順控和保護(hù)講稿(第一、二、三章)

1、第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 熱工開關(guān)量控制技術(shù)的內(nèi)容熱工開關(guān)量控制技術(shù)的內(nèi)容圖1-1 反饋控制和順序控制的基本構(gòu)成什么是開關(guān)量？什么是開關(guān)量控制？火電機(jī)組自動(dòng)化包含哪些控制系統(tǒng)？開關(guān)量控制系統(tǒng)有那幾方面的應(yīng)用？第二節(jié)第二節(jié) 開關(guān)量控制系統(tǒng)的組成開關(guān)量控制系統(tǒng)的組成圖1-2 順序控制裝置與系統(tǒng)的構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)的組成邏輯控制裝置的邏輯控制原理本課程的知識(shí)體系本課程的知識(shí)體系本課程輔助教學(xué)軟件本課程輔助教學(xué)軟件-Automation Studio簡介簡介第二章第二章 開關(guān)量變送器及執(zhí)行部件開關(guān)量變送器及執(zhí)行部件第一節(jié)第一節(jié) 開關(guān)量變送器開關(guān)量變送器一、開關(guān)量變送器的類型二、開關(guān)量變送器的

2、技術(shù)指標(biāo)可靠性、重復(fù)性、切換值和切換差圖2-1 切換值與死區(qū)三、開關(guān)量變送器的工作過程示例圖2-2 膜片型壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)和輸出曲線第二節(jié)第二節(jié) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)1.電動(dòng)閥門的組成圖2-3 電動(dòng)閥門組成方框圖2.對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制的技術(shù)要求二、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)三、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 邏輯代數(shù)方程與解析 可靠性理論基礎(chǔ)第三章第三章 開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 繼電器邏輯控制原理及實(shí)例繼電器邏輯控制原理及實(shí)例一、常用控制電器及符號(hào)二、繼電器原理線路圖繪制的一般原則三、典型應(yīng)用線路圖3-1 報(bào)警線路 圖3-2 聯(lián)鎖控制電路圖 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路 圖 電機(jī)正反轉(zhuǎn)反復(fù)控制電

3、路 圖3-3 順序啟動(dòng)線路 圖 步進(jìn)邏輯控制線路 圖3-4 備用電源自動(dòng)投入電路 圖3-5 電動(dòng)門控制電路 圖3-6 高壓用電動(dòng)機(jī)控制電路 注意和避免的幾個(gè)的問題第二節(jié)第二節(jié) 可編程序控制器定義和應(yīng)用綜述可編程序控制器定義和應(yīng)用綜述一、可編程控制器的特點(diǎn)（1.PLC出現(xiàn) 2.PLC定義和特點(diǎn)）二、可編程序控制器的分類三、編程語言四、編程工具第三章第三章 開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié) 可編程序控制器工作過程和可編程序控制器工作過程和I/O接線接線圖3-7 PLC的構(gòu)成框圖一、可編程序控制器的工作過程圖3-8 PLC掃描過程 圖3-9 PLC用戶程序工作過程二、可編程序控制

4、器的I/O接線圖3-10 直流輸入電路（PLC典型輸入電路 ）圖3-11 繼電器輸出單元（PLC典型輸出電路 ）三、可編程序控制器的I/O接口的抗干擾設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 可編程序控制器的軟件可編程序控制器的軟件及編程語言及編程語言一、梯形圖（Ladder diagram）圖3-17 繼電器邏輯圖（a）和梯形圖（b） 二、語句表（Instruction list）三、功能模塊圖（Function block diagram）圖3-18 功能模塊圖示例 四、順序功能圖語言（Sequential function chart）圖3-20 順序功能圖示例五、結(jié)構(gòu)文本（Structured text）第三

5、章第三章 開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用第五節(jié)第五節(jié) 梯形圖編程和實(shí)例梯形圖編程和實(shí)例 （PLC中的內(nèi)部資源）一、梯形圖語言圖3-21 梯形圖的構(gòu)成和規(guī)則 圖3-22 梯形圖的實(shí)例二、梯形圖資源的圖符表示表3-2 接點(diǎn)表3-3 線圈 圖3-23 計(jì)時(shí)與計(jì)數(shù) 圖3-24 記憶功能表達(dá)三、梯形圖的順序控制功能（略）四、梯形圖的標(biāo)準(zhǔn)（略）五、與繼電器電路圖的比較（并行與串行處理、單向和雙向工作）圖3-25 移位作用 （移位寄存器的圖符和作用）圖3-26 把梯形圖看作繼電器回路圖時(shí)六、梯形圖的缺點(diǎn)七、應(yīng)用實(shí)例例1 閃爍電路 例2 脈寬可調(diào)單脈沖電路 例3 三相異步電機(jī)的Y-降壓啟動(dòng)電路 第三

6、章第三章 開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用開關(guān)量控制裝置及應(yīng)用第六節(jié)第六節(jié) 順序功能圖結(jié)構(gòu)及應(yīng)用順序功能圖結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 一、SFC的思考方法圖3-34 典型自動(dòng)化系統(tǒng)框圖二、應(yīng)用規(guī)則和結(jié)構(gòu)圖3-35 SFC的基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)則及動(dòng)畫演示圖3-36 單序列結(jié)構(gòu)圖3-37 選擇結(jié)構(gòu)表3-11 多分支和并行結(jié)構(gòu)的規(guī)則圖3-38 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-39 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-40 層次化圖3-41 重復(fù)使用同一序列圖3-42 宏觀化圖3-43 并行分割三、應(yīng)用實(shí)例圖3-44 SFC表達(dá)示例圖3-45 SFC表達(dá)管理進(jìn)程示例功能模塊圖及實(shí)例功能模塊圖及實(shí)例一、功能模塊圖的特點(diǎn)1.以功能模塊為單位，每個(gè)功能模塊有明確的邏輯

7、關(guān)系或功能，分析理解控制方案簡單容易；2.用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；3.適于規(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(shí)間大大減少。 二、應(yīng)用實(shí)例例1 閃爍電路例2 電機(jī)啟?？刂频乃姆N編程例2 設(shè)備順序AB/BA選擇邏輯第七節(jié)第七節(jié) 順序控制的編程方法順序控制的編程方法圖1-1 反饋控制和順序控制的基本構(gòu)成 相同：控制目的相同、控制系統(tǒng)組成相似；相同：控制目的相同、控制系統(tǒng)組成相似；不同：控制目標(biāo)不同、工作原理不同、控制規(guī)律不同。不同：控制目標(biāo)不同、工作原理不同、控制規(guī)律不同。順序控制中檢測(cè)信號(hào)并

8、非必須的圖1-2 順序控制裝置與系統(tǒng)的構(gòu)成 圖2-1 切換值與死區(qū) 邏輯“1”輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸出高報(bào)警輸出低報(bào)警動(dòng)作值動(dòng)作值返回值返回值邏輯“0”死區(qū)死區(qū)圖2-2 膜片型壓力開關(guān)的典型結(jié)構(gòu)和輸出曲線 (a) (b) F1F2+F3() F1F2 ()動(dòng)作值忽略開關(guān)力矩返回值忽略開關(guān)力矩圖2-3 電動(dòng)閥門組成方框圖 圖2-4 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及兩種作用方式 氣壓信號(hào)流體簿膜彈簧閥座閥芯（a）氣壓信號(hào)流體（b）氣壓信號(hào)流體圖3-1 報(bào)警線路 1KA1X11KA1HLX22KA11KA22KA23KA13KA22KA2HL2SB1SB3KAHA圖3-2 聯(lián)鎖控制電路 M2M12#輸料皮帶1#輸

9、料皮帶1FU1KM35 M1FRM11FR1KM11KM2SB1SB2FU2KM24 M2FRM22FR2KM14SB3SB1KM22KMQ圖3-3 順序啟動(dòng)線路 1FU1KM24 M1FR1MYV2SB1SB2FU2KM1-3 M2FR1SP1KA1HL1KM2KM1KM11FRP1KA2IKA12SP2KA2HLP2KA12KA22FR2M圖3-4 備用電源自動(dòng)投入電路 1FU1KM132FU2KM131QK2QK2KM41KM1KM42KM1#電源2#電源至用電設(shè)備圖3-5 電動(dòng)門控制電路 圖3-6 高壓用電動(dòng)機(jī)控制電路 圖3-7 PLC的構(gòu)成框圖 輸入接口中央處理單元存儲(chǔ)器輸出接口編程

10、單元地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線電源單元SQ開關(guān)或傳感器繼電器觸點(diǎn)行程開關(guān)模擬量輸入指示燈電磁裝置電動(dòng)機(jī)其它執(zhí)行裝置或接觸器 M圖3-8 PLC掃描過程 內(nèi)部處理通信操作輸入處理程序執(zhí)行輸出處理停止運(yùn)行圖3-9 PLC用戶程序工作過程 輸入端子輸出端子輸入映像寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存電路X1Y1X2Y1X3Y2輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新讀讀讀寫圖-10 直流輸入電路 CCOMLEDR2R1內(nèi)部電路PLC24VDC圖3-11 繼電器輸出單元 COMLEDR輸出鎖存器PLC負(fù)載內(nèi)部電路圖3-12 輸入漏電流的處理 傳感器輸入電源PLC泄放電阻R圖3-13 輸出漏電流的處理 負(fù)載電源PLCCOMOUT

11、泄放電阻R負(fù)載圖3-14 輸出沖擊電流的處理 負(fù) 載 電 源PLCCOMOUT負(fù) 載 電 源PLCCOMOUT泄 放 電 阻R泄 放 電 阻R(a)(b)圖3-15 感性負(fù)載的浪涌抑制器 INC O M二 極 管P LCO U TC O MP LCLD C 輸 入L浪 涌 抑 制 器交 流 負(fù) 載 ：繼 電 器 接 點(diǎn)或 雙 向 可 控硅 輸 出O U TC O MP LCL直 流 負(fù) 載 ：繼 電 器 接 點(diǎn)或 晶 體 管 輸出二 極 管(a)(b)(c)圖3-16 輸出負(fù)載的抗干擾負(fù)載負(fù)載交流電源時(shí)：C：0.5F20%,min耐壓：最小1500VR：5030%,0.5w直流電源時(shí)：選擇一個(gè)

12、二極管，其擊穿電壓和額定電流取決于負(fù)載(a)(b)1KA1KA1S1S2SQ2KMX1X2Y1Y2X3Y1圖3-17 繼電器邏輯圖（a）和梯形圖（b） 圖3-18 功能模塊圖示例 X1X2X3Y1Y2圖3-19 功能塊圖的不同圖例 &AND=ORNOT與門電路 或門電路 非門電路 圖3-20 順序功能圖示例 步1步2步3動(dòng)作（或命令）1動(dòng)作（或命令）2轉(zhuǎn)換條件1轉(zhuǎn)換條件2圖3-21 梯形圖的構(gòu)成和規(guī)則 I1Q1I5Q2I7I12I2I3I6I10I8I13I4I11I9Q3接點(diǎn)、線、線圈的粗線部表示ON狀態(tài)圖3-22 梯形圖的實(shí)例 圖3-23 接點(diǎn)的動(dòng)作 類型符號(hào)動(dòng)作a接點(diǎn)b接點(diǎn)正方向變化檢測(cè)

13、接點(diǎn)負(fù)方向變化檢測(cè)接點(diǎn)XXXPXNa接點(diǎn)ONOFFX10ON10OFFb接點(diǎn)X1100接點(diǎn)右接點(diǎn)右T1100接點(diǎn)右接點(diǎn)右T注：T：控制周期變化檢測(cè)接點(diǎn)用于記憶接點(diǎn)左側(cè)的狀態(tài)圖3-24 線圈的動(dòng)作 圖3-25 計(jì)時(shí) I1Q1TONEN QPT ET10sPT:設(shè)定值；ET:當(dāng)前值；EN:輸入；Q:輸出T0 K10I1T0計(jì)時(shí)器；K10設(shè)定值（1）（2）（a）計(jì)時(shí)表現(xiàn)（常用的二種形式）QEN閉合延遲計(jì)時(shí)器TON斷開延時(shí)計(jì)時(shí)器TOF脈沖TP（b）計(jì)時(shí)種類ET 0PTPT00QENET PTPT00QENET 0PTPT00PT以下0PTPT圖3-26 記憶 圖3-1 順序運(yùn)算功能 順序運(yùn)算功能內(nèi) 容

14、1邏輯運(yùn)算信號(hào)與、或、非及串行、并行的執(zhí)行2輸出把邏輯運(yùn)算結(jié)果送到外部輸出或內(nèi)存3置位與復(fù)位只在信號(hào)變化時(shí)把輸出置位（開）、復(fù)位（關(guān)）4移位把ON、OFF信號(hào)順序送到移位寄存器5脈沖（微分）檢測(cè)信號(hào)的上升沿、下降沿變化6主控制程序的塊切換7計(jì)時(shí)根據(jù)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)8計(jì)數(shù)由計(jì)數(shù)器記錄信號(hào)變化的次數(shù)表3-2 數(shù)值運(yùn)算功能數(shù)值運(yùn)算功能內(nèi) 容1四則運(yùn)算加減乘除的固定小數(shù)點(diǎn)或浮點(diǎn)小數(shù)的運(yùn)算2加、減指定運(yùn)算對(duì)象的內(nèi)容加1或減13函數(shù)運(yùn)算三角函數(shù)、對(duì)數(shù)、開方運(yùn)算4PID運(yùn)算模擬量數(shù)值化的比例（P）、積分（I）、微分（D）運(yùn)算5求補(bǔ)運(yùn)算二進(jìn)制的正負(fù)數(shù)間的符號(hào)變換6比較運(yùn)算判定數(shù)值間的大于、小于、等于7常數(shù)產(chǎn)生產(chǎn)生二

15、進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)、BCD碼8碼制變換二進(jìn)制數(shù)和BCD碼變換圖3-27 移位寄存器 圖3-28 把梯形圖看作繼電器回路圖時(shí) 2100634175891011101圖3-27 順控系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程圖3-28 燃油爐示意圖 圖3-29 程啟過程功能設(shè)計(jì) 圖3-30 程停過程功能設(shè)計(jì) 圖3-31 水位超限保護(hù)框圖 表3-10 I/O點(diǎn)編號(hào)的分配輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸入點(diǎn)編號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸出點(diǎn)編號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕X0X0燃油預(yù)熱器接燃油預(yù)熱器接觸器觸器Y0Y0停止按鈕停止按鈕X1X1鼓風(fēng)機(jī)接觸器鼓風(fēng)機(jī)接觸器Y1Y1蒸汽壓力開關(guān)蒸汽壓力開關(guān)X2X2點(diǎn)火變壓器接點(diǎn)火變壓器接觸器觸器Y2Y2

16、水位上限開關(guān)水位上限開關(guān)X3()X3()、X5()X5()瓦斯閥瓦斯閥Y3Y3水位下限開關(guān)水位下限開關(guān)X4()X4()、X6()X6()噴油泵接觸器噴油泵接觸器Y4Y4圖3-32 SFC與STL指令 圖3-33 采用步進(jìn)指令完成的詳細(xì)設(shè)計(jì) 控控制制裝裝置置控控制制對(duì)對(duì)象象（機(jī)機(jī)械械、傳傳感感器器、傳傳動(dòng)動(dòng)裝裝置置）操作者指令原材料指令報(bào)告報(bào)警產(chǎn)品圖3-34 典型自動(dòng)化系統(tǒng)框圖 圖3-35 SFC的基本圖形03c命令A(yù)04d命令B命令A(yù)命令B(a)(b)圖3-36 單序列結(jié)構(gòu) 圖3-37 選擇結(jié)構(gòu) 表3-11 多分支和并行結(jié)構(gòu)的規(guī)則 圖3-38 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-39 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu) 圖3-40

17、 層次化圖3-41 重復(fù)使用同一序列圖3-42 宏觀化圖3-43 并行分割 圖3-44 SFC表達(dá)示例 圖3-45 SFC表達(dá)管理進(jìn)程示例 圖3-46 采用具有保持功能的指令實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的單序列 圖3-47 采用具有保持功能的指令實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的選擇序列 圖3-48 采用具有保持功能的指令實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的并行序列 圖3-49 采用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的單序列 圖3-50 采用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的選擇序列 圖3-51 采用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的并行序列 圖3-52 采用以轉(zhuǎn)換條件為依據(jù)實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的單序列 圖3-53 采用以轉(zhuǎn)換條件為依據(jù)實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的選擇序列 圖3-54 采用以轉(zhuǎn)換條件為依據(jù)實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的并行序列 圖3-55 采用移位寄存器的方法實(shí)現(xiàn)帶循環(huán)的單序列 啟動(dòng)條件一啟動(dòng)條件一啟動(dòng)條件二啟動(dòng)條件二啟動(dòng)條件三啟動(dòng)條件三轉(zhuǎn)換條件一轉(zhuǎn)換條件一轉(zhuǎn)換條件二轉(zhuǎn)換條件二轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件起始步起始步結(jié)束結(jié)束第二步第二步第一步第一步啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)A潤滑油泵潤滑油泵關(guān)一次風(fēng)機(jī)關(guān)一次風(fēng)機(jī)A出口風(fēng)門出口風(fēng)門將靜葉調(diào)節(jié)節(jié)距關(guān)最小將靜葉調(diào)節(jié)節(jié)距關(guān)最小啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)A電機(jī)電機(jī)投一次風(fēng)機(jī)投一次風(fēng)機(jī)A靜葉自動(dòng)靜葉自動(dòng)開一次風(fēng)機(jī)開一次風(fēng)機(jī)A出口風(fēng)門出口風(fēng)門一次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)A程序啟動(dòng)程序啟動(dòng)X0TOT1K30