电器PLC控制技术(主编任三虎 北理工版)第1章
电器及PLC控制技术第一章黄净
二、刀开关、铁壳开关与转换开关
1．刀开关 刀开关是结构最简单，应用最广泛的一种手动电器。按 刀数可分为单极、双极和三极。刀开关符号如图1－1所示。
2018-01-24
图1-1 a)单极
刀开关的符号 b)双极 c)三极
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第一节
常用低压电器
图１－2a所示为ＨＫ系列瓷底胶盖刀开关结构图，由刀开 关和熔丝组合而成。胶盖闸刀开关图形符号和文字符号如图1 －2b所示。
2018-01-24
图1-2 HK系列瓷底胶盖刀开关 a）结构图 b）带熔断器刀开关符号 1-胶盖 2-胶盖固定螺钉 3-进线座 4-静触点 5-熔丝 6-瓷底 7-出线座 8-动触点 9-瓷柄
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常用低压电器
生产中常用的是HK系列开启式负荷开关， 适用于照明和小容量电动机控制线路中，供 手动不频繁地接通和分断电路，并起短路保 护作用。
常用低压电器
二、常用的低压熔断器 半封闭插入式
无填料封闭管式
Hale Waihona Puke 熔断器按结构形式分有填料封闭管式
自复式
第一节
常用低压电器
（1）插入式熔断器 如图1-11所示，是一种最常用、结构 最简单的熔断器。常用于低压分支电路的短路保护。 （2）螺旋式熔断器 如图1-39所示。
图1-12 螺旋式熔断器 1-底座 2-熔体 3-瓷帽 图1-11 插入式熔断器 1-动触点 2-熔体 3-瓷插件 4-静触点 5-瓷座
熔体
熔体是熔断器的主要组成部分。
常用形式： 熔体的材料： 丝状、片状或栅状。
①铅、铅锡合金或锌等低熔点 材料，多用于小电流电路； ②银、铜等较高熔点的金属， 多用于大电流电路。
熔管：是熔体的保护外壳，用耐热绝缘材料 制成，在熔体熔断时兼有灭弧作用。 熔座：是熔断器的底座，作用是固定熔管和 外接引线。
北理工自动控制理论课件
t
cmax = sup |c(t)|,0 ≤ t ≤ ∞
调整时间 上升时间
§5 自动控制系统的研究方法
• 自动控制研究的三个基本问题： 建立数学模型 系统性能分析 控制器设计 • 分析： 在给定系统的条件下，将物理系统抽象成数学模型， 然 后用已经成熟的数学方法和先进的计算工具来定性或定量地 对系统进行动、静态的性能分析。 • 综合： 在已知被控对象和合定性能指标的前提下，寻求控制规 律，建立一个能使被控对象满足性能要求的系统。
三.自动控制技术的作用 1. 自动控制技术的应用不仅使生产过程实 现了自动化，极大地提高了劳动生产率， 而且减轻了人的劳动强度。 2. 自动控制使工作具有高度的准确性，大 大地提高了武器的命中率和战斗力，例如 火炮自动跟踪系统必须采用计算机控制才 能打下高速高空飞行的飞机。 3. 某些人们不能直接参与工作的场合就更离 不开自动控制技术了，例如原子能的生产、 火炮或导弹的制导等等。
控制系统的工作原理 1.人工控制恒温箱温度
控制过程： 1 观测恒温箱中的温度（被控 量） 2 与要求的温度（给定值）进 行比较得到温度偏差的大小和 方向 3 根据偏差大小和方向调节调 压器，控制加热电阻丝的电流 以调节温度回复到要求的温度
控制流程如图：
控制的实质：检测偏差和纠正偏差
2 恒温箱自动控制系统
•
美国的M. E. Merchant 提出计算机集成制造 的概念(1969)；
•
日本Fanuc 公司研制出由加工中心和工业机 器人组成的柔性制造单元(1976)；
中国批准 863高技术计划，包括自动化领域的 计算机集成制造系统和智能机器人两个主题 (1986)。
• 日本安川公司娱制 控制装置与被控对象之间只有顺向作用 而没有反向联系的控制。
电气控制与PLC第一章PPT课件
1.1.3低压电器的基本结构特点
低压电器一般由感测部分和执行部分组成。 ➢ 感测部分：感测外界的信号做出有规律的反应。在自控电
器中感测部分大多由电磁机构组成。 ➢ 执行部分：如触点，根据指令进行电路的接通或切断。
在各种低压电器中，电磁式低压电器应用很多，它们结构相似， 原理相同。
1.2 开关电器 开关电器常用来不频繁地接通或分断控 制线路或直接控制小容量电动机，这类电器 也可以用来隔离电源或自动切断电源而起到 保护作用。这类电器包括刀开关、转换开关、 自动空气断路器等。
低压断路器的图形符号 和文字符号
2.低压断路器的结构
低压断路器主要由触头系统、灭弧装置、操作机构、保护装 置（各种脱扣器）及外壳等几部分组成。图为常用的塑壳式 DZ5-20型自动空气开关的外形与结构图。
3.低压断路器的工作原理
2是自动空气断路器的三对主触头，与被保护的三相主电路相串联，当手 动闭合电路后，其主触头由锁链3钩住搭钩4，克服弹簧1的拉力，保持闭 合状态。搭钩4可绕轴5转动。当被保护的主电路正常工作时，电磁脱扣器 6中线圈所产生的电磁吸合力不足以将衔铁8吸合；而当被保护的主电路发 生短路或产生较大电流时，电磁脱扣器6中线圈所产生电磁吸合力随之增 大，直至将衔铁8吸合，并推动杠杆7，把 搭钩4顶离。在弹簧1的作用下主触头断开， 切断主电路，起到保护作用。又当电路电 压严重下降或消失时，欠电压脱扣器11中 的吸力减少或失去吸力，衔铁10被弹簧9 拉开，推动杠杆7，将搭钩4顶开，断开了 主触头。当电路发生过载时，过载电流流 过发热元件13，使双金属片12向上弯曲， 将杠杆7推动，断开主触头，从而起到保 护作用。
熔断器的选择
对熔断器的要求：在电气设备正常运行时，熔断器不应熔断； 在出现短路时，应立即熔断；在电流发生正常变动（如电动 机启动过程）时，熔断器不应熔断；在用电设备持续过载时， 应延时熔断。对熔断器的选用主要包括类型选择和熔体额定 电流的确定。
PLC电气控制技术ch1电气控制基础
4、接触器主触头和辅助触头的数量应能满足控制系 统的需要。
1.1.2 继电器
一、作用及工作原理
1、作用 继电器主要用在控制和保护电路中，起到信号转换的作用。 2、工作原理 继电器具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执 行元件），当感应元件中的输入量（如电压、电流、温度、 时间等）变化到某一特定值时继电器就产生动作，执行元件 便接通或断开控制回路。
电流继电器是根据输入（线圈）电流大小而动作的继 电器，其电磁线圈匝数少、线径粗，可通过较大的电流。 电流继电器按用途可分为过电流继电器和欠电流继电器。
过电流继电器的作用是当电路发生短路或电流过大时 立即将电路切断，其动作电流整定范围是： 交流为（110%～350%）IN，直流为（70%～300%）IN。
PLC电气控制技术ch1电气控制基 础
PLC电气控制技术
机电工程学院
机械与电子工程系
PLC电气控制技术目录
第1章 电气控制基础 第2章 PLC概述 第3章 CPM1A系列PLC 第4章 PLC控制系统设计
第1章 电气控制基础
本章重点内容: ❖ 掌握常用低压电器的结构、原理及使用方法 ❖ 以电动机或其他执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原
1、结构 电磁系统、触点系统。 2、与接触器的区别 继电器：用于控制电路 、电流小，没有灭弧装置， 可在电量或非电量的作用下 动作。 接触器：用于主电路、 电流大，有灭弧装置，一般 只能在电压作用下动作。
1.1.2 继电器
三、电磁式继电器——电压、电流和中间继电器
3、主要特性参数
（1）输入——输出特性，又称为继电特性
电气自动化技术快速入门丛书PLC控制技术快速入门编辑词条
电气自动化技术快速入门丛书PLC控制技术快速入门编辑词条前言第1章认识可编程序控制器1.1 三菱FX系列可编程序控制器1。
1.1 FX1S系列1.1.2 FX1N系列1.1。
3 FX2N系列1。
1.4 FX2NC系列1.2 国产三菱系列可编程序控制器1。
3 H2U系列可编程序控制器1.3.1 H2u-2416MT基本单元1.3.2 内部虚拟元件1.3。
3 指令系统1。
4 SL-FX2N系列可编程序控制器1。
4。
1 SL-FX2N-28MR-4AD—2DA单元1.4.2 内部虚拟元件1.4.3 指令简介1。
5 PLC虚拟元件的图形1。
5。
1 触头1。
5。
2 线圈1.5。
3 应用指令1.5。
4 连接线1.5.5 取脉冲沿1。
5.6 运算结果取反1.6 编程语言1。
6.1 梯形图程序设计语言1.6.2 助记符（指令表)程序设计语言1。
6.3 功能表图程序设计语言1.6。
4 功能模块图程序设计语言1.6.5 结构化语句描述程序设计语言1。
6。
6 编程规则与注意事项第2章编程软件和仿真软件简介2.1 FXGP/WIN-C编程软件2。
1.1 软件安装2。
1.2 软件的初始界面2。
1。
3 软件的基本操作2。
2 GX Developer编程软件2。
2.1 软件安装2.2。
2 软件的初始界面2。
2。
3 软件的基本操作2。
3 梯形图仿真软件2.3。
1 软件安装2.3.2 软件的界面2.3。
3 软件的基本操作第3章基本控制单元电路3。
1 点动控制电路3.1。
1 电气原理图3.1.2 PLC控制原理图3.1。
3 PLC程序图3.1。
4 功能仿真3.1.5 动手实践3。
1。
6 指令说明3。
1。
7 程序改进3.2 电灯的双联控制3。
2.1 电气原理图3。
2.2 PLC控制原理图3。
2。
3 PLC程序图3。
2.4 功能仿真3。
2。
5 动手实践3。
2.6 指令说明3.3 自保持控制电路3.3.1 电气原理图3.3。
2 PLC控制原理图3.3.3 PLC程序图3。
电气控制及PLC(第3版) 第1章
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1.1 电磁式低压电器
⑦短路环的作用：用于单向交流电磁机构 为什么交流电磁机构需要使用短路环？
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1.1 电磁式低压电器
问题1：为什么直流电磁机构不需要短路环？ 直流电磁机构通入电流恒定，不会出现磁通过零， 电磁吸力为零的情况。 问题2：在快速频繁动作的回路中，应选用直流还是交流 电磁机构？ 从吸力特性分析：在吸合过程中，直流电磁机构电 流恒定，而交流电磁机构的启动电流比保持电流大得多 （U型铁心I吸=5～6I保，E型铁心I吸=10～15I保），频繁动 作易使平均电流大于额定工作电流，散热条件不满足 时，可能烧毁元件，所以应选用直流电磁机构。
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1.1 电磁式低压电器
定义：利用电磁式机构原理工作的低压电器。 构成：电磁机构（检测部分）+触头系统（执行 部分）+灭弧装置
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ARM2F中间继电器
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1.1 电磁式低压电器
1.1.1 电磁机构
①结构：固定铁心，衔铁，电磁线圈（吸引线圈）。 ②分类：直动式，拍合式。 外形见图1.1.1 ③铁心材料： 直流—通电，铁心中剩磁比较小，铁心不发热，线圈 无骨架，瘦高型，材料为软钢或工程纯铁； 交流—由于铁心中涡流和磁滞损耗，铁心发热，线圈 有骨架，矮胖型，材料为硅钢片,以减少涡流。
按功能：
控制电器；保护电器；执行电器
按动作原理：手动电器；自动电器 按电压等级：高压；低压 按触点： 有触点；无触点
按使用场合：一般工业电器；特殊工矿电器；航空电器……
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第一章 常用低压电器
低压电器概述 定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压，在此 电压范围内使用的电器元件，统称低压电器。
UC头条：电气PLC控制技术
UC头条：电气PLC控制技术本篇博客为博主在学习PLC电气控制编程时的复习整理PLC（ProgrammableLogicController）1.PLC硬件有哪几部分组成？CPU，存储器，电源，开关量（数字量）输入，开关量（数字量）输出，模拟量输入，模拟量输出，其他特殊模块（串口模块，网口模块，定位模块等）。
2.PLC的应用范围有哪些？开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网。
3.PLC控制系统与继电接触器控制系统有哪些不同点和相同点？PLC梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的。
不同点：1）*控制方式*：继电器控制系统的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。
PLC控制系统采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。
2）*工作方式*：继电器控制系统采用并行的工作方式，PLC控制系统采用串行工作方式。
3）*控制速度*：继电器控制系统控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。
PLC控制系统是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。
4）*定时与计数控制*：继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。
继电器控制系统不具备计数功能。
PLC控制系统用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。
另外PLC系统具备计数功能。
5）*可靠性和维护性*：继电器控制系统可靠性较差，线路复杂，维护工作量大，PLC控制系统可靠性较高，外部线路简单，维护工作量小。
4.PLC的输出一般有哪些方式，驱动的负载类型是哪些？1、*继电器输出*，负载为直流或交流负载，这类输出为数字量，可通过中间继电器转换带动较大一些的负载，如接触器等，但在要求快速响应的场合不适合使用此种类型的输出。
电气控制系统第01章
PLC电气控制技术 中间继电器：
第一章
常用低压电器
本质上是一种电压继电器，工作原理与接触器相同。
触点系统中没有主、辅触点之分，触点容量相同。
小容量的接触器： 电动机额定电流不超过5A的电气控制系统，可代替接触器来控制。
中间继电器的作用：
当电压或电流继电器触点容量不够时，可借助中间继电器来控制，用中 间继电器作为执行元件，这时中间继电器被当作一级放大器用。 触点数量较多，能够将一个输入信号变成多个输出信号。当其他继电器 或接触器触点数量不够时，可利用中间继电器来切换多条控制电路。
PLC电气控制技术 第一节 概述
第一章
常用低压电器
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 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
常用低压电器
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。 动铁心（衔铁） 电磁机构：将电磁能转换 静铁心 成机械能，产生电磁吸力 电磁线圈 带动触点动作. 按所控制电路 ▪ 主触点 触点：接触器的执行元件， ▪ 辅助触点 用来接通或断开被控制电 按原始状态 路。 ▪ 常开触点 ▪ 常闭触点 灭弧装置：熄灭触点分断 电流瞬间触点之间气隙中 灭弧罩 产生的电弧。 灭弧栅 电磁接触器结构示意图 1-主触点 2-常闭辅助触点 其它：包括释放弹簧机构、 磁吹灭弧装置 3-常开辅助触点 4-动铁心 5-线圈 支架与底座等。
PLC电气控制技术
第一章
常用低压电器
《电气控制与PLC》教学大纲
《电气控制与PLC》教学大纲《电气控制与PLC》课程教学大纲一、课程教学目标PLC是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用工业计算机。
本课程的任务是使学生了解PLC的硬件结构组成，软件指令系统和控制功能；掌握PLC 的工作原理，控制特性，应用，选择方法，软件编程技巧；能利用PLC技术完成各种较复杂生产过程的顺序控制和程序控制；进而实现更复杂的生产过程数控及群控。
本课程任务是：学习好基本理论的基础上，结合生产实际设备情况，牢固掌握PLC控制的基本环节，掌握常用PLC的基本理论，基本结构，各类条件下实际应用方法，为学生进一步学习后续课程，完成机电结合的毕业设计课题以及将来用PLC新技术改造传统工业生产设备和开发研制机电一体化高新技术产品打下基础。
二、课程设置说明本课程根据河北科技学院机械制造自动化专业人才培养方案的要求设置。
可编程序控制器（PLC）在现代工业自动化控制中是最值得重视的先进控制技术，是改造传统工业生产设备最理想的多功能化控制器，成为现代工业控制三大支柱（PLC、NC、ROBOT）之一，也是我国开展机电一体化工作八个重点项目之一。
本课程是应用电子技术人才需要掌握的最新技术知识之一。
掌握电器控制与PLC技术，是改造传统生产工艺和设备的重要途径。
本课程是机械制造自动化专业的必修主干课程。
本课程的先修课程是电工技术、机械原理、电子技术、机械设计、微机原理、机电传动控和机械系统控制。
本课程学习结束后，为分析设计各种机电传动与生产过程PLC控制系统打下良好的新技术知识基础。
本课程总学时数为64，理论课学时32，课内实践32。
三、课程性质：本课程是机械制造自动化专业的主要专业课之一，本课程特点是实践性强，与生产实际联系紧密，运用知识的复盖面较宽，是强电与弱电的结合，电气学、计算机技术的结合与生产工艺过程紧密配合的一门课。
四、课程内容与要求使用教材：《电气控制与PLC》，刘品潇主编，国防科技大学出版社（一）课程内容第1章常用低压电器1、低压电器的基本知识2、继电器3、接触器4、低压开关和低压断路器5、熔断器6、主令电器教学要求:理解接触器，控制继电器，主令电器的基本工作原理；熟练掌握各种低压电器的工作原理。
电气控制与PLC控制基础理论-第一章
01
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04
万能转换开关的结构
万能转换开关可以作为多种配电装置的远距离控 制，也可作为小容量电动机的启动、制动、调速及 正反向转换的控制。由于其触头档数多、接环线路 多、用途广泛，故有“万能”之称。目前我国生产 的主要有LW5，LW6系列。图1-18是LW6系列万 能转换开关单层的结构示意图。
吸引线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁力的作用下产生机械位移使铁芯吸合。
图1-1 直动式电磁机构 1—衔铁；2—铁芯；3—吸引线圈
图1-2 拍合式电磁机构 1—衔铁；2—铁芯；3—吸引线圈
触头系统
触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用，通常用铜制成。 触头的结构有桥式和指式两类。桥式触头又分为点接触式触头（参见图1-3（a））和面接触式触头（参见 图1-3（b）），点接触式适用于电流不大的场合，面接触式触头适用于电流较大的场合。图1-3（c）所示为指 形触头，适合于触头分合次数多、电流大的场合。
图1-14 控制按钮的型号含义
控制按钮的选用原则
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行程开关
行程开关又称限位开关，主要用于行程控制、位置及极限位置的保护等。
控制按钮的结构与符号
行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式和微动式三种。直动式行程开关的结构原理如图1-15所示，图 形及文字符号如图1-16所示。
图1-15 直动式行程开关的结构图
电压继电器
中间继电器
图1-25 电流继电器图形及文字符号
图1-26 电压继电器的图形及文字符号 图1-27 中间继电器的图形及文字符号
时间继电器
继电器感受部分在感受外界信号后，经过一段时间才能使执行部分动作的继电器，叫做时间继电器。 时间继电器的种类很多，主要有电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式等几大类。延时方式有通电延时和 断电延时两种。通电延时继电器的图形及文字符号如图1-28所示，断电延时继电器的图形及文字符号如图129所示。