西门子KTP1500

当接触器接点切断电路时，如果电路中电压超过10～12v或电流超过100ma，此时两个触点之间将产生火花，形成气体放电现象，通常称为电弧。所谓气体放电，就是气体中大量带电质点做定向运动。若触点分离瞬间触点间形成很强的电场强度，就会引起冲撞电离，甚至产生热电子发射和热电离，产生电子流，从而形成电弧。电弧可能灼伤触点表面，甚至使触点熔焊而不能正常工作。

为减少电弧的危害，常采用灭弧装置，使电弧迅速熄灭。在直流接触器中常在主触点电路中串入吹弧线圈，形成磁吹式灭弧装置，在交流接触器中常采用桥式触头的电动力灭弧及灭弧罩、灭弧栅、多点灭弧等。

在实际应用中，对频繁操作的交流接触器一般也采用直流电磁机构。为了克服吸合瞬间电磁吸力的不足，通常采用双线圈形式。2.接触器的型号

目前我国常用的交流接触器主要有cj20、cjx1、cfx2、cj12和cj10等系列，引进产品应用较多的有德国bbc公司制造技术生产的b系列、德国siemens公司的3tb系列、法国te公司的lc1系列、罗克韦尔自动化公司的bulletin100-c/104-c接触器等。

cj20、cjx接触器型号的含义如下：

cjl0、cj12系列是早期全国统一设计的系列产品。cj20系列交流接触器是全国统一设计的新型接触器，主要适用于交流50hz、电压660v及以下、电流630a及以下的电气线路中，结构型式为直动式、立体布置、双断点结构。cj20—63型及以上的交流接触器采用压铸铝底座，并以增强耐弧塑料底板和高强度陶瓷灭弧罩组成三段式结构。全系列接触器结构紧凑，便于检修和更换线圈。触头系统的动触桥为船形结构，因而具有较高的强度和较大的热容量。静触头选用型材并配以铁质引弧角，使之既具有形状的稳定性又便于电弧向外运动。触头材料选用银氧化镉，具有较高的抗熔焊和耐电磨损的性能。灭弧罩分纵缝式和栅片式两种。采用双线圈的u形铁心，气隙置于静铁心底部中间位置，使之释放可靠。辅助触头在主触头的两侧，采用无色透明聚碳酸脂做成的封闭式结构，以防灰尘侵入，确保接触良好。图1-10为cj20-63型交流接触器的结构示意图。cj20接触器的吸引线圈电压有36v、127v、220v、380v四个等级，吸合电压为80%～110%un，当电压小于75%un时释放。

b 系列交流接触器是我国接触器主要生产厂引进德国 bbc公司技术生产的。其特点是，采用倒装式结构，即磁系统在前面而触头系统紧靠安装面，使吸引线圈更换方便，并缩短了主触头接线；通用件和附件多，接触器的零部件大都通用，可以配装气囊式继电器、机械联联锁、自锁继电器等；具有可拆卸的触头，其数量可根据需要配置，多可配置8对触头。目前国产的cjx1和cjx2系列小容量交流接触器也具有上述特点。联锁、自锁继电器等；具有可拆卸的触头，其数量可根据需要配置，多可配置8 对触头。目前国产的cjx1和cjx2系列小容量交流接触器也具有上述特点。

3.接触器的主要技术指标

① 额定电压。接触器铭牌标注的额定电压是指主触点上的额定电压。常见的电压等级有：

直流接触器 220v、440v、660v。

交流接触器 220v、380v、500v。

② 额定电流。指主触点的额定电流。其中：

直流接触器 25a、40a、60a、100a、150a、250a、400a、600a。

交流接触器 5a、10a、20a、40a、60a、100a、150a、250a、400a。

③ 线圈的额定电压。通常的电压等级有：

直流线圈 24v、48v、220v、440v。

交流线圈 36v、127v、220v、380v。

④ 额定操作频率；指每小时接通次数。4.接触器的选用原则

选用接触器可按下列步骤进行：

①根据负载性质确定工作任务类别。一般交流负载用交流线圈的交流接触器，直流负载用直流线圈的直流接触器，但交流负载频繁动作时可采用直流线圈的交流接触器。

② 根据类别确定接触器系列。

③ 根据负载额定电压确定接触器的额定电压，一般二者相等。

④根据负载电流确定接触器的额定电流，并根据实际条件加以修正。例如，当接触器安装在箱柜内时，由于冷却条件变差，电流要降低70%～20%使用；当接触器工作于长期工作制，通电持续率不超过40%时，若敞开安装，电流允许提高10%～25%，若箱柜安装，允许提高5%～10%。

⑤ 选定吸引线圈的电压。

⑥ 根据负载情况复核操作频率，看是否在额定范围之内。

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1.1.2 继电器

继电器是一种根据特定形式的输入信号（如电流、电压、转速、时间、温度等）的变化而动作的自动控制电器。它与接触器不同，主要用于反应控制信号，其触点通常接在控制电路中。一般来说，继电器由承受机构、中间机构和执行机构三部分组成。承受机构反映继电器的输入量，并传递给中间机构，将它与预定的量（即整定值）进行比较，当达到整定值时（过量或欠量），中间机构就使执行机构产生输出量，从而闭合或分断电路。

继电器的特点是具有跳跃式的输入-输出特性曲线。当继电器获得一个输入信号x时，不论信号幅值多大，只要尚未达到动作幅值x2，则继电器不动作，输出信号y等于零，这时继电器的工作点在0～a之间。当输入信号达到动作值x2时，继电器立即动作，其工作点瞬时从a点跳到b点，输出一个y1的信号。在这以后，即使继续增大输入信号，输出信号仍为y1不变。在继电器动作后，如果输入信号减弱了，工作点并不沿折线b-a-o变化，而是沿b-c变化，即在x略小于动作值x2时，继电器并不释放，继续输出信号y1。只有当x减小到继电器的释放值x1时，它才释放，不再有信号输出。此时，继电器的工作点沿折线b-c-d-o变化，恢复原状。

图1-12 继电器特性曲线

根据继电器的作用，要求继电器反映灵敏准确、动作迅速、工作可靠、结构坚固、使用耐久。k=x1/x2称为继电器的返回系数，它是继电器的重要参数之一，k值可通过调节释放弹簧的松紧程度或调整铁心与衔铁间非磁性垫片的厚度来改变。一般继电器要求有低的返回系数，k值应在0.1～0.4之间；欠压继电器则要求有高的返回系数，k值应在0.6以上。

另外三个重要参数是灵敏度、吸合时间与释放时间。灵敏度是指使继电器动作所需的小功率；吸合时间是指从线圈接受信号到衔铁完全吸合所需的时间；释放时间是指从线圈失电到衔铁完全释放所需的时间。其大小影响继电器的操作频率。

继电器按输入信号的性质可分为：电压继电器、电流继电器、速度继电器、舌（干）簧继电器、时间继电器、温度继电器等。按动作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、电动式继电器、电子式继电器等。这里主要介绍电器控制系统上用的电磁式（电压、电流、中间）继电器、时间继电器、热继电器和速度继电器等。1.电磁式继电器

电磁式继电器与接触器类似，。常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电器和中间继电器。

（1）电流继电器

电流继电器的线圈是电流线圈，它与负载串联以反应负载电流的变化，故它的线圈匝数少而导线粗，这样通过电流时的压降很小，不会影响负载电路的电流，而导线粗、电流大仍可获得需要的磁势。

根据实际应用的要求，除一般用的电流继电器外，还有控制与保护用的过电流继电器和欠电流继电器。

过电流继电器在正常工作时衔铁不动作，当电流超过某一整定值时，衔铁动作，于是常开触点闭合，常闭触点断开。一般交流过电流继电器调整在（110～400）%in动作，直流过电流继电器调整在（70～300）%in动作。

图1-13 电磁式继电器典型结构

欠电流继电器是当电流降低到某一整定值时，继电器释放。所以电路电流正常时，衔铁吸合。

plc是一种通用的工业控制装置，其组成与一般的微机系统基本相似。按结构形式的不同，plc可分为整体式和组合式两类。

整体式plc是将中央处理器（cpu）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体，构成主机，。另外还有独立的i/o扩展单元与主机配合使用。主机中，cpu是plc的核心，i/o单元是连接cpu与现场设备之间的接口电路，通信接口用于plc与上位机连接和网络通信。

组合式plc将cpu单元、输入单元、输出单元、智能i/o单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，各模块插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系；或不用底板，直接通过总线相连，。

无论哪种结构类型的plc，都可根据需要进行配置与组合。整体式结构的plc通过主机连接i/o扩展单元，也可以配置模拟量i/o点。组合式plc则在i/o配置上更方便、更灵活。

（1）中央处理单元（cpu）

cpu在plc中的作用类似于人体的神经中枢，它是plc的运算、控制中心。一般由控制电路、运算器、寄存器等组成，通过地址总线、数据总线和控制总线与存储器、i/o接口电路连接。它按照系统程序所赋予的功能，完成以下任务：

① 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

② 诊断电源、plc内部电路的工作状态和编程的语法错误；

③ 用扫描的方式接收输入信号，送入plc的数据寄存器保存起来；

④ plc进入运行状态后，根据存放的先后顺序逐条读取用户程序，进行解释和执行，完成用户程序中规定的各种操作；

⑤ 将用户程序的执行结果送至输出端。

（2）存储器

plc系统中的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据

①系统程序存储器。采用rom或prom芯片存储器，由生产厂家用来存放plc的操作系统程序、用户指令解释程序和编译程序、系统诊断程序和通信管理程序等。这些程序与plc的硬件组成和专用部件的特性有关，处理器在出厂时已经根据不同功能的plc编写并固化在rom内，用户不能访问和修改这部分程序存储器的内容。

② 用户程序存储器。用于存放用户经编程器输入的应用程序。一般采用eprom或eeprom存储器，现在采用flashrom，用户可擦除重新编程；其内容可由用户根据生产过程和工艺的要求进行修改。它的容量一般就代表plc的标称容量。通常，小型机小于8kb，中型机小于50kb，而大型机可在50kb以上。

③工作数据存储器。工作数据是plc运行过程中经常变化、需要随机存取的一些数据，这些数据一般不需要长久保留，因此采用随机存储ram。在plc的工作数据存储区，开辟有元件映像寄存器和数据表。元件映像寄存器用来存储plc的开关量输入/输出和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的on/off状态。数据表用来存放各种数据，它的标准格式是每一个数据占一个字。它用来存储用户程序执行时的某些可变参数值，如定时器和计数器的当前值和设定值。它还用来存放a/d转换得到的数字和数学运算的结果等。

根据需要，部分数据在停电时用后备电池维持其当前值，在停电时可以保持数据的存储区域称为数据保持区。

（3）i/o单元

输入/输出接口电路用来连接plc主机与外部设备。为了提高抗干扰能力，一般的输入/输出接口均有光电隔离装置，应用广泛的是由发光二极管和光电三极管组成的光电隔离器。

来自现场的指令元件、检测元件的信号经输入接口进入plc。指令元件的信号是指由用户在控制台、操作台或控制键盘上发出的控制信号，如启动、停止、转换、调整、急停等；检测元件的信号是指用检测元件（如各种传感器、继电器接点、限位开关、行程开关等）对生产过程中的参数（如压力、流量、温度、速度、位置、行程、电流、电压等）进行检测时发出的信号。这些信号有的是开关量、有的是模拟量，有的是直流信号，有的是交流信号，要根据输入信号的类型选择合适的输入接口。

由plc产生的各种输出控制信号经输出接口去控制和驱动负载，如指示灯的亮灭，电动机的启停和正反转，设备的转动、平移、升降，阀门的开闭等。与输入接口一样，输出接口的负载有的是数字量，有的是模拟量，要根据负载性质选择合适的输出接口。