继电器、接触器控制与PLC控制培训课件
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3.1、PLC的概念 可编程控制器（Programmable Logic Controller) 简称PLC
国际电工委员会（IEC）PLC的定义：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计 数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
*世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC ）研制的
三菱:A/Q系列PLC
欧姆龙:CJ系列PLC
西门子:S7系列PLC
三、可编程控制器
3.2、PLC的结构
编程器
打印机 计算机 盒式磁带机 条码扫描仪
外 部 设 备 接 口
存储器 系统程序 用户 数据 程序
I/O 扩 展 接 口
I/O 扩 展 单 元
组合开关内部解剖图 刀开关适用于不频繁接通和断 开电路；组合开关适用于机床设备 的电源引入开关。
组合开关图符号及外形图
一、常用控制电器
1.2、 控制按钮
SB
电路符号 常开(动合)按钮 SB
复合按钮
电路符号
常闭(动断)按钮
SB 电路符号
控制按钮产品外形图
结构原理图及图符号
控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。 控制按钮由按钮帽、复位弹簧桥式触点和外壳构成。动触点和上面的静 触点组成常闭；和下面的静触点组成常开。按下按钮，常闭触点断开、 常开触点闭合；松开按钮，在弹簧作用下各触点恢复原态。
（a）线圈符号
（b）常闭触点符号 （c）常开触点符号
三、可编程控制器
3.4、PLC控制与继电器控制比较
接触器控制电动机单向旋转控制电路
PLC控制系统等效电路图
三、可编程控制器
检验学习结果
将继电器控 制转换为 PLC控制电 路图
Q
FU
KM1
Y– 换接起动控制线路
KM2 接法 KM3
Y接法
如何改进控制电路， 从而避免上述情况发 生？
在正、反转控制电路中串联上正、反转 接触器的互锁常闭触头可以避免两相短路：
说一说此 控制电路的控制 过程。 你还有什么控 制方法能做到正 转时不能反转， 反转时不能 正转？
SB1 SB2 KM1 KM2 SB3 KM2 KM1 KM1 FR KM2
三、可编程控制器
二、电气自动控制线路
2.1、笼型电动机直接起动的控制线路
L1 L2 L3
C'
QS FU
主 电 路
SB1
停车 按钮
SB2
起动 按钮
KM
B'
KM
控 制 电 路
KM
自保持
控制过程
M 3~
按下按钮（SB2）→线圈 （KM）通电 → KM主触 头闭合，辅助常开闭合自锁 →电动机连续运转；
按下停止按钮（SB1）→线圈 （KM）断电 →KM 主触头/辅助触头均打开 →电动机停转。
对于照明电路选择空气开关 对于控制电机的空气开关 空气开关的额定电流应为电路工作电流的1.05∽1.1倍之间 空气开关的额定电流应为电路工作电流的1.5∽2.5倍之间
一、常用控制电器
1.7、 位置开关（行程开关） ST ST
位置开关产品外形图
结构原理图及图符号
位置开关又称行程开关或限位开关，其作用是将机械位移转换成电信号， 使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循 环。
工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动杠杆连
同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开触点闭合；挡 铁移开后，复位弹簧使其复位。
一、常用控制电器
1.8、 中间继电器
通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控 制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路
热继电器在电路中起过载保护作用，其常 闭触点应串联接在控制电路中，与接触器 的线圈相串联。
低压断路器具有 短路保护、过载 保护、断电保护 及欠压保护等功 能。
接触器主要有触头部分和电磁部分组成：
主触头：
辅助常开：
KM KM KM
辅助常闭：
线圈
KM
主触头串接在主电路中； 辅助触头与线圈接在控制 电路中。
一、常用控制电器
1.3、 交流接触器
交流接触器产品外形图 接触器结构组成及作用：
铁芯、衔铁 电磁系统 触头系统 通电线圈 三对主触头：控制主电路的通、断. 两对辅助常开触头、两对辅助常闭触头：自锁和互锁
交流接触器结构原理图
一、常用控制电器
1.3、 交流接触器
一、常用控制电器
1.4、 热继电器
发热元件 双金 属片 扣板 发热元件 FR
M 3~
SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！
二、电气自动控制线路
2.6、位置开关的行程控制电路
SB1 SB2 KM1 SB3 KM2
L1 L L
2 3
STB
KM2 STA KM1 限位开关
KM1 KM2 FR
Q S F U
KM2
KM1
FR
如何实现 自动往 复？？
M 3~
正向运行
STA
STB
二、电气自动控制线路
2.5、笼型电动机正反转的控制线路
L1 L2 L3
QS FU
主 电 路
SB1
SB2 KM1 SB3 KM2
KM1
FR
KM2
控 制 电 路
KM1
KM2
KM1常开闭合自锁 电动机停转。
操作过程： SB2
KM1线圈得电 电动机正转；SB1 KM2常开闭合自 电动机停转。
FR
SB3 KM2线圈得电 锁 电动机反转；SB1
二、电气自动控制线路
2.2、简单的接触器控制原理 L1 L2 L3
停止按钮 接常闭
起动按钮 接常开 刀闸起隔离作用 铁芯 通电线圈
衔铁 复位弹簧
M 3~
辅助常开自锁
三对主触头主电路通断
二、电气自动控制线路
2.3、电动机单向连续运转加过载保护控制电路 L1 L2 L3 热继电器
常闭触头 QS FU KM 发热元件 KM KM
按钮 触点 … 行程开关 输入设备
输 入 模 块
CPU
输 出 模 块
指示灯 电磁线圈 … 电磁阀 输出设备
电源
三、可编程控制器
3.3、PLC的工作原理
电源 按钮 X0 KM 电源 X0 Y10
PLC可看成是由普 通继电器、定时器计数 器等组合而成的电气控 制系统。注意，PLC内 部的继电器实际上是指 存储器中的存储单元， 称为软继电器。
继电器、接触器控制与PLC控制
一、常用的控制电器 1.1、组合开关 1.2、控制按钮 二、电气自动控制线路 2.1、笼型电动机直接启动的控制线路 2.2、简单的接触器控制原理
1.3、交流接触器
1.4、热继电器 1.5、熔断器 1.6、自动空气断路器 1.7、位置开关 1.8、中间继电器 1.9、时间继电器
I
常闭触头 FR 发热元件串接在主 电路中；常闭触点 串接在控制电路中
常闭触头
热继电器产品图
工作原理：
结构原理图和图形符号
热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属 片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
图符号
一、常用控制电器
1.6、 自动空气断路器
U VW 主触头 搭钩 弹簧 电磁脱扣器
热脱扣器 欠电压脱扣器
工作原理
断路器产品外形图
DZ型低压断路器工作原理图
低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩 住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈 所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流 时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把 搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了短路保护。如果线路上 电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹 簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了过载保护。
动作过程： 按下SB2
电机停车 按下SB3
至右极端位置撞开STB
逆向运行
A
B 限位开关
电机停车
至左极端位置撞开STA
逆程
正程
二、电气自动控制线路
2.7、时间控制
Q FU
Y– 换接起动控制线路
KM1
KM2Βιβλιοθήκη Baidu
接法 KM3 Y接法
二、电气自动控制线路
检验学习结果
上述正、反转控制 电路有何问题？
很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动 机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！
热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6 倍及启动时间不超过5S时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动 机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机 额定电流的1.1～1.15倍 ；考虑误差通常整定电流经验值设定为电动机额定电流的1.2倍。
主 电 路
SB1
SB2
FR
控制电路
FR
M 3~
电流成回路，只要 接两相就可以了。
二、电气自动控制线路
2.4、电动机保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产 生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。 欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至 使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而 使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能 自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行 自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。
2.3、电动机过载保护控制电路
2.4、电动机保护 2.5、笼型电动机正反转的控制线路 2.6、行程控制 2.7、时间控制 三、可编程控制器PLC 3.1、PLC概念 3.2、PLC结构 3.3、PLC工作原理 3.4、PLC控制与继电器控制比较
一、常用控制电器
1.1、组合开关
HK系列瓷底胶盖刀开关图符号及外形图
一、常用控制电器
1.5、 熔断器
熔断器简称保险丝，是最简单有效 的短路保护装置。 熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合 金制成的，当流过熔体的电流大于 它的额定值时，熔体立刻熔断，切 断电源，起到保护作用。
熔断器产品外形图
FU
熔断器熔体选用的原则
① 一般照明电路，熔体IN>IL；
② 单台电动机：熔体IN>（1.5～2.5）IL； ③ 多台电动机：熔体IN≥（1.5～2.5）倍容量 最大的电机的IN+其余电机的额定电流。
一、常用控制电器
检验学习结果
组合开关用于三相异 步电动机控制时，额 定电流应如何选择？ 低压断路器有哪 些保护功能？ 热继电器的作用？其 常闭触点应串联接在 电路的哪个部分？ 接触器主要有哪几个 部分组成？各部分图 符号如何表示？
额定电流一般选 择为电动机额定 电流值的1.5～2.5 倍。
答案在书中找
气室 延时打开触头 延时闭合触头 衔铁 调整螺钉
线圈
时间继电器产品外形图 线圈通电 衔铁吸合（向下）
结构原理图 连杆动作 触头动作
时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原 理来实现触头的延时接通和断开。
通电延时：当线圈通电时触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位；
断电延时：线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。
KA 线圈 常开触头 KA
常闭触头 KA
中间继电器外形与符号 (a) 外形 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小 电流。所以，继电器一般用于控制电路中。
(b) 符号
一、常用控制电器
1.9、 时间继电器
国际电工委员会（IEC）PLC的定义：
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器， 用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计 数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
*世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC ）研制的
三菱:A/Q系列PLC
欧姆龙:CJ系列PLC
西门子:S7系列PLC
三、可编程控制器
3.2、PLC的结构
编程器
打印机 计算机 盒式磁带机 条码扫描仪
外 部 设 备 接 口
存储器 系统程序 用户 数据 程序
I/O 扩 展 接 口
I/O 扩 展 单 元
组合开关内部解剖图 刀开关适用于不频繁接通和断 开电路；组合开关适用于机床设备 的电源引入开关。
组合开关图符号及外形图
一、常用控制电器
1.2、 控制按钮
SB
电路符号 常开(动合)按钮 SB
复合按钮
电路符号
常闭(动断)按钮
SB 电路符号
控制按钮产品外形图
结构原理图及图符号
控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器。 控制按钮由按钮帽、复位弹簧桥式触点和外壳构成。动触点和上面的静 触点组成常闭；和下面的静触点组成常开。按下按钮，常闭触点断开、 常开触点闭合；松开按钮，在弹簧作用下各触点恢复原态。
（a）线圈符号
（b）常闭触点符号 （c）常开触点符号
三、可编程控制器
3.4、PLC控制与继电器控制比较
接触器控制电动机单向旋转控制电路
PLC控制系统等效电路图
三、可编程控制器
检验学习结果
将继电器控 制转换为 PLC控制电 路图
Q
FU
KM1
Y– 换接起动控制线路
KM2 接法 KM3
Y接法
如何改进控制电路， 从而避免上述情况发 生？
在正、反转控制电路中串联上正、反转 接触器的互锁常闭触头可以避免两相短路：
说一说此 控制电路的控制 过程。 你还有什么控 制方法能做到正 转时不能反转， 反转时不能 正转？
SB1 SB2 KM1 KM2 SB3 KM2 KM1 KM1 FR KM2
三、可编程控制器
二、电气自动控制线路
2.1、笼型电动机直接起动的控制线路
L1 L2 L3
C'
QS FU
主 电 路
SB1
停车 按钮
SB2
起动 按钮
KM
B'
KM
控 制 电 路
KM
自保持
控制过程
M 3~
按下按钮（SB2）→线圈 （KM）通电 → KM主触 头闭合，辅助常开闭合自锁 →电动机连续运转；
按下停止按钮（SB1）→线圈 （KM）断电 →KM 主触头/辅助触头均打开 →电动机停转。
对于照明电路选择空气开关 对于控制电机的空气开关 空气开关的额定电流应为电路工作电流的1.05∽1.1倍之间 空气开关的额定电流应为电路工作电流的1.5∽2.5倍之间
一、常用控制电器
1.7、 位置开关（行程开关） ST ST
位置开关产品外形图
结构原理图及图符号
位置开关又称行程开关或限位开关，其作用是将机械位移转换成电信号， 使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循 环。
工作原理：当运动机构的挡铁压到位置开关的滚轮上时，转动杠杆连
同转轴一起转动，凸轮撞动撞块使得常闭触点断开，常开触点闭合；挡 铁移开后，复位弹簧使其复位。
一、常用控制电器
1.8、 中间继电器
通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控 制小容量电动机或其他电气执行元件。 中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控制线路
热继电器在电路中起过载保护作用，其常 闭触点应串联接在控制电路中，与接触器 的线圈相串联。
低压断路器具有 短路保护、过载 保护、断电保护 及欠压保护等功 能。
接触器主要有触头部分和电磁部分组成：
主触头：
辅助常开：
KM KM KM
辅助常闭：
线圈
KM
主触头串接在主电路中； 辅助触头与线圈接在控制 电路中。
一、常用控制电器
1.3、 交流接触器
交流接触器产品外形图 接触器结构组成及作用：
铁芯、衔铁 电磁系统 触头系统 通电线圈 三对主触头：控制主电路的通、断. 两对辅助常开触头、两对辅助常闭触头：自锁和互锁
交流接触器结构原理图
一、常用控制电器
1.3、 交流接触器
一、常用控制电器
1.4、 热继电器
发热元件 双金 属片 扣板 发热元件 FR
M 3~
SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！
二、电气自动控制线路
2.6、位置开关的行程控制电路
SB1 SB2 KM1 SB3 KM2
L1 L L
2 3
STB
KM2 STA KM1 限位开关
KM1 KM2 FR
Q S F U
KM2
KM1
FR
如何实现 自动往 复？？
M 3~
正向运行
STA
STB
二、电气自动控制线路
2.5、笼型电动机正反转的控制线路
L1 L2 L3
QS FU
主 电 路
SB1
SB2 KM1 SB3 KM2
KM1
FR
KM2
控 制 电 路
KM1
KM2
KM1常开闭合自锁 电动机停转。
操作过程： SB2
KM1线圈得电 电动机正转；SB1 KM2常开闭合自 电动机停转。
FR
SB3 KM2线圈得电 锁 电动机反转；SB1
二、电气自动控制线路
2.2、简单的接触器控制原理 L1 L2 L3
停止按钮 接常闭
起动按钮 接常开 刀闸起隔离作用 铁芯 通电线圈
衔铁 复位弹簧
M 3~
辅助常开自锁
三对主触头主电路通断
二、电气自动控制线路
2.3、电动机单向连续运转加过载保护控制电路 L1 L2 L3 热继电器
常闭触头 QS FU KM 发热元件 KM KM
按钮 触点 … 行程开关 输入设备
输 入 模 块
CPU
输 出 模 块
指示灯 电磁线圈 … 电磁阀 输出设备
电源
三、可编程控制器
3.3、PLC的工作原理
电源 按钮 X0 KM 电源 X0 Y10
PLC可看成是由普 通继电器、定时器计数 器等组合而成的电气控 制系统。注意，PLC内 部的继电器实际上是指 存储器中的存储单元， 称为软继电器。
继电器、接触器控制与PLC控制
一、常用的控制电器 1.1、组合开关 1.2、控制按钮 二、电气自动控制线路 2.1、笼型电动机直接启动的控制线路 2.2、简单的接触器控制原理
1.3、交流接触器
1.4、热继电器 1.5、熔断器 1.6、自动空气断路器 1.7、位置开关 1.8、中间继电器 1.9、时间继电器
I
常闭触头 FR 发热元件串接在主 电路中；常闭触点 串接在控制电路中
常闭触头
热继电器产品图
工作原理：
结构原理图和图形符号
热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路以保护电器的设备。
发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被烤热。因双金属 片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开。
图符号
一、常用控制电器
1.6、 自动空气断路器
U VW 主触头 搭钩 弹簧 电磁脱扣器
热脱扣器 欠电压脱扣器
工作原理
断路器产品外形图
DZ型低压断路器工作原理图
低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩 住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈 所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流 时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把 搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了短路保护。如果线路上 电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹 簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了过载保护。
动作过程： 按下SB2
电机停车 按下SB3
至右极端位置撞开STB
逆向运行
A
B 限位开关
电机停车
至左极端位置撞开STA
逆程
正程
二、电气自动控制线路
2.7、时间控制
Q FU
Y– 换接起动控制线路
KM1
KM2Βιβλιοθήκη Baidu
接法 KM3 Y接法
二、电气自动控制线路
检验学习结果
上述正、反转控制 电路有何问题？
很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动 机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！
热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6 倍及启动时间不超过5S时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动 机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机 额定电流的1.1～1.15倍 ；考虑误差通常整定电流经验值设定为电动机额定电流的1.2倍。
主 电 路
SB1
SB2
FR
控制电路
FR
M 3~
电流成回路，只要 接两相就可以了。
二、电气自动控制线路
2.4、电动机保护 短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产 生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。 欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至 使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而 使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能 自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行 自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。 过载保护是为防止三相电动机在运行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。
2.3、电动机过载保护控制电路
2.4、电动机保护 2.5、笼型电动机正反转的控制线路 2.6、行程控制 2.7、时间控制 三、可编程控制器PLC 3.1、PLC概念 3.2、PLC结构 3.3、PLC工作原理 3.4、PLC控制与继电器控制比较
一、常用控制电器
1.1、组合开关
HK系列瓷底胶盖刀开关图符号及外形图
一、常用控制电器
1.5、 熔断器
熔断器简称保险丝，是最简单有效 的短路保护装置。 熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合 金制成的，当流过熔体的电流大于 它的额定值时，熔体立刻熔断，切 断电源，起到保护作用。
熔断器产品外形图
FU
熔断器熔体选用的原则
① 一般照明电路，熔体IN>IL；
② 单台电动机：熔体IN>（1.5～2.5）IL； ③ 多台电动机：熔体IN≥（1.5～2.5）倍容量 最大的电机的IN+其余电机的额定电流。
一、常用控制电器
检验学习结果
组合开关用于三相异 步电动机控制时，额 定电流应如何选择？ 低压断路器有哪 些保护功能？ 热继电器的作用？其 常闭触点应串联接在 电路的哪个部分？ 接触器主要有哪几个 部分组成？各部分图 符号如何表示？
额定电流一般选 择为电动机额定 电流值的1.5～2.5 倍。
答案在书中找
气室 延时打开触头 延时闭合触头 衔铁 调整螺钉
线圈
时间继电器产品外形图 线圈通电 衔铁吸合（向下）
结构原理图 连杆动作 触头动作
时间继电器是电路中控制动作时间的设备。它利用电磁原 理来实现触头的延时接通和断开。
通电延时：当线圈通电时触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位；
断电延时：线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。
KA 线圈 常开触头 KA
常闭触头 KA
中间继电器外形与符号 (a) 外形 继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小 电流。所以，继电器一般用于控制电路中。
(b) 符号
一、常用控制电器
1.9、 时间继电器