繼電接觸控制線路在實(shí)際中的應(yīng)用

錢洪程

（張家港開(kāi)放大學(xué)，江蘇 張家港 215600）

?

繼電接觸控制線路在實(shí)際中的應(yīng)用

錢洪程

（張家港開(kāi)放大學(xué)，江蘇 張家港 215600）

摘 要：繼電接觸器電氣控制線路在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用得最早，通常以繼電器、接觸器為主要的電氣元件，并使用導(dǎo)線依據(jù)相關(guān)規(guī)律將二者有效連接起來(lái)。本文主要從繼電接觸器電氣控制線路設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)入手，重點(diǎn)對(duì)繼電接觸器電氣控制線路的具體應(yīng)用和采用PLC對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)的改造進(jìn)行了分析和闡述，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：繼電接觸控制器；線路；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

0. 引言

在建筑、機(jī)械、化工等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)廣泛使用了電力拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，有效實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制。而在該自動(dòng)化控制過(guò)程中，所使用的繼電器、接觸器、按鈕以及空氣開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)等低壓電器共同構(gòu)成的控制電路統(tǒng)稱為繼電接觸控制電路，其在生活中比較常見(jiàn)，具有簡(jiǎn)單實(shí)用、維修便利以及價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。

1. 在繼電接觸器中，電氣控制線路的設(shè)計(jì)原則和注意事項(xiàng)

1.1 設(shè)計(jì)原則

因設(shè)計(jì)人員自身知識(shí)水平存在一定的差距，使得繼電接觸器電氣控制線路設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)水平也存在一定的差別。然而在實(shí)際操作過(guò)程中，需遵守的原則如下：

1.1.1 符合機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制系統(tǒng)的基本要求

在機(jī)械設(shè)備的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，電氣控制系統(tǒng)為其提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，所以，在對(duì)機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)設(shè)備所需要滿足的工藝要求予以明確。

其次對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的工作狀況予以全面了解，并進(jìn)行全面的實(shí)地勘測(cè)；最后與相關(guān)技術(shù)人員以及操作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1.1.2 控制線路簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠

具體來(lái)說(shuō)，電氣控制線路的簡(jiǎn)單性和經(jīng)濟(jì)性應(yīng)符合以下幾個(gè)方面的要求：第一，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電器元件和型號(hào)相同的元件，并盡可能減少元件數(shù)量；第二，盡可能縮短導(dǎo)線連接的長(zhǎng)度，依據(jù)各個(gè)電器元件及元件之間的導(dǎo)線連接情況，進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)；第三，盡最大努力減少觸點(diǎn)數(shù)量，對(duì)電氣控制線路予以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，控制線路越簡(jiǎn)單越好，觸點(diǎn)數(shù)量越少越好。

1.1.3 有效提升電氣控制線路的穩(wěn)定性和安全性

電氣控制線路的安全性指的是整個(gè)系統(tǒng)要有一個(gè)完整的保護(hù)環(huán)節(jié)，從而為整個(gè)生產(chǎn)機(jī)械的安全運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)，具體來(lái)說(shuō)，在整個(gè)電氣控制線路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)涉及過(guò)流、短路、失壓以及超速等一系列保護(hù)裝置。同時(shí)，要想有效提升整個(gè)電氣控制線路的穩(wěn)定性，除了需要對(duì)安全性較高的電器元件進(jìn)行選擇之外，還需對(duì)電器元件的觸點(diǎn)以及線圈的選擇予以高度關(guān)注，以免出現(xiàn)電器元件依次動(dòng)作而導(dǎo)致另一具電器元件損傷的情況。此外，在對(duì)電氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還需要使用多觸電串聯(lián)方式來(lái)科學(xué)提升系統(tǒng)的分析能力，使用多觸點(diǎn)并聯(lián)的方式有效提升系統(tǒng)的接通能力。在對(duì)電氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際情況，對(duì)間接啟動(dòng)或者直接啟動(dòng)等方式加以選擇。

1.2 繼電接觸器電氣控制線路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

繼電接觸器電氣控制線路的精準(zhǔn)性和可靠性是電路設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)，在對(duì)整個(gè)電氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需做到以下幾點(diǎn)：第一，盡可能地避免冒險(xiǎn)或者出現(xiàn)臨界競(jìng)爭(zhēng)情況，因?yàn)樵趯?duì)電氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，時(shí)間繼電器被廣泛使用，而行程開(kāi)關(guān)則需要予以自動(dòng)轉(zhuǎn)換和適當(dāng)延時(shí)操作，一旦線路設(shè)計(jì)不合理則極易導(dǎo)致冒險(xiǎn)和臨界競(jìng)爭(zhēng)的情況出現(xiàn)，從而影響整個(gè)電路的運(yùn)行安全；第二，對(duì)寄生回路情況起到較好的預(yù)防作用，通常寄生回路現(xiàn)象比較容易在熱繼電器動(dòng)作之后出現(xiàn)，為防止這種情況的出現(xiàn)，還需要將線路中的繼電器和接觸器線圈接近電源的同一端；第三，以免相鄰部分短路情況的出現(xiàn)，為此應(yīng)盡可能避免將電器及按鈕相臨出現(xiàn)在同電位端，盡最大努力確保按鈕的各個(gè)觸點(diǎn)電位的一致性，這樣一來(lái)即便是相互碰觸也不會(huì)出現(xiàn)短路情況；第四，采取措施對(duì)意外事故進(jìn)行預(yù)防，在對(duì)繼電接觸器電氣線路的保護(hù)回路中，經(jīng)常會(huì)用到各種開(kāi)關(guān)，這些不同類型的開(kāi)關(guān)組合在一起，極易出現(xiàn)安全故障，對(duì)電路的正常運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。所以，應(yīng)采取以下措施解決問(wèn)題：第一，將保護(hù)回路的接觸線圈接近零電位；第二，對(duì)回路兩端進(jìn)行保護(hù)的過(guò)程中，可以使用隔離變壓器。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取合理措施解決問(wèn)題。

2. 繼電接觸器電氣控制線路的具體應(yīng)用

2.1 啟動(dòng)和停止控制

該部分電氣控制線路具體可以分為以下兩個(gè)方面的內(nèi)容，即一種三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓?jiǎn)?dòng)，另一種是停止控制線路。其中，前者一種具有“自鎖”功能，整個(gè)電路是由主電路和控制回路兩大部分構(gòu)成的，而主電路則是由刀開(kāi)關(guān)、接觸器的主觸點(diǎn)等一系列元件組成，控制回路是由常開(kāi)/閉觸點(diǎn)、啟動(dòng)按鈕等一系列元件構(gòu)成；后者則較為典型，是一種普通的啟動(dòng)或者停止控制線路。操作步驟可以如下：第一，合上開(kāi)關(guān)，并按下啟動(dòng)按鈕，則實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能；第二，閉合主觸點(diǎn)，接通電動(dòng)機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)功能；第三，閉合輔助常開(kāi)觸點(diǎn)后，接觸器的吸引圈功能被開(kāi)啟，從而實(shí)現(xiàn)兩條通路。

2.2 正反向工作控制

針對(duì)大多數(shù)機(jī)械設(shè)備而言，都需要具備上下、左右、前后等相反方向運(yùn)動(dòng)的功能，簡(jiǎn)言之，就是要求電動(dòng)機(jī)具有多方向操作能力。具體在對(duì)電動(dòng)機(jī)正方向線路的設(shè)置過(guò)程中，可以使用正反方向接觸器來(lái)改變定子繞組相序的方式。“互鎖方式”是這一過(guò)程中經(jīng)常用到的方式，繼電接觸器電氣控制線路的正反向控制方式對(duì)電路運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性具有一定的保護(hù)作用。

3. 采用PLC對(duì)繼電接觸器控制系統(tǒng)進(jìn)行改造分析

3.1 對(duì)PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載予以精準(zhǔn)確定是畫(huà)出PLC外部接線圖的關(guān)鍵

如圖1所示，KM1、KM2、KM3、SB1、SB2確定起來(lái)比較容易，且可以將FR的常閉觸點(diǎn)作為輸入信號(hào)，在操作過(guò)程中需要手動(dòng)輔助復(fù)位，也可以將輸出回路予以接入，并與相應(yīng)的接觸器線圈進(jìn)行串聯(lián)操作，這樣一來(lái)，就可以相對(duì)減少一個(gè)輸入點(diǎn)。在實(shí)際使用過(guò)程中，PLC內(nèi)部的定時(shí)器和存儲(chǔ)位是實(shí)現(xiàn)時(shí)間繼電器KT、中間繼電器KA的功能的前提和基礎(chǔ)。

3.2 選擇輸入信號(hào)觸點(diǎn)類型

通常情況下，PLC輸入信號(hào)時(shí)使用的是常開(kāi)觸點(diǎn)，且觸點(diǎn)類型需要與繼電器電路圖保持一致，反之，則可以使用常閉觸點(diǎn)，其具體觸點(diǎn)類型則與繼電器電路圖中的觸點(diǎn)類型保持相反。同時(shí)，為了確保使用過(guò)程中，觸點(diǎn)類型與繼電器電路的一致性，應(yīng)盡可能地使用常開(kāi)觸點(diǎn)，而對(duì)于極限開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入時(shí)應(yīng)多使用常閉觸點(diǎn)，常開(kāi)觸點(diǎn)無(wú)法起到良好的保護(hù)作用。

3.3 設(shè)置硬件互鎖電路

在實(shí)際操作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因某些接觸器的主觸頭出現(xiàn)同時(shí)動(dòng)作而發(fā)生安全事故，為此，在設(shè)計(jì)繼電器電路的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)互鎖電路予以合理設(shè)置。與此同時(shí)，還需要在PLC外部電路設(shè)置硬件互鎖。從圖1中不難看出，為了有效避免上述情況的出現(xiàn)，圖中設(shè)置了KM1和KM3互鎖電路，同時(shí)在PLC的外部進(jìn)行了KM1和KM3硬件互鎖電路設(shè)置。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，繼電接觸器電氣控制線路使用非常普遍，為機(jī)械自動(dòng)化水平的提升發(fā)揮著重要作用，因此，在具體的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中個(gè)，應(yīng)與線路的實(shí)際情況相結(jié)合，選用合理的電氣線路，從而為設(shè)備的正常運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］楊莉秀.10kV繼電器-接觸器電氣控制線路的設(shè)計(jì)［J］.科技傳播，2010（21）：36-38.

［2］高安邦，石磊，張曉輝.德國(guó)西門子S7-200PLC版機(jī)床電氣與PLC控制技術(shù)理實(shí)一體化教程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：455-456.

［3］王瑤.淺析繼電-接觸器電氣控制電路［J］.中國(guó)科技縱橫，2013（14）：93-94.

中圖分類號(hào)：TM73

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A