电气基础知识

就会旋转起来。第一：要有旋转磁场，第二：
转子转动方向与旋转磁场方向相同，第三：
转子转速必须小于同步转速，否则导体不会
切割磁场，无感应电流产生，无转矩，电机
就要停下来，停下后，速度减慢，由于有转
速差，转子又开始转动，所以只要旋转磁场
存在，转子总是落后同步转速在转动。
精品文档
26
精品文档
27
▪ 2）同步电机
转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一
个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正
比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动
机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
精品文档
30
精品文档
31
▪ 5)伺服电机
▪ 原理：交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式 单相异步电动机相似其定子上装有两个位置互差90°的 绕组，一个是励磁绕组Rf，它始终接在交流电压Uf上； 另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc。所以交流 伺服电动机又称两个伺服电动机。
（3）简单手动控制通过信号线给启停信号。如 LG
精品文档
41
plc基础知识
精品文档
42
精品文档
43
精品文档
44
1.PLC的由来
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制， 它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关 系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的 数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电 气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用 汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求， 第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路 和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手 段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控 制器，称Programmable Controller（PC）。
▪ 同步电机与异步电机的定子绕组是相同的， 区别在于电机的转子结构。异步电机的转 子是短路的绕组，靠电磁感应产生电流。 而同步电机的转子结构相对复杂，有直流 励磁绕组，因此需要外加励磁电源，通过 滑环引入电流；因此同步电机的结构相对 比较复杂，造价、维修费用也相对较高。
精品文档
28
▪ 3)单项电机
33
Βιβλιοθήκη Baidu
传感器
▪ 1.传感器定义 ▪ 传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装
置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按 一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出， 以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等 要求。 ▪ 传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能 化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的 首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味 觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据 其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、 力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏 感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从 而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加 速度，从而达到调速的目的。
▪ 步进电机工作原理
▪
当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转
一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋
精品文档
5
3.线径
▪ 用作电线电缆的导电材料，通常有铜和铝 两种铜的导电性能比铝强。
▪ 线径计算口诀
▪ 10下五，100上二，25 35三四界，75 95 两倍半，穿管 温度八九折，裸线加一半， 铜升级算。
精品文档
6
常用低压电器
▪ 一.电气常识 ▪ 高压：1000V以上 ▪ 强电：110V,220V,380V ▪ 弱电：5V,12V,24V,36V(人体安全电压） ▪ 两根火线的电压380V，一火线一零线220V ▪ 人体为什么会触电
▪
精品文档
46
▪ 3 CPU的构成
▪
▪
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，
它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方
式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，
诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运
精品文档
40
4.变频器的控制方式
(1)控制字，采用通讯线给变频器一个控制字变 频器回馈一个状态字，通过控制字对变频器进 行启停转速控制通过状态字反应变频器的运行 状态。如sew，西门子s120
（2）模拟量控制，通过plc或其他控制设备将电 压电流电阻信号传给变频器通过改变控制量的 大小来改变变频器的频率。如西门子的m440
机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、
解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字
或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间
结果，它也是在控制器指挥下工作。
▪
▪
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，
▪ 2）控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。
精品文档
25
▪ 1）异步电机原理
▪ 三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋
转，称为旋转磁场，转速的大小由电动机极
数和电源频率而定。转子在磁场中相对定子
有相对运动，切割磁杨，形成感应电动势。
转子铜条是短路的，有感应电流产生。转子
铜条有电流，在磁场中受到力的作用。转子
行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务
产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
▪
▪
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控
制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内
存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
▪
▪
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作
主讲内容
1.工厂配电
2.常用低压电器
3.电机与电机应用
4.传感器
5.变频器
6.plc基础知识
7.触摸屏
8.上位机
精品文档
1
工厂配电
1.电的输送
发电——输电——用电
▪ 为了把发电厂发出的电力输送到四面八方的用户，需要 将发电机输出的20kV左右的电压升高。在我国，一般升 高到220kV或500kV。变压器的电压等级：
精品文档
38
▪ 2、什么是变频器？
▪ 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频 电源变换为另一频率的电能控制装置，能 变频 器实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提 高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保 护等功能。
精品文档
39
▪ 3、变频器工作原理
▪ 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为 电压或频率可变的交流电的装置称作“变频 器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换 为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变 换为三相或单相交流电（AC）。变频器同时改 变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲 线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变 频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大 的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷。
输出
精品文档
35
▪ （2）模拟量 ▪ 1）热敏电阻：当温度变化时电阻的阻值会发生
变化然后根据阻值来确定温度。 ▪ 2）热电偶：当温度变化时会在热电偶内部产生
感应电压通过感应电压的大小来反应温度高低。 ▪ 3）压力变送器：当液体气体或者固体的压力发
生变化时会在会使传感器内部的电阻值发生变化 通过阻值来反应压力大小（压阻效应）在通过电 子电路产生4-20MA或者是0-5V的电压。 ▪
▪
精品文档
37
变频器
▪ 1.异步电机的调速方法 ▪ 可以从交流异步电机的公式n=(60f/p)(1-s)看出。
其中p是异步电机的极对数，s是转差率（异步才 有转差，同步没有），f是频率，所以可以知道 调速的方法就是调频-f，调极对数-p，还有调转 差率-s。变转差率可以通过定子调压，转子串电 阻，串级调速等实现。
精品文档
45
▪ 2 PLC的构成
▪
▪ 从结构上分，PLC分为固定式和组合式 （模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、 I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元 素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包 括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底 板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配 置。
精品文档
24
电机与电机应用
▪ 1、按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异 步电动机、同步电动机。
▪ 2、按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机。
▪ 1）驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、 磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包 括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、 影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用 电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、 小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
精品文档
36
▪ 4）液位传感器:常见的有超声波式液位传感器、 伺服式液位传感器和静压式液位传感器三种超声 波液位传感器的工作原理是由换能器发出高频超 声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反 射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声 波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波 脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距 离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间 的关系可以用公式表示：S=CT/2（在通过电子 电路产生4-20MA或者是0-5V的电压）。静压式 的它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力 转换成电信号（在通过电子电路产生4-20MA或 者是0-5V的电压）
精品文档
7
▪ 二.电气常用的颜色标识 ▪ 1.指示灯颜色
精品文档
8
2.按钮颜色指示
精品文档
9
▪ 3.电缆颜色标识
精品文档
10
三.常用低压电器都有哪些
1.刀开关，熔断器，低压断路器，继电器，接触器， 主令电器，行程开关与传感器。
精品文档
11
▪ 2.刀开关
精品文档
12
▪ 3.主令电器
精品文档
13
精品文档
14
4.断路器
精品文档
15
▪ 5.接触器
精品文档
16
▪ 6.熔断器
精品文档
17
▪ 7.继电器
精品文档
18
▪ 7.时间继电器
精品文档
19
▪ 8.热继电器
精品文档
20
▪ 9.行程开关与传感器
精品文档
21
▪ 10.低压电器应用举例
精品文档
22
▪ 11.万用表
精品文档
23
▪ 12.摇表
精品文档
34
▪ 2.我们所常用的分两类
（1）开关量的
1）电容开关：检测非金属物体的位置。 2）电感开关：检测金属物体的位置三线制NPN型（输出负
信号）PNP型（输出正信号）。 3）漫反射型的：当开关被挡住时会有信号输出。 反射板式的：当光无法从反射板返回时会有信号输出。 4）光纤放大器：但物体在光纤放大器的范围内时会有限号
▪ 控制方式：
用户通过对伺服驱动器的控制操作，伺服驱动器转换为
对应的三相电输出进行控制。
对伺服驱动器的控制操作方式，有三种的控制方式 位
置，速度和转矩控制。
位置，使用脉冲输入方式进行控制，其中又分为 AB相
脉冲，正反脉冲和 脉冲+方向控制；
速度和转矩，一般使用模拟精量品文输档 入进行控制。
32
精品文档
▪ 20kV/500kV(220kV)
▪ 500kV(220kV)/110kV
▪
110kV/35kV
▪
35kV/10kV
▪
10kV/380V
精品文档
2
精品文档
3
精品文档
4
2.线制 从变压器出来的电有两种接线方式 三项四线制 三项五限制 三项四线制零与地是混在一起的。 三项五线制零与地是分开的。
▪ 单项电机是异步电机的一种它的极对数是1我们 家中的洗衣机就是采用单级电机采用电容倒转
精品文档
29
▪ 4)步进电机
▪ 什么是步进电机
▪
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，
而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机
IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
▪
精品文档
47
▪ 4 I/O模块
▪
▪
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集
成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存
器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量
输出（AO）等模块。
▪
▪
常用的I/O分类如下：