第章可编程控制器的硬件结构与工作原理.docVIP

1.5 继电器逻辑控制基础 1.5.1 继电器和接触器 继电器和接触器是控制系统中的主要部件，其中继电器又分为中间继电器，时间继电器、热继电器、速度继电器等。 (1) 接触器 接触器主要用于接通或断开交直流电动机的主电路或大容量控制电路，也经常用于控制其它电器。接触器可以频繁操作，且性能较稳定。 从不同角度分类，接触器有多种类型。例如，按触头控制电流的性质分，有交流接触器和直流接触器；按励磁方式分，有直流励磁和交流励磁；按触头系统驱动动力分，有电磁接触器、液压接触器和启动接触器等。其中电磁接触器是最常用的一种接触器。 在实际使用中选用何种接触器，一方面要根据系统的工艺要求，一方面要根据接触器的技术参数。接触器的技术参数有：额定电流、额定电压、线圈电压、主触点通断能力等。 （2）中间继电器 中间继电器是一种传递中间信号的电磁继电器，可以用于放大中间信号，也可以将一个信号转换成多个信号，从而增加触点的数目。 （3）时间继电器 时间继电器用于向需要延时的控制线路发出控制信号，它的感受部分接收到外部信号后，经过一定时间的延时，执行部分才动作。按动作原理可分为空气阻尼式、电磁式、电动式及电子式；按延时方式可分为断电延时型和通电延时型。 （4）热继电器 它是利用电流的热效应，当测量元件被加热到一定程度时，执行相应的动作。热继电器的测量元件通常采用双金属片，由具有不同线膨胀系数的金属碾压而成。主动层采用膨胀系数较高的铁镍铬合金，被动层采用膨胀系数很小的铁镍合金。当金属片受热后将主动向被动层方向弯曲，当弯曲到一定程度时，通过动作机构使触点动作。 （5）速度继电器 速度继电器用来感受速度。它的感受部分主要包括转子和定子两大部分，执行机构是触头系统。当被控电机转动时，带动继电器转子以同样速度旋转而产生电磁转矩，使定子克服外界反作用力转动一定的角度，转速越高角度越大。当转速高于设定值时，速度继电器的触点发生动作，当速度小于一定值时，触点又复原。速度继电器常用于电机的降压启动和反接制动。 1.5.2 用触点和线圈实现逻辑运算 数字量控制系统中，变量仅有两种相反的工作状态，如高电平和低电平、继电器线圈的通电和断电、触点的接通和断开，可用逻辑代数中的1和0表示它们。在波形图中，用高电平表示1状态，用低电平表示0状态。逻辑代数中的变量通常用字母表示，如按钮用SB(SB)表示常开（常闭）触点。逻辑代数是阅读、分析和设计计算机、数控装置和继电器接触器控制等逻辑线路不可缺少的数学工具。 1. 用继电器接触器控制线路表示逻辑代数的基本运算 （1）“与”运算（逻辑乘） 用继电器触点实现与运算的电路如图1-1所示，它表示触点的串联。若规定触点接通为 图1-1 与运算 图1-2 或运算 “1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写成 KM=KA1·KA2 可以看出，KA1及KA2必须全接通（全为1），KM才能通电（状态为1），只要有一个断开（为0状态），则KM断开（为0），符合“与”逻辑关系 (2)或运算 用继电器触点实现或运算的电路如图1-2所示，它表示触点的并联，可以写成 KM=KA1+KA2 可以看出，KA1、KA2只要有一个为接通（1），KM就通电（1），KA1、KA2均断开时（均为0），KM断电（=0） （3）“非”运算 继电器一般都具有常开和常闭两个触点，用继电器的常闭触点既可以实现逻辑“非”运算，如图1-3所示 图1-3 逻辑“非” 其逻辑表达式为 KM=KA1 KM1=KM=KA1 1.5.3 基本控制电路 电动机的启动电路是继电接触器控制中最基本的电路，本节介绍电动机的直接启动及可逆转动电路。 1. 单向旋转直接起动控制电路 三相笼型感应电动机的单向旋转可用开关或接触器控制，如图1?-4为接触器控制电路。 接触器控制电路图中，Q为开关，FU1、FU2为主电路与控制电路熔断器，KM为接触器，KR为热继电器，SB1、SB2分别为起动按钮和停止按钮，M为鼠笼式感应电动机。 电动机的起动过程为：合上电源开关Q，按下起动按钮SB1,其常开触点闭合，接触器KM线圈通电吸合，电动机接通三相电源起动。同时与起动按钮SB1并联的接触器常开触点闭合，使KM线圈经SB1触点与KM自身常开辅助触点通电，当松开SB1时，KM线圈仍通过自身的辅助触点继续保持通电，从而使电动机可以连续运转。这种依靠接触器自身的辅助触点保持线圈通电的电路，称为自保电路。而这对常开辅助触点称为自保触点。 当电动机需要停转时，可按下停止按钮SB2,接触器KM线圈断电释放，KM常开主触点与辅助触点均断开，切断电动机主电路的控制电路，电动机停止旋转