PLC基础及应用教程(三菱FX2N系列):第2版
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.1.2 继电接触式基本控制电路

下面介绍几种常用的继电接触式基本控制电路。

1.中间继电器控制接触器

(1)中间继电器

电气控制电路普遍使用中间继电器。中间继电器实质上是一种电压继电器,由电磁机构和触点系统组成。中间继电器的外形、图形及文字符号如图1-2所示。

图1-2 中间继电器的外形、图形及文字符号

a)外形 b)继电器线圈、动合触点及动断触点

中间继电器可以将一个输入信号(线圈的工作电压)变成多个输出信号或将信号放大(即增大触点容量),作为信号传递、联锁、转换以及隔离使用的继电器。中间继电器的触点数量较多(可达8对),触点容量较大(5~10A)、动作灵敏。常用的中间继电器工作电压为直流24V、交流220V。

选择中间继电器时主要考虑被控制电路的电压等级、所需触点的类型、容量和数量。

中间继电器主要用于电气控制系统的控制电路,也可以直接驱动满足额定电压及电流要求的负载。

(2)交流接触器

交流接触器是利用电磁吸力的作用来自动接通或断开大功率负载或大电流电路的电器,主要用于电气控制系统的主电路。

(3)应用示例

通过中间继电器控制交流接触器实现对主电路的控制,如图1-3所示。

图1-3 中间继电器控制交流接触器

图1-3中,当开关S接通后,DC 24V中间继电器KA线圈通电,其动合触点KA闭合,AC 220V接触器KM线圈通电,其动合触点KM闭合后,三相电源供电电路向主电路负载供电。

2.电动机自锁起动控制电路

异步电动机是一种将电能转换成机械能的动力机械,其结构简单、使用方便、可靠性高、易于维护、不受使用场所限制,广泛应用于厂矿企业、科研生产、交通运输、娱乐生活等各个领域。

根据生产过程和工艺需求,电动机自锁起动控制电路功能要求如下:

1)对电动机进行起动、停止、自锁保护控制。

2)对电动机实施过载保护、失电压保护及短路保护等方面的控制。

实现以上功能的三相异步电动机自锁单向起动控制电路如图1-4所示,这也是电气控制系统中最典型的电路之一。

图1-4 三相异步电动机自锁单向起动控制电路

a)电路图 b)实物接线图

电动机自锁起动控制电路由主电路和继电控制电路组成。

(1)主电路

主电路由三相电源、电动机M、热继电器FR、接触器(控制电路的输出部分)KM的主动合触点、三极低压断路器QF1(或附加熔断器FU1)组成。

(2)继电控制电路

继电控制电路由以下三部分组成:

1)输入控制部分由剩余电流保护断路器QF2(或附加熔断器FU2)、动合按钮SB1(起动控制)、动断按钮SB2(停止控制)及热继电器动断触点FR(串联在电路中,起保护作用)组成。

2)控制部分由接触器KM辅助动合触点及其线圈组成(注意:本例中控制电路电源电压为相电压AC 380V)。

3)输出控制部分由接触器KM的主动合触点实现对主电路的控制。

(3)电动机自锁起动控制电路的工作过程

1)控制电路起动时,合上QF1,主电路引入三相电源L1-L2-L3。

2)合上QF2,控制电路引入L1-L3相电源,当按下起动按钮SB1时,接触器KM线圈通电,其动合主触点闭合,电动机接通电源开始全起动,同时接触器KM的辅助动合触点闭合,这样当松开起动按钮SB1后,接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态。这种依靠接触器本身辅助触点使其线圈保持通电的现象称为自锁,起自锁作用的触点称为自锁触点。

3)按下停止按钮SB2,接触器KM线圈失电,则其主触点断开,切断电动机三相电源,电动机M自动停止,同时接触器KM自锁触点也断开,控制电路解除自锁,KM断电。松开停止按钮SB2,控制电路又回到起动前的状态。

(4)电动机自锁起动控制电路的保护环节

由于在生产运行中会有很多无法预测的情况出现,因此,为了使工业生产能够安全、顺利进行,减少生产事故造成的损失,有必要在电路中设置相应的保护环节。

电动机自锁起动控制电路的保护环节及功能如下:

1)短路保护。低压断路器QF1(或熔断器FU1)实现对主电路和控制电路的短路保护。当电路发生短路故障时,低压断路器立即切断电路,停止对电路供电。

2)过载保护。热继电器FR实现对电动机的过载保护。当通过电动机的电流超过一定范围且持续一定时间后,FR触点动作,切断控制电路,进而断开电动机供电电路。

3)剩余电流保护。在控制电路发生漏电故障以及有致命危险的人身触电时,如果剩余电流保护断路器QF2工作十分可靠,控制电路通过剩余电流保护断路器就可以切断电路,实施保护。

4)欠电压、失电压保护。交流接触器KM还具有欠电压、失电压保护功能,即当电源电压过低或电源断电时,KM自动复位,电动机停止工作。在KM复位后,即便电源电压恢复正常状态,电路也不能自恢复起动,必须重新按下起动按钮电动机才能重新起动。

3.顺序控制电路

在生产实践中,经常会有多个电动机一起工作,但常常要求各种运动部件之间或生产机械之间能够按照顺序先后起动或停止工作,这就要求电动机能够实现顺序起动或顺序停止。例如,车床主轴在转动时,要求油泵先上润滑油,停止时,先主轴停止,油泵才能够停止润滑。即油泵电动机M1和主轴电动机M2在起动过程中,油泵电动机先起动,主轴电动机后起动;停止时,只有主轴电动机先停止,油泵电动机才能够停止。

(1)顺序控制电路的组成

顺序控制电路如图1-5所示。

图1-5 顺序控制电路

a)主电路 b)控制电路

图1-5中,电动机M1、M2的运行主要是通过接触器KM1、KM2来控制,电动机运行的控制,就是对接触器的控制,多台电动机的顺序运行就等同于对多台接触器的顺序控制。

(2)顺序控制电路的工作过程

顺序起动:当要求KM1先通电而后再KM2通电时,就把KM1的动合辅助触点串联至KM2线圈电路中。按下起动按钮SB2后,在KM1通电的情况下才能通过按钮SB4控制KM2通电。

顺序停止:当要求KM2先断电而后再KM1断电时,就把KM2的动合辅助触点与KM1电路中的停止按钮并联。按下停止按钮SB3后,只有在KM2断电的情况下才能通过SB1控制KM1断电。

(3)顺序控制电路的保护环节

熔断器FU1、FU2分别实现对主电路、控制电路的短路保护;热继电器FR1、FR2分别实现对电动机M1、M2的过载保护;接触器KM1、KM2具有欠电压保护功能。