混凝土搅拌站的电气控制及电路图的分析通

混凝土搅拌站的电气控制及电路图的分析一．电气基本常识与基本的电气传动系统一致，混凝土搅拌站的电气传动系统由：电源部分→控制部分→执行电气元件部分等构成。

1、电源部分：主要是由电源开关及电源保护装置构成，它的任务是完成供电能量的馈送、切断及对电源和用电设备进行保护等。

电源部分涉及到供电开关、空气开关、熔断器、漏电保护器等低压电器。

2、控制部分：是整个电气传动系统的中心。

在它的控制指挥下，电动执行元件才能按照人们的要求去完成各种复杂的动作。

在HZS系列砼站中电气控制主要由PLC 控制系统实现。

PLC 是计算机技术与继电接触式控制技术相结合的产物，它的输入输出仍然与低压电器密切相关。

①继电接触式控制系统：主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成。

其控制方式是断续的，又称为断续控制系统。

其特点是结构简单、价格低、维护容易、抗干扰能力强等。

是基本的电气控制形式。

其缺点是采用固定接线方式、灵活性差、工作频率低、触点易损坏、可靠性差。

要改变（实现）控制顺序就必须改变控制器的硬件接线。

②可编程序控制器：是一台专为在工业环境下运行的工业计算机。

详见(二)可编程序控制器概述一节3、执行电气元件：是电源部分和控制部分的最终服务对象。

如：电机、电磁阀及其它执行电器。

（一）常用低压电器概述低压电器是指在交流50Hz额定电压交流1200V以下或直流1500V以下的电路中起通断、保护、控制调节作用的电器。

按照低压电器在电气线路中的职能和用途，一般分为以下几类：1、低压配电电器：主要用于低压供电系统，这类低压电器有刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关以及熔断器等；2、低压主令电器：主要用于发送控制指令的电器。

这类电器有按钮、主令开关、行程开关和万能转换开关等。

这类电器的主要技术要求是操作频率要高，抗冲击，机械和电器寿命要长。

3、低压控制电器：主要用于电气控制系统。

这类低压电器有接触器、继电器等。

对这类电器的主要技术要求是有一定的通断能力、操作频率要高，电器和机械寿命要长。

4、低压保护电器；主要用于对电路和电器设备进行安全保护的电器。

这类电器有热继电器、安全继电器、电压继电器、电流继电器和避雷器等。

这类继电器要求有一定的通断能力，反应要灵敏、可靠性高。

5、低压执行电器：主要用于执行某种动作和传动功能。

这类低压电器有电磁铁、电磁离合器、电磁阀等。

也有将2、4、5 归入低压控制电器类。

在这里先介绍常用的电气元件及其文字和基本图形符号① 按钮是一种专门发号施令的电器，用以接通或断开控制回路中的电流。

其代号为 SB 。

② 万能转换开关 换多种和多数量的线路是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多回路控制电器，它能够转③ 行程开关又称限位开关。

是用以反应工作机械的行程，接通或断开控制电路，发出命令以控制机械运动方向和行程大小的开关。

其作用原理与按钮相似，区别在于它不是靠手指11109 812 34 56的按压而是利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作，从而将机械信号转变为电信号，用以控制机械动作或用 作程序控制。

通常，行程开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定的位置或行程实现自动停 止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。

如图 4-1 所示为滚轮式行程开关。

行程开关的文字符号为：SQ滚轮式行程开关 1 滚轮 2 上臂轮 3、5、11 弹簧4 套架 6、9 压板 7 触点 8触点推杆10 小滚轮④图 4-1无触点行程开关：又称为接近开关。

其功能是当某种物体与之接近到一定距离时就发生动作信号，达到行程控制、记数及自动控制的作用。

而不像机械行程开图 4-1关那样需要施加机械压力。

接近开关是通过其感辩头与7被测物体间介质能量来取得信号的。

与行程开关相比，接近开关具有定位精度高、工作可靠、寿命长、操作频率高及能适应恶劣环境等优点。

但接近开关在使用时，一般需要有触点式继电器作为输出器。

接近开关的形式有多种,不论哪一种都是由接近信号发生机构以及后级的检波、鉴副和出口电路所组成。

高频振荡型用于检测各种金属，当前应用最为普遍，其电路结构可以归纳为图4-2所示。

⑤空气开关又称自动空气断路器，当电路发生严重过载、短路及失压等故障时，能自动切断电路，保护串联在它后面的线路和电气设备。

在功当于刀闸开关、熔断器、热继电过电流继电器和欠压继电主要由三个基本部分组成，即触头和灭弧系统、各种脱扣构。

文字符号为QF。

如图4-3 所示能上，它相器等的组合。

器、操作机棕BN空气开关BU 蓝BK黑-图4-2图4-3空气开关在电路图中的符号空气开关的工作原理如图4-4所示。

使用时1234567断路器三副主触头1串接在被控制的三相电路中，按下接通按钮时，外力使琐扣3克服反作用弹簧的反力，将固定在锁扣上面的动触头与静触头闭合，并由锁扣锁住搭钩4使动静触头保持闭合，开关处1615148910于接通状态。

当线路发生过载时，过载电流流过热元件12 产生一定的热量，使双金属片13受热向上弯曲，通过杠杆8推动搭钩与琐扣脱开，在反作用弹簧的131112推动下，动、静触头分开，从而切断电路，使用电设备不致因过载而烧毁。

当线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流，电磁脱扣器产生足够大1-动触头2-静触头3-锁扣4-搭扣5-反作用弹簧6-转轴座7-分断按钮8-杠杆9-拉力弹簧10-欠压脱扣器衔铁11-欠压脱扣器12-热元件13双金属片14-电磁脱扣器衔铁15-电磁脱扣器16-接通按钮的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分开，从而切断电路，实现短路保护。

4-4空气开关工作原理示意图⑥交流接触器：是一种用来频繁的接通或断开主电路及大量控制电路的自动切换电器。

其结构主要由电磁铁和触点两部分组成。

其文字符号为KM。

接触器最主要的用途是控制电机的启动、正反转、制动和调速。

在HZS系列砼站控制系统中，主电路电机的启动均使用接触器控制切断、导通电路。

并且与空气开关配合使用。

接触器触点分为主触点和辅助触点两种，其中，三对主触点接在主电路中，起断开和接通主电路的作用，辅助触点接在控制线路中，可完成一定的控制要求，如自锁、互锁等。

触头还分为常开和常闭两类。

当线圈未通电时，处在相互脱开状态的触头叫常开触头，又叫动合触头；处在相互接通状态的触头叫常闭触头，又叫动断触头。

交流电磁铁（电磁系统）由线圈、静铁芯和动铁芯（衔铁）组成。

如上图所示。

在铁芯头部平面上装有短路环，目的是消除交流电磁铁在吸合时可能产生的铁芯振动。

接触器的工作原理如下：当按下按钮线圈得电时，静铁芯和线圈产生磁场，将动铁芯吸合，带动桥式动触点向右移动，使之与静铁芯接触。

这时，电机和电源接通，电动机运转；当松开按钮线圈断电时，磁场吸力消失，在复位弹簧作用下，动触点复位，切断电机电源，电机停止运转。

其文字符号为：KM，如图4-5所示。

图4-5⑦继电器：继电器是一种根据某种输入信号（电压、电流等电量或非电量）的变化，接通或断开小电流控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的电器。

一般情况下不直接控制电流较大的主电路，而是通过接触器或其他电器对主电路进行控制。

它可根据输入的信号达到不同的控制目的。

⑦．1中间继电器：是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。

它的特点是线圈的匝数很多，并且触点多（多至六对或更多）、触头能承受的电流较大（额定电流5—10安培）、动作灵敏（动作时间小于0.05秒）。

其输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触头的动作，并能将信号同时传递给几个元件和回路。

图4-6为HZS系列砼站使用的中间继电器工作原理示意图。

它的用途有两点：一是用做传递信号，当接触器线圈的额定电流超过电压或电流继电器触头所允许通过的电流时，可用中间继电器作为中间放大器再来控制接触器；二是用做同时控制多条线路。

HZS系列砼站均使用中间继电器作为PLC输出接口连接的执行元件。

其文字符号为：KA图4-6从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才⑦．2时间继电器：3输出信号（触点的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。

时间继电器的延时方式有两种：延时闭合触点时间继电器线圈延时断开触点图4-7通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化，当输入信号消失后，输出信号瞬时复原。

断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号，当输入信号消失时，延迟一定的时间，输出信号才复原。

3时间继电器的文字符号为KT，如图4-7所示。

在HZS砼站控制系统中，生产能力为50m /h以上，主机采用Y—△（星—三角）延时降压启动。

⑦．3 固态继电器：是由半导体器件组成的继电器，它是一种无触点电子开关。

没有任何可动部件和触点。

具有相当于电磁继电器的功能。

它较之电磁继电器具有工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪声和使用方便等一系列优点。

应用在计算机的输入输出接口、外围和终端设备等。

⑧其它电气元件文字符号:指示灯电磁阀线圈磁性开关钥匙开关单相空开电机转换开关电流表电压表（二）交流接触器的常见故障及处理方法交流接触器在长期使用过程中，由于自然磨损或使用维护不当，会产生故障而影响正常工作。

下面对交流接触器的常见故障进行分析。

由于交流接触器是一种典型的电磁式电器，它的某些组成部分，如电磁系统、触头系统，是电磁式电器所共有的，因此这一部分的内容，也适用于其它电磁电器，如中间继电器、电流继电器等。

（1）触头的故障及维修交流接触器在工作时往往需要频繁地接通和断开大电流电路，因此它的主触头是较容易损坏的部件。

交流接触器触头的常见故障一般有触头过热、触头磨损和主触头熔焊等情况。

1）触头过热动、静触头间存在着接触电阻，有电流通过时便会发热，正常情况下的温升不会超过允许值。

但当动、静触头间的接触电阻过大或通过的电流过大时，触头发热严重使触头温度超过允许值，造成触头特性变坏，甚至产生触头熔焊。

导致触头过热的主要原因有：①通过动、静触头间的电流过大交流接触器在运行过程中，触头通过的电流必须小于其额顶电流。

否则会造成触头过热。

触头电流过大的原因主要有系统电压过高或过低；用点设备超负荷运行；触头容量选择不当和故障运行。

②动、静触点接触电阻过大造成触点间接触电阻增大的原因有：一是触头压力不足：对同一规格的接触器而言，一般是触头压力越大，接触电阻越小。

遇此情况，首先应调整压力弹簧，若经调整后压力仍达不到标准要求，则应更换新触头。

二是触头表面接触不良其原因有：油污和灰尘在触头表面形成一层电阻层；铜质触头表面氧化；触头表面被电弧灼伤、烧毛，使接触面积减少等。

但对银或银基合金触头表面的氧化层可不做处理。

对电弧灼伤的触头，应用刮刀或细锉刀修整。

对用于大、中电流的触头表面，不要求修整的过分光滑，过分光滑会使接触面减少，接触电阻反而增大。