工业控制及自动化仪表基础知识
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容易改造 体积小，重量轻，能耗低
应用领域
开关量逻辑控制（顺序控制） 闭环过程控制 位置控制 监控系统 分布控Biblioteka Baidu系统
继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两 部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以 接通或切断电路。
常用继电器种类
电压继电器 电流继电器 时间继电器 热继电器 中间继电器
主令电器
主令电器是按一定生产工艺要求发出控制命 令的操纵电器，用以闭合或断开接触器、继电器等 电器的线圈回路，以实现对生产机械的控制。在控 制电路中由于它是一种专门发布命令的电器，故称 为主令电器。不允许使用主令电器分合主回路。
68年GM公司提出10条技术指标在社会上公开招标，69 年DEC根据要求研制出第一台PLC并中标。
构成
按钮 辅助触点 限位开关 电源
可编程控制器
输 CPU模块 输
入
出
模
模
块
存储器
块
编程器
接触器 电磁阀 指示灯 电源
特点
可靠性高，抗干扰能力强 配套齐全，功能完善，适用性强 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造工作量小，维护方便，
正确连接电器的触头
正确连接电器的线圈
控制电源一端接地时应防止发生意外
KM
KM
防止出现寄生回路
KM2
L1 KM1
KM1
KM1
KM2
KM2 L2
防止电气元件触点“竞争” “先断后合型”、“先合后断型”
继电器触头的分断合接通能力 触点并联的作用、
电器连锁和机械连锁 控制电路是否跳闸：控制电路由于电源等原因断电
工业控制及自动化仪表 基础知识
英达康 华志斌
主要内容
常用控制电器 继电器－接触器控制系统的设计原则 继电器－接触器控制线路设计中应注意的问题 PLC简介（构成、特点、应用领域） PLC与其他工业控制系统的比较 电动单元组合仪表简介 检测仪表 调节器 执行器和防爆栅 DCS简述
常用控制电器
PLC简介（构成、特点、应用领域 ）
国际电工协会（IEC）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的命令，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。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业 控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。
常见的主令电器有：控制按钮、万能转换开 关、主令控制器、行程开关
保护电器和组合电器
熔断器：又称保险丝，起短路保护作用 自动开关：又称空开，有过载、短路、欠
压保护作用，可用于不频繁启动的电机控 制。
磁力启动器：是一种组合电器，由接触器 、隔离开关、熔断器、热继电器和按钮等 组合而成。 什么是隔离开关？
正确选择电器设备选型时要考虑工作方式、线路电
压和电流等级，考虑触点的断弧容量（双触点串联可提高 断弧能力），辅助触点的数量等。
故障安全原则 当系统中出现设备损坏或故障时，不
能发生误操作和故障的扩大。
例：操纵制动器的电磁铁 表示合闸状态的指示灯 急停开关、拉绳开断的状态选取
设计中要注意的问题
保证控制线路的可靠和安全
或控制器死机时，是否发出主机跳闸的命令，要根据具体 系统设计，一般要求控制电路重新启动时不影响主系统的 运行。
控制线路力求简单、经济
尽量减少触点数目 尽量缩短连接导线的数量和长度
控制线路在工作时，除必要的电气元件需 通电外，其余电器尽量不长期通电，以延 长电气元件的寿命和节约电能及减少发热
采用标准件，尽可能选用相同型号的元件
接触器主要技术参数
额定工作电压（主触头的额定电压） 额定工作电流（主触头的额定电流） 电磁铁线圈的额定电压 额定操作频率 触头数目（主触头和辅助触头） 接通和分断能力
继电器
继电器是根据某种物理量的变化来改变其触 点状态的控制元件。
当继电器的输入电压、电流和频率等电量或 温度、压力和转速等非电量达到规定值时，继电器 的触点便接通或分断所控制或保护的电路。
接触器 继电器 主令电器 保护电器和组合电器
接触器
适于频繁地接通和分断主电路或大容量控制 电，主要用于控制电动机，也可用于控制其它电力 负荷。
按工作原理分为电磁式、气动式和液压式，这 里主要介绍电磁式接触器。
电磁式接触器的主要组成部分：触头系统、 电磁系统、灭弧装置、支架和外壳。
按主回路接通和分断的负载电流的性质，分 为直流接触器和交流接触器。
继电器－接触器控制系统的设计原则
正确地设计控制线路 功能正确，在最大限度满足
设备对电气控制线路要求的前提下，力求控制线路简单、 布局合理，器件选型正确并便于操作和维修。
设置必要的保护除基本的短路、过载、欠压保护外
，应根据实际情况配置必要的保护，保证系统安全可靠。 但不是保护越齐全越好，因为保护越多，线路越复杂，故 障几率越多，有可能降低系统的可靠性。
直流接触器
主回路分断和接通直流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为直流 线圈。
交流接触器分断直流负载，灭弧装置相对复 杂，当使用直流励磁线圈时线圈铁心通常由整块软 铁构成成，由于线圈电磁力稳定，通常噪声较小。 由于励磁线圈电感大，在断开励磁线圈时将产生较 高的感应电势，因此要注意线圈的绝缘和能量泻放 。
尽量使用标准的、常用的或经过实际考验 过的线路和环节
完善的保护环节
短路保护（空开有短路和过载保护的作用 ）
过电流保护（电机保护一种，常用继电器完成） 过载保护（热继电器）
失压保护（防止电源电压恢复时电机自行 启动，典型的启保停电路）
欠压保护（电压继电器） 对电机的基本保护，如过载保护、端相保 护、短路保护等，一般在一个保护装置中 完成
交流接触器
主回路分断和接通交流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为交流 线圈。
交流接触器分断交流负载，灭弧装置相对简 单，当使用交流线圈时线圈铁心象变压器一样为减 少涡流损耗由硅钢片叠压而成，由于线圈电磁力发 生波动，通常噪声较大。由于励磁电流与励磁线圈 的电抗相关，而电抗又与磁路的气隙大小有关，所 以接触面不平或污损将会增大励磁电流，增大接触 器温升甚至烧毁交流接触器。
应用领域
开关量逻辑控制（顺序控制） 闭环过程控制 位置控制 监控系统 分布控Biblioteka Baidu系统
继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两 部分组成，前者用以反映输入量的高低，后者用以 接通或切断电路。
常用继电器种类
电压继电器 电流继电器 时间继电器 热继电器 中间继电器
主令电器
主令电器是按一定生产工艺要求发出控制命 令的操纵电器，用以闭合或断开接触器、继电器等 电器的线圈回路，以实现对生产机械的控制。在控 制电路中由于它是一种专门发布命令的电器，故称 为主令电器。不允许使用主令电器分合主回路。
68年GM公司提出10条技术指标在社会上公开招标，69 年DEC根据要求研制出第一台PLC并中标。
构成
按钮 辅助触点 限位开关 电源
可编程控制器
输 CPU模块 输
入
出
模
模
块
存储器
块
编程器
接触器 电磁阀 指示灯 电源
特点
可靠性高，抗干扰能力强 配套齐全，功能完善，适用性强 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造工作量小，维护方便，
正确连接电器的触头
正确连接电器的线圈
控制电源一端接地时应防止发生意外
KM
KM
防止出现寄生回路
KM2
L1 KM1
KM1
KM1
KM2
KM2 L2
防止电气元件触点“竞争” “先断后合型”、“先合后断型”
继电器触头的分断合接通能力 触点并联的作用、
电器连锁和机械连锁 控制电路是否跳闸：控制电路由于电源等原因断电
工业控制及自动化仪表 基础知识
英达康 华志斌
主要内容
常用控制电器 继电器－接触器控制系统的设计原则 继电器－接触器控制线路设计中应注意的问题 PLC简介（构成、特点、应用领域） PLC与其他工业控制系统的比较 电动单元组合仪表简介 检测仪表 调节器 执行器和防爆栅 DCS简述
常用控制电器
PLC简介（构成、特点、应用领域 ）
国际电工协会（IEC）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的命令，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。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业 控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计。
常见的主令电器有：控制按钮、万能转换开 关、主令控制器、行程开关
保护电器和组合电器
熔断器：又称保险丝，起短路保护作用 自动开关：又称空开，有过载、短路、欠
压保护作用，可用于不频繁启动的电机控 制。
磁力启动器：是一种组合电器，由接触器 、隔离开关、熔断器、热继电器和按钮等 组合而成。 什么是隔离开关？
正确选择电器设备选型时要考虑工作方式、线路电
压和电流等级，考虑触点的断弧容量（双触点串联可提高 断弧能力），辅助触点的数量等。
故障安全原则 当系统中出现设备损坏或故障时，不
能发生误操作和故障的扩大。
例：操纵制动器的电磁铁 表示合闸状态的指示灯 急停开关、拉绳开断的状态选取
设计中要注意的问题
保证控制线路的可靠和安全
或控制器死机时，是否发出主机跳闸的命令，要根据具体 系统设计，一般要求控制电路重新启动时不影响主系统的 运行。
控制线路力求简单、经济
尽量减少触点数目 尽量缩短连接导线的数量和长度
控制线路在工作时，除必要的电气元件需 通电外，其余电器尽量不长期通电，以延 长电气元件的寿命和节约电能及减少发热
采用标准件，尽可能选用相同型号的元件
接触器主要技术参数
额定工作电压（主触头的额定电压） 额定工作电流（主触头的额定电流） 电磁铁线圈的额定电压 额定操作频率 触头数目（主触头和辅助触头） 接通和分断能力
继电器
继电器是根据某种物理量的变化来改变其触 点状态的控制元件。
当继电器的输入电压、电流和频率等电量或 温度、压力和转速等非电量达到规定值时，继电器 的触点便接通或分断所控制或保护的电路。
接触器 继电器 主令电器 保护电器和组合电器
接触器
适于频繁地接通和分断主电路或大容量控制 电，主要用于控制电动机，也可用于控制其它电力 负荷。
按工作原理分为电磁式、气动式和液压式，这 里主要介绍电磁式接触器。
电磁式接触器的主要组成部分：触头系统、 电磁系统、灭弧装置、支架和外壳。
按主回路接通和分断的负载电流的性质，分 为直流接触器和交流接触器。
继电器－接触器控制系统的设计原则
正确地设计控制线路 功能正确，在最大限度满足
设备对电气控制线路要求的前提下，力求控制线路简单、 布局合理，器件选型正确并便于操作和维修。
设置必要的保护除基本的短路、过载、欠压保护外
，应根据实际情况配置必要的保护，保证系统安全可靠。 但不是保护越齐全越好，因为保护越多，线路越复杂，故 障几率越多，有可能降低系统的可靠性。
直流接触器
主回路分断和接通直流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为直流 线圈。
交流接触器分断直流负载，灭弧装置相对复 杂，当使用直流励磁线圈时线圈铁心通常由整块软 铁构成成，由于线圈电磁力稳定，通常噪声较小。 由于励磁线圈电感大，在断开励磁线圈时将产生较 高的感应电势，因此要注意线圈的绝缘和能量泻放 。
尽量使用标准的、常用的或经过实际考验 过的线路和环节
完善的保护环节
短路保护（空开有短路和过载保护的作用 ）
过电流保护（电机保护一种，常用继电器完成） 过载保护（热继电器）
失压保护（防止电源电压恢复时电机自行 启动，典型的启保停电路）
欠压保护（电压继电器） 对电机的基本保护，如过载保护、端相保 护、短路保护等，一般在一个保护装置中 完成
交流接触器
主回路分断和接通交流负载，控制线圈可以 是交流或直流，通常交流接触器的控制线圈为交流 线圈。
交流接触器分断交流负载，灭弧装置相对简 单，当使用交流线圈时线圈铁心象变压器一样为减 少涡流损耗由硅钢片叠压而成，由于线圈电磁力发 生波动，通常噪声较大。由于励磁电流与励磁线圈 的电抗相关，而电抗又与磁路的气隙大小有关，所 以接触面不平或污损将会增大励磁电流，增大接触 器温升甚至烧毁交流接触器。