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1、电气控制基础,基本知识|控制元件|常见电路,目录,1,基本知识,2,常用控制元件,3,传感器的应用,4,基本控制电路,5,常见的电机控制,6,电路绘图工具,电气控制基本知识,控制电路图,什么叫电气控制,电气控制电路图是采用统一的图形和文字符号按照控制功能绘制的图纸是电气工作人员的工程语言，也是设备动作的说明书通过控制电路图能详细了解线路的工作原理便于对设备电路的测试和寻找故障高速公路常见电气控制：风机、汽通门、水泵、双电源切换、栏杆机、发卡机,电气控制电路是各种生产设备的重要组成部分,由于生产设备的种类繁多各种电力拖动系统的控制方式和控制要求各不相同因此掌握电气控制系统的基本分析方法是电工的基
2、本技能,电路基本组成,电气控制电路是由电源、负载、控制元件和连接导线组成的并能够实现预定动作功能的闭合回路。在电气控制电路中目前应用最广泛的是由各种有触点的电器，如接触器、继电器、按钮等有各种触点电器组成的控制电路，这样电路也称为继电控制电路。如图所示是一个电动机顺序启动的控制电路的基本控制组成。,控制电路,主电路（又称为一次回路）和控制电路（又称为二次回路）主电路：是电源向负载输送电能的电路，即发电输电变电配电用电能的电路，它通常包括了发电机、变压器、各种开关、互感器、接触器、母线、导线、电力电缆、熔断器、负载(如电动机、照明和电热设备)等。控制电路：是为了保证主电路安全、可靠、正常、经济合
3、理运行的而装设的控制、测量、监视、指示电路，它主要是由控制开关、继电器、脱扣器、测量仪表、指示灯、音响灯光信号设备组成,两大部分,电气控制图主要特点,电气控制图与其他的工程图纸有着很大的区别，不像其他图纸要标明元件或设备的具体位置和尺寸，而电气控制图只表明系统或装置的电气关系，所以它具有其独特的一面，电气控制图的主要特点如下：,用图形符号、连接线或简化外形来表示电气关系和连接关系的一种图纸,关系清楚,采用统一的电气元件或设备的图形符号、文字符号和连线表示的要画出电气元件的外形构造,简洁明了,依据控制需要表达的内容而定，便于看出功能关系不考虑实际位置，突出工作原理和操作过程，按动作顺序从上至下，
4、从左至右,布局合理,常用文字和图形符号,文字符号,常用文字和图形符号,图形符号,作图工具,优点：有丰富的图表符号上手简单,亿图图示,常用低压控制元件,接通和开关电路,常用控制元件,开关电器,特点：不能带负荷操作可以切断小负荷电流,刀开关,控制小容量的用电设备或线路胶壳刀闸、开关板用刀闸、封闭式熔断负荷开关等,开关电器,特点：过载和短路保护可以用作不频繁的启动和转换,断路器,低压自动开关（空气开关）、框架式断路器,QF,小知识,断路器工作原理,小知识,隔离开关,QF,断路器,QS,隔离开关和断路器容易混淆,开关电器,特点：低电流启动高电流可以远距离控制频繁接通、断开电路不具备过载保护功能,交流接
5、触器（二次回路最基础、最重要的元件）,主要控制对象是电动机、可以实现启动和正反转运行也可以控制电热器、电焊机、照明回路等电力负荷,小知识,接触器的工作原理,开关电器,特点：不具备失压保护和过载保护功能,倒顺开关,控制三相电机正转、反转、停机,主令电器,特点：不直接控制主电路在控制电路中发出“指令”,控制按钮,触点容量一般不超过5A，具有动开、动闭或组合功能,SB,常开按钮,常闭按钮,复合按钮,SB,SB,主令电器,特点：不直接控制主电路在控制电路中发出“指令”,转换开关,可以用在电压、电流表（多相）切换，直流电动机正反转控制，远程、就地控制切换等,SA,控制电路,时间继电器,可以用在电压、电流
6、表（多相）切换，直流电动机正反转控制，远程、就地控制切换等,通 电 式,瞬时动作,延时动作,常闭触点,常开触点,常开通电后延时闭合,常闭通电后延时断开,经过一段时间延时后触头才动作的继电器,控制电器,信号传递与转换,中间继电器,中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同，区别是什么？,线圈 常开触头 常闭触头,控制电器,指示电路电源是否正常,信号灯,从二次回路取电，接触器辅助触点做为开关驱动,控制电器,机械碰撞实现电路接通,行程开关,实现正反转控制、限位控制等功能,控制电路,压力继电器,利用气体、液体压力来启动电气接点,温度升高到一定值，接通断开电路,机械旋转信号转化为开闭电路,温度继电器,速
7、度继电器,保护电路,电流产生的热量分断电路,熔断器,如何选择保险丝的容量？,保护电路,主要用于电动机过载保护,热继电器,热继电器是一种利用电流的热效应来切断电路的保护电器。专门用来对连续运转的电动机进行过载及断相保护，以防电动机过热而烧毁。,如何设定热继电器额定电流数值？,热元件,常闭触头,常开触头,保护电路,电涌保护器,并联在主回路上，过电压时起到保护作用,利用电子测量装置，断开电路，有辅助电源的，可以监视各种运行状态并发出信号,电动机保护器,漏电保护器,电涌保护器,漏电电流达到或超过额定值，自动断开电路,剩余电流动作保护器,在厨房、水池等潮湿环境，容易发生漏电的场所选用和断路器有什么区别？
8、有哪些注意事项？,漏电保护器接法,TT系统,严禁保护线连接前端N极,TN-C系统,TN-S系统,保护线与电源线的PEN连接,禁止零线N和保护线PE混用或连接,执行元件和负载,电动机,电能转化为机械能,缩短停车时间,电磁制动器,电磁阀,控制液体和气体的方向、流量、速度等,三相电机,三相异步电机是感应电动机的一种，是靠同时接入380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。,电动机一般是三相异步电机,接线盒内部：6个端子分别是3个绕组的两端,常见的三相电机控制电路,启动时星形连接，启动以
9、后再转换为三角启动，可以降低启动电流，减轻对电源的冲击,Y-启动方式（区别于全压直接启动）,1,Y 联结,联结,常见的三相电机控制电路,2,正反转控制,三相电按120顺序导通。通过两个接法不同的交流接触器更换任意两相的相序，即可实现反转,3,3,2,2,2,2,1,1,单相交流电机通过主副线圈切换来实现正反转直流电机通过互换正负极实现正反转,传感器的应用,功能全面 应用广泛,传感器的作用,1,2,3,4,5,传感器与传统的继电元件不同，传感器是一种物理装置，能够探测和感受外界的信号变化，如光、热、湿度的变化或化学组成（如烟雾），并将所探测的信息传递给其控制装置，是现代自动化控制中的重要元件。,
10、温度、湿度、压力、位移、流量、液位、力、加速度、气体等,按物理量分类,电学（电阻、电容、电感、磁电等）、磁学、光电式、电荷、半导体、电化学等,按工作原理分类,开关量、模拟量、脉冲式、代码式、数字式,按输出信号分类,范围、精度、灵敏度、稳定性输入变化时的变化特性,静态和动态指标,输入输出值曲线，灵敏度和精度稳定度一般成反比输入量的分辨力,灵敏度和分辨力,传感器的接法,通讯模块,数据发送到远端，进行远程采集和控制,电气元件,通过继电器直接控制执行元件,控制仪表,输出各种控制指令,显示屏,显示测量数据，为设备管理提供依据,变送器,接PLC或单片机，进行数据处理后执行,转换模块,在电脑显示数据，向软件
11、提供数据,传感器案例,电涌保护器,通过压力电阻变化输出重量数据,压力传感器,应用：称台、称勾、压力传送带,电涌保护器,测量是否发生遮挡优点：检测精确，误差小应用最广泛的传感器,接近传感器,应用：发卡机、垃圾桶、客货车识别、超高检测、倒车雷达、远程门禁、金库报警、脚踏报警、隧道开灯控制等,传感器案例,电涌保护器,测量物体发生的位移情况、物体到传感器的距离、物体规则度检测等,位移、距离传感器,应用：机器人控制、物体高度和长度的数值测量、路面平整度检查,传感器案例,电涌保护器,隔离式测量,非接触液位传感器,应用：水池水塔、无人机农药自动喷洒、鱼缸、污水处理,传感器案例,电涌保护器,感应板上没有水滴时
12、，继电器不动作，滴上一滴水，继电器吸合，启动相关设备,雨滴传感器、湿度传感器,应用：雨天自动控制设备启动，开关窗等操作农业上可以雨天自动停止浇水养护、道路监控、机房管理方面也有很多应用,传感器案例,电涌保护器,根据线圈转速测量风速,风速传感器,应用：风机控制、环境控制、温室、发电机运行检查（配合烟雾传感器）,传感器案例,电涌保护器,全新肌电生物检测技术，获取人体表面肌信号,肌电传感器,应用：动作捕捉、人机交互,传感器案例,如何选择传感器,适用环境,采购传感器要考虑使用环境，如湿度、温度、防水等级、探头的清洁需要等,根据控制的需要选择传感器的输出方式避免再增加继电器回路,适用电源,5V/12V/
13、24V/110V/220V根据精度和环境合理选用传感器电源寻找平衡点（增加额外的电源还是确保低电平的稳定性）,输出方式,检测特性,要根据精度、量程、灵敏度、检测距离等指标选择传感器，正确、稳定的反映相关数据,传感器的主要输出方式,检测后进行常开常闭转换,开关量,输出数字信号,数字式,供正电压，输出负电压扩展：NPN NO/NC,NPN,供负电压，输出正电压,PNP,输出串口模拟信号,RS-485,基本控制电路,一些典型的控制原理,点动控制,按钮SB常开点接通，接触器KM线圈得电，KM主触点闭合，设备开始工作松开按钮SB后，接触器KM线圈失电，KM主触点断开，设备停止运行,需要动作时按下按钮,自
14、锁运行,按一下按钮时，按钮SB常开点接通，接触器KM线圈得电，KM主触点和辅助触点闭合，按钮松开后，设备开始工作。这个控制图有什么问题吗？,按下按钮后持续运行,除非断开隔离开关，否则无法停止,因此要增加停止按钮（取常闭触点），按下SB2后，KM线圈断电，主回路断开。,点动、运行互换,点动时按下SB2，KM线圈得电，负载运转，KM自锁触点也被断开，不会持续运行。按下SB1，启动自动运行,可以单独点动，又可以长期运行,运行时按下SB2，会发生什么？,互锁回路,按下SB1，KM1线圈得电，KM1主触点接通，正转SB1常闭辅助断开，按SB2不会导致KM2得电松开SB1后，按SB2，电机反转，按SB1也
15、不会导致KM1得电工作,按钮互锁,接触器互锁,两台电机或正反转控制时,按下SB1，KM1得电时辅助常闭触点断开按SB2,KM2不会接通,以上两个回路都是松开按钮就会停止的，怎么持续运行：1、将SB换成SA（旋钮）2、或者在按钮两边并联接触器常闭触点（不要忘了加停止按钮）,两地控制,按下SB2或者SB4，接触器都能得电自锁按下SB1或SB3，接触器都能断开主回路和控制回路,两个不同地点都可以启动和断开,A地,B地,汽通门的控制还需要整合什么功能？1、两地控制两台电机2、电机正反转,符合某个条件就能启动（并联启动按钮）符合某个条件就能中止（串联停机按钮）,条件控制,SB2和SB3都接通以后，km得
16、电实现自锁设备持续运行需要多个按钮同时按下的场景,符合多个条件才能启动模式一：同时按下启动,模式2：符合一些条件后，按下按钮启动,K1、K2.多个开关/传感器接通后按SB2，KM得电实现自锁，设备持续运行根据K1，K2的安装位置决定运行过程中不符合条件后的断开方式1、只作为启动条件2、同时作为启动断开条件,顺序启动,按下SB2，KM1吸合，M1启动KM1吸合后，按SB4，KM2吸合，M2启动KM1没有吸合前，按SB4无效例如：加液后再搅拌,按顺序启动设备,延时控制,按下SB2启动，中间继电器KA得电，KA辅助触点闭合并自锁，KT得电，开始计时，到达指定时间后，KT吸合，KT辅助触点闭合，KM得
17、电并自锁，设备开始运转同时KM辅助常闭点断开，KAKT停止工作按下SB1，KM停止工作，自锁回路断开，设备停止运行例子：,接入时间继电器的控制,为什么要增加中间继电器KA？保持时间继电器KT得电，没有KA，抬起按钮后KT没有电，无法延时启动没有KA的回路可以用在脚踏报警，为了避免误报，设定踩住3秒后才报警,发卡机遥控锁定（SB型）,1、日常运行时，KM不工作，车道正常使用，A按钮设定为关闭车道，B按钮设定为开启车道2、按下遥控器上的A按钮（SB2），KM工作并自锁，KM辅助常开点闭合，发卡机按钮K按下，发卡机仍不会工作3、超高触发，SB3给一个开关量，KM工作并自锁，发卡机同样不工作4、按下遥
18、控器上的B按钮，KM不工作，KM辅助常开点断开，发卡机按钮工作正常。,超高触发、遥控器同时控制发卡机使用开关量遥控器控制,发卡机遥控锁定（SA型）,1、平时处于“开”状态，进入布防状态，KM1工作，KM2不工作，KM1辅助常闭点和KM2辅助常开点均断路，发卡机正常运行2、收费员主动操作，按下“关”按钮，KM1不工作，KM1辅助常闭接通，按K时发卡机不动作3、布防状态时（KM1辅助常开点闭合），超高开关量信号发出，KM2工作，KM2常开辅助点闭合，KM2实现自锁，同时发卡机按钮两端的KM2辅助点闭合，发卡机不工作4、超高触发后，KM1仍处于工作状态，先按“关”，断开K1辅助触点，KM2不工作（K
19、M2辅助常开点断开），再按“开”，KM1工作（KM1常闭辅助点断开），发卡机正常工作,使用照明灯具遥控器（220V）控制,常见电机控制案例,汽通门|射流风机|消防水泵,消防水泵控制,要点：可设定的液位限制主、备两台电机互锁,1、SB1、SB2分别启动1、2号水泵2、1号水泵运行时2号水泵接触器锁定，2号运行时1号水泵接触器锁定3、安装一套可以设定液位的传感器：可以用单片机根据液位数值进行设定，达到指定高度输出开关量，也可以使用转换开关切换高、中、低三档传感器，实现自动停机还可以用时控开关或定时开关代替液位开关、指定时间自动停止。山区的低位水池集水井水量较小，无法持续供水，可以使用时控开关接继电
20、器，代替按钮SB，实现自动补水。,汽通门控制,要点：多地控制、正反转、限位停止,内侧外侧都可以启动、停止为了实现多地控制，使用中间继电器KA发出指令KA1和KA2的辅助触点保证同时按升、降不会动作KM1、KM2的辅助触点保证升降过程中按反向按钮不会动作达到限位后自动断开，电机停转,要实现两边的汽通门同时升、降、停止动作，该如何设计？,射流风机控制,要点：变频启动、正反转、延时锁定,通过旋钮开关控制双电源切换开关进行换相操作,主回路：,按下1号/2号启动按钮后，KM1和（KM4/KM5其中一个）接通，软启动器得电开始工作，根据设定值按函数曲线降压启动，达到预定电压后，软启动器断开KM1和KM4K
21、M5的自锁回路，同时接通KM2或KM3全压运行,射流风机的控制,控制回路 延时锁定部分（时间继电器设定30秒动作）,1号启动按钮SB2按下时，1号风机启动，KA1，KT1得电，KA1自锁、KT1常闭仍处于闭合状态KA1常闭点断开（2号风机控制回路前端）按SB3无法启动2号风机控制回路30秒后，KT1吸合，KT1常闭触点断开，KA1停止工作，KA1常闭触点恢复，2号风机回路可以正常启动,小知识,变频器,软启动器,QS,软启动器和变频器的区别,大功率电机,生活水泵、空调,常见故障,1、消防水泵运行很短时间就跳闸2、射流风机无法启动3、汽通门到位不停止、两边不能联动,电路绘图工具,亿图图示,软件使用方法,新建电路工程,1,软件使用方法,寻找符号，拖到画布中,2,软件使用方法,选择连接线,3,软件使用方法,修改连接线样式,4,软件使用方法,增加文本和说明,5,欢迎沟通讨论,QQ,电话、微信,感谢,参考资料,制作工具,图片来源,谢谢观看,提升自主维护|助力五小创新,
