电气控制与PLC教程-2电气控制系统的基本电路

第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC第2章电气控制系统的基本电路2.1电气控制线路的绘制2.2三相异步电动机的控制电路2.3生产机械的电气控制系统2.3.1C650型卧式车床电气控制电路2.3.2Z3040型摇臂钻床电气控制电路第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.1电气控制线路的绘制电气控制线路是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等组成的控制线路，其作用是实现对电力拖动系统的启动、反向、制动和调速等运行性能的控制。为了表示电气控制线路的组成、工作原理及安装、调试、维修等技术要求，需要用统一的工程语言，即用工程图的形式表示，这种图就是电气控制系统图。常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与电气安装接线图。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.1.1常用电气图形符号和文字符号1.电气控制系统图中的图形符号图形符号通常是指用于图样或其他文件表示一个设备或概念的图形、标记或字符。图形符号由符号要素、一般符号及限定符号构成。2.电气控制系统图中的文字符号电气图中的文字符号是用于标明电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征的，可在电气设备、装置和元器件上使用，以表示电气设备、装置和元器件种类的字母代码和功能字母代码。电气技术中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两种。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC3.接线端子标记我国电气设备有关标准：GB/T4728—1996~2000《电气简图用图形符号》、GB/T6988.1~4—2002《电气技术文件的编制》、GB/T6988.6—1993“控制系统功能图表的绘制”、GB/T7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》、GB/T6988—1997“电气制图”要求。常用图形、文字符号见表2.1示（P27）第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.1.2电气原理图用图形符号和文字符号表示电路各电气元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。1.绘制原则（1）电气原理图中电气元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。（2）电器元件展开图画法：同一电器元件的各导电部件（如线圈和触点）按电路联接关系画出，用同一文字符号标明。（3）电器元件触头画法：均按“平常”状态绘出。对于接触器、继电器的触点按吸引线圈不通电状态画出，控制器手柄按趋于零位时的状态画出，按钮、行程开关触点按不受外力作用时的状态画出等。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC（4）原理图上应标出各个电源电路的相关参数、元件操作方式和功能等。（5）分为主电路和辅助电路。主电路：从电源到电动机的电路，用粗实线绘在图面左侧或上方；辅助电路：包括控制电路、照明电路、信号电路、保护电路等，用细实线绘在图面右侧或下方。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC（6）主电路标号：文字符号和数字组成。文字符号标明主电路中元件或线路的主要特征，数字标号区别电路不同线段。（7）控制电路标号：由三位或三位以下数字组成。交流电路以主要压降元件（如线圈）为分界，横排时，左侧用奇数，右侧用偶数；竖排时，上面用奇数，下面用偶数。直流电路电源正极按奇数标号，负极按偶数标号。图2-1三相异步电动机启动、停止控制线路第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC（8）在原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序和信号流从上到下、从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并尽可能减少线条和避免线条交叉。（9）为了便于检索电气电路，方便阅读和分析，在原理图的上方或右方将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用。（10）在电气原理图中，接触器和继电器线圈与触点之间的从属关系要加以说明，即在原理图中相应线圈的下方，给出触点的文字符号，并在其下注明相应触点的索引代号。（11）电气原理图绘制要布局合理、层次分明、排列均匀、图面清晰、便于读图。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.电气原理图图面区域的划分在原理图上方将图分成若干图区域，并表明了每一区域电路的用途与作用。原理图下方的1、2、3、…数字是图区编号，它是为便于检索电气线路、方便阅读分析而设置的。3．接触器、继电器触头位置的检索电气原理图中，在接触器、继电器电磁线圈的下方标注有相应触头所在图中位置的检索代号，检索代号用图面区域号表示。其中左栏为常开触头所在区号，右栏为常闭触头所在区数字。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC接触器KM触点的索引第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC图2-1CW6132车床电气原理图第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.1.3电气安装图电气安装图用来表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置和接线情况。1.电器元件位置图用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。电器元件的布置应注意以下几方面：1）体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2）强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。3）需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。4）电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。5）电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。6）按电器元件外形尺寸绘出，并标明元件间距。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC例：CW6132型车床控制盘电器布置图第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件布置图一起使用。电气接线图的绘制原则：2.电气安装接线图第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC（1）同一电气的各部件画在一起，其尺寸和比例没有严格要求，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。各部件的位置尽量符合实际情况。（2）各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记，均应以原理图为准，并且要保持一致。（3）不在同一控制箱内或不是同一块配电屏上的各电气元件之间的连接，必须通过接线端子板进行连接。（4）应详细地标明配线用的各种导线的型号、规格、截面积及连接导线的根数。（5）绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC图2-4CW6132车床电气安装图?第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC例：电气安装接线图图2-2为三相异步电动机启动、停止控制线路安装接线图第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC2.2三相异步电动机的控制电路2.2.1三相异步电机的启动控制电路三相笼型异步电动机的启动有两种方式，即直接启动和降压启动。（1）单向直接启动控制电路又称全压起动：10KW以下容量。1.直接启动也称刀开关直接启动，线路结构简单、经济，仅适于不频繁启动的小容量电机，且不能实现远距离控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。图2-3刀开关直接启动控制线路（2）电动机的点动控制电路点动：调试或维修状态下的一种间断性工作方式。M3~ABCKMFUQKMSB动作过程主触头（KM）打开按钮松开（SB）线圈（KM）断电电机停转。主触头（KM）闭合按下按钮（SB）线圈（KM）通电电机运行；控制电路主电路第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC直接起动控制原理图（3）具有自锁功能的单向运转控制（连续控制）主电路控制电路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..保险丝热继电器发热元件开关接触器主触点起动按钮停止按钮接触器线圈接触器辅助触点热继电器动断触点短路保护：由熔断器FU实现。过载保护：由热继电器FR实现。欠电压、失电压保护：通过接触器KM的自锁环节实现。QFRM3~ABCKMFU方法一：用复合按钮。（4）点动+连续运行控制SB3：点动SB2：连续运行控制关系该电路缺点：动作不够可靠。主电路KMSB1KMSB2FRSB3控制电路~（4）点动+连续运行控制SB3KSB1KSB2FRKMKM3~ABCKMFU方法二：加中间继电器（K）控制关系SB3：点动SB2：连续运行~FRQ第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC将电动机接到电源的任意两根线对调一下，即可使电动机反转。需要用两个接触器来实现这一要求。当正转接触器工作时，电动机正转；当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任意两根联线对调一下，电动机反转。2.2三相异步电动机的正反转控制第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC1.正反转的控制线路3~MFRFU正转触点.KMRQKMFSB..SBFKMF正转接触器正转按钮反转接触器SBRKMRKMR..........反转按钮反转触点FR10/15/2019SBF和SBR决不允许同时按下，否则造成电源两相短路。正反转控制电路必须保证正转、反转接触器不能同时动作。按下SBFSBKMF在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。“联锁”触点利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。缺点：改变转向时必须先按停止按钮。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通电断开断电电机正转闭合2.加互锁(interlocking)的正反转控制第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC解决措施：在控制电路中加入机械连锁。存在问题：电路在具体操作时，若电动机处于正转状态要反转时必须先按停止按钮SB，使联锁触点KMF闭合后按下反转起动按钮SBR才能使电动机反转；若电动机处于反转状态要正转时必须先按停止按钮SB，使联锁触点KMR闭合后按下正转起动按钮SBF才能使电动机正转。机械联锁电气联锁利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。鼠笼式电动机正反转的控制线路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR3.双重互锁(interlocking)正反转控制第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLCKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR当电机正转时，按下反转按钮SBR先断开断电闭合通电断开停止正转闭合闭合电机反转第2章返回第一张上一张幻灯片下一张幻灯片10/15/2019电气控制与PLC4.具有自动往返的正、反转控制电路自动往返运动：1.能正向运行也能反向运行2.到位后能自动返回行程控制：控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。STaSTb电机正程限位开关STaSTb逆程（1）限位控制正程限位开关STASTB逆程至右极端位置撞开STA动作过程SB2正向运行电机停车（反向运行同样分析）控制电路KMFFRKMRSB1KMFSB2STASB3STBKMRKMRKMF限位开关~KMRSBRKMFFRKMFSB1KMFSBFKMRKMRSTASTB行程开关采用复合式开关。正向运行停车的同时，自动起动反向运行；反之亦然。措施在前面要求基础上，