电器及电器及PLCPLC控制技术控制技术主讲：陈爱允主讲：陈爱允 主编 高勤 高等教育出版社什么是电器？工厂电器低压电器低压电器的发展方向v一、低压电器智能化发展方向一、低压电器智能化发展方向。v二、产品电子化方向发展。二、产品电子化方向发展。v三、产品组合化、模块化方向发展。三、产品组合化、模块化方向发展。PLC是什么？vPLC是可编程控制器，是以微型计算机技术为核心的通用工业控制装置。英文全称ProgrammableController,简称PLC.课程介绍本课程是一门实用性很强的专业课，本课程是一门实用性很强的专业课，主要内容是以电动机或其它执行电器为控主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍继电器接触器控制系统和制对象，介绍继电器接触器控制系统和PLC控制系统的工作原理、应用技术，典控制系统的工作原理、应用技术，典型机械的电气控制线路以及电气控制系统型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法。的设计方法。要要求求本课程要求同学们：本课程要求同学们：1熟悉常用控制电器的结构原理、用途，了解熟悉常用控制电器的结构原理、用途，了解其型号规格并能够正确使用。其型号规格并能够正确使用。2熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节，熟练掌握继电接触器控制线路的基本环节，能够独立分析电气控制线路的工作原理。能够独立分析电气控制线路的工作原理。3熟悉典型设备电气控制系统，具有从事电气熟悉典型设备电气控制系统，具有从事电气设备安装调试、维修管理等知识。设备安装调试、维修管理等知识。4掌握掌握PLC的基本原理及编程方法，能够根据的基本原理及编程方法，能够根据工艺过程和控制要求进行系统设计和编制应用程序。工艺过程和控制要求进行系统设计和编制应用程序。5具有设计和改进一般机械设备电气控制线路具有设计和改进一般机械设备电气控制线路的基本能力。的基本能力。学习和评价1、学习方法：预习、笔记、复习和作业课前做到：有预习（带着问题来听课）；课堂做到：认真听、勤记录、多思考；课后做到：及时复习，独立完成作业其他要求：同学间多讨论，师生间多提问。把握理论深度够用原则！2、平时成绩30%、期中考试成绩30%、期末考试成绩40%平时成绩包括：考勤、上课状态、回答问题、实验和作业第一章常用低压电器低压电器基本知识低压电器基本知识1.11.11.21.2接触器和接触器和继电器继电器1.31.3开启式负荷开关与低压断路器开启式负荷开关与低压断路器1.41.4主令电器主令电器概述电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。电器定义：一种能控制电路的设备。电器定义：一种能控制电路的设备。低压电器：工作在交流电压小于低压电器：工作在交流电压小于1000V、直流电压小于直流电压小于1500V的电路中起通、断、保的电路中起通、断、保护、控制或调节作用的电器设备。护、控制或调节作用的电器设备。高压电器：交流高压电器：交流1200V以上、直流以上、直流1500V以上。以上。第一节低压电器基本知识一、低压电器的分类低压电器的品种、规格很多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。1按用途分低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为配电电器、控制电器、执行电器、主令电器和保护电器等大类。(1)、配电电器是指正常或事故状态下接通或断开用电设备和供电电网所用的电器。如：刀开关，低压断路器，熔断器等。(2)、控制电器是指电动机完成生产机械要求的启动、调速、反转和停止所用的电器；如转换开关、按钮、接触器、继电器、电磁阀、热继电器、熔断器等。(3)执行电器则是用于完成某种动作或传送功能的电器。如电磁铁、电磁离合器等。(4)主令电器是指用于发送控制指令电器。如按钮、主令开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。(5)保护电器是指对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。2、按操作方式分手动电器：刀开关、按钮、转换开关手动电器：刀开关、按钮、转换开关自动电器：低压断路器、接触器、继电器自动电器：低压断路器、接触器、继电器3、按电器执行功能分(1)、有触点电器：电器通断电路的执行功有触点电器：电器通断电路的执行功能由触点来实现。开关、按钮能由触点来实现。开关、按钮(2)、无触点电器：电器通断电路的执行功无触点电器：电器通断电路的执行功能根据输出信号的逻辑电平来实现。晶闸能根据输出信号的逻辑电平来实现。晶闸管管(3)、混合电器：有触点和无触点结合的电混合电器：有触点和无触点结合的电器。器。4、按工作原理分低压电器按它的工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器两大类：电磁式电器由感受部分（即电磁机构）和执行部分（即触点系统）组成。它由电磁机构控制电器动作，即由感受部分接受外界输入信号，使执行部分动作，实现控制目的；交直流接触器、交直流接触器、电磁式继电器等电磁式继电器等非电量控制电器由非电磁力控制电器触点的动作。刀开关、行程开关、按钮等刀开关、行程开关、按钮等第二节主令电器主令电器主要用来接通、分断和切换控制电路，即用它来控制控制接触器、继电器等电器的线圈得电与失电，从而控制电力拖动系统的启动与停止以及改变系统的工作状态，如正转与反转等，因此，属于控制电器。由于它是一种专门发号施令的电器，故称为主令电器。主令电器应用广泛，种类繁多，常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。1、控制按钮控制按钮俗称按钮，是一种结构简单，应用广泛的主令电器。一般情况下它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，也可用来转换各种信号线路与电气连锁线路等。通常用来通常用来短时间短时间接通或断开控制接通或断开控制电路的手动电器。电路的手动电器。动合（常动合（常开）触头开）触头动断（常动断（常闭）触头闭）触头按钮帽按钮帽复位弹簧复位弹簧表示符号：表示符号：SB常开按钮常开按钮SB常闭按钮常闭按钮SB复合按钮复合按钮按钮的额定电流按钮的额定电流一般不超过一般不超过5A按钮开关的实物图和结构图如图所示，1按钮帽；按钮帽；2复位弹簧；复位弹簧；3动触头；动触头；4常开触点静触头；常开触点静触头；5常闭触点静触头常闭触点静触头其图形符号如图所示，其文字符号为SB。按钮开关的图形符号按钮开关的图形符号（1）常开（动合）按钮开关，未按下时，触头是断开的，按下时触头闭合接通；当松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位断开。（2）常闭（动断）按钮开关与常开按钮开关相反，未按下时，触头是闭合的，按下时触头断开；当手松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位闭合。（3）复合按钮开关是将常开与常闭按钮开关组合为一体的按钮开关。未按下时，常闭触头是闭合的，常开触头是断开的。按钮开关使用时应注意触头间的清洁，防止油污、杂质进入造成短路或接触不良等事故，在高温下使用的按钮开关应加紧固垫圈或在接线柱螺钉处加绝缘套管。带指示灯的按钮开关不宜长时间通电，应设法降低指示灯电压以延长其使用寿命。在工程实践中，绿色按钮开关常用作启动，红色按钮开关常用作停止按钮，不能弄反。2、行程开关、行程开关行程开关行程开关（又称限位开关或位置开关）（又称限位开关或位置开关），其作用与按钮开关相同，是对控制电路发，其作用与按钮开关相同，是对控制电路发出接通或断开、信号转换等指令的。出接通或断开、信号转换等指令的。不同的是不同的是行程开关行程开关触头的动作不是靠手触头的动作不是靠手来完成，而是利用生产机械某些运动部件的来完成，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使触头动作，从而接通或断开某些控制碰撞使触头动作，从而接通或断开某些控制电路，达到一定的控制要求电路，达到一定的控制要求。SQ常开触头常开触头SQ常闭触头常闭触头SQ复合触头复合触头符号：符号：行程开关是利用运动部件的撞行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。击来闭合和切断控制电路的。常开触头常开触头常闭触头常闭触头运动部件运动部件结构示意图结构示意图闭合闭合断开断开行程开关按结构分为直动式、滚动式、微动式等数种。常见行程开关外形如图所示，行程开关实物图行程开关实物图为适应各种条件下的碰撞，行程开关有很多构造形式，用来限制机械运动的位置或行程以及使运动机械按一定行程自动停车、反转或变速、循环等，以实现自动控制的目的。常用的行程开关有LX-19系列和JLXK1系列。各种系列行程开关的基本结构相同，都是由操作点、触头系统和外壳组成，区别仅在于使位置开关动作的传动装置不同。位置开关图形符号位置开关图形符号行程开关图形符号如图所示，其文字符号为SQ。行程开关可按下列要求进行选用。根据应用场合及控制对象选择种类。根据安装环境选择防护形式。根据控制回路的额定电压和电流选择系列。根据机械行程开关的传力与位移关系选择合适的操作形式。使用行程开关时安装位置要准确牢固，若在运动部件上安装，接线应有套管保护，使用时应定期检查防止接触不良或接线松脱造成误动作。3、接近开关接近开关又称无触点位置开关，其实物如图所示。接近开关的用途除行程控制和限位保护外，还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等。它具有工作可靠、寿命长、无噪声、动作灵敏、体积小、耐振、操作频率高和定位精度高等优点。接近开关以高频振荡型最常用，它占全部接近开关产量的80%以上。电路形式多样，但电路结构不外乎由振荡、检测及晶体管输出等部分组成。接近开关的工作基础是高频振荡电路状态的变化。当金属物体进入以一定频率稳定振荡的线圈磁场时，由于该物体内部产生涡流损耗，使振荡回路电阻增大，能量损耗增加，以致振荡减弱直至终止。因此，在振荡电路后面接上放大电路与输出电路，就能检测出金属物体存在与否，并能给出相应的控制信号去控制继电器，以达到控制的目的。注：注：使用接近开关时应注意选配合适的有触点继电器作为输出器，同时应注意温度对其定位精度的影响。作业：作业：习题册P81-1，1-2书上P191-1第三节接触器和继电器1.3.1接触器接触器接触器属于控制类电器，是一种适用于远距离频繁接通和分断交直流主电路和大容量控制电路，实现远距离自动控制，并具有欠（零）电压保护功能的电器。其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力负载，如电热器、电焊机等。接触器具有欠压保护、零压保护、控制容量大、工作可靠、寿命长等优点，它是自动控制系统中应用最多的一种电器，其实物图如图所示。接触器接触器实物图接触器实物图一、接触器的结构及工作原理接触器由电磁系统、触头系统、灭弧装置、释放弹簧、触头弹簧、触头压力弹簧、支架及底座等几部分构成，如图所示。电磁系统包括线圈、静铁芯和动铁芯（衔铁）；触头系统包括用于接通、切断主电路的主触头和用于控制电路的辅助触头；灭弧装置用于迅速切断主触头断开时产生的电弧（一个很大的电流），以免使主触头烧毛、熔焊，对于容量较大的交流接触器，常采用灭弧栅灭弧。CJ10-20型交流接触器的结构示意图型交流接触器的结构示意图图形符号及文字符号图形符号及文字符号接触器结构接触器结构工作原理：工作原理：接触器的工作原理是利用电磁铁吸力及弹簧反作用力配合动作，使触头接通或断开。当吸引线圈通电时，铁芯被磁化，吸引衔铁向下运动，使得常闭触头断开，常开触头闭合。当线圈断电时，磁力消失，在反力弹簧的作用下，衔铁回到原来位置，也就使触头恢复到原来状态，如图所示。交流接触器工作原理图交流接触器工作原理图1电磁机构结构结构：电磁线圈，衔铁（动铁心），静铁心。（吸引线圈）分类：直动式，拍合式。.1.1原理原理：电磁线圈通电后，电磁吸力大于弹性力，使衔铁闭合。铁心材料：铁心材料：直流直流电工软铁；交流电工软铁；交流硅钢片（端面嵌铜短硅钢片（端面嵌铜短路环克服交流颤抖声）路环克服交流颤抖声）电磁吸力：电磁吸力：F=4*105B2S（S为铁心磁极截面为铁心磁极截面积）积）2、执行机构、执行机构-触头系统触头系统作用：是通过触点的开、闭来通、断电路的作用：是通过触点的开、闭来通、断电路的。触点按原始状态可分为：动合触点和动断触点。触点按原始状态可分为：动合触点和动断触点。结构：结构：桥式桥式：点接触：点接触面接触面接触指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。指式：线接触，滚动摩擦，适用于大电流。材料：黄铜材料：黄铜指式；银铜合金指式；银铜合金桥式桥式3.灭弧系统灭弧系统（1）电弧：）电弧：是指触头在闭合和断开（包括熔体在熔断时）的瞬间，触点间距离极小，电场强度较大，触点间产生大量的带电粒子。形成炽热的电子流，产生弧光放电现象，称为电弧。（2）用途）用途：用于熄灭触头分断负载电流时产生的电弧。（3）电弧种类）电弧种类：交流电弧和直流电弧交流电弧存在交流过零点，电弧易熄灭（4）常用的灭弧装置）常用的灭弧装置：灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。v灭弧方法：灭弧方法：机械灭弧法：利机械灭弧法：利用弹性力、迅速用弹性力、迅速拉长电弧拉长电弧缝灭弧法：分割缝灭弧法：分割电弧，并有冷却电弧，并有冷却作用。如：纵缝作用。如：纵缝陶土灭弧罩陶土灭弧罩栅片灭弧法：栅片灭弧法：金属栅片分割电金属栅片分割电弧弧见见图图1.1.3磁吹灭弧法：电磁吹灭弧法：电磁吸力的作用下磁吸力的作用下迅速拉长电弧使迅速拉长电弧使用于熄灭直流电用于熄灭直流电弧。弧。a）、b）机械性拉长电弧c）双触点灭弧d）磁吹灭弧e）纵缝灭弧f）金属栅片灭弧g）纵缝陶土灭弧罩静触点2动触点3引弧角v1动触点移动速度v2电弧在磁场力作用下移动速度接触器的用途：接触器的用途：接触器是一种用来频繁接通和断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。它具有低压释放保护功能，可进行频繁操作，实现远距离控制，是电力拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元件接触器的分类：接触器的分类：接触器的分类：接触器的分类：交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器1 1、交流接触器、交流接触器、交流接触器、交流接触器接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。自动控制电器，它常用在控制电动机的主电路上。a）外形b）结构示意图CJTI系列交流接触器CJ12系列交流接触器CJ20系列交流接触器CJ24系列交流接触器CJ40系列交流接触器NCK2系列交流接触器2、直流接触器、直流接触器直流接触器结构上有立体布置和平面布置两种结构，电磁系统多采用绕棱角转动的拍合式结构，主触点采用双断点桥式结构或单断点转动式结构。常用的直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22、CZ0等，CZ0实物图如图所示。CZ0直流接触器直流接触器作业：作业：书上P191-2，1-31.3.2继电器继电器1、概念继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。继电器的输入信号可以是电流、电压等电量，也可以是温度、速度、时间、压力等非电量，而输出通常是触点的接通或断开。2、作用：控制、放大、联锁、保护和调节、作用：控制、放大、联锁、保护和调节3、分类、分类按输入信号的性质可分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等。继电器按其用途可分为：控制继电器、保护继电器、中间继电器。按动作时间可分为：瞬时继电器、延时继电器。按输出形式可分为：有触点继电器、无触点继电器。4、继电器与接触器的区别、继电器与接触器的区别继电器：用于控制电路、电流小，没继电器：用于控制电路、电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。动作。接触器：用于主电路、电流大，有灭接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。弧装置，一般只能在电压作用下动作。一、电磁式继电器电磁式继电器是应用最早同时也是应用最多的一种继电器，其实物图如图所示。电磁式继电器实物图电磁式继电器实物图型号、参数型号、参数1、电磁式继电器结构由电磁机构和触点系统组成，如图所示。铁芯和铁轭的作用是加强工作气隙内的磁场；衔铁的作用主要是实现电磁能与机械能的转化；极靴的作用是增大工作气隙的磁导；反作用力弹簧和簧片是用来提供反作用力。当线圈通电后，线圈的励磁电流就产生磁场，从而产生电磁吸力吸引衔铁。一旦磁力大于弹簧反作用力，衔铁就开始运动，并带动与之相连的触点向下移动，使动触点与其上面的动断触点分开，而与其下面的动合触点吸合。最后，衔铁被吸合在与极靴相接触的最终位置上。若在衔铁处于最终位置时切断线圈电源，磁场便逐渐消失，衔铁会在弹簧反作用力的作用下脱离极靴，并再次带动触点脱离动合触点，返回到初始位置。2、电磁式继电器的分类按输入信号分：电压继电器、中间继电器、电流继电器、电磁式时间继电器、速度继电器。按线圈电流种类分：直流继电器和交流继电器。按用途不同分：控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等。二、电磁式电压继电器与电流继电器1、电磁式电压继电器电磁式电压继电器的动作与线圈所加电压大小有关，使用时和负载并联。电压继电器的线圈匝数多、导线细、阻抗大。电压继电器又分过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。（1）过电压继电器在电路中用于过电压保护，当其线圈为额定电压值时，衔铁不产生吸合动作，只有当电压高于额定电压105%115%时才产生吸合动作，当电压降低到释放电压时，触点复位。（2）欠电压继电器在电路中用于欠电压保护，当其线圈在额定电压下工作时，欠电压继电器的衔铁处于吸合状态。当电压在40%70%时动作如果电路出现电压降低，并且低于欠电压继电器线圈的释放电压时，其衔铁打开，触点复位，从而控制接触器及时切断电气设备的电源。（3）零电压继电器在电路中用于零电压保护，当电压在5%25%时动作2、电磁式电流继电器电磁式电流继电器的动作与线圈通过的电流大小有关，使用时和负载串联。电流继电器的线圈匝数少、导线粗、阻抗小。电流继电器又分欠电流继电器和过电流继电器。（1）欠电流继电器正常工作时，欠电流继电器的衔铁处于吸合状态。如果电路中负载电流过低，并且低于欠电流继电器线圈的释放电流时，其衔铁打开，触点复位，从而切断电气设备的电源。通常，欠电流继电器的吸合电流为额定电流值的30%65%，释放电流为额定电流值的10%20%。（2）过电流继电器过电流继电器线圈在额定电流值时，衔铁不产生吸合动作，只有当负载电流超过一定值时才产生吸合动作。过电流继电器常用于电力拖动控制系统中起保护作用。通常，交流过电流继电器的吸合电流整定范围为额定电流的1.14倍，直流过电流继电器的吸合电流整定范围为额定值的0.73.5倍。3、电磁式中间继电器电磁式中间继电器实际上是一种电磁式电压继电器。特点是触点数量多，在电路中起增加触点数量和中间放大作用。分直流中间继电器和交流中间继电器。4、常用典型电磁式继电器（1）直流电磁式通用继电器（2）电磁式中间继电器（3）电磁式交、直流电流继电器作业：作业：1、什么是继电器？其作用有哪些?2、电磁式继电器的吸合值和释放值应如何调整？三、时间继电器继电器的感测元件在感受外界信号后，经过一段时间才使执行部分动作，这类继电器称为时间继电器。按其动作原理与构造的不同可分为电磁式、电动式、空气阻尼式和晶体管式（电子式）等类型。时间继电器有通电延时和断电延时两种类型。通电延时型时间继电器的动作原理是：线圈通电时使触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位。断电延时型时间继电器的动作原理是：线圈通电时使触头瞬时动作，线圈断电时使触头延时复位。1、空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器是利用空气的阻尼作用获得延时的。此继电器结构简单，价格低廉，但是准确度低，延时误差大（20%），因此在要求延时精度高的场合不宜采用。JS7-A系列空气阻尼式时间继电器结构示意图系列空气阻尼式时间继电器结构示意图时间继电器的图形符号如图所示，文字符号用KT表示。时间继电器的图形符号时间继电器的图形符号2、电子式时间继电器、电子式时间继电器电子式时间继电器的种类很多，最基本的有延时吸合和延时释放两种，它们大多是利用电容充放电原理来达到延时目的的。JS20系列电子式时间继电器具有延时长、线路简单、延时调节方便、性能稳定、延时误差小、触点容量较大等优点，其实物图如图所示。电子式时间继电器电子式时间继电器四、热继电器电动机在实际运行中，常常遇到过载的情况。若过载电流不太大且过载时间较短，电动机绕组温升不超过允许值，这种过载是允许的。但若过载电流大且过载时间长，电动机绕组温升就会超过允许值，这将会加剧绕组绝缘的老化，缩短电动机的使用年限，严重时会使电动机绕组烧毁，这种过载是电动机不能承受的。因此，常用热继电器做电动机的过载保护。1、热继电器功能、热继电器功能具有过载保护特性的过电流继电器。具有过载保护特性的过电流继电器。长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行长期过载、频繁启动、欠电压、断相运行均会引起过电流。均会引起过电流。用于：电动机或其他设备的过载保护和断用于：电动机或其他设备的过载保护和断相保护。相保护。2、双金属片热继电器结构及工作原理1）、结构热继电器主要由：热元件、双金属片、触点系统、动作机构、复位按钮、电流整定装置和温度补偿元件等部分组成，其外形、结构及图形符号如图所示。热继电器外形、结构及图形符号热继电器外形、结构及图形符号热继电器结构原理图热继电器结构原理图2）、工作原理热继电器的工作原理示意图如图所示。热继电器的工作原理示意图图中热元件是一段电阻不大的电阻丝，接在电动机的主电路中。双金属片是感测元件，它由两种受热后有不同热膨胀系数的金属碾压而成，其中下层金属的热膨胀系数大，称主动层，上层的小，称被动层。当电动机过载时，流过热元件的电流增大，热元件产生的热量使双金属片中的下层金属的膨胀变长速度大于上层金属的膨胀速度，从而使双金属片向上弯曲。经过一定时间后，弯曲位移增大，使双金属片与扣扳分离（脱扣）。扣扳在弹簧的拉力作用下，将常闭触点断开。热继电器就是利用电流的热效应原理，在发现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，是为电动机提供过载保护的保护电器。具有具有断相断相保护保护的热的热继电继电器器3、型号及图形符号、型号及图形符号P274、热继电器的选用热继电器型号的选用应根据电动机的接法和工作环境决定。在一般情况下，可选用两相结构的热继电器；在电网电压的均衡性较差、工作环境恶劣或维护较少的场所，可选用三相结构的热继电器。五、热继电器动作电流的整定热继电器动作电流的整定主要根据电动机的额定电流来确定。热继电器的整定电流是指热继电器长期不动作的最大电流，超过此值即开始动作。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间，具有反时限保护特性。一般过载电流是整定电流的1.2倍时，热继电器动作时间小于20min；过载电流是整定电流的1.5倍时，动作时间小于2min；过载电流是整定电流的6倍时，动作时间小于5s。第四节熔断器熔断器是一种结构简单、使用维护方便、体积小、价格便宜的保护电器，广泛用于照明电路中的过载和短路保护及电动机电路中的短路保护。其实物图如图所示。一、熔断器结构及工作原理1、结构熔断器由熔体（熔丝或熔片）、安装熔体的外壳、填料和导电部件等组成，起保护作用的是熔体，图形符号如图所示。2、特点及用途常用熔断器的特点及用途如表所示。三、熔断器的典型产品低压熔断器按形状可分为：管式、插入式、螺旋式和羊角保险等；按结构可分为：半封闭插入式、无填料封闭管式和有填料封闭管式等典型产品有RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器；RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器；RT18熔断器；RT14系列有填料密封管式熔断器等。四、RL系列熔断器型号含义额定电流RL设计序号螺旋式熔断器五、熔断器的选用熔断器的选型主要是选择熔断器的形式、额定电流、额定电压以及熔体额定电流。熔体额定电流的选择是熔断器选择的核心，其选择方法如表所示。注意事项在安装、更换熔体时，一定要切断电源，将刀开关拉开，不要带电作业，以免触电。熔体烧坏后，应换上和原来同材料、同规格的熔体，千万不要随便加粗熔体，或用不易熔断的其他金属丝去替换。作业：作业：练习册：P91-14,1-15第五节第五节低压断路器低压断路器低压断路器（又称为自动空气开关）。功能：不频繁接通、断开负载电路，并具有故障自动跳闸功能。用于正常情况下的接通和分断操作以及严重过载、短路及欠压等故障时的自动切断电路，在分断故障电流后，一般不需要更换零件，且具有较大的接通和分断能力。断路器断路器各类断路器各类断路器1、结构低压断路器主要由：触头系统、灭弧装置、脱扣机构(保护装置)、操作机构等组成。低压断路器的触头系统一般由主触头、弧触头和辅助触头组成。灭弧装置采用栅片灭弧方法，灭弧栅一般由长短不同的钢片交叉组成，放置在由绝缘材料组成的灭弧室内，构成低压断路器的灭弧装置。保护装置由各类脱扣器（过流、失电及热脱扣器等）构成，以实现短路、失压、过载等保护功能。低压断路器有较完善的保护装置，但构造复杂，价格较贵，维修麻烦。自由脱扣机构是用来联系操作机构和主触头的机构；操作机构是实现断路器闭合、断开的机构。低压断路器的分类：低压断路器按用途分有：配电（照明）、限流、灭磁、漏电保护等几种；按动作时间分有：一般型和快速型；按结构分有：框架式（万能式DW系列）和塑料外壳式（装置式DZ系列），其实物图如图所示。2、工作原理低压断路器的工作原理如图所示。低压断路器工作原理图低压断路器工作原理图一旦发生过载或短路时一旦发生过载或短路时,过流脱钩过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。开，从而起到短路保护作用。M3主触点主触点弹簧弹簧连杆装置连杆装置锁钩锁钩断路器原理断路器原理一旦发生过载或短路时一旦发生过载或短路时,过流脱钩过流脱钩器将吸合而顶开锁钩，将主触头断器将吸合而顶开锁钩，将主触头断开，从而起到短路保护作用。开，从而起到短路保护作用。M3主触点主触点弹簧弹簧连杆装置连杆装置锁钩锁钩断路器原理断路器原理M3主触点主触点弹簧弹簧连杆装置连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。压保护作用。断路器原理断路器原理M3主触点主触点弹簧弹簧连杆装置连杆装置一旦电压严重下降或断电时，衔铁一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触头断开，实现欠就被释放而使主触头断开，实现欠压保护作用。压保护作用。断路器原理断路器原理DZ20系列塑壳式断容器规格：断路器电气参数选择的一般原则：断路器电气参数选择的一般原则：(1)、断路器的额定工作电压大于或等于线路额定、断路器的额定工作电压大于或等于线路额定电压。电压。(2)、断路器的额定电流大于或等于线路计算负载、断路器的额定电流大于或等于线路计算负载电流。电流。(3)、断路器的额定短路通断能力大于或等于线路、断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。中可能出现的最大短路电流，一般按有效值计算。(4)、断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。定电压。(5)、具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣、具有短延时的断路器，若带欠电压脱扣器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时器，则欠电压脱扣器必须是延时的，其延时时间应大于或等于短路延时时间。间应大于或等于短路延时时间。(6)、断路器的分励脱扣器额定电压等于控制、断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。电源电压。(7)、电动传动机构的额定工作电压等于控制、电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压。电源电压。3、常用低压断路器目前，常用的低压断路器有塑壳式断路器和框架式断路器。塑壳式断路器是低压配电线路及电动机控制和保护中的一种常用的开关电器，其常用型号有DZ5和DZ10系列。DZ5-20表示额定电流为20A的DZ5系列塑壳式低压断路器，如图所示。DZ5-20型低压断路器内部结构型低压断路器内部结构断路器5、选型对于不频繁启动的笼型电动机，只要在电网允许范围内，都可首先考虑采用断路器直接启动，这样可以大大节约电能，还没有噪声。低压断路器的选型要求如下：额定电压不小于安装地点电网的额定电压。额定电流不小于长期通过的最大负荷电流。极数和结构形式应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。作业：作业：1、断路器的功能有哪些?2、试述低压断路器的分类？第二章第二章电气控制系统的基本电路电气控制系统的基本电路第一节第一节电气控制电路的绘制电气控制电路的绘制第二节第二节三相异步电动机的起动控制电路三相异步电动机的起动控制电路第三节第三节三相异步电动机的电气制动控制电路三相异步电动机的电气制动控制电路第四节第四节电气控制电路中的保护措施电气控制电路中的保护措施第五节第五节生产机械的电气控制系统生产机械的电气控制系统第一节第一节电气控制电路的绘制电气控制电路的绘制电气控制系统图：为了表达生产机械电气控制系统的结构、原理等设计意图，同时为了电气系统的安装、调试、使用和维修，需要将电气控制系统中电气元件及其连接用一定图形表达出来，这就是电气控制系统图。主要包括：电气原理图、电器布置图、电气安装接线图等。 电气控制系统图电气控制系统图电气原理图电气原理图电气安装图电气安装图框图框图电器安装图电器安装图电气互连图电气互连图主电路主电路控制电路控制电路照明和显示电路照明和显示电路 电气控制系统图的结构电气控制系统图的结构一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号图形符号图形符号文字符号文字符号符号要素符号要素一般符号一般符号限定符号限定符号基本文字符号基本文字符号辅助文字符号辅助文字符号补助文字符号补助文字符号通常用于图样或其它文件，用以表示一通常用于图样或其它文件，用以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。个设备或概念的图形、标记或字符。用于电气技术领域中技术文件的编制，用于电气技术领域中技术文件的编制，表示电气设备、装置和元件的名称、功表示电气设备、装置和元件的名称、功能、状态和特征。能、状态和特征。一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号1.1.图形符号图形符号符号要素：符号要素：具有确定意义的具有确定意义的简单图形简单图形，必须同其它图形，必须同其它图形组合构成一个设备或概念的完整符号。组合构成一个设备或概念的完整符号。如接触器常开主触点符号，由接触器触点功如接触器常开主触点符号，由接触器触点功能符号和常开触点符号组合而成。能符号和常开触点符号组合而成。一般符号：一般符号：表示一类产品和此类产品特征的一种简单的表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号，如电动机可用一个圆圈表示。符号，如电动机可用一个圆圈表示。限定符号：限定符号：提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号2.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：单字母符号：单字母符号：双字母符号双字母符号按拉丁字母顺序将各种电气设按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分成为备、装置和元器件划分成为2323大类，每一类用一个专用单字大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如母符号表示，如“C C”表示电表示电容器类，容器类，“R R”表示电阻器类表示电阻器类等。等。一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号2.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：单字母符号：单字母符号：双字母符号：双字母符号：由一个表示种类的单字母符由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一字母单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如在后的次序列出，如“F F”表表示保护器件类，示保护器件类，“FUFU”则表则表示为熔断器示为熔断器。一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号2.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：辅助文字符号：辅助文字符号：表示电气设备、装置和元器件以及电路的表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。功能、状态和特征。如如“RDRD”表示红色，表示红色，“L L”表示限制等。表示限制等。单字母符号：单字母符号：双字母符号双字母符号: :补充文字符号：补充文字符号：当规定的基本文字符号和辅助文字符号不当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使用时，可按国家标准中文字符号组成够使用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充。规律和下述原则予以补充。二、电气原理图它是为了便于阅读与分析控制线路，根据简单、清晰原则，采用电器元件展开的形式绘制而成的图样。它表明电气元件和接线端子点之间的相互关系，并不按各电气元件的实际布置位置和实际接线情况来绘制。原则原则：电气原理图电气原理图：用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系和工作原理的图。关系和工作原理的图。1、主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。、主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。2、在电气原理图中，所有电气元件的图形符号和文字、在电气原理图中，所有电气元件的图形符号和文字符号必须采用国家规定的统一标准。符号必须采用国家规定的统一标准。3、同一电器的各元件采用同一文字符号表明。、同一电器的各元件采用同一文字符号表明。4、所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和、所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受外力作用时的没有受外力作用时的原始状态原始状态绘制。绘制。5、主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装、主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧。置（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧。6、原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件、原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般按动作顺序一般按动作顺序从上到下，从左到右从上到下，从左到右依次排列，可水平布置，依次排列，可水平布置，也可垂直布置。也可垂直布置。7、原理图中，两线交叉连接时的电气连接点要用、原理图中，两线交叉连接时的电气连接点要用黑圆点黑圆点标出。标出。8、为阅图方便，图中、为阅图方便，图中自左向右自左向右或或自上而下自上而下表示操作顺序，表示操作顺序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。并尽可能减少线条和避免线条交叉。原则原则：主电路接点表示主电路接点表示：三相交流电源采用三相交流电源采用L1、L2、L3标记标记主电路按主电路按U、V、W顺序标记顺序标记分级电源在分级电源在U、V、W前加数字前加数字1、2、3来来标记标记分支电路在分支电路在U、V、W后加数字后加数字1、2、3来来标记标记控制电路用不多于控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号位的阿拉伯数字编号 三、电气安装接线图三、电气安装接线图电器安装图：电器安装图：表示电气控制系统中各电器元件的表示电气控制系统中各电器元件的实际位置和接线实际位置和接线情况。情况。详细绘制详细绘制出电器元件出电器元件安装位置。安装位置。50505050320360线槽端子板FU1FU2KMFRTCFU3FU4CW6132CW6132型车床电器位置图型车床电器位置图原则原则：1、各电器元件用规定的图形符号、文字符号绘制、各电器元件用规定的图形符号、文字符号绘制，同同一电器的各部件一电器的各部件必须画在一起必须画在一起，各电气元件的位置，各电气元件的位置，应与应与实际安装位置实际安装位置一致。一致。2、不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的、不在同一控制箱和同一配电盘上的各电器元件的连接，必须经接线端子板进行。连接，必须经接线端子板进行。3、走向相同的多根导线可用单线表示。、走向相同的多根导线可用单线表示。4、画连接导线时，应注明导线规格、型号、根数和、画连接导线时，应注明导线规格、型号、根数和穿线管的尺寸。穿线管的尺寸。表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电表明了电器设备外部元件的相对位置及它们之间的电气连接，是气连接，是实际安装接线实际安装接线的依据，按电气元件的的依据，按电气元件的实际实际位置位置和和实际接线实际接线绘制。绘制。作业：作业：1、何为图形符号，何为文字符号?2、简述电气原理图的绘制原则？第二节第二节 三相异步电动机起动控制三相异步电动机起动控制一、三相异步电动机全压启动控制一、三相异步电动机全压启动控制1手动控制手动控制QFM3开启式负荷开关控制开启式负荷开关控制自动空气开关控制自动空气开关控制FUM3QS特点特点:电气原理图：电气原理图：应用应用:控制三相电风扇和砂轮机控制三相电风扇和砂轮机三相异步电机的起停控制三相异步电机的起停控制v手动控制操作方法：v 手动合上QS，电动机M工作；手动切断QS，电动机M停止工作。v电路保护措施： FU短路保护v电路优点：控制方法简单、经济、实用。v电路缺点：保护不完善，操作不方便电气原理图电气原理图2.电动机的连续（自锁）控制电路电动机的连续（自锁）控制电路自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热继电器常闭触点常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3 工作原理工作原理工作原理工作原理控制电路控制电路主主电电路路 工作原理工作原理工作原理工作原理 先闭合开关先闭合开关Q 接通电接通电源。源。按按SB1 KM线圈线圈得电得电 KM主触头主触头闭合闭合 M运转运转按按SB2 KM线圈线圈失电失电 KM主触头主触头恢复恢复 M停转停转M3M3 KM辅助触头辅助触头闭合闭合 自锁自锁 KM辅助触头辅助触头恢复恢复 失去失去自锁自锁长动电路功能长动电路功能长动电路功能长动电路功能控制电机长时控制电机长时 间连续工作间连续工作电机的连续控制电路电机的连续控制电路工作过程：工作过程：短路保护短路保护：FU1、FU2过载保护过载保护：FR3.电动机的连续（自锁）控制电路电动机的连续（自锁）控制电路工作原理工作原理保护环节保护环节L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图欠压、失压保护欠压、失压保护：KM作业：简述电动机连续控制电路的工作原理3.点动控制点动控制工作原理工作原理：启动启动：按下起动按钮按下起动按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈线圈得电得电KMKM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M M启动运行。启动运行。停止停止：松开按钮松开按钮SBSB接触器接触器KMKM线圈失电线圈失电KMKM主触头断开主触头断开电动机电动机M M失电失电停转。停转。QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2电气原理图电气原理图：3.点动控制点动控制应用：应用：常用于电葫芦控制常用于电葫芦控制和车床拖板箱快速和车床拖板箱快速移动的电机控制移动的电机控制保护环节：保护环节：短路保护短路保护控制电路控制电路短路保护短路保护主电路主电路短路保护短路保护工作原理：工作原理：电气原理图：电气原理图：QSL1L3L2FU1KMM3SBKMFU2KMSB1KHQKHFUKMM3 点动控制线路点动控制线路控制控制电路电路主主电电路路 先闭合开关先闭合开关Q，接通电源。接通电源。按按SB1KM线圈线圈得电得电 KM主触头主触头闭合闭合 M运转运转松松SB1KM线圈线圈失电失电 KM主触头主触头恢复恢复 M停转停转M3M3点动电路功能点动电路功能点动电路功能点动电路功能 控制电机在很控制电机在很短时间内工作。短时间内工作。工作原理工作原理工作原理工作原理KMSB1KMSB2KHQKHFUKMM3 SB34.4.点动及长动控制线路点动及长动控制线路点动及长动控制线路点动及长动控制线路 (1)(1)M3M3M3M3控制控制电路电路主主电电路路工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：先闭合先闭合Q，接通电源接通电源按按SB1 KM线圈线圈得电得电 KM触头触头闭合闭合 M长动长动运转运转按按SB3KM线圈线圈得电得电 KM触头触头闭合闭合 M点动点动运转运转按按SB2KM线圈线圈失电失电 KM触头触头恢复恢复 M停转停转松松SB3KM线圈线圈失电失电 KM触头触头恢复恢复 M停转停转KASB1SB2KHQKHFUKMM3 KMSB3KAKA中间继电器中间继电器KA的功能：的功能：实现自锁实现自锁从而实现从而实现M长动运转。长动运转。4. 4.点动及长动控制线路（点动及长动控制线路（点动及长动控制线路（点动及长动控制线路（2 2）按按SB1KA线圈线圈得电得电 KM触头触头闭合闭合 M长动长动长动长动运转运转运转运转按按SB3KM线圈线圈得电得电 KM触头触头闭合闭合 M点动点动点动点动运转运转运转运转 KM线圈线圈得电得电 KA触头触头闭合闭合自锁自锁按按SB2KM线圈线圈失电失电 KM触头触头恢复恢复 M停转停转工作原理工作原理工作原理工作原理 合合Q点动（在长动基础上的点动） 用途：适用于电动机短时间调整的操作。 按钮操作：SB3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。 转换开关控制：SA合上，有自锁电路，SB2为长动操作按钮；SA断开，无自锁电路，SB2为点动操作按钮。 中间继电器KA控制：按动SB2、KA通电自锁，KM线圈通电，此状态为长动；按动SB3、KM线圈通电，但无自锁电路，为点动操作。 点动电路总结KMSB1SB4KHQFRFUKMM3 SB2KMSB3SB5SB6 4 4、多地点控制线路、多地点控制线路、多地点控制线路、多地点控制线路利用利用SB1、SB2、SB3并联并联，可实现，可实现多地点起动多地点起动；利用利用SB4、SB5、SB6串联串联，可实现，可实现多地点停机多地点停机。三种保护作用三种保护作用a.短路保护短路保护FUb.过载保护过载保护FRc.零压零压欠压保护欠压保护KM作业：作业：书上P492-1，2-22-1、电动机点动控制电路与连续控制电路的关键环节是什么？其主电路上又有何区别（从电动机保护的角度分析）？2-2、何为互锁控制?实现电动机正反转互锁控制的方法有几种？它们的操作方式有何不同？三地控制三地控制主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制5 5顺序控制顺序控制控制电路实现顺序控制控制电路实现顺序控制要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完要求几台电动机的启动或停止按一定的先后顺序来完成的控制方式成的控制方式顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制顺序启动同时停止控制顺序启动同时停止控制特点特点:电气原理图：电气原理图：FU1KM1M13FR1QL1L3L2KM2M23FR2主电路主电路控制电路控制电路KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1顺序控制顺序控制顺序启动逆序停止控制顺序启动逆序停止控制FU1KM1M3FR1QL1L3L2KM2M3FR2KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2电气原理图：电气原理图：特点特点:主电路主电路控制电路控制电路作业：作业：试绘出两台三相异步电动机的顺序起动控制电路，起动时要求M1先起动，M2才可起动，停车时，两台电动机同时停止。二、可逆旋转控制二、可逆旋转控制电路形式电路形式:电动机原理：电动机原理：改变电动机三相电源的改变电动机三相电源的相序，相序，可改可改变电动机的变电动机的旋转方向旋转方向倒顺开关控制的正反转倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反转按钮、接触器控制的正反转位置控制位置控制1 1）. .倒顺开关控制正反转控制倒顺开关控制正反转控制电路电路5.5KW以下的电动机电以下的电动机电路路直接控制电动机正反转直接控制电动机正反转特点特点:电气原理图：电气原理图：应用应用:SB1KMFU2FRKMSB2M3L1L2L3KMFRQSFU1SA主电路主电路控制电路控制电路用倒顺开关实现电源调相用倒顺开关实现电源调相倒顺开关2 2）. .按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路主电路：主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮工作原理：工作原理：缺点：缺点：基本控制电路基本控制电路2 2）. .按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器互锁控制接触器互锁控制互锁互锁接触器互锁接触器互锁按钮互锁按钮互锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器互锁互锁3）、接触器互锁正反转控制电路）、接触器互锁正反转控制电路3 3）. .按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器互锁控制接触器互锁控制互锁互锁接触器互锁接触器互锁按钮互锁按钮互锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1线圈通电线圈通电M正转启动正转启动按下停止按钮按下停止按钮SB3KM1线圈断电线圈断电电动机电动机M停止停止按下按钮按下按钮SB2反向启反向启动动3 3）. .按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：接触器互锁控制接触器互锁控制互锁互锁接触器互锁接触器互锁按钮互锁按钮互锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操作不便操作不便3 3）. .按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：按钮互锁控制按钮互锁控制操作方便操作方便控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2缺点：缺点： 易产生故障易产生故障SB1SB3QKH1FUKM1M13 SB2M23KM2KH2KM1KM2KH1KH2KM1KM1KM2顺序顺序控制控制L L2 2 2 2L L1 1 1 1顺序控制顺序控制顺序控制线路顺序控制线路(1)(1)利用利用KM1常开触头可实现顺序控制常开触头可实现顺序控制功能：功能：M1起动后起动后M2才能起动才能起动。顺序控制线路顺序控制线路(2)(2)SB1SB3SB2KM1KM2KH1KH2KM1KM2L L1 1L L2 2自锁和自锁和顺序控制顺序控制按按SB1KM1线圈得电线圈得电KM1各触头动作各触头动作按按SB2KM2线圈才能得电线圈才能得电工作原理工作原理工作原理工作原理 若先按若先按若先按若先按 SBSB2 2， 电路不能工作。电路不能工作。电路不能工作。电路不能工作。SB1SB3QKH1FUKM1M13 SB2M23KM2KH2KM1KM2KH1KH2KM1KM1KM2L L2 2 2 2L L1 1 1 1SB4KM2利用利用KM1常开触头：常开触头：M1起动后起动后M2才能起动。才能起动。例：例：分析电路的控制功能。分析电路的控制功能。解：解：电路可实现顺序控制功能：电路可实现顺序控制功能：利用利用KM2常开触头：常开触头：M2停车后停车后M1才能停车。才能停车。作业：作业：分析下列电气图，试分析分析下列电气图，试分析（1）该电路中使用了哪些电器元件？）该电路中使用了哪些电器元件？（2）分析该电气图的工作原理，如何实现电动机的启动和停止的；）分析该电气图的工作原理，如何实现电动机的启动和停止的；（3）该电路如何实现自锁的？）该电路如何实现自锁的？KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1运动部件运动部件SQ2SQ1行程控制电路行程控制电路行程开关的动作过程行程开关的动作过程运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路运动部件运动部件SQ2SQ1行程开关的动作过程行程开关的动作过程行程控制电路行程控制电路KM2SB1SB3KHQKHFU SB2KM1KM2KM1KM1KM2KM1SQ1SQ3KM2L L1 1 1 1L L2 2 2 2L L2 2 2 2L L1 1 1 1SQ4SQ2工作台工作台右移右移右移右移左移左移左移左移SQ4SQ2SQ1SQ3设设KM1得电得电M正正转转,工作台工作台左移左移;KM2得电得电M反反转转,工作台工作台右移右移;M3行程控制电路行程控制电路工作台工作台KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L L1 1 1 1L L2 2 2 2SQ4SQ2左移左移左移左移按按SB1KM1线圈得电线圈得电KM1触头动作触头动作M正正转转工作工作台左移台左移工作原理工作原理工作原理工作原理 合合Q直至压直至压住行程开关住行程开关SQ2：常闭常闭触头触头断开断开KM1线圈线圈失电失电,M停转停转;常开常开触头触头闭合闭合KM2线圈线圈得电得电,M自行起动反转自行起动反转工作台返回工作台返回右移右移。SQ4SQ2SQ1SQ3工作台工作台工作台工作台右移右移右移右移KM2SB1SB3KHSB2KM1KM2KM1KM1SQ1SQ3KM2L L1 1 1 1L L2 2 2 2SQ4SQ2工作台工作台右移右移右移右移当工作台右移至压当工作台右移至压住行程开关住行程开关SQ1：常闭常闭触头触头断开断开KM2线圈线圈失电失电,M停转停转;常开常开触头触头闭合闭合KM1线圈线圈得电得电,M自行自行起动正转起动正转工作台返回工作台返回左移左移如此循环可实现工如此循环可实现工作台作台自动往复自动往复运行。运行。SQ4SQ2SQ1SQ3左移左移左移左移行程控制电路行程控制电路第三节第三节 三相异步电动机降压启动控制三相异步电动机降压启动控制降压启动的方法降压启动的方法定子绕组串电阻（电抗）启动定子绕组串电阻（电抗）启动自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动Y降压启动降压启动延边三角形降压启动延边三角形降压启动降压启动的实质：降压启动的实质：启动时减小加在定子绕组上的电压，启动时减小加在定子绕组上的电压，以减小起动电流；以减小起动电流；启动后再将电压恢复到额定值，电动启动后再将电压恢复到额定值，电动机进入正常工作状态。机进入正常工作状态。一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制1.定子串电阻降压自动启动控制线路定子串电阻降压自动启动控制线路FU1KM1QS主电路主电路M3FRL1L3L2KM2RFRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM1KM2控制电路控制电路电气原理图电气原理图工作原理工作原理合上电源开关合上电源开关按下按钮按下按钮SB1KM1、KT线圈通电线圈通电M串电阻降压启动串电阻降压启动KT延时延时KM2线圈通电，线圈通电，KM1、KT线圈断电线圈断电M全压运行全压运行一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制一、定子绕组串电阻（电抗）启动控制2.手动、自动启动控制线路手动、自动启动控制线路FU1KM1QS主电路主电路M3FRL1L3L2KM2R电气原理图电气原理图工作原理工作原理FU2FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM2KM2KM1SAASB3AMM控制电路控制电路1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制二、自耦变压器降压启动控制M3FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路主电路电气原理图电气原理图正常运行正常运行接触器接触器变压器星变压器星点接触器点接触器变压器电变压器电源接触器源接触器1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制二、自耦变压器降压启动控制SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路控制电路电气原理图电气原理图降压启动降压启动按钮按钮全压运行全压运行按钮按钮中间继电中间继电器器1.按钮、接触器控制自耦变压器降压启动按钮、接触器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制二、自耦变压器降压启动控制M3FU1KM3FRQSL1L3L2TKM1KM2主电路主电路电气原理图电气原理图SB2KM1FU2FRSB3SB1KM2KM1KM2KAKM3KM1KAKM3KAKM3控制电路控制电路工作原理工作原理2.时间继电器控制自耦变压器降压启动时间继电器控制自耦变压器降压启动二、自耦变压器降压启动控制二、自耦变压器降压启动控制电气原理图电气原理图工作原理工作原理M3FU1KM2FRQSL1L3L2KM1KM2T主电路主电路FU2FRSB4SB1KM1SB2KM1KAKM2KM1KAKAKAKTSB3控制电路控制电路KT三、星形三、星形三角形降压启动控制三角形降压启动控制 指电动机起动时，把定子绕组接成星形，指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。全压运行。Y Y起动只能用于正常运行时为起动只能用于正常运行时为形接法的电形接法的电动机。动机。时间时间继电器控制继电器控制Y降压起动三个接触器控制降压起动三个接触器控制三、星形三、星形三角形降压启动控制三角形降压启动控制电气原理图电气原理图电源接触器电源接触器星形接法接星形接法接触器触器三角形接法三角形接法接触器接触器QSFRV1MU1W2FU1V23KM2KM3KM1W1U2L1 L2 L3主电路主电路工作原理工作原理Y降压启动控制降压启动控制四、延边三角形降压启动控制四、延边三角形降压启动控制 延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动延边三角形降压启动是指电动机起动时，把电动机定子绕组的一部分接机定子绕组的一部分接“”形，而另一部分接成形，而另一部分接成“Y Y”形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机形，使整个定子绕组接成延边三角形，待电动机启动后，再把定子绕组切换成启动后，再把定子绕组切换成“”形全压运行。形全压运行。定子绕组的连接方式：定子绕组的连接方式：延边延边形接法形接法形接法形接法四、延边三角形降压启动控制四、延边三角形降压启动控制电气原理图电气原理图FU1KM1QS主电路主电路M3FRL1L3L2KM3KM2U1V1W1W2U2V2U3V3 W3FRSB2SB1KM1KTKTKM1KM2KM3KM3控制电路控制电路KM3KTKM2FU2作业：作业：书上P492-3（a,c,d）图停机制动类型：停机制动类型：第三节第三节 三相异步电动机电气制动控制三相异步电动机电气制动控制常用的电气制动：常用的电气制动：反接制动反接制动能耗制动能耗制动电磁机械制动电磁机械制动-电磁铁操纵机械电磁铁操纵机械进行制动进行制动电气制动电气制动-电动机产生一个与转子电动机产生一个与转子转动方向相反的力矩来进行制动转动方向相反的力矩来进行制动制动电阻的接线方法制动电阻的接线方法:一、反接制动控制一、反接制动控制原理：原理：要求：要求：对称接法对称接法不对称接法不对称接法改变电动机电源改变电动机电源相序相序，使定子绕组产生，使定子绕组产生反向反向的的旋转磁场，形成旋转磁场，形成制动转矩制动转矩。10kW10kW以上电动机的定子电路中串入反接制动电以上电动机的定子电路中串入反接制动电 阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源阻，转速接近于零时，及时切断反相序电源, ,防防止反向再起动。止反向再起动。 1.单向反接制动的控制单向反接制动的控制一、反接制动控制一、反接制动控制电气原理图：电气原理图：速度继电器速度继电器关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近关键是电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。于零时，能自动将电源切除。1.单向反接制动的控制单向反接制动的控制工作原理：工作原理： 电动机正常运转时，电动机正常运转时，KM1KM1通电吸合，通电吸合，KSKS的常开触点闭合，的常开触点闭合，为反接制动作准备。为反接制动作准备。 按下停止按钮按下停止按钮SB1SB1，KM1KM1断电，电动机定子绕组脱离三相断电，电动机定子绕组脱离三相电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，电源，电动机因惯性仍以很高速度旋转，KSKS常开触点仍保常开触点仍保持闭合，将持闭合，将SB1SB1按到底，使按到底，使SB1SB1常开触点闭合，常开触点闭合，KM2KM2通电并自通电并自锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动锁，电动机定子串接电阻接上反相序电源，进入反接制动状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近状态。电动机转速迅速下降，当电动机转速接近100r/min100r/min时，时，KSKS常开触点复位，常开触点复位，KM2KM2断电，电动机断电，反接制动结断电，电动机断电，反接制动结束。束。2.可逆运行的反接制动控制可逆运行的反接制动控制一、反接制动控制一、反接制动控制特点（与反接制动相比）：特点（与反接制动相比）：消耗的能量小，其制动电流要小得多；消耗的能量小，其制动电流要小得多；适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频适用于电动机能量较大，要求制动平稳和制动频繁的场合；繁的场合；能耗制动需要直流电源整流装置。能耗制动需要直流电源整流装置。二、能耗制动控制二、能耗制动控制原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加原理：电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组加 直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁 场，达到制动的目的。场，达到制动的目的。 1.单向能耗制动控制单向能耗制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制(按时间原则控制按时间原则控制)单向运行接触器单向运行接触器能耗制动接触器能耗制动接触器整流变压器整流变压器桥式整流电路桥式整流电路1.单向能耗制动控制单向能耗制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制(按速度原则控制按速度原则控制)2.2.电动机可逆运行能耗制动控制电动机可逆运行能耗制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制正转接触器正转接触器反转接触器反转接触器3.3.单管能耗制动控制单管能耗制动控制二、能耗制动控制二、能耗制动控制单管半波整流单管半波整流作业：作业：书上P492-4第四节第四节电气控制电路中的保护措施电气控制电路中的保护措施电气控制系统中常用的保护环节有：短路保护、过载保护、零电压及欠电压保护和弱磁保护等。1、短路保护保护元件：熔断器和断路器。2、过载保护保护元件：热继电器3、过电流保护保护元件：过电流继电器4、零电压及欠电压保护保护元件：中间继电器及欠电压继电器5、连锁保护通过两接触器KM1和KM2互锁触点实现。作业：作业：1、电气控制系统中常用的保护环节有哪些？其中过载保护常用的保护元件是什么？2、何为短路保护和零压保护，其常用的保护元件分别是什么？第五节第五节 生产机械的电气控制系统生产机械的电气控制系统作用：作用：用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。面等多种形式的加工。分类：分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。钻床及专用钻床等。2.5.1Z3040型摇臂钻床的电气控制型摇臂钻床的电气控制一、结构及运动形式一、结构及运动形式二、控制要求二、控制要求v运动部件较多，采用多电动机拖动。运动部件较多，采用多电动机拖动。v要求主轴及进给有较大的调速范围。要求主轴及进给有较大的调速范围。v主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给传动机构实现主轴旋转和进给。传动机构实现主轴旋转和进给。v主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需单方向旋转。单方向旋转。v对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。v具有必要的联锁与保护。具有必要的联锁与保护。三、液压系统简介三、液压系统简介v操纵机构液压系统操纵机构液压系统:安装在主轴箱内，实安装在主轴箱内，实现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变现主轴正反转、停车制动、空档、预选及变速速。v夹紧机构液压系统夹紧机构液压系统:安装在摇臂背后的电安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱柱。四、电气控制电路分析四、电气控制电路分析v主轴电动机的主轴电动机的控制过程控制过程v摇臂升降电动机的摇臂升降电动机的控制过程控制过程v主轴箱与立柱的松开、夹紧主轴箱与立柱的松开、夹紧控制过程控制过程2.5.2电液控制电液控制液压动力滑台电气控制：控制电路：考虑：1.SA的作用？2.按钮SB2的作用？若滑台运作过程如下，其控制电路应如何改动：具有终点停留功能的滑台控制电路：作业：作业：书上P492-5第第3章章可编程控制器的基本概况可编程控制器的基本概况3.1可编程控制器简介3.1.1可编程控制器的产生和定义可编程控制器（Programmablecontroller）简称PC，为了避免和通用计算机的简称PC区分开，所以在很多书中对可编程控制器仍沿用以前PLC的简称。在1969年美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台PLC。七十年代后，PLC已成为一种新型的工业自动控制标准设备，而且PLC不再是仅有逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID控制和数据通信功能。可编程控制器的定义可编程控制器的定义:1987年2月，国际电工委员会（IEC）在可编程控制器的标准草案中作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械设备或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统连成一个整体，并易于扩充其功能。”3.1.2可编程控制器的功能及特点可编程控制器的功能及特点1.可靠性高、抗干扰能力强2.适应性强，应用灵活PLC是系列化的产品，其品种齐全，可以满足各种大小规模、功能繁简的控制系统。3.编程方便、易于使用采用梯形图语言，延续使用继电器控制系统的许多符号和规定，其形象直观、易学易懂。4.具具有有各各种种接接口口、与与外外部部设设备备连连接接方方便便，适适应应范范围广围广具有各种数字、模拟量的I/O接口，能将生产现场的多种规格的直流、交流信号直接接入可编程控制器。5.功能完善功能完善具有模拟和数字量输入/输出模块、逻辑运算和定时、计数、数据处理、通信、人机对话、自检、记录和显示等功能。PLC专为工业控制而设计，除了对元器件进行筛选、老化外，在软件和硬件上都采用了许多抗干扰的措施，如屏蔽、滤波、隔离、故障论断和自动恢复等。3.1.3可编程控制器的应用及发展1.可编程控制器的应用PLC广泛应用于机械制造、石化、冶炼、电力、轻纺、汽车、交通及各种机电产品的生产中。典型的应用有：顺序控制、过程控制、数据处理、联网、显示打印。 2.可编程控制器的生产现况 美国艾伦布拉德里（Alien-Bradley）公司，简称为AB 公司，它的产品有适应单机和小型控制系统的SLC 100型PLC，以及适应大型控制系统的PLC-3型。 美国通用电气（GENERAL ELECTRIC）公司，简称为GE公司。是世界上生产PLC最早的厂商之一。主要的产品是GE系列PLC。 美国德州仪器公司（TEXAS INTRUMENTS）简称为TI公司，主要的产品有TI系列。 德 国 生 产 PLC的 主 要 厂 商 有 ： 西 门 子（SIEMENS）公司，它生产S系列的PLC 。 1996年推出S7-400系列新产品、自带人机界面的C7系列PLC、与AT计算机兼容的M7系列PLC等多种新产品。v日本的立石（OMRON，欧姆龙）公司，主要生产SYSMAC C系列大、中、小型PLC。v三菱（MITSUBISHI）公司生产FX系列PLC，近年来推出了FX系列，如FX2、FX1、FX2c、FX0、FX0N、FX0S、FX2N、FX2NC等。FX2N 型PLC是三菱公司的近期产品。v日本的东芝公司（EX系列PLC）、富士电机公司（NB、NJ、NS系列PLC）、松下公司（EP系列PC）等。 3.3.可编程控制器的发展方向可编程控制器的发展方向（1）向体积更小、速度更快的方向发展微电子技术及电子电路装配工艺的不断改进，都会使PLC的体积更加小，以便于嵌入到任何小型的机器和设备之中。（2）向大型化、高可靠性及多功能方面发展v大型PLC向着容量大、智能高、通信功能强的方向发展。对于大规模、复杂系统进行综合自动控制的PLC，大多已采用多CPU的结构。（3）与其他工业控制产品的结合v在大型自动控制系统中计算机和PLC在应用功能方面互相融合、互补、渗透，使控制系统的性价比不断提高。v近年来推出以计算机和PLC结合应用的方式有：在PLC的CPU模块旁边加插WindowsCPU或在计算机总线上插入PLC的CPU模块。采用这种方式后将生产和管理更加便利，将数据处理、通信、控制程序统一，也保留了PLC的简单、易用和高可靠性的特点，同时又具有计算机强大的数据处理能力，使现场的生产数据、生产计划调度、管理可以直接上机操作获取。3.1.43.1.4可编程控制器的分类及性能指标可编程控制器的分类及性能指标1.可编程控制器的分类可编程控制器的分类（1）根据生产厂家的产品类型、系列分类（2）根据PLC的I/O点数和存储器容量分类小小型型PLC的I/O点数在256点以下，用户程序存储器容量为2K字以下（1K=1024，存储一个1或0的二进制码称为一位，一个字为16位）。中中型型PLC的I/O点数在2562048之间，用户程序存储器容量一般为28K字。大大型型PLC的I/O点数在2048点以上。用户程序存储器容量达8K字以上。（3）按照结构形状分类PLC可以分为整体式和模块式两种。（4）按照PLC功能的强弱分类 有低档机、中档机、高档机三种。 低档PLC具有逻辑运算、定时、计数等基本功能。有的还增设了模拟量的处理、算术运算、数据传送等功能。可以实现逻辑、顺序、计时、计数等控制功能。 中档PLC还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送、通信联网等功能，可完成既有开关量又有模拟量的控制任务。 高档PLC增设有带符号算术运算、矩阵运算等功能，使其运算能力提高。高档机还具有模拟调节、联网通信、监视、记录和打印等功能，使PLC的功能更多更强，能进行远程控制、大规模过程控制，构成集散控制系统。2.2.可编程控制器的主要性能指标可编程控制器的主要性能指标（1）输入/输出点数 对于开关量采用最大的I/O点数表示。模拟量则用最大的I/O通道数表示。 （2）PLC内部继电器的种类和点数 包括辅助继电器、特殊的辅助继电器、定时器、计数器、移位寄存器等。（3）用户程序存储量 用户程序存储器用于存储用户程序。通常用K字（KW）、K字节（KB）、K位来表示。（4）扫描时间 扫描时间是指PLC执行一次解读用户控制程序所需的时间。可用一个粗略指标表示，即用每执行1000条指令所需时间来估算，通常为10mS左右。（5）编程语言及指令功能 梯形图语言、助记符语言、流程图语言及高级语言等。不同厂家的PLC具有不同的编程语言。同一厂家的不同型号的PLC其指令扩展的深度是不同的。（6）工作环境 工作温度：055，最高为60；相对湿度为（595）%：周围不能混有可燃性、易爆性和腐蚀性气体。（7）可扩展性 有模拟量处理、高速处理、温度控制、通信等模块。 3.2 3.2 可编程控制器的构成及工作原理可编程控制器的构成及工作原理3.2.13.2.1可编程控制器的基本组成可编程控制器的基本组成主要由：中央处理单元（CPU）、存储器（ RAM、 ROM） 、 输 入 /输 出 单 元（I/O）、电源和编程器等组成。PLC的硬件结构框图如图3-1所示。图3-1 单元式PLC结构框图 1 1中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU） 中央处理单元是PLC的核心，主要采用的CPU芯片：通用微处理器（如Inter公司的8080、8086、80386到Pentium系列芯片等）。 PLC的档次越高，CPU的位数也越多，系统处理的信息量越大，运算的速度也越快，指令功能越强。2.2.存储器存储器 有两种：系统程序存储器和用户程序存储器。系统存储器用于存放PLC内部系统的管理程序。用户存储器用于存放用户编制的控制程序。 可编程控制器的存储器可分为只读存储器可编程控制器的存储器可分为只读存储器（ROMROM）和随机读写存储器（和随机读写存储器（RAMRAM）两大类，两大类， ROMROM是用来存放永久保存的系统程序是用来存放永久保存的系统程序，RAMRAM一般用来一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。3.3.输入输入/ /输出单元输出单元（I/OI/O接口电路接口电路） I/O单元是PLC与工业控制现场各类信号连接的接口部件。生产现场对可编程控制器接口的要求是：一要有较好的抗干扰能力，二是能满足工业现场各类信号的匹配要求。 4 4电源单元电源单元 供电电源一般为市电，也有24伏供电的。PLC对电源的稳定度要求不高，一般允许电源电压额定值为（+10-15）%的范围内波动。 5编程器 编程器用于将用户编制的控制程序送入PLC的存储器，是PLC最重要的外部设备。编程器不仅用于编程，还可以利用它进行程序的修改和检查、对PLC工作状态的监控。小型机一般使用简易的手持编程器。大中型PLC采用带有显示屏的编程器及在通用计算机上采用专用软件编程。图3-2FX20P手持式编程器作业：作业：书上P673-1,3-23.2.23.2.2可编程控制器的编程语言可编程控制器的编程语言1.1.可编程控制器的编程方式可编程控制器的编程方式 （1）在线（联机）方式 PLC的在线（联机）编程方式，是将编程器与可编程控制器的专用插座直接相连，或通过一个专用的接口相连，可以将用户程序直接写入到PLC的用户存储器中。也可以将程序先存在编程器的存储器中，然后再转入到PLC的用户存储器。（2）离线（脱机）编程方式 PLC的离线编程方式，是先将程序存放于编程器的存储器中，在程序写入后与PLC连接，再将程序送到PLC的用户程序存储器中。离线编程不影响PLC的工作。 2.2.可编程控制器的常用编程语言可编程控制器的常用编程语言 （1）梯形图语言 梯形图语言形象直观、逻辑关系明显，实用。是目前使用最多一种编程语言，如图3-3所示。梯形图中的继电器、定时器、计数器等都不是实际物理器件，是PLC存储器中的一位，称为软件继电器。图图3-33-3它的所谓接通不过是相应存储单元置它的所谓接通不过是相应存储单元置1 1而已。而已。 当存储器中的某位为1时，表示相应的继电器线圈得电或者是相应的常开触点闭合、常闭触点断开。PLC的梯形图是形象化的编程语言，梯形图左右两端的母线是不接任何电源的。所以梯形图中是没有任何物理电流流过的。 但分析读图时，常常假设有一个电流流过。输入信号为ON时，线圈得电，该线圈所带的常开触点闭合、常闭触点断开。这个电流是一概念电流，或称假想电流。分析时可认为左母线是电源的正极，右母线是负极，概念电流只能从左向右流动，梯形图逻辑执行的顺序是从左到右，从上到下。概念电流是执行程序时满足输出执行条件的形象理解。 表表3-13-1给出了继电接触器线路图中部分符号和给出了继电接触器线路图中部分符号和PLCPLC梯梯形图符号对照关系。形图符号对照关系。图图3-1 3-1 符号对照表符号对照表符号名称符号名称继电器电路图符号继电器电路图符号梯形图符号梯形图符号常开触点常开触点常闭触点常闭触点线线圈圈（2）指令语句表编程语言 这种编程语言是和计算机汇编语言类似的助记符语言形式，采用一系列的指令语句组成的语句表将控制流程描述出来，并通过编程器送到PLC中去。每一条语句由操作码、操作数两部分组成。 （3）顺序功能图编程 顺序功能图也是一种编程方法。这是一种图形说明语言，它用于表示顺序控制的功能。图图3-43-4表示一个顺序功能图的编表示一个顺序功能图的编程示例。采用功能图对顺序控制程示例。采用功能图对顺序控制系统编程非常方便，同时也很直系统编程非常方便，同时也很直观，在功能图中用户可以根据顺观，在功能图中用户可以根据顺序控制步骤执行条件的变化，分序控制步骤执行条件的变化，分析程序的执行过程，可以清楚地析程序的执行过程，可以清楚地看到，在程序执行过程中的每一看到，在程序执行过程中的每一步的状态，便于程序的设计及调步的状态，便于程序的设计及调试。试。图图3-43-4（4 4）逻辑图编程语言）逻辑图编程语言 图3-5所示逻辑图编程语言，这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言。图的左侧表示逻辑运算的输入信号，右侧为输出变量，信号从左端向右端流动。现在不同的现在不同的PLCPLC生产厂家对这种编程语言所用的符号和名生产厂家对这种编程语言所用的符号和名称也是不一样的。西门子公司称其为控制系统流程图编程称也是不一样的。西门子公司称其为控制系统流程图编程语言。图语言。图1-41-4表示一个或表示一个或”“非非”“与与”操作的逻辑图编操作的逻辑图编程示例。程示例。图图3-53-53.2.3 3.2.3 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理v1.1.循环扫描工作方式循环扫描工作方式vPLC在通电后，执行用户程序是它的主要工作。此外还要完成一些辅助的工作，因此PLC实际上是按照分时操作进行工作的，此工作过程称为循环扫描的工作方式，如图3-6所示。v在PLC执行用户程序之前完成的辅助工作有：初始化和通信服务。图3-62.PLC2.PLC执行程序的工作过程执行程序的工作过程第一阶段是自诊断阶段 PLC具有很强的自诊断功能。在自诊断阶段，PLC要检查CPU模块及其他内部硬件工作是否正常。当确认其硬件工作正常后，进入下一工作阶段。第二阶段是输入信号处理阶段 该阶段CPU对输入端进行扫描，将获得的各个输入端子的信号送到输入暂存器存放。在同一扫描周期内，某个输入端的信号在输入暂存器中一直保持不变。不会受到各个输入端子信号变化的影响，因此不会造成运算结果的混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。第三阶段是程序处理阶段 当输入端子的信号全部进入输入暂存器后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，PLC进行用户程序的处理，它对用户程序进行从上到下（从第000句到结束语句）依次扫描，并根据输入暂存器的输入信号和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入输出暂存器中。第四阶段是输出处理阶段 这个阶段CPU对用户程序的扫描已处理完毕，并将输出信号从输出暂存器中取出，通过输出锁存电路去驱动负载，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。3.PLC3.PLC循环扫描工作的特点循环扫描工作的特点（1）定时集中采样 PLC对输入端子的扫描只是在输入处理阶段进行。当CPU进入程序处理阶段后，输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态端进行新的扫描。（2）集中输出 PLC在一个工作周期内，其输出暂存器中的数据跟随输出指令执行的结果而变化，而输出锁存器中的数据一直保持不变，直到第四阶段才对输出锁存器的数据刷新。3.33.3可编程控制器的开关可编程控制器的开关量量I/OI/O单元单元 3.3.13.3.1开关量的输入开关量的输入/ /输出单元输出单元v交/直流开关信号输入单元v 交/直流开关输入单元如图3-7所示，它和直流开关信号输入单元很相像，所不同的是它不仅能用于直流的输入，也可以用于交流的输入，其电路的具体结构分为8点和16点两种，前者用于1224V，后者只允许用于24V。图图 3-73-7开关量的输出单元开关量的输出单元v开关量的输出单元有很多种类，如无源继电器接点输出单元、无源晶体管输出单元、无源晶闸管输出单元等。1、无源继电器接点输出单元用于交、直流负载。在使用时必须外加电源，交、直流都可以。2、无源晶体管输出单元是通过控制晶体管的导通与截止实现输出的，只能接直流负载。3、无源晶闸管输出单元如图3-8所示，这实际是一个交流固态继电器电路，用于交流负载。也分为8点和12点两种。图图3-83-83.3.2 3.3.2 开关量输入开关量输入/ /输出单元的接线方式输出单元的接线方式1 1输入接线方式输入接线方式 按PLC的输入单元与用户设备接线方式的形式可分为：汇点式输入接线和分隔式输入接线两种基本形式，如图3-9所示。汇点式输入接线指输入回路有一个公共端（汇集端）COM，它可以是全部输入点为一组，并共用一个公共端和一个电源，如图a)所示的直流输入单元，其直流电源由PLC内部提供。分隔式输入接线方式如图c所示分隔式输入接线方式如图c）所示，它是将每个输入点单独用各自的电源接入输入单元，在输入端没有公共的汇点，每个输入器件是隔离的。图图3-93-9b）c）a）2 2输出接线方式输出接线方式 根据输出单元与外部用户输出设备的接线形式分为，汇点式输出和分隔式输出两种基本形式。如图1-10所示。 可以把全部输出点汇集成一组共用一个公共端COM和一个电源。图1-10第四节第四节PLC的结构及软件的结构及软件一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构三菱三菱三菱三菱FXFXFXFX2N2N2N2N系列系列系列系列一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构一、可编程序控制器的结构三菱三菱三菱三菱QQ系列系列系列系列三菱三菱三菱三菱QQ系列系列系列系列应用举例应用举例应用举例应用举例三菱三菱三菱三菱Q Q Q Q系列系列系列系列应用举例应用举例应用举例应用举例三菱三菱三菱三菱Q Q Q Q系列系列系列系列应用举例应用举例应用举例应用举例三菱三菱三菱三菱Q Q Q Q系列系列系列系列应用举例应用举例应用举例应用举例西门子西门子西门子西门子S7-200S7-200S7-200S7-200西门子西门子西门子西门子S7-300S7-300S7-300S7-300西门子西门子西门子西门子S7-400S7-400S7-400S7-400作业：作业：书上P673-3,3-4第第4 4章章 FXFX系列系列PLCPLC的基本指令及编程方法的基本指令及编程方法本章学习的要点：本章学习的要点： 1.FX1.FX系列系列PLCPLC的内部系统配置；的内部系统配置； 2.2.基基本本逻逻辑辑指指令令的的操操作作功功能能及及编编程方法程方法。 4.1FX系列系列PLC的内部系统配置的内部系统配置PLC的内部系统配置是指的内部系统配置是指PLC的各种功能的软继的各种功能的软继电器。每个软继电器都有确切的编号。其继电器电器。每个软继电器都有确切的编号。其继电器的编号的编号由由PLC的机型决定，的机型决定，不同厂家、不同系列不同厂家、不同系列的的PLC其继电器的编号是不同的其继电器的编号是不同的，编程时要查阅，编程时要查阅PLC的使用说明书。本的使用说明书。本节以节以FX2N系列为例介绍系列为例介绍PLC的内部系统配置。的内部系统配置。4.1.1 FX4.1.1 FX2N2N 系列系列PLCPLC的的 命名方式命名方式1.FX1.FX2N2N 系列系列PLCPLC基本单元的型号说明如下：基本单元的型号说明如下：FX2N M 系列序号 I/O总点数 基本单元 输出形式 其他区分 2. FX2. FX2N 2N 扩展单元的型号说明如下：扩展单元的型号说明如下：FX2N E 系列序号 I/O总点数 扩展设备 输出形式 其他区分型号名称组成符号的含义型号名称组成符号的含义（1）输出输入总点数 基本单元、扩展单元的输入输出点数都相同。（2）输出形式R：继电器输出 S：三端双向晶闸管开关元件输出T：晶体管输出（3）其他区分无符号：AC100/200V电源、DC24V输入。（4）输入输出形式R：DC输入4点、继电器输出4点的组合；X：输入专用（无输出）；YR：继电器输出专用（无输入）YS：三端双向晶闸管开关元件输出专用；YT：晶体管输出专用。FX2NFX2N系列系列PLCPLC的辅助设备的辅助设备（1）编程器 专用编程器（手持编程器和台式编程器）。（2）程序存储卡 小型机设有外接的EEPROM卡盒接口。通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC的内部，也可将PLC内的程序及重要参数传到外部EEPROM卡盒作备份。（3）写入器 写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送。 （4）文本显示器 FX2N系列PLC可以配文本显示器，文本显示器同时还是操作控制单元，它可以在执行程序的过程中修改某个量的数值，也可以直接设置输入或输出量。4.1.2 4.1.2 编程软元件及使用说明编程软元件及使用说明1.1.输入输入/ /输出（输出（I/OI/O）继电器继电器 在PLC的内部有一个用来存储输入/输出信号的I/O存储区，称为I/O状态表或I/O暂存器。某个I/O继电器就是I/O存储区的某一位。 输入继电器用X X表示。特点：状态由外部控制现场的信号驱动（由外部输入器件接入的信号），不受PLC程序的控制，编程时使用次数不限。 输出继电器用Y Y表示。是PLC向外部负载传递控制信号的器件，特点：受PLC程序的控制；每一个输出继电器的常开、常闭触点在编程时都可以无限次数的使用。2. M2. M辅助继电器辅助继电器 M有若干对常开触点和常闭触点；特点：利用PLC中其它继电器触点的闭合进行驱动，用于逻辑运算中的辅助运算，辅助继电器不能直接驱动外部负载，要驱动外部负载必须通过输出继电器。 辅助继电器包括有通用辅助继电器和保持辅助继电器两种。（1）通用辅助继电器 通用辅助继电器的编号为：M0M499共500点（在FX系列PLC中除了输入/输出继电器外，其它所有的器件都是按十进制数编号）。（2）保持辅助继电器（M500M1023共524点） 保持辅助继电器有后备锂电池供电，在电源中断时能够保持它们原来的状态不变。掉电保持继电器可以用参数设置方法改为非掉电保持用。（3）掉电保持专用的辅助继电器 指具有专门功能的一些辅助继电器。专用辅助继电器有：M1024M3071共2048点。（4）特殊辅助继电器M8000M8255 分为两大类：只读式特殊辅助继电器和读写式特殊辅助继电器。3.S3.S状态器状态器 状态器是使用步进指令的基本元件，它与步进梯形图指令配合使用。常用的状态器有下面5种类型： S0S9 初始状态继电器，共10点。 S10S19 回零位状态继电器，共10位。 S0499 通用状态继电器，共500点。 S500S899 停电保护状态继电器，共400点。 S900S999 报警用状态继电器，共100点。 步状态器的触点使用次数不限。不用步进指令时，状态器S可以像辅助继电器M一样在程序中使用。4. T4. T定时器定时器 定时器有若干个常开、常闭延时触点。定时器的工作时间通过编程设定。定时器有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）以及若干个触点（位）。一个定时器的这三个量用同一地址表示，但使用的场合不一样时，其所指也不同，例如符号T0可以表示0号定时器的常开、常闭触点及线圈等。（1）普通定时器TOT245 100mS的定时器T0T199共200点。每个设定值范围为0.13276.7S；10mS定时器有T200T245共46点,设定值范围为（0.01327.67）S。（2）积算定时器T246T255 1mS积算定时器T250T255共4点。每点的设定值范围为0.001S32.767S；100mS积算定时器T250T255共6点，每个设定值范围为0.1S3276.7S。 5. C5. C计数器计数器 计数器主要用来记录脉冲的个数或根据脉冲个数设定某一时间。计数器的计数值，通过编程来设定。 按计数信号频率的不同分为通用计数器和高速计数器。由于计数器具有加减计数功能所以又分为递加或递减计数器。16位加计数器 设定值为132 767。地址为C0C199，其中C0C99是通用型的；而C100C199是断电保护型的。 32位双向计数器 设定值为-2 147 483 6482 147 483 647。其中C200C219是通用型，C220C234共15点为断电保护型。计数器的加减功能由内部辅助继电器M8200M8234设定。高速计数器的地址为C235C255共21点，这21个计数器均为32位加/减计数器。6. 6. 常数常数（K/HK/H） 常数计数器也作为器件对待，它在存储器中占有一定的空间，十进制常数用K K表示，如118，表示为K118；十六进制常数用H H表示，如118表示为H118。7. D7. D数据寄存器数据寄存器 数据寄存器为16位，最高位为符号位，可用两个数据寄存器合并起来存放32位数据，最高位仍为符号位。数据寄存器分为下面几类：（1）D0D199通用数据寄存器，共200点（2）D200D511断电保持数据寄存器，共312点 只要不改写，该寄存器中的原有数据就不会丢失。（3）D8000D8255特殊数据寄存器，共226点（4）D1000D7999文件数据寄存器，共 50014=7000点8. V/Z 8. V/Z 变址寄存器变址寄存器 变址寄存器通常用于修改器件的地址编号。V和Z都是16位的寄存器，可进行数据的读、写，当进行32位操作时，将V、Z合并使用，指定Z为低位。9. P/I9. P/I指针指针 P(P0P63共64点）为跳转指令的指针，指针P0P63作为标号，用来指定条件跳转，子程序调用等目标。4.2FX系列系列PLC的基本指令及编程方法的基本指令及编程方法LD、LDI、OUT指令AND、ANI指令OR、ORI指令ORB指令ANB指令S、R指令RST指令MC、MCR指令END指令1.LDLDIOUT指令：指令：LDOUTLD、LDI、OUT指令的例子K 10K 10(T450T450）（Y430Y430）（Y431Y431）（Y431Y431）T450T450X401X401X400X400LD X400LD X400OUT Y430OUT Y430LDI X401LDI X401OUT Y431OUT Y431OUT T450OUT T450K 10K 10LD T450LD T450OUT Y431OUT Y431（a）梯形图 （b）语句表2.ANDANI指令：指令：LDX0ANDM101OUTY3LDY3ANIX3OUTM101ANDT1OUTY5AND与指令ANI与非指令常开、常闭触点的串联指令。使用注意：1AND、ANI指令用于串联一个触点的指令，串联触点的数量不限。其目标元件是X、Y、M、S、T、C。使用说明如图2-2所示。2在图2-3中的连续输出不能采用图2-2所对应的指令语句，必须采用后面要讲的堆栈指令，这样将使得程序步增多，因此不推荐使用图2-3中梯形图的形式指令的使用说明指令的使用说明:AND和ANI指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续使用；若是两个并联电路块串联，则需用后面的ANB指令。3.ORORI指令指令：（Y430Y430）（Y431Y431）X403X403 Y430Y430M101M101Y431Y431X404X404X400X400X402X402X401X401LD X400LD X400OR X402OR X402AND X401AND X401OUT Y430OUT Y430LD X403LD X403AND Y430AND Y430OR Y431OR Y431AND X404AND X404ORI M101ORI M101OUT Y431OUT Y431（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表OR或指令：常开触点的并联指令。ORI或非指令：为、常闭触点的并联指令。OR、ORI仅用于并联连接一个触点的指令。指令的使用说明指令的使用说明：OR、ORI指令仅用于单个触点与前面触点的并联；若是两个串联电路块（两个或两个以上触点串联连接的电路）相并联，则用后面将学的ORB指令。X6X7Y0X0Y0X7Y1X4Y2Y1M120LDX6ORX4ORIY2ANDX7OUTY0LDX0ANDY0ORY1ANIX7ORIM120OUTY1OR、ORI指令举例vOROR、ORIORI指令是对其前面指令是对其前面LDLD、LDILDI指令所规定的触点再并联一指令所规定的触点再并联一个触点，并联的次数不受限制，即可以连续使用。个触点，并联的次数不受限制，即可以连续使用。X6X7Y0X0Y0X7Y1X4Y2Y1M120LDX6ORX4ORIY2ANDX7OUTY0LDX0ANDY0ORY1ANIX7ORIM120OUTY1作业作业：写出下列梯形图相应的指令语句表vORB块或指令，用于电路块的并联连接。v两个或两个以上的触点串联连接的电路称为“串联电路块”，当并联连接“串联电路块”时，在支路起点要用LD、LDI指令，而在该支路终点要用ORB指令。ORB指令无操作目标元件。4.ORB指令：指令：X0X1Y6X2X3X4X5LDX0ANDX1LDX2ANDX3ORBLDX4ANIX5ORBOUTY6使用注意使用注意： 有两种使用方法，一种是在要并联的两个块电路后面加ORB指令，即分散使用ORB指令，其并联电路块的个数没有限制，如图2-8所示；另一种是集中使用ORB指令，集中使用ORB的次数不允许超过8次。所以不推荐集中使用ORB指令的这种编程方法。指令的使用说明指令的使用说明：（1）串联电路块与前面的电路并联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令；（2）串联支路并联的次数不受限制，但每并联一次就要用一次ORB指令；（3）ORB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。ORB指令举例 LD X400LD X400 AND X401 AND X401 LD X402 LD X402 AND X403 AND X403 ORB ORB LDI X404 LDI X404 OR X406 OR X406 ANI X405 ANI X405 ORB ORB OUT Y430OUT Y430（Y430Y430）X402X402X403X403X404X404X406X406X405X405X400X400X401X401（a a）梯形图）梯形图 （b b）语句表）语句表 LD X400LD X400 AND X401 AND X401 LD X402LD X402 AND X403AND X403 ORB ORB LDI X404 LDI X404 OR X406 OR X406 ANI X405 ANI X405 ORB ORB OUT Y430OUT Y430作业：将下列指令语句表转换为梯形图(ORB块或指令)图2-8vANB块与指令v 两个或两个以上的触点并联连接的电路称为“并联电路块”。将“并联电路块”与前面电路串联连接时，梯形图分支的起点用LD或LDI指令，在并联电路块结束后使用ANB指令。ANB无操作目标元件。5、ANB指令：指令：ANB指令的使用如图2-9a)所示。对于图）所示的梯形图编程，应采用图）的形式编程，这样可以简化程序。不推荐集中使用的方法。图2-9b）c）v指令的使用说明：（1）并联电路块与前面的电路串联连接时，分支的开始用LD、LDI指令，分支结束用ANB指令；（2）多个并联电路块连续串联连接，按顺序用ANB指令进行连接，ANB使用次数不受限制；（3）ANB指令不带目标编程元件，是一个独立指令。ANB指令举例 LD X400LD X400 OR X403 OR X403 LD X401 LD X401 ORI X404 ORI X404ANBANB LD X402 LD X402 OR X405 OR X405 ANB ANB ORI X406 ORI X406 OUT Y430 OUT Y430（Y430Y430）X400X400X401X401X403X403X405X405X404X404X402X402X406X406（a）梯形图）梯形图（b）语句表）语句表X0X2X3Y7X1X4X5X6X7LDX0ORX1LDX2ANDX3LDIX4ANIX5ORBORX6ANBORX7OUTY7OUT线圈的驱动指令用于驱动输出继电器、辅助继电器、状态器、定时器、计数器，对输入继电器不能使用。上述三条指令的使用如图2-1所示。图2-1作业：将下列梯形图转换为指令语句表（Y430Y430）X400X400X401X401X403X403X405X405X404X404X402X402X406X4066 6、栈指令、栈指令 MPSMPS、MRDMRD、MPPMPPvMPS：进栈指令，状态读入栈寄存器；vMRD：读栈指令，读出用MPS指令记忆的状态；vMPP：出栈（读并清除）指令，读出用MPS指令记忆的状态并清除这些状态。v栈指令用于多输出电路。所完成的操作功能是将多输出电路中连接点的状态先存储，以便于连接后面电路的编程。vFX系列的PLC中有11个存储中间结果的存储区域称为栈存储器。使用进栈指令MPS时，当时的运算结果压入栈的第一层存储，栈中原来的数据一次向下一层推移；使用出栈指令MPP时，各层的数据依次向上移动一次，将最上层的数据读出后此数据就从栈中消失。vMPD是最上层所存数据的读出专用指令。读出时，栈内数据不会发生移动。v使用注意：v（1） 这三条指令均无操作目标元件。v（2）MPS、MPP指令必须成对使用。而且连续使用应少于11次。vMPS、MRD、MPP指令的使用如图2-10、图2-11和图2-12所示。梯形图（一层栈例）梯形图（一层栈例）MPSX1X1M100M100Y2Y2M101M101Y1Y1Y3Y3M102M102MPP 0 LD X1 0 LD X1 1 1 MPS MPS 2 AND M100 2 AND M100 3 OUT Y1 3 OUT Y1 4 4 MRDMRD 6 AND M101 6 AND M101 7 OUT Y2 7 OUT Y2 8 8 MPPMPP 9 AND 102 9 AND 102 10 OUT Y3 10 OUT Y3MRD梯形图（一层栈例）梯形图（一层栈例）MPSMPPX1X1X5X5Y2Y2X4X4Y1Y1Y3Y3X3X3X2X2M0M0X0X0 0 LD X1 0 LD X1 1 1 MPS MPS 2 2 LDILDI X2 X2 3 AND M0 3 AND M0 4 OR X0 4 OR X0 5 5 ANB ANB 6 OUT Y1 6 OUT Y1 7 7 MPPMPP 8 AND X3 8 AND X3 9 OUT Y2 9 OUT Y2 10 10 LDLD X4 X4 11 OR X5 11 OR X5 12 12 ANBANB 13 OUT Y3 13 OUT Y3栈指令栈指令v梯形图（二层栈例）梯形图（二层栈例） 0 LDI X10 LDI X1 1 1 MPSMPS 2 AND 2 AND 3 MPS3 MPS 4 ANI M100 4 ANI M100 6 OUT Y0 6 OUT Y0 7 7 MPPMPP 8 AND M102 8 AND M102 9 OUT Y1 9 OUT Y1 10 10 MPPMPP 11 AND X3 11 AND X3 12 12 MPSMPS 13 AND M100 13 AND M100 14 OUT Y2 14 OUT Y2 15 15 MPPMPP 16 AND M105 16 AND M105 17 OUT Y3 17 OUT Y3M100M100X1X1X2X2M100M100Y1Y1M102M102Y0Y0X3X3Y3Y3M105M105Y2Y2MPSMPSMPPMPPMPSMPP栈指令示例：栈指令示例：作业：作业：写出下列梯形图相应的指令语句表M100M100X1X1X2X2M100M100Y1Y1M102M102Y0Y0X3X3Y3Y3M105M105Y2Y2MPSMPSMPPMPPMPSMPP7 7、主控指令、主控指令 MCMC、MCRMCRvMC主控指令，用于公共串联触点的连接指令。主控指令，用于公共串联触点的连接指令。vMCR主控复位指令，即主控复位指令，即MC指令的复位指令指令的复位指令。主控指令所完成的操作功能主控指令所完成的操作功能： 当某一触点（或一组触点）的条件满足时，按正常顺序执行；当这一条件不满足时，则不执行某部分程序，与这部分程序相关的继电器状态全为零。 MC、MCR两条指令的操作目标元件是Y、M。但不允许使用特殊的辅助继电器。 图中X0为主控指令的执行条件，当X0为ON时，执行MC与MCR之间的指令；当X0为OFF时，不执行MC与MCR之间的指令。 主控指令利用在母线中串接一个主控触点来实现控制，其作用如控制一组电路的总开关。MC、MCR指令的使用说明如图示。使用注意：（1）与主控触点相连接的触点用LD、LDI指令。（2）编程时对于主母线中串接的触点不输入指令，如图2-13中的N0 M100，它仅是主控指令的标记。（3）在MC指令内再使用 MC指令时，嵌套级N的编号（07）顺次增大，返回时使用MCR指令，从大套级开始解除，如图2-14所示。8 8、置位和复位指令、置位和复位指令SETSET、RSTRST指令的作用指令的作用: SET:置位指令，操作保持指令(接通并保持接通并保持)。RST:复位指令，操作复位指令。如图所示，X1为ON，Y0得电处于保持的状态，即使X1再断开对Y0也无影响，Y0得电状态一直保持到X2复位信号RST到来。指令的说明指令的说明:SET和RSET指令均为有记忆力的指令，常成对使用RSET指令具有优先级。v指令的梯形图指令的梯形图SETSETY0Y0X0X0RSTRSTY0Y0X1X1RSTRSTD0D0X2X2X0X1Y0v指令表程序指令表程序步序步序 指令指令 地址地址 0 LD X00 LD X0 1 1 SET Y0SET Y0 2 LD X1 2 LD X1 3 3 RST Y0 RST Y0 4 LD X2 4 LD X2 5 5 RST D0RST D0置位、复位指令指令应用举例：置位、复位指令指令应用举例：v积分计数器、定时器复位积分计数器、定时器复位X1X1X0X0T250T250RSETRSETT250T250K120X2X2M8200M8200X4X4C200C200RSETRSETC200C200K34X3X3v指令表程序指令表程序步序步序 指令指令 地址地址 0 LD X00 LD X0 1 1 RSET T250RSET T250 2 LD X1 2 LD X1 3 OUT T250 3 OUT T250 K120 K120 6 LD X2 6 LD X2 7 OUT M8200 7 OUT M8200 8 LD X3 8 LD X3 9 9 RSET C200RSET C200 10 LD X4 10 LD X4 11 OUT C200 11 OUT C200 K34 K349 9、 脉冲指令脉冲指令PLSPLS、PLFPLFvPLS脉冲上微分指令，用于在输入信号的上升沿产生脉冲输出。vPLF脉冲下微分指令，用于在输入信号的下降沿产生脉冲输出。应用如图2-27所示。v脉冲宽度为一个扫描周期的时间。1010、 空操作指令空操作指令NOPNOP NOP（No Operation）：空操作指令。vNOP是一条无动作、无目标元件的一个程序步。vNOP指令的作用有两个：一是在执行程序全部清除后，用NOP显示；二是用于修改程序，利用在程序中插入NOP指令，修改程序时可以使程序步序号的变化减少。1111、程序结束指令、程序结束指令ENDEND END：程序结束指令。vEND是一个与元件目标无关的指令。PLC的工作方式为循环扫描方式，即开机执行程序均由第一句指令语句（步序号为000）开始执行，一直执行到最后一条语句END，依次循环执行，END后面的指令无效（即PLC不执行）。所以利用在程序的适当位置上插入END，可以方便的进行程序的分段调试。一、编程的基本规则一、编程的基本规则 1、几个串联支路相并联时，应将触点最多的那个支路放在最上面； 2、几个并联支路相串联时，应将触点最多的支路放在最左面； 3、应尽量避免双线圈输出。 4、线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。 5、触点应画在水平线上，不能画在垂直线上（主控触点例外）。 6、触点只能与左母线相连，不能与右母线相连； 7、线圈只能与右母线相连，不能直接与左母线相连，右母线可以省略； 8、线圈可以并联，不能串联连接；4.3常用基本单元电路的编程举例常用基本单元电路的编程举例4.3.1编程的基本规则与技巧编程的基本规则与技巧（1）触点和线圈的常规位置（2）程序简洁化方法（3）避免使用双线圈（4）桥式电路的编程 （5）复杂电路的处理(FX系列PLC的编程基本原则)二、编程的技巧二、编程的技巧1 1、采用合理的编程顺序和适当的电路变换，尽量减少程序步数，以、采用合理的编程顺序和适当的电路变换，尽量减少程序步数，以节省内存空间和缩短扫描时间节省内存空间和缩短扫描时间、并联电路、并联电路上下上下位置可调，应将单个触点的支路放下位置可调，应将单个触点的支路放下面。面。 0 LD X4 0 LD X4 1 LD X1 1 LD X1 2 AND X2 2 AND X2 3 3 OR-LD OR-LD 4 OUT Y0 4 OUT Y0 0 LD X1 0 LD X1 1 AND X2 1 AND X2 2 OR X2 2 OR X2 3 OUT Y0 3 OUT Y0X1Y0Y0X4X2好！不好！X1Y0Y0X2X4OR-LD二、编程的技巧二、编程的技巧、串联电路、串联电路左右左右位置可调，应将单个触点放在右边。位置可调，应将单个触点放在右边。 0 LD X1 0 LD X1 1 LD X2 1 LD X2 2 OR X4 2 OR X4 3 3 ANB ANB 4 OUT Y0 4 OUT Y0 0 LD X2 0 LD X2 1 OR X4 1 OR X4 2 AND X1 2 AND X1 3 OUT Y0 3 OUT Y0X1Y0Y0X2X4好！不好！X1Y0Y0X2X4ANB二、编程的技巧二、编程的技巧3 3、双线圈输出的处理、双线圈输出的处理X1Y0Y0X2Y0Y0X4Y0Y0X1Y0Y0X2X4二、编程的技巧二、编程的技巧4 4、线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。、线圈并联电路中，应将单个线圈放在上边。X1Y0Y0X2Y1Y1 0 LD X10 LD X1 1 1 MPSMPS 2 AND X2 2 AND X2 3 3 OUT Y0OUT Y0 4 4 MPPMPP 5 OUT Y1 5 OUT Y1 0 LD X10 LD X1 1 OUT Y1 1 OUT Y1 2 AND X2 2 AND X2 3 3 OUT Y0OUT Y0好！不好！X2Y0Y0X1Y1Y1MPSMPP二、编程的技巧二、编程的技巧5 5、桥形电路的化简方法：找出每条、桥形电路的化简方法：找出每条输出路径输出路径进行并联进行并联X1Y0Y0X2X4X3X5X1X1X4X5X3Y0Y0X2X5X3二、编程的技巧二、编程的技巧 6、梯形图都是从左母线开始，终于右母线。线圈只能接在右边的母线上，不能直接接在左母线上，并且所有的触点不能放在线圈的右边。课堂小结：课堂小结：梯形图编程的规则及技巧作业：作业：v1、PLC程序设计有那些基本要求？v2、分析下列梯形图设计是否规范，若不合理，请改正4.3.2.PLC4.3.2.PLC执行用户程序的过程分析执行用户程序的过程分析1.1.用户程序的用户程序的I/OI/O状态分析法状态分析法将每个周期中的X状态和上一个周期中的Y状态作为已知条件，将这些已知条件带入到梯形图各个梯级的逻辑表达式中进行运算，便可以得到本周期的各个输出（Y）状态，依次分析，最后可得到四个周期的Y状态。2. 2. 扫描时间及输入信号最高频率的确定扫描时间及输入信号最高频率的确定vPLC运行正常时，扫描周期的长短不仅与CPU的运算速度有关，还与I/O点的情况、用户控制程序的长短及编程情况等均有关。v通常用PLC执行1K字指令所需的时间，表示PLC扫描的速度，一般大约110mS/K。以欧姆龙C系列的P型机为例，其内部处理的时间为1.26mS；执行编程器等外部设备的命令所需时间为12mS（没有和外部设备相连时，该段时间为零），I/O执行时间1mS。当用户程序较长时，指令执行的时间在扫描周期中占主要的比例。v需要注意的是，对于不同的指令其执行的时间是不相同的，从零点几微秒到上百微秒不等，所以在程序中选用的指令不同，其扫描的时间会大不相同。 v输入信号的状态是在PLC输入处理时间内被检测的。如果输入信号的ON时间或OFF时间过窄，有可能监测不到。也就是说PLC输入信号的ON/OFF时间，必须比PLC的扫描时间长。若考虑输入滤波的响应时间延迟为10mS，则输入的ON/OFF时间至少为20mS。但利用PLC的功能指令，可以处理较高频率的输入信号。第四节第四节 可编程控制器的程序设计可编程控制器的程序设计 vPLC的程序设计是采用编程语言描述控制任务的过程。PLC程序设计常采用的方法有经验法和顺序功能图法。 本章讲述采用经验法和顺序功能图法设计PLC的控制程序。v本节学习的要点：v1.梯形图的经验设计方法v2.功能图的程序设计方法v3.步进指令的应用v4.顺序控制梯形图的编程方法4.4.1 4.4.1 梯形图的经验设计方法梯形图的经验设计方法v经验法设计控制程序的步骤：v（1）了解受控设备及工艺过程、分析控制系统的要求、选择控制方案；v（2）根据受控系统的工艺要求，确定主令元件、检测元件及辅助继电器等；v（3）利用输入信号设计启动、停止和自保功能；v（4）使用辅助元件、定时器和计数器；v（5）使用功能指令；v（6）加入互锁条件和保护条件；v（7）检查、修改和完善程序。4.4.2 4.4.2 常用基本单元电路的编程举例常用基本单元电路的编程举例一、定时器和计数器的编程方法一、定时器和计数器的编程方法1.延时断开电路延时断开电路在上图中,当X2为ON时，Y3得电，并自保，由于X2的常闭触点断开，使T50的线圈不能得电；当输入X2为OFF（常开触点断开）时，X2的常闭触点闭合，T50线圈得电，经过15秒钟使设定值减到零，T50的常闭触点断开，Y3线圈断开，实现Y3在X2为OFF的时刻延时15秒。2.2.延时闭合延时闭合/ /断开电路断开电路上图电路可实现：在X0为ON时Y4延时5秒得电，在X0为0FF时Y4延时5秒失电。当输入X0为ON时T50得电，延时5秒后，T50所带的常开触点闭合，Y4得电且自保。当输入X0为OFF时，其常闭触点闭合，T51得电，延时5秒后，T51所带的常闭触点断开，Y4线圈解除自保断电。3.3.脉冲发生器电路脉冲发生器电路上图所示脉冲振荡电路可以产生50S的脉冲信号。当X0闭合后，T50线圈得电经过30S后，其常开触点闭合，T51线圈得电开始延时，经过20S后T51触点动作，其常闭触点使T50线圈失电，T50常开触点又使T51断开，一个周期结束。在一个周期中T50的触点闭合20S，断开30S；而T51的触点只闭合一个扫描周期的时间，其波形图如图3-3所示。4.定时器的扩展上图为定时器的扩展电路。图中通过两个定时器的串联，可以实现延时1300秒。在图中T0的设定值为800秒，T1的设定值为500秒。当X0为ON时，T0就开始计时，当到达800秒时，T0所带的常开触点闭合，使T1得电开始计时，再延时500秒后，T1的常开触点闭合，Y0线圈得电，获得延时1300秒的输出信号。5.定时器和计数器的组合使用上图电路可以获得30000秒的延时。当X0闭合时，T0线圈得电开始计时，当100秒延时时间到，T0的常闭触点断开，使T0自身复位，在T0线圈再次得电后又可以开始计时。T0的常开触点每隔100秒钟闭合1次，计数器计1次数，当计到300次时，C0的常开触点闭合，Y1线圈得电闭合，实现Y1线圈从X0为ON时刻，延时300100秒才有输出。X4用于给计数器复位。作业：作业：请设计一个电动机控制电路，要求：当开关闭合时，电动机延时5秒后通电运行，而当开关断电后，电动机延时5秒后停止工作。二、 启动、停止及自保控制作用的编程方法1.1.启动优先式控制环节启动优先式控制环节 在图3-6a）中，当启动信号X0为ON时，无论关断信号X1的状态如何，Y0总被启动，并通过X1的常闭触点实现自保。当X0为OFF后，将停止信号X1的常闭触点断开，Y0断电。因为当启动信号X0与停止信号X1同时作用时，启动信号有效，所以称此电路为启动优先式，常用于报警设备、安全防护及救援设备，需要准确可靠的启动控制，无论停止按钮是否处于闭合状态，只要按下启动按钮，便可以启动设备。2.停止优先式控制环节 在图3-6b）中，当启动信号X0为ON时Y0得电，通过停止信号X1的常闭触点使Y0得电且自保。当停止信号X1的常闭触点为OFF时，无论启动信号状态如何，Y0线圈始终失电。由于X0与X1同时作用时，停止信号有效，所以称此电路为停止优先式，常用于需要紧急停车的场合。 三、三、 互锁及连锁控制的编程方法互锁及连锁控制的编程方法v1.1.互锁控制互锁控制v 在一些机械设备的控制中，经常见到存在某种互为制约的关系，在PLC控制电路中一般用反映某一运动的信号去控制另一运动相应的电路，达到互锁控制的要求。图3-7为互锁控制的梯形图，图中为了使Y0和Y1不能同时得电，用Y0和Y1的常闭触点，分别串接于对方的控制电路中，实现互锁功能。 图3-72.2.联锁控制联锁控制 图3-8为联锁控制梯形图，线圈Y0的常开触点串接于线圈Y1的控制电路中，线圈Y1的得电是以Y0的接通为条件。只有Y0接通才允许Y1的接通。Y0关闭后Y1也被关闭，且在Y0接通的条件下，Y1可以自行启动和停止。五、手动及自动控制的编程方法v图3-9为自动控制系统的手动与自动切换梯形图，输入信号X0为系统设置的手动/自动选择开关，当选择手动工作状态时，X0为ON满足主控指令的执行条件，执行手动控制程序，同时满足跳转执行条件，不执行自动控制程序；相反当选择自动工作状态时，X0为OFF时，不执行手动程序，执行自动程序。六、六、 顺序控制的编程方法顺序控制的编程方法v使控制系统能按照固定的步骤，一步接着一步的执行。选择代表前一个运动的常开触点串联于在后一个运动的启动电路中，作为后一个运动的发生条件（约束条件）。同时选择代表后一个运动的常闭触点串联于前一个运动的停止线路中，作为关闭条件。这样才能保证，只有在前一个运动发生了，才允许后一个运动可以产生；而一旦后一个运动发生，立即就使前一个运动停止。达到顺序步进控制。图3-10所示顺序步进控制线路，其中a)图为采用停止优先控制方式，b)图为采用启动优先控制方式。a)采用停止优先控制方式， b)采用启动优先控制方式a）b）3.2.6 3.2.6 逻辑指令编程举例逻辑指令编程举例例例1 1：电机正反转控制按下正向启动按钮X1为ON时，Y0线圈得电并自保，电动机正转。与此同时，Y0的常闭触点断开Y1线圈，实现了电气的互锁。当按下反向启动按钮，X2为ON时，Y1线圈得电，电动机反转。与此同时，Y1的常闭触点断开，使Y0线圈失电，实现电气互锁。停机时按下停止按钮，X0的常闭触点断开；过载时热继电器触点闭合，即X3的常闭触点断开，这两种情况都使线圈Y0、Y1失电，从而使得KM1、KM2断电释放，电动机停下来。图3-11例例2 2：两台电机顺序启动控制v图3-12所示两台电机顺序启动联锁控制的梯形图。图中由接触器KM1、KM2分别控制电机1和电机2。图3-12X0为ON启动电机1。10秒后启动电机2。按下停止按钮X1，两台电机立即停止。Y1过载X2常闭触点（热继电器FR1）断开，两台电机均停止。Y2过载，即X3常闭触点动作，KM2失电，电机2停止转动，但电机1仍然继续运行。作业：作业：设计题：请设计一个三台电动机顺序起动控制电路，要求：当第一台电动机起动后，过10秒第二台电动机起动，再过10秒后第三台电动机起动，按停止按钮后，三台电动机同时停止。例例3 3：某锅炉的鼓风机和引风机控制 控制要求： 在启动时，鼓风机比引风机晚12S启动，在停止时，引风机比鼓风机晚15S停机，采用经验设计法设计的梯形图和时序波形图如图3-13所示。Y1端口接引风机； Y2端口接鼓风机。例4：具有自保功能报警系统 如图所示某一具有自保功能报警系统的梯形图。该控制程序可以实现声光报警功能，并具有手动检查报警指示灯是否正常、蜂鸣器消音和改变报警指示灯状态的功能。内部特殊继电器 M8012 为0.1S时钟。手动使X1为ON时，通过Y0点亮报警指示灯，所以X1为报警指示灯的检查开关。当有报警信号时X0为ON，则M100得电，在第三个梯级中0.1S脉冲时钟信号M8012通过输出端Y0，驱动报警指示灯点亮（按0.1S频率闪烁）、同时Y1端蜂鸣器发声，实现声光报警功能。一、电动机的连续运转一、电动机的连续运转FRFUKMQSM3电源开关电源开关接触器主触点接触器主触点热继电器热元件热继电器热元件熔断器熔断器三相异步电动机三相异步电动机L1L2L3v主电路主电路一、电动机的连续运转一、电动机的连续运转vI/OI/O接线图接线图启动按钮启动按钮SB1X1停止按钮停止按钮SB2X2SB1KM1SB2COM1Y1COMX1X2FR运行接触器运行接触器KMY1FRX3热继电器的常闭热继电器的常闭触点可以作为输触点可以作为输入信号进行过载入信号进行过载保护，也可以在保护，也可以在输出进行保护输出进行保护热热继电器继电器电源电源一、电动机的连续运转一、电动机的连续运转v梯形图梯形图X1X1X2X2Y1Y1v指令表程序指令表程序启动启动自锁自锁停止停止X1X1Y1Y1Y1Y1X2X2END步序步序 指令指令 地址地址0 LD X10 LD X1 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X2 2 ANI X2 3 3 OUT Y1OUT Y1 4 END 4 END时序图时序图输出线圈输出线圈电动机的连续运转电动机的连续运转一、电动机的连续运转一、电动机的连续运转v常闭触点输入信号的处理常闭触点输入信号的处理电气原理图电气原理图KMKMSB1SB2端子接线图端子接线图X2X1SB1SB2COM常闭触点常闭触点梯形图梯形图X1X1Y1Y1Y0Y0X2X2常开触点常开触点二、电动机的正反转控制二、电动机的正反转控制FUKM1QS正转正转接触器接触器反转接触器反转接触器L1L2L3v主电路主电路KM2FRMM33注意调相注意调相注意调相注意调相二、电动机的正反转控制二、电动机的正反转控制vI/OI/O接线图接线图正转启动正转启动SB2-X0反转启动反转启动SB3-X1停止停止SB1-X2KM2SB2KM1SB3SB1KM2KM2KM1KM1电源电源FRFR正转接触器正转接触器KM1-YI反转接触器反转接触器KM2-Y2正转互锁正转互锁反转互锁反转互锁Y1COMX0X1X2Y2COM1二、电动机的正反转控制二、电动机的正反转控制l梯形图梯形图v指令表指令表 0 LD X10 LD X1 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X2 2 ANI X2 3 3 ANI ANI X1X1 4 4 ANIANI Y2Y2 5 OUT Y1 5 OUT Y1 6 LD X1 6 LD X1 7 OR Y2 7 OR Y2 8 ANI X2 8 ANI X2 9 9 ANIANI X0X0 10 10 ANI ANI Y1 Y1 11 OUT Y2 11 OUT Y2 12 END 12 END正转正转反转反转X0Y1Y1X2Y2X1X1Y2Y2X2Y1X0END电动机的正反转控制电动机的正反转控制二、电动机的正反转控制二、电动机的正反转控制v注意注意I/OI/O接线图中的硬件互锁接线图中的硬件互锁梯形图中的软件互锁梯形图中的软件互锁三、电动机的顺序控制三、电动机的顺序控制v主电路主电路FR1FUKM2QSM13M23M33KM1KM3FR2FR3L1L2L3三、电动机的顺序控制三、电动机的顺序控制vI/OI/O接线图接线图M1M1启动启动M1M1停止停止M2M2启动启动M2M2停止停止M3M3启动启动M3M3停止停止M3M3运行运行M2M2运行运行M1M1运行运行SB2SB3SB1SB4SB5SB6COM1Y1COMKM2X0KM1X1X2Y2FR1ACX3Y3KM3FR2FR3X4X5三、电动机的顺序控制三、电动机的顺序控制v梯形图梯形图X0Y1Y1X1ENDX2Y2X3X4Y3X5Y2Y3三、电动机的顺序控制三、电动机的顺序控制v指令表指令表 0 LD X0 0 LD X0 1 OR Y1 1 OR Y1 2 ANI X1 2 ANI X1 3 3 OUT Y1OUT Y1 4 4 LDLD X2 X2 5 OR Y2 5 OR Y2 6 6 ANBANB 7 ANI X3 7 ANI X3 8 OUT Y2 8 OUT Y2 9 9 LDLD X4 X4 10 OR Y3 10 OR Y3 11 11 ANBANB 12 ANI X5 12 ANI X5 13 OUT Y3 13 OUT Y3 14 END 14 ENDv注意注意回路的起点用回路的起点用LDLD指令指令回路串联指令为回路串联指令为ANBANB可以先串回路再串触可以先串回路再串触 点，也可以先串触点点，也可以先串触点 再串回路。再串回路。电动机的顺序控制电动机的顺序控制四、定时器的应用四、定时器的应用定时器设定值最大为定时器设定值最大为3276732767，最长延时时，最长延时时间不足间不足1 1小时，如何实现长延时？小时，如何实现长延时？v问题的提出问题的提出FXFX系列系列PLCPLC提供的定时器只有通电延时类提供的定时器只有通电延时类型，如何实现断电延时的功能？型，如何实现断电延时的功能？四、定时器的应用四、定时器的应用v通电延时通电延时/ /断电延时断电延时X0T0T0K90Y1T1T1X0K70T0Y1Y1T1Y19SX07SY1T0T1通电延时通电延时接通接通断电延时断电延时断开断开X0T0T0T0Y0Y0T1T1K30000K30000K6000K6000T1四、定时器的应用四、定时器的应用v定时器的串联定时器的串联定时器的最大设定值为定时器的最大设定值为3276732767，不足，不足1 1小时，为小时，为了扩展定时器的延时时了扩展定时器的延时时间，可以采用几种方法间，可以采用几种方法延时时间延时时间=T0+T1=T0+T1=3600s四、定时器的应用（长延时电路）四、定时器的应用（长延时电路）v定时器和计数器配合使用定时器和计数器配合使用X2T0T0T0C0X2RSTC0Y0C0K600K60延时时间延时时间=60s=60s60=3600s60=3600sT0常开触点常开触点1HourX2Y060sC0C0对对T0T0的的60s60s脉冲计数脉冲计数五、闪烁（振荡）电路五、闪烁（振荡）电路X0T0T0T1T0Y0Y0T1T1K20K302SX0Y03S小结小结v2020条基本逻辑指令的意义、助记符、操作元件及条基本逻辑指令的意义、助记符、操作元件及使用方法使用方法v梯形图编程规则与编程技巧梯形图编程规则与编程技巧vI/OI/O接线图的设计及输入常闭触点的处理接线图的设计及输入常闭触点的处理v三相异步电动机简单控制电路的三相异步电动机简单控制电路的PLCPLC程序设计程序设计v定时器使用定时器使用断电延时、长延时定时器的实现断电延时、长延时定时器的实现v振荡电路的实现振荡电路的实现作业：作业：P1374-1(a)P1374-2(a)作业：作业：P1394-5第五章第五章机械设备的机械设备的PLC控制控制PLC控制系统设计的一般步骤：控制系统设计的一般步骤：v（1）深入了解控制要求，确定控制的操作方式、应完成的动作。v（2）确定所需的信号输入元件、输出执行元件，据此确定PLC的I/O点数。进行I/O点的分配。v（3）选定PLC型号。v（4）绘制PLC外部接线图，设计控制系统的主电路。v（5）设计PLC控制程序。v（6）模拟调试。v（7）制作控制柜。v（8）进行现场调试。v（9）编制技术文件。第五章第五章机械设备的机械设备的PLC控制控制第一节第一节建筑设备的建筑设备的PLC控制控制v一、仓库大门的PLC控制1、控制要求：1）、在操作面板上设有SB1和SB2两个动合按钮，其中SB1用来起动大门控制系统，SB2用于停止大门控制系统。2）、用两种不同的传感器检测车辆。用超声波接收开关检测是否有车辆要进入大门。当本单位的车辆驶近大门时，车上发出特定编码的超声波，被门上的超声波接收器识别出，输出逻辑“1”信号，则开启大门。用光电开关检测车辆是否已进入大门。3）、门的上限装有限位开关SQ1,门的下限装有限位开关SQ2。4）、门的上下运动由电动机驱动，开门接触器KM1闭合时门打开，关门接触器KM2闭合时关下。2、PLC的I/O分配，PLC的I/O接线：3、梯形图分析：第二节第二节小车往返运动的小车往返运动的PLC控制控制一、一处卸料运料小车自动往返控制小车运动示意图：小车运动主电路：v1、控制要求：送料小车起动运行后，首先右行，在到达限位开关SQ1处，停下来装料，30s后装料结束，小车开始左行；小车左行到限位开关SQ2处，停下来卸料，1min后卸料结束，再右行；右行到限位开关SQ1处在装料。这样不停地循环工作，直至按下停止按钮。2、PLC的I/O分配，PLC的I/O接线：3、梯形图分析：第二节第二节小车往返运动的小车往返运动的PLC控制控制二、两处卸料运料小车PLC控制小车运动示意图：小车运动主电路：1、控制要求：在单处卸料的基础上，增加了一处中间卸料，即启动小车后，右行先到中间卸料，再左行装料后，右行至右限位处卸料，如此反复。2、PLC的I/O分配，PLC的I/O接线：3、梯形图分析：作业：作业：v请简述请简述PLC控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤3交通路口信号灯控制交通路口信号灯控制v控制要求控制要求:v在十字路口南北方向以及东西方向均设有红、黄、绿三只信号灯，六只信号灯依一定的时序循环往复工作。信号灯受电源总开关控制，接通电源，信号灯系统开始工作；关闭电源，所有的信号灯都熄灭。当程序运行出错，东西与南北方向的绿灯同时点亮时，程序自动关闭。在晚上车辆稀少时，要求交通灯处于下班状态，即两个方向的黄灯一直闪烁。v在信号灯工作期间，东西以及南北方向的红灯为长亮，时间为30s，在红灯亮时的最后2s，东西以及南北方向的黄灯同时点亮，时间为2s，东西以及南北方向的绿灯为长亮25s，然后闪烁3s。红绿灯示意图如图11-8所示，具体要求如表11-6所示。图11-8十字路口交通信号灯示意图表11-6交通灯控制具体要求东西方向信号灯绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮红灯亮黄灯亮信号时间25s3s2s2s30s南北方向信号灯红灯亮绿灯亮绿灯闪亮黄灯亮黄灯亮信号时间2s25s3s2s30s采用采用S7-200（一）系统配置根据信号控制要求，如果采用S7-200控制，可选用CPU222，其I/O接线及其分配如图5-9所示。图中用一个输出点驱动两个信号灯，如果PLC输出电流不够，可以用一个输出点驱动一个信号灯，也可以在PLC输出端增设中间继电器，由中间继电器再去驱动信号灯。图5-9交通灯PLCI/O接线图（二）程序设计1用基本逻辑指令编程用基本逻辑指令编程十字路口交通信号灯控制的时序图如图5-10所示。用基本逻辑设计的信号灯控制梯形图如图5-11所示。图5-10十字路口交通信号灯控制的时序图图5-11用基本指令控制的十字路口交通信号灯按下白天启动按钮I0.0，系统进入上班状态，工作时序如图11-10所示；按下夜间按钮I0.1，系统进入下班状态，只有黄灯闪烁；按下停止按钮I0.2，信号系统终止运行，所有信号灯熄灭。