電氣控制與PLC應(yīng)用 課件全套 崔晶 第1-5章 常用低壓電器 - S7-200PLC 綜合應(yīng)用

電氣控制與PLC應(yīng)用——常用低壓電器（1）電器的基本知識主令電器12內(nèi)容電器的基本知識1電器的定義

凡是自動或手動接通或斷開電路以及能實現(xiàn)對電路或非電對象進行切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)目的的電器元件統(tǒng)稱為電器。低壓電器的作用1.控制作用2.保護作用3.測量作用4.調(diào)節(jié)作用5.指示作用6.轉(zhuǎn)換作用

工作在交流額定電壓1200V及以下、直流額定電壓1500V及以下的電氣設(shè)備均稱為低壓電器。電力拖動自動控制系統(tǒng)中均采用低壓電器。低壓電器的分類1.低壓配電電器。2.低壓控制器。低壓電器的常用術(shù)語（1）通斷時間（2）燃弧時間（3）分斷能力（4）接通能力（5）通斷能力（6）短路接通能力（7）短路分斷能力（8）操作頻率（9）通電持續(xù)率（10）電（氣）壽命主令電器2主令電器簡介

主令電器即控制電路電器，用來接通或斷開控制電路，以發(fā)出指令或作程序控制的開關(guān)電器。常用的主令電器有按鈕、位置開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)和主令控制器等。按鈕11.按鈕的作用

按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛、短時接通或斷開小電流電路的電器。它不直接控制電路的通斷，而是在低壓控制電路中，用于手動發(fā)布控制指令，故稱為“主令電器”，屬于手動電器。

紅色：停止綠色或黑色：起動按鈕12.按鈕分類：按鈕常開常閉復合式按鈕撳鈕式緊急式鑰匙式旋鈕式常開(動合)按鈕電路符號常閉(動斷)按鈕電路符號復合按鈕電路符號SBSBSB按鈕13．按鈕的構(gòu)造及原理

按鈕的工作原理是：當按下按鈕帽時(用力應(yīng)大于彈簧的反彈力)，常開按鈕閉合，常閉按鈕斷開；手抬起時，在彈簧反彈力的作用下，觸點復位。在復位過程中，先是動合觸點分斷，然后是動斷觸點閉合。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2轉(zhuǎn)換開關(guān)是多檔位、控制多回路的組合開關(guān)，主要用作控制線路的轉(zhuǎn)換及電氣測量儀表的轉(zhuǎn)換，也可用于控制小容量異步電動機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)。由于觸頭擋數(shù)多、換接線路多、能控制多個回路，適應(yīng)復雜線路的要求，故又稱為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。

它的結(jié)構(gòu)特點是體積小，觸頭對數(shù)多，接線方式靈活，操作方便。

常用型號有LW2、LW5、LW6等系列。LW5萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)實物圖萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)LW5（亞明電器）萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2橋片彈簧轉(zhuǎn)軸凸輪靜觸頭頂塊手柄萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2每層觸點底座里裝有一對或幾對觸點凸輪安裝在轉(zhuǎn)軸上手柄帶動轉(zhuǎn)軸和凸輪一起旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動手柄到不同位置利用凸輪頂開和靠彈簧恢復動觸點達到控制換接電路的目的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)2行程開關(guān)3位置開關(guān)行程開關(guān)（限位開關(guān)）微動開關(guān)接近開關(guān)

行程開關(guān)是用以反映工作機械的行程，發(fā)出命令以控制其運動方向和行程大小的開關(guān)，主要用于機床、自動生產(chǎn)線和其他機械的限位及程序控制。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動作要由機械撞擊。由觸點系統(tǒng)、操作機構(gòu)和外殼組成。行程開關(guān)動作后，復位方式有自動復位和非自動復位兩種。常用的行程開關(guān)有LX19和JLXL1等系列。行程開關(guān)3行程開關(guān)3行程開關(guān)3行程開關(guān)3行程開關(guān)又稱限位開關(guān)能將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以控制機械運動種類按運動形式分為直動式、轉(zhuǎn)動式；按結(jié)構(gòu)分為直動式、滾動式、微動式。直動式滾動式微動式低壓斷路器4低壓斷路器即低壓自動空氣開關(guān)，又稱自動空氣斷路器。它既能帶負荷通斷電,又能在失壓、短路和過負荷時自動跳閘，保護線路和電氣設(shè)備。(控制與保護)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中常用的重要保護電器之一。總結(jié)重點：

電器的定義低壓電器的作用：各主令電器的作用難點：各主令電器的工作原理謝謝回顧重點：

電器的定義低壓電器的作用：各主令電器的作用難點：各主令電器的工作原理電氣控制與PLC應(yīng)用——常用低壓電器（2）接觸器內(nèi)容接觸器外觀接觸器外觀CJ12系列交流接觸器CDC17系列交流接觸器CJX1-F9～F475系列交流接觸器CJ12系列交流接觸器CDC17系列交流接觸器CJX1-F9～F475系列交流接觸器CZ0系列直流接觸器NCK3-25~40空調(diào)用交流接觸器接觸器外觀CJX1系列交流接觸器CKJ5系列交流真空接觸器NC9系列真空交流接觸器CJX1系列交流接觸器CKJ5系列交流真空接觸器NC9系列真空交流接觸器NC8系列交流接觸器NCH8-20家用交流接觸器接觸器簡介接觸器簡介接觸器：接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)，適用于遠距離頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對象是電動機，也可用于控制其他負載，如電熱設(shè)備，電焊機以及電容器組等。它不僅能實現(xiàn)遠距離自動操作和欠電壓釋放保護功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長等優(yōu)點，因而在電力拖動自動控制線路中被廣泛應(yīng)用。接觸器按主觸頭通過的電流種類，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。在機床電氣控制線路中，主要采用的是交流接觸器。接觸器的結(jié)構(gòu)交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。滅弧系統(tǒng)觸頭系統(tǒng)電磁系統(tǒng)接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器的結(jié)構(gòu)1.電磁系統(tǒng)：由吸引線圈、鐵心及銜鐵組成。它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動觸點使之閉合或斷開。2.觸頭系統(tǒng):觸點是接觸器的執(zhí)行元件，用來接通和斷開電路。接觸器觸點系統(tǒng)包括主觸點和輔助觸點。主觸點容量大，用于接通或斷開主電路，根據(jù)其容量大小，有橋式觸點和指形觸點兩種形式。輔助觸點容量小，用于通斷控制電路。3.滅弧裝置:接觸器主觸點分斷大電流電路時，在動、靜觸點之間往往會出現(xiàn)強烈火花，這實際上是一種氣體放電現(xiàn)象，稱為“電弧”。電弧一方面會燒壞觸點，另一方面會使電路切斷時問延長，甚至會引起事故，因此滅弧是接觸器的重點任務(wù)。對于小容量的接觸器(10A以下)，常采用雙斷口橋形觸點以利于滅弧。容量較大(20A以上)的接觸器常采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧結(jié)構(gòu)。接觸器的結(jié)構(gòu)4.反力裝置：由反力彈簧、緩沖彈簧和觸點彈簧組成。反力彈簧的作用是當吸引線圈斷電時，迅速使主觸點和輔助觸點斷開。緩沖彈簧的作用是緩沖銜鐵在吸合時對鐵心和外殼的沖擊力。觸點彈簧的作用是增大動、靜觸點之間的壓力，使之良好接觸以降低接觸電阻，避免因觸點接觸不良而產(chǎn)生的故障現(xiàn)象。5.支架與底座：

用于接觸器的固定和安裝。接觸器的工作原理接觸器的工作原理A、當線圈加上額定控制電壓時，線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生足夠的電磁吸力，克服反彈力彈簧的作用，將動鐵心吸合。B、動鐵心帶動觸頭動作，先斷開常閉觸頭，然后閉合常開觸頭。C、當線圈斷電后，電磁吸力消失，動鐵心在反彈力彈簧的作用下釋放，先斷開常開觸頭，然后閉合常閉觸頭，各觸頭隨之復位。因此，通過控制接觸器的線圈得電或失電，可達到控制電路接通或斷開的目的。接觸器的工作原理交流接觸器的工作原理：當電磁線圈通電后，鐵心被磁化產(chǎn)生磁通。由此在銜鐵氣隙處產(chǎn)生電磁力將銜鐵吸合，主觸點在銜鐵的帶動下閉合，接通主電路。同時銜鐵還帶動輔助觸點動作，動斷輔助觸點首先斷開，接著動合輔助觸點閉合。在反力彈簧的作用下銜鐵釋放，主觸點、輔助觸點又恢復到原來的狀態(tài)。434343常開（動合）觸點輔助觸點銜鐵吸合及觸點系統(tǒng)運行方向接觸器的工作原理44接觸器符號45接觸器的應(yīng)用總結(jié)重點：接觸器的定義交流接觸器的作用：交流接觸器的結(jié)構(gòu)難點：交流接觸器的工作原理謝謝回顧重點：接觸器的定義交流接觸器的作用：交流接觸器的結(jié)構(gòu)難點：交流接觸器的工作原理電氣控制與PLC應(yīng)用——常用低壓電器（3）繼電器內(nèi)容繼電器繼電器的外觀繼電器簡介繼電器簡介美國科學家約瑟夫·亨利繼電器簡介繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號接通或斷開小電流電路，實現(xiàn)遠距離自動控制和保護的自動控制電路。輸入量：可以是電壓、電流等電量，也可以是溫度、速度、壓力等非電量。輸出：觸點的動作或者是電路參數(shù)的變化。繼電器由感應(yīng)機構(gòu)、中間機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。感應(yīng)機構(gòu)反映的是繼電器的輸入量，并將輸入量傳遞給中間機構(gòu)，中間機構(gòu)將它與預定量（即整定值）進行比較，當達到整定值時（過量或欠量），就使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生輸出量，從而接通或分斷電路。繼電器簡介用低壓控制高壓：繼電器不直接控制電流較大的主電路，而是通過接觸器或其他電器對主電路進行控制。繼電器的作用本質(zhì)是用一個回路（一般是小電流）去控制另外一個回路（一般是大電流）的通斷?；驹恚豪昧穗姶判?yīng)來控制機械觸點達到通斷目的，給帶有鐵芯線圈通電-線圈電流產(chǎn)生磁場-磁場吸附銜鐵動作通斷觸點，整個過程是“小電流-磁-機械-大電流”這樣一個過程繼電器簡介繼電器與接觸器的區(qū)別1.相似之處：電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器類似，也是由電磁機構(gòu)和觸點系統(tǒng)等組成2.不同之處:繼電器可對多種輸入量的變化做出反應(yīng)，而接觸器只有在一定的電壓信號下才動作；繼電器用于切換小電流的控制電路和保護電路，而接觸器是用來控制大電流電路繼電器沒有滅弧裝置，也無主輔觸點之分。繼電器具有觸頭分斷能力小、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、反應(yīng)靈敏、動作準確、工作可靠等特點。繼電器分類序號從不同的角度分種類1使用范圍分控制繼電器，保護繼電器和通信繼電器2按工作原理分電磁式繼電器，感應(yīng)式繼電器，熱繼電器和機械式繼電器，電動式繼電器和電子式繼電器3按反應(yīng)的參數(shù)（動作信號）分電流繼電器，電壓繼電器，時間繼電器，速度繼電器,壓力繼電器.4按動作時間分瞬時繼電器（動作時間小于0.05s），延時繼電器（動作時間大于0.05s）5按觸點狀況分有觸點繼電器和無觸點繼電器6按線圈通入電流的種類分直流繼電器，交流繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器是應(yīng)用最多的一種繼電器，主要由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。由于繼電器用于控制電路，故而流過觸頭的電流比較小，不需要滅弧裝置。電磁式繼電器的電磁機構(gòu)由線圈1、鐵芯2和銜鐵7組成。它的觸頭一般為橋式觸頭，有常開和常閉兩種形式。為了實現(xiàn)繼電器動作參數(shù)的改變，繼電器一般還具有調(diào)節(jié)彈簧松緊和改變銜鐵打開后氣隙大小的裝置，如通過調(diào)節(jié)螺釘6來調(diào)節(jié)彈簧4的反作用力的大小，即可調(diào)節(jié)繼電器的動作參數(shù)值。電磁式繼電器1.當電路正常工作時，彈簧4的反作用力大于電磁吸力，銜鐵7不動作2.若通過線圈1的電流超過某一定值時，彈簧4的反作用力小于電磁吸力，銜鐵7吸合，這時常閉觸頭9斷開，常開觸頭10閉合，從而實現(xiàn)電路控制。電磁式繼電器電磁式繼電器繼電器應(yīng)用電流繼電器過流電流繼電器欠流電流繼電器分類:過電流繼電器欠電流繼電器作用：根據(jù)繼電器線圈中電流的大小而接通或斷開電路的繼電器特點及接線：線圈的匝數(shù)少，導線要粗，阻抗小。使用時，電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測電路中電流繼電器1.過電流繼電器當繼電器中的電流超過預定值時，引起開關(guān)電器有延時或無延時動作的繼電器。主要用于頻繁起動和重載起動的場合，作為電動機和主電路的過載和短路保護。電流繼電器1.過電流繼電器電流繼電器JL14系列過電流繼電器1.過電流繼電器當線圈通過的電流為額定值時，它所產(chǎn)生的電磁吸力f<f反力，此時銜鐵不動作。當線圈通過的電流超過整定值時，f>f反力，鐵芯吸引銜鐵動作，帶動動斷觸點斷開，動合觸點閉合。調(diào)整反作用彈簧的作用力，可整定繼電器的動作電流值。電流繼電器2.欠電流繼電器當通過繼電器的電流減小到低于其整定值時動作的繼電器。在線圈電流正常時這種繼電器的銜鐵與鐵芯是吸合的。常用于直流電動機勵磁電路和電磁吸盤的弱磁保護。電流繼電器電壓繼電器輸入量為電壓的繼電器叫電壓繼電器。根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開電路。繼電器線圈的導線細、匝數(shù)多、阻抗大。使用時電壓繼電器的線圈并聯(lián)在被測量的電路中。電壓繼電器過電壓繼電器欠電壓繼電器零壓繼電器中間繼電器實質(zhì)上一個電壓線圈繼電器。其輸入信號是線圈的通電和斷電，輸出信號是觸點的動作。的線圈并聯(lián)在被測量的電路中。用來增加控制電路中的信號數(shù)量或?qū)⑿盘柗糯?。結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器基本相同。但中間繼電器的觸點對數(shù)多，且沒有主輔之分，各對觸點允許通過的電流大小相同，多數(shù)為5A?？捎脕砜刂贫鄠€元件或回路。中間繼電器JZ7JZ8JZ15時間繼電器是一種利用電磁原理或機械原理實現(xiàn)延時控制的自動開關(guān)裝置。時間繼電器空氣阻尼式電磁式晶體管式電動式按結(jié)構(gòu)分:按延時方式分：通電延時型:斷電延時型:通電延時動作，斷電立即復位通電立即動作，斷電延時復位氣囊空氣阻尼式時間繼電器延時觸頭瞬時觸頭線圈時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器的延時原理叔娶淄真顛毯邑拳芬匈麗劈鑒蝕獻棧畝鄒饑埃露及析抗榨坍幽圭奮衰彥照(二)時間繼電器(二)時間繼電器1-線圈；2-鐵芯；3-銜鐵；4-反作用力彈簧；5-推板；6-活塞桿；7-杠桿；8-塔形彈簧；9-彈簧；10-橡皮膜；11-氣室；12-活塞；13-調(diào)節(jié)螺釘；14-進氣孔；15、16-微動開關(guān)時間繼電器(a)通電延時型；

(b)斷電延時型

常開觸頭通電延時閉合斷電瞬時斷開常閉觸頭通電延時斷開斷電瞬時閉合微動開關(guān)2微動開關(guān)1常開觸頭瞬時動作常閉觸頭瞬時動作調(diào)節(jié)螺絲進氣孔托板線圈動鐵心恢復彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔杠桿線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動作觸頭動作工作原理向永茄繳斌殆睫方埂局賠鷹瓜嗡罪恿斬始鑼軌疥鉆儀擒紐當賃冤誅穿熙憐(二)時間繼電器(二)時間繼電器時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈微動開關(guān)2微動開關(guān)1恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式通電后瞬時動作的觸點釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心i恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔瞬時動作的觸點動鐵心靜鐵心i恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔瞬時動作的觸點動鐵心靜鐵心i恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔瞬時動作的觸點動鐵心靜鐵心i恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式延時動作的觸點釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔瞬時動作的觸點動鐵心靜鐵心i恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧活塞橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈微動開關(guān)2微動開關(guān)1恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘時間繼電器——通電延時型空氣式斷電后立刻復位常開觸點通電瞬時閉合斷電延時斷開常閉觸點通電瞬時斷開斷電延時閉合常開觸頭瞬時動作常閉觸頭瞬時動作空氣式時間繼電器的延時范圍大(有0.4~60s和0.4~180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡單，但準確度較低。年眶公浪路彤饑耶溉諄秩買烙貫矢袋如巨銜室憶剁魏嘴肄腑哼拴佳勉漁隙(二)時間繼電器(二)時間繼電器時間繼電器——通電延時型空氣式釋放彈簧橡皮膜杠桿進氣孔出氣孔動鐵心靜鐵心線圈恢復彈簧調(diào)節(jié)螺釘微動開關(guān)微動開關(guān)活塞時間繼電器——斷電延時型空氣式釋放彈簧杠桿動鐵心靜鐵心線圈進氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘瞬時動作的觸點延時動作的觸點橡皮膜活塞時間繼電器——斷電延時型空氣式通電后釋放彈簧杠桿靜鐵心進氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時線圈微動開關(guān)微動開關(guān)橡皮膜活塞時間繼電器——斷電延時型空氣式釋放彈簧杠桿靜鐵心進氣孔出氣孔調(diào)節(jié)螺釘斷電后開始延時線圈微動開關(guān)微動開關(guān)橡皮膜活塞時間繼電器——斷電延時型空氣式時間繼電器總結(jié)重點：電磁式繼電器結(jié)構(gòu)時間繼電器結(jié)構(gòu)難點：各類繼電器的工作原理謝謝回顧重點：電磁式繼電器結(jié)構(gòu)時間繼電器結(jié)構(gòu)難點：各類繼電器的工作原理電氣控制與PLC應(yīng)用——典型電氣控制電路設(shè)計（1）電氣控制電路概述電氣聯(lián)鎖方法及表示方法12內(nèi)容電氣控制電路概述1

電氣控制系統(tǒng)是由許多電器元件按照一定要求連接而成的。將電氣控制系統(tǒng)中的各個電器元件及其連接用一定圖形表示出來，這種圖就是電氣控制系統(tǒng)圖主要有電氣原理圖、電氣安裝接線圖、電器布置圖三種。用于表示工作原理的稱為電氣原理圖；表示其元件實際布置的稱為電器元件布置圖；反映電器元件實際安裝位置和接線關(guān)系的稱為電氣安裝接線圖。電氣控制電路電氣原理圖是指用國家標準規(guī)定的圖形符號和文字符號代表各種元件，依據(jù)控制要求和各電器的動作原理，用線條代表導線連接關(guān)系。它包括所有電氣元件的導電部件和接線端子，但按電氣元件的實際位置來畫，也不反映電氣元件的尺寸及安裝方式。繪制電氣原理圖必須遵守的國家標準為:《電氣簡圖用圖形符號》、《電氣技術(shù)用文件的編制》及《電氣技術(shù)中的文字符號制訂通則》、《電器設(shè)備接線端子和特定導線線端的識別及應(yīng)用字母數(shù)字系統(tǒng)的通則》。電氣原理圖1電氣圖形符號：符號要素限定符號一般符號非電操作動作符號電氣文字符號：基本文字符號●表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的類型、特性等。輔助文字符號●表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的功能、狀態(tài)和特征等。圖形符號組合示例

電氣原理圖1部分常用電器的電氣圖形符號和基本文字符號

一般三極電源開關(guān)低壓斷路器

常開觸點常閉觸點復合觸點限位開關(guān)QKQFSQ熔斷器

常開常閉復合按鈕FUSB

線圈主觸點常開輔助觸點常閉輔助觸點接觸器KM

線圈常開延時閉合觸點常閉延時打開觸點常開延時打開觸點常閉延時閉合觸點時間繼電器KT電氣原理圖1部分常用電器的電氣圖形符號和基本文字符號

常開觸點常閉觸點速度繼電器

熱元件常閉觸點熱繼電器

線圈常開觸點常閉觸點中間繼電器KVFRKA電磁鐵YA

線圈常開觸點常閉觸點電壓繼電器KU

線圈常開觸點常閉觸點電流繼電器KI信號燈HL直流電動機M變壓器三相異步電動機M轉(zhuǎn)換開關(guān)SA電氣原理圖1方法：不按電器元件實際布置繪制，而是根據(jù)電器元件在電路中所起的作用畫在不同的部位上。作用：用于分析研究系統(tǒng)的組成和工作原理，為尋找電氣故障提供幫助，同時也是編制電氣接線圖的依據(jù)。特點：結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。主電路：設(shè)備的驅(qū)動電路，包括從電源到用電設(shè)備的電路，是強電流通過的部分。粗實線控制電路：由按鈕、接觸器和繼電器的線圈、各種電器的常開、常閉觸點等組合構(gòu)成的控制邏輯電路，實現(xiàn)所需要的控制功能，是弱電流通過的部分。細實線信號指示電路細實線保護電路細實線電氣原理圖1水平布置：電源線垂直畫，其他電路水平畫，控制電路中的耗能元件（如接觸器的線圈）畫在電路的最右端。垂直布置：電源線水平畫，其他電路垂直畫，控制電路的耗能元件畫在電路的最下端。電氣原理圖1電器元件不畫出實際的外形圖，采用電氣圖形符號和文字符號表示。同一電器的各個部件可畫在不同的地方，用相同的文字符號標注。多個同一種類的電器元件，可在文字符號后加上數(shù)字序號加以區(qū)分。電器元件的可動部分以非激勵或不工作的狀態(tài)和位置的形式表示：●繼電器和接觸器的線圈在非激勵狀態(tài)；

●斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置；●零位操作的手動控制開關(guān)在零位狀態(tài)，不帶零位的手動控制開關(guān)在圖中規(guī)定的位置；●機械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)；●保護類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)，特別情況加以說明。元器件的數(shù)據(jù)和型號，用小號字體標注在電器元件符號的附近，需要標注的元器件的數(shù)量比較多時，可以采用設(shè)備表的形式統(tǒng)一給出。電氣原理圖1107為了區(qū)別主電路與控制電路，在繪線路圖時主電路用粗線表示，而控制電路用細線表示。通常習慣將主電路放在線路圖的左邊而將控制電路放在右邊(或下部)。在原理圖中，控制線路中的電源線分列兩邊，各控制回路基本上按照各電器元件的動作順序由上而下平行繪制。繪制原理圖的基本規(guī)則：7點電氣原理圖1108繪制原理圖的基本規(guī)則：7點電氣原理圖1在原理圖中各個電器并不按照它實際的布置情況繪在線路上．而是采用同一電器的各部件分別繪在它們完成作用的地方。為區(qū)別控制線路中各電器的類型和作用，每個電器及它們的部件用一定的圖形符號表示，且給每個電器有一個文字符號，屬于同一個電器的各個部件都用同一個文字符號表示。而作用相同的電器都用一定的數(shù)字序號表示。109繪制原理圖的基本規(guī)則：7點電氣原理圖1規(guī)定所有電器的觸點均表示正常位置，即各種電器在線圈沒有通電或機械尚未動作時的位置。為了查線方便。在原理圖中兩條以上導線的電氣連接處要打一圓點，且每個接點要標—個編號，編號的原則是：靠近左邊電源線的用單數(shù)標注，靠近右邊電源線的用雙數(shù)標注。對具有循環(huán)運動的機構(gòu)，應(yīng)給出工作循環(huán)圖。110電氣原理圖1某機床電氣原理圖電氣安裝接線圖2表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡圖，用于電氣設(shè)備安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理。根據(jù)電氣原理圖和電器元件布置圖編制與電氣原理圖和電器元件布置圖配合使用表示出電氣設(shè)備和電器元件的相對位置、項目代號、端子號、導線號、導線類型、導線截面積、屏蔽和導線絞合等情況電器元件布置圖3表明電氣設(shè)備上所有電器和用電設(shè)備的實際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、調(diào)試和維護必不可少的技術(shù)文件。電氣控制柜與操作臺（箱）內(nèi)部布置圖電氣控制柜與操作臺（箱）面板布置圖控制柜與操作臺（箱）外形輪廓用細實線繪出電器元件及設(shè)備，用粗實線繪出外形輪廓，標明實際的安裝位置電器元件及設(shè)備代號與有關(guān)電路圖和設(shè)備清單上所用的代號一致電氣聯(lián)鎖方法及表示方法2內(nèi)容電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖串聯(lián)聯(lián)鎖并聯(lián)聯(lián)鎖自持聯(lián)鎖延時聯(lián)鎖

在某電器的工作線圈前串聯(lián)若干其他電器的聯(lián)鎖，這些聯(lián)鎖稱為串聯(lián)聯(lián)鎖。串聯(lián)聯(lián)鎖1

在某個電器工作線圈前并聯(lián)若干其他電器的聯(lián)鎖，這些聯(lián)鎖稱為并聯(lián)聯(lián)鎖。并聯(lián)聯(lián)鎖2在某些電器工作線圈前的電路中并聯(lián)有該電器本身的常開聯(lián)鎖，這個聯(lián)鎖稱為自持聯(lián)鎖。自持聯(lián)鎖3

當a電器處于吸合狀態(tài)時常開聯(lián)鎖閉合，繼電器J線圈得電，該繼電器吸合，其常開聯(lián)鎖閉合。此后即使a電器釋放，繼電器J的線圈仍由自身的常開聯(lián)鎖供電保持吸合狀態(tài)。自持聯(lián)鎖3一按（點）就動，一松（放）就停自鎖自鎖觸點119按SB2→KM的線圈得電吸合、自鎖→KM主觸點閉合→M起動運轉(zhuǎn)。停止按鈕欲使M停止，按SB1→KM線圈斷電，KM的主觸點斷開→M停止運轉(zhuǎn)。自持聯(lián)鎖3特點：

電器吸合時需要一定的條件，在電器吸合后這種條件可能消失，但電器此時仍能保持吸合狀態(tài)，只有在電路其它部分斷開時，該電器才能釋放。自持聯(lián)鎖用于電器工作的條件構(gòu)成后可能又消失，但又需要在構(gòu)成條件消失后，必須保持該電器持續(xù)工作的場合。自持聯(lián)鎖3延時聯(lián)鎖4

延時聯(lián)鎖是指電器的線圈得電、失電與其聯(lián)鎖動作不同步。延時聯(lián)鎖4星--三角降壓起動控制電路（1）：KM1、KM2、KM3、KT

主電路(a)：KM2與KM3的主觸點同時閉合，會造成電源短路，控制電路必須能夠避免這種情況發(fā)生?？刂齐娐?b)：時間繼電器KT的延時動斷觸點和延時動合觸點似乎不會使KM3和KM2的線圈同時得電，但是，接觸器的吸合時間和釋放時間的離散性使得電路的工作狀態(tài)存在不確定性。迂電電路及其保護41、定義：一電器或支路在某一時刻本不應(yīng)該有電，卻通過其它支路竄電到該支路，這種竄電電路稱為迂電電路。2、缺點：迂電電路會引起電器的誤動作，破環(huán)電器動作的邏輯關(guān)系，造成電路工作紊亂。3、產(chǎn)生原因：迂電電路產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計時考慮不周，在多條控制電路組合時產(chǎn)生。在機車運用或檢修中接錯線也會形成迂電電路。4、保護措施：防止迂電電路的主要方法是在電路中串入防迂電二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦詠頋M足要求，在日常檢查中需注意二極管是否擊穿?？偨Y(jié)重點：1、電氣原理圖

2、自鎖電路的作用及特點難點：迂電電路及其保護謝謝回顧重點：1、電氣原理圖

2、自鎖電路的作用及特點難點：迂電電路及其保護電氣控制與PLC應(yīng)用——典型電氣控制電路設(shè)計（2）三相籠型異步電動機直接啟動控制電路12內(nèi)容三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路三相異步電動機的調(diào)速控制線路3三相籠型異步電動機直接啟動控制電路1直接啟動控制電路

電動機接通電源后由靜止狀態(tài)逐漸加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程稱為電動機的啟動。電動機的啟動分為直接啟動和降壓啟動兩種方法。直接啟動是指啟動時加在電動機定子繞組上的線電壓為額定電壓。直接啟動的線路簡單，安裝維護方便。當電動機容量較小時，應(yīng)優(yōu)先采用直接啟動。一般規(guī)定，在現(xiàn)代電網(wǎng)容量較大的情況下，電動機功率在10kW以下者，允許直接啟動；超過10kW者，電動機應(yīng)采用降壓啟動。手動直接啟動可通用操縱刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)或斷路器等控制電動機的啟動和停止。圖中電動機啟動、運行的幾種手動控制方式。這幾種啟動電路只有主啟動電路，沒有控制電路，所以無法實現(xiàn)自動控制。電動機手動啟動電路

對容量較小、啟動不頻繁的電動機來說，手動控制是經(jīng)濟方便的啟動控制方法。但在容量較大、啟動頻繁的場合，使用這種方法既不方便，也不安全(通斷瞬間電流沖擊大)。手動控制電路1接觸器控制電路21、單相連續(xù)運行直接啟動控制電路2、點動與連續(xù)運行控制線路接觸器控制電路23、電動機正、反轉(zhuǎn)運行控制電路接觸器控制電路24、按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路接觸器控制電路25、按鈕接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路接觸器控制電路212三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路

該電路的缺點是，啟動到全壓運行是靠操作人員掌握，很不方便。若由于某種原因?qū)е翶M2不能動作時，啟動電阻不能被短接，電動機將長期在低電壓下運行，嚴重時將燒毀電動機。因此，應(yīng)對此電路進行改進，如加互鎖或信號電路。定子繞組串電阻降壓啟動控制電路1、手動接觸器控制線路1定子繞組串電阻降壓啟動控制電路2、自動切除電阻的控制電路1星形—三角形降壓啟動控制線路2電動機起動時，定子繞組先連成Y形，接入三相交流電源，待轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，將電動機定子繞組連成Δ形，電動機進入正常運行。星形—三角形降壓啟動控制線路2這種控制線路由啟動到全壓運行，需要兩次按動按鈕，不太方便，并且切換時間也不易準確掌握。1、手動控制電路星形—三角形降壓啟動控制線路22、自動控制線路三相異步電動機的調(diào)速控制線路3三相異步電動機的調(diào)速方法：

常用的簡易調(diào)速方法是采用改變電動機定子繞組磁極對數(shù)

（變極調(diào)速），即用減少電動機磁極對數(shù)的方法來提高度電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)速方法

籠型異步電動機往往采用兩種方法來改變繞組的磁極對數(shù)；一是改變定子繞組的連接方法，二是在定子上設(shè)置具有不同極對數(shù)的兩套互相獨立的繞組。在變極調(diào)速中廣泛使用的是雙速異步電動機。

雙速電動機定子繞組接線圖變極調(diào)速變極調(diào)速1、接觸器控制雙速電動機控制線路變極調(diào)速2、時間繼電器控制雙速電動機自動加速的控制線路總結(jié)重點：1、三相籠型異步電動機直接啟動控制電路

2、三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路難點：三相異步電動機的調(diào)速控制線路謝謝回顧重點：1、三相籠型異步電動機直接啟動控制電路

2、三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路難點：三相異步電動機的調(diào)速控制線路電氣控制與PLC應(yīng)用——典型電氣控制電路設(shè)計（3）幾種典型控制環(huán)節(jié)12內(nèi)容電氣控制的保護環(huán)節(jié)幾種典型控制環(huán)節(jié)1內(nèi)容在大型機床或生產(chǎn)設(shè)備上，為方便操作人員在不同位置均能進行操作，常要求多地控制。一般多地控制只需增加控制點就即可。多地控制的原則：啟動按鈕并聯(lián)，停止按鈕串聯(lián)。幾個啟動按鈕或停止按鈕分別裝在不同的位置，如圖所示。分別在甲、乙兩地控制接觸器KM的通斷，其中甲地的啟動按鈕為SB12，停止按鈕為SB11，乙地的啟動按鈕為SB22，停止按鈕為SB21，從而實現(xiàn)兩地控制同一臺電動機的目的。多地控制電路1多地控制電路1

實際生產(chǎn)中，某一系統(tǒng)常有多臺電動機，而某些電動機的啟停要求按一定的順序進行，如空調(diào)設(shè)備中，要求壓縮機必須在風機之后啟動；銑床上啟動主電機后才能啟動步進電機?？傊?，對幾臺電動機的啟停要求一般有：正序啟動，同時停止；正序啟動，正序停止；正序啟動，逆序停止等。順序啟停控制電路2順序啟?？刂齐娐?（b）正序起動，同時停止的控制電路（a）主電路順序啟?？刂齐娐?

實現(xiàn)順序啟動的方法是：將控制前一臺電動機的接觸器的輔助動合觸點串聯(lián)在控制后一臺電動機的接觸器線圈支路中。

實現(xiàn)正序啟動、逆序停止的方法是：將控制后一臺電動機的接觸器輔助動合觸點與前一臺電動機的停止按鈕并聯(lián)。

某些電氣設(shè)備上的電動機要求運行一段時間、停止一段時間，即間歇運行，如車床的潤滑電動機。利用兩個時間繼電器可實現(xiàn)此控制功能，如圖所示。利用此方法，只需將SA換成故障信號接通的觸點，KM換成指示燈，即可用于故障報警時的閃爍電路。間歇運行控制電路3間歇運行控制電路3

在生產(chǎn)實踐中，有些生產(chǎn)機械的工作臺需要在一定距離內(nèi)自動往復運動，不斷循環(huán)，以便工件能連續(xù)加工，如龍門刨床、導軌磨床等。為此常利用行程開關(guān)作為控制元件來控制電動機的正、反轉(zhuǎn)。下頁圖(a)和(b)為自動往復循環(huán)控制線路的主電路和控制電路。下頁圖(c)為工作臺自動往復移動的示意圖。自動往返控制電路4自動往返控制電路42內(nèi)容電氣控制的保護環(huán)節(jié)

電機、電器的絕緣，導線的絕緣損壞或線路發(fā)生故障時，都可能造成短路事故。很大的短路電流和電動力可能使電氣設(shè)備損壞或發(fā)生更嚴重的后果，因此要求一旦發(fā)生短路故障時，通過短路保護裝置迅速可靠的切除電源。常用的短路保護元件有熔斷器和斷路器等。短路保護1

過電流主要是不正確的起動方法、過大的負載、頻繁的起動于正反轉(zhuǎn)運行和反接制動等引起的，它遠比短路電流小，但也能是額定電流的好幾倍，在電動機運行中產(chǎn)生的過電流比發(fā)生短路的可能性更大會造成電動機和機械傳動系統(tǒng)的機械性損壞，這就要求在過電流情況下，其保護裝置能可靠、準確、有選擇性地切除電源。常用的過電流保護裝置是過電流繼電器。過電流保護2

電動機長期過載運行，其繞組溫升將超過允許值，造成絕緣材料變脆、壽命減短，嚴重時還會使電動機損壞。過載電流越大，達到允許溫升的時間就越短。因此必須為電動機設(shè)置長期運行過載保護裝置。常用的過載保護裝置是熱繼電器。由于熱繼電器存在熱慣性，所以在用熱繼電器為電動機作過載保護的同時，還應(yīng)設(shè)置短路保護，作短路保護的熔斷器熔體的額定電流不能大于4倍熱繼電器發(fā)熱元件的額定電流。過載保護3在電動機運行中，如果電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復時，如果電動機自行起動，將可能是生產(chǎn)設(shè)備損壞，還可能造成人身事故。因此，當供電電壓消失時，必須立即切斷電源，實現(xiàn)零電壓保護。當電動機正常運行時，由于外部原因使電源電壓過分降低將引起一些電器釋放，造成控制線路工作不正常，甚至產(chǎn)生事故。電網(wǎng)電壓過低，如果電動機負載不變，電動機的轉(zhuǎn)速將下降，甚至停轉(zhuǎn)。此時電動機將出現(xiàn)很大的電流，引起電動機發(fā)熱，嚴重時甚至會燒壞電動機。因此當電源電壓降到一定值時，應(yīng)通過保護裝置自動切斷電源而使電動機自動停車，這就是欠壓保護。常用的零電壓與欠電壓保護裝置有按鈕與接觸器、欠電壓繼電器，或設(shè)置專門的零電壓繼電器。零電壓及欠電壓保護4零電壓及欠電壓保護4右圖是電氣控制線路常用保護環(huán)節(jié)的幾種表現(xiàn)，當然有時并不一定這些保護環(huán)節(jié)全部需要。但短路保護、過載保護、零電壓保護一般是不可缺少的。圖中各電器元件所起的保護作用分別是：短路保護——熔斷器FU1和FU2；過載保護——熱繼電器FR；過電流保護——過電流繼電器KI1、KI2；零壓保護——中間繼電器KA；欠電壓保護——欠電壓繼電器KV；連鎖保護——通過KM1和KM2互鎖觸點實現(xiàn)?？偨Y(jié)重點：多地控制電路順序啟?？刂齐娐范搪繁Ｗo過電流保護難點：間歇運行控制電路、過載保護、零電壓及欠電壓保護謝謝電氣控制與PLC應(yīng)用3.1可編程控制器的概述內(nèi)容PLC的定義△PLC的特點△12PLC的應(yīng)用PLC的分類34PLC的主要技術(shù)指標△PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較*56PLC的由來PLC的由來

20世紀60年代，由于小型計算機的出現(xiàn)和大規(guī)模生產(chǎn)及多機群控的發(fā)展，人們曾試圖用小型計算機來實現(xiàn)工業(yè)控制，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制。PLC的由來

1968年美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項指標（GM十條）：

1）編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；

2）維護方便、采用插件式結(jié)構(gòu)；

3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；

4）體積小于繼電器控制系統(tǒng)；

5）數(shù)據(jù)可以直接送入計算機；6）成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；9）通用性強、易于擴展；10）用戶存儲器大于4K。PLC的由來

1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC公司)研制出了第一臺可編程控制器PDP-14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功并取得了滿意的效果，可編程控制器自此誕生。

美國從1971年開始輸出這種技術(shù)，1973年以后，西德、日本、英國、法國相繼開發(fā)了各自的PLC，并廣泛應(yīng)用。廿余年來，PLC的發(fā)展迅猛異常，它的應(yīng)用領(lǐng)域可謂是各行各業(yè)。PLC的出現(xiàn)和發(fā)展，是工業(yè)控制技術(shù)上的一個飛躍。PLC在我國機械、冶金、化工、輕工的大多數(shù)工業(yè)部門已開始得到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用在工業(yè)界產(chǎn)生了巨大的影響。PLC的由來PLC的定義1PLC的定義1

可編程序邏輯控制器簡稱為PLC（ProgrammableLogicalController

），也常稱為可編程序控制器即PC(ProgrammableController)，它是微機技術(shù)與繼電接觸器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，即采用了微型計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，融合了繼電接觸器控制的概念構(gòu)成的一種新型電控器，它專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用來存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC的定義1FX2N型PLC外觀輸入端子輸入信號燈輸出端子輸出信號燈編程電纜運行開關(guān)電源指示燈運行指示燈電池指示燈出錯指示燈擴展端口鋰電池PLC的特點2PLC的特點21通用性強：由于采用了微型計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，而且接口電路考慮了工業(yè)控制的要求，輸出接口能力強，因而對不同的控制對象，可以采用相同的硬件，只需編制不同的軟件，就可實現(xiàn)不同的控制。2接線簡單：只要將用于控制的接線、限位開關(guān)和光電開關(guān)等接入控制器的輸入端，將被控制的電磁鐵、電磁閥、接觸器和繼電器等功率輸出元件的線圈接至控制器的輸出端，就完成了全部的接線任務(wù)。PLC的特點23編程容易：一般使用與繼電接觸器控制電路原理圖相似的梯形圖或用面向工業(yè)控制的簡單指令形式編程。因而編程語言形象直觀，容易掌握，具有一定的電工和工藝知識的人員可在短時間學會并應(yīng)用自如。4.抗干擾能力強、可靠性高：PLC的輸入輸出采取了隔離措施，并應(yīng)用大規(guī)模集成電路，故它能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，能直接安裝在機器設(shè)備上運行。

PLC的特點25.容量大，體積小，重量輕，功耗少，成本低，維修方便：例如一臺具有128個輸入輸出點的小型PLC，其尺寸為216×127×110mm3，重約2.3Kg，空載功耗為1.2W，它可以完成相當于400～800個繼電器組成的系統(tǒng)的控制功能，而其成本僅相當于相同功能繼電器系統(tǒng)的（10～20）％；PLC一般采用模塊結(jié)構(gòu)，又具有自診斷功能，判斷故障迅速方便，維修時只需更換插入式模塊，因而維修十分方便。PLC的分類3PLC的分類31.按結(jié)構(gòu)形式分類,可分為整體式和模塊式兩類。

PLC的分類32.按I/O點數(shù)和存儲容量分類小型PLC

：I/O點數(shù)在256點以下，存儲器容量2K；中型PLC

：I/O點數(shù)在256～1024點之間，存儲器容量2K～8K;大型PLC

：I/O點數(shù)在1024點以上，存儲器容量8K以上。PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的制造成本不斷下降，而功能卻不斷增強。目前在先進工業(yè)國家PLC已成為工業(yè)控制中的標準設(shè)備，應(yīng)用的領(lǐng)域已覆蓋整個工業(yè)企業(yè)。概括起來主要應(yīng)用在以下幾個方面：PLC的應(yīng)用41.開關(guān)量邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域2.運動控制

PLC可用于直線運動或圓周運動的控制3.閉環(huán)過程控制

PLC通過模擬量模塊實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換，能夠?qū)崿F(xiàn)對模擬量的控制PLC的應(yīng)用44.數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學運算（包括矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算），數(shù)據(jù)傳遞、排序和查表、位操作等功能；可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，可以與存儲器中存儲的參考數(shù)據(jù)相比較，也可以傳送給其它智能裝置或傳送給打印機打印制表5.聯(lián)網(wǎng)通信

PLC的通訊包括PLC與PLC之間、PLC與上位計算機之間和其它的智能設(shè)備之間的通訊PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的應(yīng)用4PLC的生產(chǎn)廠家當今世界上PLC生產(chǎn)廠家按地域可分為三大流派：美國、歐洲和日本。美國和歐洲以大中型PLC而聞名，但產(chǎn)品的差異性很大，這是由于它們是在相互隔離的情況下獨立開發(fā)出來的；日本以小型PLC著稱，它的技術(shù)是從美國引進的，因此對美國的產(chǎn)品有一定的繼承性。PLC的應(yīng)用4美國是PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋電氣公司等。歐洲著名的PLC生產(chǎn)廠商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司，法國的TE公司等。

日本有許多PLC制造商，如：三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝等。

我國的PLC生產(chǎn)廠家規(guī)模一般不大，主要有無錫華光電子工業(yè)有限公司、上海香島機電制造有限公司、杭州機床電器廠、天津中環(huán)自動化儀表公司等。PLC的性能指標5PLC的性能指標51、輸入/輸出（I/O）點數(shù)

PLC上的I/O端子的個數(shù)。I/O點數(shù)越多，外部可接的輸入和輸出元器件就越多，控制規(guī)模就越大。2、存儲容量

存儲容量指的是用戶程序存儲器的容量。也有的PLC用存放用戶程序的指令條數(shù)來表示容量。PLC的性能指標53、掃描速度

掃描速度是指PLC執(zhí)行程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標。4、指令的種類和條數(shù)

編程指令的種類和條數(shù)是衡量PLC軟件功能強弱的主要指標。PLC的性能指標55、特殊I/O單元（高級模塊或智能模塊）

PLC不僅能完成開關(guān)量的邏輯控制，而且利用特殊I/O單元可完成模擬量控制、運動控制、模糊控制、定位控制、高速中斷控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。6、支持軟件

符合IEC1131-3(國際電工委員會（InternationalElectro-technicalCommission）

)標準的語言，為用戶提供方便的編程環(huán)境。PLC的性能指標5PLC與繼電器控制系統(tǒng)比較?繼電器控制采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的功能。?PLC控制只要改變程序并改動少量的接線端子（軟接線），就可適應(yīng)生產(chǎn)工藝的改變。?從適應(yīng)性、可靠性及設(shè)計、安裝、維護等各方面進行比較。傳統(tǒng)的繼電器控制大多數(shù)將被PLC所取代。PLC的性能指標5PLC的性能指標52.與工業(yè)計算機比較工業(yè)控制機控制要求開發(fā)人員具有較高的計算機專業(yè)知識和微機軟件編程的能力。PLC采用了采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用，便于推廣應(yīng)用。PLC是專為工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計的，具有更高的可靠性。在模型復雜、計算量大且較難、實時性要求較高的環(huán)境中，工業(yè)控制機則更能發(fā)揮其專長。PLC的性能指標53.PLC與集散系統(tǒng)的比較集散系統(tǒng)從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要用在離散制造、工序控制，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面?？偨Y(jié)重點：PLC的定義PLC的主要技術(shù)指標難點：PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較謝謝電氣控制與PLC3.2PLC的基本組成及工作原理內(nèi)容PLC的硬件組成1PLC的軟件組成2PLC的工作原理工作方式：循環(huán)掃描工作過程：3的階段掃描周期3PLC的硬件組成1硬件組成1PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)成是一樣的，都采用計算機結(jié)構(gòu)，都以微處理器為核心，通過硬件和軟件的共同作用來實現(xiàn)其功能。PLC主要有六部分組成：CPU(中央處理器)、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口電路、電源、外設(shè)接口、輸入/輸出（I/O）擴展接口。

硬件組成1硬件組成11.中央處理單元（CPU）：由控制器和運算器組成，其功能如下：(1)自檢，接受程序，將將程序存入程序存儲器中(2)掃描輸入接口，將各種輸入信號取入(3)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(4)把運算結(jié)果送到輸出端(5)刷新輸出接口，驅(qū)動控制對象

硬件組成1PLC中所采用的CPU通常有三種：（1）通用處理器：8086、80286、80386（2）單片機芯片：8031、8096（3）位片式微處理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPU中型PLC多采用16位微處理器或單片機作為CPU大型PLC多采用高速位片式微處理器硬件組成1存儲器用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運行中的數(shù)據(jù)。包括只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。RAM：隨機存儲器，可讀可寫，沒有斷電保持功能。ROM：只讀存儲器，只讀，不能寫。硬件組成1RAM存放用戶程序ROM存放系統(tǒng)程序EPROM：可擦除程序的只讀存儲器，用紫外線照射芯片上的透鏡窗口，可以擦除已寫入的內(nèi)容，而寫入新的程序。EEPROM：可電擦除的只讀存儲器，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取的優(yōu)點。硬件組成13.輸入輸出接口輸入輸出接口是PLC與工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號連接的部分。輸入接口用來接受生產(chǎn)過程的各種參數(shù)（輸入信號）。輸出接口用來送出可編程控制器運算后得出的控制信息（輸出信號），并通過機外的執(zhí)行機構(gòu)完成工業(yè)現(xiàn)場的各類控制。硬件組成1

為了適應(yīng)可編程控制器在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的工作，對輸入輸出接口有二個主要的要求：

良好的抗干擾能力

能滿足工業(yè)現(xiàn)場各類信號的匹配要求硬件組成14.電源單元PLC一般采用AC220V電源，經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后可變換成供PLC的CPU、存儲器等電路工作所需的直流電壓，有的PLC也采用DC24V電源供電。為保證PLC工作可靠，大都采用開關(guān)型穩(wěn)壓電源。有的PLC還向外部提供24V直流電源。硬件組成15.外部設(shè)備外部設(shè)備接口是在主機外殼上與外部設(shè)備配接的插座，通過電纜線可配接編程器、計算機、打印機、EPROM寫入器、觸摸屏等。編程器：用于編輯、輸入、調(diào)試PLC的工作程序；對PLC的運行狀態(tài)及被控對象的參數(shù)進行監(jiān)視；與打印機相連可打印程序清單或輸出有關(guān)記錄信息。PLC的軟件組成2軟件組成2可編程序控制器(plc)軟件由系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序兩大部分組成。

1.系統(tǒng)程序：由PLC制造商固化在系統(tǒng)程序存儲器中，用以控制可編程序控制器本身的運作；用戶程序則是由使用者編制并輸入用戶程序存儲器，用來控制外部對象的運作。

2.應(yīng)用程序：是PLC的使用者針對具體控制對象編制的程序。根據(jù)不同控制要求編制不同的程序，相當于改變PLC的用途，程序既可由編程器方便地送入PLC內(nèi)部的存儲器中，也能通過編程器方便地讀出、檢查與修改。PLC的工作原理3工作原理3PLC的工作方式為循環(huán)掃描方式，其工作過程大致分為3個階段：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。3掃描一個循環(huán)所用的時間稱為掃描周期,約40~100ms讀讀讀寫寫

I/O刷新I/O刷新0100101000000000000101000輸入端子輸入電路用戶輸入設(shè)備輸入映像寄存器輸出電路輸出端子元件映像寄存器輸出鎖存器

用戶輸出設(shè)備

執(zhí)行用戶程序工作原理3

為提高工作可靠性和及時接收外部控制命令，每個掃描周期還要進行故障自診斷（自診斷），處理與編程器、計算機的通信請求（與外設(shè)通信）。工作原理31.自診斷每次掃描用戶程序前，對CPU、存貯器、I／O模塊等進行故障診斷，發(fā)現(xiàn)故障或異常情況則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關(guān)閉全部輸出，停機并顯示出錯信息。2.與外設(shè)通信自診斷正常后，PLC對編程器、上位機等通信接口進行掃描，如有請求便響應(yīng)處理。工作原理33.輸入采樣完成前兩步后，PLC掃描各輸入點，將各點狀態(tài)和數(shù)據(jù)（開關(guān)的通／斷、A／D轉(zhuǎn)換值、BCD碼數(shù)據(jù)等），讀入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映象寄存器中存貯，稱為采樣。4．程序執(zhí)行

PLC從用戶程序存貯器的最低地址（0000H）開始順序掃描（無跳轉(zhuǎn)情況），并分別從輸入映象寄存器和輸出映象寄存器中獲得所需的數(shù)據(jù)進行運算、處理，再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入輸出映象寄存器中保存。工作原理35．輸出刷新執(zhí)行完用戶程序后，PLC將輸出映象寄存器中的內(nèi)容送到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中，再去驅(qū)動用戶設(shè)備，稱為輸出刷新。掃描不斷循環(huán)，實現(xiàn)對設(shè)備的連續(xù)控制。掃描周期:T＝T1＋T2＋T3＋T4＋T5，為上述五步操作時間之和。工作原理總結(jié)

一、PLC的硬件組成△二、PLC的軟件組成△三、PLC的工作原理*

1、工作方式：循環(huán)掃描

2、工作過程：3的階段

3、掃描周期謝謝電氣控制與PLC3.3西門子S7-200PLC的編程語言內(nèi)容PLC的編程語言△梯形圖語句表邏輯功能圖1PLC的數(shù)據(jù)類型與儲存區(qū)域*2PLC的儲存器類型△3PLC的尋址方式及用戶程序的結(jié)構(gòu)*4STEP7-Micro/WIN32編程軟件的使用與安裝5S7-200PLC的編程語言11.梯形圖（LAD）編程語言

梯形圖是與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的圖形語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。2.功能塊圖（FBD）

功能塊圖類似于普通邏輯概念圖，沿用了半導體邏輯電路的邏輯框圖表達方式。3.語句表（STL）

語句表程序設(shè)計語言是用布爾助記符來描述程序的一種程序設(shè)計語言,計算機中的匯編語言非常相似，目前已經(jīng)可以應(yīng)用高級語言。

圖5-1功能塊圖（FBD）LDI0.1OQ0.0ANI0.0=Q0.0數(shù)據(jù)類型與存儲區(qū)域21位布爾型（BOOL）8位字節(jié)型（BYTE）16位無符號整數(shù)型（WORD）16位有符號整數(shù)型（INT）32位無符號雙字整數(shù)型（DWORD）32位有符號雙字整數(shù)型（DINT）32位實數(shù)型（REAL）。實數(shù)型（REAL）是按照NSI/IEEE754—1985標準（單精度）的表示格式規(guī)定。

1、基本數(shù)據(jù)類型21）存儲器（回顧）

存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序以及工作數(shù)據(jù)。

a.常用的存儲器類型

RAM—RandomAccessMemoryROM—ReadOnlyMemoryEPROM—ErasableProgrammableReadOnlyMemoryEEPROM—ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory2、數(shù)據(jù)的存儲區(qū)ROM、EPROM和EEPROM的區(qū)別，EEPROM僅依靠電子信號即可修改內(nèi)容！數(shù)據(jù)類型與存儲區(qū)域2

程序區(qū)用于存放用戶程序，存儲器為EEPROM。

系統(tǒng)區(qū)用于存放有關(guān)PLC配置結(jié)構(gòu)的參數(shù)，如PLC主機及擴展模塊的I/O配置和編址、配置PLC站地址，設(shè)置保護口令、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波功能等，存儲器為EEPROM。

數(shù)據(jù)區(qū)是S7-200CPU提供的存儲器的特定區(qū)域。它包括輸入映象寄存器（I）、輸出映像寄存器（Q）、變量存儲器（V）、內(nèi)部標志位存儲器（M）、順序控制繼電器存儲器（S）、特殊標志位存儲器（SM）、局部存儲器（L）、定時器存儲器（T）、計數(shù)器存儲器（C）、模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）、累加器（AC）、高速計數(shù)器（HC）。存儲器為EEPROM和RAM。2）存儲器區(qū)域

PLC的存儲器分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)類型與存儲區(qū)域2數(shù)據(jù)類型與存儲區(qū)域（1）字節(jié)編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）B（字節(jié)號），如IB0表示由I0.0～I0.7這8位組成的字節(jié)。（2）字編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）W（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始字節(jié)。例如VW100表示由VB100和VB101這2字節(jié)組成的字。（3）雙字編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）D（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始字節(jié)。例如VD100表示由VB100到VB103這4字節(jié)組成的雙字。b）、字節(jié)、字、雙字地址格式2數(shù)據(jù)類型與存儲區(qū)域c）其他地址格式

數(shù)據(jù)區(qū)存儲器區(qū)域中，還包括定時器存儲器（T）、計數(shù)器存儲器（C）、累加器（AC）、高速計數(shù)器（HC）等，它們是模擬相關(guān)的電器元件的。它們的地址格式為：Ay。

由區(qū)域標識符A和元件號y組成，例T24表示某定時器的地址，T是定時器的區(qū)域標識符，24是定時器號。3存儲器類型1、數(shù)字量輸入/輸出繼電器（I/Q）（1）輸入映像寄存器（I）

PLC的輸入端子輸入映像寄存器（I）的相應(yīng)位。輸入映像寄存器的狀態(tài)只能由外部輸入信號驅(qū)動，而不能在內(nèi)部由程序指令來改變。位地址：I[字節(jié)地址].[位地址]，如I0.1；字節(jié)、字、雙字地址：I[數(shù)據(jù)長度][起始字節(jié)地址]，如IB4、IW6、ID10。3存儲器類型（2）輸出映像寄存器（Q）

每一個輸出模塊的端子與輸出映像寄存器的相應(yīng)位相對應(yīng)。CPU將輸出判斷結(jié)果存放在輸出映像寄存器中，在掃描周期的結(jié)尾，CPU以批處理方式將輸出映像寄存器的數(shù)值復制到相應(yīng)的輸出端子上。

在程序的執(zhí)行過程中，對于輸入或輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際的輸入、輸出端子。S7-200CPU執(zhí)行有關(guān)輸入輸出程序時的操作過程如圖所示。

3存儲器類型2、模擬量輸入/輸出繼電器（AI/AQ）（1）模擬量輸入映像寄存器（AI）模擬量輸入映像區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸入端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個字長（2個字節(jié)）的數(shù)字量。模擬量輸入映像寄存器用標識符（AI)、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。AIW0~AIW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸人。說明：模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。（2）模擬量輸出映像區(qū)（AQ區(qū)）

模擬量輸出映像區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸出端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將1個字長（2個字節(jié)、16位）的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換為電流或電壓。模擬量輸出映像寄存器用標識符（AQ)、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。

AQW0~AQW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸出。3存儲器類型3、輔助繼電器（M）內(nèi)部標志位存儲器（M）也稱內(nèi)部線圈，是模擬繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，它存放中間操作狀態(tài)，或存儲其它相關(guān)數(shù)據(jù)。如M26.7，MB11，MW23，MD26。4、變量存儲器（V）變量存儲器（V）存放全局變量、存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果或其他相關(guān)數(shù)據(jù)。變量存儲器全局有效。全局有效是指同一個存儲器可以在任一程序分區(qū)（主程序、子程序、中斷程序）被訪問。如V10.2，VB20，VW100，WD320。5、局部存儲器（L）局部存儲器（L）存放局部變量，是局部有效的。局部有效是指某一局部存儲器只能在某一程序分區(qū)（主程序或子程序或中斷程序）中使用。如L0.0，LB33，LW44，LD55。3存儲器類型7、特殊繼電器（SM）特殊標志位（SM）即特殊內(nèi)部線圈，它是用戶與系統(tǒng)程序之間的界面。SM0.0RUN監(jiān)控，PLC在RUN方式時，SM0.0總為1；SM0.1初始脈沖，SM0.1接通一個掃描周期；SM0.3PLC上電進入RUN方式時，SM0.3接通一個掃描周期；SM0.5秒脈沖，占空比為50％，周期為1s的脈沖。6、順序控制繼電器（S）順序控制繼電器（S）用于順序控制（或步進控制）。順序控制繼電器指令（SCR）基于順序功能圖（SFC）的編程方式。SCR指令提供控制程序的邏輯分段，從而實現(xiàn)順序控制。如S3.1，SB4，SW10，SD21。3存儲器類型9、計數(shù)器（C）計數(shù)器是累計其計數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，有三種類型：增計數(shù)、減計數(shù)、增減計數(shù)。計數(shù)器存儲器地址表示格式為：C[計數(shù)器號]，如C3。S7-200PLC計數(shù)器存儲器的有效地址范圍為：C（0～255）。8、定時器（T）定時器是模擬繼電器控制系統(tǒng)中的時間繼電器。時基有三種：1ms、10ms、100ms。定時器存儲器地址表示格式為：T[定時器號]，如T24。S7-200PLC定時器存儲器的有效地址范圍為：T（0～255）。3存儲器類型10、累加器（AC）累加器用來暫存計算中間值的存儲器，也可向子程序傳遞參數(shù)或返回參數(shù)。S7-200CPU累加器：AC0、AC1、AC2、AC3。

累加器是可讀寫單元，可以按字節(jié)、字、雙字存取累加器中的數(shù)值。由指令標識符決定存取數(shù)據(jù)的長度，例如，MOVB指令存取累加器的字節(jié)，DECW指令存取累加器的字，INCD指令存取累加器的雙字。按字節(jié)、字存取時，累加器只存取存儲器中數(shù)據(jù)的低8位、低16位；以雙字存取時，則存取存儲器的32位。11、高速計數(shù)器（HC）高速計數(shù)器用來累計高速脈沖信號，當高速脈沖信號頻率比CPU掃描速率更快時，必須使用高速計數(shù)器。CPU226高速計數(shù)器：HC（0～5）。4尋址方式及用戶程序的結(jié)構(gòu)主程序（OB1）：是用戶程序的主體。CPU在每個掃描周期都要執(zhí)行一次主程序指令。子程序：是程序的可選部分，主程序調(diào)用時才能夠執(zhí)行。中斷程序：是程序的可選部分，只有當中斷事件發(fā)生時，才能夠執(zhí)行。中斷程序可在掃描周期的任意點執(zhí)行。用戶程序的結(jié)構(gòu)

用戶程序可分為三個程序分區(qū)：主程序、子程序（可選）和中斷程序（可選）。尋址方式：指令中如何提供操作數(shù)或操作數(shù)地址，稱為尋址方式。S7-200PLC的尋址方式有：立即尋址、直接尋址、間接尋址。

MOVD256，VD100MOVDVD100,VD2005STEP7-Micro/WIN32編程軟件的使用與安裝

STEP7-Micro/WIN32軟件包括有Microwin3.1(新版本編程軟件STEP7-Micro/WIN32Version3.1)軟件；Microwin3.1的升級版本軟件Microwin3.1SP1；Toolbox（Toolbox包括Uss協(xié)議指令（變頻通訊用）和TP070（觸摸屏）的組態(tài)軟件TpDesignerV1.0設(shè)計師）工具箱；以及Microwin3.11Chinese（Microwin3.11SP1和TpDesigner的專用漢化工具）等編程軟件。1、編程軟件的安裝(安裝方法)按Microwin3.1>>Microwin3.1SP1>>Toolbox>>Microwin3.11Chinese的順序進行安裝，必要時可查看光盤軟件的Readme文件，按照提示步驟安裝。4尋址方式及用戶程序的結(jié)構(gòu)

2、建立S7-200CPU的通訊1）PC/PPI電纜通訊PLC用PC/PPI電纜與個人計算機連接。2）MPI通訊多點接口（MPI）卡提供了一個RS485端口，可以用直通電纜和網(wǎng)絡(luò)相連。4尋址方式及用戶程序的結(jié)構(gòu)3、STEP7-Micro/WIN32軟件介紹1）STEP7軟件的基本功能編程軟件在離線條件下，可以實現(xiàn)程序的輸入、編輯、編譯等功能。編程軟件在聯(lián)機工作方式可實現(xiàn)程序的上、下載、通訊測試及實時監(jiān)控等功能。2）STEP7-Micro/WIN32窗口組件及功能1.主菜單及子目錄的狀態(tài)信息2.工具條及瀏覽條和指令樹3.程序編輯器窗口4尋址方式及用戶程序的結(jié)構(gòu)4、程序編制及運行建立項目（用戶程序）a、程序的輸入、編輯通常利用LAD進行程序的輸入，程序的編輯包括程