)廠家PLC型號(hào)生產(chǎn)廠家PLC型號(hào)天津中環(huán)自動(dòng)化儀錶公司DJK-84無(wú)錫華光電子工業(yè)有限公司KCK系列上海東屋電器有限公司CF系列蘇州機(jī)床電器廠CYK系列杭州機(jī)床電器廠DKK、D系列上海電力電子設(shè)備廠KKI-IC大連組合機(jī)床研究所S系列機(jī)械部北京自動(dòng)化所MPC、KB系列上海國(guó)際程式控制公司E、EM、H系列上海工業(yè)自動(dòng)化研究所TCMS-300/D杭州通靈控制電腦公司HZK系列蘇州電子電腦廠YZ系列*日本：立石(OMRON)、三菱、日立、夏普、松下、東芝、富士、安川、橫河、光洋(Koyo)等公司。美國(guó)：AB(AllenBradley)、GM(GouldModicon)、GE(GE-Fanuc)、SquareD、西屋(WestingHouse)、TI儀器(Texas,Instruments德洲儀器)等公司。德國(guó)：西門子（Siemens）、BBC、AEG等公司。法國(guó)：TE(Telemecanique)公司等。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還有韓國(guó)、臺(tái)灣等PLC產(chǎn)品國(guó)內(nèi)流行的PLC多是國(guó)外產(chǎn)品，主要有：*

其中美國(guó)的A-B、GE-Fanuc、Modicon，德國(guó)的西門子(Siemens)，法國(guó)的TE(Telemecanique)，日本的三菱、立石(OMRON)等7家公司，在所有PLC製造廠中佔(zhàn)有主導(dǎo)地位。這7家公司佔(zhàn)有著全世界PLC市場(chǎng)80%以上的份額，他們的系列產(chǎn)品有其技術(shù)廣度和深度，從售價(jià)為100美元左右的微型PLC到有數(shù)千個(gè)I/O點(diǎn)的大型PLC應(yīng)有盡有。

小型PLC日本各廠家佔(zhàn)領(lǐng)的市場(chǎng)份額最大，其結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)也較為突出，故其他國(guó)家小型PLC的結(jié)構(gòu)形式也都向日本看齊。大、中型PLC市場(chǎng)份額的90%一直被美、日、歐三家佔(zhàn)領(lǐng)，具有三足鼎立之勢(shì)，近年來(lái)日本稍有頹勢(shì)。****圖例：ABSLC500*二、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域：

目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械製造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從PLC應(yīng)用類型看，大致可歸納為以下幾個(gè)方面：開(kāi)關(guān)量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制（PID閉環(huán)控制）、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)（構(gòu)成DCS、FCS系統(tǒng)）。

PLC的應(yīng)用範(fàn)圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動(dòng)控制，擴(kuò)展到以下應(yīng)用領(lǐng)域：中小型過(guò)程控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活相關(guān)