低壓電器基礎(chǔ)知識

1、低壓電器基礎(chǔ)知識 第1頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一第8章 電動機的自動控制基礎(chǔ)8.1 控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能 8.2 電動機的基本保護環(huán)節(jié) 8.3 控制電路的基本控制環(huán)節(jié) 8.4 可編程序控制器及應(yīng)用 第2頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一 內(nèi)容簡介本章首先介紹常用的控制電器如繼電器、接觸器等，講述組成電器控制線路的基本規(guī)則；之后，分析可編程控制器的工作原理。 第3頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一電器是一種能根據(jù)外界的信號（機械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)

2、對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備。什么是電器低壓電器：常指用于交流額定電壓1200v、直流額定電壓1500v及以下的電路中的電器產(chǎn)品第4頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.1 控制電器的結(jié)構(gòu)原理和功能 第5頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一時間繼電器熱繼電器按鈕熔斷器限位開關(guān)接觸器組合按鈕中間繼電器第6頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.1.1 接觸器動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3電機當(dāng)吸引線圈通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將銜鐵吸合，帶動觸頭工作。當(dāng)

3、線圈斷電或電流小到一定程度時，由反力彈簧作用使銜鐵釋放。 第7頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一1鐵芯 2線圈 3銜鐵 4靜觸點 5動觸點 6觸點彈簧7釋放彈簧 電磁式電器工作原理示意圖 b）線圈通以交流電（a）線圈通以直流電的電磁機構(gòu)I與無關(guān)第8頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一接觸器有關(guān)符號：接觸器線圈接觸器主觸頭用于主電路 （流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭用于控制電路 （流過的電流小，無需加滅弧裝置）接觸器控制對象：電動機及其它電力負載接觸器指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。第9頁，共99頁，2022年，5月20日，16

4、點5分，星期一2) 接觸器的主要技術(shù)參數(shù)（1）線圈額定電壓：指接觸器吸合線圈的額定工作電壓。（2）額定電流：指主觸頭的額定工作電流。（3）動作值：指接觸器的吸合線圈電壓和釋放電壓。第10頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.1.2 主令電器 主令電器是切換控制線路的單極或多極電器，其觸頭容量小，不能切換主電路。主令電器主要包括按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。 第11頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一1) 按鈕開關(guān) 按鈕開關(guān)通常用來接通或斷開控制電路，從而控制電動機或其他電氣設(shè)備的運行。 第12頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5

5、分，星期一2) 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(多路多極開關(guān)) 轉(zhuǎn)換開關(guān)有自復(fù)位式和定位式兩種操作方式。自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng)人手離開操作手柄時能自動回復(fù)到原始位置；定位式轉(zhuǎn)換開關(guān)則每隔30或45有一個定位。 第13頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一3) 行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是利用機械運動部件的碰撞或接近來控制其觸頭動作的開關(guān)電器。常用型式有按鈕式和轉(zhuǎn)臂式兩種第14頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一主令控制器是一種多位置多回路的控制開關(guān)，適合于頻繁操作并要求有多種控制狀態(tài)的場合，例如起貨機、錨機的控制等。 4) 主令控制器第15頁，共99頁，2022年，5月2

6、0日，16點5分，星期一最簡單而又有效的短路保護電器是熔斷器，船上常用的有管式和螺旋式 。8.1.3 熔斷器第16頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一熔體額定電流 的選擇：頻繁起動的電機2. 電動機主回路（稍大）1. 平穩(wěn)負載 （如電燈、電爐）電路符號FU安秒特性tIF幾臺電動機共電路=（1.52.5)In(最大的電動機) +In(其余電動機)第17頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一繼電器是傳遞信號的一種電器。按感覺元件的動作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、機械式、雙金屬片式、電子式、電動式等。8.1.4 繼電器第18頁，共99頁，2022年，5月20日，1

7、6點5分，星期一其結(jié)構(gòu)和動作原理與電磁式接觸器相似，與接觸器不同的地方是繼電器無主、輔觸頭之分，動作靈敏。它也有交流和直流之分。1) 電磁式繼電器第19頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（1）電壓繼電器：其電壓線圈匝數(shù)多、線徑細，并聯(lián)于電路中。正常電壓時，銜鐵被吸合。當(dāng)電壓低于某一整定值或為零時，銜鐵被釋放。（2）電流繼電器：其電流線圈匝數(shù)少、線徑粗，串聯(lián)于電路中。當(dāng)電流達到某一整定值時，銜鐵被吸合或釋放。（3）中間繼電器：是將一個輸入信號變?yōu)橐粋€或多個輸出信號的繼電器。其作用是增加觸頭數(shù)量以擴大控制范圍；具有以弱控強的開關(guān)信號“放大”能力。在較復(fù)雜的電路中用作程序控制元

8、件。 第20頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一 2) 時間繼電器時間繼電器定時類型：電子式阻容式電磁式（空氣式）電動式機誡式數(shù)字式第21頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（1）空氣阻尼式時間繼電器的工作原理空氣阻尼式時間繼電器主要由電磁機構(gòu)、工作觸頭(微動開關(guān))、氣室及傳動機構(gòu)等組成,它有通電延時與斷電延時兩種。 延時時間的長短與氣室的進氣量有關(guān)，調(diào)節(jié)螺釘可整定延時時間，調(diào)節(jié)范圍在0.4180s之間。 第22頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一常開觸頭延時閉合 常閉觸頭延時打開 線圈銜鐵常閉觸頭常開觸頭線圈通電 銜鐵吸合（向下）

9、連桿動作 觸頭動作動作過程鐵心出氣孔進氣孔橡皮膜傘形活塞 杠桿第23頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一斷 電 式常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開通 電 式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開第24頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（2）半導(dǎo)體時間繼電器 C1、C2為濾波電容,當(dāng)電源變壓器接上電源，正、負半波由二個二次繞組分別向電容C4充電， A點電位按指數(shù)規(guī)律上升。原始狀態(tài)VT1管導(dǎo)通、VT2管截止。第25頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（2）半導(dǎo)體時間繼電器 當(dāng)A點電位高于B點電位，VT1

10、管截止、VT2管導(dǎo)通，VT2管集電極電流通過高靈敏繼電器KA的線圈，右側(cè)繼電器KA的觸點輸出信號，同時KA的常閉觸點斷開充電電路，KA的常開觸點閉合使電容放電，為下次工作做好準(zhǔn)備。 第26頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（2）半導(dǎo)體時間繼電器 調(diào)節(jié)電位器RW1的數(shù)值，就可以改變延時的大小，延時可達0.2s300s。 第27頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一3) 熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動作的電器。熱繼電器脫扣后，經(jīng)過一段時間冷卻可自動或手動復(fù)位，圖示的結(jié)構(gòu)只能手動復(fù)位。熱繼電器也是反時限特性。第28頁，共99頁，2022年，5月20日，

11、16點5分，星期一發(fā)熱元件雙金屬片復(fù)位按鈕它主要作用是對電動機實現(xiàn)過載保護。整定電流與電動機的額定電流基本上一致 。扣板拉簧連板常閉觸頭熱繼電器的符號發(fā)熱元件KH常閉觸頭KH第29頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一感應(yīng)式 4) 速度繼電器按轉(zhuǎn)速大小傳遞信號的繼電器。按結(jié)構(gòu)的不同分為感應(yīng)式、離心式等。圓環(huán)的轉(zhuǎn)動力矩很小，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到100rmin時，觸頭在彈簧反力作用下恢復(fù)原位。 轉(zhuǎn)軸永久磁鐵圓環(huán)鼠籠繞組擺槌彈簧觸頭觸頭第30頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.1.5 電磁制動器 電動機的機械制動采用電磁制動器來實現(xiàn)的，常見的有圓盤式和抱閘式兩種。1)

12、 圓盤式電磁制動器 第31頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一當(dāng)電動機運轉(zhuǎn)時，電磁剎車線圈通電產(chǎn)生吸力，將靜摩擦片(即電磁鐵的銜鐵)吸住，而與動摩擦片相脫開，使電動機可自由旋轉(zhuǎn)。停車時，剎車線圈失電，靜摩擦片被反作用彈簧緊壓到安裝在電動機軸上的動摩擦片上，產(chǎn)生摩擦力矩，迫使電動機停轉(zhuǎn)。 第32頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一調(diào)整制動器外殼上的螺栓，用于改變反作用彈簧制動力矩，但必須注意所有螺栓要均勻調(diào)節(jié)，否則會造成摩擦片歪斜、氣隙不均勻，出現(xiàn)噪聲和振動。第33頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一圓盤式電磁制動器工作時靜、動摩擦片之

13、間的間隙通常在2至6mm之間，間隙過小，容易造成松閘時靜、動摩擦片之間的擦碰；間隙過大，則在制動時產(chǎn)生較大機械碰撞。第34頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一2) 抱閘式電磁制動器 抱閘式電磁制動器又叫電磁抱閘，其制動原理與圓盤式電磁制動器相仿。它由制動電磁鐵和制動閘瓦制成。當(dāng)制動電磁鐵線圈通電后，產(chǎn)生吸力，使抱閘閘瓦松開，電動機便能自由轉(zhuǎn)動；當(dāng)線圈斷電時，閘瓦在彈簧力作用下，將電動機閘輪剎住，使電動機迅速停轉(zhuǎn)。 第35頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.2 電動機的基本保護環(huán)節(jié) 對電動機控制而言，須具備四種基本保護：短路電流保護，過載保護(或過電流

14、保護)，欠電壓保護(包括零電壓保護)以及對三相交流電動機缺相保護等。 第36頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.2.1 短路電流保護 圖示的交流磁力起動器中，主電路和控制電路上都裝有熔斷器FU，以實現(xiàn)短路保護。 第37頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.2.2 過載保護 圖示的交流磁力起動器中，裝有熱繼電器FR，當(dāng)電動機過載時，熱繼電器的脫扣機構(gòu)動作，其對應(yīng)的常閉觸頭FR打開，接觸器線圈KM失電，主輔觸頭復(fù)位，使電動機停轉(zhuǎn)，防止電動機因長期過載而發(fā)熱燒壞。 第38頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一圖示的交流磁力起動器中的熱繼

15、電器FR起著缺相保護的作用，它將斷開接觸器電源，使電動機停轉(zhuǎn)。8.2.2 過載保護 第39頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一一般熱繼電器的發(fā)熱元件串接在三相主電路的任意兩相之中，在任一相發(fā)生斷路故障時，必然導(dǎo)致另兩相電流的大幅度增加，為熱繼電器所檢測到。8.2.2 過載保護 第40頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.2.3 零電壓和欠電壓保護 零電壓保護和欠電壓保護一般可由同一電器來實現(xiàn)。在由按鈕作為主令電器的控制線路中，一般由線路中的接觸器兼作零壓和欠壓保護，而不另設(shè)專用的零壓和欠壓保護電器。如交流磁力起動器中由接觸器KM來實現(xiàn)該保護。 第41頁

16、，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.2.3 零電壓和欠電壓保護 用作零電壓和欠電壓保護的繼電器或接觸器，必須具備高返回系數(shù)，吸引線圈的吸合電壓Ux，一般整定在0.80.85額定電壓之間，釋放電壓Uf整定在0.50.7額定電壓之間。第42頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一2.接線圖:又稱安裝圖。* 控制線路中電器和元件的圖形符號和文字符號* 電氣線路圖電氣線路圖可分為主電路和輔助（控制）電路?？衫L制成兩種不同的形式：電路圖和接線圖。1.電路圖:對分析電氣系統(tǒng)的工作原理是 十分方便的。8.3 控制電路的基本控制環(huán)節(jié) 第43頁，共99頁，2022年，5月2

17、0日，16點5分，星期一* 繪制電路圖的規(guī)定其主要規(guī)定歸納如下：1. 電機、電器和其他帶電部分都應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號和文字符號繪制和標(biāo)注。2.按主電路和控制電路兩部分畫出。3.電器都按沒通電或不受外力作用時的正常狀態(tài)畫出。第44頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一5.各元件一般按動作順序從上到下,從左到右依次排開。有直接電聯(lián)系的導(dǎo)線交叉連接點要用小圓圈或黑圓點表示。* 繪制電路圖的規(guī)定其主要規(guī)定歸納如下：4.同一電器的不同部件,按其在電路中的作用畫在不同的電路部位上,標(biāo)以相同的文字符號。第45頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一觸頭（KM）打開按鈕

18、松開線圈（KM）斷電 電機停轉(zhuǎn)。觸頭（KM）閉合按下按鈕（SB） 線圈（KM）通電電機轉(zhuǎn)動；ABCM3起動按鈕8.3.1 點動控制 第46頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.2 連續(xù)控制 在點動控制的基礎(chǔ)上，若將接觸器KM的一對常開輔觸頭KM與起動按鈕SBl的觸頭并聯(lián)，即成為“連續(xù)”控制，輔觸頭 KM被稱為“自鎖”(或 “自?！?觸頭。上節(jié)介紹的交流磁力起動器對電動機進行直接起動控制就是連續(xù)控制方式。該方式中要解除“自鎖”，必須按停車按鈕SB2。 第47頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.3 行程控制 某些生產(chǎn)機械的運動部件的行程范圍有一

19、定限制，例如船舶舵機的左右舵角偏轉(zhuǎn)必須限制在35以內(nèi)；起貨機提升機構(gòu)必須防止吊索收盡而造成吊鉤撞碰吊臂事故等。實現(xiàn)行程控制，應(yīng)將開關(guān)安置在設(shè)限的位置上，其常閉觸頭SQl、SQ2與控制線路中的停止控鈕SB2串聯(lián)。第48頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一當(dāng)運動機械移動到極限位置時，行程開關(guān)的常閉觸頭SQl、SQ2斷開，電動機便停轉(zhuǎn)。顯然限位控制是避免生產(chǎn)機械進入異常位置的一種限位保護。 8.3.3 行程控制 第49頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.4 多地點控制 有些生產(chǎn)機械要求能在兩個或兩個以上多地點進行控制，例如，機艙內(nèi)許多泵浦電動機不但要求

20、能在泵附近進行起?？刂疲乙竽茉诩厥疫M行遙控操縱。為此可將多地點起動按鈕并接成“或”邏輯關(guān)系，多地點停車按鈕串接成“與”邏輯關(guān)系。 第50頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.5 互鎖控制 線路中的接觸器觸頭KMF和KMB構(gòu)成了電動機正反轉(zhuǎn)互鎖保護，用于防止正、反轉(zhuǎn)接觸器KMF和KMB的同時動作。 第51頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.6 聯(lián)鎖控制 接觸器KM1控制設(shè)備A， KM2控制設(shè)備B。KM1的常開輔觸頭串在KM2的控制回路中，因此只有當(dāng)KM1獲電動作后， KM2才有可能動作。而KM2的常開輔觸頭KM2與按鈕SB3并聯(lián)，因此

21、當(dāng)KM2獲電處于運行狀態(tài)時， KM1是不會失電停止工作的。 第52頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.7 雙位控制 在許多無人管理的生產(chǎn)場合，常用到 “雙位”自動控制。例如船舶輔鍋爐的高低水位控制，食品冷庫的高低溫度控制，空調(diào)壓縮機的自動起?？刂频鹊取?第53頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.8 時間控制 船舶機艙泵浦電機按照時間原則啟動，很多控制電路需要實施時間控制。例如：大容量三相交流異步電動機起動的Y換接起動；船上的燃油輔鍋爐，點火時間通常設(shè)定為510s，在這段時間內(nèi)如果點火不成功，則視為點火失敗，發(fā)出報警。 第54頁，共99頁，

22、2022年，5月20日，16點5分，星期一8.3.9 典型控制電路 1） 電動機正反轉(zhuǎn)控制電路 電動機的正反轉(zhuǎn)控制本質(zhì)上是一種互鎖控制：機艙風(fēng)機的正反轉(zhuǎn)控制，正轉(zhuǎn)時通風(fēng)機向機艙送風(fēng)，反轉(zhuǎn)時從機艙抽風(fēng)。 采用按鈕互鎖方式的電動機正反轉(zhuǎn)電氣互鎖控制：救生艇吊艇機的電氣控制 。第55頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一第56頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一KHKMFSB1KMFSBFKMRKMRKMRKMFSBRKMFKMRM3ABCFUQSKH電器互鎖機械互鎖雙保險機械互鎖（復(fù)合按鈕）電器互鎖（互鎖觸頭）第57頁，共99頁，2022年，5月20日，16點

23、5分，星期一部分起貨機控制線路第58頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一2）海(淡)水柜水位自動控制電路 水柜為壓力水柜，隨著用水量的變化，水、氣空間容積在變化，即液位高度和氣壓都在變化。水位上升，氣的空間高度減小，氣壓增加，如果不考慮漏氣損耗，氣壓大小顯然是與水位高低成正比例的，高限水位H(H)對應(yīng)著高限壓力，低限水位H(L)對應(yīng)著低限壓力 。第59頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一雙位（限）原理的自動控制第60頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一海(淡)水柜(壓力)自動控制第61頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，

24、星期一SP(H)和SP(L)分別代替SB2和SB1海(淡)水柜(壓力)自動控制第62頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一3）空壓機自動控制電路它的控制要求是：當(dāng)主空氣瓶內(nèi)氣壓達到2.52.8MPa高限值時，空壓機必須停機；而當(dāng)氣壓降低到1.51.3MPa低限值時，空壓機則要重新起動。在手動控制時，先把“手動自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手動”位置。當(dāng)“手動自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動”位置時，空壓機的起動和停機完全由組合式壓力開關(guān)SP的高、低壓觸頭來控制。 第63頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一第64頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一壓力繼電

25、器高壓：2.52.8Mpa；低壓：1.51.3Mpa.SP-W 為冷卻水壓力保護.“自動”：壓力開關(guān)SP低壓開關(guān)代替啟動按鈕； 壓力開關(guān)SP高壓開關(guān)代替停止按鈕.“手動”： 合QS YV3有電，泄殘閥開啟泄殘.按SB1 KA有電 YV1有電，冷卻水閥開.當(dāng)壓力上升到正常值SP-W 閉合 KM有電 空壓機啟動. 自鎖 KT有電 KT斷 KA斷電 KT斷 YV3關(guān)閉 KT閉合 YV2供氣閥開供氣.延時第65頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一4）三相異步電動機Y起動控制電路 正常運行時采用形接法，起動時采用Y形接法，以減小起動電流。 第66頁，共99頁，2022年，5月20日，

26、16點5分，星期一第67頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一按SB2 KM1有電 KM2有電 Y起動 KT有電 延時 KM2斷電 自保 KM3有電 運轉(zhuǎn)自保KT 斷電起動過程：第68頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一第69頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.4 可編程序控制器及應(yīng)用在PLC的發(fā)展歷程中，有過幾個不同的名稱：可編程序矩陣控制器PMC （Programmable Matrix Controller）可編程序順序控制器PSC （Programmable Sequence Controller）可編程序邏輯控制器PLC

27、（Programmable Logic Controller）8.4.1 PLC概述第70頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標(biāo)在社會上公開招標(biāo)，制造一種新型的工業(yè)控制裝置。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)招標(biāo)的要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。第71頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一可靠性高(平均無故障時間3-5萬小時）編程簡單通用性強體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護方便PLC的優(yōu)點第72頁，共99頁，

28、2022年，5月20日，16點5分，星期一PLC的缺點主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/O模板不通用，甚至連機柜、電源模板亦各不相同。編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的 PLC互不兼容。第73頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng) 用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、 交通等行業(yè)。經(jīng)驗表明， 80 以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。在日本，凡8個以上中間繼電器組成的控制系統(tǒng)都已采用PLC來取代。第

29、74頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一8.4.2 PLC基本組成和工作原理 PLC的基本組成編程器或其他編程設(shè)備SBSQSAHLYVKM微處理器存儲器輸入單元輸出單元電源第75頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一1.中央處理單元（CPU）：(1)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號取入(3) 把運算結(jié)果送到輸出端(4) 響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求-通用處理器：8086、80286、80386單片機芯片：8031、8096位片式微處理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPU中型PLC多采用16位微處理器或單片

30、機作為CPU大型PLC多采用高速位片式微處理器第76頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一2. 存儲RAM：存儲各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、用戶正調(diào) 試的程序。ROM：存放監(jiān)控程序和用戶已調(diào)試好的程序。第77頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一3. 輸入、輸出接口：采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。輸出接口作用：將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。輸出三種形式：繼電器 - 低速大功率 可控硅 - 高速大功率 晶體管 - 高速小功率輸入

31、接口作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機。第78頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管發(fā)光二極管直流電源輸入端子+PLCXn+24V發(fā)光二極管第79頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一繼電器輸出（2）輸出接口電路：以繼電器形式為例：PLC內(nèi)部電路內(nèi)部電路J+交流電源或直流電源YCOM-第80頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一4.電源單元把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。有的電源單元還向外提供24v隔離直流電源，可供開關(guān)量輸入單

32、元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫匆话悴捎瞄_關(guān)式電源，其特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。第81頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一5. 各種接口、高功能模塊：便于擴展 小型機：一體機。有接口可擴展。 第82頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一電源模塊CPU模塊IO模塊底 板中、大型機：模塊式。可根據(jù)需要在主板上隨意組合。第83頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位與之相對應(yīng) I/O映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關(guān) PLC工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對

33、應(yīng)的位上；將運算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對應(yīng)的位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時所需“輸入繼電器”、“輸出繼電器”的數(shù)據(jù)取用于I/O映象區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系 。 PLC的工作原理建立I/O映像區(qū)第84頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一定期檢查用戶程序存儲器、I/O單元的連接、I/O總線是否正常，定期復(fù)位監(jiān)控定時器WDTPLC之間以及PLC與PC之間； PLC與其他帶微處理器的智能裝置通信編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機 以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對應(yīng)位中 掃描的方式輸入信號的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)

34、備。 清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復(fù)位定時器等，并進行自診斷，對電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語法進行檢查。 PLC工作過程第85頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一可編程序控制器對用戶程序進行循環(huán)掃描可分為三個階段進行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。 用戶程序的循環(huán)掃描過程第86頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一S7-200PLC的系統(tǒng)配置第87頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一基本單元（S7-200CPU模塊）也稱為主機，它包括一個中央處理單元（CPU）、電源、數(shù)字量輸入輸出單元?；締卧梢詷?gòu)成一個獨立的控制系統(tǒng)。個人

35、計算機（PC）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。通訊電纜是PLC用來與個人計算機（PC）實現(xiàn)通訊的?？梢杂肞C/PPI電纜（RS232RS485），也可用一個通訊處理器（CP）和多點接口（MP1）電纜，或者用一塊MPI卡及隨MP1卡提供的一根通訊電纜。第88頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一CPU226AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖第89頁，共99頁，2022年，5月20日，16點5分，星期一PLC梯形圖語言的編程原則1、梯形圖由多個梯級組成，每個線圈可構(gòu)成一個梯級， 每個梯級有多條支路，每個梯級代表一個邏輯方程；2、梯形圖中的繼電器繼電器、接點、線圈不是物理的， 是PLC存儲器中的位(1=ON；0=OFF)；編程時常開/ 常閉接點可無限次引用，線圈輸出只能是一次；3、梯形圖中流過的不是物理電流而是“概念電流”，只 能從左向右流；4、用戶程序的運算是根據(jù)PLC的輸入/輸出映象寄存器中 的內(nèi)容，邏輯運算結(jié)果可以立即被后面的程序使用；5、PLC的內(nèi)