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现代电气控制及PLC应用技术是一门集电气工程、自动化控制和计算机技术于一体的综合性学科，主要研究如何利用可编程逻辑控制器（PLC）实现工业设备的自动化控制。随着工业4.0和智*制造的快速发展，PLC技术已成为现代工业自动化的核心支柱之一。

电气控制技术是工业生产的基础，传统继电器控制方式由于其复杂性和可靠性问题逐渐被PLC取代。PLC是一种专为工业环境设计的数字运算电子系统，具有模块化结构、编程灵活、抗干扰*力强等特点。通过PLC的应用，可以实现对生产设备的精确控制、数据采集与处理以及远程监控等功*，极*地提高了生产效率和设备运行的稳定性。

在实际应用中，PLC广泛应用于机械制造、汽车生产、冶金化工、*源管理等多个领域。例如，在流水线控制中，PLC可以通过传感器检测物料位置并协调各执行机构的动作；在电梯控制系统中，PLC负责楼层定位、开关门控制以及安全保护等功*。此外，结合人机界面（HMI）和通信网络技术，PLC还*实现复杂的分布式控制系统，满足现代工厂对信息集成和智*化的需求。

学习现代电气控制及PLC应用技术，需要掌握电工电子基础、自动控制原理、PLC编程语言（如梯形图、功*块图等）以及相关软件工具的使用方法。同时，还需要了解现场总线技术、物联网和*数据分析等前沿知识，以便更好地适应未来工业发展的需求。总之，这一技术不仅推动了传统制造业向智*化转型q／gdw 11737-2017 户内变电站防汛防涝设计技术规程，也为工程师提供了广阔的职业发展空间。

9时间继电器的图形符

目前，一些厂家生产的JS14P、JS14S、JSS1、JS11S和IS11系列电子式时间继电器均采用 拨码开关整定延时时间，采用显示器件直接显示定时时间和工作状态，具有直观、准确、使用方 便等特点。其具体技术参数可查阅产品说明书。 ：， 此外，已有厂家引进了目前国际上*新式的ST系列超级时间继电器，其内部装有时间继 电器专用的*规模集成电路，并使用高质量薄膜电容器和金属陶瓷可变电阻器，减少了元器件 的数量，缩小了体积，增加了可靠性：提高了抗干扰*力。另外采用可高精度振荡电路和高频 率分频电路，保证了高精度和长延时。因此，它是一种体积小、质量轻、可靠性极高的小型时间 继电器。 1 .

现代电气檀制及PLC表用技术

图1~21速度继电器的图形和文字符号

保护的目的。当故障排除后，发热部位温度 则降低，双金属片也反向弹回而使触点重新 复位。双金属片式温度继电器的动作温度是 以电动机绕组绝缘等级为基础来划分的，它 共有50℃、60℃、70℃、80℃、95℃、105℃、 115℃、125℃、135℃、145℃和165℃共11个 规格。继电器的返回温度因动作温度而异， 般比动作温度低5~40℃。 双金属片式温度继电器用做电动机保护 时，是将其理设在电动机发热部位，如电动机 定·子槽内、绕组端部等，可直接反映该处发热 情况，无论是电动机本身出现过载电流引起

第一章 常用低压电器

温度升高，还是其他原因引起电动机温度升高，温度继电器都可引起保护作用。不难看出，溢 度继电器具有“全热保护”作用。此外，双金属片式温度继电器因价格便宜，常用于热水器外 壁、电热锅炉炉壁的过热保护。 双金属片式温度继器的缺点是加工工艺复杂，且双金属片又容易老化。另外，由于体积偏 *而多置于绕组的端部，故很难直接反映温度上升的情况，以致发生动作滞后的现象。同时 也不宜保护高压电动机，因为过强的绝缘层会加剧动作的滞后现象。 温度继电器的触点在电路图中的图形符号与中间继电器相同，文字符号为K0

固态继电器（简称SSR）是采用固体半导体元件组装而成的：种新颖的无触点开关。F 中 于固态继电器的接通和断开没有机械接触部件，因面具有控制功率小、开关速度快、工作频率 高、使用寿命长、抗干扰*力强和动作可靠等一系列特点。目前，在许多自动控制装置中得到 了广泛应用。

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固态继电器是四端器件，其中两端为输入端，两端为输出端，中间采用隔离器件，以实现输 与输出之间的隔离。 ①按切换负载性质分，有直流固态继电器和交流固态继电器。 ②按输入与输出之间的隔离分，有光电隔离固态继电器和磁隔离固态继电器。 ③按控制触发信号方式分，有过零型和非过零型、有源触发型和无源触发型

现以光电耦合式SSR为例来说明。如图1－24所示，当无信号输人时，光电耦合器中的 光敏三极管V截止，V。导通，VT控制极被箱在低电位而关断。当有信号输人时，光敏三极管 V导通，V4截止。当电源电压*于过零电压（约土25V)，A点电压*于Vs的V，Vs导通 VT由于控制极处于低电压而截止，输出端因VT2控制极无触发信号而关断。当电源电压小 于过零电压时，A点电压小于Vs的Vs，Vs截止，VT控制极通过R、R。分压获得触发信号 VT，导通，这样VT控制极获得从Rg、V。、VT、V、R和R，、V、VT、V，、R正反两个方向 的触发脉冲，使VT导通，即输出端B、C两点导通，接通负载电路。当输人信号取消后，V导 通，VT关断，以此VT2仍保持导通状态，直到负载电流随电源电压的下降到双向晶闸管维持 电流以下而关断，从而切断负载电路。

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（阻性、感性）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的自动开关 ①安装时采用散热器，要求接触良好：且对地绝缘

第一章 常用低压电器

切忌负载侧两端短路，以免固态继电器损坏， 当然，尽管SSR有众多优点·但与传统的继电器相比，仍有不足之处，如漏电流*，接触心 压*，触点单一，使用温度范围窄，过载*力差及价格偏高等

开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统，用做电源的隔离、电气 控制

刀开关俗称闸刀开关，是一种结构*简单、应用*广泛的种手动电器，主要用于接通和 切断长期工作设备的电源及不经常启动及制动、容量小于7.5kW的异步电动机。 刀开关主要由操作手柄、触刀、触点座和底座组成。依靠手动来实现触刀插人触点座与脱 离触点座的控制。按刀数可分为单极、双极和三极。 刀开关在选择时，应使其额定电压等于或*于电路的额定电压。其电流应等于或*于电 路的额定电流。当用刀开关控制电动机时，其额定电流要*于电动机额定电流的三倍。 刀开关在安装时，手柄要向上，不得倒装或平装，避免由于重力自由下落，而引起误动作和

合闸。接线时，应将电源线接在上端，负载 线接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离 防止可*发生的意外事故。 刀开关的图形、文字符号如图1－25 所示。

低压断路器也称为自动空气开关，用于分配电*、不频繁地启动异步电动机以及对电源线 及电动机等的保护。当发生严重的过载、短路或欠电压等故障时*自动切断电路。它是但 配电线路应用非常广泛的一种保护电器。

1.低压断路器的结构及工作原理

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主磁头；2一直由脱扣机构：3一过电流脱扣器：

2.低压断路器的主要参数和类型

（1）低压断路器的主要参数 ①额定电压是指断路器在长期工作时的允 许电压。通常它等于或*于电路的额定电压。 ②额定电流是指断路器在长期工作时的允 许持续电流。 ③通断*力是指断路器在规定的电压、频

率以及规定的线路参数（交流电路为功率因数，直流电路为时间常数）下，所*接通和分断的短 路电流值。 ④分断时间是指断路器切断故障电流所需的时间。 （2）低压断路器的主要类型 ①散开式低压断路器它又称**式低压断路器，具有绝缘衬底的框架结构底座，所有 的构件组装在一起，用于配电网络的保护。主要型号有DW10和DW15两个系列。 ②装置式低压断路器它又称塑料外壳式低压断路器，具有用模压绝缘材料制成的封闭 型外壳，将所有构件组装在一起。用做配电网络的保护和电动机、照明电路及电热器等控制开

注：N：照明保护型：AD，电动机保护型

④智*化断路器传统的断路器的保护功*是利用了热磁效应原理，通过机械系统的动 作来实现的。智*化断路器的特征是采用了以微处理器或单片机为核心的智*控制器（智* 脱扣器）。它不仅具备普通断路器的各种保护功*，同时还具备实时显示电路中的各种电气参 数（电流、电压、功率因数等)，对电路进行在线监视、测量、试验、自诊断、通信等功*；*够对各 种保护功*的动作参数进行显示、设定和修改。将电路动作时的故障参数存储在非易失存储

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②热脱扣器的整定电流应与所控制负载（比如电动机）的额定电流一致。 ③欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 ④过电流脱扣器的额定电流*于或等子线路的**负载电流。对于单台电动机来说，可 按下式计算

式中，k为安全系数dbj51∕t 009-2018 四川省绿色建筑评价标准，可取1.5～1.7；I电动机的启动电流。 对于多台电动机来说，可按下式计算

z ≥ K(Ioms + 1.)

式中，k也可取1.5～1.7；Ix为**一台电动机的启动电流；1为其中任意一台电动机的额 定电流。

熔断器基于电流热效应原理和发热元件热熔断原理设计，具有一定的瞬动特性，用于电 短路保护和严重过载保护。它具有结构简单、体积小、使用维护方便、分断*力较高、限流 良好等特点，应用十分广泛。

1,5.1熔断器的结构和分类

1.熔断器的结构 熔断器在结构上主要由熔断管（或盖、座）、熔体及导电部件等部分组成。其中熔体是主要 部分，它既是感测元件又是执行元件。熔断管一般由硬质纤维或瓷质绝缘材料制成半封闭式 或封闭式管状外壳，熔体则装于其内。熔断管的作用是便于安装熔体和有利于熔体熔断时熄 灭也弧。熔体（又称为熔件）是由不同金属材料（铅锡合金、锌铜或银)制成丝状带状片状市

庞状，它串接于被保护电路。熔断器的作用是当电路发生短路时，通过熔体的电流使其发热sl_t 171-2020 堤防工程管理设计规范（清晰无水印，替代sl 171-96，附条文说明）， 当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路

1.5.2熔断器的保护特性

熔断器的保护特性亦称熔化特性（或称安秒特性），是指熔体的熔化电流与熔化时间之间 的关系。它和热继电器的保护特性一样，也具有反时限特性，如图129所示、在保护特性中