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第 2 章 电气控制与PLC 本章提要 2.1 固态继电器 2.1.1 固态继电器的分类与工作原理 2.1.2 固态继电器使用的注意事项 2.1.1 固态继电器的分类与工作原理 固态继电器（简称SSR）是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关。 由于固态继电器的接通和断开没有机械接触部件，因而具有控制功率小、开关速度快、工作频率高、使用寿命长、抗干扰能力强和动作可靠等一系列特点，当控制端无信号时，其主回路呈阻断状态，当施加控制信号时，主回路呈导通状态。 固态继电器外形如图2-1所示 1．固态继电器的种类 2．固态继电器的工作原理 2.1.2 固态继电器使用的注意事项 1）固态继电器的选择应根据负载的类型来确定，并要采用有效的过压保护。 2）输出端要采用RC浪涌吸收回路或非线性压敏电阻吸收瞬变电压。 3）过流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或用动作时间小于10ms的断路器。 4）安装时采用散热器，要求接触良好，且对地绝缘。 5）切忌负载侧两端短路，以免固态继电器损坏。 2.2 智能继电器 2.2.1 智能继电器的结构与工作原理 2.2.2 E3 Plus智能过载继电器 2.2.1 智能继电器的结构与工作原理 智能继电器通常要有人机对话功能，即人与机器交换信息的功能。这个功能有两方面的作用：一是人对智能继电器进行状态干预和数据设置；二是智能继电器向人报告运行状态和处理结果。 （2）软件 智能继电器的软件是指存放在ROM中的系统程序，类似于计算机的操作系统。系统程序包括监控程序、逻辑处理程序、系统诊断程序、通信管理程序等。 2．智能继电器的工作原理 电动机的保护应根据电动机的类型、功率大小、使用场合以及所拖功的负载等因素决定。 对于频繁起、制动和要求正反转的电动机，热继电器不宜使用。这是因为热继电器主要采用金属弹簧片等物理器件制成的，反应不够灵敏。而智能继电器是数字化装置，它通过模拟电动机的实际温升来判断是否需要脱扣，因此就轻易地避开了电动机的起动电流，弥补了热继电器的上述缺陷。 2.2.2 E3 Plus智能过载继电器 1．方均根（RMS）电流测量 （1）霍尔传感器 霍尔元件的基本电路如图2-7所示，控制电流由E供给，RP为调节控制电流I大小的调节电阻。 霍尔电动势表示为： 方均根电流的计算公式如下： 2．网络通信 3．状态监控 2.3 智能接触器 智能接触器一般由基本的电磁接触器及附件构成。附件包括智能控制模块、辅助触头组，机械联锁机构、报警模块、测量显示模块、通信接口模块等，所有智能化功能都集成在一块以微处理器或单片机为核心的控制板上。 2.3.1 智能化电磁系统 接触器的工作过程可分为吸合过程、保持过程、分断过程三部分。 智能接触器的核心是智能控制单元，它对接触器的整个动态工作过程进行实时控制，根据动作过程中检测到的电磁系统的参数。 1．智能控制原理 采用接通过程电磁机构的变电流控制方法实现吸合过程的智能控制。 图2-10所示为该方法的控制电压、线圈电流及对应的吸力特性曲线示意图。 2．智能控制单元结构 智能控制单元的结构如图2-11所示。 2.3.2 双向通信与控制接口 2.4 智能断路器 2.4.1 智能断路器结构 智能断路器是指具有智能化控制单元的低压断路器。 这种智能型控制单元的核心是具有单片机功能的微处理器，其功能不但覆盖了全部脱扣器的保护功能（如短路保护、过流过热保护、漏电保护、缺相保护等），而且还能够显示电路中的各种参数（电流、电压、功率、功率因素等）。 2.5 软起动器 在一些对起动要求较高的场合，可选用软起动装置。软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。 2.5.1 软起动器的工作原理 如图2-15所示为软起动器内部原理图。主要由三相交流调压电路和控制电路构成。其基本原理是利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通角，改变其输出电压，达到通过调压方式来控制起动电流和起动转矩的目的。控制电路按预定的不同起动方式，通过检测主电路的反馈电流，控制其输出电压，可以实现不同的起动特性 2.5.2 斜坡升压起动方式 2．转矩控制及起动电流限制起动方式 3．电压提升脉冲起动方式 4．转矩控制软停车方式 5．制动停车方式 2.5.3 软起动器的选用 1．软启动器选型 2．隔离器和熔断器选择 3．旁路接触器的选择 4．过负荷