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2023-10-06 312 PLC 编程 可编程逻辑控制器（PLC） PLC(可编程逻辑控制器)
PLC自用笔记|第一章 电器控制
接线图
2023年10月06日 11:21 219
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前导篇：电气控制系统的综述部分
电气控制系统通常采用继电器、接触器、熔断器等辅助电器作控制和保护，因而一般电器控制系统可称为继电—接触器控制系统，而由控制电器组成的系统称为电气控制系统
**引出课程主题介绍部分：对控制复杂和保护要求高的系统普遍采用PLC 等新型控制电器
PLC定义：Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器（微机技术为核心的通用工业自动控制装置）
Part 1st 常用控制电器
A.低压控制电器
ps 工作电压在交流1200V或直流1500V以下称为低压
按用途分类的低压控制电器可分为：
- 控制电器（用于各种控制电路和控制系统的电器）：如接触器、各种控制继电器、起动器
- 主令电器（用于自动控制系统中发送控制指令的电器）：如控制按钮、主令开关、行程开关、转换开关
- 保护电器（用于保护电设备的电器）：如熔断器、热继电器、避雷器等
- 执行电器（指用于完成某种动作或传动功能的电器）：如电磁铁、电磁阀等
按工作原理分类的低压控制电器可分为：
- 电磁式电器（依据电磁感应原理来工作的电器）：如交流接触器、各种电磁式继电器等
- 非电量控制电器（电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器）：如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等
下面来详细介绍不同用途的低压控制电器：
（1）主令电器（在自动控制系统中专用于发布控制指令的电器叫主令电器）
a.控制按钮
在低压控制电路中，控制按钮发布手动控制指令，可与接触器或继电器配合，对电动机实现远距离自动控制。
b.行程开关
行程开关是位置开关（用以实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测）的一种
位置开关又可分为行程开关、接近开关、光电开关等
行程开关（限位开关）是利用生产机械的某些运动的碰撞来发出控制指令的主令电器。
c.万能转换开关
是一种多档位、控制多回路的组合开关，由多组相同结构的开关元件叠装而成，是一种多段式控制多回路的主令电器。常用于断路器操作机构的合闸控制、电磁控制站中的线路换接，也可用于控制小容量电动机的起动、换向和调速。
d.主令控制器
主令控制器是一种多位置、多回路的控制开关，适合于频繁操作、并要求有多种控制状态的场合
一般由触头装置和带有凸轮的轴组成
（2）断路器（低压断路器又称为自动空气开关）
作用：可用来分配电能、不频繁地起动电动机、对供电线路及电动机等进行保护，当它们发生严重的过载或短路及欠压等故障时能自动切断电路
断路器分类：
- 装置式断路器
装置式断路器有绝缘塑料外壳，内装触点系统、灭弧室及脱扣器等，可手动或电动合闸。有较高的分断能力和动稳定性，有较完善的选择性保护功能，广泛用于配电线路。
- 框架式低压断路器
框架式断路器一般容量较大，具有较高的短路分断能力和较高的动稳定性。
- 智能化断路器
采用了以微处理器或单片机为核心的智能控制器(智能脱扣器)，既具备普通断路器的各种保护功能，还能实时显示电路中的各种电气参数，对电路进行在线监视、自行调节、测量、试验、自诊断、可通信等功能。
低压断路器选用原则：
- 根据线路对保护的要求确定断路器的类型和保护形式--确定选用框架式、装置式或限流式等。
- 断路器的额定电压应等于或大于被保护线路的额定电压。
- 断路器欠压脱扣器额定电压应等于被保护线路的额定电压。
- 断路器的额定电流及过流脱扣器的额定电流应大于或等于被保护线路的计算电流。
- 断路器的极限分断能力应大于线路的最大短路电流有效值。
- 配电线路中的上、下级断路器的保护特性应协调配合，下级的保护特性应位于上级保护特性的下方且不相交。
- 断路器的长延时脱扣电流应小于导线允许的持续电流
（4）熔断器（利用熔化而切断电路的保护电器）
组成：由熔体和绝缘管（绝缘座）组成。
具体分类为：
- 插入式熔断器 （380以下）
- 螺旋式熔断器 （500V/200A以下）
- 封闭式熔断器 （ 500V/1KA以下）
- 快速熔断器
- 自复熔断器
**熔断器的选择**
主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择熔断器的类型（只用作短路保护，不做过载保护）
安秒特性：电流通过熔体时产生的热量与电流的平方和电流通过的时间成正比，因此电流越大，熔体熔断时间越短（反时限特性）。
（5）接触器（利用电磁吸力原理用于频繁地接通和切断大电流电路（主电路）的开关电器）
分类：交流接触器和直流接触器两大类
一般接触器结构包括：触头系统；灭弧装置；电磁机构；其他部件。
a.触头系统：接触器及其他电器的执行部分，受电磁机构控制而动作
作用：接通和分断电路
结构：主触头、辅助触头和触头弹簧
基本要求：触头导电、导热性能良好，常用银制材料制成。（常开、常闭触头）
结构形式：点接触的桥式触头，面接触的桥式触头，指形触头
b.灭弧装置
电弧的产生：电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的电离放电现象
电弧的危害：电弧产生伴随着高温和强光，将烧损触头，并延长电路的切断时间，还可能会引发火灾
灭弧方法：有电动力灭弧、磁吹灭弧、窄缝灭弧、栅片灭弧等
c.电磁机构
由吸引线圈、铁心、衔铁等几部分组成
**交、直流接触器区别：区别在于铁心结构（硅钢片&整钢），线圈形状（少粗&多细），触头形状和数量，灭弧方式等方面
**接触器的主要技术参数：
a 额定电压（指主触头的额定电压）
交流有220V、380V和660V；直流有110V、220V和440V。
b 额定电流（指主触头的额定工作电流）
目前常用电流等级为10-1000A。
c 吸引线圈的额定电压
交流有36V、127V、380V；直流有24V、48V、220V和440V。
d 额定操作频率（指每小时允许的操作次数）
一般为360次/时、600次/时和1200次/时
（6）继电器（根据电量或非电量的变化而通断控制线路的电器）
输入量可以是电量，如电流、电压等，也可以是非电量，如温度、时间、速度、压力等；
输出量是触头的动作或者是电路参数的变化
继电器分类：
a 按输入信号的性质可分为：
- 电压继电器、
- 电流继电器、
- 时间继电器、
- 温度继电器、
- 速度继电器、
- 压力继电器
b 按工作原理可分为：
- 电磁式继电器、
- 感应式继电器、
- 电动式继电器、
- 热继电器、
- 电子式继电器
电磁继电器：
结构和工作原理类似于接触器，通常其触头容量较小，没有灭弧装置（直流和交流）
电压继电器：
触点的动作和线圈的动作电压大小有关
作用：用于电力拖动系统的电压保护和控制。使用时电压继电器的线圈并联接入主电路，触点接于控制电路。
特点：线圈的匝数多而细；
分类：可分为交流和直流电压继电器，或按吸合电压大小又可以分为过电压、欠电压和零电压继电器。
电流继电器：
触点的动作和线圈的动作电流大小有关
作用：用于电力拖动系统的电流保护和控制，使用时电流继电器的线圈串接在被控或被保护电路中，触点接于控制电路。
特点：线圈的匝数少而粗；
分类：可分为过电流继电器和欠电流继电器。
中间继电器：
结构上是电压继电器，但触点数多，触点容量大
作用：用来远距离传输或转换控制信号的中间元件。增加被控制线路的数量或加大触点允许的断开容量（额定电流为5～10A），以达到分配控制信号和功率放大的目的。
输入信号是线圈的通电或断电信号；输出信号为多对触头的动作。
时间继电器（延时继电器）
其在得到控制信号后（如继电器线圈接通或断开电源），其触点状态并不立即改变，而是经过一段时间的延迟之后，触点才闭合或断开。
时间继电器的延时方式有两种:
- 通电延时：收到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，输出瞬时复原。
- 断电延时：收到输入信号后，瞬时产生相应的输出信号；当输入信号消失后，延迟一定的时间输出才复原
延时时间在零点几秒到几百秒间
时间继电器的分类：
- 电磁式、
- 空气阻尼式、
- 电动式、
- 电子式
热继电器
利用电流热效应而动作的电器，
作用：实现电动机过载及断相保护
组成：热元件、双金属片、触头系统
热继电器的主要参数有：热继电器额定电流、相数、热元件额定电流、整定电流及调节范围等。
在三相异步电动机电路中，Y型连接时可选用两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构，而对于△型连接时必须采用带断相保护的热继电器。
速度继电器
是传递转速信号的继电器，当转速低于一定值时，触头复位；
组成：由转子、定子和触头组成
干簧继电器
是一种具有密封触点的电磁式断电器。干簧继电器可以反映电压、电流、功率以及电流极性等信号。
当线圈通电后，接通被控电路；线圈断电后，将线路切断。
主要由干式舌簧片与励磁线圈组成。
（7）电磁式制动器
作用：用于实现电动机的机械制动，
常见的有圆盘式和抱闸式两种。
电磁铁线圈通电，闸瓦松开，电动机自由转动；线圈断电后，将电动机闸轮刹住，停转
电磁铁线圈通电，闸瓦松开，电动机自由转动；线圈断电后，将电动机闸轮刹住，停转。
电动机运转时，电磁刹车线圈通电，摩擦片互相脱开，电动机自由转动；停车时，摩擦片压紧，迫使电动机停转。
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