电气控制与可编程控制器技术.pptx

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）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KM1、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，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，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。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、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。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 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式之间存在对应关系，为将电路状态用逻辑辑函数式之间存在对应关系，为将电路状态用逻辑函数式的方式描述出来，通常作出如下规定：函数式的方式描述出来，通常作出如下规定：(1)逻逻辑辑原原变变量量：分分别别表表示示继继电电器器、接接触触器器、行行程开关程开关KA、KM、SQ的常开的常开(动合动合)触头触头;用用逻逻辑辑反反变变量量、分分别别表表示示继继电器、接触器、行程开关的常闭电器、接触器、行程开关的常闭(动断动断)触头。触头。(2)电电路路中中开开关关元元件件受受激激状状态态（如如继继电电器器线线圈圈得电，行程开关受压状态）为得电，行程开关受压状态）为“1”状态；状态；开关元件的原始状态开关元件的原始状态(如继电器线圈失电，行程如继电器线圈失电，行程开关未受压状态）为开关未受压状态）为“0”状态。状态。触头的闭合状态为触头的闭合状态为“1”状态状态,触头的断开状态为触头的断开状态为“0”状态。状态。1）对于输出变量状态）对于输出变量状态KA=1继电器线圈处于通电状态继电器线圈处于通电状态KA=0继电器线圈处于断电状态继电器线圈处于断电状态其它继电器、接触器线圈及输出设备类似。其它继电器、接触器线圈及输出设备类似。2）对于输入变量状态）对于输入变量状态KA=1继电器继电器常开触头处于吸合状态常开触头处于吸合状态KA=0继电器常开触头处于断开状态继电器常开触头处于断开状态=1继电器常闭触头处于闭合状态继电器常闭触头处于闭合状态=0继电器继电器常闭触头处于断开状态常闭触头处于断开状态SB=0按钮常开触头处于断开状态按钮常开触头处于断开状态SB=1按钮常开触头处于闭合状态按钮常开触头处于闭合状态=0按钮常闭触头处于断开状态按钮常闭触头处于断开状态=1按钮常闭触头处于闭合状态按钮常闭触头处于闭合状态其它触头类似。其它触头类似。fL=AB2.电路状态的逻辑表达式电路状态的逻辑表达式触头的串联触头的串联关系用关系用逻辑逻辑“与与”()表示表示fL=fL=A+B触头的并联触头的并联关系用关系用逻辑逻辑“或或”(+)表示表示电动机单向起停控制线路电动机单向起停控制线路及其逻辑代数表达式及其逻辑代数表达式(SB2+KM)f(M)=QSFU2KMf(KM)=SB1FR电动机单向起停控制线路及其逻辑代数表达式电动机单向起停控制线路及其逻辑代数表达式(SB2+KM)f(M)=FUKMf(KM)=SB1FR M 3分析：分析：f(KM)=SB1(SB2+KM)因为因为：SB1=1，当当SB2=1则则f(KM)=1(1+0)1=1f(M)=QSFU2KM=111=1FRFR=13.电路化简的逻辑法电路化简的逻辑法1）用逻辑函数表达的电路可按逻辑代数的基本定律）用逻辑函数表达的电路可按逻辑代数的基本定律和运算法则进行化简。和运算法则进行化简。化简的基本公式。化简的基本公式。化简前后电路等效、功能相同。化简前后电路等效、功能相同。实际应用中应使用简化电路以节省触点实际应用中应使用简化电路以节省触点,降低成本。降低成本。例：例：2）例：例：f(KM)=KA1KA2+KA3+KA2KA3=KA1KA2+KA3+（KA2KA3）（）（KA1+）=KA1KA2+KA3+KA2KA3KA1+KA2KA3=KA1KA2(1+KA3)+KA3(1+KA2)=KA1KA2+KA3也可通过卡诺图化简。也可通过卡诺图化简。3）特点）特点（1）逻逻辑辑代代数数分分析析法法是是通通过过对对电电路路逻逻辑辑表表达达式式运运算算来来分分析析电电路路工工作作情情况况的的，其其关关键键是是正正确确写写出出电路的逻辑表达式。电路的逻辑表达式。（2）逻逻辑辑表表达达式式给给出出了了执执行行机机构构工工作作的的条条件件。各各种种电电器器元元件件之之间间的的联联系系和和制制约约关关系系在在逻逻辑辑表表达达式式中一目了然。中一目了然。（3）通通过过对对逻逻辑辑函函数数的的具具体体运运算算，电电路路的的控控制制功能一般不会遗漏或看错。功能一般不会遗漏或看错。（4）实实际际应应用用中中，应应将将所所有有的的继继电电器器、接接触触器器线线圈圈的的逻逻辑辑表表达达式式一一起起写写出出，综综合合分分析析，才才能能正正确确读通电气原理图。读通电气原理图。（5）此方法的主要缺点是对于复杂的电气线路，此方法的主要缺点是对于复杂的电气线路，其逻辑表达式很繁琐其逻辑表达式很繁琐,冗长。冗长。(三三)过程图示法过程图示法(状态图示法状态图示法)电电气气控控制制线线路路对对机机械械设设备备的的控控制制过过程程，实实际际是是指指机机械械设设备备完完成成动动作作的的各各种种程程序序，也也就就是是各各种种动动作对时间的相互关系作对时间的相互关系。1.若以纵坐标表示各控制电器的工作状态，若以纵坐标表示各控制电器的工作状态，通电为高电平通电为高电平“1”、断电为低电平、断电为低电平“0”，简称纵轴为简称纵轴为“状态坐标轴状态坐标轴”：2.以以横横坐坐标标表表示示控控制制作作用用时时间间，即即可可表表示示控控制制过程的全部程序，过程的全部程序，简简称称横横轴轴为为“时时间间坐坐标标轴轴”或或“程程序序作作标标轴轴”。3.对对每每一一电电器器建建立立一一直直角角坐坐标标系系，有有了了坐坐标标就就可可以以画画出出各各种种电电器器动动作作状状态态对对时时间间的的关关系系,也也就就画画出了一幅继电接触线路控制过程图。出了一幅继电接触线路控制过程图。4.状态图的画法是：状态图的画法是：用查线读图法分析线路，一边读图，一边画；用查线读图法分析线路，一边读图，一边画；依依次次将将控控制制电电器器的的工工作作状状态态画画出出，即即控控制制过过程程图也就画出来了。图也就画出来了。5.特点：用图形表达直观性和逻辑性强。特点：用图形表达直观性和逻辑性强。这种分析方法就叫做过程图示法。这种分析方法就叫做过程图示法。以电动机单向起停控制线路为例以电动机单向起停控制线路为例,按下按下SB2起动起动SB2状态状态表示表示“1”接触器接触器KM吸合吸合电动机起电动机起动运行动运行画出控制过程图如下：画出控制过程图如下：按下按下SB1停止停止。SB1状态表示状态表示“0”。电动机电动机停止停止。接触器接触器KM释放释放北京工商大学北京工商大学信息工程学院2.2电气控制的基本控制环节 异步电动机起、停、保护电气控制线路是广泛应用的、也是最基本的控制线路，以三相交流异步电动机和由其拖动的机械运动系统为控制对象，通过由接触器、熔断器、热继电器和按钮等所组成的控制装置对控制对象进行控制。如图2-4所示，该线路能实现对电动机起动、停止的自动控制，并具有必要的保护。一、启动电动机和自锁环节图2-4简单的起、停、保护控制线路(一一)线路的工作原理线路的工作原理1.起动起动合合上上QS刀刀开开关关(准准备备状状态态)按按下下起起动动按按钮钮SB2交交流流接接触触器器KM线线圈圈得得电电KM主主触触头头闭闭合合电动机得电起动运转电动机得电起动运转,同同时时,与与SB2并并联联的的KM常常开开触触头头闭闭合合(自自锁锁),手手松松开开SB2复复位位时时,KM线线圈圈由由于于自自锁锁继继续续得得电电电机继续运转。电机继续运转。自自锁锁-依依靠靠接接触触器器自自身身辅辅助助触触头头使使其其线线圈圈保保持持通电的现象通电的现象。起自锁作用的辅助触头称为起自锁作用的辅助触头称为自锁触头自锁触头。符号表示：符号表示：QSSB2 KM M KM自锁自锁2.停止停止按按下下SB1KM线线圈圈失失电电KM的的主主触触头头断断开开切断电源切断电源电机停转。电机停转。手手松松开开，SB1复复位位闭闭合合时时,KM线线圈圈由由于于其其自锁触头已经断开而不能继续通电。自锁触头已经断开而不能继续通电。符号表示：符号表示：SB1 KM M 电动机单向起停控制线路逻辑代数表达式电动机单向起停控制线路逻辑代数表达式(SB2+KM)f(M)=FUKMf(KM)=SB1FR M 3分析：分析：f(KM)=(SB2+KM)1)当SB2=1因为：=1，则则f(KM)=1(1+0)1=1f(M)=FU2KM=11=12)当=0则则f(KM)=0(0+1)1=0f(M)=10=0FR(二二)电路的几种保护电路的几种保护1.短路保护短路保护熔断器熔断器FU起起短路保护短路保护作用。作用。熔断器熔断器FU不能起过载保护作用不能起过载保护作用。为为保保证证电电动动机机正正常常起起动动,熔熔断断器器的的额额定定电电流流根根据据电动机起动电流大小选择。电动机起动电流大小选择。2.2.过载保护过载保护热继电器具有过载保护作用热继电器具有过载保护作用。热热继继电电器器的的热热惯惯性性比比较较大大，即即使使热热元元件件流流过过几几倍的额定电流，热继电器也不会立即动作。倍的额定电流，热继电器也不会立即动作。因因此此在在电电动动机机起起动动时时间间不不太太长长的的时时间间下下,热热继继电器是经得起电动机起动电流的冲击而不动作的。电器是经得起电动机起动电流的冲击而不动作的。只只有有在在电电动动机机长长时时间间过过载载下下FR才才动动作作，断断开开控制电路到控制电路到,使接触器线圈断电释放，使接触器线圈断电释放，其其主主触触头头断断开开主主电电路路,电电动动机机停停止止运运转转,实实现现过过载保护。载保护。3.3.欠压保护和失压保护欠压保护和失压保护依依靠靠接接触触器器自自身身的的电电磁磁机机构构可可实实现现欠欠压压保保护护和和失压保护失压保护。条件是主电路与控制电路共用同一电源。条件是主电路与控制电路共用同一电源。当当电电源源电电压压由由于于某某种种原原因因而而严严重重欠欠压压或或失失压压时时，接接触触器器的的电电磁磁吸吸力力就就不不够够了了，其其衔衔铁铁自自行行释释放放,常常开开触触头头断断开开主主电电路路，电电动动机机停停止止运运转转，常常开开辅辅助助触触头断开自锁。头断开自锁。当当电电源源电电压压恢恢复复正正常常时时，接接触触器器线线圈圈也也不不能能自自行行通通电电,必必须须重重新新按按下下起起动动按按钮钮SB2后后，电电动动机机才才能能重新启动。重新启动。(三)详细分析1启动电动机启动电动机按起动按钮按起动按钮SB2：接接触触器器KM的的吸吸引引线线圈圈得得电电，主主触触点点KM闭闭合合，电电动动机机起起动动。同同时时，KM辅辅助助常常开开触触点点闭闭合合，当当松松手手断断开开SB2起起动动按按钮钮后后，吸吸引引线线圈圈KM继继续续保保持持通通电电，故电动机不会停止。故电动机不会停止。电路中接触器电路中接触器KM的辅助常开触点并联于起动按的辅助常开触点并联于起动按钮钮SB2称为称为“自锁自锁”环节环节。“自锁自锁”环节一般是由接环节一般是由接触器触器KM的辅助常开触点与主令电器的常开触点的辅助常开触点与主令电器的常开触点并联并联组成组成，这种由接触器（继电器）本身的触点来使其线，这种由接触器（继电器）本身的触点来使其线圈长期保持通电的环节叫圈长期保持通电的环节叫“自锁自锁”环节。环节。“自锁自锁”环节具有对命令的环节具有对命令的“记忆记忆”功能，当起动命令下达后，功能，当起动命令下达后，能保持长期通电能保持长期通电；而而当当停停机机命命令令或或停停电电出出现现后后不不会会自自启启动动。自自锁锁环环节节不不仅仅常常用用于于电电路路的的启启、停停控控制制，而而且且凡凡是是需需要要“记忆记忆”的控制都可以经常运用自锁环节。的控制都可以经常运用自锁环节。2停止电动机停止电动机按停止按钮按停止按钮SB1：接接触触器器KM的的吸吸引引线线圈圈失失电电，KM主主触触点点断断开开，电电动动机机失失电电停停转转。同同时时，KM辅辅助助触触点点断断开开，消消除除自锁电路，清除自锁电路，清除“记忆记忆”。3线路保护环节线路保护环节线线路路保保护护环环节节包包括括短短路路保保护护、过过载载保保护护、欠欠压压和零压保护等。和零压保护等。短短路路保保护护：短短路路时时通通过过熔熔断断器器FUl的的熔熔体体熔熔断断来切断电路来切断电路，使电动机立即停转。，使电动机立即停转。过载保护：过载保护：通过热继电器通过热继电器FR实现实现。当负载过。当负载过载或电动机单相运行时，载或电动机单相运行时，FR动作，其常闭触点动作，其常闭触点FR控制电路断开，控制电路断开，KM吸引线圈失电来切断电动机主吸引线圈失电来切断电动机主电路使电动机停转。电路使电动机停转。欠压保护：欠压保护：通过接触器通过接触器KM的的自锁触点来实现自锁触点来实现。当电源停电或者电源电压严重下降，使接触器当电源停电或者电源电压严重下降，使接触器KM由于铁心吸力消失或减小而释放，这时电动机停转，由于铁心吸力消失或减小而释放，这时电动机停转，接触器辅助常开触点接触器辅助常开触点KM断开并失去自锁。断开并失去自锁。欠压保护可以防止电压严重下降时电动机在负欠压保护可以防止电压严重下降时电动机在负载情况下的低压运行；避免电动机同时启动而造成载情况下的低压运行；避免电动机同时启动而造成电压的严重下降；防止电源电压恢复时，电动机突电压的严重下降；防止电源电压恢复时，电动机突然起动运转，造成设备和人身事故。然起动运转，造成设备和人身事故。二、互锁控制和顺序起动 互锁控制是指生产机械或自动生产线互锁控制是指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相联系又互相制约，不同的运动部件之间互相联系又互相制约，又称为又称为联锁控制联锁控制。例如，机械加工车床的。例如，机械加工车床的主轴起动必须先让油泵电机起动使齿轮箱主轴起动必须先让油泵电机起动使齿轮箱有充分的润滑油，龙门刨床的工作台运动有充分的润滑油，龙门刨床的工作台运动时不允许刀架移动等等都是互锁控制。时不允许刀架移动等等都是互锁控制。互锁也可以起到顺序控制的作用，称互锁也可以起到顺序控制的作用，称为顺序联锁控制。为顺序联锁控制。其控制原则为其控制原则为：（1）要求甲接触器动作后乙接触器方能动）要求甲接触器动作后乙接触器方能动作，则需将作，则需将甲接触器的常开触点串联在乙接触甲接触器的常开触点串联在乙接触器的线圈电路中器的线圈电路中。车床主轴转动时要求油泵先。车床主轴转动时要求油泵先起动后主拖动电动机才允许起动，也就是对控起动后主拖动电动机才允许起动，也就是对控制线路提出了按顺序工作的互锁要求。制线路提出了按顺序工作的互锁要求。图图-是顺序启动控制线路，图是顺序启动控制线路，图-（a a）是将油泵电机接触器的）是将油泵电机接触器的常开触点常开触点串入主拖动电动机接触器串入主拖动电动机接触器KM2的线圈电路中来的线圈电路中来实现的，只有当实现的，只有当KM1先起动，先起动，KM2才能起动，才能起动，这就是这就是“与与”的关系，互锁起到了顺序控制的的关系，互锁起到了顺序控制的作用。作用。图2-5(a)顺序起动顺序停止控制线路 (b)简化电路 图图2-5（b）的接法可以省去的接法可以省去KM1的常开触点，的常开触点，使线路得到简化。使线路得到简化。（2）如果在互锁控制中，需要当）如果在互锁控制中，需要当KM1动作后动作后不允许不允许KM2动作，动作，则将则将KMl的常闭触点串联于的常闭触点串联于KM2的线圈电路中的线圈电路中，这就是，这就是“非非”的关系。的关系。三、多地点控制线路三、多地点控制线路 多地点控制必须在每个地点有一组启停按钮，多地点控制必须在每个地点有一组启停按钮，所有各组按钮的连接原则必须是：所有各组按钮的连接原则必须是：常开启动按钮常开启动按钮要并联，常闭停止按钮应串联要并联，常闭停止按钮应串联。图图2-6就是实现三地控制的控制电路。就是实现三地控制的控制电路。图中图中SB-Q1SB-Q1和和SB-T1SB-T1，SB-Q2SB-Q2和和SB-T2SB-T2，SB-Q3SB-Q3和和SB-T3SB-T3为为一组一组,装在一起，固定于生产设备的装在一起，固定于生产设备的3 3个地方；起个地方；起动按钮动按钮SB-Q1SB-Q1、SB-Q2SB-Q2和和SB-Q3SB-Q3并联，停止按钮并联，停止按钮SB-SB-T1 T1、SB-T2SB-T2和和 SB-T3SB-T3串联。串联。图2-6 三地控制的控制电路 在在大大型型生生产产设设备备上上，为为使使操操作作人人员员在在不不同同方方位位均均能能进进行行起起、停停操操作作，常常常常要要求组成多地控制线路。求组成多地控制线路。多地控制线路只需多用多地控制线路只需多用几个起动按钮和停止按钮，几个起动按钮和停止按钮，无需增加其它电器元件。无需增加其它电器元件。典型电路如图典型电路如图 起动起动(常开常开)按钮应并联，按钮应并联，停止停止(常闭常闭)按钮应串联，按钮应串联，分别装在几个地方。分别装在几个地方。四、步进控制线路在在一一些些简简易易的的顺顺序序控控制制装装置置中中，加加工工顺顺序序按按照照一一定定的的程程序序依依次次转转换换，依依靠靠步步进进控控制制线线路路完完成成。图图2-7为为采采用用中中间间继继电电器器组组成成的的顺顺序序控控制制3个个程序的步进控制线路。程序的步进控制线路。其其中中Q1、Q2、Q3的的“得得电电”和和“失失电电”表表征征某某一一程程序序的的开开始始和和结结束束，分分别别代代表表第第一一至至第第三三程程序序的的加加工工执执行行电电路路。每每个个加加工工过过程程的的顺顺序序分分别别由由信信号号SQ1、SQ2、SQ3来来进进行行控控制制，保保证证只只有有一个程序在工作，不至引起混乱。一个程序在工作，不至引起混乱。图2-7 顺序控制3个程序的步进控制线路 2.3三相交流电动机的启动控制三相交流电动机的启动控制三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点。因此，固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点。因此，在工矿企业中异步电动机得到广泛的应用在工矿企业中异步电动机得到广泛的应用.三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组