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1、目的：通过学习，了解常见的低压电器设备以及以PLC为核心的自动控制系统的技术标准、技术规范；能够运用PLC改造继电控制系统，提高生产设备可靠性和生产效率。,课程简介,背景：可编程控制器（Programming Logic Controller：PLC）是一种以微处理器为基础的新型工业控制装置，它集计算机技术、自动控制技术、通信技术于一体，具有结构简单，性能优越，可靠性高，使用维护方便等优点。它广泛应用于电力、机械、化工、汽车、钢铁、建筑、水泥、采矿、纺织、造纸等行业。应用PLC已成为世界潮流，学好用好PLC已显的越来越重要。,电气可编程控制原理与应用王阿根编著 清华大学出版社可编程控制器原理及
2、应用钟肇新主编 华南理工大学出版社,授课安排,授课课本,授课课时,理论教学时间：28学时实验教学时间：4学时,成绩评定,X25K型铣床电气控制,一、结构与运动形式,X25K型铣床电气控制,二、电气控制原理,主轴电动机的控制过程工作台横向进给及升降控制过程工作台纵向进给控制过程工作台快速移动控制过程,第一章 常用低压电器,【内容提要】所谓低压电器是指额定电压等级在交流1200V、直流1500V以下的电器。通过本章的学习，主要掌握常见的低压电器的种类、工作原理和表示方法。,本次课程主要内容：,常用低压电器的分类,常用低压电器简介,常用低压电器的分类,低压电器,配电电器,控制电器,用于低压配电电路，
3、保证系统发生故障时可以准确工作，不损坏电器。常见的有刀开关、转换开关、熔断器、断路器等,用于电气传动系统，要求体积小、寿命长、动作准确。常见的有：接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等,1、按用途分：,低压电器,自动电器,手动电器,依靠自身参数变化或外来信号作用，自动完成接通和分断动作。如接触器、继电器等,通过手动操作完成接通和分断的电器。如刀开关、转换开关、按钮等。,2、按动作方式分：,低压电器,有触点电器,无触点电器,利用触点接通和分断来切换电路。如接触器、刀开关、按钮等,利用电子开关的导通和截止来接通和分断电路。如接近开关、霍尔开关、固态继电器等。,3、按触点类型分：,低压电器,电磁
4、式电器,非电量控制电器,利用电磁感应动作的电器。如接触器、继电器、电磁铁等,利用外力或非电量信号的变化动作的电器。如转换开关、行程开关、压力继电器、速度继电器、温度继电器等。,4、按工作原理分：,按低压电器型号分：,（1）刀开关H,根据国产电器产品型号编制办法（附录A），低压电器分13大类，每个大类用1位汉语拼音字母作为该产品型号的首字母，第2位汉语拼音字母表示该类电器的各种形式：,HS双投式刀开关、HZ组合开关,（2）熔断器R,RC瓷插式熔断器、RM密封式熔断器,（3）断路器D,DW万能式断路器,（4）控制器K,KT凸轮控制器,（5）接触器C,CJ交流接触器、CZ直流接触器,（6）起动器Q,
5、QX星三角起动器,（7）控制继电器J,JR热继电器、JS时间继电器,（8）主令电器L,LA按钮、LX行程开关,（9）电阻器Z,ZG管型电阻器、ZT铸铁电阻器,（10）变阻器B,BP频敏电阻器、BT启动调速电阻器,（11）调整器T,TD单相调压器、TS三相调压器,（12）电磁铁M,MY液压电磁铁、MZ制动电磁铁,（13）其他A,AD信号灯、AL电铃,刀开关,刀开关 作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类：按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分
6、：带熔断器和不带熔断器,刀开关,HD单投刀开关 HS双投刀开关HR熔断式刀开关HZ组合型开关HK闸刀开关HY倒顺开关,分类：,说明：,1、HD、HS和HR型开关用于成套配电装置中做隔离开关。带灭弧装置的可以控制负荷电路，不带灭弧装置的只能操作 空载电路或电流很小的电路。2、隔离开关一般与能切断负荷电流和故障电流的电器，如断路器等，一起使用。3、HZ、HK用于电气设备或照明电路的电源开关4、HY一般用于控制电气设备启停,符号：,HD型单投刀开关,结构与原理：,HS型双投刀开关,结构与原理：,符号：,HR型熔断器式刀开关,结构与原理：,符号：,HZ型组合开关,符号：,组合开关（转换开关）结构：静触
7、头一端固定在胶木盒内，另一端伸出盒外，与电源或负载相连。动触片套在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90正或反方向的转动，带动静触头通。特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路，控制以下电动机。,（a）外形（b）符号（c)结构,负荷开关,1、负荷开关一般由开关和熔断器组成。2、负荷开关有开启式（HK）和封闭式（HH）两种，负荷开关用罩封闭起来就是封闭式，如果熔断器和刀闸外露，就是开启式。3、开启式负荷开关俗称闸刀。需要装设在专用的柜子内，以免操作人员误接触发生事故。安装时手柄朝上，以避免因重力自动下楼引起误合闸。4、封闭式负荷开关俗称铁壳开关，用金属或电工绝缘材料制成
8、外壳封闭起来，带灭弧装置，不用再装在柜子内，可以外露，不会发生人身事故。,开启式负荷开关,封闭式负荷开关,符号：,熔断器,RC插入式熔断器 RL螺旋式熔断器RM密封式熔断器RT有填料密封管式熔断器,分类：,说明：,1、主要用于短路保护。2、由熔体和安装熔体的绝缘底座（熔管）组成。3、熔体由易熔的铅锌锡铜银及其合金制成，常为丝状或网状。铅锡和锌熔点低，不易灭弧，多用于小电流电路；铜银熔点高，易灭弧，多用于大电流电路。,IF,FU,符号：,电流通过熔体产生的热量与电流平方和电流通过时间成正比，电流越大，熔体熔断时间越短的特性。IF为熔断器额定电流，熔体允许长期通过额定电流而不熔断,瓷插式熔断器,结
9、构与原理：,螺旋式熔断器,结构与原理：,1-底座2-熔体3-瓷帽,密封管式熔断器,有填料式熔断器,1-铜圈2-熔断管3-管帽4-插座5-特殊垫圈6-熔体7-熔片,结构与原理：,结构与原理：,1-瓷底座2-弹簧片3-管体4-绝缘手柄5-熔体,断路器,DW框架式断路器 DZ塑料外壳式断路器DS直流快速断路器DWZ限流式断路器,分类：,说明：,1、俗称空气开关，用于低压配电电路中不频繁的通断控制。2、DW式主要用作配电线路的保护开关。3、DZ式还可以用作电动机、照明电路几点热电路的开关,塑料外壳式断路器,框架式断路器,符号：,结构与原理：,过流时，过流脱扣器将脱钩顶开，断开电源；欠压时，欠压脱扣器将
10、脱钩顶开，断开电源。,控制器,KT凸轮控制器 KG鼓形控制器KP平面控制器,分类：,说明：,手动控制，直接控制主电路大电流（10A-600A）的开关器件,凸轮控制器,符号：,结构与原理：,1极12位凸轮控制器电气符号,接触器,CJ交流接触器 CZ直流接触器,分类：,说明：,用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器等频繁接通和断开交直流电路，从而实现远距离控制。,交流接触器,符号：,直流接触器,结构与原理：,控制继电器,电压继电器电流继电器时间继电器速度继电器压力继电器等,按输入量分类：,说明：,1、继电器用于将某种电量（电压或电流）或非电量（温度、压力、速度、时间等）的变化量转化成开关量，以实
11、现对电路的自动控制。2、继电器和接触器的工作原理一样。主要区别在于，接触器 的主触头可以通过大电流，而继电器的 触头只能通过小电流。所以，继电器只能用于控制电路中。,热继电器,时间继电器,按工作原理分类：,电磁式继电器感应式继电器电动式继电器电子式继电器等,按用途分类：,控制继电器保护继电器等,按输入量变化形式分类：,有无继电器量度继电器,电磁式继电器,结构与原理：,说明：,1、控制电路中多数是电磁式继电器。2、电磁继电器结构简单、价格低廉、维护方便、触点容量小（一般在5A以下）、触点多、无主辅之分、无灭弧装置、体积小、动作准确、可靠灵敏等特点。3、通过改变螺母和非磁性垫片厚度可以调节继电器的
12、动作电流。,返回系数k是电磁继电器重要的参数，为继电器释放值比继电器吸合值。一般控制继电器k值要求低一些，在之间，保护继电器要求高一些为之间，k越大，灵敏度越高，也越容易产生误动作。,电磁继电器特性：,中间继电器,结构与原理：,符号：,说明：,1、中间继电器是最常见的一种继电器。在控制电路中作为逻辑变换或状态记忆。2、中间继电器实质上是一种电压继电器。3、额定电流一般在5A-10A，不适合用于负荷电路。4、触点较多，一般有4常开4常闭。,电流继电器,符号：,说明：,1、欠电流继电器用于欠电流保护。当正常电流时，常开触点闭合，欠电流时，断开。2、过电流继电器用于过流保护，当正常电流时，常开触点断
13、开，过电流时闭合。,欠电流继电器 过电流继电器,分类：,电压继电器,符号：,说明：,1、电压继电器常用于电力系统继电保护中。2、电压继电器可以用于过电压保护、欠电压保护和零电压保护。3、在（105%-120%）UN范围动作为过电压保护；在（20%-50%）UN范围吸合，在（7%-20%）UN范围释放，为欠电压保护；在（5%-25%）UN范围动作为零电压保护。,欠电压继电器 过电压继电器,分类：,作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式按延时方式分：通电延时型 断电延时型,时间继电器,(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h),(a)线圈
14、一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,时间继电器,符号,结构与原理：,热继电器,符号：,a)加热元件b)热继电器触头,1-固定柱2-双金属片3-导板4、6-静触头5-动触头连杆7-螺钉8-复位按钮 9-簧片10-弹簧11-支撑杆12-调节偏心轮13-加热元件14-补偿双金属片,结构与原理：,说明：,1、热继电器主要用于电气设备（主要是电动机）的过负荷保护。2、常见的热元件用双金属片制成，串接在定子电路中，当电流过大，引起双金属片发热变形，
15、带动触点工作。3、动作电流可以用调节旋钮调整。4、继电器复位有手动和自动两种。5、热继电器在用于保护电动机时，其型号选择应考虑电动机的接法、工作电流和工作状况。,主令电器,按钮行程开关接近开关万能转换开关主令控制器选择开关足踏开关等,分类：,说明：,主令电器在控制电路中以开关点的通断形式来发布控制命令。,按钮,说明：,按钮主要用于接通和断开控制电路，是最常用的主令电器,按外形和操作方式分类：,平钮急停按钮（蘑菇头按钮）钥匙钮旋钮拉式钮带灯式按钮等,按动作后的结果分类：,常开（动合）按钮常闭（动断）按钮,按触点动作方式分类：,直动式微动式,结构与符号：,按钮颜色的含义：,按钮选择的原则：,1、注
16、意使用场合。如开启式、防水式、防腐式等。2、注意用途。如钥匙式、带灯式等。3、注意控制回路的数目。如单钮、双钮、三钮等。4、注意工作状态和情况要求，选择合适的颜色和指示灯,行程开关,说明：,又叫限位开关，用作电路的限位保护、行程控制、自动切换等。结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。,按运动形式分类：,直动式微动式转动式,按触点性质分类：,有触点式无触点式（接近开关）,有触点行程开关的结构与符号：,行程开关,无触点行程开关（接近开关）的结构,符号,霍尔开关用于检测磁场，对垂直于端面的磁场敏感，遇S极输出高电平，遇N极输出低电平,电容式开关通过改变电容值改变振荡器频率，产生输出。用于检测固体、液
17、体或粉状物体,超声波开关通过发射和接受超声波来探测不可以触及的被测物体,电磁振荡式开关用于检测金属，其原理是当金属接近振荡器时，在金属内产生涡流，造成振荡器停振，产生信号,光电式接近开关,转换开关,说明：,转换开关是一种多档位、多触点、能控制多回路的主令电器。主要用于各种控制设备中线路的换接、遥控和电流表、电压表的换向测量。，其原理与凸轮控制器相同，不同点在于凸轮控制器用于主电路，而转换开关一般用于控制电路,分类：,万能转换开关组合开关,结构与符号,万能转换开关,电阻器和变阻器,说明：,1、电阻分为电阻元件（用于电子线路）和工业电阻器件（电阻器）两类。2、常用电阻器中，ZB（板形）ZG（管形）
18、电阻器用于低压电路中电流调节；ZX（箱型）型主要用于交直流电动机的起动、制动和调速。3、电阻器的主要参数有额定电压、发热功率、电阻值、允许电流、发热时间常数、电阻误差、外形尺寸等。4、BC型滑线变阻器主要用于电路的电流电压调节；BL型励磁变阻器主要用于直流电机的励磁与调速；BQ型起动变阻器主要用于直流电动机的起动；BT型变阻器用于直流电动机的励磁与调速；BP型频敏变阻器用于三相交流绕线式异步电动机的起动控制。,结构与符号,频敏变阻器,电压调整器,说明：,用于调节电压,制动电磁铁结构与符号,电压调整器,电磁铁,说明：,MQ型牵引电磁铁用于低压交流电路中作为机械设备及各种自动化系统操作机构的远距离
19、控制。MW型起重电磁铁用于起重机械上吸引钢铁等磁性物质。MZD型单相制动电磁铁（MZS三相）用于电动机制动,电磁制动器,其他,白炽灯氖灯发光二极管,按发光体分类：,说明：,信号灯又叫指示灯，用作电源指示，显示设备工作状态及操作警示,信号灯,按发光形式分类：,平光闪烁,符号,信号灯颜色的含义,电铃电喇叭,分类：,说明：,常用于正常的操作信号和警示设备的异常现象。电喇叭用于设备的故障,报警器,符号：,电喇叭,液压控制元件,说明：,1、液压传动运行平稳、可实现大范围无级调速，易实现功率放大。2、液压传动系统包括动力元件（液压泵），执行元件（液压缸和液压马达），控制元件（各种控制阀和辅助元件），油箱、油路、滤油器。3、控制阀有压力控制阀（用于调节系统压力，如溢流阀、减压阀）、流量控制阀（调节工作液流量，如节流阀、调速阀）、方向控制阀（接通或关断油路，改变工作液的流向）、电液比例控制阀（以开环或闭环形式对电液压力、流量进行无级调节）。,
