🔧 电工与工控学习指南

电路组成：交流电源（AC 220V）+ 单开开关（WallSwitchSingleB）+ 灯泡（Bulb）

电路原理：火线（L）从电源流出，经过开关后连接到灯泡，灯泡另一端接零线（N）形成回路。

布线原则："火线进开关，零线进灯头"——这是家庭电路的基本布线原则。开关控制火线的通断，确保开关断开后灯泡不带电，更换灯泡时更加安全。

学习目标：理解照明电路的基本结构，掌握"火线进开关，零线进灯头"的基本布线原则

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中选择"家庭电路仿真"场景，添加电源、开关和灯泡，连接后运行仿真，观察开关控制灯亮灭的效果

电路组成：交流电源 + 两个双控开关（WallSwitchSingleB）+ 灯泡

电路原理：两个双控开关分别安装在楼梯两端或房间门口和床头，通过不同的连接方式实现两地独立控制同一盏灯。

应用场景：楼梯照明（楼上楼下都能控制）、卧室照明（门口和床头都能控制）

学习目标：理解双控开关的工作原理，掌握楼梯、走廊灯的控制方式

ESim电工仿真操作：使用ESim电工仿真搭建双控电路，点击任意一个开关，观察灯泡的状态变化，验证两个开关都能独立控制灯泡

电路组成：电能表 + 总断路器 + 漏电保护器 + 分路断路器 + 端子排

电路原理：电源进线首先经过电能表计量，然后通过总断路器进行总保护，再分配到各分路，每路单独由断路器和漏电保护器保护。

学习目标：理解住宅配电系统的基本结构，掌握配电箱的元器件选型和接线顺序

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中搭建完整的配电箱电路，了解电能表、断路器、漏电保护器等器件的作用和连接顺序

电路组成：电源 + 断路器 + 接触器 + 点动按钮 + 电机

主电路：三相电源（L1/L2/L3）→断路器→接触器主触点（KM）→热继电器（FR）→电机（M）

控制电路：控制电源（L/N）→停止按钮（SB1，常闭）→启动按钮（SB2，常开）→接触器线圈（KM）→热继电器常闭触点（FR）→控制电源

工作原理：按下启动按钮→接触器线圈得电→主触点闭合→电机通电运转；松开启动按钮→接触器线圈失电→主触点断开→电机停止。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真"学习案例"中查看"点动和自锁电路"，点击按钮观察接触器和电机的动作

电路组成：在点动电路基础上，增加接触器辅助触点（常开）与启动按钮并联形成自锁回路

工作原理：按下启动按钮→接触器吸合→辅助触点闭合→即使松开按钮，辅助触点仍保持线圈通电→电机持续运转；按下停止按钮→控制回路断开→接触器释放→电机停止。

关键概念：自锁（自保）是指依靠自身辅助触点保持线圈通电的控制方式，是工业控制中最基础、最重要的控制逻辑。

ESim电工仿真操作：这是工业电路的基础，务必在ESim电工仿真中反复练习，理解自锁原理，并观察辅助触点的作用

应用场景：传送带正反转、升降机、卷扬机等需要改变电机转向的设备

电路原理：通过调换三相电源的任意两相相序（如L1和L2对调），改变电机旋转方向。

主电路构成：电源→正转断路器→正转接触器主触点→电机；电源→反转断路器→反转接触器主触点→电机（注意：反转接触器要调换相序）

关键保护——互锁：必须设置电气互锁和机械互锁，防止正反转接触器同时吸合造成电源短路。

互锁实现：将正转接触器的常闭辅助触点串联在反转控制回路中，反转接触器的常闭辅助触点串联在正转控制回路中。这样即使误操作同时按下两个启动按钮，由于互锁触点的作用，两个接触器也不会同时吸合。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真"学习案例"中打开"电机正反转电路"，研究互锁接法，运行仿真测试互锁保护功能

应用场景：大功率三相异步电机（11kW以上）启动时，降低启动电流，减小对电网的冲击。

工作原理：启动时电机绕组接成星形（Y），每相绕组承受电压为额定电压的1/√3（约220V）；运行稳定后切换为三角形（△），每相绕组承受额定电压（380V）。

启动电流：星形启动时电流约为三角形直接启动的1/3，但转矩也减小到1/3。

电路组成：主接触器（KM1）+ 星形接触器（KMY）+ 三角形接触器（KM△）+ 时间继电器（KT）+ 热继电器（FR）+ 互锁触点

动作时序：按下启动→主接触器+星形接触器吸合（Y接）→延时5-10秒→星形接触器断开+三角形接触器吸合（△接）→电机全速运行

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真"学习案例"中打开"电机星三角启动电路"，观察启动过程，使用时间继电器设置延时参数

安全器件：急停按钮（StopButton）+ 安全继电器（SafetyRelay）- VIP功能

安全等级：符合EN ISO 13849-1安全标准，采用双通道安全回路设计

工作原理：多个急停按钮串联接入安全继电器的双通道输入，任一急停触发→安全继电器立即断开→切断电机接触器控制回路→设备停止

安全特点：安全继电器具有自我监控功能，检测到内部故障时会自动进入安全状态；断线故障会被检测到并触发安全保护。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中练习急停回路接线，测试安全继电器的动作逻辑，观察急停按下后接触器的状态变化

NPN传感器接线：棕线接+24V，蓝线接0V，黑线（信号输出）接负载一端，负载另一端接+24V。传感器触发时，信号线输出低电平（0V），负载得电。

PNP传感器接线：棕线接+24V，蓝线接0V，黑线（信号输出）接负载一端，负载另一端接0V。传感器触发时，信号线输出高电平（+24V），负载得电。

简单记忆：NPN输出低电平——负载接正极（与PLC共地）；PNP输出高电平——负载接负极（与PLC共电源）。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真"学习案例"中打开"PNP/NPN传感器"电路，对比两种传感器的接线方式，点击传感器触发状态变化，观察继电器动作

应用场景：龙门吊、传送带、升降平台等需要自动往复运动的设备

电路原理：使用行程开关（LimitSwitch）作为位置检测，到达设定位置后自动切换电机转向。

控制逻辑：电机正转→碰到右限位开关→电机停止→切换为反转→碰到左限位开关→电机停止→切换为正转，如此循环。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中搭建正反转电路，添加两个行程开关分别作为左右限位，点击行程开关触发状态变化，观察电机转向切换

电路组成：温控器（TemperatureController）+ PT100热电阻 + 加热管（HeatingTube）+ 固态继电器（SSR）

工作原理：PT100检测温度→温控器比较设定值与实际值→根据PID算法控制固态继电器通断→调节加热管功率→实现温度恒定控制

温控器参数设置：设定温度（SV）、测量温度（PV）、回差（防止频繁启停）、控制方式（ON-OFF或PID）

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中长按温控器设置参数（设定温度、温差），点击PT100传感器触发温度变化，观察温控器输出状态和固态继电器的动作

打开汇川编程软件 AutoShop，然后新建项目，PLC型号选择Easy320,然后点击右上角的离线仿真按钮打开汇川虚拟PLC，然后打开ESim电工仿真，添加PLC等等我们需要的控件进行接线模拟仿真

输入接线：启动按钮→I0.0（接输入端子和COM），停止按钮→I0.1（接输入端子和COM）(具体接线参考汇川PLC指导手册)

输出接线：Q0.0→中间继电器线圈（继电器另一端接电源N），COM→电源N  (具体接线参考汇川PLC指导手册)

梯形图逻辑（LD指令）：

LD I0.0      // 加载启动按钮（常开）
OR Q0.0      // 或输出自锁（常开触点）
ANI I0.1     // 与停止按钮（常闭）
= Q0.0       // 输出到接触器线圈
                    

梯形图逻辑（说明）：按下启动按钮（I0.0闭合）→Q0.0输出→接触器吸合；Q0.0常开触点闭合形成自锁，即使松开启动按钮也能保持输出；按下停止按钮（I0.1断开）→Q0.0失电→接触器释放。

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中打开"PLC控制电路"案例，熟悉PLC端子布局，练习输入输出接线，体验手动模式和自动模式的区别

主电路接线：电源（L1,L2,L3）→断路器→变频器输入端子（R,S,T）→变频器输出端子（U,V,W）→电机

控制电路接线（两线式模式1）：

• 常开按钮→变频器DI1（正转端子）
• 常开按钮→变频器DI2（反转端子）

参数设置步骤：

1. 长按MD200变频器进入设置界面
2. 设置F0.02=1（运行命令源为端子控制）

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真APP中进入"变频器学习"模块，分别练习面板控制和端子控制两种模式

系统构成：PLC（控制器）+ 变频器（执行器）+ 电机（负载）+ 按钮/选择开关（输入设备）

控制要求：

• 按下按钮，电机启动，释放按钮电机停止

硬件接线方案：

1. PLC输入：常开按钮→I0.0，常开按钮→I0.1
2. PLC输出：Q0.0→变频器DI1（使能），Q0.1→变频器DI2（使能）
3. 变频器参数：端子控制、控制模式两线1

PLC程序逻辑：

LD I0.0              // 按钮（常开）正转
= Q0.0               // 使能变频器
LD I0.1              //按钮（常开）反转
= Q0.1               //使能变频器

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中搭建完整系统，在汇川PLC编程软件中编写梯形图程序并启动离线仿真，测试PLC控制变频器的功能

系统组成：智能水箱（SmartTank）+ PLC + 温控器 + 水阀 + 加热管 + 液位计 + 热电阻

控制要求：

• 液位控制：低液位自动启动进水阀进水，高液位自动停止进水
• 温度控制：水温低于设定值启动加热，达到设定值停止加热
• 报警功能：超高液位报警、超低液位报警、超温报警

元器件接线说明：

• 进水阀：N是公共端（接零线），上是进水阀线圈，下是出水阀线圈，电源AC 220V
• 热电阻：+、-两个接线端子，型号PT100，用于检测水温
• 加热管：L1、L2两个接线端子，默认功率600W
• 液位计：COM是公共端，高是上限位信号，低是下限位信号

ESim电工仿真操作：在ESim电工仿真中打开"智能水箱学习系统"案例，设置参数，搭建控制电路，实现自动液位和温度联合控制功能