電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù) 項目一 低壓電器與PLC基本知識

電氣控制與PLC技術(shù)博學(xué)多能厚德篤行目錄

第一部分應(yīng)知能力電氣控制與可編程序控制器（PLC）技術(shù)基礎(chǔ)項目一低壓電器與PLC基本知識任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）的結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)三S7-200系列PLC軟、硬件的安裝使用任務(wù)四S7-200系列PLC的系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)五PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計項目二三相異步電動機(jī)點動、長動、順序、多點控制線路任務(wù)一繼電器—接觸器點動、長動控制線路任務(wù)二應(yīng)用PLC實現(xiàn)點動、長動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)三繼電器—接觸器順序、多點控制線路任務(wù)四應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)順序、多點控制系統(tǒng)的設(shè)計項目三三相異步電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路任務(wù)一繼電器—接觸器正、反轉(zhuǎn)控制線路任務(wù)二應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計目錄

項目四三相異步電動機(jī)降壓啟動控制線路任務(wù)一三相異步電動機(jī)Y/△降壓啟動的繼電器—接觸器控制線路任務(wù)二應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)Y/△降壓啟動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)三三相異步電動機(jī)定子串電阻降壓啟動的繼電器—接觸器控制線路任務(wù)四應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)定子串電阻降壓啟動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)五三相異步電動機(jī)自藕變壓器降壓啟動的繼電器—接觸器控制線路任務(wù)六應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)自藕變壓器降壓啟動控制系統(tǒng)的設(shè)計項目五三相異步電動機(jī)制動與調(diào)速控制線路任務(wù)一三相異步電動機(jī)反接制動的繼電器—接觸器控制線路任務(wù)二應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)反接制動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)三三相異步電動機(jī)能耗制動的繼電器—接觸器控制線路任務(wù)四應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)五三相異步電動機(jī)變頻調(diào)速的繼電器—接觸器控制系統(tǒng)任務(wù)六應(yīng)用PLC實現(xiàn)電動機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計目錄

第二部分應(yīng)會能力機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)項目六普通車床電氣控制系統(tǒng)任務(wù)一CA6140型普通車床電氣控制線路任務(wù)二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應(yīng)用改造項目七銑床電氣控制系統(tǒng)任務(wù)一X62W萬能銑床電氣控制線路任務(wù)二X62W萬能銑床電氣控制線路的PLC應(yīng)用改造項目八橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)任務(wù)一20/5t橋式起重機(jī)電氣控制線路任務(wù)二20/5t橋式起重機(jī)電氣控制線路的PLC應(yīng)用改造目錄

第三部分應(yīng)用能力PLC控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用項目九西門子S7-200系列PLC在一般控制系統(tǒng)中的應(yīng)用任務(wù)一三路搶答器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)二水塔水位自動控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)三十字路口交通燈PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)四全自動洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計項目十西門子S7-200系列PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用任務(wù)一液體混合裝置PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)二自動送料裝卸系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)三自動成型機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)四步進(jìn)電機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計目錄

附錄附錄A電氣圖形符號一覽表附錄BS7-200系列PLC指令表及功能參考文獻(xiàn)項目一低壓電器與PLC基本知識本項目將分五個任務(wù)模塊，按照工程實際應(yīng)用的要求分別介紹常用低壓電器，西門子S7-200系列可編程序控制器（簡稱PLC）的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、功能特點、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計原則及繪圖技巧等內(nèi)容，系統(tǒng)地闡述了常用低壓電器及PLC控制器的主要概念及應(yīng)用等基本知識。項目一低壓電器與PLC基本知識任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用應(yīng)知點：1、了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能特點、圖文符號；2、了解常用低壓電器的技術(shù)參數(shù)；3、了解常用低壓電器的選用原則。應(yīng)會點：1、掌握常用低壓電器的正確選擇、使用、操作、工程應(yīng)用；2、掌握各類不同低壓電器的區(qū)別及各自的適用場合。

任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用一、任務(wù)簡述什么是低壓電器？低壓電器有何用途？要回答這些問題，首先要從了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能特點、技術(shù)參數(shù)、圖文符號以及選用原則等知識入手，著重掌握常用低壓電器的正確選擇、使用、操作及工程應(yīng)用等實踐性操作。凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護(hù)等作用的電氣設(shè)備都可稱為電器。電器是所有電工器械的總稱。我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將電器按電壓等級分為高壓電器和低壓電器；凡工作在交流50Hz、額定電壓1200V及以下和直流額定電壓1500V及以下電路中的電器統(tǒng)稱為低壓電器。高壓電器是超過這些電壓等級標(biāo)準(zhǔn)的電器，本書不作介紹?？偟膩碚f，低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類。低壓電氣成套設(shè)備中需要各種低壓電器作為其基本組成元件。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、科技以及人們?nèi)粘Ｉ钪?，低壓供電和低壓電器的使用比比皆是，無處不有。因此，了解和掌握低壓電器的基本理論知識和實踐操作極為重要。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用二、相關(guān)知識（一）主令電器主令電器是自動控制系統(tǒng)中一種專門用于發(fā)送控制命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。它可以直接作用于控制電路，也可以通過電磁式電器的轉(zhuǎn)換對電路實現(xiàn)控制。按其作用可分為按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等。1、按鈕

圖1-1常用按鈕外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理按鈕主要由按鈕帽、復(fù)位彈簧、常閉觸點、常開觸點、支柱連桿及外殼等部分組成。按國標(biāo)要求，按鈕的結(jié)構(gòu)原理如圖1-2所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號按國標(biāo)要求，按鈕在電路中的電氣圖文符號如圖1-3所示。

任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義按鈕按其點按式、旋鈕式、指示燈式、鑰匙式、蘑菇帽式的型號很多，為了便于操作人員識別，避免發(fā)生誤操作，按國標(biāo)要求，在生產(chǎn)實際中用不同的顏色和符號標(biāo)志來區(qū)分按鈕的功能及作用。通常將按鈕的顏色分成黃、綠、紅、黑、白、藍(lán)等，供不同場合選用。按安全規(guī)程規(guī)定，一般選紅色為停止按鈕，綠色為啟動按鈕。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）按鈕的選用①根據(jù)使用場合和具體用途的不同要求，按照電器產(chǎn)品選用手冊來選擇國產(chǎn)品牌、國際品牌的不同型號和規(guī)格的按鈕。②根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案對工作狀態(tài)指示和工作情況要求合理選擇按鈕的顏色，如啟動按鈕選用綠色，停止按鈕選擇紅色等。③根據(jù)控制回路的需要選擇按鈕的數(shù)量，如單聯(lián)鈕、雙聯(lián)鈕和三聯(lián)鈕等。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用

2、行程開關(guān)行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，在機(jī)電設(shè)備的行程控制中其動作不需要人為操作，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運動部件的碰撞或感應(yīng)使其觸點動作后，發(fā)出控制命令以實現(xiàn)近、遠(yuǎn)距離行程控制和限位保護(hù)。行程開關(guān)的主要結(jié)構(gòu)大體由操作機(jī)構(gòu)、觸點系統(tǒng)和外殼三部分組成：按其結(jié)構(gòu)可分為直動式、滾輪式及微動式；按其復(fù)位方式可分為自動及非自動復(fù)位；按其觸頭性質(zhì)可分為觸點式和無觸點式。為了適用于不同的工作環(huán)境，行程開關(guān)可以做成各種各樣的結(jié)構(gòu)外形，如圖1-4所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)與控制按鈕有些類似，外形種類很多，但基本結(jié)構(gòu)相同，都是由推桿及彈簧、常開常閉觸點和外殼組成。直動式、滾輪旋轉(zhuǎn)式、微動式行程開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別見圖1-6、圖1-7、圖1-8所示。其動作原理是當(dāng)運動部件的擋鐵碰壓行程開關(guān)的滾輪時，推桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，使凸輪推動撞塊，當(dāng)撞塊被壓到一定位置時，推動微動開關(guān)快速動作，使其常閉觸點斷開，常開觸點閉合。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用1-動觸點2-靜觸點3-推桿圖1-6直動式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖1、3-滾輪2-上轉(zhuǎn)臂4-套架5-滾珠6-橫板7、8-壓板9、10-彈簧11-觸點圖1-7滾輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號按國標(biāo)要求，行程開關(guān)在電路中的電氣圖文符號如圖1-9所示。1-殼體2-弓簧片3-常開觸點4-常閉觸點5-動觸點6-推桿圖1-8微動式行程開關(guān)結(jié)構(gòu)圖圖1-9行程開關(guān)電氣圖文符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）行程開關(guān)的選用①根據(jù)使用場合和具體用途的不同要求，按照電器產(chǎn)品選用手冊來選擇國產(chǎn)品牌、國際品牌的不同型號和規(guī)格的行程開關(guān)。常用國產(chǎn)型號有LX1、JLX1系列，LX2、JLXK2系列，LXW-11、JLXK1-11系列以及LX19、LXW5、LXK3、LXK32、LXK33等系列。實際選用時可直接查閱電器產(chǎn)品樣本手冊。②根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案對工作狀態(tài)和工作情況要求合理選擇行程開關(guān)的數(shù)量。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用3、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是一種多觸點、多檔位結(jié)構(gòu)、能夠控制和轉(zhuǎn)換多個電路的手動操作組合開關(guān)。主要用于小功率電動機(jī)調(diào)速啟動換相控制、配電裝置電源隔離、電流電壓表換相等場合。由于其應(yīng)用范圍廣、能控制多條回路，故稱為“萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)”。為了適用于不同的工作環(huán)境，轉(zhuǎn)換開關(guān)可以做成各種各樣的結(jié)構(gòu)外形，如圖1-10所示。

圖1-10常用轉(zhuǎn)換開關(guān)外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理轉(zhuǎn)換開關(guān)按其結(jié)構(gòu)分為普通型、開啟型、防護(hù)型和組合型。按其用途分為主令控制和電動機(jī)控制兩種。主要由操作結(jié)構(gòu)、手柄、面板、定位裝置和觸點系統(tǒng)等組成。手柄可正反方向旋轉(zhuǎn)，由各自的凸輪控制其觸頭通斷。定位裝置采取刺輪刺爪式結(jié)構(gòu)，不同的刺輪和凸輪可組成不同的定位模式，使手柄在不同的轉(zhuǎn)換角度時，觸頭的通斷狀態(tài)得以改變。其常用轉(zhuǎn)換開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖1-11所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號

按國標(biāo)要求，轉(zhuǎn)換開關(guān)在電路中的圖文符號如圖1-12所示。表中“×”代表閉合。圖1-12轉(zhuǎn)換開關(guān)電氣圖文符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）轉(zhuǎn)換開關(guān)的選用①轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電壓應(yīng)大于等于安裝地點線路的電壓等級。②用于照明或電加熱電路時，轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電流應(yīng)大于等于被控制電路中負(fù)載電流。③用于電動機(jī)電路時，轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電流是電動機(jī)額定電流的1.5～2.5倍。④當(dāng)操作頻率過高或負(fù)載的功率因數(shù)較低時，轉(zhuǎn)換開關(guān)要降低容量使用，否則會影響開關(guān)壽命。⑤轉(zhuǎn)換開關(guān)的通斷能力差，控制電動機(jī)作可逆運轉(zhuǎn)時，必須在電動機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動后，才能反向接通。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（二）開關(guān)電器開關(guān)是低壓電器中極為常用的電器之一，常用的開關(guān)有空氣斷路器、刀開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、組合開關(guān)等。其作用都是分合電路，通斷電流?？煞譃橛休d運行操作、無載運行操作、選擇性運行操作三種；也可分為正面操作和背面操作；還可分為帶滅弧和不帶滅弧。下面著重介紹常用的空氣斷路器、刀開關(guān)、組合開關(guān)等開關(guān)電器。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用

1、低壓斷路器低壓斷路器通常稱為低壓自動空氣開關(guān)，它相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合，可分為帶漏電和不帶漏電型，既有手動開關(guān)作用又有自動分?jǐn)喙收想娐饭δ?，實現(xiàn)電路的過載、短路、失電壓及欠電壓保護(hù)等功能，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中重要的綜合性保護(hù)電器之一。低壓斷路器具有操作安全、工作可靠、動作值可調(diào)、分?jǐn)嗄芰^高等優(yōu)點，因此得到廣泛應(yīng)用。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理低壓斷路器按其結(jié)構(gòu)形式可分為塑殼式低壓斷路器（裝置式）和框架式低壓斷路器（萬能式）兩大類，框架式斷路器主要用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開關(guān)，而塑殼式斷路器除用作配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)開關(guān)外，還用作電動機(jī)、照明線路的控制開關(guān)。常用低壓斷路器有各種各樣的結(jié)構(gòu)外形，如圖1-13所示。圖1-13常用低壓斷路器外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用目前常用的型號有DZ20、DZX10、DZ5、DZ15、DZ47、DZ20等系列。下面主要介紹DZ5型塑殼式低壓斷路器。①DZ5-20系列低壓斷路器DZ5-20系列低壓斷路器為小電流系列，其額定電流等級為20A結(jié)構(gòu)如圖1-14所示。斷路器主要由動觸點、靜觸點、滅弧裝置、操作機(jī)構(gòu)、熱脫扣器、電磁脫扣器及外殼等部分組成。使用時斷路器的三對主觸點串聯(lián)在被控制的三相主電路中，按下按鈕接通電路時，外力使鎖扣克服反作用彈簧的反力，將固定在鎖扣上面的動觸點與靜觸點閉合，并由鎖扣鎖住搭鉤使動靜觸點保持閉合，開關(guān)處于接通狀態(tài)。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用②漏電保護(hù)斷路器所有系列的低壓斷路器都有相同系列漏電保護(hù)斷路器，漏電保護(hù)斷路器通常稱為漏電開關(guān)，是一種安全保護(hù)電器，在線路或設(shè)備出現(xiàn)對地漏電或人身觸電時，迅速自動斷開電路，能有效地保護(hù)人身和線路的安全。電磁式電流動作型漏電斷路器結(jié)構(gòu)原理如圖1-16所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用漏電保護(hù)斷路器主要由零序互感器TA、漏電脫扣器WS、試驗按鈕SB、操作機(jī)構(gòu)和外殼組成。實質(zhì)上就是在一般的自動開關(guān)中增加一個能檢測電流的感應(yīng)元件零序互感器和漏電脫扣器。零序互感器是一個環(huán)形封閉的鐵芯，主電路的三相電源線均穿過零序互感器的鐵芯，作為互感器的一次繞組；環(huán)形鐵芯上繞有二次繞組，其輸出端與漏電脫扣器的線圈相接。在電路正常工作時，無論三相負(fù)載電流是否平衡，通過零序電流互感器一次側(cè)的三相電流相量和為零，二次側(cè)沒有感應(yīng)電流。當(dāng)出現(xiàn)漏電和人身觸電時，漏電或觸電電流將經(jīng)過大地流回電源的中性點，因此零序電流互感器一次側(cè)三相電流的相量和不為零，互感器的二次側(cè)將感應(yīng)出電流，此電流流過漏電脫扣器，使漏電脫扣器線圈動作，則低壓斷路器分閘切斷了主電路，從而保障了人身和設(shè)備安全。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號按國標(biāo)要求，低壓斷路器在電路中的圖文符號如圖1-17所示。圖1-17低壓斷路器的符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）低壓斷路器的選用選擇低壓斷路器時主要從以下幾方面考慮：①斷路器額定電壓、額定電流應(yīng)大于或等于控制線路或設(shè)備的正常工作電壓、工作電流；②斷路器極限通斷能力大于或等于控制線路最大短路電流；③欠電壓脫扣器額定電壓等于控制線路額定電壓；④過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于控制線路的最大負(fù)載電流。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用2、刀開關(guān)刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)最簡單、廣泛應(yīng)用在低壓電路中的一類手動電器。主要用來作為不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，將電路與電源隔離。刀開關(guān)的種類很多。外形結(jié)構(gòu)各異，刀開關(guān)按刀的極數(shù)可分為單級、雙極和三極，按刀的轉(zhuǎn)換方向可分為單擲和雙擲；按滅弧情況可分為帶滅弧罩和不帶滅弧罩；按接線方式可分為板前接線式和板后接線式。下面僅介紹開啟式負(fù)荷開關(guān)和板式刀開關(guān)兩種。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）開啟式負(fù)荷開關(guān)開啟式負(fù)荷開關(guān)又稱為瓷底膠蓋刀開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)。生產(chǎn)中常用的是HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)。適用于照明和小容量電動機(jī)控制線路中，供手動不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，并起短路保護(hù)作用。開啟式負(fù)荷開關(guān)在電路圖中的結(jié)構(gòu)及符號如圖1-18所示任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用常用的國產(chǎn)牌開啟式負(fù)荷開關(guān)，其型號含義如下。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）板式刀開關(guān)板式刀開關(guān)HD13系列為大電流刀開關(guān)，是一種新型既有手動操作又有電動操作的刀開關(guān)，適用于交流50Hz，額定電壓380V或直流220V，額定電流200A~6000A，主要用于配電設(shè)備的控制電路中，作不頻繁地接通和切斷電源之用，操作時應(yīng)在無負(fù)荷下進(jìn)行。板式刀開關(guān)結(jié)構(gòu)外形及圖文符號分別如圖1-19和圖1-20所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）刀開關(guān)的選用及安裝注意事項①結(jié)構(gòu)形式的選擇。選用刀開關(guān)時首先根據(jù)刀開關(guān)的用途和安裝位置選擇合適的型號和操作方式。根據(jù)刀開關(guān)的作用和裝置的安裝形式來選擇是否帶滅弧裝置。根據(jù)裝置的安裝形式來選擇正面、背面、側(cè)面操作形式，以及是直接操作還是杠桿操作，是板前接線還是板后接線等結(jié)構(gòu)形式。②額定電流的選擇。根據(jù)控制對象的類型和大小，計算出相應(yīng)負(fù)載電流大小，選擇相應(yīng)額定電流的刀開關(guān)。一般應(yīng)等于或大于所分?jǐn)嚯娐分懈鱾€負(fù)載電流的總和。對于電動機(jī)負(fù)載，應(yīng)考慮其啟動電流，所以應(yīng)選額定電流大一級的刀開關(guān)。若考慮電路出現(xiàn)的短路電流，還應(yīng)選擇額定電流更大一級的刀開關(guān)。③安裝注意事項：刀開關(guān)在安裝時必須垂直安裝，使閉合操作時的手柄操作方向應(yīng)從下向上合，不允許平裝或倒裝，以防誤合閘；電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸點一邊的進(jìn)線座，負(fù)載接在動觸點一邊的出線座；在分閘和合閘操作時，應(yīng)動作迅速，使電弧盡快熄滅。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（三）接觸器接觸器是一種能頻繁地接通和斷開中、遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大容量用電負(fù)載的自動控制電路，分為交流和直流二類，控制對象主要是電動機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)及電容器組等。由于交流接觸器應(yīng)用極為普遍，型號規(guī)格繁多，外形結(jié)構(gòu)各異，這里予以重點介紹。其常用交流接觸器結(jié)構(gòu)外形如圖1-21所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用1、交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)、滅弧裝置及輔助部件等組成。CJ10-20系列交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理如圖1-22所示。圖1-22交流接觸器結(jié)構(gòu)原理圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用2、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)接觸器銘牌上標(biāo)注的主要技術(shù)參數(shù)有：①額定電壓。指接觸器主觸點上的額定電壓。電壓等級通常有：交流接觸器：127V，220V，380V，500V等；直流接觸器：110V，220V，440V，660V等。②額定電流。指接觸器主觸點的額定電流。電流等級通常有：交流接觸器：10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A；直流接觸器：25A，40A，60A，100A，250A，400A，600A。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用③線圈額定電壓。指接觸器線圈兩端所加額定電壓，電壓等級通常有：交流線圈：12V、24V、36V，127V，220V，380V；直流線圈：12V、24V，48V，220V，440V。④接通與分?jǐn)嗄芰?。指接觸器的主觸點在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?，而不?yīng)該發(fā)生熔焊、飛弧和過分磨損等。⑤額定操作頻率。指每小時接通次數(shù)。交流接觸器最高為600次/h;直流接觸器可高達(dá)1200次/h。⑥動作值：指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接觸器在額定電壓85％以上時，應(yīng)可靠吸合，釋放電壓不高于額定電壓的70％。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用3、接觸器電氣圖文符號及型號含義（1）交流接觸器在電氣控制系統(tǒng)中的圖文符號如圖1-23所示：圖1-23接觸器的圖文符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）型號含義任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用4、接觸器的選用①根據(jù)控制對象所用電源類型選擇接觸器類型，一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器。②所選接觸器主觸點的額定電壓應(yīng)大于或等于被控制對象線路的額定電壓。③應(yīng)根據(jù)控制對象類型和使用場合，合理選擇接觸器主觸點的額定電流?？刂齐娮栊载?fù)載時，主觸點的額定電流應(yīng)等于負(fù)載的額定電流?？刂齐妱訖C(jī)時，主觸點的額定電流應(yīng)稍大于電動機(jī)的額定電流。當(dāng)接觸器使用在頻繁啟動、制動及正反轉(zhuǎn)場合時，主觸點額定電流應(yīng)選用高一個等級。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用4、接觸器的選用④接觸器線圈電壓的選擇。當(dāng)控制線路簡單并且使用電器較少時，應(yīng)根據(jù)電源等級選用380V或220V的電壓。當(dāng)線路復(fù)雜時，從人身和設(shè)備安全角度考慮，可以選擇36V或110V電壓的線圖，控制回路要增加相應(yīng)變壓器予以降壓隔離。⑤根據(jù)被控制對象的要求，合理選擇接觸器類型及觸點數(shù)量任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（四）繼電器繼電器主要用于各種控制電路中進(jìn)行信號傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等，控制主電路和輔助電路中的器件按預(yù)定的動作程序進(jìn)行工作，實現(xiàn)自動控制和保護(hù)的目的。繼電器種類繁多，按用途可分為控制和保護(hù)繼電器；按動作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、電動式、電子式、機(jī)械式；按輸入量可分為電流、電壓、時間、速度、壓力；按動作時間可分為瞬時、延時繼電器；其共同特點是觸點額定電流不大于5A。這里重點介紹以下幾種繼電器：任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用1、中間繼電器中間繼電器屬于電壓繼電器種類，主要用在500V及以下的小電流控制回路中，用來擴(kuò)大輔助觸點數(shù)量，進(jìn)行信號傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等。它具有觸點數(shù)量多，觸點容量不大于5A，動作靈敏等特點，得到廣泛的應(yīng)用。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理中間繼電器的工作原理及結(jié)構(gòu)與接觸器基本相似，不同的是中間繼電器觸點對數(shù)多，且沒有主輔觸點之分，觸點允許通過的電流大小相同，且不大于5A，無滅弧裝置。因此，對于工作電流小于5A的電氣控制線路，可用中間繼電器代替接觸器進(jìn)行控制，其外形及結(jié)構(gòu)如圖1-24所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號按國標(biāo)要求，繼電器在電路圖中的電氣圖文符號如圖1-25所示。（a）線圈（b）常開觸點（c）常閉觸點圖1-25繼電器電氣圖文符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義（4）繼電器的選用中間繼電器的選用主要依據(jù)被控制電路的電壓等級、所需觸點的數(shù)量、種類和容量等要求來進(jìn)行選擇。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用2、電流繼電器電流繼電器分為過電流繼電器和欠電流繼電器，其特點是電流繼電器的線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。根據(jù)繼電器線圈中電流的大小而接通或斷開電路。電流繼電器種類繁多，其外形結(jié)構(gòu)如圖1-26所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）過電流繼電器當(dāng)電流超過預(yù)定值時，引起開關(guān)電器有延時或無延時的動作。它主要用于頻繁啟動和重載啟動的場合，作為電動機(jī)主電路的過載和短路保護(hù)。①過電流繼電器結(jié)構(gòu)原理JL14系列過電流繼電器的外形結(jié)構(gòu)原理如圖1-27所示。它主要由線圈、鐵芯、銜鐵、觸點系統(tǒng)和反作用彈簧等組成圖1-27JL14系列過電流繼電器外形結(jié)構(gòu)原理圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用②過電流繼電器電氣圖文符號過電流繼電器在電路圖中的電氣圖文符號如圖1-28所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）欠電流繼電器欠電流繼電器常用的有JLl4-Q等系列產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與工作原理和JL14系列、JL18系列繼電器相似。這種繼電器的動作電流為線圈額定電流的30％-65％，釋放電流為線圈額定電流的10％-20％。因此，當(dāng)通過欠電流繼電器線圈的電流降低到額定電流的10％-20％時，繼電器即釋放復(fù)位，其動合觸點斷開，動斷觸點閉合，給出控制信號，使控制電路作出相應(yīng)的反應(yīng)。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用欠電流繼電器在圖文符號如圖1-29所示。（4）電流繼電器的選用電流繼電器的選用主要依據(jù)被控制電路的電壓等級、所需觸點的數(shù)量、種類和容量等要求來進(jìn)行選擇。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用3、電壓繼電器電壓繼電器分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器，其線圈并聯(lián)在電路中，根據(jù)線圈兩端電壓的大小而接通或斷開電路。其特點是繼電器線圈的導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、阻抗大。電壓繼電器種類繁多，其外形結(jié)構(gòu)如圖1-30所示。圖1-30電壓繼電器結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理過電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理基本相同，過電壓繼電器是當(dāng)電壓大于整定值時動作的電壓繼電器，主要用于對電路或設(shè)備作過電壓保護(hù)；欠電壓繼電器是當(dāng)電壓降至某一規(guī)定范圍時動作的電壓繼電器，對電路實現(xiàn)欠電壓或零電壓保護(hù)。這里主要分析常見的DY-30、LY-30系列電壓繼電器、它主要由線圈、鐵芯、銜鐵、觸點系統(tǒng)和反作用彈簧等組成。主要用于檢測電氣控制線路電壓信號的變化而提示報警。對常用的過電壓繼電器，其動作電壓可在105-120％額定電壓范圍內(nèi)調(diào)整。對欠電壓繼電器來講，其釋放電壓可在40-70％額定電壓范圍內(nèi)整定，欠電壓繼電器在線路正常工作時，鐵芯與銜鐵是吸合的，當(dāng)電壓降至低于整定值時，銜鐵釋放，帶動觸點動作。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號按國標(biāo)要求，過電壓、欠電壓繼電器在電路圖中的電氣圖文符號如圖1-31所示。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義（4）電壓繼電器的選用選用電壓繼電器時應(yīng)注意：其線圈電壓等級應(yīng)與控制電路電壓等級相同；選擇電壓繼電器時，主要依據(jù)由控制電路的要求選擇過電壓、欠電壓繼電器。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用4、熱繼電器熱繼電器是利用流過繼電器熱元件的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時限動作的保護(hù)繼電器。所謂反時限動作，是指熱繼電器動作時間隨電流的增大而減小的性能。熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載、斷相、三相電流不平衡運行及其他電氣設(shè)備發(fā)熱引起的不良狀態(tài)而進(jìn)行的保護(hù)控制。其種類繁多，主要典型結(jié)構(gòu)外形如圖1-32所示。圖1-32國產(chǎn)牌熱繼電器典型結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（1）結(jié)構(gòu)原理熱繼電器的結(jié)構(gòu)主要由加熱元件、動作機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)3大部分組成。動作系統(tǒng)常設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置，保證在一定的溫度范圍內(nèi)，熱繼電器的動作特性基本不變。典型的雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)如圖1-33所示。1-主雙金屬片2-電阻絲3-導(dǎo)板4-補(bǔ)償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動觸頭9-復(fù)位按鈕10-調(diào)節(jié)凸輪11-彈簧圖1-33雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號熱繼電器的常閉觸點串入控制回路，常開觸點可接入報警信號回路或PLC控制時的輸入接口電路。按國標(biāo)要求，熱繼電器在電路圖中的電氣圖文符號如圖1-34所示。圖1-34熱繼電器電氣圖文符號圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）型號含義熱繼電器的種類繁多，其中雙金屬片式熱繼電器應(yīng)用最多。按極數(shù)劃分，熱繼電器可分為單極、兩極和三極三種，其中三極的又包括帶斷相保護(hù)裝置的和不帶斷相保護(hù)裝置；按復(fù)位方式劃分，有自動復(fù)位式和手動復(fù)位式。目前常用的有國產(chǎn)的JR36、JR20、JRS等系列以及國外的T系列和3UA等系列產(chǎn)品。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）熱繼電器的選用①熱繼電器有三種安裝方式，應(yīng)按實際安裝情況選擇其安裝型式。②原則上熱繼電器的額定電流應(yīng)按略大于電動機(jī)的額定電流來選擇。一般情況下，熱繼電器的整定值為電動機(jī)額定電流的0.95-1.05倍。但是如果電動機(jī)拖動的負(fù)載是沖擊性負(fù)載或啟動時間較長及拖動的設(shè)備不允許停電的場合，熱繼電器的整定值可取電動機(jī)額定電流的1.1-1.5倍。如果電動機(jī)的過載能力較差、熱繼電器的整定位可取電動機(jī)額定電流的0.6-0.8倍。同時，整定電流應(yīng)留有一定的上、下限調(diào)整范圍。③在不頻繁起動的場合，要保證熱繼電器在電動機(jī)起動過程中不產(chǎn)生誤動作。若電動機(jī)Is=6Ie，啟時間＜6s，很小連續(xù)啟動，可按電動機(jī)額定電流配置。④對于三角形接法的電動機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器⑤當(dāng)電動機(jī)工作于重復(fù)短時工作制時，要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用5、熔斷器熔斷器主要是用來對控制線路作短路保護(hù)的電器，使用時串聯(lián)在被保護(hù)的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路故障，流過熔斷器的電流達(dá)到或超過某一規(guī)定值時，使熔體產(chǎn)生熱量而熔斷，從而自動分?jǐn)嚯娐?，起到保護(hù)作用。（1）結(jié)構(gòu)原理熔斷器主要由熔體（俗稱熔絲）和安裝熔體的熔管（或熔座）二部分組成。熔體由鉛、錫、鋅、銀、銅及其合金制成。常做成絲狀、片狀或柵狀。熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。熔斷器的結(jié)構(gòu)外形如圖1-35所示。圖1-35熔斷器結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）電氣圖文符號：熔斷器電氣圖文符號如圖1-36。（3）型號含義熔斷器按結(jié)構(gòu)形式分為半封閉插入式、無填料封閉管式、有填料封閉管式、螺旋式熔斷器等。其中，有填料封閉管式熔斷器又分為刀形觸點熔斷器、螺栓連接熔斷器和圓筒形帽熔斷器。圖1-36熔斷器電氣圖文符號任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（4）熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)①額定電壓。額定電壓能保證熔斷器長期正常工作的電壓。若熔斷器的實際工作電壓大于額定電壓，熔體熔斷時可能發(fā)生電弧不能熄滅的危險。②額定電流。額定電流保證熔斷器在長期工作制下，各部件溫升不超過極限允許溫升所能承載的電流值。它與熔體的額定電流是兩個不同的概念。熔體的額定電流：在規(guī)定工作條件下，長時間通過熔體而熔體不熔斷的最大電流值。通?！獋€額定電流等級的熔斷器可以配用若干個額定電流等級的熔體，但熔體的額定電流不能大于熔斷器的額定電流值。③分?jǐn)嗄芰ΑＨ蹟嗥髟谝?guī)定的使用條件下，能可靠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠ＭǔＳ脴O限分?jǐn)嚯娏髦祦肀硎?。④時間-電流特性。時間-電流特性又稱保護(hù)特性，表示熔斷器的熔斷時間與流過熔體電流的關(guān)系。熔斷器的熔斷時間隨著電流的增大而減少。即反時限保護(hù)特性。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（5）熔斷器的選用常用熔斷器型號有RC1A、RL1、RT0、RT15、RT16（NT）、RT18等，在選用時可根據(jù)使用場合酌情選擇。選擇熔斷器的基本原則如下。①根據(jù)使用場合確定熔斷器的類型。②熔斷器的額定電壓必須等于或高于線路的額定電壓。額定電流必須等于或大于所裝熔體的額定電流。③熔體額定電流的選擇應(yīng)根據(jù)實際使用情況進(jìn)行計算。④熔斷器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用三、應(yīng)用實施低壓電器在日常生活中使用頻繁、品種規(guī)格繁多，在已了解低壓電氣基本知識后，結(jié)合實際應(yīng)用，下面將以三相異步電動機(jī)直接起動控制線路為例，簡單介紹電氣控制線路元器件的選用和安裝操作等相關(guān)事項。1、三相異步電動機(jī)直接起動控制線路三相異步電動機(jī)直接起動控制線路結(jié)構(gòu)原理如圖1-37所示任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用2、電氣元件選用（1）元器件及儀表選用如表1-1所示任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（2）安裝工具及材料如表1-2所示任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（3）安裝注意事項①電動機(jī)及金屬外殼必須可靠接地。并固定好電動機(jī)以免發(fā)生意外。②螺旋熔斷器座螺殼端應(yīng)接負(fù)載，另一端接電源。③所有電器上的空余螺釘一律擰緊。④熱繼電器的主觸點和輔助觸點應(yīng)分別安裝在主電路和控制電路。⑤互鎖觸頭不能接錯，否則會出現(xiàn)兩相電源短路的事故。⑥電動機(jī)在正、反轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)較大的反接制動電流和機(jī)械沖擊力，因此電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)不要過于頻繁。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用3、低壓電器的安裝附件電器元件選好安裝時，要有安裝附件，電氣控制柜中元器件和導(dǎo)線的固定和安裝，常用的安裝附件有：走線槽、扎線帶和固定盤、波紋管、號碼管、接線插、接線端子、安裝導(dǎo)軌、熱收縮管。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用4、低壓電器的配線原則（1）走線通道應(yīng)盡可能少，按主、控電路分類集中，單層平行密排或成束，應(yīng)緊貼敷設(shè)面。（2）同一平面的導(dǎo)線應(yīng)高低一致或前后一致，不能交叉。當(dāng)必須交叉時，可水平架空跨越，但必須屬于走線合理。（3）布線應(yīng)橫平豎直，變換走向應(yīng)垂直90°。（4）導(dǎo)線與接線端子或線樁連接時，應(yīng)不壓絕緣層、不反圈及露銅不大于1mm。并做到同一元件、同一回路的不同接點的導(dǎo)線間距離保持一致。（5）一個電器元件接線端子上的連接導(dǎo)線不得超過兩根，每節(jié)接線端子板上的連接導(dǎo)線一般只允許連接一根。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用（6）布線時，嚴(yán)禁損傷線芯和導(dǎo)線絕緣。（7）控制電路必須要套編碼套管。（8）為了便于識別，導(dǎo)線應(yīng)有相應(yīng)的顏色標(biāo)志：①保護(hù)導(dǎo)線（PE）必須采用黃綠雙色，中性線（N）必須是淺藍(lán)色；②交流或直流動力電路應(yīng)采用黑色，交流控制電路采用紅色，直流控制電路采用藍(lán)色；③用作控制電路聯(lián)鎖的導(dǎo)線，如果是與外邊控制電路連接，而且當(dāng)電源開關(guān)斷開仍帶電時，應(yīng)采用橘黃色或黃色，與保護(hù)導(dǎo)線連接的電路采用白色。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用5、低壓電器故障診斷低壓電器控制線路中按鈕、保險、斷路器、接觸器、時間繼電器、熱繼電器等元件在運行時會出現(xiàn)故障，這就要進(jìn)行故障原因的診斷和分析。（1）低壓斷路器故障診斷①低壓斷路器故障觸頭過熱?？赡苁莿佑|頭松動引起觸頭過熱?？烧{(diào)整操作機(jī)構(gòu)，使動觸頭完全插入靜觸頭。②斷路器觸點斷相。由于某相觸點接觸不好或接線端子上螺釘松動，使電動機(jī)缺相運行，此時電動機(jī)雖能轉(zhuǎn)動，但發(fā)出嗡嗡聲，應(yīng)立即停車檢修。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用③觸點熔焊，接“停止”按鈕，電動機(jī)不停轉(zhuǎn)，并且有可能發(fā)出嗡嗡聲。此類故障是二相或三相觸點由于過載電流大而引起熔焊現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電，檢查負(fù)載后更換接觸器。④通電銜鐵不吸合。如果經(jīng)檢查通電無振動和噪聲，則說明銜鐵運動部分沿有卡住，只是線圈斷路的故障?？刹鹣戮€圈按原數(shù)據(jù)重新繞制后浸漆烘干。（2）接觸器、繼電器故障診斷交流接觸器常見的故障就是線圈通電后，接觸器不動作或動作不正常，以及線圈斷電后，接觸器不釋放或延時釋放這兩類。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用①線圈通電后，接觸器不動作或動作不正常，主要故障原因有：a）線圈線路斷路：接線端子有沒有斷線或松脫現(xiàn)象，如有斷線更換相應(yīng)導(dǎo)線，如有松脫緊固相應(yīng)接線端子。b）線圈損壞：用萬用表測線圈的電阻，如電阻為+∞，則更換線圈。c）線圈額定電壓比線路電壓高。換上同等控制線路電壓的線圈。②線圈斷電后，接觸器不釋放或延時釋放，主要故障原因有：a）啟用的接觸器鐵芯表面有油或使用一段時間后有油膩。將鐵芯表面防銹油脂擦干凈，鐵芯表面要求平整，但不宜過光，否則易于造成延時釋放。b）觸頭抗熔焊性能差，在啟動電動機(jī)或線路短路時，大電流使觸頭焊牢而不能釋放。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用6、控制電路通電測試（1）線路檢查先檢查主回路，再檢查控制回路，分別用萬用表測量各電器與電路是否正常。（2）控制電路操作試車經(jīng)上述檢查無誤后，檢查三相電源，接通主電路，按一下對應(yīng)的起動、停止按鈕，各接觸器等應(yīng)有相應(yīng)的動作。（3）試車運行在控制電路操作試車后，合上主電路電源開關(guān)，按一下起動按鈕SB1，電動機(jī)應(yīng)動作運轉(zhuǎn)，然后按一下停止按鈕SB2，電動機(jī)應(yīng)斷電停車。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用四、操作技能考評通過對本任務(wù)相關(guān)知識的了解和應(yīng)用操作實施，對本任務(wù)實際掌握情況進(jìn)行操作技能考評，具體考核要求和考核標(biāo)準(zhǔn)如下表1-3進(jìn)行。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用教學(xué)小結(jié):1、常用低壓電器的用途、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及其主要技術(shù)參數(shù)和圖形符號2、基于電磁機(jī)構(gòu)工作原理的電器大都由三個主要部分組成，即觸頭、滅弧裝置和電磁機(jī)構(gòu)。電磁機(jī)構(gòu)是電磁式低壓電器的感測部件，其工作原理常用吸力特性和反力特性來表征。3、每一種電器都有它一定的使用范圍，要根據(jù)使用的具體條件正確選用，其技術(shù)參數(shù)是最主要的依據(jù)。任務(wù)一常用低壓電器的基本結(jié)構(gòu)原理與選用思考與練習(xí):1、常用的滅弧方法有哪些？2、接觸器的作用是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交、直流接觸器？3、中間繼電器與接觸器有何異同？4、熔斷器的額定電流、熔體的額定電流和熔體的極限分?jǐn)嚯娏魅哂泻螀^(qū)別？任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用應(yīng)知點：1、了解PLC的基本組成與工作原理2、了解西門子S7-200系列PLC的構(gòu)造、工作原理、功能特點、技術(shù)參數(shù)；應(yīng)會點：1、掌握PLC各組成部分的功能；2、掌握西門子S7-200型PLC的常用指令及編程技巧、選型及應(yīng)用；

任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用一、任務(wù)簡述可編程邏輯控制器（Programmable

Logic

Controller），簡稱PLC，是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的具有計算機(jī)功能的電子裝置?？蓤?zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，使外圍設(shè)備與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，實現(xiàn)對各類機(jī)械或生產(chǎn)過程的控制?？删幊炭刂破骶哂写笠?guī)模、高速度、高性能、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單直觀、控制功能強(qiáng)、易于安裝維護(hù)等優(yōu)點，從而使可編程控制器快速步入產(chǎn)品系列化。目前常用的品牌有A-B、GE-Fanuc、施耐德、三菱、歐母龍、西門子等。PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)，由于價格越來越低、功能越來越強(qiáng)、應(yīng)用越來越廣，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)量邏輯控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，PLC得到廣泛應(yīng)用。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用在眾多PLC產(chǎn)品中，西門子SIMATICS7-200系列PLC性價比優(yōu)越，功能強(qiáng)大，具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、低廉的價格、豐富的功能模塊以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使其可獨立運行，也可連成網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)復(fù)雜控制，在中國市場占有較大應(yīng)用份額。同時，西門子PLC產(chǎn)品體系符合現(xiàn)代自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展方向。所以，熟練的掌握PLC與S7-200PLC的相關(guān)知識是機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)所必不可少的。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用二、相關(guān)知識著重了解可編程控制器的分類、硬件系統(tǒng)的基本組成與工作原理、指令系統(tǒng)以及軟件編程技巧（一）可編程控制器的分類1、按硬件結(jié)構(gòu)類型分類按硬件結(jié)構(gòu)主要分為整體式結(jié)構(gòu)、模塊式結(jié)構(gòu)、疊裝式結(jié)構(gòu)三大類型。（1）整體式結(jié)構(gòu)圖1-47PLC整體式結(jié)構(gòu)外形圖整體式又叫單元式或箱體式，它的特點是將PLC的基本部件，如CPU模塊，I/O模塊和電源等緊湊地安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi)，組成PLC的一個基本單元或擴(kuò)展單元。圖1-47是西門子S7-200整體式PLC外形圖。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-47PLC整體式結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（2）模塊式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)又叫積木式。這種結(jié)構(gòu)形式的特點是把PLC的每個工作單元都制成獨立的模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、通訊模塊等等。另外用一塊帶有插槽的母板（實質(zhì)上就是計算機(jī)總線）把這些模塊按控制系統(tǒng)需要選取后插到母板上，就構(gòu)成了一個完整的PLC。這種結(jié)構(gòu)的PLC的特點是系統(tǒng)構(gòu)成非常靈活，安裝、擴(kuò)展、維修都很方便。缺點是體積比較大。圖1-48是西門子S7-200模塊式PLC外形圖。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-48PLC模塊式結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（3）疊裝式結(jié)構(gòu)疊裝式可編程控制器結(jié)構(gòu)是單元式和模塊式相結(jié)合的產(chǎn)物。把某個系列的PLC工作單元的外形都制作成一致的外觀尺寸，CPU、I/O口及電源也可做成獨立的，不使用模塊式PLC中的母板，采用電纜連接各個單元，在控制設(shè)備中安裝時可以一層層地疊裝，就成了疊裝式PLC。圖1-49是西門子S7-200疊裝式PLC外形圖。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-49PLC疊裝式結(jié)構(gòu)外形圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用

2、按應(yīng)用規(guī)模及功能分類PLC按規(guī)?？煞譃槌⌒?4點以下，小型64～128點，中型128～512點，大型512～8192點，超大型8192點以上。PLC按功能分為低檔機(jī)、中檔機(jī)及高檔機(jī)。（二）PLC系統(tǒng)組成及工作原理PLC主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，它與計算機(jī)有類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理。1、PLC硬件系統(tǒng)基本組成PLC硬件系統(tǒng)由中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O接口）、電源（開關(guān)式穩(wěn)壓電源）四部分組成：其硬件系統(tǒng)組成如圖1-50所示。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-50PLC最小硬件系統(tǒng)組成框圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用2、PLC硬件系統(tǒng)各部分的功能（1）中央處理單元（CPU）CPU是PLC的核心部件。小型PLC多用8位微處理器或單片機(jī)；中型PLC多用16位微處理器或單片機(jī)；大型PLC多用32位微處理器或單片機(jī)。CPU是PLC控制系統(tǒng)的運算及控制中心，它按照PLC的系統(tǒng)程序所賦予的功能完成如下任務(wù)：①控制從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲。②診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤。③用掃描的方式接收輸入設(shè)備開關(guān)量信號和模擬量信號。④執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號。⑤與外部設(shè)備或計算機(jī)通信。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（2）存儲器（RAM、ROM）PLC的存儲器有系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器二大類。存儲器是用來儲存系統(tǒng)程序、用戶程序與數(shù)據(jù)，①系統(tǒng)存儲器PLC中系統(tǒng)存儲器使用可擦寫只讀存儲器EPROM，用于存放系統(tǒng)程序。②用戶存儲器用戶存儲器通常由用戶程序存儲器和功能存儲器組成。a）用戶程序存儲器用戶程序存儲器一般用隨機(jī)存儲器RAM，存放用戶程序。用戶程序調(diào)試好以后可固化在可擦寫只讀存儲器EPROM或電可擦寫只讀存儲器E2PROM中。b）功能存儲器功能存儲器用隨機(jī)存儲器RAM，存放PLC運行中的各種數(shù)據(jù)。如I/O狀態(tài)、定時值、計數(shù)值、模擬量、各種狀態(tài)標(biāo)志的數(shù)據(jù)。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（3）電源PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源，對PLC內(nèi)部硬件系統(tǒng)進(jìn)行供電。與普通電源相比，這種電源輸入電壓范圍寬、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、重量輕。有些機(jī)型還可向外提供24VDC的穩(wěn)壓電源，用于對外部傳感器供電。這就避免了由于電源污染或使用不合格電源產(chǎn)品引起的故障，使PLC系統(tǒng)的可靠性大大提高。（4）通信接口通信接口是PLC與外界進(jìn)行交換信息和寫入程序的通道，S7－200系列PLC的通信接口類型采用是RS-485。（5）輸入接口輸入接口用來完成輸入信號的引入、濾波及電平轉(zhuǎn)換。輸入接口電路的主要器件是光電耦合器。光電耦合器可進(jìn)行高低電平（24V/5V）轉(zhuǎn)換，提高PLC的抗干擾能力和安全性能。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（6）輸出端口PLC的輸出端口有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出三種形式，如圖1-51所示。（a）繼電器輸出（b）晶體管輸出（c）晶閘管輸出圖1-51PLC輸出接口電路任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用輸出接口電路的技術(shù)指標(biāo)見表1-4：表1-4

輸出接口電路的技術(shù)指標(biāo)項目繼電器輸出晶體管輸出晶閘管輸出負(fù)載電源最大范圍5～250VAC20.4～28.8VDC40～264VAC額定負(fù)載電源220VAC，24VDC24VDC120/230VAC電路絕緣機(jī)械絕緣光電耦合絕緣光電耦合絕緣負(fù)載電流（最大）2A/1點10A/公共點0.75A/1點6A/公共點0.5A/1點0.5A/公共點響應(yīng)時間斷→通約10ms2μs（Q0.0,Q0.1）15μs（其他）0.2ms+1/2AC周期通→斷約10ms10μs（Q0.0,Q0.1）130μs（其他）0.2ms+1/2AC周期脈沖頻率（最大）1Hz20Hz任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用3、PLC的工作原理

可編程控制器的工作原理與計算機(jī)的工作原理基本上是一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序完成用戶所規(guī)定的任務(wù)。具體的講，PLC工作的全過程運行框圖如圖1-52所示，整個運行可分為三部分：第一部分是上電處理。機(jī)器上電后對PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。第二部分是掃描過程。PLC上電處理完成后進(jìn)入掃描工作過程。先完成輸入處理，其次完成與其他外設(shè)的通信處理，再次進(jìn)行時鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP方式時，轉(zhuǎn)人執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)CPU處于RUN方式時，還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理，再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。第三部分是出錯處理。PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O、通信等是否異常或出錯，如檢查出異常時，CPU面板上的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯誤時，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描停止。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用

圖1-52PLC工作全過程運行框圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，如圖1-53所示。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。圖1-53PLC從輸入到輸出信號傳遞過程框圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（1）輸入采樣階段PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存人內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷新。接著，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。（2）程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右，先上后下的步序語句逐句掃描。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件（輸出“軟繼電器”的狀態(tài)）會隨著程序執(zhí)行過程而變化。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（3）輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。4、PLC軟件系統(tǒng)PLC軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。系統(tǒng)軟件主要是提供PLC系統(tǒng)運行、編輯、調(diào)試、管理、故障診斷、組態(tài)系統(tǒng)等功能。應(yīng)用軟件主要是設(shè)計人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過PLC編程語言編制的各種應(yīng)用程序。對S7-200系列PLC來說，配套的軟件主要有STEP7-Micro/WIN32編程軟件和HMI人機(jī)界面組態(tài)編程軟件ProTool、WinCCflexible。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用

應(yīng)用程序的編制需使用可編程控制器生產(chǎn)廠方提供的編程語言，由于各國可編程控制器的編程語言不完全相同，但其發(fā)展過程有類似之處，可編程序控制器的編程語言及編程工具差異不大。根據(jù)國際電工委員會制定的工業(yè)控制編程語言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）。一般常見的有如下五種編程語言：梯形圖（LAD）編程語言、指令表（STL）編程語言、功能塊圖（FBD）編程語言、順序功能圖（SFC）編程語言、結(jié)構(gòu)文體（ST）編程語言。（1）梯形圖（LAD）梯形圖（LAD）編程語言是一種以圖形符號及其在圖中的相互關(guān)系表示控制關(guān)系的編程語言，是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的。它的許多圖形符號與繼電器控制系統(tǒng)電路圖有對應(yīng)關(guān)系見表1-5。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用表1-5PLC圖形符號與繼電器控制系統(tǒng)電路圖對應(yīng)關(guān)系PLC梯形圖的一個關(guān)鍵概念是“能流”，是一種假想的“能量流”，引入“能流”概念是為了和繼電器—接觸器控制系統(tǒng)相比較，告訴人們?nèi)绾蝸砝斫馓菪螆D各輸出點的動作，實際上并不存在這種“能流”。內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，應(yīng)用時，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對待。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（2）指令表（STL）指令表也叫語句（StatementList），它類似于計算機(jī)中的助記符語言，是可編程序控制器最基礎(chǔ)的編程語言。所謂指令表編程，是用一系列的指令表達(dá)程序的控制要求。一條典型指令往往由兩部分組成：一是用來代表可編程序控制器的某種操作功能的特定字符，如圖中的“LD”，稱為助記符；另一部分為操作數(shù)或稱為操作數(shù)的地址如“I0.1”。指令與梯形圖有一定的對應(yīng)關(guān)系，如圖1-54所示。圖1-54

指令與梯形圖對應(yīng)關(guān)系圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用上圖右邊是指令表，圖中LD指令為常開觸點與左側(cè)母線相連接，O指令為常開觸點與其他程序段相并聯(lián)，AN指令為常閉觸點與其他程序段相串聯(lián)，“=”指令為將運算結(jié)果輸出到某個繼電器，I0.0、I0.1、I0.2中I為輸入繼電器，后面數(shù)字為編號，Q1.1中Q為輸出繼電器，后面數(shù)字為編號，M0.3中M為內(nèi)部標(biāo)志位，也稱位存儲區(qū)，類似于繼電器—接觸器系統(tǒng)中的中間繼電器。指令表編程的特點是：采用助記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無計算機(jī)的場合進(jìn)行編程設(shè)計；與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。其特點與梯形圖語言基本一致。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（3）功能模塊圖（FBD）功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，熟悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，信號自左向右流動。就像電路圖一樣，它們被“導(dǎo)線”連接在一起.在與控制元件之間的信息、數(shù)據(jù)流動有關(guān)的高級應(yīng)用場合，F(xiàn)BD是很有用的。圖1-55是一個功能模塊圖編程語言的表達(dá)方式。功能模塊圖編程的特點是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計人員很容易掌握的編程；對規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時間大大減少。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-55

功能模塊圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（4）順序功能圖（SFC）順序功能圖（SFC）常用來編制順序控制類程序，它包含步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能編程法可將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)，對這些小的工作狀態(tài)的功能分別處理后再依一定的順序控制要求連接組合成整體的控制程序。順序功能圖體現(xiàn)了一種編程思想，在程序的編制中有很重要的意義。圖1-56是一個簡單的功能流程編程語言的示意圖。順序功能流程圖編程的特點：以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對用戶程序理解；避免梯形圖或其他語言不能順序動作的缺陷，同時也避免了用梯形圖語言對順序動作編程時，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時間也大大縮短。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-56

簡單的功能流程流程編程語言示意圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（5）結(jié)構(gòu)文本（ST）為了增強(qiáng)PLC的數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)處理、圖表顯示、報表打印等功能，許多大中型PLC都配備了PASCAL、BASIC、C語言等高級編程語言。這種編程方式叫作結(jié)構(gòu)文本。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩大優(yōu)點，一是能實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，二是非常簡潔和緊湊，用結(jié)構(gòu)文本編制極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算程序是相當(dāng)簡潔的。結(jié)構(gòu)文本用來編制邏輯運算程序也很容易。結(jié)構(gòu)文本編程的特點：采用高級語言進(jìn)行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運算；需要有一定的計算機(jī)高級語言的知識和編程技巧，對工程設(shè)計人員要求較高。直觀性和操作性較差。不同型號的PLC編程軟件對以上五種編程語言的支持種類是不同的，早期的PLC僅僅支持梯形圖編程語言和指令表編程語言。目前的PLC對梯形圖（LAD）、指令表（STL）、功能模塊圖（FBD）編程語言都予以支持。比如，SIMATICSTEP7MicroWINV3.2。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（三）S7-200系列PLC1、S7-200系列PLC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)SIMATICS7PLC家族是西門子公司1995年推出的新一代產(chǎn)品，S7系列PLC分為S7-200、S7-300和S7-400等小、中、大三個子系列。其中S7-200系列PLC具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展、低廉的價格等特點，能很好地滿足小規(guī)模控制系統(tǒng)的要求，適用于不同場合的檢測與自動控制，在集散控制系統(tǒng)中能充分發(fā)揮強(qiáng)大優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用在機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等領(lǐng)域。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用

如圖1-57所示，S7-200系列PLC系統(tǒng)硬件由主機(jī)系統(tǒng)、擴(kuò)展系統(tǒng)、特殊功能模塊、相關(guān)設(shè)備等組成。各部分基本功能如下：（1）主機(jī)系統(tǒng)（主機(jī)單元、基本單元或CPU模塊）：由CPU、存儲器、基本I/O點和電源等組成。S7-200CPU22X系列產(chǎn)品：CPU221模塊、CPU222模塊、CPU224模塊、CPU226模塊、CUP226XM模塊。（2）擴(kuò)展系統(tǒng)（擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊）：當(dāng)主機(jī)模塊I/O基本點數(shù)不能滿足控制要求時，可帶I/O擴(kuò)展模塊；S7-200系列PLCI/O擴(kuò)展模塊產(chǎn)品：數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊EM221，數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊EM222，數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223，模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM231，模擬量輸出擴(kuò)展模塊EM232，模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM235。任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-57S7-200（CPU22X）系列PLC的外形結(jié)構(gòu)圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用（3）特殊功能模塊：當(dāng)用戶需要完成特殊控制任務(wù)時，則增加擴(kuò)展功能模塊。如運動控制模塊，特殊通信模塊等。S7-200系列PLC特殊功能模塊：調(diào)制解調(diào)器模塊EM241，定位模塊EM253，PROFIBUS-DP模塊EM277，以態(tài)網(wǎng)模塊模塊CP243，AS-i接口模塊CP243-2等。（4）相關(guān)設(shè)備：主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。S7-200系列PLC人機(jī)操作界面HMI主要有文本顯示器TD200、TD400，觸摸屏TP170A、TP170B，覆膜鍵盤顯示器OP170A、OP170B、OP77A、OP77B等。從上圖可見，S7-200系列PLC外部結(jié)構(gòu)提供了顯示、通信口、接口、端子排等功能部件。S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見表1-6：任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用表1-6S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用表1-7S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號及輸入輸出點數(shù)任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用表1-8S7-200系列各主機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用圖1-58S7-200系列PLC的外部連線端子圖任務(wù)二西門子S7-200系列可編程序控制器（PLC）

的結(jié)構(gòu)原理與選用①底部端子（輸入端子及傳感器電源）L+：內(nèi)部24VDC電源正極，為外部傳感器或輸入繼電器供電。M：內(nèi)部24VDC電源負(fù)極，接外部傳感器負(fù)極或輸入繼電器公共端。1M、2M；輸入繼電器的公共端口。I0.0-I1.5：輸入繼電器端子，輸入信號的接入端。輸入繼電器用“I”表示，S7-2