电气控制与PLC.ppt

课程性质和任务：
是高等工科院校自动化专业的一门专业必修课，通过本课程的学习，使学生能够理解PLC的工作原理，能够阅读PLC的程序，分析PLC的控制系统，能够根据生产实际的需要，设计相应的PLC控制系统。学习的重要性：
PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。
工业自动化的三大支柱---PLC技术、机器人、计算机辅助设计与制造。

后续学习（课程设计毕设设计）PLC就业前景第1章常用低压电器1.1低压电器的概述电器的定义：
工业上所说的电器-能依据操作信号或外界现场信号的要求，自动或手动接通或断开电路，连续或断续地改变电路参数，以实现对电路或用电设备的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件、设备及电工装置。*“电器”根据其适用环境、应用范围等，细化分种类。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。
低压电器图片.....感测部分接受外界输入信号，通过转换、放大再由判断部分作出有规律的反应，使执行机构动作，输出相应的指令实现控制目的。电磁式电器的组成电磁机构的几种形式
(a)单E型电磁铁；(b)螺管型电磁铁；(c)转动式电磁机构按吸引线圈的通电种类可分为直流电磁线圈和交流电磁线圈。电磁吸力Fat大小与气隙的截面积S及气隙中的磁感应强度B的关系为:交流电磁铁的电磁吸力交流电磁吸力是在最大值为2Fav和最小值为0的范围内以两倍于电源频率周期地变化的，因此在每一个周期内，必然有某一段时刻的吸力小于弹簧产生的反作用力。这时衔铁在反力作用下将开始释放，而当吸力再次大于反力时，衔铁又被吸合。如此周而复始，衔铁会产生振动。这种振动对电器工作十分不利，同时还会发出噪声。为此，必须采取措施消除振动。将铁心极面上的磁通分成两部分。若使这两部分交变磁通间有一个相位差，则两部分磁通所产生的吸力间也有一个相位差。这样，虽然每部分吸力都有到达零值的时刻，但二者合成后的吸力却无零值的时刻。如果合成吸力在任一时刻都大于反力，就可消除振动和噪声。交流电磁机构励磁线圈的阻抗主要取决于线圈的电抗(电阻相对很小)，则当频率、匝数和外加电压为常数时，磁通亦为常数，因此电磁吸力的幅值也为常数。由于线圈外加电压与磁路空气隙的变化无关，因此电磁吸力亦与气隙的大小无关。实际上，考虑到漏磁通的影响，吸力随气隙的减小会略有增加。一般当U形交流电磁机构的励磁线圈通电而衔铁尚未动作时，其电流可达到吸合后额定电流的5～6倍；E形电磁机构电流则达到额定电流的10～15倍。因此，当衔铁卡住不能吸合或者频繁动作时，交流励磁线圈很可能因过电流而烧毁。所以在可靠性要求高或操作频繁的场合，一般不采用交流电磁机构。2、执行机构——触点系统触头的结构形式：桥式：点接触.面接触
指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。电弧放电的特征：
（1）电弧由三部分组成。包括阴极区、阳极区和弧柱区。
（2）电弧温度很高。
（3）电弧是一种自持放电现象。
（4）电弧是一束游离的的气体。电离和消电离作用是同时存在的，当电离速度大于消电离速度时，电弧就增强；当电离速度与消电离速度相等时，电弧就稳定燃烧；当消电离速度大于电离速度时，电弧就熄灭。因此，熄灭电弧一方面是减弱电离作用，另一方面是增强消电离作用。实际上，作为减弱电离作用的措施，同时也往往是增强消电离作用的途径。常用的灭弧方法和装置桥式触头灭弧原理栅片灭弧
灭弧栅一般由多片镀铜薄钢片(称为栅片)和石棉绝缘板组成，它们安放在电器触头上方的灭弧室内，彼此之间互相绝缘，片间距离约为2～5mm。当触头分断电路时，在触头之间产生电弧，电弧电流产生磁场。由于钢片磁阻比空气磁阻小得多，因此，电弧上方的磁通非常稀疏，而下方的磁通却非常密集。这种上疏下密的磁场将电弧拉入灭弧室中。当电弧进入灭弧室后，被灭弧栅分割成数段串联的短弧，这样，每两片灭弧栅片都可以看做一对电极。维持每对电极间的电弧都需要一定的电压，同时栅片吸收电弧热量。当栅片间的电压不足以维持电弧燃烧电压时，电弧迅速冷却并很快熄灭。栅片灭弧示意图磁吹灭弧1.2接触器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。
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