第6章 电气控制系统
上海天地MG300700QWD型电牵引采煤机
天地科技MG300/700-QWD型电牵引采煤机使用说明书天地科技股份有限公司上海分公司第一章采煤机电气系统总述第1节电气系统概述本电气控制系统是为MG300/700-QWD型电牵引采煤机配套而专门研制的，它采用了可编程序控制器（PLC）和PWM变频调速技术使采煤机控制、操作可靠方便，牵引实现无级调速，牵引能力强。
该机组的动力系统由两台300kW、1140V截割电机，一台18.5KW、1140V泵电机，两台40KW、380V的牵引电机提供。
电气系统布置图1.1。
第2节电气控制系统原理电气系统框图，见图1.1图1.1 700机组系统框图对于整机的控制有三种人机交互方式：遥控器、端头操作站、机身按钮。
第二章采煤机机内电气系统第1节采煤机电控箱结构图2.1 电控箱喇叭口分布图图2.2电控箱面板第二节电控系统组件简介一.电源组件电源组件（图2.1）部分包括：一个控制变压器，一个非本安电源模块，一个本安电源模块，一个整流桥堆及一些熔断器等。
控制变压器为采煤机提供控制电源，维持控制系统正常工作。
原边从1140V主线中取两相引入（隔离开关之前）。
图2.1 电源组件1、两组～18V抽头输入给PA7盒，经过内部整流、滤波、稳压电路产生直流±15V，给内部的牵引负荷信号滤波电路供电。
2、交流28V/4A抽头经整流桥堆输出直流F+24V，给所有电磁阀及先导自保继电器(PA1盒内)提供工作电源。
3、交流190V/0.2A抽头经本安电源模块，输出本安A+12V，为端头站、端头接收盒和瓦斯断电仪供电。
4、交流220V/1A抽头给PLC冷却风扇供电；同时经非本安电源模块，输出非本安F+12V和S+24V，其中F+12V为端头接收盒PA1内端头信号执行电路及遥控接收盒PA2提供工作电源，S+24V为GP显示器及电流互感器工作电源。
5、交流160V抽头为PLC提供工作电源。
注： GE（通用电气）系列PLC工作电压范围为100V～240V。
电气控制与PLC控制基础理论-第六章
输入
输出
SB1 X1 SB2 X2
红灯L1
Y0
绿灯L2，L3，L4，L5 Y1
黄灯L6，L7，L8，L9 Y2
表6-2 天塔之光控制系统输入/输出端口分配表
天塔之光控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC天塔之光控制系统设计 （2）PLC外部接线图设计 PLC外部接线图设计如图6-10所示。
➢ 要考虑电源的输出功率和极性问题。
编制PLC程序并进行模拟调试
编制PLC程序时要注意以下问题： （1）以输出线圈为核心设计梯形图，并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。 （2）如果不能直接使用输入条件逻辑组合成输出线圈的得电和失电条件，则需要使用辅助继电器 建立输出线圈的得电和失电条件。 （3）如果输出线圈的得电和失电条件中需要定时或计数条件时，要注意定时器或计数器得电和失 电条件。 （4）如果输出线圈的得电和失电条件中需要功能指令的执行结果作为条件时，使用功能指令梯级 建立输出线圈的得电和失电条件。 （5）画出各个输出线圈之间的互锁条件。 （6）画保护条件。 根据以上要求绘制好梯形图后，将程序下载到PLC中，通过观察其输出端发光二极管的变化进行模 拟调试，并根据要求进行修改，直到满足系统要求。
图6-16 PLC外部接线图 图6-17 DC24V直流电源接线图
十字交通灯控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC十字交通灯控制系统设计 （4）PLC强电电路图 PLC强电电路图如图6-18所示。
图6-18 PLC强电电路图
十字交通灯控制系统设计
2、基于三菱FX2N系列PLC十字交通灯控制系统设计 （5）PLC梯形图设计 PLC梯形图设计如图6-19所示。 （6）指令程序的传输 使用GX Developer（或FXGP/WIN－C）编程软件绘 制图6-19所示的PLC梯形图，并进行转换和PLC程序传 输。也可使用FX－20P型手持式编程器进行程序传输， 方法不再赘述。
第6章_6.3三相异步电机的各种控制电路
多重互锁
电气互锁较可靠，但不能直接反 向起动（需先停车后才能反向起动）； 机械互锁虽能直接反向起动，但却不 太可靠，因此将电气互锁和机械互锁 组合在一起则成为多重互锁。 特点：既可直接反向，又较可靠 （主触头粘连时也能起到互锁作用）。 注意：主令控制器互锁，应采用 多重互锁（避免主令触头故障使互锁 失效）。
§6-3、电动 机的各种控制电路
§6-3、电动机的各种控制电路
一、电气控制原理图和安装接线图
在电气控制系统中，各种电机、电器等元件是按照生产工艺的要求，按照一定的 规律，由导线等联成电气线路，而表示电气电路图的方法有两种，即原理图和安 装接线图。
绘制原理图的原则
（1）所有电机、电器等元件都应采用统一规定的图形符号和文字符号来 表示。 （2）原理图一般分主电路和辅助电路两大部分。 （3）在原理图中，同一电器的不同部分（如线圈、触点）分散在图内不 同的部位，为易于识别，规定使用同一文字符号标明。 （4）在原理图中所有的触点均表示“正常状态”，所谓正常状态是指各 种电器在没有通电和没有外力作用时的状态。 （5）为安装和维修方便，电机和电器的各接线端都要用数字编号。
1175.空压机总是在空气压力低时能正常起动，但未到足够的高压值就停机。下述原因 哪种最可能______。 C A．低压继电器整定值太高 B．冷却水压低，此压力继电器动作 C．高压继电器整定值太低 D．低压继电器接到高压继电器的位置 1176.在被控对象的控制精度要求不高时，例如：海水柜水位控制只要保证水位在柜高 的3/4-1/2即可，常采取的最为简单、经济易行的控制方案______。 C A．计算机控制 B．随动控制 C．双位控制 D．模拟控制 1177.冷藏系统中的压缩机的起停控制是由双压力继电器（俗称“压力开关”）参与的 B 。当压力达到整定值下限时，压缩机应______。 A．起动 B．停止 C．报警 D．高压保护动作
电气控制与PLC应用技术(中国电力出版,崔继仁)PPT 第6章 顺序控制指令
PLC的输入/输出地址分配如表所示。
输入/输出地址分配 编程元件 元件地址 10.0 数字量输入 DC24V 10.1 Q0.0 数字量输出 DC24V Q0.1 Q0.2 符号 Start Stop KM1 KM2 KM3 传感器/执行器 常开按钮 常开按钮 接触器，“1”有效 接触器，“1”有效 接触器，“1”有效 说明 启动按钮 停止按钮 控制电机M1 控制电机M2 控制电机M3
人 行 道 交 通 灯 时 序
车道时序
Q0.2
Q0.1
Q0.0
Q0.2
I0.0 I0.1
人行道时序
30s
10s
5s
20s
5s
5s
Q0.3
Q0.4
Q0.3
功能图
自助行人过街信号灯的设计 控制要求： （1）初始状态，车道绿灯亮，人 行道红灯亮； （2）若没有按下过街按钮，车道 绿灯以50秒为周期连续常亮； （3）若有人按下过街按钮，车道 绿灯保持最后一个50秒周期常亮， 周期结束后，车道红灯亮，人行道 绿灯亮，人行道绿灯保持25秒后， 车道绿灯亮，人行道红灯亮。
I0.0
M1 5s M2 10s M3
S0.1
S0.3
S0.5
I0.1
M3 10s M2 5s M1
S0.6
S0.7
S1.0
图6-9 电动机顺序启动/逆序停止控制示意图
该控制系统的功能图如图6-10所示。
图6-10 电动机顺序启动/逆序停止顺序功能图
第三节
顺序控制指令应用举例
当I0.0=1或I0.1=1时， 车道Q0.2=1保持，人 行道Q0.3=1保持； 30s后， Q0.2=0,Q0.1=1； 10s后， Q0.1=0,Q0.0=1； 5s后， Q0.3=0,Q0.4=1； 20s后， 绿灯闪烁（Q0.4=0、 1交替）； 5s后， Q0.2=1,Q0.3=1
电气控制系统
• 作用与分类 • 接触器 • 继电器 • 开关 • 熔断器
第一节 分类与作用
• 电器定义：一种能控制电路的设备。
• 低压电器：用于交流1200V、直流1500V级 以下的电路中起通断、保护、控制或调节 作用的电器产品。
• 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以 上。
• 图1-1
延时再动作的继电器。符号:KT • 电磁式 • 阻尼式 • 电子式(晶体管、数字式)
阻尼式时间继电器 (光盘)
技术参数
• 表2。3。1
JS20系列晶体管式型号
• P47
• 2。3。3
图形符号
热继电器
• 具有过载保护特性的过电流继电器。 • 长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行
均会引起过电流。
• 可逆行程
• 3。6。1
自动往返循环控制
• 3。6。2
正反转控制
• 控制要求：
• 图2-12
三、电路图
• P211 图6。3
• P212 图6。4
• P212 图6。5
第三章 PLC基础
• 掌握PLC工作原理、结构特点。 • 熟悉基本逻辑指令、顺序控制指令及常用
的功能指令。 • 具备PLC应用系统设计初步能力。
• 2-1
• 中央处理单元（CPU）
• 存储器
• 输入输出单元
（I/O单元）
• 电源单元
• 编程器
外形的样子
• PLC • 编程器
• 7-1
• 中央处理单元 • 存储器：包括
（CPU ）
系统存储器和
• 通用微处理器； 用户存储器。
• FX2系列采用可 • 系统存储器存
编程控制器使 用的微处理器
电气控制电路基本环节习题解答
电气控制电路基本环节习题解答Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT第六章电气控制电路基本环节6-1常用的电气控制系统有哪三种答：常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与安装接线图。
6-2何为电气原理图绘制电气原理图的原则是什么答：电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的图。
绘制电气原理图的原则1）电气原理图的绘制标准图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。
2）电气原理图的组成电气原理图由主电路和辅助电路组成。
主电路是从电源到电动机的电路，其中有刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器发热元件与电动机等。
主电路用粗线绘制在图面的左侧或上方。
辅助电路包括控制电路、照明电路。
信号电路及保护电路等。
它们由继电器、接触器的电磁线圈，继电器、接触器辅助触头，控制按钮，其他控制元件触头、控制变压器、熔断器、照明灯、信号灯及控制开关等组成，用细实线绘制在图面的右侧或下方。
3）电源线的画法原理图中直流电源用水平线画出，一般直流电源的正极画在图面上方，负极画在图面的下方。
三相交流电源线集中水平画在图面上方，相序自上而下依L1、L2、L3排列，中性线（N线）和保护接地线（PE线）排在相线之下。
主电路垂直于电源线画出，控制电路与信号电路垂直在两条水平电源线之间。
耗电元器件（如接触器、继电器的线圈、电磁铁线圈、照明灯、信号灯等）直接与下方水平电源线相接，控制触头接在上方电源水平线与耗电元器件之间。
4）原理图中电气元器件的画法原理图中的各电气元器件均不画实际的外形图，原理图中只画出其带电部件，同一电气元器件上的不同带电部件是按电路中的连接关系画出，但必须按国家标准规定的图形符号画出，并且用同一文字符号注明。
对于几个同类电器，在表示名称的文字符号之后加上数字序号，以示区别。
5）电气原理图中电气触头的画法原理图中各元器件触头状态均按没有外力作用时或未通电时触头的自然状态画出。
6章 控制电器自测题答案
第六章继电接触器控制系统（自测题）一、填空题：1、笼型异步电动机减压起动控制方式有自自耦变压器和星三角起动起动。
2、笼型异步电动机常用的电气制动方式有能耗制动和反接制动.电气控制图一般分为主电路和控制电路电路两部分。
3、按国标规定,“停止”按钮必须是红色，“启动”按钮必须是绿色。
4、热继电器是对电动机进行过载保护的电器;熔断器是用于供电线路和电气设备的短路保护的电器.5、在交流（ 1200 ) V，直流（ 1500 ) V以下的电器称为低压电源。
6、电磁机构中的线圈__、___铁芯_____是静止不动的，只有_______衔铁__是可动的.7、电器按照它的职能不同可分为( 控制类）和( 保护类 )两类。
由此可知，交流接触器属于( 控制类）类电器,熔断器属于( 保护类 )类电器。
8空气开关又称（漏电保护开关 )。
其热脱扣器作（过载）保护用，电磁脱扣机构作（短路 )保护用，欠电压脱扣器作（欠压)保护用。
二、判断下列说法的正确与错误：（每小题1分,共7分）1、交流接触器与中间继电器既有相同又有不同之处.（对）2、接触器不具有欠压保护的功能。
( 错)3、断路器具有失压保护的功能。
（对）4、低压断路器又称为自动空气开关.（对 )三、选择题（1分，共25分）1、下列电器中不能实现短路保护的是（B。
)A。
熔断器B.热继电器 C.低压断路器2、下列电器哪一种不是自动电器。
( A、 )A、组合开关B、继电器C、热继电器3、接触器的常态是指（ A、）A、线圈未通电情况B、线圈带电情况C、触头断开时D、触头动作4 、由接触器、按钮等构成的电动机直接启动控制回路中，如漏接自锁环节，其后果是（ B、）A、电动机无法启动B、电动机只能点动C、电动机启动正常，但无法停机D、电机无法停止5、接触器的文字符号是（ A ）A、KMB、KSC、KTD、KA6、中间继电器的符号为( C ）A．KV B．KS C．K A D．KT—7.在继电器接触器控制电路中，自锁环节触点的正确连接方法是（ a ).(a) 接触器的动合辅助触点与起动按钮并联（b）接触器的动合辅助触点与起动按钮串联（c）接触器的动断辅助触点与起动按钮并联8。
电气控制与PLC第六章
END：条件结束指令，执行条件成立时结束主程序， 返回主程序起点。 MEND：无条件结束指令，结束主程序，返回主程序 起点。
30
三、停止指令
STOP：停止指令，执行条件成立时停止执行用户程序， 令CPU状态由RUN切换到STOP模式。
31
四、 警戒时钟刷新指令
WAD：警戒时钟刷新指令，该指令把警 戒时钟刷新，以延长扫描周期。
33
第三节 PLC初步编程指导
一、梯形图设计规则 1. 触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。如图a） 中触点3被画在垂直线上，通过触点3的“能流”是双 向的，而不是单向，属于不可编程梯形图，对不可编 程梯形图可按逻辑关系不变的原则进行处理，处理后b 图
34
2. 不含触点的分支应画在垂直方向，不可 画在水平位置.
1
LD，LDN，=指令使用说明 LD，LDN指令用于与输入公共线(输入左母线)相连的触点， 也可以与OLD，AID指令配合使用于分支回路的开头。 = 指令用于输出继电器，辅助继电器，定时器及计数器等， 但不能用于输入继电器。 并联的=指令可以连续使用任意次。 LD、LDN的操作数：I，Q，M，SM，T，C，V，S。=的操 2 作数：Q，M，SM，T，C，V，S。
逻辑指令的操作
16
17
LPS、ALD、LRD、LPP指令应用示例
18
十、定时器指令
定时器是由集成电路构成，是PLC中的重 要硬件编程元件。定时器编程时提前输入时间 预设值，在运行时当定时器的输入条件满足时 开始计时，当前值从0开始按一定的时间单位 增加，当定时器的当前值达到预设值时，定时 器发出中断请求，使PLC响应作出相应的动作。 此时它对应的常开触点闭合，常闭触点断开。 利用定时器的输入与输出触点就可以得到控制 所需的延时时间。 系统提供3种定时指令：TON(通电延时)， TONR(有记忆通电延时)，TOF(断电延时)。
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熔丝额定电流 ≥
6.1.6 熔断器 如果电动机起动频繁，则为 1.6 ~ 2 (3)几台电动机合用的总熔丝 熔丝额定电流 = (1.5 ~ 2.5) 容量最大的电动机额定电流 + 其余电动机额定电流之和 6.1.7 低压断路器 另见动画教学“低压断路器” 熔丝额定电流 ≥ 电动机的起动电流
6.2 笼型电动机直接起动的控制线路
SB2Leabharlann SQaKMR1 KMF1
炉门开
SQb
KMF1
SQa
KMF2 SQb
KMR2 KMF2
推料机进
SQc KMF2 KMR2
推料机退
炉门闭
加热炉自动上料控制线路动作次序
按 SB2 → KMF1 通电 → M1 正转 → 炉门开 → KMF1 断电 → M1 停转 压 SQa— → KMF2 通电 → M2 正转→推料机进，送料入炉，到料位 → KMF2 断电 压 SQb— → KMR2 通电 → M2 反转 → 推料机退，到原位
第6章 电气控制系统
第6章
电气控制系统
6.1 常用控制电器 6.2 笼型电动机直接起动的控制线路 6.3 笼型电动机正反转的控制线路 6.4 行程控制 6.5 时间控制
*6.6
应用举例
第6章
电气控制系统
采用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现电动 机的起动、停止、正反转、调速及制动的控制系统称为 继电接触器控制系统。
FU3
QS3
KM
KM
FU2
FR1 QS2
FR2
M1 3~
M2 3~
控制原理和动作 顺序请自行分析。
松 SB2 → KM 线圈失电 → KM 主触点恢复 → M 停转
6.3 笼型电动机正反转的控制线路
ABC QS FU
KMF
要使电动机给够实现反转，只要把接 到电源的任意两根连线对调一头即可。为 此用两个接触器来实现这一要求。 设 KMF 为实现电机正转的接触器， KMR 为实现电动机反转的接触器。 合上 QS 接通电源 让 KMF 线圈通电 其主触点闭合 三相电源ABC分别通入电动机 KMR 三相绕组UVW ，电动机正转。 KMF 线圈断电，主触点打开，电动机停。 让 KMR 线圈通电 其主触点闭合
→ KMR1 断电 → M1 停转 压 SQc— → KMR1 通电 → M1 反转 → 炉门闭
→ KMR1 断电 → M1 停转 压 SQd— → SQd 动合触点闭合，为下次循环作准备
6.6.2 C620-1 型普通车床控制线路
FU4
QS1
FU1 TT S FR1 SB1 SB2 FR2 KM
另见动画教学 “热继电器”
6.1.6 熔断器 熔断器俗称保险丝，是最简便而且最有效的短路保护 电器。熔断器中的熔丝或熔片用电阻率较高的易熔合金制 成。线路正常工作时，熔体不应熔断，当电路发生短路， 熔体立既熔断，以保护电路及用电设备不遭损坏。
文字符号和图形符号 FU
选择熔丝的方法 (1)电灯支线熔丝 熔丝额定电流 ≥ 支线上所有电灯的工作电流 (2)一台电动机的熔丝 电动机的起动电流 2.5
行程开关符号 动断触点 动合触点
用行程开关控制工作台的前进与后退线路见动画。 另见动画教学“行程控制”
6.5 时间控制
时间控制是指采用时间继电器进行延时控制。例如电动 机的 Y- 起动。 在交流电路中常采用时间继电器进行延时控制。其结 构及原理见动画。
另见动画教学“时间继电器”
时间继电器的图形和文字符号
QS
FU SB1 FR
SBF
KMR
KMF
KMF
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
KMR
M 3~
此电路要想改变电动机转向，可不必须先 按停止按钮。请自已分析线路的动作次序。
6.4 行程控制
行程控制，就是当运动部件到达一定行程位置时采 用行程开关来进行控制。 行程开关的种类很多，它有动合触点和动断触点， 由装在运动部件上的挡块来撞动。当运动部件到达一定 行程位置时，其上的挡块撞动行程开关，使动合触点闭 合，动断触点断开。
另见动画教学“结构图” 为了读图和设计线路的方便，控制线路常根据其作用 原理画出，把控制电路和主电路分开。这样的图称为控制 线路原理图。 在控制线路原理图中，各种电器都用统一的符号来代 表。同一电器的各部件是分散的。为了识别起见，它们用 统一的符号表示。 在原理图中，规定所有电器触点均表示在起始情况下 的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。
W
FR U
M 3~
V
三相电源 ABC 通入电动机三相绕组变 为 A — U 未变，但 B — W，C — V。 电动机将反转。
笼型电动机正反转的控制线路
QS FU
FR SB1
控制电路
KMR
主 电 路
KMF
SBF
KMF
缺点： 要想改变电 动机转向， 必须先按停 止按钮。 动作次序 合上 QS 接通电源
KM 线圈
主 触 点
动合触点 动断触点
辅助触点
6.1.4 中间继电器
中间继电器常用来传递多个信号和同时控制多个电路， 也可以直接控制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器的结构和交流接触器基本相同，只是电磁 系统小些，触点多些。 选用中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。 6.1.5 热继电器
*6.6
应用举例
6.6.1 加热炉自动上料控制线路
主 电 路
KMF1
KMR1 KMF2
KMR2
M1 3~
炉门开闭电动机
M2 3~
推料机进退电动机
加热炉自动上料控制线路
SB1 SQa 推料机进 SQb SQc 炉 推料机退 门 炉 开 门 闭 SQd SB2 KMR2 SQc KMR1 SQd KMF1 KMR1 SQd
6.1 常用控制电器
6.1.1 组合开关 组合开关也称转换开关，在机床电气控制线路中常 用作电源的引入开关，也可以用来直接起动和停止小容 量笼型电动机和对电动机进行正、反转控制。
组合开关 文字符号 QS 组合开关 图形符号
用组合开关起停电动机的接线图
手柄
静触片 动触片 转轴
转动手柄，转轴 就可以带动三个动触 片将三对静触片(彼 此相差一定角度)同 时接通或断开。
KMR
KMF SBR
KMF
KMR
FR
M 3~
动合触点闭合 → 电机正转并自锁 按 SBF → KMF 通电 动合触点闭合 → 电动机反转并自锁 → 实现互锁功能 按 SBR → KMR 通电 动断触点打开 →实现互锁功能 动断触点打开 按 SB1 → KMF 断电→ 电机停转
KMR
采用复式按钮笼型电动机正反转的控制线路
通电延时时间继电器 文字符号 KT 图形符号
断电延时时间继电器 文字符号 图形符号 KT
笼型电动机 Y- 起动控制线路
QS FU1 KM1 FR
V1 W1
FU2 SB1
FR SB2 KT KM3 KT KM1 KM2 KM1
KT
KM2
KM1
KM3
U1 U2
M
3~
V2 W2
线路动 作次序
KM3
KM2 → KM1 通电 → KM2通电 延时 KM1断电 → KT 通电 → KM3断电→ KM1通电 按SB2 → KM2 断电 ( 运行) → KM3 通电 (Y 起动) KM2
M 3~
用组合开关起停电动机的接线图
手柄
静触片
动触片 转轴
转动手柄，转轴就 可将三个触点(彼此相差 一个角度)同时接通或断 开，从而控制电动机起 动或停止。
M 3~
组合开关有单极、 双极、三极和四极几种， 额定持续电流有 10 A、 25 A、60 A 和 100 A等多 种。
6.1.2 按钮 常用的按钮有 LA 等系列 6.1.3 交流接触器 交流接触器的图形和文字符号
控制电路
KM
M 3~ ~
动作次序 闭合开关 QS 接通电源
按 SB2 → KM 线圈得电 → KM主触点闭合 → M 运转 松 SB2 → KM 线圈失电
笼型电动机点动控制线路
QS FR
控制电路
KM
主 电 路
FU 2 1 KM
SB2
FR
M 3~
动作次序
闭合开关 QS 接通电源
按 SB2 → KM 线圈得电 → KM 主触点闭合 → M 运转
在起始情况下，如果触点是断开的，则称为动合触点； 如果触点是闭合的，则称为动断触点。
笼型电动机直接起动的控制线路原理图
控制电路
QS FR SB1 1 KM FR KM SB2 KM
主 电 路
FU
2
M 3~
若去掉自锁触点 KM，则可对电动机实行点动控制。
笼型电动机点动控制线路
QS
主 FU 电 2 路 KM FR FR SB2 1