電氣控制系統,1.1概述,我國從20世紀50年代開始對新建的工業控制采用這種控制方式，隨著電力拖動、自動控制的發展，繼電器接觸器控制方式得到迅速推廣，對當時我國工業建設起到了巨大的推動作用，直至20世紀80年代我國大部分自動控制仍采用這種方式。,1.2常用低壓電器,1.2.1低壓電器的基本知識1低壓電器的分類(1)按工作方式:手控電器和自控電器。(2)按用途:低壓控制電器和低壓保護電器。(3)按種類:刀開關、刀形轉換開關、熔斷器、低壓斷路器、接觸器、繼電器、主令電器和自動開關等。,2低壓電器的基本結構與特點低壓電器一般都有兩個基本部分。一是感受部分，它感受外界的信號，做出有規律的反應。在自控電器中，感受部分大多由電磁機構組成；在手控電器中，感受部分通常為操作手柄。另一個是執行部分，如觸點連同滅弧系統，它根據指令進行電路的接通或切斷。,1.2.2電氣的圖形符號和文字符號,1電氣中的圖形符號（1）符號要素。（2）一般符號。（3）限定符號。,圖形符號的幾點問題如下所述。,(1)所有符號均應按無電壓、無外力作用的正常狀態。如按鈕未按下。(2)在圖形符號中，某些設備元件有多個圖形符號，在選用時，應該盡可能選用優選形。在能夠表達其含義的情況下，盡可能采用簡單形式，在同一圖中使用時，應采用同一形式。圖形符號的大小和線條的粗細應基本一致。(3)為適應不同需求，可將圖形符號根據需要放大和縮小，但各符號相互間的比例應該保持不變。圖形符號繪制時方位不是強制的，在不改變符號本身含義的前提下，可將圖形符號根據需要旋轉或成鏡像放置。(4)圖形符號中導線符號可以用不同寬度的線條表示，以突出和區分某些電路或連接線。一般常將電源或主信號線用加粗的實線表示。,2電氣圖中的文字符號,（1）基本文字符號。（2）輔助文字符號。,1.2.3電氣圖的分類與作用,電氣圖包括電氣原理圖、電氣安裝和接線圖。,一.刀開關,刀開關分為單刀、雙刀、三刀三種，擲向可分為單擲、雙擲兩種。,刀開關的缺點是：不宜帶負載切斷電源，電源電壓消失后，不能自動復原。,雙擲刀開關,單擲刀開關,動觸點（刀片）,靜觸點（刀座）,三刀開關控制手動電路,M3,FU,條件：電動機容量不得超過75KW，刀開關的額定電流應大于電動機額定電流的3倍,3,二.熔斷器,熔斷器俗稱保險絲，是進行短路保護的電器。當電路發生短路，負載電流超過額定電流許多倍時，熔體立既熔斷，保護電路及用電設備不遭損壞。,若一臺電機，熔絲的選擇按,Ifu=(1.52.5)IN,若多臺電機，熔絲的選擇按,Ifu=Im/2.5,可能出現的最大電流,表示符號,熔絲的額定電流,電動機的額定電流,一旦發生過載或短路時,過流脫鉤器將吸合而頂開鎖鉤，將主觸頭斷開，從而起到短路保護作用。,M3,主觸點,彈簧,連桿裝置,鎖鉤,三.斷路器,一旦發生過載或短路時,過流脫鉤器將吸合而頂開鎖鉤，將主觸頭斷開，從而起到短路保護作用。,M3,主觸點,彈簧,連桿裝置,鎖鉤,三.斷路器,M3,主觸點,彈簧,連桿裝置,一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸頭斷開，實現欠壓保護作用。,三.斷路器,M3,主觸點,彈簧,連桿裝置,一旦電壓嚴重下降或斷電時，銜鐵就被釋放而使主觸頭斷開，實現欠壓保護作用。,三.斷路器,四.按鈕,通常用來短時間接通或斷開控制電路的手動電器。,動合（常開）觸頭,動斷（常閉）觸頭,按鈕帽,復位彈簧,表示符號：,按鈕的額定電流一般不超過5A,五.交流接觸器,接觸器是利用電磁力來接通和斷開大電流電路的一種自動控制電器，它常用在控制電動機的主電路上。,交流接觸器的圖形及文字符號：,交流接觸器的結構原理圖,復位彈簧,動鐵心,線圈,靜鐵心,1,2,3,1,2,3,主觸點動合(常開),輔助觸頭,動斷觸點,動合觸點,交流接觸器線圈通電后的狀態,1,2,3,1,2,3,動斷觸點斷開,動合觸點閉合,i,主觸點閉合,輔助觸頭,線圈,復位彈簧,動鐵心,靜鐵心,六.熱繼電器,熱繼電器是利用電流的熱效應而動作的電器，它是用來保護電動機使之免受長期過載的危害。,熱繼電器的圖形及文字符號,發熱元件將串聯在電動機的主電路中,常閉觸點將串聯在電動機的控制電路中,熱繼電器的結構原理圖,發熱元件,雙金屬片,常閉觸點,復位按鈕,彈簧,扣板,當主電路中電流超過容許值而使雙金屬片受熱時，它便向上彎曲，因而脫鉤。,熱繼電器的結構原理圖,發熱元件,雙金屬片,常閉觸點,復位按鈕,彈簧,扣板,熱繼電器的結構原理圖,發熱元件,雙金屬片,常閉觸點,復位按鈕,彈簧,扣板,常閉觸點打開從而斷開電動機的主電路,七.中間繼電器,中間繼電器的結構和交流接觸器基本相同，只是電磁系統小些，觸頭個數多些，共有八對觸頭，其中四對常開觸頭，四對常閉觸頭，而且沒有主、輔觸頭之分。觸頭容量相當于接觸器的輔助觸頭，其額定電流為5A。,中間繼電器主要用在控制電路中，起信號傳遞與轉換作用以及同時控制多個電路。,中間繼電器的圖形符號,第四節電氣控制電路的基本電路,KM,SB1,KH,Q,KH,FU,KM,M3,1.點動控制線路,控制電路,主電路,先閉合開關Q，接通電源。,按SB1KM線圈得電,KM主觸頭閉合M運轉,松SB1KM線圈失電,KM主觸頭恢復M停轉,M3,M3,點動電路功能,控制電機在很短時間內工作。,工作原理,第四節電氣控制電路的基本電路,KM,SB1,KM,SB2,KH,Q,KH,FU,KM,M3,2.長動控制線路,控制電路,主電路,工作原理先閉合開關Q接通電源。,按SB1KM線圈得電,KM主觸頭閉合M運轉,按SB2KM線圈失電,KM主觸頭恢復M停轉,M3,M3,KM輔助觸頭閉合自鎖,KM輔助觸頭恢復失去自鎖,長動電路功能,控制電機長時間連續工作,KM,SB1,KM,SB2,KH,Q,KH,FU,KM,M3,SB3,3.點動及長動控制線路(1),M3,M3,M3,M3,控制電路,主電路,工作原理：先閉合Q，接通電源,按SB1KM線圈得電,KM觸頭閉合M長動運轉,按SB3KM線圈得電,KM觸頭閉合M點動運轉,按SB2KM線圈失電,KM觸頭恢復M停轉,松SB3KM線圈失電,KM觸頭恢復M停轉,KA,SB1,SB2,Q,KH,FU,KM,M3,KM,SB3,KA,KA,中間繼電器KA的功能：實現自鎖從而實現M長動運轉。,3.點動及長動控制線路（2）,按SB1KA線圈得電,KM觸頭閉合M長動運轉,按SB3KM線圈得電,KM觸頭閉合M點動運轉,KM線圈得電,KA觸頭閉合自鎖,按SB2KM線圈失電,KM觸頭恢復M停轉,工作原理合Q,KM,SB1,SB4,KH,Q,KH,FU,KM,M3,SB2,KM,SB3,SB5,SB6,多地點控制線路,利用SB1、SB2、SB3并聯，可實現多地點起動；,利用SB4、SB5、SB6串聯，可實現多地點停機。,三種保護作用,a.短路保護FU,b.過載保護KH,c.零壓欠壓保護KM,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,正、反轉控制,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,按SB1KM1線圈得電,KM1觸頭動作M正轉；,按SB2KM2線圈得電,KM2觸頭動作M反轉；,KM1、KM2常閉觸頭互鎖：,防止KM1KM2同時得電造成電源短路,工作原理,合Q，接通電源,按SB3KM1線圈失電,KM1觸頭恢復M停轉；,正轉反轉必須先按停止按鈕SB3,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3,SB2,KM1,KM2,KM2,KM1,按SB1KM1得電,KM1常開觸頭閉合M運轉,誤按SB2KM2得電,KM1,KM2,若去掉互鎖KM1、KM2常閉觸頭，合Q，,KM2常開觸頭閉合,ABC,則電源A、C線間短路,M3,熔斷器FU燒毀！,KM1,一定要加互鎖觸頭,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,M3,SB2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,KM2,KM1,直接正、反轉控制線路,利用復合按鈕SB1、SB2，可以實現：正轉反轉直接轉換,不必再按SB3。,KM1和KM2的電氣互鎖必不可少！工作更可靠！,SB1,SB3,Q,KH1,FU,KM1,M13,SB2,M23,KM2,KH2,KM1,KM2,KH1,KH2,KM1,KM1,KM2,順序控制,L2,L1,順序聯鎖控制,順序控制線路(1),利用KM1常開觸頭可實現順序控制功能：M1起動后M2才能起動。,順序控制線路(2),自鎖和順序控制,按SB1KM1線圈得電KM1各觸頭動作按SB2KM2線圈才能得電,工作原理,若先按SB2，電路不能工作。,SB1,SB3,Q,KH1,FU,KM1,M13,SB2,M23,KM2,KH2,KM1,KM2,KH1,KH2,KM1,KM1,KM2,L2,L1,SB4,KM2,利用KM1常開觸頭：M1起動后M2才能起動。,例：分析電路的控制功能。,解：電路可實現順序控制功能：,利用KM2常開觸頭：M2停車后M1才能停車。,SQ2,SQ1,行程控制,行程開關的動作過程,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,SQ2,SQ1,行程開關的動作過程,1.5行程控制,符號,行程開關是利用運動部件的撞擊來閉合和切斷控制電路的。,常開觸頭,常閉觸頭,結構示意圖,閉合,斷開,1.5行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,Q,KH,FU,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,KM2,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,L2,L1,SQ4,SQ2,工作臺,右移,左移,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,設KM1得電M正轉,工作臺左移;,KM2得電M反轉,工作臺右移;,M3,1.5行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,SQ4,SQ2,左移,按SB1KM1線圈得電,KM1觸頭動作M正轉工作臺左移,工作原理合Q,直至壓住行程開關SQ2：,常閉觸頭斷開KM1線圈失電,M停轉;,常開觸頭閉合KM2線圈得電,M自行起動反轉,工作臺返回右移。,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,右移,1.5行程控制,KM2,SB1,SB3,KH,SB2,KM1,KM2,KM1,KM1,SQ1,SQ3,KM2,L1,L2,SQ4,SQ2,工作臺,右移,當工作臺右移至壓住行程開關SQ1：,常閉觸頭斷開KM2線圈失電,M停轉;,常開觸頭閉合KM1線圈得電,M自行起動正轉,工作臺返回左移,如此循環可實現工作臺自動往復運。,SQ4,SQ2,SQ1,SQ3,左移,1.5行程控制,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.1二次回路的接線要求,1.按圖施工，接線正確,2.導線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等，均應牢固可靠。,3.盤、柜內的導線不應有接頭，導線芯線應無損傷。,4.電纜芯線和所配導線的端部均應標明其回路編號，編號應正確、字跡清晰不易脫色。,5.配線應整齊、清晰、美觀，導線絕緣應良好，無損傷。,6.每個接線端子的每側接線宜為1根，不得超過2根，有更多導線連接時可采用連接端子；對于插接式端子，不同截面的兩根導線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子，當接兩根導線時，中間應加平墊片。,7.二次回路接地應設專用螺栓,8.盤、柜內的二次回路配線：電流回路應采用電壓不低于500V的銅芯絕緣導線，其截面不應少于25平方毫米；其他回路配線不應小于15平方毫米；對電子元件回路、弱電回路采用錫焊連接時，在滿足載流量和電壓降及有足夠機械強度的情況下，可采用不小于05平方毫米截面的絕緣導線。,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,這里所講的二次回路的接線圖主要是指二次安裝接線圖，簡稱二次接線圖。是安裝施工和運行維護時的重要參考圖紙。二次接線圖是用來表示屏(成套裝置)內或設備中各元器件之間連接關系的一種圖形。,1電氣圖的一般規則,(1)圖幅分區,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,(2)圖線,圖線形式,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,2二次回路接線圖的繪制,(1)項目代號,高層代號是指系統或設備中較高層次的項目，用前綴“=”加字母代碼和數字表示，如“=S1”表示較高層次的裝置S。位置代號按規定，位置代號以項目的實際位置(如區、室等)編號表示，用前綴“+”加數字或字母表示，可以有多項組成，如+3+A+5，表示3號室內A列第5號屏。,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,2二次回路接線圖的繪制,種類代號一個電氣裝置一般有多種類型的電器元件組成，如繼電器，熔斷器、端板等，為明確識別這些器件(項目)所屬種類，設置了種類代號，用前綴“-”加種類代號和數字表示，如“-K1”表示順序編號為1的繼電器。,項目種類字母代號表,端子代號用來識別電器、器件連接端子的代號。用前綴“：”加端子代號字母和端子數字編號，如“-Q1：2”表示開關(隔離)Q1的第2端子，“X1：2”則表示端子排X1的第二個端子。,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,2二次回路接線圖的繪制,(2)安裝單位和屏內設備,為了區分同一屏中兩個以上分別屬于不同一次回路的二次設備，設備上必須標以安裝單位的編號，安裝單位的編號用羅馬數字、等來表示，如圖所示。,(3)接線端子(排)在屏內與屏外二次回路設備的連接或屏內不同安裝單位設備之間以及屏內與屏頂設備之間的連接都是通過端子排來連接的。若干個接線端子組合在一起構成端子排，端子排通常垂直布置在屏后兩側。,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,端子按用途有以下幾種:,一般端子適用于屏內、外導線或電纜的連接,連接端子與一般端子的外形基本一樣，不同的是中間有一缺口，通過缺口可以將相鄰的連接端子或一般端子用連接片連為一體，提供較多的接點供接線使用,試驗端子用于需要接人試驗儀器的電流回路中。通過它來校驗電流回路中儀表和繼通過它來校驗電流回路中儀表和繼電器的準確度.,端子外形圖a)一般端子b)連接端子c)試驗端子d)試驗端子接線,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,(4)端子排的排列順序交流電流回路；交流電壓回路；信號回路；控制回路；其他回路；轉接回路。,(5)二次回路接線表示方式連續線在圖中表示設備之間連接線是用連續的圖線畫出的，當圖形復雜時，圖線的交叉點太多，顯得很亂；中斷線又叫相對編號法，就是甲、乙兩個設備需要連接時，在設備的接線柱上畫一個中斷線并標明接線的去向，沒有標號的接線柱，表示空著不接。,8.6二次回路安裝接線圖,8.6.2二次回路的接線,3屏面布置圖的繪制,(1)控制屏屏面布置原則,控制屏屏面布置應滿足監視和操作調節方便、模擬接線清晰的要求。相同的安裝單位其屏面布置應一致。,測量儀表應盡量與模擬接線對應，A、B、C相按縱向排列，同類安裝單位中功能相同的儀表，一般布置在相對應的位置。,每列控制屏的各屏間，其光字牌的高度應一致，光字牌宜放在屏的上方，要求上部取齊，也可放在中間，要求下部取齊。,操作設備宜與其安裝單位的模擬接線相對應。功能相同的操作設備，應布置在相對應的位置上，操作方向全變電所必須一致。,操作設備(中心線)離地面