论文部分内容阅读
【摘 要】 继电接触控制线路在实际的应用中十分广泛，它是建筑、机械、化工等工农业自动化生产过程中最常见的一种控制方式，具有结构简单、价格低廉、实用、维修方便的特点。它对电力的生产、输送、分配应用起着转换、控制、保护和调节作用。随着科学技术的发展与进步，继电接触控制线路系统的缺点需要弥补改进，因此，通过PLC技术可实现其原有逻辑控制功能，又可通过自身功能更改控制程序实现控制。
【关键词】 继电接触控制线路；保护环节；电梯；PLC
1前言
继电接触控制线路是最常见的一种控制方式，具有结构简单、价格低廉、实用、维修方便的特点。继电接触器的应用范围也是十分广泛，在发电、输配电池所及电气传动自动控制设备中经常会被用到。它对电力的生产、输送、分配应用起着转换、控制、保护和调节作用。
在建筑、机械、化工等工农业自动化生产过程中，普遍利用电力拖动生产机械实现生产过程的自动控制。而生产机械电气控制系统是生产机械不可缺少的组成部分，它对生产机械能否正确可靠地工作起着决定的作用。一般来说，电气控制系统应满足生产机械加工工艺的要求，线路安全科操作和维护方便，设备投资少等。因此，继电接触控制线路在实际的应用中必须正确地设计控制电路，合理地选择电气元件[1]。
2继电接触控制线路组成简介
继电接触控制线路由继电接触控制系统组成，使用继电器、接触器、按钮、空气开关、行程开关等低压电器构成的控制电路称为继电接触控制电路。常用低压控制电器一般又分为手动和自动两类。手动低压电器必须由人工操作，如闸刀开关、转换开关、按钮等，所谓自动低压电器就是不直接由人工操作，而是依赖于电压、电流或其他物理量的变化改变工作状态，如接触器、继电器、行程开关等[2]。
继电接触控制线路是借助于控制电器来实现一定的控制过程，它既涉及到控制电器的应用，也涉及到如何有效地由其构成电路实现控制要求。因此电机与控制正是继电接触器控制系统的重要组成部分。对于继电接触控制线路系统简单概括而言，如何对电动机或其他电器设备的接通或断开，只不过是利用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现自动控制，是一种断续控制。
3继电接触控制线路实际应用中的保护环节
在实际应用的电气转动继电接触控制线路系统的设计中，保护环节是其中一个重要的组成部分。因为没有必要保护装置和一些防止发生故障的保护环节，系统中的元器件就极易损坏，而操作人员的安全更是没有了必要的保障。因此，一个完整、有效、实用的继电接触控制线路系统中，保护环节也应是完备[3]。
3.1热保护
实施热保护的元件是热继电器。热保护又称过载保护，是指电动机的电流大于其额定值时，热继电器中的发热元件会发生变形，当发热量足够大时，双金属片变形上翘，使其常闭触电打开，接触器断电，电机停止运行，达到保护的目的。而引起过载的原因很多，如三相电动机单相运行，机械负载的功率过大等。因此，对热继电器的要求是：通过较小的过载电流时，需较长时间动作；过载电流越大，要求动作时间尽量的缩短。上述过程即为保护电器的反时限特性。
3.2短路保护
常用的短路保护元件是熔断器，它是利用熔断器中的熔体工作的。在设备由于绝缘损坏或操作不当以及电气线路发生故障时，造成电源短路，这样会产生很大的短路电流，巨大的热量可损坏各种电器设备，严重时容易引起火灾，造成人身事故。因此，对熔体的工作要求为：当通过小于或等于熔体电流时，他不熔断；而当短路电流较小时，熔断的慢一些；当短路电流超过额定电流很多时，则能迅速熔断以达到保护的目的。
3.3失压、欠压保护
失压保护又称零壓保护，它是指电动机在正常运行时突然停电，使电动机停车后又突然供电，以致操作人员来不及打开开关并造成人身及设备事故而采取的保护措施。欠压保护是当电源电压过低，也就是电磁转矩小于负载转矩，这时电机绕组电流增加，电机由于温升过高而被烧坏，这种情况下采取的措施为欠压保护。最为典型的这两种保护环节是自锁环节。
3.4过流保护
过流保护常用空气开关盒电磁式过流继电器实现，它广泛用于直流电动机或绕线式异步电动机。
除了以上介绍的四种保护环节外，还有其他的综合复杂的保护环节。当然，他们不是孤立的，也不是机械的组合在一起，而应根据实际情况不同，加以利用，注重组合设计，使整个电器控制系统更加经济、完备、实用。
4继电接触控制线路实际中的一些应用
继电接触控制线路在生产生活等多个领域上得到了广泛应用，例如自来水公司的水塔水位控制系统、大锅炉厂房控制系统、电梯、交通信号灯、全自动洗衣机等。
电梯继电接触控制线路系统是我们日常生活中接触较多的线路系统。电梯继电器控制系统也是最早的一种实现电梯控制的方法，是在20世纪80年代最广泛使用的一种电梯控制方式。这种控制方式实现的电梯控制逻辑线路功能简单，具有易于理解和掌握的优点。但是，电梯继电接触控制线路系统也存在很多的问题：系统触点多、接线线路复杂，且触点容易烧坏氧化、磨损、变形，造成接触不良，因而故障率较高；接线方式过于庞杂，难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高；电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高；结构体积庞大，能耗高，机械动作噪音大；另一方面，一旦出现故障，检查故障困难，维修工作量大。电梯继电器控制系统故障率高，电梯的可靠性和安全性都较差，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰[4]。
上世纪九十年代后，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。目前，此种控制方式已淘汰。
5继电接触控制线路应用发展与展望 继电接触控制线路系统虽然在生产上得到广泛应用，但由于它的机械触点多，也存在接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性较差的特点。因此，人们为消除上述继电接触控制线路系统的这些缺点，从硬件控制变为软件控制方面开始着手考虑寻求进步改变。
20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置——PLC（可编程逻辑控制器）。PLC是英文ProgrammableLogicController的缩写，国际电工委员会（IEC）对它作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。”后因其功能已超出逻辑控制的范围，故改称ProgrammableController（PC）。但由于PC易与个人计算机（PersonalComputer）混淆，故仍沿用PLC作为可编程控制器的缩写[5]。
可以说，PLC也是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。可编程控制器是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制线路系统的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯。特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错都很方便[6]。
6结语
继电接触控制线路系统是借助于控制电器来实现一定的控制过程，它既涉及到控制电器的应用，也涉及到如何有效地由其构成电路实现控制要求。但随着科学技术的发展，继电接触控制线路系统的缺点和局限性也是逐渐暴露很多，因此PLC技术的出现，大大改进完善了继电接触控制线路系统的不足之处。通过PLC可以实现继电接触控制线路系统实现的逻辑控制功能，当改变继电器等控制功能时，只要更改控制程序即可，不需要像继电接触控制线路系统那样重新更改接线系统，从而，可靠性提高，故障率下降，维修也更为方便。
参考文献：
[1]马文汇.谈建筑电气继电接触器控制系统[J].科技论坛，2010：50
[2]张弢.继电接触器控制系统[J].工程建设与设计，2011，（4）：90-94
[3]張群.电气传动继电接触控制系统中的保护环节[J].应用技术，2005，（6）：151
[4]张琦.现代电梯构造与使用[M].北京：清华大学出版社，2004：1-2，5，137
[5]曹菁.三菱PLC触屏和变频器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2011：49
[6]江永富.三菱PLC编程技术及工程案例精选[M].北京：机械工业出版社，2011：12
【关键词】 继电接触控制线路；保护环节；电梯；PLC
1前言
继电接触控制线路是最常见的一种控制方式，具有结构简单、价格低廉、实用、维修方便的特点。继电接触器的应用范围也是十分广泛，在发电、输配电池所及电气传动自动控制设备中经常会被用到。它对电力的生产、输送、分配应用起着转换、控制、保护和调节作用。
在建筑、机械、化工等工农业自动化生产过程中，普遍利用电力拖动生产机械实现生产过程的自动控制。而生产机械电气控制系统是生产机械不可缺少的组成部分，它对生产机械能否正确可靠地工作起着决定的作用。一般来说，电气控制系统应满足生产机械加工工艺的要求，线路安全科操作和维护方便，设备投资少等。因此，继电接触控制线路在实际的应用中必须正确地设计控制电路，合理地选择电气元件[1]。
2继电接触控制线路组成简介
继电接触控制线路由继电接触控制系统组成，使用继电器、接触器、按钮、空气开关、行程开关等低压电器构成的控制电路称为继电接触控制电路。常用低压控制电器一般又分为手动和自动两类。手动低压电器必须由人工操作，如闸刀开关、转换开关、按钮等，所谓自动低压电器就是不直接由人工操作，而是依赖于电压、电流或其他物理量的变化改变工作状态，如接触器、继电器、行程开关等[2]。
继电接触控制线路是借助于控制电器来实现一定的控制过程，它既涉及到控制电器的应用，也涉及到如何有效地由其构成电路实现控制要求。因此电机与控制正是继电接触器控制系统的重要组成部分。对于继电接触控制线路系统简单概括而言，如何对电动机或其他电器设备的接通或断开，只不过是利用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现自动控制，是一种断续控制。
3继电接触控制线路实际应用中的保护环节
在实际应用的电气转动继电接触控制线路系统的设计中，保护环节是其中一个重要的组成部分。因为没有必要保护装置和一些防止发生故障的保护环节，系统中的元器件就极易损坏，而操作人员的安全更是没有了必要的保障。因此，一个完整、有效、实用的继电接触控制线路系统中，保护环节也应是完备[3]。
3.1热保护
实施热保护的元件是热继电器。热保护又称过载保护，是指电动机的电流大于其额定值时，热继电器中的发热元件会发生变形，当发热量足够大时，双金属片变形上翘，使其常闭触电打开，接触器断电，电机停止运行，达到保护的目的。而引起过载的原因很多，如三相电动机单相运行，机械负载的功率过大等。因此，对热继电器的要求是：通过较小的过载电流时，需较长时间动作；过载电流越大，要求动作时间尽量的缩短。上述过程即为保护电器的反时限特性。
3.2短路保护
常用的短路保护元件是熔断器，它是利用熔断器中的熔体工作的。在设备由于绝缘损坏或操作不当以及电气线路发生故障时，造成电源短路，这样会产生很大的短路电流，巨大的热量可损坏各种电器设备，严重时容易引起火灾，造成人身事故。因此，对熔体的工作要求为：当通过小于或等于熔体电流时，他不熔断；而当短路电流较小时，熔断的慢一些；当短路电流超过额定电流很多时，则能迅速熔断以达到保护的目的。
3.3失压、欠压保护
失压保护又称零壓保护，它是指电动机在正常运行时突然停电，使电动机停车后又突然供电，以致操作人员来不及打开开关并造成人身及设备事故而采取的保护措施。欠压保护是当电源电压过低，也就是电磁转矩小于负载转矩，这时电机绕组电流增加，电机由于温升过高而被烧坏，这种情况下采取的措施为欠压保护。最为典型的这两种保护环节是自锁环节。
3.4过流保护
过流保护常用空气开关盒电磁式过流继电器实现，它广泛用于直流电动机或绕线式异步电动机。
除了以上介绍的四种保护环节外，还有其他的综合复杂的保护环节。当然，他们不是孤立的，也不是机械的组合在一起，而应根据实际情况不同，加以利用，注重组合设计，使整个电器控制系统更加经济、完备、实用。
4继电接触控制线路实际中的一些应用
继电接触控制线路在生产生活等多个领域上得到了广泛应用，例如自来水公司的水塔水位控制系统、大锅炉厂房控制系统、电梯、交通信号灯、全自动洗衣机等。
电梯继电接触控制线路系统是我们日常生活中接触较多的线路系统。电梯继电器控制系统也是最早的一种实现电梯控制的方法，是在20世纪80年代最广泛使用的一种电梯控制方式。这种控制方式实现的电梯控制逻辑线路功能简单，具有易于理解和掌握的优点。但是，电梯继电接触控制线路系统也存在很多的问题：系统触点多、接线线路复杂，且触点容易烧坏氧化、磨损、变形，造成接触不良，因而故障率较高；接线方式过于庞杂，难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高；电磁机构及触点动作速度比较慢，机械和电磁惯性大，系统控制精度难以提高；结构体积庞大，能耗高，机械动作噪音大；另一方面，一旦出现故障，检查故障困难，维修工作量大。电梯继电器控制系统故障率高，电梯的可靠性和安全性都较差，经常造成停梯，给乘用人员带来不便和惊扰[4]。
上世纪九十年代后，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高，继电器控制的弱点就越来越明显。目前，此种控制方式已淘汰。
5继电接触控制线路应用发展与展望 继电接触控制线路系统虽然在生产上得到广泛应用，但由于它的机械触点多，也存在接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性较差的特点。因此，人们为消除上述继电接触控制线路系统的这些缺点，从硬件控制变为软件控制方面开始着手考虑寻求进步改变。
20世纪60年代发展起来的一种新型自动化控制装置——PLC（可编程逻辑控制器）。PLC是英文ProgrammableLogicController的缩写，国际电工委员会（IEC）对它作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其相关设备都应按易于与工业控制器系统联成一个整体和易于扩充其功能的原则进行设计。”后因其功能已超出逻辑控制的范围，故改称ProgrammableController（PC）。但由于PC易与个人计算机（PersonalComputer）混淆，故仍沿用PLC作为可编程控制器的缩写[5]。
可以说，PLC也是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。可编程控制器是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制线路系统的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯。特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错都很方便[6]。
6结语
继电接触控制线路系统是借助于控制电器来实现一定的控制过程，它既涉及到控制电器的应用，也涉及到如何有效地由其构成电路实现控制要求。但随着科学技术的发展，继电接触控制线路系统的缺点和局限性也是逐渐暴露很多，因此PLC技术的出现，大大改进完善了继电接触控制线路系统的不足之处。通过PLC可以实现继电接触控制线路系统实现的逻辑控制功能，当改变继电器等控制功能时，只要更改控制程序即可，不需要像继电接触控制线路系统那样重新更改接线系统，从而，可靠性提高，故障率下降，维修也更为方便。
参考文献：
[1]马文汇.谈建筑电气继电接触器控制系统[J].科技论坛，2010：50
[2]张弢.继电接触器控制系统[J].工程建设与设计，2011，（4）：90-94
[3]張群.电气传动继电接触控制系统中的保护环节[J].应用技术，2005，（6）：151
[4]张琦.现代电梯构造与使用[M].北京：清华大学出版社，2004：1-2，5，137
[5]曹菁.三菱PLC触屏和变频器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2011：49
[6]江永富.三菱PLC编程技术及工程案例精选[M].北京：机械工业出版社，2011：12