某大學(xué)電氣專業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)經(jīng)典T課件78

電氣自動(dòng)控制技術(shù)12.1常用控制電器12.2

三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路12.3可編程序控制器12.4可編程序控制器應(yīng)用舉例了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法掌握過(guò)載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程。能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路本章要點(diǎn)5.了解可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)和原理6.了解可編程控制器基本指令和編程方法7.了解可編程控制器的簡(jiǎn)單應(yīng)用

應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動(dòng)。利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸控制。

以微型計(jì)算機(jī)為核心，使用軟件編程的方法代替繼電器硬件的連接，可以很容易通過(guò)改變控制對(duì)象的運(yùn)轉(zhuǎn)程序來(lái)改變其控制過(guò)程，這種控制為PLC。第12章電氣自動(dòng)控制技術(shù)12.1常用控制電器12.1.1

刀開(kāi)關(guān)和熔斷器

刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器，又稱閘刀開(kāi)關(guān)。通常用來(lái)不頻繁地接通或斷開(kāi)容量不大的三相異步電動(dòng)機(jī)、低壓供電電路，或作為用電設(shè)備與電源分離的隔離開(kāi)關(guān)。(a)外形圖(b)電路符號(hào)

符號(hào)FU熔斷器額定電流IN的選擇（1）電燈、電爐等電阻性負(fù)載IN>IL（3）頻繁起動(dòng)的電機(jī)（2）空載啟動(dòng)的電機(jī)熔斷器用于低壓線路中的短路保護(hù)。

常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器?？蓪?shí)現(xiàn)短路、過(guò)載、失壓保護(hù)。12.1.2自動(dòng)空氣斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)）鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合

過(guò)流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵釋放自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧12.1.3主令電器(b)結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開(kāi)關(guān)的外形和結(jié)構(gòu)(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)1、按鈕

復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式觸頭常開(kāi)靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開(kāi)按鈕(起動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽實(shí)現(xiàn)電路自動(dòng)切換、限位保護(hù)和行程控制等。2、行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))(b)示意圖

結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)ST(c)

符號(hào)M3~3、

組合開(kāi)關(guān)

組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開(kāi)。可實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。右圖為用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起?？刂频慕泳€圖。交流接觸器器的外形圖圖12.1.4接觸器用于遠(yuǎn)距離離頻繁地接接通和斷開(kāi)開(kāi)交直流電電路及大容容量控制電電路電器。。接觸器通常常為三對(duì)常常開(kāi)觸點(diǎn)，允許許通過(guò)大電電流，常用于主電電路中。接觸器結(jié)構(gòu)構(gòu)線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵電源電機(jī)主觸點(diǎn)常閉常開(kāi)彈簧接觸器工作作原理接觸器符號(hào)號(hào)線圈KM用于主電路路流過(guò)的大大電流（需需加滅弧裝裝置）用于控制電電路流過(guò)的的小電流（（無(wú)需加滅滅弧裝置））屬于同一器器件的線圈圈和觸點(diǎn)用用相同的文文字表示接觸器技術(shù)術(shù)指標(biāo)：額定工作電電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。動(dòng)合(常開(kāi))主觸點(diǎn)KM常用的交流流接觸器有有CJ10、CJ12、CJ120等系列。KM動(dòng)合(常開(kāi))輔助觸點(diǎn)動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM12.1.5熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)機(jī)的過(guò)載保保護(hù)。熱繼電器外外形與結(jié)構(gòu)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)~發(fā)熱元件接接入電機(jī)主主電路，若若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)過(guò)載，雙金金屬片被加加熱。因雙雙金屬片的的下層膨脹脹系數(shù)大，，使其向上上彎曲，杠杠桿被彈簧簧拉回，常常閉觸點(diǎn)斷斷開(kāi)。發(fā)熱元件杠桿工作原理：：結(jié)構(gòu)原理圖圖雙金屬片常閉觸頭熱繼電器結(jié)結(jié)構(gòu)和工作作原理熱繼電器的的符號(hào)串聯(lián)聯(lián)在在主主電電路路中中串聯(lián)聯(lián)在在控控制制電電路路中中常閉觸頭FR發(fā)熱元件FR通電電延延時(shí)時(shí)的的空空氣氣式式時(shí)時(shí)間間繼繼電電器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖常開(kāi)觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開(kāi)常開(kāi)觸頭常閉觸頭線圈通電銜鐵向下吸合連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作工作原理:調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動(dòng)鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔12.1.6時(shí)間間繼繼電電器器時(shí)間間繼繼電電器器觸觸頭頭類類型型常閉斷電后延時(shí)閉合常開(kāi)斷電后延時(shí)斷開(kāi)通電電延延時(shí)時(shí)式式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作常閉閉觸觸點(diǎn)點(diǎn)常開(kāi)開(kāi)觸觸點(diǎn)點(diǎn)常開(kāi)開(kāi)通電電后后延時(shí)時(shí)閉閉合合常閉閉通電電后后延時(shí)時(shí)斷斷開(kāi)開(kāi)斷電電延延時(shí)時(shí)式式繼電電接接觸觸控控制制線線路路由由一一些些基基本本控控制制環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)組組成成，，下下面面介介紹紹繼繼電電接接觸觸控控制制線線路路的的繪繪制制。。在電電工工技技術(shù)術(shù)中中所所繪繪制制的的控控制制線線路路圖圖為為原原理理圖圖，，它它不不考考慮慮電電器器的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和實(shí)實(shí)際際位位置置，，突突出出的的是是電氣氣原原理理。電器器繼繼電電控控制制原原理理圖圖的的繪繪制制原原則則及及讀讀圖圖方方法法：：1.按國(guó)國(guó)家家規(guī)規(guī)定定的的電電工工圖圖形形符符號(hào)號(hào)和和文文字字符符號(hào)號(hào)畫畫圖圖2.控制制線線路路由由主主電電路路（（被被控控制制負(fù)負(fù)載載所所在在電電路路））和和控控制電電路路（（控控制制主主電電路路狀狀態(tài)態(tài)））組組成成3.屬同同一一電電器器元元件件的的不不同同部部分分（如如接接觸觸器器的的線線圈圈和和觸點(diǎn)點(diǎn)））按按其其功功能能和和所所接接電電路路的的不不同同分分別別畫畫在在不不同同的電電路路中中，，但但必須須標(biāo)標(biāo)注注相相同同的的文文字字符符號(hào)號(hào)4.所有有電電器器的的圖圖形形符符號(hào)號(hào)均均按按無(wú)無(wú)電電壓壓、、無(wú)無(wú)外外力力作作用用下下的正正常常狀狀態(tài)態(tài)畫畫出出，，即即按按通電電前前的的狀狀態(tài)態(tài)繪制制5.與電電路路無(wú)無(wú)關(guān)關(guān)的的部部件件（（如如鐵鐵心心、、支支架架、、彈彈簧簧等等））在控控制電電路路中中不不畫畫出出分析析和和設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)控控制制電電路路時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)注注意意以以下下幾幾點(diǎn)點(diǎn)：：1.使控控制制電電路路簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，電電器器元元件件少少，，而而且且工工作作又又要要準(zhǔn)準(zhǔn)確確可靠靠2.盡可可能能避避免免多多個(gè)個(gè)電電器器元元件件依依次次動(dòng)動(dòng)作作才才能能接接通通另另一一個(gè)個(gè)電器器的的控控制制電電路路3.必須須保保證證每每個(gè)個(gè)線線圈圈的的額額定定電電壓壓，，不不能能將將兩兩個(gè)個(gè)線線圈圈串串聯(lián)熔斷器FU交流接觸器KM組合開(kāi)關(guān)Q按扭SBSB1SB2熱繼電器FRM3～12.2三相相異異步步電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)基基本本控控制制電電路路12.2.1直接接起起停停和和點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)動(dòng)控控制制(a)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖1.直接接起起停停電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的保保護(hù)護(hù)短路路保保護(hù)護(hù)是因短短路電電流會(huì)會(huì)引起起電器器設(shè)備備絕緣緣損壞壞產(chǎn)生生強(qiáng)大大的電電動(dòng)力力，使使電動(dòng)動(dòng)機(jī)和和電器器設(shè)備備產(chǎn)生生機(jī)械械性損損壞，，故要要求迅迅速、、可靠靠切斷斷電源源。通通常采采用熔斷器器FU和過(guò)流繼繼電器器等。欠壓是指電電動(dòng)機(jī)機(jī)工作作時(shí)，，引起起電流流增加加甚至至使電電動(dòng)機(jī)機(jī)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，失壓是指電電源電電壓消消失而而使電電動(dòng)機(jī)機(jī)停轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，在在電源源電壓壓恢復(fù)復(fù)時(shí)，，電動(dòng)動(dòng)機(jī)可可能自自動(dòng)重重新起起動(dòng)，，易造造成人人身或或設(shè)備備故障障。常常用的的失壓壓和欠欠壓保保護(hù)有有：對(duì)對(duì)接觸觸器實(shí)實(shí)行自鎖；用低電壓壓繼電電器組成失失壓、、欠壓壓保護(hù)護(hù)。過(guò)載保保護(hù)是為防防止三三相電電動(dòng)機(jī)機(jī)在運(yùn)運(yùn)行中中電流流超過(guò)過(guò)額定定值而而設(shè)置置的保保護(hù)。。常采采用熱繼電電器FR保護(hù)，，也可可采用用自動(dòng)開(kāi)開(kāi)關(guān)和電流繼繼電器器保護(hù)。。2.既能長(zhǎng)長(zhǎng)期工工作又又能點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)的的控制制電路路按下起起動(dòng)按按鈕SB2，電動(dòng)動(dòng)機(jī)運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)，，松開(kāi)開(kāi)起動(dòng)動(dòng)按鈕鈕，，電動(dòng)動(dòng)機(jī)停停轉(zhuǎn)。。點(diǎn)動(dòng)按按鈕SB3的作用用：（1）使接接觸器器線圈圈KM通電；；（2）使線線圈KM不能自自鎖。。KMSB2FRKMSB1~SB3復(fù)合按按鈕2.既能長(zhǎng)長(zhǎng)期工工作又又能點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)的的控制制電路路KMSB2FRKMSB1~SB3后閉合合先斷開(kāi)開(kāi)按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)時(shí)時(shí)：自鎖觸觸點(diǎn)不不起作作用通電KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開(kāi)開(kāi)后閉合合斷開(kāi)斷電2.既能長(zhǎng)長(zhǎng)期工工作又又能點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)的的控制制電路路松開(kāi)SB32.既能長(zhǎng)長(zhǎng)期工工作又又能點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)的的控制制電路路松開(kāi)SB3電機(jī)停停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)點(diǎn)動(dòng)用途:試車、、檢修修以及及車床床主軸軸的調(diào)調(diào)整等等。KMSB2FRKMSB1~SB3先斷開(kāi)開(kāi)后閉合合斷開(kāi)斷電12.2.2正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和行行程控控制將電動(dòng)動(dòng)機(jī)接接到電電源的的任意意兩根根線對(duì)對(duì)調(diào)一一下，，即可可使電電動(dòng)機(jī)機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。需要用用兩個(gè)個(gè)接觸觸器來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)這一一要求求。當(dāng)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接觸觸器工工作時(shí)時(shí)，電電動(dòng)機(jī)機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接觸觸器工工作時(shí)時(shí)，將將電動(dòng)動(dòng)機(jī)接接到電電源的的任意兩根根聯(lián)線線對(duì)調(diào)調(diào)一下下，電電動(dòng)機(jī)機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。1.正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)按下SBFSBKMF在同一一時(shí)間間內(nèi)，，兩個(gè)個(gè)接觸觸器只只允許許一個(gè)個(gè)通電電工作作的控控制作作用，，稱為為“聯(lián)鎖”?！奥?lián)鎖””觸點(diǎn)點(diǎn)利用接接觸器器的觸觸點(diǎn)實(shí)實(shí)現(xiàn)聯(lián)聯(lián)鎖控控制稱稱電氣聯(lián)聯(lián)鎖。缺點(diǎn)：：改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時(shí)時(shí)必須須先按按停止止按鈕鈕。。解決措措施：在控控制電電路中中加入入機(jī)械械連鎖鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.....通電斷開(kāi)斷電電機(jī)正轉(zhuǎn)閉合機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)復(fù)合按按鈕的的觸點(diǎn)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)聯(lián)鎖鎖控制制稱機(jī)械聯(lián)聯(lián)鎖。鼠籠式式電動(dòng)動(dòng)機(jī)正正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的控控制線線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，，按下反反轉(zhuǎn)按按鈕SBR先斷開(kāi)開(kāi)斷電閉合通電斷開(kāi)停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機(jī)反反轉(zhuǎn)2.行程控控制自動(dòng)往往返運(yùn)運(yùn)動(dòng)：：1.能正向向運(yùn)行行也能能反向運(yùn)行行2.到位后后能自自動(dòng)返返回行程控控制：：控制某某些機(jī)機(jī)械的的行程程，當(dāng)當(dāng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)部件件到達(dá)達(dá)一定定行程程位置置時(shí)利利用行行程開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)進(jìn)行控控制。STaSTb電機(jī)正程限位開(kāi)關(guān)STaSTb逆程STaSTb前進(jìn)（正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時(shí)KMF通電（其常常閉斷斷開(kāi)，，常常開(kāi)閉閉合））KMF斷電KMR通電自動(dòng)往往返運(yùn)運(yùn)動(dòng)：：電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn)

電機(jī)反轉(zhuǎn)（工作臺(tái)后退）正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制制線路路3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR下圖所所示的的鼠籠籠式電電動(dòng)機(jī)機(jī)正反反轉(zhuǎn)控控制線線路中中有幾處處錯(cuò)誤誤，請(qǐng)請(qǐng)改正正之。。KM1FUQKM2M1M23~3~.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1.控制順順序：：M1起動(dòng)后后M2才能起起動(dòng)。。M2既不能能單獨(dú)獨(dú)起動(dòng)動(dòng)，也也不能能單獨(dú)獨(dú)停車車。M1轉(zhuǎn)動(dòng)12.2.3時(shí)間和和順序序控制制M2轉(zhuǎn)動(dòng)....KMFUQFR電機(jī)繞組U1U2V1V2W1W2KM-YU1V1W1U2W2YV2W2V1V2U2W1U1KM-主電路路電機(jī)的的Y－起動(dòng)動(dòng)KM-Y閉合，，電機(jī)機(jī)接成成Y形；KM-閉合，，電機(jī)機(jī)接成成形形。KMFUQFRU1U2V1V2W1W2KM-YKM-KT主電路接通電源延時(shí)KM-KM-YY轉(zhuǎn)換完成SB2

KMKTKM-YKM-KM-KTKTKM-YKM-YKM-KM-KTKM-KMSB1SB2KMY－起動(dòng)控制電路FR~KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1例：兩條皮皮帶運(yùn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)分別別由兩兩臺(tái)鼠鼠籠異異步電電動(dòng)機(jī)機(jī)拖動(dòng)動(dòng)，由由一套套起停停按鈕鈕控制制它們們的起起停。。為避避免物物體堆堆積在在運(yùn)輸輸機(jī)上上，要要求電電動(dòng)機(jī)機(jī)按下下述順順序起起動(dòng)和和停止止：起動(dòng)時(shí)時(shí):M1起動(dòng)后后M2才能起起動(dòng)；；停車時(shí)時(shí):M2停車后后M1才能停停車。。應(yīng)如如何實(shí)實(shí)現(xiàn)控控制？？起動(dòng)：通電通電閉合閉合SBKM1FR1KM2SBKM2FR2KM1停止：：斷電斷電斷開(kāi)斷開(kāi)繼電器器、接接觸器器控制制電路路讀圖圖和設(shè)設(shè)計(jì)中中應(yīng)注注意的的問(wèn)題題：1、首先先了解解工藝藝過(guò)程程及控控制要要求；；2、搞清清控制制系統(tǒng)統(tǒng)中各各電機(jī)機(jī)、電電器的的作用用以及及它們們的控制關(guān)關(guān)系；；3、主電電路、、控制制電路路分開(kāi)閱閱讀或或設(shè)計(jì)計(jì)；4、控制制電路路中，，根據(jù)據(jù)控制制要求求按自上而而下、、自左左而右的順序序進(jìn)行行讀圖圖或設(shè)設(shè)計(jì)；；5、同一個(gè)個(gè)電器器的所有有線圈圈、觸觸頭不不論在在什么么位置置都叫相同的的名字字；6、原理理圖上上所有有電器器，必必須按按國(guó)家家統(tǒng)一一符號(hào)號(hào)標(biāo)注注，且均按按未通電電狀態(tài)態(tài)表示；；7、繼電電器、、接觸觸器的的線圈圈只能能并聯(lián)，不能能串聯(lián)聯(lián)；8、控制制順序序只能能由控控制電電路實(shí)實(shí)現(xiàn)，，不能能由主主電路路實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。電器符符號(hào)標(biāo)標(biāo)注刀閘熔斷器器按鈕接觸器器熱繼電電器行程開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)間繼繼電器器中間繼繼電器器QFUSBKMFRSTKTKA12.3可編程程序控控制器器1、定義義可編程程控制制器是一種種數(shù)字字運(yùn)算算的電電子操操作系系統(tǒng)裝裝置，，專為為工業(yè)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)應(yīng)用用而設(shè)設(shè)計(jì)。。其采采用可可編程程序的的存儲(chǔ)儲(chǔ)器，，在其其內(nèi)部部存儲(chǔ)儲(chǔ)執(zhí)行行邏輯輯運(yùn)算算、順順序控控制、、定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)和和算術(shù)術(shù)運(yùn)算算等，，通過(guò)過(guò)數(shù)字字或模模擬式式的輸輸入和和輸出出，控控制各各種類類型的的機(jī)械械或生生產(chǎn)過(guò)程程。2、發(fā)展展20世紀(jì)60年代，，美國(guó)國(guó)通用用汽車車公司司為適適應(yīng)汽汽車型型號(hào)不不斷翻翻新需需要，，對(duì)生生產(chǎn)線線上的的控制制設(shè)備備提出出的新新要求求，研研制了了第一一臺(tái)可可編程程控制制器，，通過(guò)過(guò)改變變存儲(chǔ)儲(chǔ)在里里面的的指令令來(lái)改改變生生產(chǎn)線線的控控制流流程，，提供供了繼繼電器器控制制系統(tǒng)統(tǒng)無(wú)法法比擬擬的靈靈活性性。但但該時(shí)時(shí)期的的可編編程序序控制制器代代替了了繼電電器系系統(tǒng)可可完成成各種種順序序控制制，雖雖采用用了計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)的設(shè)設(shè)計(jì)思思想，，實(shí)際際只能能進(jìn)行行邏輯輯運(yùn)算算，故故稱可可編程程邏輯輯控制制器，，簡(jiǎn)稱稱PLC（Prog-rammableLogicalController）。20世紀(jì)80年代，，隨著著微電電子技技術(shù)和和計(jì)算算機(jī)技技術(shù)的的發(fā)展展，PLC的功能能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出出邏輯輯控制制、順順序控控制范范圍，，可進(jìn)進(jìn)行模模擬量量、位位置控控制，，以及及可實(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)程通通訊、、柔性性加工工和制制造系系統(tǒng)等等功能能，故故稱其其為可可編程程控制制器（ProgrammableController）簡(jiǎn)稱PC。為了了與個(gè)個(gè)人電電腦PC區(qū)別，，仍將將其稱稱為PLC。PLC已被稱稱為現(xiàn)現(xiàn)代工工業(yè)控控制的的主要要三大大支柱柱（PLC、機(jī)器器人和和CAD/CAM）之一。目前，，PLC已廣泛泛應(yīng)用用于冶冶金、、礦業(yè)業(yè)、機(jī)機(jī)械、、輕工工等領(lǐng)領(lǐng)域，，加速速了機(jī)機(jī)電一一體化化的進(jìn)進(jìn)程。。各種類類型的的PLC中、大大型PLC的結(jié)構(gòu)構(gòu)外型型，它它通常常采用用積木木式結(jié)結(jié)構(gòu)，，可以以根據(jù)據(jù)需要要將各各種標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)模模塊進(jìn)進(jìn)行搭搭接，，常用用的模模塊有有電源模模塊、、CPU模塊、、輸入入模塊塊、輸輸出模塊塊以及各各種特殊模模塊中、大大型PLC的結(jié)構(gòu)構(gòu)外型型各種PLC的具體體結(jié)構(gòu)構(gòu)雖然然多種種多樣樣，但但其結(jié)結(jié)構(gòu)和和工作作原理理大同同小異異，都都是以以微處處理器器為核核心的的電子子電氣氣系統(tǒng)統(tǒng)。PLC各種功功能的的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，不不僅基基于其其硬件件的作作用，，而且且要靠靠其軟軟件的的支持持。PLC內(nèi)部主主要由由主機(jī)機(jī)、輸輸入/輸出接接口、、電源源、編編程器器、擴(kuò)擴(kuò)展接接口和和外部部設(shè)備備接口口等幾幾部分分組成成。12.3.1組成工工作原原理一、組組成模擬量輸入行程開(kāi)關(guān)繼電器觸點(diǎn)各種開(kāi)關(guān)傳感器CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用光電隔離裝置編程器打印機(jī)計(jì)算機(jī)繼電器、可控硅、晶體管電路1、主機(jī)機(jī)CPU是PLC的核心心，一一切邏邏輯運(yùn)運(yùn)算及及判斷斷都是是由其其完成成的，，并控控制所所有其其它部部件的的操作作。它它就是是我們常常說(shuō)的的電腦腦芯片片(1)運(yùn)行用戶程序(2)監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)(3)作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理主機(jī)部部分包包括中中央處處理器器（CPU）、系系統(tǒng)程程序存存儲(chǔ)器器和用用戶程程序及及數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)器系統(tǒng)程序序存儲(chǔ)器器主要存放放系統(tǒng)管管理和監(jiān)監(jiān)控程序序及對(duì)用用戶程序序作編譯譯處理的的程序。。系統(tǒng)程程序已由由廠家固固定，用用戶不能能更改用戶程序序及數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)器器主要存放放用戶編編制的應(yīng)應(yīng)用程序序及各種種暫存數(shù)數(shù)據(jù)、中中間結(jié)果果內(nèi)部存儲(chǔ)儲(chǔ)器其有兩類類，一類類是系統(tǒng)統(tǒng)程序存存儲(chǔ)器，，另一類類是用戶戶程序及及數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)器2、輸入/輸出（I/O）接口輸入接口口用于接收收輸入設(shè)設(shè)備（如如：按鈕鈕、行程程開(kāi)關(guān)、、傳感器器等）的的控制信信號(hào)輸出接口口用于將經(jīng)經(jīng)主機(jī)處處理過(guò)的的結(jié)果通通過(guò)輸出出電路去去驅(qū)動(dòng)輸輸出設(shè)備備（如:接觸器、、電磁閥閥、指示示燈等））3、電源電源指為CPU、存儲(chǔ)器器、I/O接口等內(nèi)內(nèi)部電子子電路工工作所配配備的直直流開(kāi)關(guān)關(guān)穩(wěn)壓電電源4、編程器器編程器是重要的的外部設(shè)設(shè)備，主主要由鍵鍵盤、顯顯示器組組成。小小型PLC常用簡(jiǎn)易易編程器器，大、、中型PLC多用智能能編程器器。目前前許多PLC采用和計(jì)計(jì)算機(jī)聯(lián)聯(lián)接，并并利用專專用的工工具軟件件進(jìn)行編編程或監(jiān)監(jiān)控液晶顯示屏控制鍵模式鍵指令參數(shù)鍵6、外部設(shè)設(shè)備接口口I/O擴(kuò)展接口口用于將擴(kuò)擴(kuò)充外部部輸入/輸出端子子數(shù)擴(kuò)展展單元與與基本單單元（即即主機(jī)））聯(lián)接在在一起5、輸入輸輸出擴(kuò)展展接口此接口可可將編程程器、打打印機(jī)、、條形碼碼掃描儀儀等外部部設(shè)備與與主機(jī)相相連電源模塊塊CPU模塊IO模塊底板輸入端子輸入信號(hào)燈輸出端子輸出信號(hào)燈

編程電纜運(yùn)行開(kāi)關(guān)

電源指示燈運(yùn)行指示燈電池指示燈出錯(cuò)指示燈擴(kuò)展端口鋰電池二、工作作原理PLC采用“順序掃描描、不斷斷循環(huán)”工作方方式，這這個(gè)過(guò)程程分為輸入采樣樣，程序序執(zhí)行、、輸出刷刷新三個(gè)階段段，整個(gè)個(gè)過(guò)程掃掃描并執(zhí)執(zhí)行一次次所需的的時(shí)間稱稱為掃描周期期輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀寫輸入采樣樣程序執(zhí)行行輸出刷新新一個(gè)掃描周期位（點(diǎn)）號(hào)（0-15）××

通道號(hào)（寄存器號(hào)）×××寄存器采采用5位阿拉伯伯?dāng)?shù)碼尋尋址三、PLC主要技術(shù)術(shù)性能（（OMRON）主要介紹紹OMRON（歐姆龍龍）C系列－CMP1A1、I/O點(diǎn)數(shù)（本本體40點(diǎn)，可外外加擴(kuò)展展）點(diǎn)數(shù)地地址輸入點(diǎn)數(shù)數(shù)24點(diǎn)00000～0001100100～00111輸出點(diǎn)數(shù)數(shù)16點(diǎn)01000～0100701100～01107指PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)數(shù)比為6:4，即輸入入點(diǎn)數(shù)24；輸出點(diǎn)點(diǎn)數(shù)162、控制方式

存儲(chǔ)程序方式用來(lái)衡量量PLC所能存儲(chǔ)儲(chǔ)用戶程程序的多多少6、掃描速速度指掃描1000步用戶程程序所需需的時(shí)間間，以ms/千步為單單位7、指令系系統(tǒng)條數(shù)數(shù)指PLC具有的基基本指令令和高級(jí)級(jí)指令的的種類和和數(shù)量。。種類數(shù)數(shù)量越多多，軟件件功能越越強(qiáng)3、編程語(yǔ)語(yǔ)言梯形圖方方式4、指令種種類基本指令令14種，應(yīng)用用指令77種5、存儲(chǔ)容容量CMP1APLC的數(shù)據(jù)區(qū)區(qū)通道號(hào)號(hào)分配表表

HR00-19CH區(qū)域名稱通道號(hào)

輸入/輸出繼電器

000-009CH/010-019CH

內(nèi)部輔助繼電器區(qū)

200－231CH

特殊繼電器區(qū)

SR

232-255CH

暫存繼電器區(qū)

TR

RT0-TR7（只有8位）

保持繼電器區(qū)

HR

輔助存儲(chǔ)繼電器區(qū)

AR

AR00-15CH

鏈接繼電器區(qū)

LR

LR00-15CH

定時(shí)器繼電器

TIM

TIM000-127CH

計(jì)數(shù)器繼電器

CNT

CNT000-127CH四、PLC主要特點(diǎn)點(diǎn)1、可靠性性高，抗抗干擾能能力強(qiáng)由于采用用大規(guī)模模集成電電路和微微處理器器，使系系統(tǒng)器件件數(shù)大大大減少，，并且在在硬件的的設(shè)計(jì)和和制造的的過(guò)程中中采取了了一系列列隔離和和抗干擾擾措施，，使它能能適應(yīng)惡惡劣的工工作環(huán)境境，具有有很高的的可靠性性2、編程簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，使使用方便便采用梯形形圖語(yǔ)言言編程，，易于編編程，且且指令較較少，容容易記憶憶，PLC具有完善善的自斷斷功能，，維修可可采用插插入式模模塊，非非常方便便3、通用性性好，具具有在線線修改能能力PLC硬件采用用模塊化化結(jié)構(gòu)，，可靈活活地組態(tài)態(tài)以適應(yīng)不同同控制對(duì)對(duì)象，控控制規(guī)模模和控制制功能的的要求，，且可通通過(guò)修改改軟件，，來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在線修修改的能能力，因因此其功能能易于擴(kuò)擴(kuò)展，具具有廣泛泛的工業(yè)業(yè)通用性性4、體積小小、重量量輕、功功耗低PLC體積小，，結(jié)構(gòu)緊緊湊，可可裝入機(jī)機(jī)械設(shè)備備內(nèi)部，具有有較強(qiáng)的的環(huán)境適適應(yīng)性和和抗干擾擾能力，，因此是實(shí)現(xiàn)機(jī)機(jī)電一體體化的理理想控制制設(shè)備1.塊與指令：ANDLD

梯形圖：塊1“與”塊2功能：兩個(gè)程序塊（觸點(diǎn)組）的串聯(lián)2.塊或指令：ORLD

梯形圖：

塊1“或”塊2功能：兩個(gè)程序塊（觸點(diǎn)組）的并聯(lián)12.3.2程序設(shè)計(jì)計(jì)方法一、可編編程控制制器的基基本指令令3.定時(shí)器指指令：TIMTIMN梯形圖：

（1）相當(dāng)于于時(shí)間繼繼電器，，精度為為0.1秒，電源源掉電時(shí)時(shí)，定時(shí)時(shí)器復(fù)位位，即定定時(shí)器無(wú)無(wú)掉電保保護(hù)功能能（2）在一段段程序中中與計(jì)數(shù)數(shù)器不能能重復(fù)使使用（3）在一段段程序中中編號(hào)不能能重復(fù)使使用TIMN（N定時(shí)器編編號(hào)：000-127）＃XXXX(設(shè)置值為為＃0000-＃9999）4、計(jì)數(shù)器器指令：：CNT

CP

R梯形圖：

CNTN＃XXXX（N計(jì)數(shù)器編編號(hào)：000-127）（＃XXXX立即數(shù)：：＃0000-9999）（1）計(jì)數(shù)器器與定時(shí)時(shí)器注意意事項(xiàng)同同上（2）和（3）（2）計(jì)數(shù)器器來(lái)一脈脈沖，計(jì)計(jì)數(shù)器減減值1，減至零零時(shí)，產(chǎn)產(chǎn)生輸出信信號(hào)二、可編編程控制制器的編編程方法法同其它電電腦裝置置一樣，，PLC的操作是是依其程程序操作作進(jìn)行的的，而程程序是用用程序語(yǔ)語(yǔ)言表達(dá)達(dá)，且表表達(dá)的方方式多種種多樣，，不同的的生產(chǎn)廠廠家，不不同的機(jī)機(jī)種，采采用的表表達(dá)方式式不同，，但基本本上可歸歸納為梯形圖語(yǔ)言語(yǔ)句表語(yǔ)言布爾代數(shù)語(yǔ)言流程圖語(yǔ)言目前常用1、梯形圖圖是在繼電電控制系系統(tǒng)電氣氣原理圖圖基礎(chǔ)上上開(kāi)發(fā)出出來(lái)的一一種圖形形語(yǔ)言。。它繼承承了繼電電器接點(diǎn)點(diǎn)、線圈圈、串聯(lián)聯(lián)、并聯(lián)聯(lián)等術(shù)語(yǔ)語(yǔ)和類似似的圖形形符號(hào)，，具有形象象、直觀觀、實(shí)用用的特點(diǎn)點(diǎn)，不需學(xué)學(xué)計(jì)算機(jī)機(jī)專業(yè)知知識(shí)，電電氣技術(shù)術(shù)人員使使用最方方便，符號(hào)對(duì)比比如表所所示常開(kāi)接點(diǎn)常閉接點(diǎn)線圈繼電器控制符號(hào)梯形圖符號(hào)元件符號(hào)（1）梯形圖中中的繼電電器并不不一定是是物理繼繼電器，，每個(gè)繼繼電器或或輸入接接點(diǎn)各為為存儲(chǔ)器器中的一一位，相相應(yīng)位為為“1”態(tài)，表示示繼電器器線圈通通電或常常開(kāi)觸頭頭閉合，，或常閉閉觸頭斷斷開(kāi)（2）梯形圖中中流過(guò)的的電流不不是物理理電流，，而是概概念電流流，是程程序執(zhí)行行的形象象表示方方式梯形圖和和助記符符語(yǔ)言是是PLC中最常用用的編程程語(yǔ)言，，學(xué)習(xí)中中應(yīng)注意意以下概概念注意事項(xiàng)項(xiàng)（4）只有PLC中的物理理繼電器器才能驅(qū)驅(qū)動(dòng)實(shí)際際負(fù)載，，其它繼繼電器只只能作一一種邏輯輯來(lái)使用用，故稱稱為“軟軟繼電器器”（3）梯形圖圖中的繼繼電器接接點(diǎn)在編編寫用戶戶程序時(shí)時(shí)（即作作為邏輯輯接點(diǎn)））可根據(jù)據(jù)需要在在梯形圖圖中反復(fù)復(fù)使用，，沒(méi)有數(shù)數(shù)量限制制，既可可用常開(kāi)開(kāi)也可用用常閉2、梯形圖圖編程原原則（1）PLC編程元件件的觸點(diǎn)點(diǎn)在編程程過(guò)程中中可以無(wú)無(wú)限次使使用，每每個(gè)繼電電器的線線圈在梯梯形圖中中只能出出現(xiàn)一次次，它的的觸點(diǎn)可可以使用用無(wú)數(shù)次次（2）梯形圖的的每一邏邏輯行皆皆起始于于左母線線，終止止于線圈圈。線圈圈總是處處于最右右邊，而而且不能能有觸點(diǎn)點(diǎn)，線圈圈不能直直接與左左邊母線線相連（3）編制梯形形圖時(shí)，，應(yīng)盡量量做到““上重下下輕、左左重右輕輕”不合理合理不合理合理3、梯形圖圖編程方方法（1）確定I/O點(diǎn)數(shù)及分分配（2）編制梯形形圖和指令語(yǔ)句句表（5）程序以END指令結(jié)束束，程序序的執(zhí)行行是從第第一個(gè)地地址到END指令結(jié)束束，在調(diào)調(diào)試的時(shí)時(shí)候，可可以利用用這個(gè)特特點(diǎn)將程程序分成成若干個(gè)個(gè)塊，進(jìn)進(jìn)行分塊塊調(diào)試，，直至程程序全部部調(diào)試成成功（4）兩個(gè)或兩兩個(gè)以上上的線圈圈可以并并聯(lián)，但但不可以以串聯(lián)000000100001001FRKMFUQ3~MSB1KMSB2FRKM主電路控制電路例1、三相異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)直接起起動(dòng)控制制電路PLC的輸入/輸出接線圖ENDPLC控制電路梯形圖4、指令語(yǔ)語(yǔ)句表（1）指令語(yǔ)語(yǔ)句表和和計(jì)算機(jī)機(jī)匯編語(yǔ)語(yǔ)言很相相似（2）編程的的方式是是用PLC指令助記記符按控控制要求求組成語(yǔ)語(yǔ)句表（3）梯形圖圖和語(yǔ)句句表之間間可以相相互轉(zhuǎn)換換例1直接起動(dòng)動(dòng)控制