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1、一、为什么要学习本课程（,why,）？,一、为什么要学习本课程（,why,）？,一、为什么要学习本课程（,why,）？,一、为什么要学习本课程（,why,）？,电气控制与,PLC,的用途很多，,在国内外已广泛应用于,钢铁、,石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运,输、环保及文化娱乐等,各个行业。比如高铁动车、海港码头,吊车、龙门吊、数控机床等，全自动洗衣机、微波炉、,LED,显示屏控制等等。,套用一段网上常见的广告语：,您还在为了工作而苦苦挣扎吗？,您想把您或他人设计的机械本体变成智能的自动化设备吗？,您想解开工厂那些神奇的自动化设备、生产线的控制之迷吗？,您想拥有一份与,PLC
2、,设计相关、薪水不菲工作吗,?,想在,PLC,设计、电气图纸、电控柜设计等领域有质的飞跃么？,想赢来在您未来光辉的事业吗？,快来学习电气控制与,PLC,吧！,二、本课程主要学习什么（,what,）？,1,、常用低压电器,（,1,）结构,（,2,）工作原理,（,3,）符号,（,4,）选型,2,、电气控制系统的分析与设计,3,、可编程序控制器结构、工作原理与编程,4,、西门子,PLC,的结构及编程设计,5,、,PLC,控制系统的分析设计实例,三、如何学习本课程（,How,）,（,1,）上课认真听讲、做笔记；,（,2,）课下看书复习、独立完成作业；,（,3,）认真做好每一个实验并完成实验报告；,（,
3、4,）注意掌握元件的工作原理、基本结构和技术参数；,（,5,）学习过程中要注意联系相关的知识内容，比如计算机的,知识、自动控制原理的知识和电机原理的知识等；把相关知,识有机地融入到本课程中去。,四、学习本课程应达到的能力（,can do,）,（,1,）正确选用低压电器的能力,（,2,）分析基本电气控制系统的能力,（,3,）具有对简单电气控制系统的设计能力,（,4,）分析可编程控制器的工作原理的能力,（,5,）能根据生产工艺过程和控制要求正确设计,PLC,控制系统的,能力,五、教材及主要参考书推荐,1.,教材,李仁,主编电气控制技术（第,3,版）,机械工业出版社，,2010.,2,参考资料,李道
4、霖,主编电气控制与,PLC,原理及应用（西门子系列）（,第,2,版），电子工业出版社，,2013.5.,王仁祥,编著现代电气控制与,PLC,应用教程，机械工业出版,社，,2012.5.,邓则名,编电器与可编程控制器应用技术，机械工业出版社,，,2008.1.,李英姿,等编低压电器应用技术，机械工业出版社，,2009.8,李仁的书全书共分,5,章，我们主要讲述前,4,章，重点讲述第一、,第二、第四章。,1.1,常用低压电器的作用与分类,1.2,电气控制系统常用低压电器,1.3,国内外低压电器的新进展,什么是电器？什么是电气？它们之间有什么联系与区,别呢？,电器：凡是根据外界,特定的信号和要求,，
5、自动或手动接,通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，实现对电,路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备均称为,电器。,电器就是一种能控制电的工具或设备。,电气：电气是以电能、电气设备和相关技术为手段来创,造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。涵盖电能,的转换、利用和研究三方面，包括基础理论，应用技术，,设施设备等。,一般说来，电器的范围要狭隘一些，而电气则更为宽泛，,与电有关的一切相关事物都可用电气表述,而电器一般是,指保证用电设备与电网接通或关断的开关器件。电器侧,重于个体，是元件和设备，而电气则涉及到整个系统或,者系统集成。电气是广义词,指一种行业，一种专业，不,具体指某种产品。电气
6、也指一种技术，比如电气自动化,专业，包括工厂电气（如变压器，供电线路）、建筑电,气等；电器是具体的物体形象，电气是不可触摸的分类,概念！电气包含电器。,电气,者,外文翻译之词也,盖西方,工业之初,动力机械均由蒸汽轮机驱动,后来则有了电,故,电气,者,开始泛指工业动力者也,然现在也无蒸汽轮机了,故干脆以电气泛指电了。,再来看英文对电气和电器的表述可能更容易理解二者的,联系与区别,电气：,electric electrical,电器：,(electrical)appliance device,那么，什么叫低压电器呢？,低压电器通常指工作在,交流额定电压,1200V,(,也有定义,1000V,的,)
7、,、,直流额定电压,1500V,以下电路中的电气设备。,一般我们都简称低压电器为电器。,电器的种类很多，分类方法也很多。现,将常见的低压电器分类方法归纳示于图,1-1,中。电力拖动自动控制系统中常用的电器,如图,1-2,所示。有关低压电器产品型号编制,办法、产品型号类组代号以及派生字母对,照表等，我们在讲解具体低压电器的时候,再详细介绍。还可以参阅有关手册及产品,说明书。,图,1-1,电器的分类,图,1-2,电力拖动自动控制系统常用电器,1,、,刀开关,(Knife Switch),（,1,）刀开关的作用,不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源,用。,图,1-3,HK,系列瓷底胶盖刀开关,1,胶
8、盖,2,胶盖紧固螺钉,3,进线座,4,静触点,5,熔体,6,瓷底,7,出线座,8,动触点,9,瓷柄,1,）不带熔断器式刀开关,注意：刀开关的文字符号,QS,表示隔离开关的意思，,Q,代表英文,quarantine(,隔离,),QS,QS,图,1-4,带熔断器式刀开关,图,1-4,带熔断器式刀开关,图,1-5,各种带熔断器式刀开关外形图,这种系列的刀开关为,开启式负荷开关,。,因其内部设有熔丝，故可对电路进行短路保,护，常用作照明电路的电源开关或用于,5.5,kW,以下三相异步电动机不频繁启动和停止的,控制开关。,在选用时,，额定电压应大于或等于负载,额定电压，对于一般的电路，如照明电路，,其额
9、定电流应大于或等于最大工作电流；而,对于电动机电路，其额定电流应大于或等于,电动机额定电流的,1.5-2.5,倍。,开启式负荷开关在安装时应注意：,(1),闸刀在合闸状态时，手柄应朝上，不准倒,装或平装，以防误操作。,(2),电源进线应接在静触点一边的进线端,(,进线,座在上方,),，而用电设备应接在动触点一边的出线,端,(,出线座在下方,),，即接线“,上进下出,”的原则，,不准颠倒，以方便更换熔丝及确保用电安全。,图,1-6 HH,系列封闭式负荷开关,封闭式负荷开关,封闭式负荷开关又称,铁壳开关，图,1-4,所示为,常用的,HH,系列封闭式负,荷开关的结构与外形。,三把闸刀固定在一根,绝缘
10、方轴上，由操作手柄,操纵；操作机构设有,机械,联锁，,当盖子打开时，手,柄不能合闸，当手柄合闸,时，盖子不能打开。,封闭式负荷开关用来控制照明电路时，其额,定电流可按电路的额定电流来选择，而用来控制,不频繁操作的小功率电动机时，其额定电流可按,大于电动机额定电流的,?1.5?,倍来选择。但不宜用,于电流超过,60 A,以上负载的控制，以保证可靠,灭,弧,及用电安全。,封闭式负荷开关在安装时，应保证外壳可靠,接地，以防漏电而发生意外。接线时，电源线接,在静触点的接线端上，负载则接在熔断器一端，,不得接反，以确保操作安全。,（,1,）按钮的作用,按钮是一种短时间接通或关断小电流电路的手动控制电器，
11、,通常用于对电路工作或停止发出指令信号，从而接通或关,断相关电路或接触器、继电器、电磁起动器的相关控制电,路，从而达到对主电路进行控制的目的。,按钮文字符号用,SB,表示，含义,Start Button,或,Switch Button,，,图形符号为：,随着工业的发展和需求，按钮的形式、规格和品种日益增多。,按钮按驱动形式分，有推压式、推拉式、旋转式、杠杆式、带锁式,等。,按用途分，有起动按钮（动合按钮）、停止按钮（动断按钮）、复,合按钮（动合、动断组合按钮）三种。,按按钮结构形式分，有开启式、防水式、防腐式等。,按钮的型号示意图如图,1-7,所示,A,结构形式,动断触头数,动合触头数,设计序
12、号,按钮,L,主令电器,图,1-7,按钮型号和结构示意图,结构形式：,K,：开启式；,H,：保护式：,S,：放水式；,D:,带指示灯式：,Y,：钥匙式,(b),结构,（,3,）按钮的外形图和图形符号。,按钮开关的外形和符号,(a),外形图,常闭触点,常开触点,复位弹簧,支柱连杆,常闭静触头,桥式动触头,常开静触头,外壳,4,SB,SB,SB,结,构,符,号,名,称,常闭按钮,(,停止按钮,),常开按钮,(,起动按钮,),复合按钮,1,2,3,4,1,2,3,按钮帽,（,1,）作用,空气开关，又名,空气断路器,，是断路器的一种。,是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的,开关（或者电压过低
13、或电器过热）。空气开关是低压,配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它,集控制和多种保护功能于一身。除能完成接触和分断,电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路、严重过,载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启,动电动机。,3,、空气开关（,）,（,2,）结构和工作原理,空气开关的结构形式很多,下面是其一般原理图。,自动空气断路器主要由,触点系统、操作机构和,保护元件三部分组成。,主触点由耐弧合金,(,如银,钨合金,),制成，采用灭弧,栅片灭弧。操作机构较,复杂，其通断可用操作,手柄操作，也可用电磁,机构操作，故障时自动,脱扣。,1-,触点,2-,锁键,3-,搭钩,4-,转轴,5-,
14、杠杆,6-,弹簧,7-,衔,铁,8-,欠电压脱扣器,9-,加,热电阻丝,10-,热脱扣器双,金属片,11-,衔铁,12-,过电,流脱扣器,13-,弹簧,当手动闭合电路后，其主触头由锁键,2,钩住搭钩,3,，,克服弹簧,13,的拉力，保持闭合状态。搭钩,3,可绕轴,4,转动。,（,1,）短路或过流，过电流脱扣器,12,中线圈所产生,电磁吸合力随之增大，直至将衔铁,11,吸合，并推动,杠杆,5,，把搭钩,3,顶离，机械脱扣。在弹簧,13,的作用,下主触头断开，切断主电路，起到保护作用。,（,2,）欠压，电压下降到一定值时，欠电压脱扣器,8,中的吸力减少或失去吸力，衔铁,7,被弹簧,6,拉开，推,动
15、杠杆,5,，将搭钩,3,顶开，断开了主触头。,（,3,）过载时，过载电流流过加热电阻丝,9,，使双金,属片,10,向上弯曲，将杠杆,5,推动，断开主触头，从,而起到保护作用。,型号示意如下：,举例：,DZl0-250/330,为,DZlO,系列装置式自动断路器，额定电流,250A,，,3,极，复式脱扣器，不带附件,。,（,3,）空气开关的符号及外形,（,4,）选择：,空气开关的主要参数是,额定电压、额定电流和,允许切断的极限电流,。选择时自动空气断路器的允,许切断极限电流应略大于电路最大短路电流。,1),自动空气断路器的额定电压和额定电流应不小于,电路的额定电压和最大工作电流。,2),热脱扣器
16、的整定电流应与负载（例如电动机）的,额定电流一致。,3),欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。,4),过电流脱扣器的额定电流,I,z,大于或等于线路的最,大负载电流。,（,4,）选择：,单台电动机，过电流脱扣器的瞬时脱扣整定电,流可按下式计算：,I,z,（,1.51.7,）,I,q,，,I,q,为电动机的启动电流。,多台电动机来说，,I,z,可按下式计算：,I,z,kI,qmax,电路中其它的工作电流,式中，,k,也可取,1.5,1.7,；,I,qmax,为其中一台启动电流,最大的电动机的启动电流。,重点：,1,、,电器的定义和理解。,2,、刀开关、控制按钮,、自动空气断路器的工,作原理与符号。以上这些开关又称为主令,电器（用于发送或转换主要控制指令的电,器，通常称为主令电器，如开始按钮、停,止按钮等）。当然还有许多别的主令电器，,如行程开关、接近开关等，这些我们放在,今后在介绍。,难点：,自动空气断路器的工作原理。,
