电气控制与PLC实训笔记.docx

1、电气控制与PLC实训笔记模块一 基本电气控制线路任务：熟悉常用的低压电器的功能、基本结构、工作原理及型号含义正确选用低压电电器，并进行基本的电气控制线路安装、调试及检修操作。任务一 手动正转控制线路手动正转控制电路是通过低压开关来控制电动机的单向启动和停止的，在工厂中常被用来控制三相电风扇和砂轮机等设备。相关知识：一、低压熔断器，低压熔断器在线路中作短路保护的电器，简称熔断器。用FU表示。使用时，熔断器应串联在被保护的电路中。正常情况下，熔断器的熔体相当于一段导线，当电路发生短路故障时，熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护电路和电器设备的作用。1、熔断器的结构与与主要参数（1）熔断器的结构 熔

2、断器主要由熔体、安装熔体的熔管与熔座三部分组成， 熔体是是核心，材料分两种，一种是铅锡合金、锌等低熔点材料制成，多用于小电流电路，另一种由银、铜等较高熔点的金属制成，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，作用是固定熔座和外接引线。（2）熔断器的主要技术参数 额定电压。指长期正常正常工作的电压。如果实际工作电压大于额定电压，熔体熔断时可能会发生电弧不能熄灭的危险。 额定电流长期正常工作的电流熔体的额定电流。熔体的额定电流是值在规定的工作条件下，长时间通过熔体不熔断的最大电流值。熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流值。（3）

3、分断能力。在规定的使用和性能的条件下，在规定电压下能分断的预期分段电流值。常用极限分断电流值表示。（4）时间电流特性熔断器的型号如RC1A-15/10，R表示熔断器，C表示插入式，设计代号1A，熔断器额定电流15A，熔体额定电流10A，2、熔断器的选用 要求是在电气设备正常运行时，熔断器应不熔断，在出现短路故障时，应立即熔断。在电流发生正常变动时，熔断器应不熔断，在用电设备持续过载时，应延时熔断。其选用应包括熔断器类型、熔断器额定电流和额定电压、熔体额定电流。（1）熔断器类型的选用。根据使用环境、敷在性质和短路电流的大小选择类型的熔断器。（2）熔断额定电流和额定电压的选用。熔断器的额定电压必须

4、大于等于线路的额定电压，额定电流必须大于等于熔体的额定电流，分断能力应大于电路的最大短路电流。（3）熔断器的安装与使用1、熔断器应完整无损，并标有额定电压、额定电流值。2、安装时应保证熔体与夹头、夹头与夹座接触良好。插入式熔断器应垂直安装，螺旋式熔断器的电源线应记载瓷底座的下接线上，负载线应接在螺纹壳的上接线座上，一保证能安全的更换熔管。3、熔断器内要安装合格的熔体，不能用多根小规格熔体并联代替一根大规格熔体。在多级保护的场合，各级熔体应相互配合，上机熔断器的额定电流等级以大于下级熔断器的额定电流的等级两级熔管。4、更换熔体或熔管时，必须切断电源，尤其不允许带负荷操作，以免发生电弧灼伤。管式熔

5、断器的熔体应用专用的绝缘插拔器进行更换。5、安装熔丝时，熔丝应在螺栓上沿顺时针方向缠绕，压在垫圈下，拧紧螺钉的力应适当，以保证接触良好，同时注意不能损伤熔丝，以免减小熔丝的截面积，产生局部发热而产生误动作。6、对RM10系列熔断器，在切断三次相当于分断能力的电流后，必须更换熔断管，以保证能可靠的切断所规定分断能力的电流。7、熔体熔断后，应分析原因排除故障后，在更换新的熔体。在更换新的熔体时，不能轻易更换熔体的规格，更不能使用钢丝或铁丝代替熔体。8、熔断器兼做隔离器件使用时，应安装在控制开关的电源进线端；若仅作短路保护用，应装在控制开关的出线端。二、低压开光 低压开关一般为非自动切换电器，主要作

6、为隔离。转换、接通和分断电路用。常用的低压开关有低压断路器，负荷开关和组合开关。（一）低压断路器，它集控制和多种保护功能与一体，在线路正常工作时，作为电源开关盒分断电路；当电路发生短路时、过载和失压等故障时，它能自动跳闸切断故障电路，从而保护线路和电器设备。 （1）、低压熔断器的选用1、低压熔断器的额定电压和额定电流应不小于线路、设备的正常工作电压和工作电流。2、热脱扣器的正定电流应等于所控制负载的额定电流。3、电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。用于控制电动机的断路器，4、欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。5、断路器的极限通断能力应不小于电路最大短路电流。

7、 （2）低压熔断器的安装于与使用1、低压熔断器应垂直安装，电源线接在上端，负载线接在下端。2、低压熔断器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装隔离开关或熔断器等，以形成明显的断开点。3、低压断路器使用前应将脱扣器工作面上的防锈油脂擦净，以免影响其正常工作，同时应定期检修，清楚断路器上的积尘，给操动机构添加润滑剂。4、各脱扣器的动作值调整好后，不允许随意变动，并定期检查各脱扣器的动作值是否满足要求。5、断路器的触头使用一定次数或分断短路电流后，应及时检查各脱扣器的触头系统，若触头表面有毛刺、颗粒等，应及时维修或更换。（二）负荷开关1、开启式负荷开关，也就是闸刀开关，适用于照明、

8、电热设备及小容量电动机等不频繁接通和分断电路的控制线路，并起到短路保护作用。（1）、选用。HK系列开启式负荷开关的结构简单，借个便宜，在一般的照明电路和功率小于5.5KW的电动机控制线路中，背广泛使用。1、用于照明和电热负载时，选用额定电压220V或250V，额定电流不小于电路所有负载额定电流之和的两级开关。2、用于控制电动机的直接启动和停止时，选用额定电压380V或500V，额定电流不小于电动机额定电流3倍的三极开关。安装与使用 3、开启式负荷开关必须垂直安装在控制屏或开关板上，切合闸状态时手柄应朝上，不允许倒装或平装，以免发生误合闸事故。 4、开启式负荷开关用于控制照明和电热负载时，需要装

9、接熔断器作短路和过载保护。5、更换熔体时，必须在闸刀断开的情况下按元规格更换。6、在分闸和合闸操作时，应动作迅速，使电弧尽快熄灭。7、常见的故障是出头接触不良，造成电路开路或触头过热。2、封闭式负荷开关，又称铁盒开关。一般用于手动不频繁的接通和断开带负载的电路及线路末端的短路保护。也可用于15KW一下小容量交流电动机不频繁地直接启动和停止。选用（1）、封闭式负荷开关的额定电压应不小于工作电路的额定电压。（2）、封闭式负荷开关用于控制照明、电热负载时，开关的额定电流应不小于所有负载额定电流之和；用于控制电动机工作时，考虑到电动机的启动电流比较大，应使开关的额定电流不小于电动机额定电流的3倍。（3

10、）、安装与使用 封闭式开关必须垂直安装，安装高度一般离地面不低于1.31.5m，外壳必须可靠接地。接线时，应将电源进线接在静夹座一边的接线端子上，负载阴险接在熔断器一边的接线端子上，切进出线都必须穿过开关的进出线孔。在井陉分合闸操作时，要站在开关的手柄侧，不准面对开关，以免因意外故障电流是开关爆炸，铁壳飞出伤人。3、组合开关，又叫转换开关，其体积小，触头对数多，接线方式灵活，操作方便，常用于交流50Hz，380V，以及直流220V以下的电气线路中，手动不频繁地接通和断开电路中，环节电流和负载以及控制5Kw以下小容量电动机的启动、停止和正反转。 （1）、安装与使用，1、HZ1状态时系列组合开关应

11、安装在控制箱内，其操作手柄最好在控制箱的前面或侧面。开关为断开应使手柄在水平旋转位置。外壳上的接地螺钉应可靠接地。2、若需在箱内操作，开关最后装在箱内右上方，并且在他的上方不要安装其他电器，否则应采取隔离或绝缘措施。3、组合开关的通断能力较低，不能来分断故障电流。用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机瓦全停止转动后才能反向启动，且1h内接通次数不能超过1520次。4、当操作频率过高或负载功率因数较低时，应降低开关的容量使用，以延长其使用寿命。任务二 点动正转控制线路所为点动控制是指按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转。这种控制常用于车床托班想快速移动电动机控制。点动正转控

12、制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正传控制线路。 相关符号：熔断器FU，接触器KM，启动按钮SB，电源开关QS，一、按钮二、交流接触器， 交流接触器是一种自动的电磁式开关，适用于远距离频繁的接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路。其主要控制对象是电动机，也可用于控制其他负载。不仅能实现远距离自动操作和欠压、失压释放保护功能，而且具有控制容量大工作可靠、操作频率高、使用寿命长等优点。分为交流接触器和直流接触器。1、交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和辅助部件等组成。2、交流接触器的选用 （1）、交流接触器按负载种类分分为一类、二类、三类和四类，分别记为AC1,AC2，A

13、C3，AC4。一类交流接触器对应的控制对象是无感或微感负载，如白炽灯；二类交流接触器用于绕线转子异步电动机的启动和停止；三类交流接触器的典型用途是控制笼型异步电动机的运转和运行中分断；四类交流接触器用于控制笼型异步电动机的启动、反接制动、反转和点动。 （2）选择接触器主持点的额定电压。接触器主触点的额定电压应大于或等于控制线路的额定电压。 （3）、选择接触器主触点的额定电流。接触器控制负载特性时，主触点的额定电流硬度或者等于负载的额定电流。接触器若使用在频繁启动、制动及正反转的场合，应将接触器主触点的额定电流降低一个等级适用。 （4）、选择接触器吸引线圈的额定电压。当控制线路简单，使用电器较少

14、时，可直接选用380V或220V的电压。当线路负载，使用电器的个数超过5只时，可选用36V或110V电压的线圈，以保证安全。 （5）、选择接触器的触电数量和种类。常用CJ10系列接触器。查表3、交流接触器的安装与使用。 1）、安装前的检查： （1）、检查接触器的铭牌与线圈的技术数据是否符合实际的使用要求。 （2）、检查接触器外观，应无机械损伤，用手推接触器可动部分时，接触器应动作灵活，无卡祖现象，灭弧罩应完整无损，牢固可靠。 （3）、将铁心基面上的防锈油脂或站在基面上的铁垢用没有擦净，以免多次使用后眼贴被粘住，造成断电后不能释放。 （4）、测量接触器的线圈电阻和绝缘电阻。 2)、安装步骤如下

15、（1）、交流接触器一般应安装在垂直面上，倾斜度不得超过5度；若有散热孔，则应将有空的一面放在垂直方向上，以利散热，并按规定留有适当的飞虎空间，一面飞狐烧坏相邻电器。 （2）、安装接线时，注意不要将零件调入接触器内部。安装孔的螺钉应装有弹簧垫圈和平垫圈，并拧紧螺钉以防振动松脱。 （3）、安装完毕，检查接线正确无误后，在接触点不带电的情况下操作几次，然后测量产品的动作值和释放值，所测数值应符合产品的规定要求。 3)、日常维护 （1）、应对接触器做定期检查，观察螺钉有无松动，可动福分时候灵活等。 （2）、接触器的触点应定期扫除，保持清洁，但不允许擦油。当初点表面因电灼作用形成金属小颗粒时，应及时清除

16、。 （3）、拆装时，注意不要损坏灭弧罩、带电灭弧的接触器禁止不带灭弧罩或带破损的灭弧罩运行，以免发生灭弧短路故障。4、接触器的常见故障机处理方法故障现象可能原因处理方法吸不上或吸不足（即触点已闭合二贴心尚未完全吸合）电源电压太低或冰冻过大操作回路电源容量不足或发生断线、配线错误及触点接触不良线圈技术参数与使用条件不符产品本身受损触点弹簧压力过大调高电源电压增加电源容量，更换线路，修理控制触点更换线圈更换新品按要求调整触点参数不释放或释放缓慢铁芯弹簧压力过小触点熔焊机械可动部分被卡阻，转轴生锈或歪斜反力弹簧损坏铁心极面沾有油垢或尘埃铁芯磨损过大调整触点参数排除熔焊故障，更换触点排除卡阻现象，修理

17、受阻零件更换反力弹簧清理铁芯极面更换铁芯电磁铁噪声大电源的电压过低触点弹簧压力过大短路环断裂铁芯极面有污垢转轴歪斜或机械卡阻，使铁芯不能吸平铁芯极面过度磨损而不平提高操作回路电压调整触点弹簧压力更换短路环清楚铁芯极面污垢排除机械卡阻的故障更换铁芯线圈过热或烧坏电源电压过高或过低线圈技术参数与实际使用条件不符操作频率高线圈匝间短路调整电源电压更换线圈或接触器选择其他合适的接触器排除短路故障，更换线圈触点灼伤或熔焊触点压力过小触点表面有金属颗粒异物操作频率高，或工作电流过大，断开容量不够长期过载使用负载侧短路调高触点弹簧压力清理触点表面条换容量较大的接触器条换合适的接触器排除短路故障，更换触点任务

18、三 接触器自锁正转控制线路自锁：当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助动合触点使其线圈保持得电的作用。与自动按钮并联起自锁作用饿辅助动合触点叫做自锁触点。一、欠压和失压保护1、欠压保护 欠压是指线路电压低于电动机应加的额定电压，欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。接触器自锁控制线路可以避免电动机的欠压运行。 当线路电压降到一定值时，接触器线路两端的电压也同样下降到此值，是接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，东贴心被迫释放，主触点和自锁触点同时分断，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转

19、，起到了欠压保护作用。2、失压保护 失压保护是之电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源；当重新供电时，保证电动机不能自动启动的一种保护。 接触器自锁控制线路也可实现失压保护作用。接触器自锁触点和主触点在电源断电时，已经断开，使控制电路和主电路都不能接通，所以在电源恢复供电时，电动机就不回自行启动运转，保证了人身和设备安全。二、过载保护 在接触器自锁控制线路中，熔断器FU1、FU2分别作主电路和控制电路的短路保护用，接触器KM作欠压和失压保护用，热继电器KR具有过载保护作用。 过载保护是指当电动机出现过载时，能自动切断电动机的电源，使电动机停转的一种保护。 原理

20、：电动机在运行过程中，如果长期负载过大，或启动过于频繁，或者缺相运行，都可能使电动机定子绕组的电流增大，超过其额定值，在这种情况下，熔断器往往并不熔断，从而引起定子绕阻过热，使温度持续升高。 电动机在控制线路中，最常用的过载保护电器是热继电器，它的热元件串接在三相主电路中，动断触点串接在控制电路中。三、热继电器 1、热继电器是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作的自动保护电器。反时限动作指电器的延时动作时间随通过电路电流的增加而缩短。 热继电器主要与接触器配合使用，用作电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。 实践证明，三相异步电动机的缺相运行是

21、导致电动机过热烧毁的主要原因之一。对定子绕组Y连接的电动机，普通两级或三级结构的热继电器均能实现断相保护。而定子绕组连接的电动机，必须采用带断相保护装置的热继电器，才能实现断相保护。 2、热继电器的选用 （1）、根据电动机的额定电流选用热继电器的规格。一般应是热继电器的额定电流略大于电动机的额定电流。 （2）、根据需要的整定电流值选择热元件的编号和电流等级。一般情况下，热元件的整定电流应为电动机额定电流的0.951.05倍。 （3）、定子绕组做Y连接的电动机选用普通三相结构的热继电器，而作连接的电动机应选用三项结构带断相保护装置的热继电器。 3、热继电器的安装与使用 （1）、安装处的环境应与所

22、处环境温度基本相同。当与其他电器安装在一起时，应注意热继电器安装在其他电器的下方，以免其动作特性受到其他电器发热的影响。 （2）、安装时，应清除触点表面尘垢，以免因解除电阻过大或电路不停二影响热继电器的动作性能。 （3）、使用中的热继电器应定期通电校验。此外当发生短路事故后，应检查热元件是否已发生永久变形。若已经变形，则需通电校验，若因热元件变形或其他原因致使动作不准确时，只能调整其可调部件，而绝不能弯折热元件。 （4）、热继电器在出厂时均调整为手动复位方式，如果需要自动复位，只要将复位螺钉沿顺时针方向旋转34圈，并稍微拧紧即可。 （5）、热继电器在使用中，应定期用布擦净尘埃和污垢，若发现双金

23、属片上有锈斑，应用清洁棉布蘸汽油轻轻擦拭，切记用砂纸打磨。 5、热继电器常见故障及处理方法故障现象故障原因维修方法热元件烧断负载侧短路，电流过大排除故障，更换热继电器操作频率过高更换合适参数的热继电器热继电器不动作热继电器的额定电流值选用不合适按保护容量合理使用整定值偏大合理调整整定电流值动作触点接触不良消除触点接触不良因素热元件烧断或脱焊更换热继电器动作机构卡阻消除卡阻因素导板脱出重新放入导板并测试热继电器动作不稳定，时快时慢热继电器内部机构某些部件松动紧固松动部件在检修中弯折了双金属片用两倍电流预试几次或将金属片拆下来进行热处理通电电流波动太大，或接线螺钉松动检查电源电压或拧紧接线螺钉热继

24、电器动作太快整定值偏小合理调整整定值电动机启动时间过长按启动时间要求，选择具有合适的可返回时间的热继电器或在启动过程中奖热继电器短接连接导线太细选用标准导线操作频率过高更换合适型号的热继电器使用场合有强烈冲击和振动采取防振措施或选用带防冲击振动的热继电器可逆转换频繁采用其他保护方式安装热继电器处与电动机坏境温差太大按两地温差情况配置适当的热继电器主电路不同热元件烧断更换热元件或热继电器接线螺钉松动或脱落紧固接线螺钉控制电路不同触点烧坏或动触点簧片弹性消失更换触点或簧片可调整式旋钮转到不合适的位置调整旋钮或螺钉热继电器动作后未复位安东复位按钮任务四 三相异步电动机正反转控制线路当改变通入电动机定

25、子绕组的三相电源相序，即把接入电动机三相电源进线中的两相対调接线时，电动机就可以反转。常用的正反转控制线路包括倒顺开关正反转控制线路、接触器连锁正反转控制线路、按钮联锁正反转控制线路和双重正反转控制线路。开关的手柄有倒，停，顺三个位置。一、倒顺开关正反转控制线路是组合开关的一种，也称可逆 转换开关。倒顺开关QS的手柄处于“停”状态时，动静触点不接触，电路不通，电动机不转；手柄扳至“顺”位置，动触点与左边的静触点相接触，电路按L1-U,L2-V,L3-W接通，电动机正转；手柄扳至“倒”位置时，动触点与右边的静触点相接处，电路按L1-W,L2-V,L3-U接通，电动机反转。 当电动机处于正转状态时

26、，要使其反转，应先转到“停”位置，使其先停转，然后再把手柄扳到“倒”的位置，使它反转。若直接把手柄由“顺”扳到“倒”的位置，电动机的定子绕组会由于电源突然反接二产生很大的电流，易使电动机定子绕组因过热而损坏。 是一种手动控制线路，所用电器较少，线路较简单。在频繁换向时，操作人员的劳动强度大，操作不安全，所以其控制的额定电流为10A，功率在3KW及以下的小容量电动机。二、接触器联锁正反转控制线路 采用两个接触器，即正转接触器KM1，和反转接触器KM2,。 在接触器联锁征管转控制线路中，接触器KM1和KM2的主触点决不允许同时闭合，否则将造成两相电源短路事故。、 在电路中，电动机从正传变为反转时，

27、必须先按下停止按钮后，才能按反转启动按钮，否则由于接触器的连锁作用，电动机不能实现反转。因此线路工作安全可靠，但操作不便。三、按钮联锁正反转控制线路 为克服接触器联锁开关正反转控制线路操作不便的缺点，把正转启动按钮和反转启动按钮换成两个复合按钮，并用两个复合按钮的动断触点代替接触器的连锁触点。 原理：当操作按钮时，按钮的动断触点西安分段，断开对方的控制线路，对方的接触器失电，其按钮的动合触点后闭合，接通自身的控制线路，使自身的接触器得电。这种按钮间的相互制约作用叫做按钮联锁。 当电动机要从正转变为反转时，可直接按下反转启动按钮即可，变成正传时亦如此。操作方便但容易产生两相电源短路故障。在实际工

28、作中，经常采用按钮、接触器双重联锁正反转控制线路。四、按钮、接触器双重联锁正反转控制线路任务五：位置控制与自动往返控制线路实现位置控制和自动往返控制要求所依靠的主要电器就是位置开关，位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。一、位置开关 包块行程开关（限位开关），接近开关。1、行程开关是用来反映工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关。2、接近开关又称无触点位置开关一种与运动部件无机械接触而能操作的位置开关。任务六：顺序控制线路一、中间继电器 1、是用来增加控制电路总的信号数量或将信号发的继电器。输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触点的

29、动作。由于触点的数量较多，所以中间继电器可用来控制多个原件或回路。2、结构及原理 中间继电器的结构及工作原理与接触器基本相同，因而中间继电器又称接触器式继电器，但中间继电器的触点对数多，且没有主、辅触点之分，各对触点允许通过的电流大小相同，多为5A，因此，对于工作电流小于5A的电气控制线路，可用中间继电器代替接触器来控制。常用的中间继电器偶JZ7,JZ14.JZ15系列。JZ7系列为交流中间继电器。3、中间继电器的选用主要以及被控制电路的电压等级、所需触点的数量、种类、容量等要求来选择。任务七：三相异步电动机的降压启动控制线路启动时夹在电动机定子绕组上的电压为电动机的额定电压，属于全压启动，也

30、称直接启动。直接启动的有点事电气设备少，线路简单，维修量较小。启动电流一般是为额定电流的47倍。因此，启动较大容量的电动机时，需要采用降压启动的方法。 通常规定电源容量在180KVA以上，电动机容量在7kW一下的三相异步电动机可采用直接启动。用经验公式判断。 降压启动是指利用启动设备讲电压适当降低后，加在电动机的定子绕组进行启动，待电动机启动运转后，在十七电压恢复到额定电压正常运转。降压启动需要在空载或轻载下进行。 常见的降压启动方式一、Y-降压启动控制线路 凡是正常运行时，定子绕组做连接的异步电动机，均可采用Y-降压启动方法。电动机启动时吧定子绕组接成Y，加在每相定子绕组上的启动电压只有接法

31、的1/3，启动电流为接法的1/3，启动转矩也只有接法的1/3，所以这种降压启动只适用于轻载或空载下启动。二、时间继电器 时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理来实现触点延时闭合或分断的自动控制电器，广泛适用于按时间顺序进行控制的电器控制线路中。1、JS7-A系列空气阻尼式时间继电器空气组此时时间继电器是利用气囊中的空气通过小孔节流的原理来获得的延时动作的。根据触点按时的特点，可分为通电延时动作性和断电延时复位型两种。2、JS20系列晶体管时间继电器晶体管时间继电器也称半导体时间继电器，具有机械结构简单、延时范围宽、整定精度高、消耗功率小、调整方便及寿命长等优点，已成为时间继电器应用的主产品。按结构分为阻容式和数字式两类；按延时方式分为通电延时型、断电延时型和带瞬动触点的通电延时型三类。JS20系列晶体管时间继电器适用于交流50Hz、电压380V一下或直流电压