自动化原理-电气控制基础知识

自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited电气控制基础知识Preparedby:AMEDate:10/28/2011自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第一章自动化生产概念第二章电气控制基本原理第三章常用电气控制器件第四章可编程序控制器简介目录自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第一章自动化生产概念自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited■自动化生产：时指人们通过自动化的技术手段来创造各种产品的过程，它能够实现作业过程的主动完成而无须或只需极少的人工参与。■自动化目的：省人，省力，提高质量，降低成本。■自动化对象：设备，物流，信息，管理■技术特点：以机、电、液、气等控制方式，以控制生产过程中温度、压力、流量、位置、及成分等工艺参数实现制造过程自动化，以计算机和网络通信技术为手段将设计、生产和工程技术等环节集成一体，实现优质高效。自动化生产的概念自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited■机械主体（身躯）：机械主体简称机体，包括机壳、框架，起支承和基准作用（要求：稳定，长期不变形，能减震，水平调节）■传动系统（内脏）：产生和传递动力，常见的有机械传动、电机传动、液压传动、气压传动、电磁传动等。■检测装置（五官）：从被控现场获得各种信号，供控制器分析、判断和决策。常见的有光电开关、行程开关、温度传感器等。自动化设备的组成及特点自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited■执行机构（四肢）：处于传动系统的末端，是用于完成最终的特定动作的末端部件。例如用于完成夹紧动作的气缸、由丝杠驱动在导轨上作往复直线运动的工作台等。（要求：高可靠性，快速、准确、高效率）■控制系统（大脑）：包括硬件和软件。硬件有工业控制装置、接口电路和外部设备；软件有系统软件和应用软件。常见的工业控制装置有计算机、单片机、PLC等。自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited自动化设备的特点■安全可靠：具有自动监视、报警、诊断、检测、调节、修正、补偿、保护以及自动记录等功能。并采取安全联锁控制、过负荷和失控保护、停电对策等，无接触式传感器件使用也提高了设备安全可靠性。■生产质量和生产效率高：自动化设备具有自动控制和调节功能，能模拟人工最佳操作技巧，并排除人为因素影响，保证质量的同时提高生产率。■体积小、重量轻、使用方便：自动化设备一般采用人机界面、数字显示、程序控制，自动化程度高，手柄、按钮数量减少，操作简单方便，有的可以达到无人化操作。■具有柔性：可根据用户需求变化，及时对产品结构和生产过程进行调整、修改，从而实现多品种的生产。自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第二章电气控制基本原理自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited■电气控制就是实现对电动机或其他执行电气元器件的起停、正反转、调速、制动、定位等运行方式的控制，以实现生产过程自动化，满足生产工艺的要求。■电气控制线路的实现，可以是继电器+接触器逻辑控制方法、可编程序逻辑控制方法及计算机控制（单片机、可编程序控制等）方法等。而继电器+接触器逻辑控制方法是最基本的方法，是各种控制方法的基础。电气控制概论自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited■电气原理图：它是指该设备电气工作原理的图样，所以反映的是用图形符号和项目代号表示的电路中各电气元件之间连接关系的图形。■电气元器件位置图（电气布置图）：它是表示电气控制系统中各电气元件的实际安装位置的图样。■电气安装接线图：它是按电气原理图及电气元件安装的位置来绘制的。电气接线图是安装电气设备或检查线路故障的依据。电气图纸的类型自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号（1）一般三极电源开关低压断路器常开触点常闭触点复合触点限位开关QKQFSQ熔断器常开常闭复合按钮FUSB线圈主触点常开辅助触点常闭辅助触点接触器KM线圈常开延时闭合触点常闭延时打开触点常开延时打开触点常闭延时闭合触点时间继电器KT自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号（2）常开触点常闭触点速度继电器热元件常闭触点热继电器线圈常开触点常闭触点中间继电器KVFRKA电磁铁YA线圈常开触点常闭触点电压继电器KU线圈常开触点常闭触点电流继电器KI信号灯HL直流电动机M变压器三相异步电动机M转换开关SA自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited电气原理图举例电气安装接线图举例自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第三章常用电气控制器件自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第一节概述电器：对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用广泛可编程序控制器（PLC）是计算机技术与继电器、接触器控制技术相结合的产物，其输入、输出与低压电器密切相关。电器元件本身朝着新的领域扩展电器元件性能提高新型电器元件产生机、电、仪一体化电器元件实现电器元件应用范围扩展有些电器元件有其特殊性以继电器、接触器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术必需的基础自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited电器元件的分类：按工作电压等级分类:▪高压电器：AC1200V、DC1500V及以上电路中的电器。▪低压电器：AC1200V、DC1500V以下电路中的电器。按动作原理分类：▪手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。▪自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。按用途分类：▪控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。▪配电电器：用于电能的输送和分配的电器。▪主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。▪保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。▪执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第二节接触器电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及面广的一种低压自动控制电器，用来频繁地接通和分断交、直流主回路和大容量控制电路。1-主触点2-常闭辅助触点3-常开辅助触点4-动铁心5-线圈6-静铁心7-灭弧罩8-弹簧电磁接触器结构示意图电磁机构：将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作.触点：接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。灭弧装置：熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧。其它：包括释放弹簧机构、支架与底座等。动铁心（衔铁）静铁心电磁线圈按所控制电路▪主触点▪辅助触点按原始状态▪常开触点▪常闭触点灭弧罩灭弧栅磁吹灭弧装置自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited下铁心上铁心主触点动触点静触点吸引线圈接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。电磁接触器工作原理自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited接触器分类及特点：交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。■交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。■铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。■线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。■铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声。■灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。■不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。■铁心用整块钢制成。■线圈制成长而薄的圆筒状。■250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。■灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited接触器主要技术参数：线圈电压主触点额定电流、额定电压辅助触点额定电流、对数接触器极数接触器机械寿命、电寿命选择接触器主要考虑的因素：接触器的使用类别应与负载性质相一致■控制交流负载应选用交流接触器■控制直流负载则选用直流接触器主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流接触器主触点的额完工作电流是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致■接触器在线圈额定电压85％及以上时应能可靠地吸合主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited第三节继电器用于控制与保护电路中作信号转换用的电器。具有输入电路（感应元件）和输出电路（执行元件），当感应元件中的输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。继电器用于控制电路，流过触点的电流小，一般不需要灭弧装置。继电特性曲线：继电器的重要参数：返回系数：k＝x1/x2■释放弹簧的松紧程度■铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄吸合时间：线圈接受电信号到衔铁完全吸台所需的时间释放时间：线圈失电到衔铁完全释放所需的时间x2：继电器吸合值x1：继电器释放值常用继电器：电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等。自动化原理第一部分电气控制基础知识Surpassingcustomer’sexpectationAmperexTechnologyLimited电流继电器：根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器过电流继电器：当电路发生短路