电气控制与可编程控制器技术.pptx
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1、2.1绘制电气控制线路的若干规则绘制电气控制线路的若干规则 电气控制线路是用导线将电机、继电器、接触电气控制线路是用导线将电机、继电器、接触器等电气元件按一定的要求和方法连接起来,并能器等电气元件按一定的要求和方法连接起来,并能实现某种控制功能的线路。实现某种控制功能的线路。电气控制线路图是将各电气元件的连接用图来表电气控制线路图是将各电气元件的连接用图来表达,各种电气元件用不同的图形符号表示,达,各种电气元件用不同的图形符号表示,并用不并用不同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用同的文字符号来说明其所代表电气元件的名称、用途、主要特征及编号等。途、主要特征及编号等。控制线路图必须清楚地
2、表达生产设备电气控制控制线路图必须清楚地表达生产设备电气控制系统的结构、原理等设计意图,并且以便于进行电系统的结构、原理等设计意图,并且以便于进行电气元件的安装、调整、使用和维修为原则。因此,气元件的安装、调整、使用和维修为原则。因此,电气控制线路应根据简明易懂的原则,电气控制线路应根据简明易懂的原则,采用统一规采用统一规定的图形符号、文字符号和标准画法来进行绘制。定的图形符号、文字符号和标准画法来进行绘制。一、电气控制线路图和常用符号一、电气控制线路图和常用符号 电气控制线路的表示方法有两种:安装电气控制线路的表示方法有两种:安装图和原理图。图和原理图。(一)常用电气图形符号和文字符号(一)
3、常用电气图形符号和文字符号 在绘制电气线路图时,在绘制电气线路图时,电气元件的图形电气元件的图形符号和文字符号必须符合国家标准的规定。符号和文字符号必须符合国家标准的规定。所用图形符号符合所用图形符号符合GB4728GB4728电气图用图电气图用图形符号有关规定。表形符号有关规定。表2-22-2为电气设备常用文为电气设备常用文字符号和中英文名称表,所用文字符号符合字符号和中英文名称表,所用文字符号符合GB7159-87GB7159-87电气技术中的文字符号制订通则电气技术中的文字符号制订通则的规定。的规定。(二)电气原理图(二)电气原理图 电气原理图一般分为主电路和辅助电路两个部电气原理图一般
4、分为主电路和辅助电路两个部分分。主电路主电路是电气控制线路中强电流通过的部分,是电气控制线路中强电流通过的部分,是由电机以及与它相连接的电气元件如组合开关、是由电机以及与它相连接的电气元件如组合开关、接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组接触器的主触点、热继电器的热元件、熔断器等组成的线路。成的线路。辅助电路辅助电路中通过的电流较小,中通过的电流较小,包括控制电路、包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路。照明电路、信号电路及保护电路。其中,控制电路其中,控制电路是由按钮、继电器和接触器的吸引线圈和辅助触点是由按钮、继电器和接触器的吸引线圈和辅助触点等组成。等组成。电气原理图能够清楚地
5、表明电路的功能,对于分电气原理图能够清楚地表明电路的功能,对于分析电路的工作原理十分方便。析电路的工作原理十分方便。1绘制电气原理图的原则绘制电气原理图的原则 根据简单清晰的原则,原理图采用电气元件展根据简单清晰的原则,原理图采用电气元件展开的形式绘制。开的形式绘制。绘制电气原理图应遵循以下原则:绘制电气原理图应遵循以下原则:(1)所有电机、电器等元件都应采用国家统一)所有电机、电器等元件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示。规定的图形符号和文字符号来表示。(2)主主电电路路用用粗粗实实线线绘绘制制在在图图的的左左侧侧或或上上方方,辅助电路用辅助电路用细细实线绘制在图的右侧或下方实线
6、绘制在图的右侧或下方。(3)无论是主电路还是辅助电路或其元件,均)无论是主电路还是辅助电路或其元件,均应按功能布置,应按功能布置,各元件尽可能按动作顺序从上到下、各元件尽可能按动作顺序从上到下、从左到右排列从左到右排列。(4)在在原原理理图图中中,同同一一电电路路的的不不同同部部分分(如如线线圈圈、触触点点)应应根根据据便便于于阅阅读读的的原原则则安安排排在在图图中中,为为了了表表示示是是同同一一元元件件,要要在在电电器器的的不不同同部部分分使使用用同同一一文文字字符符号号来来标标明明。对对于于同同类类电电器器,必必须须在在名名称称后后或或下下标标加加上数字序号以区别,如上数字序号以区别,如K
7、M1、KM2等。等。(5)所所有有电电器器的的可可动动部部分分均均以以自自然然状状态态画画出出,所所谓谓自自然然状状态态是是指指各各种种电电器器在在没没有有通通电电和和没没有有外外力力作作用用时时的的状状态态。对对于于接接触触器器、电电磁磁式式继继电电器器等等是是指指其其线线圈圈未未加加电电压压,触触点点未未动动作作;控控制制器器按按手手柄柄处处于于零零位位时时的的状状态态画画;按按钮钮、行行程程开开关关触触点点按按不不受受外外力力作作用用时时的的状态画。状态画。(6)原原理理图图上上应应尽尽可可能能减减少少线线条条和和避避免免线线条条交交叉叉。各各导导线线之之间间有有电电的的联联系系时时,在
8、在导导线线的的交交点点处处画画一一个个实实心心圆圆点点。根根据据图图面面布布置置的的需需要要,可可以以将将图图形形符符号号旋旋转转90o、180o或或45o绘制。绘制。一一般般来来说说,原原理理图图的的绘绘制制要要求求是是层层次次分分明明,各各电电气气元元件件以以及及它它们们的的触触点点安安排排要要合合理理,并并保保证证电电气气控控制制线线路路运运行行可可靠靠,节节省省连连接接导导线线,以以及及施施工工、维修方便。维修方便。2图面区域的划分图面区域的划分 为了便于检索电气线路,方便阅读电气原理为了便于检索电气线路,方便阅读电气原理图,应将图面划分为若干区域,图区的编号一般写图,应将图面划分为若
9、干区域,图区的编号一般写在图的下部。图的上方设有用途栏,用文字注明该在图的下部。图的上方设有用途栏,用文字注明该栏对应电路或元件的功能,以利于理解原理图各部栏对应电路或元件的功能,以利于理解原理图各部分的功能及全电路的工作原理。分的功能及全电路的工作原理。例如,图例如,图2-1为为CM6132普通车床电气原理图,普通车床电气原理图,在图在图2-1中图面划分为中图面划分为18个图区。个图区。图2-1CM6132普通车床电气原理图(三)电气安装图(三)电气安装图电电气气安安装装图图是是用用来来表表示示电电气气控控制制系系统统中中各各电电气气元元件件的的实实际际安安装装位位置置和和接接线线情情况况,
10、它它有有电电器器位位置置图图和和互互连图两部分。连图两部分。1、电器位置图、电器位置图电电器器位位置置图图详详细细绘绘制制出出电电气气设设备备零零件件的的安安装装位位置置。图图中中各各电电气气元元件件的的代代号号应应与与有有关关电电路路图图对对应应的的元元器器件件代号相同。代号相同。2、电气互连图、电气互连图 电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的连接电气互连图是用来表明电气设备各单元之间的连接关系关系。它清楚地表示了电气设备外部元件的相对位置。它清楚地表示了电气设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接,是实际安装接线的依据。及它们之间的电气连接,是实际安装接线的依据。二、阅读和分析电气控
11、制路线图的方法二、阅读和分析电气控制路线图的方法阅阅读读电电气气线线路路图图的的方方法法主主要要有有三三种种:查查线线读读图图法法、逻辑代数法和状态图示法。逻辑代数法和状态图示法。(一一)查线读图法查线读图法 查线读图法查线读图法又称直接读图法又称直接读图法或或跟踪追击法跟踪追击法。查线。查线读图法是按照线路根据生产过程的工作步骤依次读图,读图法是按照线路根据生产过程的工作步骤依次读图,查线读图法按照以下步骤进行:查线读图法按照以下步骤进行:(1)了解生产工艺与执行电器的关系)了解生产工艺与执行电器的关系 在分析电气线路之前,应该熟悉生产机械的工艺在分析电气线路之前,应该熟悉生产机械的工艺情况
12、,充分了解生产机械要完成哪些动作,这些动作情况,充分了解生产机械要完成哪些动作,这些动作之间又有什么联系;然后进一步明确生产机械的动作之间又有什么联系;然后进一步明确生产机械的动作与执行电器的关系,必要时可以画出简单的工艺流程与执行电器的关系,必要时可以画出简单的工艺流程图,给分析电气线路提供方便。图,给分析电气线路提供方便。例如,车床主轴转动时,要求油泵先给齿轮例如,车床主轴转动时,要求油泵先给齿轮箱供油润滑,箱供油润滑,即应保证在润滑泵电动机起动后才允即应保证在润滑泵电动机起动后才允许主拖动电动机起动许主拖动电动机起动,对控制线路提出了按顺序工对控制线路提出了按顺序工作的联锁要求作的联锁要
13、求。图。图2-2为主拖动电动机为主拖动电动机M1与润滑油与润滑油泵电机泵电机M2的联锁控制线路图,其中润滑泵电动机的联锁控制线路图,其中润滑泵电动机是拖动油泵供油的。是拖动油泵供油的。(2)分析主电路)分析主电路 在分析电气线路时,一般应先从电动机着手,在分析电气线路时,一般应先从电动机着手,根据主电路中有哪些控制元件的主触点、电阻等大根据主电路中有哪些控制元件的主触点、电阻等大致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速致判断电动机是否有正反转控制、制动控制和调速要求等。要求等。查线读图法是分析电气原理图的最基本方法,查线读图法是分析电气原理图的最基本方法,其直观性强,容易掌握,因而得到广泛
14、的采用。其直观性强,容易掌握,因而得到广泛的采用。1)查线读图法使用的分析符号查线读图法使用的分析符号:表示电器受外界激励信号而动作:表示电器受外界激励信号而动作:表示外界信号撤消,电器恢复初始位置:表示外界信号撤消,电器恢复初始位置:表示电器间动作顺序,或因果关系:表示电器间动作顺序,或因果关系:表示电器延时动作:表示电器延时动作2)查线读图法分析步骤查线读图法分析步骤(1)分析主电路:分析主电路:从从主主电电路路(一一般般为为电电动动机机回回路路)看看,有有哪哪些些控控制制元元件的主触点和附加元件,件的主触点和附加元件,根根据据其其组组合合规规律律大大致致可可知知电电路路(电电动动机机)的
15、的工工作作情情况。况。(2)分析控制电路:分析控制电路:由由主主电电路路的的控控制制元元件件主主触触点点文文字字符符号号,找找到到有有关的控制环节以及它们之间的联系。关的控制环节以及它们之间的联系。将将控控制制线线路路按按功功能能不不同同划划分分成成若若干干局局部部控控制制线线路来进行分析。路来进行分析。从从按按动动操操作作按按钮钮开开始始阅阅读读线线路路,分分析析电电路路的的动动作作,看执行元件看执行元件(主触点主触点)将如何动作。将如何动作。(3)分析辅助电路:分析辅助电路:辅辅助助电电路路包包括括执执行行元元件件的的工工作作状状态态显显示示,电电源源显示,参数测定,照明和故障报警等部分。
16、显示,参数测定,照明和故障报警等部分。(4)分析连锁与保护环节。分析连锁与保护环节。(5)分析特殊控制环节:分析特殊控制环节:在在某某些些控控制制线线路路中中,还还设设置置了了一一些些与与主主电电路路、控控制制电电路路关关系系不不密密切切,相相对对独独立立的的某某些些特特殊殊环环节节。如如产产品品计计数数装装置置,自自动动检检测测系系统统,晶闸管触发电路,自动调温装置等。晶闸管触发电路,自动调温装置等。(6)总体检查:总体检查:从从整整体体角角度度进进一一步步检检查查和和理理解解各各控控制制环环节节之之间间的的联联系系,以以达达到到清清楚楚的的理理解解原原理理图图中中每每一一个个电电气气元元器
17、器件件的的作作用用、工工作作过过程程及及主主要要参参数。数。例:例:电动机单向起停控制线路电动机单向起停控制线路1)起动:)起动:SB2 KM 自锁自锁M 2)停止:)停止:SB1 KM M 图2-2车床主电路和控制线路图 例如,在图例如,在图2-2所示的电气线路的主电路中,所示的电气线路的主电路中,主拖动电动机主拖动电动机M1电路主要由接触器电路主要由接触器KM2的主触的主触点和热继电器点和热继电器FR1组成。从图中可以断定,主拖组成。从图中可以断定,主拖动电动机动电动机M1采用全压直接起动方式。采用全压直接起动方式。热继电器热继电器FR1作电动机作电动机M1的过载保护,由的过载保护,由熔断
18、器熔断器FU作短路保护。油泵电动机作短路保护。油泵电动机M2电路由接电路由接触器触器KM1的主触点和热继电器的主触点和热继电器FR2组成,该电组成,该电动机也是采用直接起动方式,并由热继电器动机也是采用直接起动方式,并由热继电器FR2作其过载保护,由熔断器作其过载保护,由熔断器FU作其短路保护。作其短路保护。(3)分析控制电路)分析控制电路 通常对控制电路通常对控制电路按照由上往下或由左往右依次按照由上往下或由左往右依次阅读阅读,可以按主电路的构成情况,把控制电路分解成可以按主电路的构成情况,把控制电路分解成与主电路相对应的几个基本环节,一个环节一个环节与主电路相对应的几个基本环节,一个环节一
19、个环节地分析,然后把各环节串起来。地分析,然后把各环节串起来。首先首先,记住各信号元件、控制元件或执行元件的,记住各信号元件、控制元件或执行元件的原始状态;原始状态;然后然后,设想按动了操作按钮,线路中有哪,设想按动了操作按钮,线路中有哪些元件受控动作;这些动作元件的触点又是如何控制些元件受控动作;这些动作元件的触点又是如何控制其他元件动作的,进而查看受驱动的执行元件有何运其他元件动作的,进而查看受驱动的执行元件有何运动;再动;再继续继续追查执行元件带动机械运动时,会使哪些追查执行元件带动机械运动时,会使哪些信号元件状态发生变化;然后再查对线路信号元件状信号元件状态发生变化;然后再查对线路信号
20、元件状态变化时执行元件如何动作态变化时执行元件如何动作在读图过程中,在读图过程中,特别要注意相互的联系和制约关系,直至将线路全部特别要注意相互的联系和制约关系,直至将线路全部看懂为止。看懂为止。例例如如,图图2-2电电气气线线路路的的主主电电路路,可可以以分分成成电电动动机机M1和和M2两两个个部部分分,其其控控制制电电路路也也可可相相应应地地分分解解成成两两个个基基本本环环节节。其其中中,停停止止按按钮钮SB1和和启启动动按按钮钮SB2、热热继继电电器器触触点点FR2、接接触触器器KM1构构成成直直接接启启动动电电路路;不不考考虑虑接接触触器器KM1的的常常开开触触点点,接接触触器器KM2、
21、热热继继电电器器触触点点FR1、按按钮钮SB3和和SB4也也构构成成电电动动机机直直接接启启动动电电路路。这这两两个个基基本本环环节节分分别别控控制制电电动动机机M2和和M1。其控制过程如下:其控制过程如下:合合上上刀刀闸闸开开关关QS,按按启启动动按按钮钮SB2:接接触触器器KM1吸吸引引线线圈圈得得电电,其其主主触触点点KM1闭闭合合,油油泵泵电电动动机机M2启启动动。同同时时,KM1的的一一个个辅辅助助触触点点对对启启动动按按钮钮SB2自自锁锁闭闭合合,使使电电动动机机M2正正常常运运转转;另另一一个个串串在在KM2线线圈圈电路中的辅助触点闭合电路中的辅助触点闭合,为为KM2通电作好准备
22、。通电作好准备。按按下下停停止止按按钮钮SB1:接接触触器器KM1的的吸吸引引线线圈圈失失电电,KM1主触点断开,油泵电动机主触点断开,油泵电动机M2失电停转。失电停转。同同理理,可可以以分分析析主主拖拖动动电电动动机机M1的的起起停停控控制制线线路。路。工工艺艺上上要要求求M1必必须须在在油油泵泵电电动动机机M2正正常常运运行行后后才才能能启启动动工工作作,因因此此,应应将将油油泵泵电电动动机机接接触触器器KM1的的一一个个常常开开辅辅助助触触点点串串入入主主拖拖动动电电动动机机接接触触器器KM2的的线线圈圈电电路路中中,以以实实现现只只有有接接触触器器KM1通通电电后后,KM2才才能能通通
23、电电的的顺顺序序控控制制,即即只只有有在在油油泵泵电电动动机机M2启启动动后后主主拖拖动电动机动电动机M1才能启动。才能启动。查线读图法的优点是直观性强,容易掌握,因而查线读图法的优点是直观性强,容易掌握,因而得到广泛采用。其缺点是分析复杂线路时容易出错,得到广泛采用。其缺点是分析复杂线路时容易出错,叙述也较长叙述也较长 。1 1)起动:)起动:SB2 SB2 KM 1 KM 1 自锁自锁 M 2 M 2 2 2)起动:)起动:SB4 SB4 KM 2 KM 2 自锁自锁 M 1M 1 3)3)停止:停止:SB3 SB3 KM 2 KM 2 M 1 M 1 4 4)停止:)停止:SB1 SB1
24、 KM 1 KM 1 M 2 M 2 M 1M 1(二二)逻辑代数分析法逻辑代数分析法电电气气控控制制中中常常用用的的继继电电器器、接接触触器器、开开关关等等电电器器元元件件一一般般只只有有两两个个工工作作状状态态,因因而而可可采采用用逻辑代数描述、分析、设计电气控制电路。逻辑代数描述、分析、设计电气控制电路。在在逻逻辑辑代代数数中中,把把两两个个对对立立的的物物理理状状态态的的量称为量称为逻辑变量逻辑变量如:继电器线圈的得电或失电,如:继电器线圈的得电或失电,开关的闭合或断开,开关的闭合或断开,行程开关的受压和未受压,行程开关的受压和未受压,触头的吸合和释放。触头的吸合和释放。1、输入逻辑变
25、量输入逻辑变量:表征触头状态的逻辑变量;:表征触头状态的逻辑变量;2、输出逻辑变量输出逻辑变量:表征受控元件线圈的逻辑变量。:表征受控元件线圈的逻辑变量。3、逻逻辑辑函函数数:输输入入、输输出出变变量量的的相相互互关关系系,用用数数字字语语言言表表达达就就是是函函数数关关系系,称称输输出出变变量量是是各各输输入入变变量的逻辑函数。量的逻辑函数。逻逻辑辑代代数数是是一一种种二二值值代代数数,其其输输入入变变量量和和输输出出变变量只有量只有“1”和和“0”两种取值两种取值。1、电器元件的逻辑表示电器元件的逻辑表示电气控制系统由开关量构成时,电路状态与逻电气控制系统由开关量构成时,电路状态与逻辑函数
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