电气控制与PLC应用第二版chp1-1.ppt
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教材教材：
电气控制与电气控制与PLCPLC应用应用（第（第33版）版）主编主编：
陈建明陈建明电子系统综合实践一课程共64学时强电与弱电结合软件与硬件结合通信与控制结合理论与实践结合课程概况课程概况u电子系统综合实践一电子系统综合实践一是电子信息工程专业是电子信息工程专业的选修课程。
是一门的选修课程。
是一门实践性很强，面向应用实践性很强，面向应用的的重要专业课程。
本课程的主要内容包含常用低重要专业课程。
本课程的主要内容包含常用低压电器、典型电气控制系统的分析和设计方法、压电器、典型电气控制系统的分析和设计方法、重点是重点是可编程控制器可编程控制器的原理与应用。
的原理与应用。
可编程控制器ProgrammableLogicController（PLC）课程的性质与任务课程的性质与任务u通过本课程的学习，使学生在熟悉常用低压通过本课程的学习，使学生在熟悉常用低压电器、典型电气控制线路的基础上，具备分电器、典型电气控制线路的基础上，具备分析、设计和改进一般电气控制线路的能力。
析、设计和改进一般电气控制线路的能力。
掌握可编程控制器的基本原理及使用方法，掌握可编程控制器的基本原理及使用方法，能根据工艺过程和控制要求正确选用可编程能根据工艺过程和控制要求正确选用可编程序控制器，并完成程序设计序控制器，并完成程序设计。
u电气技术达到：
懂原理、能维护、会设计电气技术达到：
懂原理、能维护、会设计。
（三字：
懂、能、会）（三字：
懂、能、会）自我介绍自我介绍u姓名：
于晓宝姓名：
于晓宝u单位：
生物医学工程学院电子技术系单位：
生物医学工程学院电子技术系u地址：
生命科学楼地址：
生命科学楼6-3-166-3-16uTelTel：
61648283（o）61647657（h）61648283（o）61647657（h）uE_mail：
u希望：
希望：
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学习氛围！
绪论绪论u电气控制技术的发展概况电气控制技术的发展概况u典型电气控制系统解决方案案例分典型电气控制系统解决方案案例分析析电气控制技术的发展概况电气控制技术的发展概况2020世纪世纪3030年代继电接触器控制系统年代继电接触器控制系统6060年代末可编程逻辑控制器（年代末可编程逻辑控制器（PLCPLC）8080年代末以来年代末以来控制装置控制装置可编程控制器（可编程控制器（PCPC）分布式（集散式）控制系统（分布式（集散式）控制系统（DCSDCS）1919世纪末，电机技术开始产生并应用，世纪末，电机技术开始产生并应用，2020世世纪纪2020年代初逐步取代蒸汽机，成为主要动力。
年代初逐步取代蒸汽机，成为主要动力。
电气控制技术伴随着电机制造技术、数控电气控制技术伴随着电机制造技术、数控技术和计算机应用技术同步发展起来。
技术和计算机应用技术同步发展起来。
电气控制技术的发展概况电气控制技术的发展概况勇气号火星探测车医院检验科标本传送流水线系统机械手有三个基轴（S、L、U）和三个臂轴（R、B、T），共六个自由度，可实现分别沿X轴、Y轴、Z轴的平移和绕X轴、Y轴、Z轴的旋转。
YASKAWA工业机器人的机械手及控制系统（XRC）机器人的主要构成第第1章章常用低压电器常用低压电器u掌掌握握接接触触器器、继继电电器器、断断路路器器、按按钮钮开开关关、主主令令电电器器等等常常规规控控制制电电器器的的动动作作特特点点，并并能能够够正正确确选选择择使用。
使用。
学习目标：
学习目标：
第第1章章常用低压电器常用低压电器教学内容：
教学内容：
1.1概述概述1.2接触器接触器1.3继电器继电器1.4熔断器熔断器1.5低压开关与低压断路器低压开关与低压断路器1.6主令电器主令电器1.7低压电器的产品型号低压电器的产品型号1.1概述概述u电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。
在电力输配电系制、调节、检测和保护的作用。
在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。
u随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛随着电子技术、自控技术和计算机应用的迅猛发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但发展，一些电器元件可能被电子线路所取代，但是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、在提高元件的性能、生产新型的元件，实现机、电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有电、仪一体化，扩展元件的应用范围等），且有些电器元件有其特殊性，故是不可能完全被取代些电器元件有其特殊性，故是不可能完全被取代的。
的。
返回返回u电器电器是接通和断开电路或调节、控制和保护电是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备用的电工器具。
路及电气设备用的电工器具。
u电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了电器的功能多，用途广，品种规格繁多，为了系统地掌握，必须加以分类。
系统地掌握，必须加以分类。
1.按工作电压等级分按工作电压等级分
（1）高压电器）高压电器;
（2）低压电器）低压电器2.按动作原理分按动作原理分
（1）手动电器）手动电器;
（2）自动电器）自动电器3.按用途分按用途分
（1）控制电器）控制电器;
（2）配电电器）配电电器;（3）主令电器）主令电器;（4）保护电器）保护电器;（5）执行电器）执行电器1.1.1电器的分类电器的分类返回返回1.1.2电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器接触器：
分接触器：
分交流接触器交流接触器与与直流接触器直流接触器继继电电器器：
有有电电磁磁式式继继电电器器（如如电电压压继继电电器器、电电流流继继电电器器、中中间间继继电电器器）；时时间间继继电电器器（分分直直流流电电磁磁式式、空空气气阻阻尼尼式式、半半导导体体式式等等）；热热继继电电器器；干干簧簧继继电电器器；速度继电器速度继电器等等熔熔断断器器：
分分瓷瓷插插式式、螺螺旋旋式式、有有填填料料封封闭闭管管式式、无无填料密闭管式填料密闭管式、快速熔断器快速熔断器、自复式等自复式等低低压压断断路路器器：
分分框框架架式式、塑塑料料外外壳壳式式、快快速速直直流流断断路器路器、限流式、限流式、漏电保护器漏电保护器等等位置开关：
位置开关：
有有直动式直动式、滚动式滚动式、微动式微动式等等按钮、刀开关等按钮、刀开关等返回返回1.1.3我国低压控制电器的发展概况我国低压控制电器的发展概况u现场总线系统的发展与应用将从根本上改变传现场总线系统的发展与应用将从根本上改变传统的低压配电与控制系统及其装置，给传统低压统的低压配电与控制系统及其装置，给传统低压电器带来改革性变化。
发展智能化可通信低压电电器带来改革性变化。
发展智能化可通信低压电器势在必行。
器势在必行。
其产品的特征是：
其产品的特征是：
产品中装有微处理器；产品中装有微处理器；产品带有通信接口，能与现场总线连接；产品带有通信接口，能与现场总线连接；采用标准化结构，具有互换性，采用模数化结构；采用标准化结构，具有互换性，采用模数化结构；保保护护功功能能齐齐全全，具具有有外外部部故故障障记记录录显显示示、内内部部故故障自诊断、进行双向通信等。
障自诊断、进行双向通信等。
返回返回1.2接触器接触器u接触器是电力拖动和自动控制系统中使用接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器，用来频量大且面广的一种低压控制电器，用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。
主要控制对象是电动机，能实现制电路。
主要控制对象是电动机，能实现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。
远距离控制，并具有欠（零）电压保护。
返回返回CJXCJX系列交流接触器1.2.1结构和工作原理结构和工作原理u接触器是利用电磁接触器是利用电磁吸力的原理工作的。
吸力的原理工作的。
接触器主要由电磁系接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧统、触头系统和灭弧装置组成，结构简图装置组成，结构简图如图如图1-1所示。
所示。
1.电磁系统电磁系统u其作用是将电磁能其作用是将电磁能转换成机械能，产生转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动电磁吸力带动触头动作。
作。
图图1-11-1接触器结构简图接触器结构简图11主触头主触头22常闭辅助触头常闭辅助触头33常开辅助触头常开辅助触头44动铁心动铁心55电磁线圈电磁线圈66静铁心静铁心77灭弧罩灭弧罩88弹簧弹簧1.2.1结构和工作原理结构和工作原理u作用在衔铁上的力有作用在衔铁上的力有两个：
电磁吸力与反力。
两个：
电磁吸力与反力。
电磁吸力由电磁机构产电磁吸力由电磁机构产生，反力则由释放弹簧生，反力则由释放弹簧和触点弹簧所产生。
电和触点弹簧所产生。
电磁系统的工作情况常用磁系统的工作情况常用吸力特性和反力特性来吸力特性和反力特性来表示。
表示。
u为了保证使衔铁能牢为了保证使衔铁能牢牢吸合，反作用力特性牢吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好，必须与吸力特性配合好，如图如图1-31-3所示。
所示。
图1-3吸力特性与反力特性的配合1直流电磁铁吸力特性2交流电磁铁吸力特性3反力特性1.2.1结构和工作原理结构和工作原理2.触头系统触头系统u触头是接触器的执行触头是接触器的执行元件，用来接通或断开元件，用来接通或断开被控制电路。
触头按其被控制电路。
触头按其原始状态可分为常开触原始状态可分为常开触头和常闭触头：
原始状头和常闭触头：
原始状态时（即线圈未通电）态时（即线圈未通电）断开，线圈通电后闭合断开，线圈通电后闭合的触头叫常开触头；原的触头叫常开触头；原始状态闭合，线圈通电始状态闭合，线圈通电后断开的触头叫常闭触后断开的触头叫常闭触头（线圈断电后所有触头（线圈断电后所有触头复原）。
头复原）。
图1-4触头结构形式图a）桥形触头b）指形触头1.2.1结构和工作原理结构和工作原理3.灭弧装置灭弧装置u常用的灭弧方法有：
拉长电弧、冷却常用的灭弧方法有：
拉长电弧、冷却电弧和将电弧分段。
电弧和将电弧分段。
u常用的灭弧装置有常用的灭弧装置有:
电动力灭弧、电动力灭弧、灭弧栅和磁吹灭弧。
灭弧栅和磁吹灭弧。
u对于电弧较弱的接触器，只采用灭对于电弧较弱的接触器，只采用灭弧罩即可。
弧罩即可。
交流接触器交流接触器常用常用电动力灭电动力灭弧弧和和灭弧栅灭弧装置灭弧栅灭弧装置。
直流。
直流接触器接触器常常用用磁吹灭弧装置磁吹灭弧装置。
图1-6电动力灭弧原理1静触头2动触头u图图1-61-6所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在所示的是一种桥式结构双断口触头，当触头打开时，在断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中以表示的磁场，断口处产生电弧，电弧电流在两电弧间产生图中以表示的磁场，跟据左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使跟据左手定则，电弧电流要产生一个指向外侧的电动力作用，使电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。
电弧向外运动并拉长，迅速穿越冷却介质而加快冷却并熄灭。
1.2.1结构和工作原理结构和工作原理4.接触器的工作原理接触器的工作原理u当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：
常闭心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：
常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。
当线圈触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。
当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：
常开触头断开，常闭触头闭合。
释放，使触头复原：
常开触头断开，常闭触头闭合。
图1-9接触器的图形、文字符号a）线圈b）主触头c）常开辅助触头d）常闭辅助触头1.2.2交、直流接触器的特点交、直流接触器的特点1.交流接触器交流接触器u交流接触器
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