继电器控制系统在工业生产中的应用

张琦

摘要：电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象，以实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的一门技术。在电气控制技术中，其控制系统是主要的组成部分。如今机械的电气控制系统是生产机械中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。本文主要介绍可编程序控制系统电器控制技术的应用。

关键词：继电器 控制技术 应用 工业

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0003-01

1 继电器控制系统

继电器控制系统由感测机构、中间机构和执行机构三个基本部分组成。

2 继电接触器工作原理

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

3 继电器的主要作用

继电器作为最重要的控制元件之一，概括起来，有如下几种作用：

（1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。

（2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。

（3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。

（4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。

4 控制继电器存在的缺点

今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。

5 继电器控制系统在工业生产中的应用

（1）可编程控制器（PLC）作为自动控制以成为大多数自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用PLC的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，在操作、控制、效率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。可编程控制器的种类千差万别，为了在恶劣的工业环境中使用，它们却有许多共同的特点：①抗干扰能力强，可靠性极高，②编程方便，③使用方便，④维护方便，⑤设计、施工、调试周期短，⑥易于实现机电一体化。

（2）PCL的工作原理。PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。

（3）PLC控制应用。模型介绍及控制过程分析：波轮式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安装的。外桶固定，作盛水用，内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内外桶水流相通。

洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机拖动，通过电磁阀离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干桶（内桶）。电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干（此时波轮不转）。水位高低分别由高低水位开关进行检测。启动按钮用来启动洗衣机工作。

控制要求：启动时，首先进水，到高位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤15S，暂停3S后反转洗涤15S，暂停3S后再正转洗涤，如此反复30次。洗涤结束后开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10S。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。经过3次上述大循环后（第2、3次为漂洗），进行洗衣完成报警，报警10S后结束全部过程，自动停机。

参考文献

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