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常用低压电器 主要内容： 1、低压电器的基本知识 2、开关电器 3. 接触器 4. 继电器 5. 熔断器 6. 主令电器 7. 智能电器 第一节 低压电器的分类 一 电器 1 电器：对电能的生产、输送、分配与应用 起着控制、调节、检测和保护作用，在电 力输配电系统和电力拖动自动控制系统中 应用广泛 2 可编程序控制器（PLC）是计算机技术与 继电器、接触器控制技术相结合的产物， 其输入、输出与低压电器密切相关。 电器元件的分类 • 按工作电压等级分类: • ▪ 高压电器：AC1200V、DC1500V及以上电路中的电器。 • ▪ 低压电器：AC1200V、DC1500V以下电路中的电器。 • 按动作原理分类： • ▪ 手动电器：通过人的操作发出动作指令的电器。 • ▪ 自动电器：产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器。 • 按用途分类： • ▪ 控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。 • ▪ 配电电器：用于电能的输送和分配的电器。 • ▪ 主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器。 • ▪ 保护电器：用于保护电路及用电设备的电器。 • ▪ 执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。 第二节 电磁机构及执行机构 一、电磁式电器 电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。 交流：硅钢片叠加 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。 直流：整块铸铁或铸钢 直动式 交流线圈：短而粗，有骨架。 转动式 铁芯 直流线圈：细而长，无骨架。 组成 衔铁 线圈 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。 2.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。 短路环 衔铁 铁芯 线圈 3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。 类型 桥式触头 指形触头 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成 点接触 面接触 4、灭弧装置 .速拉灭弧 .冷却灭弧 .吹磁式 .灭弧栅式 .窄缝灭弧 .真空灭弧室灭弧 二、电磁式电器 3.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 灭弧栅片 的光柱， 即电弧。 电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 电弧 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。 触头 灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。 4、寿命 机械寿命：是电器在无电流下能操作的次数。 电气寿命：是指按所定使用条件不需要修理 或更换零件的负载操作次数。 5、颜色 指示灯的颜色及含义 颜色 含义 解释 典型应用 红色 异常情况或 当出现危险或需要及时 报警 处理的情况用于报警 超温、短路故障 黄色 警示或警告 常量接近极限值划状态 发生变化 温度值偏离、出 现过载 绿色 准备好安全 设备预备启动，处于安 全运转状态 正常运行 蓝色 特殊指示 上述几种颜色未包括的 任一种功能 选择开关在指定 位置 白色 一般信号 上述几种颜色未包括的 其它功能 某种动作正常 按钮的颜色及含义 颜色 含义 典型应用 红色 发生危险的时候操作 作用 急停按钮 停止、断开 设备的停止按钮 黄色 应急情况 开启按钮 绿色 启动 蓝色 上述几种颜色未包括 的任一种功能 白色 黑色 灰色 其它的任一种功能 导线颜色的标志 序号 导线的 颜色 标志电路 1 黑色 装置和设备的内部布线 2 棕色 直流电路的正极 3 红色 交流三相电路的W相，三极管的集电极 4 黄色 交流三相电路的U相，三极管的基极 5 绿色 交流三相电路的V相 6 蓝色 直流电路的负极，三极管的发射极 7 淡蓝色 三相交流电的零线或中性线，直流电路的接地线 8 黄绿 安全接地线 第三节 接触器 电力拖动和自动控制系统中使用量大，涉及 面广的一种低压自动控制电器，用来频繁 地接通和分断交、直流主回路和大容量控 制电路。 电磁机构：将电磁能转换 成机械能，产生电磁吸力 带动触点动作. 触点：接触器的执行元件， 用来接通或断开被控制电 路。 电磁接触器结构示意图 1-主触点 2-常闭辅助触点 3-常开辅助触点 4-动铁心 5-线圈 6-静铁心 7-灭弧罩 8-弹簧 灭弧装置：熄灭触点分断 电流瞬间触点之间气隙中 产生的电弧。 其它：包括释放弹簧机构、 支架与底座等。 动铁心（衔铁） 静铁心 电磁线圈 按所控制电路 ▪ 主触点 ▪ 辅助触点 按原始状态 ▪ 常开触点 ▪ 常闭触点 灭弧罩 灭弧栅 磁吹灭弧装置 • 接触器根据电磁原理工作： • 当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁 场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并 带动触点动作，使常闭触点断开，常开触 点闭合，两者是联动的。当线圈断电时， 电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释 放，使触点复原，即常开触点断开，常闭 触点闭合。 • • • • • • • • • • • • • • • 接触器分类及特点： 交流接触器：线圈通以交流电，主触点接通、切断交流主电路。 ● 交变磁通穿过铁心，产全涡流和磁滞损耗，使铁心发热。 ● 铁心用硅钢片冲压而成以减少铁损。 ● 线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上以便于散热。 ● 铁心端面上安装铜制的短路环，以防止交变磁通使衔铁产生强烈 振动和噪声。 ● 灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。 直流接触器：线圈通以直流电，主触点接通、切断直流主电路。 ● 不产全涡流和磁滞损耗，铁心不发热。 ● 铁心用整块钢制成。 ● 线圈制成长而薄的圆筒状。 ● 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。 ● 灭弧装置通常采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。 接触器主要技术参数： 线圈电压 主触点额定电流、额定电压 辅助触点额定电流、对数 接触器极数 接触器机械寿命、电寿命 交流接触器型号意义说明举例： 〇 / CJ 20－〇 交流 接触器 设计 序号 额定电流 用K表示矿用 (AC3，380V) 启动器的接触器 〇 〇 额定工作电压(03－380V) (06－660V；11－1140V) 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 TH(湿热带产品) • • • • • • 选择接触器主要考虑的因素： 接触器的使用类别应与负载性质相一致 ● 控制交流负载应选用交流接触器 ● 控制直流负载则选用直流接触器 • 主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流 • 接触器主触点的额完工作电流是在规定条件下（额定工作电压、使用类别、操作频率 等）能够正常工作的电流值，当实际使用条件不同时，这个电流值也将随之改变 主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压 • • • 吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致 ● 接触器在线圈额定电压85％及以上时应能可靠地吸合 • 主触点和辅助触点的数量应能满足控制系统的需要 第四节 继电器 用于控制与保护电路中作信号转换用的电器。具有输入电路（感应元件） 和输出电路（执行元件），当感应元件中的输入量（如电流、电压、温度、 压力等）变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。 继电器用于控制电路，流过触点的电流小，一般不需要灭弧装置。 继电特性曲线： x2：继电器吸合值 x1：继电器释放值 继电器的重要参数： 返回系数：k＝x1/ x2 ● 释放弹簧的松紧程度 ● 铁心与衔铁间非磁性垫片的厚薄 吸合时间： 线圈接受电信号到衔铁完全吸台所需的时间 释放时间： 线圈失电到衔铁完全释放所需的时间 常用继电器：电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间 继电器、热继电器以及温度、压力、计数、频率继电器等。 作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A 一、电流继电器 特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。 分类：过电流继电器、欠电流继电器 一、电流继电器 过流电流继电器 欠流电流继电器 I> KA KA KA 过电流继电器 I< KA KA 欠电流继电器 KA 1.底座 2.反力弹簧 3、4.调节螺钉 5.非磁性垫片 6.衔铁 7.铁芯 8.极靴 9.电磁线圈 10.触点系统 电磁式继电器结构图 主要技术指标： • 动作电流Ｉq ：使电流继电器开始动作所 需的电流值； • 返回电流Ｉf ：电流继电器动作后返回原状 态时的电流值； • 返回系数Ｋf ：返回值与动作值之比，Ｋf ＝Ｉf /Ｉq 。 二、电压继电器 特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似 U< KA KA KA 欠电压继电器 U> KA KA KA 过电压继电器 电压继电器的符号与结构 电压继电器：用KV表示 U> 欠压线圈 U< 过压线圈 常开 常闭 电压继电器 时间继电器 是一种用来实现触头延时接通或断开的控制电器。目前常 用的时间继电器主要有空气阻尼式，晶体管式、电子式及 直流电磁式几种。 时间继电器按延时动作方式分为通电延时和断电延时继电 器。 时间继电器用KT表示 时间继电器符号 直流电磁时间继电器 中间继电器 作用是在电路中主要起信号的传递与转换。可以实现 多路控制，并将小功率的控制信啊转换为大容量的触头动 作，以驱动电气执行元件工作。还能控制小容量电动机的 起动和停止。 中间继电器的符号用KA表示 线圈 常闭 常开 中间继电器的结构跟交流接触器基本一样，只是没有主触点， 是开启式。 中间继电器的动作原理与接触器的原理相似。 中间继电器的型号定义 中间继电器 中间继电器 欠压继电器 时间继电器 是一种用来实现触头延时接通或断开的控制电器。目前常 用的时间继电器主要有空气阻尼式，晶体管式、电子式及 直流电磁式几种。 时间继电器按延时动作方式分为通电延时和断电延时继电 器。 时间继电器用KT表示 时间继电器符号 直流电磁时间继电器 空气阻尼时间继电器 晶体管时间继电器 电子式时间继电器 速度继电器 .又叫反接制动继电器，是用来反映电动机转速和转向变化 的继电器。 .种类有： .JY1型：能在3000r/min以下可靠地工作。 .JFZ0型：有两对动合、动断触头，只用于辅助电路上，一 般速度继电器转轴在120r/min 左右即能动作，100r/min 触头即能恢复正常位置，可通过螺钉的调节来改变继电器 的动作转速。 . JFZ0-1型适用于300-1000r/min . JFZ0-2型适用于1000-3600r/min 速度继电器的符号及定义 用KS表示 JY1型号 低压电器的保护类电器 1、保护类电器的含义 2、保护类电器的种类、用途、分类及工作原 理 保护类电器的含义 含义 低压保护电器主要是用于对线路和设 备进行保护。电路中常见的故障如过载和 短路，如不及时的切断回路，就会烧毁设 备和线路，造成很大的损失。 保护类电器的种类、用途、分类及工作 原理 熔断器 熔断器又叫保险丝，在低压电路中， 当线路或电气设备发生过载或短路时，它 能自动切断电路，主要作为短路保护之用。 它的熔体串联在被保护的电路中。 符号 型号定义 分类 按结构形式分类：半开启式 无填料闭管式 有填料管式 按分断电流能力分类：全范围分断能力 部分范围分断能力 按使用类别分类：一般用途的熔断器 保护电动机回路的熔断器 RT0型有填料式 RL型 RM型 RZ复式型 热继电器 是用来保护电器设备的过热过和反映被控制 设备的发热状态作过载保护，是利用输入 电流的热效应做出相应动作的继电器。 符号： 闭触点 主线路的热元件 常 工作原理 由两种不同膨胀系数的双金属作感应 元件，串接在负载主电路内的线圈为发热 元件，当电流过载时，发热元件使双金属 片受热弯曲，使动静触点分离，从而切断 了接触器线图电路，接触器释放而切断电 路，起到过载保护作用。 型号定义 结构 .发热元件:是阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主 电路中。承受的电流大于或等于主电路上的电流。 .双金属片:是由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成的， 当电动机过载时，通过发热元件的电流超过整定电流，双 金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。 .触点:接在辅助电路中。常开点一般起接通故障指示和报警 电路中，常闭与各类继电器的线圈相串联，起切断故障时 的电路电源。 .传动机构:由推动杆和弹簧等组成。双金属片受热后弯曲变 形后带动传动机构运动，使触点动作。 .调整机构:调整工作电流的大小。 发热 元件 双金 属片 触点 扣板 热继电器的选用 1、按额定电流选择热继电器和热元件的型号。 热元件的额定电流应大于或等于电动机的额 定电流。 2、按周围环境修正热继电器的整定电流。应按 下式进行修正： I= I35 (95-t)/60 3、根据热继电器特性曲线校验 4、尽量采用带温度补偿。 热继电器 低压断路器 .又叫空气开关或自动空气开关 .作用是不但可以正常工作时频繁接通或断开 电路，而且在电路发生过载、短路或失压 等故障时，能自动跳闸切断电路。 .它用在500V以下的低压电系统中，作线路或 单台电设备的控制、过载、短路、失压及 欠压等，不宜频繁操作。 低压断路器种类 断装型DZ：是装置式自动空气断路器。优点 是导电部分全部装于盒中。缺点是电弧游 离气体不易排出。不易连续操作。 断万式DW：又叫万能式自动空气断路器。这 是开启式的，体积比断装式大。保护式性 能好。有延时机构，有可以调节电流的装 置。 型号含义： 例如：DZ-20Y-630表示额定电流为630A，DZ20系列塑料外 壳一般型断路器。 低压断路器结构原理 工作原理 当电流超过一定值时，衔铁动作，将 顶杆一端吸下，而另一端向下，撞开锁钩， 当主触头在弹簧的作用下迅速断开，开关 跳闸。 DZ10型 DW型 第七节 主令电器 用来发布命令、改变控制系统工作状态的控制电器。可以直接作用于控制电 路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。 按钮开关： 常态：常闭（动断）触点闭合， 常开（动合）触点断开。 按下：常闭（动断）触点断开， 常开（动合）触点闭合。 按钮开关颜色规定： 1、2－常闭触点 3、4－常开触点 5－桥式触点 6－弹簧 7－按钮帽 按钮开关结构示意图 “停止”和“急停”按钮必须是红色。 “启动”按钮的颜色是绿色。 “点动”按钮必须是黑色。 “启动”与“停止”交替动作的按钮必须是黑白、白色或灰色。 “复位”按钮必须是蓝色。复位按钮兼有停止的作用时，则必须是红色。 行程开关：用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行 程长短的控制电器。 机械结构的接触式有触点行程开关：移动物体碰撞行程开关的操动头， 使行程开关的常开触点接通和常闭触点分断。 行程开关分类： 外壳防护形式：开启式、防护式、防尘式。 动作速度：瞬动、慢动（蠕动）。 复位方式：自动复位、非自动复位。 接线方式：螺钉式、焊接式、插入式。 操作形式：直杆式（柱塞式）、直杆滚轮式（滚轮柱塞式）、转臂式、 方向式、叉式、铰链杠杆式。 用途：一般用途行程开关、起重设备用行程开关、微动开关。 接近开关： 电气结构的非接触式行程开关：运动着的物体接近它到一定距离时，发 出信号，从而进行相应的操作。 类型：高频振荡型、霍尔效应型、电容型、超声波型等。 参数：动作距离、重复精度、操作频率及复位行程等。 光电开关： 光电结构的非接触式行程开关：运动着的物体接近它到一定距离时，通 过光的发射和接收部件，发出信号，从而进行相应的操作。 根据光的发射和接收部件的安装位置和光的接收方式的不同， 分为对射式和反射式。 作用距离从几厘米到几十米不等。 作业 基本电气控制线路 第一节 原则 电气图绘图 电气图：用电气图形符号绘制的工程图，是电气工程领域中提供信息的 最主要方式，提供的信息内容可以是功能、位置、设备制造及接线等。 电气图的命名：根据其所表达信息的类型和表达方式确定，包括系统 图与框图、电路图、接线图与接线表、功能表图、逻辑图、位置图等。 电气控制系统图：根据国家电气制图标准规定的图形符号、文字符号以 及规定的画法，用工程图的形式，将电气设备及电气元件按照一定的控制 要求连接，表达设备电气控制系统的组成结构、工作原理及安装、调试、 维修等技术要求等。 电气控制系统图内容及类型： 电路图（电气原理图） 电气接线图 电器元件布置图 电气图形符号： 符号要素 限定符号 一般符号 非电操作动作符号 电气文字符号： 基本文字符号 ● 表示电气设备、 装置和元器件的类型、 特性等。 辅助文字符号 ● 表示电气设备、 装置和元器件的功能、 状态和特征等。 图形符号组合示例 部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号 QK QF SQ 常开触点 一般三极电源开关 低压断路器 常闭触点 复合触点 限位开关 SB 常开 FU 熔断器 KM 常闭 复合 线圈 主触点 按钮 常开辅助触点 常闭辅助触点 接触器 KT 线圈 常开延时闭合触点 常闭延时打开触点 常开延时打开触点 时间继电器 常闭延时闭合触点 部分常用电器的电气图形符号和基本文字符号 KV 常开触点 FR 常闭触点 热元件 速度继电器 KA 常闭触点 线圈 热继电器 KI 常开触点 常闭触点 线圈 常开触点 电压继电器 YA HL 信号灯 常闭触点 电流继电器 M M 直流电动机 异步电动机 变压器 SA 三相 电磁铁 常闭触点 中间继电器 KU 线圈 常开触点 转换开关 电气原理图：根据电气控制系统的工作原理，采用电器元件展开的形式 绘制的电气图。 方法：不按电器元件实际布置绘制，而是根据电器元件在电路中所起 的作用画在不同的部位上。 作用：用于分析研究系统的组成和工作原理，为寻找电气故障提供帮 助，同时也是编制电气接线图的依据。 特点：结构简单，层次分明。 主电路：设备的驱动电路，包括从电源到用电设备的电路， 是强电流通过的部分。 控制电路：由按钮、接触器和继电器的线圈、各种电器的 常开、常闭触点等组合构成的控制逻辑电路， 实现所需要的控制功能，是弱电流通过的部分。 信号指示电路 保护电路 主电路用粗实线，控制电路和辅助的信号指示及保护电路用细实线。 水平布置：电源线垂直画，其他电路水平画，控制电路中的耗能元件 （如接触器的线圈）画在电路的最右端。 垂直布置：电源线水平画，其他电路垂直画，控制电路的耗能元件画 在电路的最下端。 电器元件不画出实际的外形图，采用电气图形符号和文字符号表示。 同一电器的各个部件可画在不同的地方，用相同的文字符号标注。 多个同一种类的电器元件，可在文字符号后加上数字序号加以区分。 电器元件的可动部分以非激励或不工作的状态和位置的形式表示： ● 继电器和接触器的线圈在非激励状态； ● 断路器和隔离开关在断开位置； ● 零位操作的手动控制开关在零位状态， 不带零位的手动控制开关在图中规定的位置； ● 机械操作开关和按钮在非工作状态或不受力状态； ● 保护类元器件处在设备正常工作状态，特别情况加以说明。 元器件的数据和型号，用小号字体标注在电器元件符号的附近，需要 标注的元器件的数量比较多时，可以采用设备表的形式统一给出。 电器元件布置图：表明电气设备上所有电器和用电设备的实际位置，是 电气控制设备制造、装配、调试和维护必不可少的技术文件。 电气控制柜与操作台（箱）内部布置图 电气控制柜与操作台（箱）面板布置图 控制柜与操作台（箱）外形轮廓用细实线绘出 电器元件及设备，用粗实线绘出外形轮廓，标明实际的安装位置 电器元件及设备代号与有关电路图和设备清单上所用的代号一致 电气接线图：表示电气设备或装置连接关系的简图，用于电气设备安装 接线、电路检查、电路维修和故障处理。 根据电气原理图和电器元件布置图编制 与电气原理图和电器元件布置图配合使用 表示出电气设备和电器元件的相对位置、项目代号、端子号、导线号、 导线类型、导线截面积、屏蔽和导线绞合等情况 电路绘图 电气控制系统是由许多电气元件按一定的要求联接 在一起的。是为了表达生产机械电气控制系统的结构、原 理等设计意图的，同时也是为了便于电气系统的按装、调 整、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件的联 接用一定的图形表达出来，这种图就是电气控制系统图。 电气控制图的种类有电气原理图、电器 布置图、电气按装接线图 一、图形符号 用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。是由国 家统一标准绘制的。 图形符号种类 符号要素：它是具有确定意义的简单图形，必须同其它图形 组合才构成一个设备或概念的完整符号。 如常开常闭 一般符号：用来表示一类产品和此类产品特征的一种简单的 符号。 限定符号：用于提供附加信息的一种加在其符号上的符号。 二、文字符号 □ □ □ □ 数字符号 辅助符号 基本符号 数字符号 基本符号是用于表明电工设备、电器元件的基本名称，如C、 J、M、T表是接触器、继电器、电动机和变压器。 辅助符号是用于标明电工设备、装置和元件发以及电路的功 能、状态和特征的。如RD表示红色 首位数字符号是用于区别同一图面上的许多相同的设备。 补充数字符号是用于规定的基本文字符号和辅助文字符号不 够用时，可按国家标准中文字符号组成规律和原则来补充 的。 三、主电路各接点标记 1、三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记 2、电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺序 标记。 3、分级三相交流电源主电路采用三相文字代号1U、1V、1W 等。 4、各电动机分支路电路各接点的标记采用三相文字 代号后面加数字来表示，数字中的各位数表示电 动机的代号，十位数字表示该支路接点的代号， 从上到下按数字大小顺序标记。如U11M1电动机的 第一相的第一个接点，U21表示第一相的第二个接 点。 5、电动机绕组首端分别用U、V、W标记，尾端用U'、 V'、W'标记，双绕组的中点则用U″、V″、W″标 记。 6、控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三 位以下的数字组成。标注方法按等电位原则进行， 在垂直绘制的电路中，标号顺序一般由上而下编 号。 四、电气控制系统图 1、电气原理图 用规定的图形符号，按主电路与辅助电路相 互分开交依据各电气元件动作顺序等原则所绘制 的线路图叫原理接线图。 主电路：是电气控制线路中强电流的部分，供电电 压有380V或220V,主要原件有电动机，刀开关、接 触器的主触头、热继电器的热元件、或电热丝、 电磁吸盘等。 辅助电路：又叫控制电路，电路有控制电路、照明 电路、信号电路等，供电电压有380V、220V、 127V、110V、36V、24V12V、6V。主要电器元件有 按钮开关、接触器的线圈、各类继电器的线圈、 电器原理图 作用 区域 元器件位置说明 • KM 主触点 所在的 位置 辅助常 开所在 的位置 辅助常 闭所在 的位置 元器件位置说明 KA 左 区 域 常开的 区域 右 区 域 常闭的 区域 2、电器位置图 电器位置图详细地绘制出电气设备零件安装位置。 3、电气安装接线图 用规定的图形符号，按各电气元件相对位置绘制的实际接线 图叫安装接线图。在此图中详细地标明导线及所穿管子的 型号、规格等。 基本电路 三相鼠笼型异步电动机由于结构简单、价格便宜、坚 固耐用等优点，所以在生产上得到应用。它的控制线路大 都是由继电器、接触器、按钮等有触点的电器组成。 控制方式 全压：单向动转 点动控线路 正反转控制线路 单向运转 1、主电路的组成 是由刀开关QS、熔断器FR、接触器KM的主触点、热继 电器FR的热元件与电动机M构成主电路。 2、控制电路 由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM的线圈及辅 助常开触头、热继电器FR的常闭触头和控制回路熔断器 FU2构成。 单向运转原理图 起动 3、工作原理 起动：合上QS→FU1 → 1 → FU2 → 2FR热常闭 → 3 → SB1停止 → 4 → 按下SB2起动 → 5 → KM 线圈→ 6 → FU2 →7构成回路 KM线圈得电→主触点闭合→FR热元件→电动机运转 → 辅助常开闭合形成自锁 停止：按下SB1停止，KM线圈断电，KM主触头断开 电机停止运转 4、电路的保护环节 短路保护：是由熔断器FU1、FU2分别对主电路和辅助电路进 行短路保护的。 过载保护：当电动机处于长时间过载时，是由FR热继电器的 热元件变曲变形后带动辅助常闭触点动作，切断交流接触 器的线圈电路，使电动机停止运转。 欠压和失压保护：当电源电压降低时，接触器的电磁铁吸力 下降或消失，衔铁释放，主触头断开，电动机会停止运转。 点动控线路 1、主电路的组成 是由刀开关QS、熔断器FR、接触摸器KM的主触点、热 继电器FR的热元件与电动机M构成主电路。 2、控制电路 是由起动按钮SB接触器KM的线圈、控制回路熔断器 FU2构成。 点动控制线路 3、工作原理 起动：合上QS→FU1 → 1→ FU2 → 按下SB →KM线圈→FU2 →2构成回路。 KM主触点吸合， M电机运转。 停止：放松SB，KM线圈断电，KM主触点 断开，电机停止. 正反转控制电路 在生产加工过程中，要求电动机能够实现可逆运行。 如机床工作台的前进后退、主轴的正反转、起重机的上升 下降等。 通过电动机的工作原理可知，只要是改变电动机的三 相电源的相序，就能改变电动机的运转方向。 方法 互换电源的任意两相，就可实现反转。 接线图 电源 A B C 电源 A B C 反转 正转 M 3~ M 3~ 正反转控制电路 控制电路有几种 倒顺开关正反转控制电路：适用于电动机容量为5.5KW以下 的控制电路中。 按钮控制的正反转控制电路：有控制互锁和接触器辅助触点 互锁两种。适合于中小型电动机的控制电路中。 自动往返的正反转控制电路：是利用行程开关来检测往返运 动的相对位置，进而控制电动机的正反转来实现生产机械 的往返运动。 倒顺开关正反转控制电路 按钮开关正反转控制电路原理图 正转起动：合上QS →U11 → FU2 →1 →FR热常闭 → 2 → SB1 停止→ 3 → 按下SB2正起动 → 4 → SB3反起常闭 → 5 → KM2反 常闭→ 6 → KM1 线圈→ 0构成回路 KM1线圈得电→ KM1主触点闭合→ FR热元件→电动机正转 → KM1常开闭合形成自锁 → KM1常闭断开形成互锁 正转停止：按下SB3常闭断开，切断KM1线圈电源，KM1主触 点断开，电机停止正转。 反转起动：合上QS →U11 → FU2 →1 →FR热常闭 → 2 → SB1 停止→ 3 → 按下SB3反起动 → 7→ SB2正起常闭 → 8→ KM1正 常闭→ 9→ KM2 线圈→ 0构成回路 KM2线圈得电→ KM2主触点闭合→ FR热元件→电动机反转 → KM2常开闭合形成自锁 → KM2常闭断开形成互锁 反转停止：按下SB3常闭断开，切断KM2线圈电源，KM2主触 点断开，电机停止反转。 按钮开关正反转控制电路原理图 自锁 构成回路 正转 反转 自锁 电动机自动往返原理图 在自动化生产中，根据加工工艺的要求，加工过程按一定 的程序（工步）进行自动循环工作。在组合机床和专用机 床中常用采用这类方式工作。自动过程的进行需要有条件 来完成。 左 右 自动往返工作原理 按下启动按钮SB2或 SB3实现（正向或反向）启动， 如按下正向启动按钮SB2后，接触器KM1得电并自锁，M1回 路接通运转并带动工作台左行，一直到机械撞块压下行程 开关SQ1使得正向回路断开，工作台停止左行。同时SQ1的 常开触点闭合使KM2得电并自保，接通反向回路，电机反 转带动工作台右行。当机械撞块压下行程开关SQ2使得反 向回路断开，工作台停止右行。同时SQ2的常开触点闭合 使KM1得电并自保，接通正向回路，电机正转带动工作台 左行，依次往复实现自动循环。 设置位置极限开关SQ3、SQ4。 降压起动 对于10kW以上的异步电机，其很大的启 动电流（额定电流的5-7倍）会对供电系统产生巨 大的冲击，所以一般不直接全压启动，通常采用 降压方式启动。 鼠笼式电机降压的方式有：星三角降压起动 定子串电阻降 压起动 延边三角形降 压起动 自耦变压器降 压起动 星三角降压起动 功率在4kW以上的鼠笼异步电机正常运行时均为三角形 接法，故采用星形——三角形降压启动可有效限制启动电 流。星形——三角形降压启动控制电路。 星三角降压起动工作原理 为了实现启动过程的自动切换，在控制电路中使用了 一只时间继电器KT。按下启动按钮SB2后，接触器KM得电 并自锁，KMY也得电，电动机以星型接法开始启动运转。 同时时间继电器KT线圈也得电而开始定时，当到达设定时 间时其触点动作，KT的延时断开触点断开KMY，而延时闭 合触点接通KM△并自锁，使电动机定子绕组切换成三角形 接法，转为额定电压下的正常运行。 KMY和KM∆不能同时接通，否则将发生三相短路 定子串电阻降压起动 为减少起动电流，可以在电动机起动时在定子回路中 串入电阻器，起动结束后，再将电阻短接。这种起动电路， 由于启动时转矩较小，一般只适用于空载起动的电动机。 串电阻启动方式的优点的设备简单、造价低；缺点 是能量损耗较大。 工作原理 1、合上电源刀闸QS，线路有电。 2、按下启动按钮SB2，接触器KM1和时间继电器KT的 线圈同时得电吸合，KM1的主触点闭合，电动机定 子串电阻R降压起动。接触器KM1的辅助常开接点 闭合电路实现自锁。时间继电器KT的线圈得电后， 开始延时。 3、时间继电器延时的时间到，时间继电器的延时闭 合的常开接点闭合，接触器KM2线圈得电吸合， KM2的主触点闭合，将电阻器R短接，电动机在全 压下运行，KM2的辅助常开接点闭合实现电路自锁， 同时KM2的辅助常闭接点断开，切除接触器KM1和 时间继电器KT线圈的电路，使KM1和KT失电复位。 4、电动机过电流保护由热继电器FR完成。 延边三角形降压起动 延边三角形起动是在‘Y/△’起动方法基础上加以改进 的一种新的起动方法。它是利用电机引出的九个出线端 (即每相定子绕组多引出一个线端)的特定接法，达到降压 起动的目的。 电机起动时，定子绕组作延边△形连接(从 图形上看，就是三角形的三条边延长，故称为延边三角 形)，待转速增加到接近额定转速时，再换接为△连接， 电机就进入正常运转状态。 动作程序与‘Y/△’的降压起 动时的要求完全一样。 延边三角形降压起动 自耦变压器降压起动 自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器 来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。待电动机启动 后，再使电动机与自耦变压器脱离，从而在全压下正常运 动。这种降压启动分为手动控制和自动控制两种。 自耦变压器降压启动优点 可以按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦 变压器的不同抽头实现降压启动，而且不论电动机的定子 绕组采用Y或Δ接法都可以使用。 缺点 设备体积大，成本较高。 自耦变压器降压起动电路图 转子串电阻降压起动 绕线式电动机串电阻降压起动三相绕线式异步电动机 的优点是可以通过滑环在转子绕组中串接外加电阻，来达 到没有减小起动电流、提高转子电路的功率因数和增加起 动转矩的目的。 串接在三相转子绕组中的起动电阻，一般都接成星形 接线。 转子串电阻降压起动 工作原理 合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器线圈KM4 通电并自锁，KT1同时接通，KT1常开触头延时闭合，接触 器KM1通电动作，使转子回路中KM1常开触头闭合，切除第 一级电阻R1，同时使KT2通电，KT2常开触头延时闭合， KM2通电动作，切除第二级起动电阻R2，同时使KT3通电， KT3常开触头延时闭合，KM3通电并自锁，切除第三级起动 电阻R3，KM3的另一副常闭触头断开，使KT1线圈失电，进 而KT1的常开触头瞬时断开，使KM1、KT2、KM2、KT3依次 断电释放，恢复原位。只有接触器KM3保持工作状态，电 动机的起动过程全部结束，进行正常运转。 调速控制 多速电机的调速控制线路 转速：n= n0（1-S）=60f/P(1-S) 若要改变电动机的转速，有三种方法 改变电动机的磁极对数p 改变电动机的电源频率f 改变电动机的转差率s 调速电路的选择 （1）接电次数在500次小时以下，对调速要求不高， 可采用笼型电动机拖动。 限制起动电流：降压起动 快速制动：能耗制动、反接制动。 （2）接电次数在700次小时左右，对调速无特殊要 求，可采用交流绕线型异步电动机拖动。 提高可靠性：直流操作并以时间为变化参量分级起 动。 可逆运转并要求迅速反向：反接制动，静阻转矩变 化不大时，采用以时间为变化参量控制反接制动， 否则采用以转速(电势)为变化参量控制反接制动。 单向运转并要求淮确停车的，一般采用能耗制动。 （3）工作比较紧张，接电次数在1000次小时上下， 采用由车间直流电网供电的直流复励或并励电动 机拖动，以时间为变化参量分级起动。 准确停车，采用一级或二级能耗制动， 迅速反转，采用反接制动。 根据需要在制动时可采用电气、机械联合制动。 （4）工作特别紧张，接电次数在1200次小时以上， 要求满速范围宽，调速性能好，具有挖土机特性。 采用晶闸管供电电动机拖动。 变极调速 变极调速是通过改变定子空间磁极对数的方 式改变同步转速，从而达到调速的目的。在恒定 频率情况下，电动机的同步转速与磁极对数成反 比，磁极对数增加一倍，同步转速就下降一半， 从而引起异步电动机转子转速的下降。显然，这 种调速方法只能一级一级地改变转速，而不能平 滑地调速。 适用于鼠笼异步电动机。 变极调速双叫多极电动机，其定子绕组的接线方式 很多： 三角接双星形∆/YY 星形接双星形Y/YY 变极调速:三角形接双星形 变极调速:三角形接双星形 工作原理 合上开关QS，按下起动按钮SB1，KM1通电并自锁，电 动机作三角形联接，实现低速运转，需要高速运转时，按 下起动SB2，KM2、KM3通电并自锁，电动机接成双星形实 现高速运转。 星形接成双星形 改变电动机的电源频率 改变电动机的电源频率 变频调速的功能是将电网电压提供的恒压恒 频交流电变换为变压变频的交流电，它是通过平 滑改变异步电动机的供电频率来调节异步电动机 的同步转速，从而实现异步电动机的无级调速。 这种调速方法由于调节同步转速，故可以由高速 到低速保持有限的转差率，效率高、调速范围大、 精度高，是交流电动机一种比较理想的调速方法。 交流 交流 交流 直流 交流 变频器的调速方法 基频以下的恒磁通变频调速 基频以上的弱磁变频调速 基频以下的恒磁通变频调速 为了保持电动机的负载能力，应保持气隙主磁通Φ不 变，这就要求降低供电频率的同时降低感应电动势，保持 E1/f1=常数，即保持电动势与频率之比为常数进行控制， 这种控制又称为恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。 由于E1难于直接检测和直接控制，可以近似地保持定子电 压U1和频率f1的比值为常数，即认为E1≈U1，保持U1/f1= 常数。这就是恒压频比控制方式，是近似的恒磁通控制。 基频以上的弱磁变频调速 频率由额定值向上增大时，电压U1由于受额定电压 U1N的限制不能再升高，只能保持U1=U1N不变，这样必然 会使主磁通随着f1的上升而减小，相当于直流电动机弱磁 调速的情况，即近似的恒功率调速方式。 改变电动机的转差率 改变电动机的转差率s 变压调速 变压调速是异步电机调速系统中比较简便的一种。由 电气传动原理可知，当异步电机的等效电路参数不变时， 在相同的转速下，电磁转矩与定子电压的二次方成正比， 因此，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系， 从而改变电机在一定输出转矩下的转速。调压调速目前主 要采用晶闸管交流调压器变压调速，是通过调整晶闸管的 触发角来改变异步电动机端电压进行调速的一种方式。这 种调速方式调速过程中的转差功率损耗在转子里或其外接 电阻上效率较低，仅用于小容量电动机。 转子串电阻调速 转子串电阻调速是在绕线转子异步电动机 转子外电路上接入可变电阻，通过对可变电阻 的调节，改变电动机机械特性斜率来实现调速 的一种方式。电机转速可以按阶跃方式变化， 即有级调速。其结构简单，价格便宜，但转差 功率损耗在电阻上，效率随转差率增加等比下 降，故这种方法目前一般不被采用。 串级调速 绕线转子异步电动机的转子绕组能通过集 电环与外部电气设备相连接，可在其转子侧引 入控制变量如附加电动势进行调速。前述的在 绕线转子异步电动机的转子回路串入不同数值 的可调电阻，从而获得电动机的不同机械特性， 以实现转速调节就是基于这一原理的一种方法。 制动控制 在生产过程中，有些设备电动机断电后由于惯性作用， 停机时间拖得太长，影响生产率并造成停机位置不准确， 工作不安全。为了缩短辅助工作时间，提高生产效率和获 得准确的停机位置，必须对拖动电动机采取有效的制动措 施。 制动的含义 在负载转矩为位能性负载转矩的机械设备中（例 如起重机下放重物时，运输工具在下坡运行时）使设 备保持一定的运行速度。 在机械设备需要减速或停止时，电动机能实现减速和停 止。 制动的方法 机械制动 利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转。最常 见 的是电磁抱闸。 电气制动 使异步电动机所产生的电磁转矩T和电动机转子的转速n 的方向相反。 电气制动分为：(1)能耗制动。(2)反接制动。(3)反馈制 动。 能耗制动 方法： 将运行着的异步电动机的定子绕组从三相交流电源 上断开后，立即接到直流电源上。 特点： 能耗制动的优点是制动力强，制动较平稳。 缺点是需要一套专门的直流电源供制动用。 原理 当定子绕组通入直流电源，将在电机中将产 生一个恒定磁场。当转子因机械惯性按原转速方 向继续旋转时，转子导体会切割这一恒定磁场， 从而在转子绕组中产生感应电势和电流。转子电 流又和恒定磁场相互作用产生电磁转矩T，根据右 手定则可以判断电磁转矩的方向与转子转动的方 向相反，则T为一制动转矩。在制动转矩作用下， 转子转速将迅速下降，当n = 0时，T = 0，制动 过程结束。转子的动能变为电能，消耗在转子回 路电阻上。 能耗制动 能耗制动 n a b 1 2 0 TL T 能耗制动机械特性图 1-固有机械特性 2-能耗制动机械特性 反接制动 电源反接制动和倒拉反接制动。 方法： 改变电动机定子绕组与电源的联接相序。 原理： 当电源的相序发生变化，旋转磁场n1立即反转，从 而使转子绕组中的感应电势、电流和电磁转矩都改变方向。 因机械惯性，转子转向未发生变化，则电磁转矩T与转子 的转速n方向相反，电机进入制动状态，这个制动过程我 们称为电源反接制动。 b n1 2 b’ 3 c n a 1 0 TL n1 异步电动机电源反接制动接线图 电源反接制动的机械特性 T 倒拉反接制动 方法： 当绕线式异步电动机拖动位能性负载时，在其转子回 路中串入很大的电阻。 原理： 在转子回路串入很大的电阻，机械特性变为斜率很大 的曲线，因机械惯性，工作点向下移。此时电磁转矩小于 负载转矩，转速下降。当电机减速至n = 0，电磁转矩仍 小于负载转矩，在位能负载的作用下，电动机反转，工作 点继续下移。此时因n<0，电机进入制动状态，直至电磁 转矩等于负载转矩，电机才稳定运行。 倒拉反接制动原理图 倒拉反接制动 n1 b a 1 2 0 TL c 倒拉反接制动机械特性 T 反馈制动 方法： 电动机在外力（如起重机下放重物）作用下，使电 动机的转速超过旋转磁场的同步转速。 原理： 起重机下放重物。在下放开始时，n<n1，电动机处 于电动状态。在位能性转矩的作用下，电动机的转速大于 同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生 了变化，电磁转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。 此时电动机将机械能转变为电能馈送电网，所以称反馈制 动。 n<n1 电动状态 N n S n1 T n>n1 反馈制动 N n T S n1 电磁机械抱闸 抱闸结构图 制动电磁 铁 闸瓦 制动 器 抱闸电气原理图 直流控制 直流电动机不如三相交流电动机结构简单， 价格便宜，维护方便，但它具有起动转矩大，调 速范围广，调速精度高，调速平滑性好和易实现 无级调速等优点，容易实现各种运行状态的自动 控制。 直流电动机按不同的励磁方式分他励、并励、 串励、复励四种，他励和并励电动机应用最多， 其性能和控制线路基本相同。本章以他励为主要 内容。 1、单向运转起动控制线路 2、可逆运转控制线路 3、制动控制线路 他励、并励、串励、复励 直流电机的接法 他 励 并 励 串励 复 励 单向运转起动控制线路 直流电动机电势平衡方程与反电动势为： U=Em+ImRm Em=CcΦn U电压电源 Em电枢反电动势 Im电枢电流 Rm电枢电阻 由上式得出，他励电动机在起动时应注意以下两个 问题： 1、必须先给励磁绕组加上电压再加电枢电压，若没 有励磁就加电枢电压，电机不能起动运转，就不 会产生反电动势Em，而电枢回路电阻Rm又很小， 因而使电枢回路电流大超过其额定电流，电机将 被烧坏。 2、起动时不得将额定电压直接加到电枢上去，应逐 渐升高，电枢员压直到其额定值。因为在刚起动 瞬间，电机转速n=0，从而反电动势Em=0，此时， 在电枢两端所加的额定电压的作用下，通过电枢 的电流将很大，其数值高出额定电流的10-20倍， 引起换向条件的恶化，产生极大的火花和机械冲 直流他励电动机串电阻起动控制 工作原理 .合上开关Q1和控制开关Q2，KT1通电，其常闭触点断开，切 断KM2、KM3电路。保证起动时串入电阻R1、R2。按下起动 SB2，KM1通电并自锁，主触点闭合，接通电动机电枢电路， 电枢串入二级电阻起动，同时KT1断电，为KM2、KM3通电 短接电枢回路电阻作准备。在电动机起动同时，并接在电 阻R1电阻两端的KT2通电，其常闭触点打开，使KM3不能通 电，确保R2串入电枢，经过一段时间延时后，KT1延时闭 合的触点闭合，KM2通电，短接电阻R1，随着电动机的转 速上升，电枢电流减小，为保持一定的加速转矩，起动过 程中串接电阻逐级切除，就在R1被短接的同时，KT2线圈 断电，经一定延时，KT2常闭触点闭合，KM3通电，短接R2， 电动机在全压下运转。 可逆运转起动控制线路 直流电动机的转向取决于电磁转矩Em=CmΦI的方向，因此， 改变直流电动机的转向有两种: 1、励磁电压不变时，改变电枢绕组端电压极性。 2、电枢绕组两端电压极性不变，改变励磁绕组两端电压极 性。 改变电枢绕组端电压极性方法时，因主回路电流较大，帮接 触器容量也较大，并要求采用灭弧能力强的直流接触器。 改变励磁绕组两端电压极性方法时，电磁的惯性大，对于频 繁正反向运转的电动机，不适合。 他励电机的正反转 正 反 制动控制线路 直流电动机的电气制动方法有能耗制动、反接制动和再生 发电制动。 1、能耗制动 在电动机具有较高转速时，切断其电枢电源而保持 其励磁为额定状态不变时电动机因惯性而继续旋转，面为 直流发电机。如果用一个电阻R使电枢回路成为闭路，则 此回路中产生电流和制动力矩，使拖动系统的动能转化为 电能并在转子回路电阻中以发电热形式消耗掉。这种制动 较为平稳，故在机床的直流拖动中比较普遍。 制动前接触器KM的常开触头闭合，常闭触头断开，电 动机有励磁将处于正向电动稳定运行状态，即电动机电磁 转矩与转速的方向相同（均为顺时针方向）,为拖动性转 矩。在电动机运行中保持励磁，断开常开触头KM使电枢电 源断开，闭合常闭触头KM用电阻将电枢回路闭合，则进入 能耗制动。 原理图 能耗制动时电动机的电磁转矩与转速的 方向变化情况 + U n T + Ea ＋ M - R - T Ra Ia + If － Uf n,T同方向：电动 n M Ea ＋ Ra Ia - Uf n,T反方向：制动 U＝0：能耗制动 Ia反向、T反向 If － 2、反接制动 反接制动分为电枢电压反向反接制动和倒拉反接制动两种。 电枢反向反接制动原理图 制动前，接触器的常开触头KM1闭合，另一个接触器 的常开触头KM2断开，假设此时电动机处于正向电动运行 状态，电磁转矩 Tem与转速n的方向相同,即电动机的U、I、 E、T、n均为正值。 在电动运行中，断开KM1，闭合KM2使电枢电压反向 并串入电阻Rf ，则进入制动。 反接制动时电动机的电磁转矩与转速 的方向变化情况 + U n T + Ea ＋ M - - Ra Ia If － Uf n,T同方向：电动 - + U T n Ra Ia M + Ea If － Uf ＋ U反接：反接制动－Ia反向－T反向 n,T反方向：制动 制动原理 反接制动时，加到电枢两端的电源电压为反向电压 ， 同时接入反接制动电阻Rf。反接制动初始瞬间，由于机械 惯性，转速不能突变，仍保持原来的方向和大小，电枢感 应电动势也保持原来的大小和方向。 3、回馈制动 电动机在电动运行状态下，由于某种条件的变化 （如带位能性负载下降、降压调速等），使电枢转速n超 过理想空载转速n0，则进入回馈制动。 工作原理 回馈制动时，转速方向并未改变，而n＞n0，使Ea ＞U, 电枢电流 Ia=（U-Ea）/ Ra＜0反向，电磁转矩 （Tem＜0）也反向，为制动转矩。制动时U未改变方向， 而Ia已反向为负，电源输入功率P1=UIa<0 ；而电磁功率 Pem=UIa<0，表明电机处于发电状态，将电枢转动的机械 能变为电能并回馈到电网，故称回馈制动 液压电器 电液组合控制系统是靠电动机带动液泵工作，液压系 统驱动部件完成动作的。 液压传动是靠密封容器内的液体压力能来进行能量转换、传 递与控制的一种传动方式。 特点为：输出力矩大，运转传递平稳、均匀，调整控制方便， 能方便实现多种复杂的自动工作循环。 电磁阀执行机构的基本知识 电磁阀是实现电液一体化转换元件的重要元件，常见的有电 磁铁、电磁阀、电磁离合器、电磁抱闸和液压阀。 电磁阀是一种隔离阀，可以配合电源控制阀门的开启 和关闭。常用于控制液体流量，操作简单方便。 电磁阀的性能可以用位置和通路数来表示，并有单电 磁铁和双电磁铁两种。 电磁阀的图形符号 双电式二位 五通阀 单电式二位 五通阀 双电式三位 五通阀 单电式二位 二通阀 单电式二位 四通阀 液压元件相关的图形符号 油泵 液压传动的组成 液压传动由：液压传动系统和电气控制系统两部分 组成 液压传动系统 动力元件：为液压系统提供压力，它把电动机输出 的机械能通过液压泵转换为压力能。 执行元件：用来驱动工作部件运动，它把液体的压 力能转换为机械能输出。 控制调节元件：通过用控制调节元件实现对液压系 统中压力、流量和流向的控制，保证执行元件完 成运动。 辅助元件：有油箱、油管、滤油器及压力表,保证液 电气控制系统 为保证液压执行元件驱动液压传动系统完成所需要的 工作循环，首先记电动机提前起动，单方向运转，提供压 力油，根据电磁阀电源种类的不同，控制电路分交流和直 流两种。 电液组合控制电路的分析方法：首先根据液压设备的 工作循环图对照电磁阀动作顺序表阅读液压系统图；其次 分析电气控制系统如何实现顺序控制；最后分析机、电、 液有机结合起来的控制系统。 液压动力滑台控制电路 液压滑台自动工作循环控制是一个典型的电液组合控制。 例如：工作台的工作循环是：快进→工进→快退→原位停止 当工作件放好在SQ1位置时， 起动液压泵， 当油到达一定压力时， 按下起动 工作件开始自动完成工作。 液压泵 液压系统图 YV2工作 YV1工作 YV3工作 液压动力电气控制电路图 工作原理 1、动力滑台快进 在原位SQ1被档铁压合，按下起动SB1，KA1、YA1、YA3工作， 滑台快进 2、动力滑台工进 当滑台快进到SQ2位置时，KA2得电，YA3断电，工作台工进 3、动力滑台快退 当工作台到SQ3位置时，YA1、YA3、KA1断电，同时KA3得电 工作，带动滑台快速后退 可编程序控制器原理及应用 1、概述 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 绪论 plc的基本功能 plc的特点 plc的分类 plc的应用 plc的基本结构和工作原理 1.1绪论 1.1.1可编程控制器的简称 1.1.2可编程控制器的定义 1.1.3可编程控制器的产生历史 1.1.4可编程控制器的发展趋势 1.1.1可编程控制器的简称 可编程序控制器(Programmabie Controller)简称PC， 将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫PLC。 1.1.2可编程控制器的定义 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运 算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来 在其内部存储执行逻辑运算、顺时运算、计时、计数和算 术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和 输出，控制各种类型的机械或生产过程。 1.1.3可编程控制器的产生历史 世界上第一台plc是1969年美国数字设备公司研制的。 20世纪70年代中末期，可编程进入了实际的发展阶段。 20世纪80年代初，可编程在先进的工业国家中已广泛应用。 1.1.4可编程控制器的发展趋势 ①、向高速度、大容量方向发展 ②、向超大、超小型发展 ③、发展智能化模块、网络化方向发展 ④、增强外部故障的检测与处理能力 ⑤、编程语言多样化 1.2PLC的基本功能 1、逻辑控制功能 2、定时控制功能 3、计数控制功能 4、步进控制功能 5、数据处理功能 6、过程控制功能 7、通信联网功能 8、监控功能 9、停电记忆功能 10、故障诊断功能 1.3PLC的特点 1、可靠性高，搞干扰能力强 2、编程简单、直观 3、适应性好，维护简单 4、速度较慢，价格较高 1.4PLC的分类 1、按结构分类 2、按功能分类 3、按I\O点数分类 1、按结构分类 整体式分类：是把CPU、RAM、ROM、I\O接口及与编程器或EPROM 写入器相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的 整体装置。 模块式分类：又叫积木式。这种结构形式的特点是把PLC的每个 工作单元都制成独立的模块。机器有一块带有插槽的母板，实质上是 计算要的总线。 2、按功能分类 低档PLC：具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本 功能。 中档PLC：除了具有低档功能外，还具有较强的模拟量输入和输出、 算术运算、数据传送和比较、数据转换、远程I\O、子程序及通信 联网等功能。 高档PLC：除了具有中档功能外，还增加了带有符号算术运算、矩阵 运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制 表及表格传送功能。 3、按I\O点数分类 超小型 小型 中型 大型 超大型 64点以下 64-128点 128-512点 512-8192 点 8192点以上 1.5PLC的应用 食器工业 制造业 娱乐业 交通 医疗\健康 农业\渔业 建筑\环境 1.6PLC的基本结构和工作原理 1.6.1PLC的组成 硬件：中央处理器 、存储、输入输出接口、电源、编程 接口、扩展接口 软件：梯形图、语句表、顺序功能图、功能模块图 1.6.2PLC的工作原理 扫描工作原理 扫描工作过程 执行的过程及特点 1.6.1plc的组成 硬件 中央处理器CPU 通用微处理器 有16位8086 单片机 M6800 8039、8031、M6801 比极行位片式微处理器有AMD2900、AMD2903 存储器 1、功能 PLC的存储器用于存储程序和数据 2、分类 系统存储器 用户存储器 ROM或EPROM EEPROM 后备电池的RAM 输入输出I\O单元 1、功能 I\O接口就是PLC与现场I\O设备或其他外部高务的边接（如开关、 按钮、传感器）的状态或信息读入CPU，通过用户程序的运算与操作， 把结果通过执行结构输出接口传给执行结构（如电磁阀、继电器、接 触器等）。 2、输入接口 第一种 直流（12-24v） 第二种 交流（100-120v、200-240v） 第三种 交直流（12-24v） 3、输出接口 继电器 晶体管 晶闸管输出 供电电源 市电 直流电24v 允许电源电压在额定+10%——-15%波动 输出DC24v，电流不超过100mA 扩展接口 功能 1、扩展I\O单元 2、连接特殊功能模块 3、通讯接口，连接通讯设备器 编程接口 功能 1、将用户程序送入PLC的存储器 2、用编程器检查程序和修改程序 3、利用编程器还可以监视PLC的工作状态 软件 梯形图（Ladder diagram) ①、梯形图：是用一种以图形符号在图中的相互关系表示的 编程语言，是从继电器电路图演变过来的。 ②、符号：常开、常闭、线圈 ③、梯形图的画法： 始于左母线，终于右母线 接点在水平线上，不能在垂直线上 不宜使用双线圈输出 触点可以串联并联，线圈只能并联 线圈右边无触点 输出的线圈不能不经过任何接点 下接接在两个逻辑电源线之间 触点线圈都应有编号，以相互区别 程序结束以END为标记 绘图时右母线可以省略 常开 常闭 线圈 左母线 语句表 0 1 2 3 语句表（Instruction)又叫指令表，由语句指令依一定的顺序 排列而成。一般由助记符和操作数组成。 LD X0 OR Y0 ANI X1 OUT Y0 利用PLC基本指令对梯形图编程时，务必按从左到右、自上 而下的原则进行。在处理较复杂的触点结构时，如触点块的 串联、并联或与堆栈相关指令，指令表的表达顺序为：先写 出参与因素的内容，再表达参与因素间的关系。 顺序功能图 顺序功能图(Sequential function chart)是用来编制顺序控制类程 序。状态转移图或功能表图，它是一种通用的技术语言。 顺序功能图的编制方法：步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命 令） 起动 功能模块图 功能模块图（Function block diagram)是一种类似于数字逻辑电路的 编程语言。 2、plc工作原理 扫描工作原理 当PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序 来完成控制任务的。 扫描是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的 情况下，控程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直 到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运 动。 扫描工作过程 执行的过程及特点 作业 1、什么是plc？它与继电器相比主要优点是什么？ 2、plc是如何分类的？按结构型式不同，plc可分为哪几类？各有什么 特点？ 3、plc有什么特点?为什么具有高可靠性？ 4、plc的编程语言有哪几种？ 5、什么是plc的扫描周期？其扫描过程分为哪几个阶段？各阶段完成什 么任务？ 2、应用程序 • • • • • • 2.1三菱FX系列PLC的介绍 2.2输入继电器 2.3输出继电器 2.4辅助继电器 2.5定时器 2.6计数器 2.1三菱FX系列PLC的介绍 2.1.1FX系列的命名方式 2.1.2FX系列的一般指标 2.1.3FX系列的技术指标 2.1.4PLC编程元素 2.1.1FX系列的命名方式 FX系列的PLC型号含义： FX□ □- □ □ □ □- □ 1 2 3 4 5 1、系列序号 如1S,1N,2N、2NC等 2、I\O总点数：14点-254点 3、单元类型: M为基本单元 E为I\O混合扩展单元与扩展模块 EX为输入扩展 EY为了输出扩展 4、输出形式：R为继电器 T为晶体管 S为双向晶闸管 输出 5、电源形式 FX1S系列有10点、14点、20点、30点有继电器和晶体管输 出结构简单性价比高 FX1N系列有14点、24点、40点、60点有继电器和晶体管输 出 FX2N系列有16点、32点、48点、64点、80点、128点有继电 器和晶体管输出，是最高级别的模块，有高速度，高级 的功能，逻辑组件和定位功能 FX2NC系列有16点、32点、48点、64点、80点是卡片式大小 的PLC，连接口降低成本 2.1.2FX系列的一般指标 一般指标指的是电源电压，允许电压波动范围、耗电 情况、直流输出电压、绝缘电阻、耐压情况、抗噪声性能、 耐机械振动、及冲击情况、使用环境温度、接地要求、外 形尺寸及质量。 2.1.3FX系列的技术指标 技术指标是指plc具有的技术能力 1、I\O点数 2、扫描速度：小型的扫描时间可能大于40ms。 3、内存容量：小型机的存储容量为1KB-几千字节，大型则 为几十千字节，甚至达到1-2MB。 4、指令系统 5、内部寄存器 6、特殊功能模块 2.1.4PLC编程元素 FX2N系列的编程元素 编程元件的使用元素含元件的启动、复位信号、工作 对象、设定值、及掉电特性等，不同的类型的元件涉及的 使用要素不尽相同。 1、输入继电器 2、输出继电器 3、辅助继电器 4、定时器 5、计数器 2.2输入继电器 输入继电器编号范围为X0-X177(128点） 可编程控制器输入接口一个接线点对应一个输入继 电器。输入继电器是接收外信号的窗口。主要是由起动信 号和复位信号构成的。 梯形图中常见的是常开和常闭触点。输入、输出继电器的序 号为八进制，其余为十进制 2.3输出继电器 输出继电器的编号范围：Y0-Y177（128点） 输出继电器的线圈只能由程序驱动，输出继电器的内部常开 常闭触点可作为其他器件的工作条件出现在程序中。主要 指的是工作对象。输入、输出继电器的序号为八进制，其 余为十进制。 2.4辅助继电器 1、通用型辅助继电器：M0—M499（500点） 其主要用途和继电器电路中的中间继电器类似，常用 于逻辑运算的中间状态存储及信号类型的变换。 2、具有掉电保持的通用型辅助继电器：M500—M1023（524 点） 具有记忆功能力。是指在PLC外部电源停电后，由机内 电池为某些特殊工作单元供电，可以记忆它们在掉电前的 状态。 3、特殊辅助继电器：M8000—M8255（256点） a、只能利用其触点的特殊辅助继电器，其线圈由plc自 行驱动，用户只能利用其触点。这类继电器常用作时基、 状态标志或专用控制元件出现在程序中。 例如：M8000:运行标志PLC运行时监控接通 M8002：初始脉冲，只在PLC开始运行的第一个扫 描周期接通 M8012：100ms时钟脉冲 M8013：1s时钟脉冲 b、可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户驱动线圈后PLC做特 定动作。 例如：M8030:使锂电池欠压指示灯熄灭 M8033：PLC停电时输出保持 M8034：禁止全部输出 M8039：定时扫描方式 2.5定时器 定时器相当于继电器电路中的得电延时时间继电器。有四种 类型： 100ms定时器：T0—T199 200点 计时范围：0.1-3276.7s 10ms定时器：T200—T245 46点 计时范围：0.01-327.67s 1ms积算定时器：T246—T249 4点 计时范围：0.00132.767s（中断动作） 100ms积算定时器：T250—T255 6点 计时范围：0.13276.7s 定时器为十进制数 定时器可以使用立即数K作为设定值 例如：K20，用100ms的定时器时，其计时时间为2s 非积算型定时器：如果X000为ON，当T200开始计时， 当脉冲数等于设定值K123时，定时器的输出触点动作，也 就是说输出触点在线圈驱动1.23s后动作。 X000断开或停电，定时器复位，输出触点复位。 积算型定时器：如果X001为ON，则T250用当前值计数 器累计100ms的时钟脉冲。当达到设定值K345时，定时器 的输出触点动作。在累计过程中，即使输入X001断开或停 电时，再起动时，继续累计，其累计时间为34.5s。如果 复位输入X002为ON，定时器复位，输出触点也复位。 2.6计数器 计数器在程序中用作计数控制。有内部计数器和外 部计数器。 内部计数器是对机内元件（X、Y、M、S、T和C） 的信号计数的计数器。 外部信号计数器 ：对机器的外部信号进行计数 1、16位增计数器：设定值1—32767 有两种16位二进制增计数器 通用：C0—99 （100点） 掉电保持用：C100—C199 （100点） 例如：当K10为计数的设定值时，当第10次执行线圈 指令时，计数器的当前值和设定值相等，输出触 例如 2、32位增/减计数器：设定值：-2147483648--+2147483648 有两种32位计数和器 通用：C200—C219 20点 掉电保持用：C220—C234 （15点） 在计数器的当前值由-6→-5增加时，输 出触点置位；在由-5→-6减少时，输 出触点复位，如果从2147483647开 始增计数，则成为-2147483648，形 成循环计数。 利用计数输入X014驱动C200线圈，可增计数或减计数。（增 减可由特殊辅助继电器设置） 当前值的增减与输出触点的动作无关，但是如果从 2147483647开始增计数，则成为-2147483648，形成循环 计数。 如果复位输入X013为ON，则执行RST指令，计数器当前值变 为0，输出触点 2.7FX2N系列基本逻辑指令 2.7.1基本逻辑指令 2.7.2步进顺序控制指令 2.7.3基本功能指令 2.7.1基本逻辑指令 1、逻辑取及输出线圈 2、触点串联 3、触点并联 4、串联电路块的并联和并联电路块的串联 5、多重输出电路 6、主控触点 7、自保持及解除 8、脉冲输出指令 9、脉冲式触头指令 10、空操作指令和程序结束 1、逻辑取及输出线圈 LD、LDI、OUT指令 LD、LDI指令分别用于将常开、常闭触点连接到母线上. OUT指令是对输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器、计数器的 线圈驱动指令 LD、LDI、OUT指令的使用 2、触点串联 AND、ANI指令分别用于单个常开、常闭触点的串联，串联触点的数量不 受限制，该指令可以连续多次使用。 AND、ANI指令的应用 3、触点并联 OR、ORI指令分别用于单个常开、常闭触点的并联，并联触点的数量 不受限制，该指令可以连续多次使用。 OR、ORI指令的应用 4、串联电路块的并联和并联电路块的串联 若有多个串联回路块按顺序与前面的回路并联时，对每个回 路块使用ORB指令，则对并联的回路个数没有限制。 若成批使用ORB指令并联连接多个串联回路块时，由于LD、 LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下并联 的回路个数限制在8个以下。 若有多个并联回路块按顺序与前面的回路串联时，对每个回 路块使用ANB指令，则对串联的回路个数没有限制。 若成批使用ANB指令串联连接多个并联回路块时，由于LD、 LDI指令的重复次数限制在8次以下，因此这种情况下串联 的回路个数限制在8个以下。 ORB指令的应用 ANB指令的应用 5、多重输出电路 MPS指令：将此时刻的运算结果送入堆栈存储 。 MPP指令：各数据按顺序向上移动，将最上端的数据读出， 同时该数据就从堆栈中消失。 MRD指令：是读出最上端所存数据的专用指令，堆栈内的数 据不发生移动。 MPS指令与MPP指令必须成对使用，连续使用的次数应小于11。 MPS、MRD、MPP指令的应用 6、主控触点 MC为主控指令，用于公共串联触点的连接， MCR为主控复位指令，即MC的复位指令。 应用主控触点可以解决若在每个线圈的控制电路中都串入同 样的触点，将多占存储单元。 它在梯形图中与一般的触点垂直。它们是与母线相连的常开 触点，是控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用图。 7、自保持及解除 SET为置位指令，使操作保持； RST为复位指令，使操作保持复位 RST指令一个重要的用途是对计数器复位 X000一旦接通后，即使它再断开，Y000仍继续动作， X001接通时，即使它再断开，Y000仍保持不被驱动。对于 M、S也是一样。 对于同一软元件。SET、RST可多次使用，顺序也随意， 但最后执行的有效。 使数据寄存器（D）、变址寄存器（V、Z）的内容清零， 也可使用RST指令，与用常数K0传送指令的结果一样。 累计定时器T246～T255的当前值以及触点复位也可用 RST指令。 8、脉冲输出指令 使用PLS指令时，仅在驱动输入为ON的一个扫描周期内， 软元件Y、M动作。 使用PLF指令时，仅在驱动输入为OFF的一个扫描周期内， 软元件Y、M动作 PLS、PLF指令的应用 9、脉冲式触头指令 LDP、ANDP、ORP指令是进行上升沿检出的触点指令， 仅在指定位元件的上升沿时（OFF→ON变化时）接通 一个扫描周期。 LDF、ANDF、ORF指令是进行下降沿检出的触点指令， 仅在指定位元件的下降沿时（ON→OFF变化时）接通 一个扫描周期。 X000～X002由OFF→ON变化或由ON→OFF变化时，M0或M1 仅接通一个扫描周期。需要指出的是这些指令的功能有时 与脉冲指令的功能相同，在将辅助继电器M指定为这些指 令的软元件时，软元件编号范围不同，会造成动作上的差 异。 10、空操作指令和程序结束指令 NOP为空操作指令 在程序中加入NOP指令，有利于修改或 增加程序时，减小程序步号的变化，但是程序要求有余 量。 END为程序结束指令 2.8步进顺序控制指令 1、流程图 2、状态转移图 3、状态继电器 4、FX2N系列plc的步进顺序控制指令 5、例图以旋转工作台为例 1、流程图 电动机循环正反转控制的工作流程图 2、状态转移图 A、状态转移图 一是将流程图中的每一个工序 用PLC的一个状态继电器来替 代。 二是将流程图中的每个阶段要 完成的工作用PLC的线圈指令 来替代。 三是将流程图中各个阶段之间 的转移条件用PLC的触头或电 路块来替代。 四是流程图中的箭头方向就是 PLC状态转移图中的转移方向。 B、设计状态转移图的方法和步骤 将整个控制过程按任务要求分解，每一个工序都为一步 每一步的功能、作用 找出转移条件和方向 根据控制要求画出状态转移图 C、状态转移和驱动的过程 每个状态提供3个功能：驱动负载、指定转换条件、置位 新状态。 D、状态转移图的特点 可以将复杂的控制任务分解成若干个状态 相对某一占具体的状态来说，控制任务变得简单 整体程序是局部程序的综合，只要搞清楚各种状 态需要完成的动作，状态转移的条件和方向，就 可以进行状态转移图设计 能清楚地反应全部控制的工艺过程 3、状态继电器 FX2N系列的状态继电器 4、FX2N系列plc的步进顺序控制指令 步进指令有两条： STL（Step Ldder)步进接点指令:用于激活某个状态 符号： RET步进返回指令：用于返回主母线 符号 2.9基本功能指令 功能指令分类表 2.9.1功能指令的基本规则 2.9.2功能指令介绍 功能指令的表示形式 数据长度和指令类型 操作数 程序流程指令 传送与比较指令 算术与逻辑运算指令 2.9.1功能指令的基本规则 功能指令的表达形式 【S.】叫源操作数，其内容不随指令执行而变化，在可利用 变址修改软无件的情况下，用加“.”符号的【S.】表示， 源的数量多时，用【S1.】 【S2.】等表示 【D.】叫做目标操作数，其内容随宜指令执行而改变，如果 需要变址操作时，用“.”符号的【D.】表示，目标的数量 多时，用【D1.】 【D2.】 等表示。 【n.】叫做其他操作数，即不作源操作数也不作目标操作数， 常用来表示常数或者作为源操作数目标操作数的补充说明。 可用十进制的K，十六进制的H，和数据寄存器D来表示。 若有变址时用 “.”符号的【n.】表示 数据长度和指令类型 数据长度：功能指令可处理16位数据和32位数据 指令类型：有连续执行和脉冲执行两种形式 当X1为ON时在每个扫描周期都被重复执行一次 连续执行 脉冲执行 操作数 操作数按功能分为源操作数、目标操作数和其他操作数，按 组成形式分为位元件、字元件和常数。 位元件和字元件：只有ON/OFF两种状态的元件称为位元件， 如X、Y、M和S等。处理数值的元件称为字元件，如T、C等。 位元件组合：位元件可以组成字元件进行数据处理，即每连 续的8个位元件组合成一组，它由Kn加首位元件号来表示， 其中的n为组数。 变址寄存器：变址寄存器V、Z用来修改操作对象的元件号， 使用时将VZ放在各寄存器的后面。 2.9.2功能指令介绍 程序流程指令 这里介绍常用的CJ、CALL、SRET和FEND指令 跳转指令适合元件 及占用步数 子程序调用和子程 序返回指令 主程序结束指令 传送比较指令 这里仅介绍CMP、ZCP、MOV三条指令 比较指令CMP 区间比较指令ZCP 传送指令MOV 算术与逻辑运算指令 共有10条指令 1、BIN加法运算指令ADD ADD指令使用说明 BIN减法运算 SUB指令使用说明 BIN乘法运算指令MUL MUL指令16位运算的使用说明 BIN除法运算 DIV指令16位运算使用说明 DIV指令32位运算使用说明[S1.]指定元件的内容是被除数， [S2.]指定元件的内容是除数， [D.]所指定的元件存入运 算结果的商， [D.]的后一元件存入余数 BIN加1运算指令INC和BIN减1运算指令 INC指令的使用说明(X0每ON一次[D.]所指定元件的内容就加1，如果是连续执行 指令，则每个扫描周期都将执行加1运算）。 DEC指令的使用说明(X0每ON一次[D.]所指定元件的内容就减1，如果是连续执行 指令，则每个扫描周期都将执行减1运算）。 逻辑与指令WAND、逻辑或指令WOR 和逻辑异或指令 WXOR 逻辑与指令的使用说明 逻辑或指令的使用说明 3、设计 3.1启动、保持和停止电路 3.2三相异步电动机正反转控制电路 3.3十字路口交通灯控制电路 3.4例图以旋转工作台为例 3.1启动、保持和停止电路 启-保-停 3.1启动、保持和停止电路 SB1起动 SB2停止 FR热保护 3.2三相异步电动机正反转控制电路 正反转 梯形图 等效图 3.3十字路口交通灯控制电路 十字交通灯的实现要求 3.3十字路口交通灯控制电路 梯形图 3.4例图以旋转工作台为例 状态图 旋转工作台 梯形图 作业 1、彩灯的交替点亮控制 有一组灯L1—L8。要求隔灯显示，每2s变换一次，反复进行。 用一个开关实现启停控制。 设置启停开关接于X0， L1—L8接于Y0—Y7。 2、应用计数器与比较指令，构成24h可设定定时时间控制器， 每15min为一设定单位，共96个时间单位。 控制如下：a、早上6点半，电铃Y0每秒响一次，六次后自动 停止。 b、9点-17点，启动住宅报警系统Y1 c、晚上6点开园内照明Y2 d、晚上10点关园内照明Y2 3、有三条传送带送物，当物件放在第一条传送带上时，传 送带运动，当物件运动到第二条传送带上时第一条停止， 第二条传送带运动，当物件运动到第三条传送带上时第二 条停止，第三条传送带运动，当物件运动到规定的位置时， 第三条停止，自动重复上述动作，直到物料装完三个后自 动停止工作。 物件 第一传送带运转 第二传送带运转 第三传送带运转 开始计数 4、PLC控制变频器软硬件的使用 4.1plc控制变频器的方法 4.2简易编程器的使用方法 4.1plc控制变频器的方法 4.1.1变频器概述 ACS600系列变频器分类及用途 ACS600系列变频器的技术特征 ACS600系列变频器性能及功能 4.1.2变频器外部接线 4.1.3简易编程器的使用方法 4.1.1变频器概述 变频器的特点是具有高效率的驱动性能及良 好的控制特性。在风机、水泵及压缩机等流体机 械上应用可以节约大量的电能力;在纺织、化纤、 塑料和化学工业中，可以提高产品质量和数量产； 在机械行业中，可以实现机电一体化；在工厂自 动化技术中，交伺服正在取代直流伺服系统。从 几百瓦的伺服到几千瓦的特大功率高速传动系统， 从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、 大范围的调速传动，从单机传动到多机协调运转， 都可以采用变频调速装置。 ACS600系列变频器分类及用途 ACS600系列变频器采用直接转矩控制DTC技术。功率范围宽， 转矩控制和速度控制性优良，保护功能完善，编程灵活。 ACS600系列变频器的技术特征 ACS600系列变频器性能及功能 静态速度控制精度：静态速度控制标称速度的0.1%--0.5%， 可满足绝大多数的工业应用。 动态响应：开环转矩阶跃上升时间为1-5ms，在0转矩运行条 件下，能够提供可控且平稳的最大起动转矩，可达到200% 的额定转矩。 磁通制动：当接到停机命令时，立即起动制动功能，不需特 殊硬件，可使电动机的磁通增加，以便提供最大的制动力 矩，制动速度快。 标量控制：一般用于多电动机并联控制，电动机的容量小于 变频器的容量、变频器的负载是非电动机的场合。 IR补偿：作用是当电动机处于低转速运转状态时， 提升输出电压，以提高转矩，提升电压范围在额 定电压的30%以内。 直流制动:当电动机的转速低于预设的制动速度时， 直流制动功能起作用，变频器大约经过500ms后开 始向电动机施加直流电压，使电动机停止运转， 并且在零速时锁定转子。 电动机辨别运行及速度自我调节功能:能在几豪秒测 出电动机的实际转速和状态，所以在任何状态下 都能立即起动，无起动延时。 接口扩展模块和现场总线适配器：有模拟和数字扩 展块、多种现场总线适配器可供选用。如： Profibus、Modbus、Modbus plus、Interbus-S、 应用宏 标准应用宏和可选应用宏的设置，拓宽了ACS600变 频器的应用范围，使得ACS600既有专用控制功能，又有 变频器的功能。 工具软件 工具软件对传动的全方位支持软件有：Drives Size选型 软件；Drives Builder工程设计软件；Drivers Wrives Link利用Mindos监视传动Drives Bupport服务专家。 4.1.2变频器外部接线 应用宏顺序控制的宏控制连接 接上表 4.1.3简易编程器的使用方法 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. FX-20P-E手持编程器的组成与面板布置 FX-20P-E手持编程器工作方式 指令的读出 指令的写入 指令的插入 指令的删除 对plc编程元件与基本指令通/断状态的监视 对编程元件的测试 脱机编程方式 1、FX-20P-E手持编程器的组成与面板布 置 FX-20P-E手持编程器简称HPP 可以用于FX系列的plc，也可 以通过转换器FX-20P-E-FKIT用于F1、F2系列plc. FX-20P-E手持编程器由液晶显示屏、ROM写入器接口、存储 器卡盒接口及由功能键、指令健、元件符号键和数字键盘 组成。 操作面板 液晶显示屏 其它键 功能键 清除键 辅助键 指令元件符号数字键 空格键 步序键 光标键 执行键 1、液晶显示屏 FX-20P-E手持纺程器的液晶显示屏只能同时显示4行，每一 行了6个字。 元件符号 行光标 功能方式 R 步序号 1 2 LD OUT 3 LDI M T K X 指令符 10 5 120 3 元件地址 2、功能键 RD/WR(Read/Write)键：读出/写入 INS/DEL(Insert/delete)键：插入/删除 MNT/TEST(Monitor/test)键：监控/测试 OTHER键：其他键，有七项功能，在线/离线转换、程序 的检查、编程器上蜂鸣器大小的调整 CLEAR键：程序输入未确定前删除 HELP键：帮助键 SP键：空格键，光标下移（输入两行语句时使用） SETP键：后续键，按下时显示某条指令的步进号 键：光标键，上下移动 GO键：认定键，指令写入的确认 2、 FX-20P-E手持编程器工作方式选择 FX-20P-E手持编程器具有在线（ONLINE或联机）编程和离线 （OFFLINE或脱机)编程两种方式。 在线编程时编程器与plc直接相连，编程器直接对plc用户程 序存储器进行读写操作。 离线编程时，编制的程序首先写入编程器内的RAM中，以后 再成批传入plc的存储器里。 编程操作的方法 准备→与plc连接 启动系统→接通plc电源及编程器复位(RST+GO) 设定联机方式→选择联机方式按GO键，选择脱机方 式按 +GO键 编程操作→利用写入、读出、插入、删除功能、编 制程序 结束 3、指令的读出 从plc的内存中读出程序，可以根据步序号、指令、元件及 指针等几种方式读出。在联机方式时，plc在运行状态时 要读出指令，只能根据步序号读出；若plc为停止状态时， 还可以根据指令、元件以及指针读出。在脱机方式中，无 论plc处于何种状态，四种读出方式均可。 ①、根据步序号读出 例如：要读出第55步的程序，方法是 R：STEP→5→5→GO ②、根据指令读出 例如：要读出指令PLS M104的操作 RD → PLS → M → 1 → 0 → 4 → GO ③、根据指针读出 例如：要读出指针事情为3的标号 RD→P→3→GO ④、根据元件读出 例如：读出Y123的键 RD→SP→Y→1→2→3→GO 4、指令的写入 写入前要将plc内部存储器的程序全部清零。 方法：RD/WR →RD/WR →NOP →A →GO →GO 读 写 NOP的成批写入 基本指令的写入 ①、有指令助记符，不带元件：指令→GO ②、有指令助记符和一个元件：指令→元件符号→GO ③、指令助记符带两个元件：指令→元件符号→SP →元件 符号→元件号→GO 功能指令的写入 写入时按FNC键后再输入功能指令号,有两种方法： ①、 例如：写入功能指令(D)MOV(P)D0D2,其键操作如下： W：FNC →D→1→2→P→SP→D→0→SP→D→2→GO ②、 例如：功能指令LD M8000 FNC19 K2 X10 D0 W：LD→M→8→0→0→0→GO→FNC→1→9→SP→K →2→X→1→0→SP→D→0→GO 指针的写入 写入中断用的指针，应连续按两次P/I键 例如：W： P → I →指针号→ GO 指令的修改 在指定的步序上修改指令 例如：要将原100步的指令改写为OUT T50 K123,方法如下 读出第100步 →WR→OUT→T→5→0→SP→K→1→2→3→GO 如果要修改应用指令中的操作数，读出该指令后，将光标移 到欲修改的操作数所在的行，然后修改该行的参数。 5、指令的插入 插入程序操作是根据步序号读出程序，在指定的位置上插入 指令或指针 例如：在200步前插入AND M5 读出第200步程序→ INS→AND→M→5→GO 6、指令的删除 删除程序为逐条删除、指定范围删除和NOP成批删除 ①、逐条删除 例如：要删除100步AIN的指令 读出第100步程序→INS→DEL→GO ②、指定范围的删除 ③、NOP式的成批删除 7、对plc编程元件与基本指令通/断状态的监 视 监视功能是通过编程的显示屏监视和确认在联机工作方式 下plc的动作和控制状态。它包括元件的监视、通断检查 和动作状的监视等内容 ①、元件监视 指的是监视指定元件的on/off状态，设定值及当前值。 例如：监视X0及其以后的元件的键操作和显示 MNT→SP→X→0→GO→下移键 ②、监视16位字元件（D、V、Z）内的数据 MNT→SP→D→0→GO 如果重复按功能键HELP，可以显示十进制数和十六进数之间 的切换 ③、监视32位字元件（D、V、Z）内的数据 MNT→SP→D→D→0→GO ④、对定时器和16位计数器的监视 以监视计数器C99为例 MNT→SP→C→9→9→GO ⑤、对32位计数器的监视 例如：监视32位计数器C200的运行 MNT→SP→C→2→0→0→GO ⑥、通断检查 在监视状态下，根据步序号或指令读出程序，可监视指令中 元件触点通断及线圈动作状态。 例如：读出126步，在M监视工作方式下作通断检查 MNT→STEP→1→2→6→GO ⑦、状态继电器的监视 利用步进指令，监视S的动作状态（状态号从小到大，最多 为8点） MNT→STL→GO 8、对编程元件的测试 测试功能是由编程器对plc位元件的触点和线圈进行强制 ON/OFF以及常数的修改。 ①、位编程元件强制ON/OFF 进行元件的强制ON/OFF的监视，先进行元件的监视，然后进 行测试功能。 例如：对Y0进行强制ON/OFF Y10元件监视→TEST→SET→RST ②、修改T、C、Z、V的当前值 在M监视工作方式下，按照监视字编程元件的操作步骤，显 示需要修改的字编程元件，再按MNT/TEST键，使编程器处 于测试工作方式，修改T、C、Z、V的当前值 例如：将32位计数器当前值寄存器(D1、D2）的当前值K1234 修改成为K10 D0元件监视→TEST→SP→K→1→0→GO ③、修改T、C设定值 首先按MNTE/TEST键，使编程器处于M监视工作方式，然后按 照前述监视定时器和计数器的操作步骤，显示出待监视的 定时器和计数器后，再按MNTE/TEST键，使编程器处于T测 试工作方式 例如：将T5的设定值K300修改为K500 T5元件监视→TEST→SP→SP→K→5→0→0→GO 9、脱机编程方式 脱机方式编制的程序放在手持编程器内部的RAM中，联机方 式编制的程序存放在plc内的RAM中，编程器内部RAM中写 入的程序可成批地传送plc内部RAM，也可成批传送动装在 plc上的存储器卡盒。往ROM定性主器的传送在脱机方式下 进行。 手持编程器内RAM的程序用超级电容器作断电保护，充电1小 时，可以保持3天以上。 ①、表示脱机编程过程，在其编程器内部RAM上进行，与plc 存储器及plc状态无关 ②、表示与plc之间成批传送 ③、是与ROM写入器之间成批传送