1、可编程控制器应可编程控制器应用技术用技术前前 言言 可编程控制器可编程控制器(PLC)是自动控制技术、计算机技术和通信技是自动控制技术、计算机技术和通信技术二者结合的通用工业自动化装置。在工业生产各领域得到术二者结合的通用工业自动化装置。在工业生产各领域得到广泛的应用，已成为工业自动化的二大支柱之一。广泛的应用，已成为工业自动化的二大支柱之一。可编程控制器在各个工业领域中得到了越来越广泛的应用，可编程控制器在各个工业领域中得到了越来越广泛的应用，20世纪世纪90年代，各工科院校有关专业逐步开设可编程控制器年代，各工科院校有关专业逐步开设可编程控制器课程。为适应这种形势，我们选择了日本三菱公司课
2、程。为适应这种形势，我们选择了日本三菱公司FX系列可系列可编程控制器编写了本书。编程控制器编写了本书。前前 言言本书共分本书共分8章。第章。第1章介绍了继电接触器控制技术章介绍了继电接触器控制技术;第第2章介绍章介绍了了PLC的产生及特点、应用及发展趋势的产生及特点、应用及发展趋势;第第3章介绍了可编程章介绍了可编程控制器的组成、工作原理及编程语言控制器的组成、工作原理及编程语言;第第4章简单介绍了章简单介绍了FX系系列可编程控制器应用指令列可编程控制器应用指令;第第5章介绍了三菱章介绍了三菱FX系列可编程控系列可编程控制器的指令系统制器的指令系统;第第6章介绍了可编程控制器的梯形图设计方章介
3、绍了可编程控制器的梯形图设计方法法;第第7章介绍了顺序控制设计法与顺序控制梯形图设计方法章介绍了顺序控制设计法与顺序控制梯形图设计方法;第第8章介绍了可编程控制器的应用、安装、调试技术、编程软章介绍了可编程控制器的应用、安装、调试技术、编程软件的使用方法，还简单介绍了可编程控制器的联网技术。件的使用方法，还简单介绍了可编程控制器的联网技术。在编写本书的过程中，根据高职教育应以培养高素质技能人在编写本书的过程中，根据高职教育应以培养高素质技能人才为目标，在注重基础理论教育的同时，突出实践性教学环才为目标，在注重基础理论教育的同时，突出实践性教学环节，加强工程应用内容。并力图做到深入浅出，层次分明
4、，节，加强工程应用内容。并力图做到深入浅出，层次分明，详略得当，尽可能体现高职教育的特点。详略得当，尽可能体现高职教育的特点。前前 言言(1)重点突出。对传统继电器及接触器等内容作简要介绍，可重点突出。对传统继电器及接触器等内容作简要介绍，可编程控制器技术是在继电接触器控制技术基础上发展起来的，编程控制器技术是在继电接触器控制技术基础上发展起来的，实际上可编程控制器控制要以继电器控制为基础，目前在自实际上可编程控制器控制要以继电器控制为基础，目前在自动化领域二者应用并存，了解继电器控制有利于更好地掌握动化领域二者应用并存，了解继电器控制有利于更好地掌握和应用可编程控制器控制技术。重点介绍了和应
5、用可编程控制器控制技术。重点介绍了FX系列可编程控系列可编程控制器的原理及应用等内容，深入浅出，以期激发读者的应用制器的原理及应用等内容，深入浅出，以期激发读者的应用能力和创造能力。能力和创造能力。(2)加强工程应用知识要点。介绍了常用低压电器、电气控加强工程应用知识要点。介绍了常用低压电器、电气控制基本线路、可编程控制器实际应用控制线路，包括采用可制基本线路、可编程控制器实际应用控制线路，包括采用可编程控制器对电动机进行控制的多种实用基本线路，将电动编程控制器对电动机进行控制的多种实用基本线路，将电动机的继电接触控制和机的继电接触控制和PLC控制对应起来。选用了多方面、多控制对应起来。选用了
6、多方面、多层次的工程应用实例，有利于培养学生的实际应用能力，这层次的工程应用实例，有利于培养学生的实际应用能力，这是本书的特色。是本书的特色。前前 言言(3)方便教学。本书在内容阐述上力求简明扼要，层次清晰，方便教学。本书在内容阐述上力求简明扼要，层次清晰，图文并茂，通俗易懂。为了便于读者自我检测或复习巩固所图文并茂，通俗易懂。为了便于读者自我检测或复习巩固所学内容，每章之后均配有习题。本书有配套的电子教案。学内容，每章之后均配有习题。本书有配套的电子教案。本书第本书第1章、第章、第3章、附录由梁吟曦编写章、附录由梁吟曦编写;第第2章由张芳编写章由张芳编写;第第5章、第章、第8章由向要编写章由
7、向要编写;第第4章、第章、第6章、第章、第7章由梁小布编章由梁小布编写。在编写过程中各章的图稿编画主要由梁小布、梁吟曦、写。在编写过程中各章的图稿编画主要由梁小布、梁吟曦、向要共同完成。向要共同完成。可编程控制器是新兴的控制器，发展迅速，由于编者学识有可编程控制器是新兴的控制器，发展迅速，由于编者学识有限，书中难免存在不足之处，敬请有关专家和读者批评指正。限，书中难免存在不足之处，敬请有关专家和读者批评指正。在编写过程中，编者参阅了国内外许多专家、同行的教材、在编写过程中，编者参阅了国内外许多专家、同行的教材、著作和论文，对此，谨致诚挚的谢意著作和论文，对此，谨致诚挚的谢意!本书既可作为高职高
8、专的教材，也可供从事电气运行与自本书既可作为高职高专的教材，也可供从事电气运行与自动控制工作和相关专业的工程技术人员参考与自学。动控制工作和相关专业的工程技术人员参考与自学。目目 录录第第1章电气控制基础章电气控制基础 1.1常用低压电器元件常用低压电器元件 1.2电气控制系统图电气控制系统图 1.3电气控制线路的逻辑代数表示法电气控制线路的逻辑代数表示法 1.4交流电动机的启动运行控制电路交流电动机的启动运行控制电路 1.5电动机的制动控制电路电动机的制动控制电路 1.6电动机的保护环节电动机的保护环节目目 录录第第2章可编程控制器概述章可编程控制器概述 2.1可编程控制器产生及定义可编程控
9、制器产生及定义 2.2可编程控制器的发展可编程控制器的发展 2.3可编程控制器的特点与功能可编程控制器的特点与功能 2.4可编程控制器与其他控制装置的比较可编程控制器与其他控制装置的比较 2.5可编程控制器的应用领域可编程控制器的应用领域目目 录录第第3章可编程控制器的结构与基本工作原章可编程控制器的结构与基本工作原理理 3.1可编程控制器的硬件结构与基本形式可编程控制器的硬件结构与基本形式 3.2可编程控制器存储器的结构与分类可编程控制器存储器的结构与分类 3.3可编程控制器的软件系统可编程控制器的软件系统 3.4可编程控制器的基本工作原理可编程控制器的基本工作原理 3.5特殊功能模块特殊功
10、能模块 3.6编程装置简介编程装置简介目目 录录第第4章章FX系列可编程控制器及指令系统系列可编程控制器及指令系统4.1 FX系列可编程控制器概述系列可编程控制器概述4.2 FX系列系列PLC梯形图与指令表梯形图与指令表4.3 FX系列可编程控制器的编程元件系列可编程控制器的编程元件4.4 FX系列可编程控制器的基本逻辑指令系列可编程控制器的基本逻辑指令目目 录录第第5章三菱章三菱FX系列可编程控制器的应用指系列可编程控制器的应用指令简介令简介5.1FX系列可编程控制器的应用指令概况系列可编程控制器的应用指令概况5.2程序流程控制指令程序流程控制指令5.3数据传送指令和比较指令数据传送指令和比
11、较指令5.4四则运算指令和逻辑运算指令四则运算指令和逻辑运算指令5.5循环移位指令循环移位指令5.6数据处理指令数据处理指令5.7高速处理指令高速处理指令目目 录录5.8方便指令方便指令5.9外部外部I/0设备指令设备指令5.10外部设备指令外部设备指令5.11浮点数运算指令浮点数运算指令5.12时间运算指令时间运算指令5.13比较触点指令比较触点指令目目 录录第第6章梯形图程序的设计章梯形图程序的设计 6.1可编程控制器编程技术概述可编程控制器编程技术概述 6.2梯形图的典型基本程序梯形图的典型基本程序 6.3梯形图的探索设计法梯形图的探索设计法 6.4梯形图的转换设计法梯形图的转换设计法目
12、目 录录第第7章顺序控制设计与状态转移图编程章顺序控制设计与状态转移图编程7.1顺序控制设计与状态转移图顺序控制设计与状态转移图7.2步进指令及其顺序控制梯形图编程步进指令及其顺序控制梯形图编程7.3以转移条件展开的梯形图编程以转移条件展开的梯形图编程7.4应用停止优先的自锁电路编程应用停止优先的自锁电路编程7.5控制系统程序设计实例控制系统程序设计实例目目 录录第第8章可编程控制器的应用技术章可编程控制器的应用技术 8.1可编程控制器控制系统设计与调试可编程控制器控制系统设计与调试 8.2可编程控制器控制系统组态选择与安可编程控制器控制系统组态选择与安装装 8.3可编程控制器控制系统的可靠性
13、与抗可编程控制器控制系统的可靠性与抗干扰干扰 8.4可编程控制器编程软件的操作可编程控制器编程软件的操作 8.5可编程控制器的系统联网及通信可编程控制器的系统联网及通信第第1章电气控制基础章电气控制基础 1.1常用低压电器元件常用低压电器元件 1.2电气控制系统图电气控制系统图 1.3电气控制线路的逻辑代数表示法电气控制线路的逻辑代数表示法 1.4交流电动机的启动运行控制电路交流电动机的启动运行控制电路 1.5电动机的制动控制电路电动机的制动控制电路 1.6电动机的保护环节电动机的保护环节1.1常用低压电器元件常用低压电器元件1.1.1低压电器的基础知识低压电器的基础知识 1.定义定义 低压电
14、器通常是指工作在直流电压小于低压电器通常是指工作在直流电压小于1 500 V、交流电压、交流电压小于小于1 200 V的电路中，在低压配电系统和控制系统中起通、的电路中，在低压配电系统和控制系统中起通、断、保护、控制或调节作用的电气设备。工作电压值超出这断、保护、控制或调节作用的电气设备。工作电压值超出这个范围的电器通常称为高压电器。个范围的电器通常称为高压电器。低压电器是自动控制系统的基本组成元件，控制系统的优低压电器是自动控制系统的基本组成元件，控制系统的优劣与所用的低压电器直接相关，电气技术人员必须熟悉常用劣与所用的低压电器直接相关，电气技术人员必须熟悉常用低压电器的原理、结构、型号、规
15、格和用途，并能正确选择、低压电器的原理、结构、型号、规格和用途，并能正确选择、使用与维护。使用与维护。下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件2.分类分类 低压电器种类繁多，结构原理各异，功能多样，用途广泛，低压电器种类繁多，结构原理各异，功能多样，用途广泛，同时也有多种分类方式。同时也有多种分类方式。(1)按控制对象分类按控制对象分类 根据所控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器。根据所控制的对象分为低压配电电器和低压控制电器。低压配电电器主要用于配电系统中，为工厂用电设备提供电低压配电电器主要用于配电系统中，为工厂用电设备提供电能，此类电器一般要求动作准确、工作可靠，有较强的动
16、稳能，此类电器一般要求动作准确、工作可靠，有较强的动稳定性和热稳定性定性和热稳定性(动稳定性和热稳定性分别是指电器承受短路动稳定性和热稳定性分别是指电器承受短路电流或冲击电流的电动力作用和热效应而不致损坏的能力电流或冲击电流的电动力作用和热效应而不致损坏的能力)，这类电器有刀开关、转换开关、熔断器和自动开关等。这类电器有刀开关、转换开关、熔断器和自动开关等。低压控制电器主要用于拖动自动控制系统和用电系统中，低压控制电器主要用于拖动自动控制系统和用电系统中，这类电器一般要求体积小、工作准确可靠、响应速度快且寿这类电器一般要求体积小、工作准确可靠、响应速度快且寿命长，如接触器、控制继电器、启动器、
17、按钮等。命长，如接触器、控制继电器、启动器、按钮等。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件(2)按动作原理分类按动作原理分类 根据电器的动作原理可分为自动电器和非自动电器。自动根据电器的动作原理可分为自动电器和非自动电器。自动电器是按照自身参数或外来信号以及某个物理量的变化而自电器是按照自身参数或外来信号以及某个物理量的变化而自动动作并完成通断动作的电器，如继电器和接触器等。非自动动作并完成通断动作的电器，如继电器和接触器等。非自动电器是直接依靠手动或某种非电物理量的变化而来完成其动电器是直接依靠手动或某种非电物理量的变化而来完成其通断动作的电器通断动作的电器(又称手动电器
18、又称手动电器)，这类电器如刀开关、按钮、，这类电器如刀开关、按钮、行程开关等。行程开关等。(3)按用途分类按用途分类 根据电器所起的作用可分为控制电器、保护电器、配电电器、根据电器所起的作用可分为控制电器、保护电器、配电电器、主令电器和执行电器。主令电器和执行电器。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件控制电器在系统中起通断、控制和调节作用，用于各种控制控制电器在系统中起通断、控制和调节作用，用于各种控制电路和控制系统的电器，如刀开关、控制继电器、接触器、电路和控制系统的电器，如刀开关、控制继电器、接触器、按钮等按钮等;保护电器在系统中起保护作用，保障系统的安全运行，保护电
19、器在系统中起保护作用，保障系统的安全运行，用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等;配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制系统中发送动作指令的电器;执行电器用于完成某种动作或执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器。传送功能的电器。(4)按执行机能分类按执行机能分类 按电器的执行机能可分为有触点电器和无触点电器。有触按电器的执行机能可分为有触点电器和无触点电器。有触点的电器有开关、按钮等，无触点电器有晶闸管、霍尔接近点的电器有开关、按钮等
20、，无触点电器有晶闸管、霍尔接近开关等。开关等。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件1.1.2常用低压电器介绍常用低压电器介绍1.主令电器主令电器 主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多，按其作用可分为多，按其作用可分为:按钮、行程开关、接近开关、万能转换按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制
21、器及其他主令电器开关、主令控制器及其他主令电器(如脚踏开关、钮子开关、如脚踏开关、钮子开关、紧急开关紧急开关)等。等。图图1-1给出两种开关的图形符号。给出两种开关的图形符号。(1)按钮按钮 按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。在低压控制按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器。在低压控制电路中，用于手动发出控制信号，短时接通和断开小电流的电路中，用于手动发出控制信号，短时接通和断开小电流的控制电路。按钮也常作为可编程序控制器的输入信号元件。控制电路。按钮也常作为可编程序控制器的输入信号元件。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件控制按钮的结构示意图和图文符号如控制按钮的
22、结构示意图和图文符号如图图1-2所示，一般由按钮所示，一般由按钮帽、复位弹簧、桥式动静触点和外壳等组成。按钮常为复合帽、复位弹簧、桥式动静触点和外壳等组成。按钮常为复合式，即同时具有常开、常闭触点。按下按钮帽时常闭触点先式，即同时具有常开、常闭触点。按下按钮帽时常闭触点先断开，然后常开触点闭合断开，然后常开触点闭合(即先断后合即先断后合)。去掉外力后，在复。去掉外力后，在复位弹簧的作用下，常开触点断开，常闭触点闭合。位弹簧的作用下，常开触点断开，常闭触点闭合。按钮的结构形式可分为按钮式、紧急式、旋钮式及钥匙式等。按钮的结构形式可分为按钮式、紧急式、旋钮式及钥匙式等。还有带指示灯和不带指示灯的，
23、带指示灯的按钮帽用透明塑还有带指示灯和不带指示灯的，带指示灯的按钮帽用透明塑料制成，兼作指示灯罩。还有一种带锁键的按钮，当按下后料制成，兼作指示灯罩。还有一种带锁键的按钮，当按下后不自动复位，需再按一次后才复位。不自动复位，需再按一次后才复位。目前应用较多的产品有目前应用较多的产品有LA18,LA19,LA20,LA25、和、和LAY3等系列。其中等系列。其中LA25系列为通用型按钮的更新换代产品，系列为通用型按钮的更新换代产品，采用组合式结构，可根据需要任意组合其触点数目，最多可采用组合式结构，可根据需要任意组合其触点数目，最多可组合组合6个单元个单元;LAY3系列是根据德国西门子公司技术标
24、准生产系列是根据德国西门子公司技术标准生产的产品。的产品。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件按钮的选用要考虑其使用场合，对于控制直流负载，因直流按钮的选用要考虑其使用场合，对于控制直流负载，因直流电弧熄灭比交流困难，故在同样的工作电压下，直流工作电电弧熄灭比交流困难，故在同样的工作电压下，直流工作电流应小于交流工作电流，并根据具体控制方式、所需要的触流应小于交流工作电流，并根据具体控制方式、所需要的触点对数、是否需要带指示灯及按钮的颜色等选择。一般以红点对数、是否需要带指示灯及按钮的颜色等选择。一般以红色表示停止按钮，绿色表示启动按钮、红色蘑菇头的表示急色表示停止按钮，
25、绿色表示启动按钮、红色蘑菇头的表示急停按钮。通常所使用的规格为额定电压交流停按钮。通常所使用的规格为额定电压交流500 V,直流直流400 V,额定电流为额定电流为5 A。(2)行程开关行程开关 行程开关又称为限位开关或位置开关，是一种利用生产机行程开关又称为限位开关或位置开关，是一种利用生产机械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器，械某些运动部件的撞击来发出控制信号的小电流主令电器，主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等，主要用于生产机械的运动方向、行程大小控制或位置保护等，一般由执行元件、操作机构及外壳组成。行程开关的种类很一般由执行元件、操作机构及外壳组成。行程
26、开关的种类很多，按动作方式分为瞬动型和蠕动型多，按动作方式分为瞬动型和蠕动型;按头部结构分为直动式、按头部结构分为直动式、滚轮式和微动式等。滚轮式和微动式等。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件直动式行程开关。直动式行程开关如直动式行程开关。直动式行程开关如图图1-3(a)所示。其结所示。其结构与按钮的相似，只是它用运动部件上的挡块来碰撞行程开构与按钮的相似，只是它用运动部件上的挡块来碰撞行程开关的顶杆。这种行程开关触点的分合速度取决于挡块的移动关的顶杆。这种行程开关触点的分合速度取决于挡块的移动速度，在挡块移动速度低于速度，在挡块移动速度低于0.4 m/min时，触点断
27、开较慢，电时，触点断开较慢，电弧易烧坏触点，此时不应采用这类行程开关。弧易烧坏触点，此时不应采用这类行程开关。滚轮式行程开关。为克服直动式行程开关的缺点，还可滚轮式行程开关。为克服直动式行程开关的缺点，还可采用能瞬时动作的滚轮旋转式结构，如图采用能瞬时动作的滚轮旋转式结构，如图1-3(b)所示。这种结所示。这种结构的开关通过左右推动滚轮构的开关通过左右推动滚轮6，带动小滑轮，带动小滑轮15在擒纵件在擒纵件12上快上快速移动，从而使动触点迅速地与右边的静触点断开，并与左速移动，从而使动触点迅速地与右边的静触点断开，并与左边的静触点闭合。这样就减少了电弧对触点的烧蚀，并保证边的静触点闭合。这样就减
28、少了电弧对触点的烧蚀，并保证了动作的可靠性。这类行程开关适用于低速运动的机械。了动作的可靠性。这类行程开关适用于低速运动的机械。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件微动式行程开关。微动式开关具有弯片式弹簧瞬动机构，微动式行程开关。微动式开关具有弯片式弹簧瞬动机构，如图如图1-3(c)所示。当推杆被压下时，弓簧片变形，储存能量。所示。当推杆被压下时，弓簧片变形，储存能量。当达到预定位置时，弹簧片连同动触点产生瞬时跳跃，实现当达到预定位置时，弹簧片连同动触点产生瞬时跳跃，实现电路的切换。当操作力小时，弹簧释放能量，反向跳跃，触电路的切换。当操作力小时，弹簧释放能量，反向跳跃，
29、触点分合速度不受推杆压下速度影响，克服了直动式行程开关点分合速度不受推杆压下速度影响，克服了直动式行程开关的缺点。这种行程开关不仅动作灵敏而且体积小，适用于小的缺点。这种行程开关不仅动作灵敏而且体积小，适用于小型机构。型机构。行程开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、触点换接行程开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、触点换接时间、动作力、动作角度或工作行程、触点数量、结构形式时间、动作力、动作角度或工作行程、触点数量、结构形式和操作频率等。和操作频率等。行程开关的图形符号、文字符号如行程开关的图形符号、文字符号如图图1-4(a)所示。所示。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压
30、电器元件(3)接近开关接近开关 接近开关是一种非接触式、无触点的行程开关，当运动着接近开关是一种非接触式、无触点的行程开关，当运动着的物体接近它到一定距离内时，它就能发出信号，从而进行的物体接近它到一定距离内时，它就能发出信号，从而进行相应的操作。接近开关不仅能代替有触点行程开关来完成行相应的操作。接近开关不仅能代替有触点行程开关来完成行程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、液面检测、程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、液面检测、检测零件尺寸、加工程序的自动衔接等。由于它具有无机械检测零件尺寸、加工程序的自动衔接等。由于它具有无机械磨损、工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高以及能适应
31、磨损、工作稳定可靠、寿命长、重复定位精度高以及能适应恶劣的工作环境等特点，所以在工业生产方面已逐渐得到推恶劣的工作环境等特点，所以在工业生产方面已逐渐得到推广应用。接近开关的主要技术参数有广应用。接近开关的主要技术参数有:动作距离、重复精度、动作距离、重复精度、操作频率、复位行程等。操作频率、复位行程等。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件接近开关按其工作原理分，有高频振荡型、电容型、感应电接近开关按其工作原理分，有高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等。桥型、永久磁铁型、霍尔效应型等。接近开关的图形符号如图接近开关的图形符号如图1-4(b)所示。所示。
32、(4)光电开关光电开关 光电开关是另一种类型的非接触式检测装置，用来检测物光电开关是另一种类型的非接触式检测装置，用来检测物体靠近、通过等状态的光电传感器。它有一对光的发射和接体靠近、通过等状态的光电传感器。它有一对光的发射和接收装置。根据两者位置和光的接收方式可分为对射型收装置。根据两者位置和光的接收方式可分为对射型(或遮断或遮断型型)和反射型，作用距离从几厘米到几十米不等。和反射型，作用距离从几厘米到几十米不等。光电开关中的红外光发射器一般采用功率较大的红外发光光电开关中的红外光发射器一般采用功率较大的红外发光二极管二极管(红外红外LED，而接收器可采用光敏二极管、光敏达林顿，而接收器可采
33、用光敏二极管、光敏达林顿二极管或光电池。为了防止日光灯的干扰，可在光敏元件表二极管或光电池。为了防止日光灯的干扰，可在光敏元件表面加红外滤光透镜。面加红外滤光透镜。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件LED可用高频可用高频(40 kHz左右左右)脉冲电流驱动，从而发射调制光脉冲电流驱动，从而发射调制光脉冲，相应地，接受光电元件的输出信号经选频交流放大器脉冲，相应地，接受光电元件的输出信号经选频交流放大器及解调器处理，可以有效地防止太阳光的干扰。及解调器处理，可以有效地防止太阳光的干扰。光电开关可用于生产流水线上进行统计产量、检测装配件光电开关可用于生产流水线上进行统计产量
34、、检测装配件到位与否以及装配质量，并且可以根据被测物的特定标记给到位与否以及装配质量，并且可以根据被测物的特定标记给出自动控制信号。目前，光电开关已广泛地应用于自动包装出自动控制信号。目前，光电开关已广泛地应用于自动包装机、自动灌装机和装配流水线等自动化机械装置中。机、自动灌装机和装配流水线等自动化机械装置中。选用时，要根据使用场合和控制对象确定检测元件的种类。选用时，要根据使用场合和控制对象确定检测元件的种类。例如，当被测对象运动速度不是太快时，可选用一般用途的例如，当被测对象运动速度不是太快时，可选用一般用途的行程开关行程开关;而在工作频率很高、对可靠性及精度要求也很高时，而在工作频率很高
35、、对可靠性及精度要求也很高时，应选用接近开关应选用接近开关;不能接近被测物体时，应选用光电开关。不能接近被测物体时，应选用光电开关。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件2.接触器接触器 接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大、涉及面广接触器是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，用于频繁地接通或断开交、直流的一种低压自动控制电器，用于频繁地接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路，实现远距离自动控制的低压自动主电路及大容量控制电路，实现远距离自动控制的低压自动控制电器。控制电器。在功能上，接触器除能自动切换外，还具有刀开关类手动在功能上，接触
36、器除能自动切换外，还具有刀开关类手动开关所不能实现的远距离操作功能和失压开关所不能实现的远距离操作功能和失压(或欠电压或欠电压)保护功保护功能，它不同于断路器等，断路器虽有一定的过载能力，但却能，它不同于断路器等，断路器虽有一定的过载能力，但却不能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。接触器生产不能切断短路电流，也不具备过载保护的功能。接触器生产方便，价格低廉。在可编程控制器控制系统中，接触器常作方便，价格低廉。在可编程控制器控制系统中，接触器常作为输出执行元件，用于控制电动机、电热设备、电焊机、电为输出执行元件，用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等负载。容器组等负载。上一页 下一页
37、返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件(1)接触器的组成及工作原理接触器的组成及工作原理 目前使用的接触器是电磁式电器的一种，其结构与电磁式目前使用的接触器是电磁式电器的一种，其结构与电磁式电器相同，一般也由电磁机构、触点系统、灭弧系统、复位电器相同，一般也由电磁机构、触点系统、灭弧系统、复位弹簧机构或缓冲装置、支架与底座等几部分组成，如弹簧机构或缓冲装置、支架与底座等几部分组成，如图图1-5所所示。示。电磁机构是接触器的感测元件，由线圈、铁芯、衔铁和电磁机构是接触器的感测元件，由线圈、铁芯、衔铁和复位弹簧几部分组成。复位弹簧几部分组成。线圈通电使铁芯产生电磁吸力，驱使触点动作。在铁芯头线
38、圈通电使铁芯产生电磁吸力，驱使触点动作。在铁芯头部平面上都装有短路环，目的是消除交流电磁铁在吸合时可部平面上都装有短路环，目的是消除交流电磁铁在吸合时可能产生的衔铁振动和噪声。当交变电流过零时，电磁铁的吸能产生的衔铁振动和噪声。当交变电流过零时，电磁铁的吸力为零，衔铁被释放，当交变电流过了零值后，衔铁又被吸力为零，衔铁被释放，当交变电流过了零值后，衔铁又被吸合，这样一放一吸，使衔铁发生振动。合，这样一放一吸，使衔铁发生振动。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件当装上短路环后，在其中产生感应电流，能阻止交变电流过当装上短路环后，在其中产生感应电流，能阻止交变电流过零时磁场的
39、消失，使衔铁与铁芯之间始终保持一定的吸力，零时磁场的消失，使衔铁与铁芯之间始终保持一定的吸力，因此消除了振动现象。因此消除了振动现象。角虫点系统包括主触点和辅助触点。触点又有常开角虫点系统包括主触点和辅助触点。触点又有常开(动合动合)触点和常闭触点和常闭(动断动断)触点之分，在无外力作用而处于静止状态触点之分，在无外力作用而处于静止状态时，触点间是断开状态，当衔铁吸合时触点闭合接通电路的时，触点间是断开状态，当衔铁吸合时触点闭合接通电路的触点，称为常开触点，反之称为常闭触点。触点，称为常开触点，反之称为常闭触点。主触点用于接通和分断主电路，通常为二对常开触点主触点用于接通和分断主电路，通常为二
40、对常开触点;辅助辅助触点用于控制电路，起电气连锁作用，故又称连锁触点，一触点用于控制电路，起电气连锁作用，故又称连锁触点，一般有常开、常闭触点各两对。在线圈未通电时般有常开、常闭触点各两对。在线圈未通电时(即平常状态即平常状态下下)，处于相互断开状态的触点叫常开触点，又叫动合触点，处于相互断开状态的触点叫常开触点，又叫动合触点;处于相互接触状态的触点叫常闭触点，又叫动断触点。处于相互接触状态的触点叫常闭触点，又叫动断触点。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件接触器中的常开和常闭触点是联动的，当线圈通电时，所有接触器中的常开和常闭触点是联动的，当线圈通电时，所有的常闭触点先
41、行分断，然后所有的常开触点跟着闭合的常闭触点先行分断，然后所有的常开触点跟着闭合;当线圈当线圈断电时，在反力弹簧的作用下，所有触点都恢复原来的平常断电时，在反力弹簧的作用下，所有触点都恢复原来的平常状态。状态。灭弧系统。在通电状态下，动、静触点脱离接触时，如灭弧系统。在通电状态下，动、静触点脱离接触时，如果被分断电路的电流超过某一数值果被分断电路的电流超过某一数值(根据触点材料的不同，其根据触点材料的不同，其值在值在0.25 A1 A)，或分断后加在触点间隙，或分断后加在触点间隙(或称弧隙或称弧隙)两端电两端电压超过某一数值压超过某一数值(根据触点材料的不同，其值在根据触点材料的不同，其值在1
42、2 V20 V)时，时，则触点间隙中就会产生电弧。而电弧的存在，既烧损触点金则触点间隙中就会产生电弧。而电弧的存在，既烧损触点金属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间，严重属表面，降低电器的寿命，又延长了电路的分断时间，严重时会引起火灾或其他事故，因此应采取措施迅速熄灭电弧。时会引起火灾或其他事故，因此应采取措施迅速熄灭电弧。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、栅片灭弧、灭弧罩等几种。罩等几种。额定电流在额定电流在20 A以上的交流接触器，通常都设有陶瓷灭弧以上的交流接触器，
43、通常都设有陶瓷灭弧罩。它的作用是能迅速熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙罩。它的作用是能迅速熄灭触点分断电流瞬间触点之间气隙中产生的电弧，以避免发生触点烧毛或熔焊。中产生的电弧，以避免发生触点烧毛或熔焊。其他部分包括反力弹簧、触点压力弹簧片、缓冲弹簧、其他部分包括反力弹簧、触点压力弹簧片、缓冲弹簧、短路环、底座和接线柱等。反力弹簧的作用是当线圈断电时短路环、底座和接线柱等。反力弹簧的作用是当线圈断电时使衔铁和触点复位使衔铁和触点复位;触点压力弹簧片的作用是增大触点闭合时触点压力弹簧片的作用是增大触点闭合时的压力，从而增大触点接触面积，避免因接触电阻增大而产的压力，从而增大触点接触面积，避免因接触
44、电阻增大而产生触点烧毛现象生触点烧毛现象;缓冲弹簧可以吸收衔铁被吸合时产生的冲击缓冲弹簧可以吸收衔铁被吸合时产生的冲击力，起保护底座的作用。力，起保护底座的作用。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理:当线圈通电后，线圈中电流产生的磁当线圈通电后，线圈中电流产生的磁场，使铁芯产生电磁吸力克服复位弹簧反力将衔铁吸合。衔场，使铁芯产生电磁吸力克服复位弹簧反力将衔铁吸合。衔铁带动动触点动作，触点动作时，常闭触点先断开，常开触铁带动动触点动作，触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反力弹簧点后闭合。当线
45、圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反力弹簧的作用下释放，各触点随之复位。被控制电路的通断由主、的作用下释放，各触点随之复位。被控制电路的通断由主、辅触点共同完成。辅触点共同完成。当线圈中的电压值降低到某一数值当线圈中的电压值降低到某一数值(一般为线圈额定电压的一般为线圈额定电压的85%)时，铁芯中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足时，铁芯中的磁通下降，电磁吸力减小，当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合，这位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合，这也是接触器的
46、失压保护功能。也是接触器的失压保护功能。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件接触器按流过主触点电流性质不同，可以分为交流接触器和接触器按流过主触点电流性质不同，可以分为交流接触器和直流接触器直流接触器;而按电磁结构的操作电源不同，可分为交流励磁而按电磁结构的操作电源不同，可分为交流励磁操作和直流励磁操作的接触器。通常所说的交流操作和直流励磁操作的接触器。通常所说的交流/直流接触器直流接触器是指前一种分类方法，两者不能混淆。是指前一种分类方法，两者不能混淆。交流接触器的外形结构如交流接触器的外形结构如图图1-6所示，其图形符号和文字符所示，其图形符号和文字符号如号如图图1-
47、7所示。所示。(2)接触器主要技术参数接触器主要技术参数 额定电压。接触器铭牌上的额定电压是主触点能承受的额定电压。接触器铭牌上的额定电压是主触点能承受的额定电压，通常用的电压等级有额定电压，通常用的电压等级有:直流接触器有直流接触器有110 V,220 V,440 V;交流接触器有交流接触器有110 V,220 V,380 V,500 V等档次。等档次。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件额定电流。接触器铭牌上的额定电流是主触点的额定电流，额定电流。接触器铭牌上的额定电流是主触点的额定电流，即允许长期通过的最大电流，有即允许长期通过的最大电流，有5 A,10 A,20
48、A,40 A,60 A,100 A,150 A,250 A,400 A和和600 A十个等级。十个等级。吸引线圈的额定电压。交流有吸引线圈的额定电压。交流有36 V,110 V,220 V和和380 V;直流有直流有24 V,48 V、220 V、440 V。电寿命和机械寿命。以万次表示。电寿命和机械寿命。以万次表示。额定操作频率。以次额定操作频率。以次/小时表示，即允许每小时接通的最小时表示，即允许每小时接通的最多次数。多次数。(3)接触器的选择接触器的选择 根据负载电流性质决定接触器的类型，即直流负载选用直根据负载电流性质决定接触器的类型，即直流负载选用直流接触器，交流负载选用交流接触器。
49、流接触器，交流负载选用交流接触器。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压，主触主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压，主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。吸引线圈的额定电压与控制电路电压相一致。对简单控制吸引线圈的额定电压与控制电路电压相一致。对简单控制电路可直接选用交流电路可直接选用交流380 V,220 V电压电压;对电路复杂，使用电对电路复杂，使用电器较多者，应选用器较多者，应选用127 V,110 V或更低的控制电压。或更低的控制电压。接触器的触点数量和种类
50、应根据主电路和控制电路的要求接触器的触点数量和种类应根据主电路和控制电路的要求选择。如辅助触点的数量不能满足要求时，通过增加中间继选择。如辅助触点的数量不能满足要求时，通过增加中间继电器的方法解决。电器的方法解决。接触器的图形和文字符号如接触器的图形和文字符号如图图1-8所示。所示。上一页 下一页 返回1.1常用低压电器元件常用低压电器元件3.继电器继电器 继电器是根据某种输入信号继电器是根据某种输入信号(电的或非电的电的或非电的)的变化来接通的变化来接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等
