电气控制与plc应用技术课件.ppt
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电气控制与PLC说课PPT
相关职业 资格证书
维修电工
电气设备的检修员
值班电工 设备运行管理 与技术服务
1、维修电工 2、PLC设计师
《电气控制与PLC技术应用》
一、课程设置
2、课程作用 （二） 课 程 定 位 及 作 用
（3）是电气自动化技术专业课程体系中的核心环节
《电气控制与PLC技术应用》
一、课程设置
1 专业能力 2 方法能力 3 社会能力
《电气控制与PLC技术应用》
二、课程设计
2.教学内容的行业针对性
（四）
教 学 内 容 选 取
PLC应用技术的发展很快，根据不同的行业有更好的适于该 行业的控制设备与技术。本课程为满足电气自动化技术专业 人才培养目标要求，主要针对电气系统中应用较为广泛的， 具有良好发展前景的三菱FX系列小型PLC作为教学内容。
一、课程设置
电气控制与PLC技术应用
2、“基于工作过程系统化”的专业课程体 系 岗位（群） 核心学习领域 典型工作任务 （一） 课 程 设 置 的 依 据
（2）典型任务转换的核心学习领域
电气设备的安 装员、操作员 1．按工艺要求操作设备； 2．按照电气图纸、工艺文件 进行电气控制线路安装与调 试。 1.设备电气日常维护保养； 2.设备电气的日常检修、故障 排除及维护。 1.企业供配电系统安装、操作； 2.企业供配电系统日常维护、 检修等。 电气控制设备安装 与调试 PLC控制系统设计 与应用
教 学 内 容 选 取
电气控制 项目2：运料小车 电气自动化技术专业工作任务及职业能力分析如表所示。 与PLC控 的PLC控制系统 制系统设 ①能正确安装和使用PLC编程软件，并能够熟练 设计制作 计、安装 编程软件对PLC应用系统进行编程及在线测试。 项目3：物料搬运 、运行与 ②能够根据PLC控制系统要求及工作环境特点， 机械手控制系统 PLC控制系 维护 合理选择PLC及其外围电器。 设计 统的设计、 ③能够根据工况实际要求，独立完成PLC控制系 安装、运行 统硬件设计与安装，正确编写PLC控制程序，并 项目4：旋转刀盘 与维护 的PLC选择系统 能对PLC控制系统进行测试与维护。 ④具备可编程控制系统设计师所要求的知识与能 设计 力。 项目5：霓虹灯广 告牌PLC控制系 统设计制作
电气控制与PLC应用技术课件
动断(常闭)辅助触点
属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示 常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。
接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目、寿命、操作频率等。
如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、 120A等数种； 额定工作电压通常是220V或380V。
任务二 自动往返控制电路的接线与调试
任务目标
1.熟悉复式控制按钮的作用和工作原理，掌握行程开关的工作原理。 2.熟悉三相异步电动机改变转向的方法。 3.能够识别三相异步电动机自动往返控制的电气原理图，并根据电气控 制原理图进行实物电路的连接。 4.掌握三相异步电动机自动往返控制的基本操作方法和故障处理。
衔铁释放
可实现短路、过载、失压保护。
（3）低压断路器的主要技术参数及型号
图1.9 DZ20系列低压断路器的型号含义
5. 熔断器
熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化， 从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电 系统和控制系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，使用时将它串联在 被保护电路中。
控 制 电 路
KM
动作过程
主 电 路
M 3~
按下按钮（SB）
线圈（KM）通电 电机运行；
主触头（KM）闭合 按钮松开（SB）
线圈（KM）断电 电机停转。
主触头（KM）打开
2.电动机的点动控制电路
3.具有自锁功能的单向运转控制（连续控制）
保险丝 Q FU 主 电 路 KM 接触器 主触点 FR 热继电器 发热元件
图1.2 铁壳开关结构图
图1.3 刀开关型号的含义
2．刀开关的主要技术参数及型号
电气控制与S7-1500 PLC应用技术 配套PPTS7-1500 PLC的编程 04
4.2.3 S7-1500 PLC的数据格式
案例4-2
【例4-2】16个电磁阀，地址分别为Q16.0～Q16.7与Q17.0～Q17.7。 控制要求： 当开关I0.0为低电平时，16个电磁阀均为关闭状态； 当开关I0.0为高电平时，Q16.2、Q16.3、Q17.4和Q17.5对应的电磁阀得电打开； 15秒钟后Q16.2、Q16.3、Q17.4和Q17.5失电关闭，同时Q16.0、Q16.1、Q17.6 和Q17.7得电打开； 当I0.0再次变为低电平时，16个电磁阀均再次关闭。
28 27
== 256+ 128 +
24 23 22
== = 16+8+ 4 = 412
4.2.3 S7-1500 PLC的数据格式
（2）32位数据格式
BCD
符号 (+)
0
0
0
0
2
9
6
DW#16#296 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0
32767
10000 :
8501
8500 : : :
-2000
- 2001 :
- 2430
- 32768
4.2.4 在不同测量范围下模拟量的数据表达方式 （2）AO
范围
单位
电压
0 to 10V
输出范围： 1 to 5V
± 10V
电流
输出范围： 0 to 20mA 4 to 20mA
± 20mA
超上限 超上界
MW72
32
DW#16#ADAC1EF5
MD40
64
LW#16#ADAC1EF5
电气控制与PLC应用技术-完整课件
交通工具
飞机、汽车、船舶等交通 工具的电气控制系统。
电气控制系统的基本组成
输入设备
控制元件
执行机构
控制系统
传感器、开关、按钮等， 用于采集被控对象的参
数和状态信息。
继电器、接触器等，用 于实现电路的通断控制。
电动机、电磁阀等，用 于实现被控对象的动作。
由控制器（如PLC）、 编程软件等组成，用于 实现控制逻辑和算法。
根据被控对象的控制要求，选择满足控制 点数、控制精度、控制顺序等要求的PLC。
选择具有良好扩展性的PLC，以便未来增加 或减少I/O模块。
考虑性能和可靠性
考虑成本因素
选择性能稳定、可靠性高的PLC，以确保长 期稳定运行。
在满足控制要求的前提下，选择性价比高 的PLC。
PLC的硬件配置
主控单元
包括中央处理器、存储器、电 源等核心部件。
运动控制
总结词
PLC能够实现高精度的运动控制，如伺服电机、步进电机等。
详细描述
在自动化生产线中，需要实现高精度的运动控制，如切割、装配等。通过与伺服电机、步进电机等运动控制设备 的配合，PLC能够实现精确的位置控制和速度控制，提高生产效率和产品质量。
过程控制
总结词
PLC能够对工业生产过程中的各种参数进 行监控和调节，实现自动化过程控制。
案例分析
以某高层建筑中的电梯为例，介绍PLC如何实现对电梯的自动化控 制和安全保护。
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电气控制与PLC应用技术-完整课 件
目录
• 电气控制技术概述 • PLC基础知识 • PLC在电气控制中的应用 • PLC的选型与配置 • PLC的通信与网络技术 • PLC应用案例分析
电气控制与PLC应用技术PPT课件
实现对电动机的控制除前面介绍的刀开关外，电动机控制 电路所使用的电器还有熔断器、接触器、热继电器和按钮开关等 几种低压电器。 （1）熔断器
熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的 短路保护电器，它串联在电路中。
常用几种熔断器的外形
11
（2）接触器 接触器是一种自动化的控制电器，接触器主要用于频繁
km1线圈得电电动机m星形联结自锁按下起动按钮sb2km2线圈得电降压起动kt线圈得电始计时起动时间延时时间到kt动断触点延时断开km2断电kt动合触点延时闭合km3通电电动机m三角形联结自锁全压运行134三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电阻减小启动电流根据交流电动机的运转特性当增大转子电路电阻时其机械特性变软在一定的负载转矩下转速下降这样可以在一定范围内调节电动机的转速而且在减小启动电流的同时可以获得较大的启动转矩
（1）电力拖动自动控制系统的组成 （2）电气控制技术的发展
2
2.可编程控制器（PLC）的产生与发展
由于继电器——接触器控制系统的结构特点制约着它 的发展，在1968年，美国通用汽车（GM）公司率先提出 了 研制新型工业控制器的设想。一年后，由美国数据设 备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器 ，即是 早期的工业电脑（PLC）。
30
（3）中间继电器（KA）
它的主要作用是用来传递信号或同时控制多个电路和起中 间转换作用，也可用它来控制小容量电动机或其他电气执行元 件。
中间继电器的结构和工作原理与小型交流接触器基本相同， 只是它的电磁系统小些，触点没有主、辅之分，而且触点数量 较多。
31
1.3.5频敏变阻器控制电路
频繁变阻器是一种随电动机启动过程转速的升高(转子电流频率下降)而阻 抗值自动下降的器件。它的阻值能随启动过程的进行自动而又平滑地减小，使 启动过程能平滑地进行。
熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的 短路保护电器，它串联在电路中。
常用几种熔断器的外形
11
（2）接触器 接触器是一种自动化的控制电器，接触器主要用于频繁
km1线圈得电电动机m星形联结自锁按下起动按钮sb2km2线圈得电降压起动kt线圈得电始计时起动时间延时时间到kt动断触点延时断开km2断电kt动合触点延时闭合km3通电电动机m三角形联结自锁全压运行134三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电阻减小启动电流根据交流电动机的运转特性当增大转子电路电阻时其机械特性变软在一定的负载转矩下转速下降这样可以在一定范围内调节电动机的转速而且在减小启动电流的同时可以获得较大的启动转矩
（1）电力拖动自动控制系统的组成 （2）电气控制技术的发展
2
2.可编程控制器（PLC）的产生与发展
由于继电器——接触器控制系统的结构特点制约着它 的发展，在1968年，美国通用汽车（GM）公司率先提出 了 研制新型工业控制器的设想。一年后，由美国数据设 备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器 ，即是 早期的工业电脑（PLC）。
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（3）中间继电器（KA）
它的主要作用是用来传递信号或同时控制多个电路和起中 间转换作用，也可用它来控制小容量电动机或其他电气执行元 件。
中间继电器的结构和工作原理与小型交流接触器基本相同， 只是它的电磁系统小些，触点没有主、辅之分，而且触点数量 较多。
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1.3.5频敏变阻器控制电路
频繁变阻器是一种随电动机启动过程转速的升高(转子电流频率下降)而阻 抗值自动下降的器件。它的阻值能随启动过程的进行自动而又平滑地减小，使 启动过程能平滑地进行。
电气控制与PLC应用(第2版)[陈建明]第1章.pptx
![电气控制与PLC应用(第2版)[陈建明]第1章.pptx](https://img.taocdn.com/s3/m/857943c158fafab068dc0213.png)
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
2. 触头系统
触头是接触器的执行 元件，用来接通或断开 被控制电路。触头按其 原始状态可分为常开触 头和常闭触头：原始状 态时（即线圈未通电） 断开，线圈通电后闭合 的触头叫常开触头；原 始状态闭合，线圈通电 后断开的触头叫常闭触 头（线圈断电后所有触 头复原）。
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1.1.1 电器的分类
电器是接通和断开电器或调节、控制和保护电 器及电气设备用的电工器具。
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。
1. 按工作电压等级分 （1）高压电器; （2）低压电器
2. 按动作原理分 （1）手动电器; （2）自动电器
3. 按用途分 （1）控制电器; （2）配电电器; （3）主令电器; （4）保护电器; （5）执行电器
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1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器
➢ 接触器：分交流接触器与直流接触器 ➢ 继电器：有电磁式继电器（如电压继电器、电流继
电器、中间继电器）；时间继电器（分直流电磁式、 空气阻尼式、半导体式等）；热继电器；干簧继电 器；速度继电器等 ➢ 熔断器：分瓷插式、螺旋式、有填料封闭管式、无 填料密闭管式、快速熔断器、自复式等 ➢ 低压断路器：分框架式、塑料外壳式、快速直流断 路器、限流式、漏电保护器等 ➢ 位置开关：有直动式、滚动式、微动式等 ➢ 按钮、刀开关等
➢保护功能齐全，具有外部故障记录显示、内部故 障自诊断、进行双向通信等。
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1.2 接触器
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 现远距离控制，并具有欠（零）电压保护。
电气控制与PLC技术 ppt课件
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10
1.2 刀开关与自动开关
1.2.1 刀开关
刀开关又称闸刀开关，是结构最简单、应用最广泛的一种手控电 器。刀开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路，或用于隔离 电路与电源，故又称“隔离开关”。
1.刀开关的结构和工作原理
刀开关由绝缘底板、静插座、手柄、触刀和铰链支座等组成。如
图1-5所示为其结构简图。
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6
❖ 2 触头系统
触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。
由于铜具有良好的导电、导热性能，触头通常用铜制成。铜质表面容易 产生氧化膜，使触头的接触电阻增大，从而使触头的损耗也增大。有些 小容量电器的触头采用银质材料，与铜质触头相比，银质触头除具有更 好地导电、导热性能外，触头的氧化膜电阻率与纯银相比相差无几，而 且氧化膜的生成温度很高，所以，银质触头的接触电阻较小，而且较稳 定。
❖ (1)机械灭弧 通过机械装置将电弧迅速拉长。 ❖ (2)磁吹灭弧 在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受
电磁力的作用而拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质 相接触，电弧被冷却而熄灭。 ❖ (3)窄缝(纵缝)灭弧法 在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉 长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中，几条纵缝可将电弧分割成数段且与固体 介质相接触， 电弧便迅速熄灭。 ❖ (4)栅片灭弧法 当触头分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一 组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于 一个电极，因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说，近阴极处， 在电弧过零时就会出现一个150~250V的介质强度，使电弧无法继续维 持而熄灭。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多，所以交流电 器常常采用栅片灭弧。
现代电气控制及PLC应用技术(第三版)复习材料 ppt课件
④ 每个器件及它们的部件都需用一确定的图形符号 表示，且每个器件有一个文字符号。属于同一个 器件的各个部件采用同一文字符号表示；
⑤ 同一器件的不同部件，无论在电路图中的位置， 均采用同一文字符号标记；
⑥ 一个完整的电路图至少应包括主电路、辅助电路、 材料表三个基本组成部分；
ppt课件
23
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
25
2.2 基本电气控制线路
综述 1.设备设施 可为人们提供各种产品、必需品或各种
方便的机械装置。
间接控制、灵活性
2.设备的构成 机、电、气(液)及其组合。最好、易于自动化
3.设备工作状态 直为接控满制足、灵用活性户差要、 求直稍、接强产控于制机品、控工灵、活艺性等，设 备所具备的运行功不能适于：复启杂控动制 、调速、延时、制动等等。
压保护功能。
特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、各种脱扣器。
ppt课件
17
小结
一、本章主要内容为低压电器的基本知识； 二、熟悉主要低压电器的结构、掌握它们的
工作原理； 三、主要低压电器：
接触器、中间继电器、热继电器、低压断 路器、行程开关等； 四、掌握主要低压电器的电气符号。
⑨ 原理图中应标出下列数据：
ⅰ 各个电源电路的电压值、极性或频率及相数; ⅱ 某些元件的特性(电阻、电容的量值等); ⅲ 万能转换开关等类似器件的触点通断表；
⑩ 图中的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、 数量、技术数据，均应统计列表，并绘制在电路图中。
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2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
列进行； ⅱ辅助电路标记 沿前向通道信号流的方向，以自然递增数
⑤ 同一器件的不同部件，无论在电路图中的位置， 均采用同一文字符号标记；
⑥ 一个完整的电路图至少应包括主电路、辅助电路、 材料表三个基本组成部分；
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2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
25
2.2 基本电气控制线路
综述 1.设备设施 可为人们提供各种产品、必需品或各种
方便的机械装置。
间接控制、灵活性
2.设备的构成 机、电、气(液)及其组合。最好、易于自动化
3.设备工作状态 直为接控满制足、灵用活性户差要、 求直稍、接强产控于制机品、控工灵、活艺性等，设 备所具备的运行功不能适于：复启杂控动制 、调速、延时、制动等等。
压保护功能。
特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、各种脱扣器。
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17
小结
一、本章主要内容为低压电器的基本知识； 二、熟悉主要低压电器的结构、掌握它们的
工作原理； 三、主要低压电器：
接触器、中间继电器、热继电器、低压断 路器、行程开关等； 四、掌握主要低压电器的电气符号。
⑨ 原理图中应标出下列数据：
ⅰ 各个电源电路的电压值、极性或频率及相数; ⅱ 某些元件的特性(电阻、电容的量值等); ⅲ 万能转换开关等类似器件的触点通断表；
⑩ 图中的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、 数量、技术数据，均应统计列表，并绘制在电路图中。
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2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
列进行； ⅱ辅助电路标记 沿前向通道信号流的方向，以自然递增数
电气控制与PLC应用-完整版课件全套ppt教程
电流继电器： 根据输入（线圈）电流大小而动作的继电器
➢过电流继电器：当电路发生短路及过流时立即将电路切断 ● 线圈电流小于整定电流时，继电器不动作 ● 线圈电流超过整定电流时，继电器才动作 ● 动作电流整定范围：交流为(110％～350％)IN，直流为(70％～300
％)IN ➢欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断
按工作原理分类
• 电磁式电器 依据电磁感应原理来工作，如 接触器、各种类型的电磁式继电器等。
• 非电量控制电器 依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、温度继电器等。
第二节 接触器
一、交流接触器 1．结构
➢触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）
〇
TH(湿热带产品)
直流接触器型号意义说明举例：
CZ 16－ 〇
直流 接触器
设计 序号
额定电流
/〇
常开主触点数
〇
常闭主触点数
第二节 接触器
四、接触器的主要技术指标
额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
● 线圈电流大于或等于整定电流时，继电器吸合 ● 线圈电流低于整定电流时，继电器释放 ● 动作电流整定范围：吸合电流为(30％～50％)IN
释放电流为(10％～20％)IN ● 一般自动复位
电压继电器： 根据输入（线圈）电压大小而动作的继电器
➢过电压继电器：动作电压整定范围为(105％～120％)UN
电气控制与PLC应用技术教学课件ppt作者黄永红第1章 常用低压电器
第1章 常用低压电器1.1 低压电器的定义、分类1.2 电磁式电器的组成与工作原理1.3 接触器1.4 继电器1.5 主令电器1.6 信号电器1.7 开关电器1.8 熔断器1.9 电磁执行器件1.1 低压电器的定义、分类1.按用途和控制对象分2.按动作方式分3.按工作原理分图1-1 常用低压电器的分类1.按用途和控制对象分(1)低压配电电器(2)低压控制电器2.按动作方式分(1)自动电器(2)手动电器3.按工作原理分(1)电磁式电器(2)非电量控制电器1.2 电磁式电器的组成与工作原理1.2.1 电磁机构1.2.2 触点系统1.2.3 灭弧系统1.2.1 电磁机构1.电磁机构的结构形式及工作原理2.电磁机构的吸力特性与反力特性3.单相交流电磁机构上短路环的作用1.电磁机构的结构形式及工作原理1)衔铁沿棱角转动的拍合式，如图1-2a所示。
2)衔铁沿轴转动的拍合式，如图1-2b所示。
3)衔铁作直线运动的双E形直动式，如图1-2c所示。
图1-2 常用的电磁机构结构形式1—衔铁 2—铁心 3—电磁线圈图1-3 电磁式电器的工作原理示意图1—铁心 2—电磁线圈 3—衔铁4—静触点 5—动触点 6—触点弹簧7—释放弹簧 δ—气隙2.电磁机构的吸力特性与反力特性(1)直流电磁机构的吸力特性(2)交流电磁机构的吸力特性(3)吸力特性与反力特性的配合(1)直流电磁机构的吸力特性•对于直流线圈，当电压U与线圈电阻R不变时，流过线圈的电流I不变。
由磁路定律Φ=INRm(式中，Rm为气隙磁阻，Rm=δμ0S；N为线圈匝数)可知，Fat∝Φ2∝1Rm2∝1δ2，即衔铁动作过程中为恒磁动势工作，电磁吸力Fat与气隙δ的二次方成反比，所以直流电磁机构的吸力特性为二次曲线形状，如图1‐4所示。
它表明衔铁闭合前后吸力变化很大，气隙越小吸力越大。
•直流电磁机构在衔铁吸合过程中，电磁吸力是逐渐增加的，完全吸合时电磁吸力达到最大。
对于可靠性要求很高或动作频繁的控制系统常采用直流电磁机构。
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➢剩磁的吸力特性
3）吸力特性与反力特性的配合Fra bibliotek21 March 2021
图1-3 电磁机构吸力特性与反力特性的配合
1-直流吸力特性 2-交流吸力特性 3-反力特性 4-剩磁吸力特性
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第1章
4）电磁机构的输入—输出特性
21 March 2021
图1-5 电磁机构的继电特性
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第1章
1.1.3 电器的触头系统与电弧 电器的触头系统 （1）触头接触电阻 （2）触头接触形式
21 March 2021
图1-6 触头的接触形式
a) 点接触 b) 线接触 c) 面接触
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第1章
（3）触头结构形式 触头的材料 银铜
21 March 2021
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第1章
（2）电磁机构工作原理 1） 反力特性
图1-2 电磁机构反力特性与吸力特性
a) 反力特性 b) 交流电磁机构吸力特性 c) 直流电磁机构吸力特性
21 March 2021
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第1章
2） 吸力特性
➢ 交流电磁机构的吸力特性 ➢直流电磁机构的吸力特性
21 March 2021
图1-7 触头的结构形式
a) 桥式触头
b) 指形触头
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第1章
减小接触电阻的方法
触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身 的电阻尽量减小； 增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触 头弹簧； 改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化 膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。
21 March 2021
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第1章
第1章 常用低压电器
1.1 电器的基本知识 1.2 电磁式接触器 1.3 继电器 1.4 熔断器 1.5 主令电器 1.6 低压开关类电器 1.7 传感器
21 March 2021
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第1章
1.1 电器的基本知识
1.1.1 低压电器的定义和分类
1.低压电器的定义 电器是所有电工器件的简称。生产机械中所用的控制电器 多属低压电器，它是指电压在1500v（DC）/1200V（AC）以 下、用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电 设备的电气器件。
21 March 2021
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第1章
普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材
电气控制与PLC
主编 熊幸明
21 March 2021
机械工业出版社
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第1章
目录
绪论 第1章 常用低压电器 第2章 电气控制系统的基本电路 第3章 电气控制系统的设计 第4章 可编程控制器的基本原理 第5章 可编程控制器的基本指令 第6章 可编程控制器的功能指令 第7章 可编程控制器的特殊功能模块 第8章 可编程控制器控制系统的设计与应用 第9章 可编程控制器的联网与通信
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第1章
（1）按用途和控制对象分类 ➢ 低压保护电器：用来保护电动机，使其安全运行，以及保护 生产机械使其不受损坏。如：熔断器、热继电器、电压继电器、 电流继电器等。 ➢ 低压执行电器：用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装 置在固定位置上的一种执行元件。如：电磁铁、电磁离合器等。 ➢ 低压主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 如：按钮、 主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。 ➢ 可通信电器：可与计算机网络连接的电器。如：智能化断路 器、智能化接触器及电动机控制器等。
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二．本课程的性质和任务
➢ 性质：实用性很强的专业课。 ➢ 任务： 1.熟悉常用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确使 用和选用； 2.熟练掌握电气控制的基本环节，具备阅读和分析电气控 制线路的能力； 3.能设计简单的电气控制线路，较好地掌握电气控制电路 的简单设计法； 4.了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉典型生产设 备电气控制线路的工作原理。
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1.1.2 电磁式电器结构及工作原理
1.电磁机构 （1）电磁机构结构型式
组成：吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。 动作：电流通入线圈产生磁场及吸力，通过气隙转
换成机械能，带动衔铁运动使触头动作。
图1-1 常用电磁机构的结构形式
a) 、b)、c) 直动式电磁机构
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第1章
绪论
一．电气控制技术的发展概况
1. 拖动方式：生产机械的运动需要电动机的拖动，即电 动机是拖动生产机械的主体。 成组拖动→单电机拖动→多电机拖动
2. 控制系统：电动机的启动、调速、正反转、制动等的控 制，需要另一套装置。
继电器-接触器控制→PLC控制→计算机网络化控制
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（2）按动作方式分类 ➢ 自动电器。依靠外来信号或物理量（如电流、电压等）的变 化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。 ➢ 非自动电器。无动力机构，通过人工或外力直接操作而动作 的电器，如按钮、行程开关等。
（3）按工作原理分类 ➢ 电磁式电器。依据电磁感应原理工作的电器，如接触器、各 类电磁式继电器等。 ➢ 非电量控制电器。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作 的电器，如行程开关、速度继电器等。
第1章
2.低压电器的分类 （1）按用途和控制对象分类 ➢ 低压配电电器。用于低压供、配电系统中进行电能输送和分 配的电器。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，如刀开 关、转换开关、空气断路器、熔断器等。 ➢ 低压控制电器。用于各种控制电路和控制系统的电器。要求 寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠，如：接触 器、继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。
d)、e) 拍合式电磁机构
1-衔铁 2-铁心 3-线圈
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➢吸引线圈用以将电能转换为磁能，按通入电流种类不同分 为交流电磁线圈（矮胖型）和直流电磁线圈（瘦高型）。 ➢根据线圈在电路中的连接方式，又分为串联线圈（电流线 圈型）和并联线圈（电压线圈）。
3）吸力特性与反力特性的配合Fra bibliotek21 March 2021
图1-3 电磁机构吸力特性与反力特性的配合
1-直流吸力特性 2-交流吸力特性 3-反力特性 4-剩磁吸力特性
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4）电磁机构的输入—输出特性
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图1-5 电磁机构的继电特性
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1.1.3 电器的触头系统与电弧 电器的触头系统 （1）触头接触电阻 （2）触头接触形式
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图1-6 触头的接触形式
a) 点接触 b) 线接触 c) 面接触
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（3）触头结构形式 触头的材料 银铜
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（2）电磁机构工作原理 1） 反力特性
图1-2 电磁机构反力特性与吸力特性
a) 反力特性 b) 交流电磁机构吸力特性 c) 直流电磁机构吸力特性
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2） 吸力特性
➢ 交流电磁机构的吸力特性 ➢直流电磁机构的吸力特性
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图1-7 触头的结构形式
a) 桥式触头
b) 指形触头
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减小接触电阻的方法
触头材料选用电阻系数小的材料，使触头本身 的电阻尽量减小； 增加触头的接触压力，一般在动触头上安装触 头弹簧； 改善触头表面状况，尽量避免或减小表面氧化 膜形成，在使用过程中尽量保持触头清洁。
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第1章
第1章 常用低压电器
1.1 电器的基本知识 1.2 电磁式接触器 1.3 继电器 1.4 熔断器 1.5 主令电器 1.6 低压开关类电器 1.7 传感器
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1.1 电器的基本知识
1.1.1 低压电器的定义和分类
1.低压电器的定义 电器是所有电工器件的简称。生产机械中所用的控制电器 多属低压电器，它是指电压在1500v（DC）/1200V（AC）以 下、用来接通或断开电路，以及用来控制、调节和保护用电 设备的电气器件。
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电气控制与PLC
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绪论 第1章 常用低压电器 第2章 电气控制系统的基本电路 第3章 电气控制系统的设计 第4章 可编程控制器的基本原理 第5章 可编程控制器的基本指令 第6章 可编程控制器的功能指令 第7章 可编程控制器的特殊功能模块 第8章 可编程控制器控制系统的设计与应用 第9章 可编程控制器的联网与通信
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（1）按用途和控制对象分类 ➢ 低压保护电器：用来保护电动机，使其安全运行，以及保护 生产机械使其不受损坏。如：熔断器、热继电器、电压继电器、 电流继电器等。 ➢ 低压执行电器：用来操纵带动生产机械和支撑与保持机械装 置在固定位置上的一种执行元件。如：电磁铁、电磁离合器等。 ➢ 低压主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 如：按钮、 主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。 ➢ 可通信电器：可与计算机网络连接的电器。如：智能化断路 器、智能化接触器及电动机控制器等。
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二．本课程的性质和任务
➢ 性质：实用性很强的专业课。 ➢ 任务： 1.熟悉常用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确使 用和选用； 2.熟练掌握电气控制的基本环节，具备阅读和分析电气控 制线路的能力； 3.能设计简单的电气控制线路，较好地掌握电气控制电路 的简单设计法； 4.了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉典型生产设 备电气控制线路的工作原理。
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1.1.2 电磁式电器结构及工作原理
1.电磁机构 （1）电磁机构结构型式
组成：吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。 动作：电流通入线圈产生磁场及吸力，通过气隙转
换成机械能，带动衔铁运动使触头动作。
图1-1 常用电磁机构的结构形式
a) 、b)、c) 直动式电磁机构
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绪论
一．电气控制技术的发展概况
1. 拖动方式：生产机械的运动需要电动机的拖动，即电 动机是拖动生产机械的主体。 成组拖动→单电机拖动→多电机拖动
2. 控制系统：电动机的启动、调速、正反转、制动等的控 制，需要另一套装置。
继电器-接触器控制→PLC控制→计算机网络化控制
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（2）按动作方式分类 ➢ 自动电器。依靠外来信号或物理量（如电流、电压等）的变 化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。 ➢ 非自动电器。无动力机构，通过人工或外力直接操作而动作 的电器，如按钮、行程开关等。
（3）按工作原理分类 ➢ 电磁式电器。依据电磁感应原理工作的电器，如接触器、各 类电磁式继电器等。 ➢ 非电量控制电器。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作 的电器，如行程开关、速度继电器等。
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2.低压电器的分类 （1）按用途和控制对象分类 ➢ 低压配电电器。用于低压供、配电系统中进行电能输送和分 配的电器。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，如刀开 关、转换开关、空气断路器、熔断器等。 ➢ 低压控制电器。用于各种控制电路和控制系统的电器。要求 寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠，如：接触 器、继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。
d)、e) 拍合式电磁机构
1-衔铁 2-铁心 3-线圈
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第1章
➢吸引线圈用以将电能转换为磁能，按通入电流种类不同分 为交流电磁线圈（矮胖型）和直流电磁线圈（瘦高型）。 ➢根据线圈在电路中的连接方式，又分为串联线圈（电流线 圈型）和并联线圈（电压线圈）。