PLC基礎(chǔ)知識(shí)-PLC的硬件

任務(wù)1-2-3

PLC的工作原理及性能指標(biāo)2023/10/181一、分時(shí)處理和掃描工作方式1）PLC在運(yùn)行時(shí)需要處理許多操作；2）PLC的CPU卻不能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作，每一刻只能執(zhí)行一個(gè)操作。解決方法：采用分時(shí)操作即掃描的工作方式由于CPU的運(yùn)算速度很高，從宏觀上來看，似乎CPU所有的運(yùn)算、處理和操作都是及時(shí)、迅速地在同一時(shí)間完成的。但實(shí)際上，PLC內(nèi)部的分時(shí)處理操作的方法采取的是掃描工作方式。2023/10/1821、PLC的工作原理

PLC的一個(gè)掃描過程包含五個(gè)階段

1）內(nèi)部處理

檢查CPU等內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器復(fù)位，其它內(nèi)部處理。

2）通信服務(wù)與其它智能裝置（編程器、計(jì)算機(jī)）通信。如：響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。

3）輸入采樣以掃描方式按順序采樣所有輸入端的狀態(tài)，并存入輸入映象寄存器中。（輸入寄存器被刷新）。

4）程序執(zhí)行

PLC梯形圖程序掃描原則：先左后右、先上后下的步序，逐句掃描。并將結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器。

5）輸出刷新輸出狀態(tài)寄存器（Y）中的內(nèi)容轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2023/10/183掃描周期

整個(gè)過程掃描一次所需要的時(shí)間。掃描周期與CPU的時(shí)鐘頻率、指令類型（掃描速度）、程序長(zhǎng)短有關(guān)，是PLC一個(gè)很重要的指標(biāo)，一般小型PLC的掃描周期為十幾毫秒到幾十毫秒。需要注意的是：

PLC處于STOP狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于RUN狀態(tài)時(shí)，應(yīng)完成全部五個(gè)階段的工作。這些工作都是分時(shí)完成的，每項(xiàng)工作又都包含許多具體的工作。二、掃描周期及PLC的兩種工作狀態(tài)2023/10/184掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

第n個(gè)掃描周期用戶程序執(zhí)行輸入采樣輸出刷新第(n+1)個(gè)掃描周期第(n-1)個(gè)掃描周期輸入采樣輸出刷新2023/10/185

1、輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)r的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

第n個(gè)掃描周期用戶程序執(zhí)行輸入采樣輸出刷新第(n+1)個(gè)掃描周期第(n-1)個(gè)掃描周期輸入采樣輸出刷新2023/10/186

2、用戶程序執(zhí)行階段本階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序。掃描每一條梯形圖時(shí)，先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，按先左后右、先上后下的順序?qū)刂凭€路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新輸出線圈在I/O映象區(qū)對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

第n個(gè)掃描周期用戶程序執(zhí)行輸入采樣輸出刷新第(n+1)個(gè)掃描周期第(n-1)個(gè)掃描周期輸入采樣輸出刷新2023/10/187

3、輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，即掃描用戶程序結(jié)束，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。在這一階段，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。第n個(gè)掃描周期用戶程序執(zhí)行輸入采樣輸出刷新第(n+1)個(gè)掃描周期第(n-1)個(gè)掃描周期輸入采樣輸出刷新2023/10/188工作原理：

PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。

輸入端輸入電路輸入映像寄存器X0X1X0Y0Y0Y1元件映像寄存器讀寫輸出鎖存器輸出電路輸入端Y0Y1讀寫2023/10/189說明:輸入信號(hào)在第一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段之后才出現(xiàn)，故在第一個(gè)掃描周期內(nèi)，各映像寄存器的均為“0”狀態(tài)，使Y0、Y1、Y2輸出端的狀態(tài)為OFF（“0”）狀態(tài)Y1Y0X0Y1Y1Y2輸入信號(hào)X0Y1Y2Y0輸入采樣程序執(zhí)行輸出處理出現(xiàn)信號(hào)第一周期輸入采樣程序執(zhí)行輸出處理第二周期說明:在第二個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，輸入繼電器X0的狀態(tài)為ON（“1”）狀態(tài)，程序執(zhí)行階段，Y1、Y2依次接通，故Y1、Y2輸出端的狀態(tài)為ON（“1”）狀態(tài)。輸入采樣程序執(zhí)行輸出處理第三周期說明:在第三個(gè)掃描周期的程序執(zhí)行階段，由于Ｙ１的接通使Ｙ０接通，可見從外部輸入觸點(diǎn)接通到Ｙ０驅(qū)動(dòng)的負(fù)載接通，程序執(zhí)行階段，響應(yīng)延遲達(dá)兩個(gè)多掃描周期．例2023/10/1810PLC的掃描工作過程●輸入采樣階段:輸入采樣階段，CPU以掃描方式按順序從輸入端子讀入所有通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將其存入（寫入）內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)映像寄存器中，這一過程稱為輸入采樣。2023/10/1811PLC的掃描工作過程●程序執(zhí)行階段

:程序執(zhí)行階段，CPU按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令，所需執(zhí)行條件可從輸入狀態(tài)映象寄存器中和元件狀態(tài)寄存器中讀入CPU，經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算處理后，將結(jié)果再寫入元件狀態(tài)映象寄存器中。2023/10/1812PLC的掃描工作過程●輸出刷新階段

:當(dāng)程序所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映象寄存器的通斷狀態(tài)在CPU的控制下被一次集中送至輸出鎖存器中，并通過一定輸出方式輸出，推動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這就是PLC的輸出刷新。2023/10/1813用PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)

電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路2023/10/1814用PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC外部接線圖2023/10/1815用PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制等效電路2023/10/1816四、PLC控制系統(tǒng)與繼電接觸系統(tǒng)工作原理的差別繼電器－接觸器控制系統(tǒng)：

1、繼電器的常開常閉觸點(diǎn)、延時(shí)通斷觸點(diǎn)和時(shí)間繼電器、接觸器等執(zhí)行裝置是硬件，連線較多，電路復(fù)雜且不易改變；

2、受繼電器觸點(diǎn)可靠性影響和使用壽命的限制，這類控制系統(tǒng)使用故障較多，使用壽命不長(zhǎng)，而且更改不方便，維護(hù)困難。PLC控制系統(tǒng)：

1、可編程序控制器采用軟件完成順序邏輯功能，用指令實(shí)施操作和控制，因此順序邏輯功能的更改十分方便；

2、可編程序控制器還采用了各種軟硬件抗干擾措施，使其具有高可靠性，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。2023/10/18172、可編程控制器的主要性能指標(biāo)（1）、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)

輸入/輸出點(diǎn)數(shù)指的是外部輸入、輸出端子數(shù)量的總和，又稱為主機(jī)的開關(guān)量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，它是描述可編程控制器大小的一個(gè)最重要參數(shù)。（2）、應(yīng)用程序的存儲(chǔ)容量可編程控制器存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。（3）、掃描速度可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作，完成一次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期，掃描速度與掃描周期成反比。2023/10/1818（4）、編程語言及指令系統(tǒng)不同的PLC具有不同的編程語言，編程語言中編程指令越多，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。指令系統(tǒng)是指可編程控制器所有指令的總和。（5）、可擴(kuò)展性小型可編程控制器的基本單元（主機(jī)）多為開關(guān)量I/O接口，模擬量處理、高速處理、溫度控制、通信等智能擴(kuò)展模塊的多少及性能也已成為衡量可編程控制器產(chǎn)品水平的標(biāo)志。（6）、通信功能可編程控制器的組網(wǎng)和通信能力也已成為可編程控制器產(chǎn)品水平的重要衡量指標(biāo)之一。2023/10/1819思考回答1、PLC采用什么樣的工作方式，特點(diǎn)是什么？2023/10/18202、PLC的主要性能指標(biāo)有哪些？任務(wù)1-2-2

PLC的硬件2023/10/1821

可編程控制器的硬件組成PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2023/10/1822可編程控制器由哪幾部分組成？硬件軟件CPU存儲(chǔ)器I/O接口編程器電源系統(tǒng)程序用戶程序2023/10/1823

中央微處理器CPU是可編程控制器的控制中樞，相當(dāng)于人的大腦。一、中央處理器（CPU）

中央微處理器CPU由運(yùn)算器和控制器組成。其中運(yùn)算器執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等；控制器控制整機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。2023/10/1824CPU在PLC中起什么作用？

CPU在PLC中起的主要作用有：

PLC本身的自檢、接收輸入模塊的信息、執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序、輸出控制信號(hào)以及響應(yīng)外部設(shè)備的請(qǐng)求。2023/10/1825

PLC的存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器（2）用戶程序存儲(chǔ)器。二、存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序，內(nèi)容不可更改，斷電不消失，由只讀存儲(chǔ)器PROM或EPROM組成。用戶存儲(chǔ)器分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，斷電后內(nèi)容消失。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM組成。小常識(shí)為防止掉電信息丟失，用鋰電池作為后備電池2023/10/1826二、存儲(chǔ)器可編程控制器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單元通常稱為繼電器，各類繼電器存放的位置均有嚴(yán)格的劃分，分別放在不同的區(qū)域中。根據(jù)用途的不同存儲(chǔ)區(qū)中的繼電器分有輸入繼電器、輸出繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等。2023/10/1827三、輸入輸出接口2023/10/1828內(nèi)部電路+24VDC21VCOMPLC1、開關(guān)量輸入接口電路

PLC內(nèi)部開關(guān)量輸入接口的作用是把現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。開關(guān)量的輸入接口按可接納的外信號(hào)電源的類型不同可分為直流輸入單元、交流輸入單元及交/直流輸入單元幾種，上左圖所示為直流開關(guān)量輸入連接接口電路，右圖所示為傳感器輸入連接的接口電路。+24V傳感器COMPLC2023/10/1829為什么PLC的輸入單元要設(shè)置光電耦合隔離電路？

PLC中的光電耦合器是由兩個(gè)發(fā)光二極管和光電三極管組成。其中：

發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。

光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成線性關(guān)系。采用光電耦合電路，可將限位開關(guān)、手動(dòng)開關(guān)、編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào)。2023/10/18302、開關(guān)量輸出接口電路繼電器型負(fù)載繼電器COMPLC～U

PLC內(nèi)部開關(guān)量輸出接口分有三種類型：繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。其作用是把可編程內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號(hào)。繼電器輸出電路通常用于接通和斷開頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載開關(guān)電路，負(fù)載電流可高達(dá)2A。但因?yàn)橛杏|點(diǎn)，使用壽命不夠長(zhǎng)。2023/10/1831+24V負(fù)載COMPLC晶體管輸出型開關(guān)接口晶體管輸出電路無觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，響應(yīng)速度快。但輸出電流較小，約0.5A。無觸點(diǎn)的晶體管輸出方式，僅適用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)載。

2023/10/1832負(fù)載COMPLC～U

PLC內(nèi)部晶閘管輸出電路屬于無觸點(diǎn)輸出形式，壽命長(zhǎng)。但PLC中的晶閘管輸出電流不大，約1A。無觸點(diǎn)輸出方式的晶閘管輸出接口電路，僅用于接通或斷開開關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載。晶閘管可控硅輸出型開關(guān)接口電路2023/10/1833

三種類型輸出接口電路的優(yōu)缺點(diǎn)：繼電器輸出：有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、帶負(fù)載能力強(qiáng)，適用交直流負(fù)載；晶體管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、只適用于直流負(fù)載；晶閘管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長(zhǎng)、只適用于交流負(fù)載。其作用是把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量信號(hào)通過運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，然后再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最后經(jīng)光電耦合隔離后為PLC提供一定位數(shù)的數(shù)字量信號(hào)。

電流信號(hào)：4~20mA

電壓信號(hào)：1~10V

PLC的模擬量輸入接口2023/10/1834PLC的模擬量輸出接口其作用是把PLC運(yùn)算處理后的數(shù)字量信號(hào)重新轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)要求的連續(xù)模擬量輸出，模擬量輸出接口電路也是由光電耦合隔離、D/A轉(zhuǎn)換器和信號(hào)驅(qū)動(dòng)等環(huán)節(jié)組成。PLC的智能輸入輸出接口為了滿足較為復(fù)雜的工業(yè)控制要求，可編程控制器常常還有一些獨(dú)立的功能模塊，這些模塊為獲得專門的處理能力，通常用單獨(dú)的CPU，同時(shí)具有相對(duì)應(yīng)的智能輸出接口電路。智能接口電路就是這種自帶CPU，由專門的處理能力，與主CPU配合共同完成控制任務(wù)，可減輕主CPU工作負(fù)擔(dān)，又可提高系統(tǒng)的工作效率。2023/10/1835四、電源

PLC的電源，指為CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，其作用是把外部220V的交流電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。外部連接的電源，通過PLC內(nèi)部配有的一個(gè)專用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源，如直流5伏、正負(fù)12伏、24伏等。PLC的電源還可為外部輸入元件（如接近開關(guān)）提供24V直流電源（僅供輸入端點(diǎn)使用），而驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的電源由用戶提供。

2023/10/1836五、外部設(shè)備微處理器CPU控制器運(yùn)算器輸入單元輸出單元存儲(chǔ)器EPROM系統(tǒng)程序RAM用戶程序電源總線外設(shè)I/O接口I/O擴(kuò)展接口接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)受控元件主機(jī)(M)輸入接口輸出接口I/O擴(kuò)展機(jī)（E）編程器盒式磁帶機(jī)打印機(jī)圖形監(jiān)控系統(tǒng)EPROM寫入器編程器或上位計(jì)算機(jī)

PLC的外部設(shè)備包括編程器、EPROM寫入器及打印機(jī)等。其中編程器分為兩種，一種是手持編程器，使用十分方便；第二種是通過PLC的RS232口，與計(jì)算機(jī)相連。2023/10/18371、編程器插座處，與外部插件相連。液晶顯示屏（16字符×4行帶后照明）光標(biāo)功能鍵其它鍵清除鍵輔助鍵空格鍵步序鍵光標(biāo)移動(dòng)鍵執(zhí)行鍵輸入指令、元件符號(hào)、數(shù)字鍵等專用鍵編程器包括專用的手持編程器、編程軟件＋臺(tái)式電腦構(gòu)成的編程器。可編程控制器的特點(diǎn)是程序可變更，且方便地加載程序和修改程序，因此編程器的主要作用是編程，編制好的程序下載到PLC中進(jìn)行調(diào)試，除此之外，編程器還具有監(jiān)控功能，時(shí)時(shí)監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)。下面介紹FX－20P型手持編程器的功能。2023/10/1838

PLC還可以配備盒式磁帶機(jī)和打印機(jī)，用以打印記錄過程參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及報(bào)警事故記錄表等；配備EPROM寫入器、高分辨率大屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。微處理器CPU控制器運(yùn)算器輸入單元輸出單元存儲(chǔ)器EPROM系統(tǒng)程序RAM用戶程序電源總線外設(shè)I/O接口I/O擴(kuò)展接口接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)受控元件主機(jī)(M)輸入接口輸出接口I/O擴(kuò)展機(jī)（E）編程器盒式磁帶機(jī)打印機(jī)圖形監(jiān)控系統(tǒng)EPROM寫入器編程器或上位計(jì)算機(jī)2、其它外部設(shè)備2023/10/1839一、按硬件的結(jié)構(gòu)類型分類

可編程控制器原按硬件結(jié)構(gòu)及應(yīng)用規(guī)模分類單元式結(jié)構(gòu)可編程控制器模塊式結(jié)構(gòu)可編程控制器疊裝式結(jié)構(gòu)的可編程控制器2023/10/1840二、按可應(yīng)用規(guī)模及功能分類1、按功能分類低檔機(jī)——僅有開關(guān)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。中檔機(jī)——除低檔機(jī)功能外，還具有浮點(diǎn)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換及PID調(diào)節(jié)、中斷控制及聯(lián)網(wǎng)功能。高檔機(jī)——除中檔機(jī)功能外，還具有更強(qiáng)的數(shù)字處理能力、數(shù)據(jù)管理能力和很強(qiáng)的通訊聯(lián)網(wǎng)能力。因此可與其他計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式生產(chǎn)過程綜合控制管理系統(tǒng)。2、按I/O點(diǎn)數(shù)分類微型機(jī)——I/O點(diǎn)數(shù)通常小于64點(diǎn)；小型機(jī)——I/O點(diǎn)數(shù)通常在64點(diǎn)至256點(diǎn)之間；中型機(jī)——I/O點(diǎn)數(shù)通常在

256點(diǎn)至1024點(diǎn)之間；大型機(jī)——I/O點(diǎn)數(shù)通常在1024點(diǎn)以上的PLC。

2023/10/1841思考回答1、PLC的硬件由哪些部分組成？各部分的作用是什么？2、梯形圖和繼電器電路圖有哪些異同點(diǎn)？3、CPU的主要任務(wù)是什么？目前主要有哪些類型？各具有什么特點(diǎn)？4、PLC輸出部件的輸出級(jí)有哪幾種常見形式？分別適用于帶什么類型負(fù)載？2023/10/18421.2.1

PLC外圍電氣控制裝置檢測(cè)電路繼電器控制電路執(zhí)行部件生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)

在可編程序控制器誕生之前，以繼電器、接觸器為主體的控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

繼電－接觸器控制系統(tǒng)通?？梢钥闯墒怯蓹z測(cè)電路、控制電路、執(zhí)行部件和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)四個(gè)部分組成。繼電－接觸控制系統(tǒng)元器件簡(jiǎn)介

熔斷器是繼電－接觸控制電路中的短路保護(hù)裝置。

低壓熔斷器一般串聯(lián)在被保護(hù)的線路中。線路正常工作時(shí)如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當(dāng)線路短路時(shí)熔斷器的易熔片熔斷，使電路斷開，從而起到保護(hù)線路上其他電器設(shè)備的作用。熔斷器產(chǎn)品外形圖FU熔斷器圖符號(hào)文字符號(hào)低壓熔斷器熔體選用原則①一般照明線路：熔體額定電流≧負(fù)載工作電流；

②單臺(tái)電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流≧1.5~2.5倍電動(dòng)機(jī)額定電流；但對(duì)不經(jīng)常起動(dòng)而且起動(dòng)時(shí)間不長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)系數(shù)可選得小一些，主要以起動(dòng)時(shí)熔體不熔斷為準(zhǔn)；③多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流≧1.5～2.5倍最大電機(jī)的額定電流+其余電機(jī)的額定電流之和。(1)

帶有短路保護(hù)裝置的閘刀開關(guān)。

接觸器是用來頻繁接通和斷開電路的自動(dòng)切換電器，具有手動(dòng)切換電器所不能實(shí)現(xiàn)的遙控功能，同時(shí)還具有欠壓、失壓保護(hù)的功能，接觸器的主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)。(2)①電磁系統(tǒng)交流接觸器產(chǎn)品外形圖交流接觸器的結(jié)構(gòu)組成鐵芯、銜鐵通電線圈KM②觸頭系統(tǒng)三對(duì)主觸頭兩對(duì)輔助常開觸點(diǎn)KM輔助常開KM兩對(duì)輔助常閉觸點(diǎn)輔助常閉KM體積較大，由三對(duì)常開觸頭組成，用于通斷電動(dòng)機(jī)主電路的大電流。輔助觸頭體積較小，主要用于通斷控制電路的小電流，輔助常開觸頭一般起自鎖或連鎖作用；輔助常閉觸頭在電路中一般起互鎖作用。線圈圖符號(hào)文字符號(hào)交流接觸器工作原理鐵芯通電線圈銜鐵及其固定在銜鐵上的動(dòng)觸頭支撐彈簧靜觸點(diǎn)輔助常閉觸點(diǎn)輔助常開觸點(diǎn)三對(duì)常開主觸頭

當(dāng)交流接觸器線圈通入交流電后，鐵芯和銜鐵均被磁化，銜鐵克服彈簧張力向下吸合。固定在銜鐵上的所有動(dòng)觸點(diǎn)隨之向下移動(dòng)，輔助常閉觸點(diǎn)打開、三對(duì)主觸頭和輔助的常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電磁線圈失電后，鐵芯和銜鐵也隨即失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，使常開打開、常閉閉合。斷電后鐵芯和銜鐵即刻失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，各動(dòng)觸點(diǎn)隨之復(fù)位。工作原理(3)

熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理切斷電路以起過載保護(hù)的電器設(shè)備。(1)串接在電動(dòng)機(jī)主電路中的三個(gè)發(fā)熱元件；熱繼電器產(chǎn)品外形圖熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成FR發(fā)熱元件圖符號(hào)熱繼電器文字符號(hào)(2)串接在電動(dòng)機(jī)控制電路中的常閉觸點(diǎn)。FR常閉觸點(diǎn)圖符號(hào)工作原理

熱繼電器的發(fā)熱元件繞在雙金屬片上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，過大的電流產(chǎn)生熱量，使雙金屬片彎曲推動(dòng)連鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)打開，導(dǎo)致控制電路斷電，電動(dòng)機(jī)主電路隨之?dāng)嚯?，達(dá)到過載保護(hù)的目的。正常工作常閉觸點(diǎn)閉合過載時(shí)常閉觸點(diǎn)打開(4)

時(shí)間繼電器是在感受外界信號(hào)后，其執(zhí)行部分需要延遲一定時(shí)間才動(dòng)作的一種繼電器，分有通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。JS7-4A時(shí)間繼電器的產(chǎn)品外形圖JS7-A空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼的原理來獲得延時(shí)的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。工作原理：線圈通電時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用拉力而迅速將銜鐵向下吸合，銜鐵帶動(dòng)杠桿延時(shí)使常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，常開觸點(diǎn)閉合。鐵芯線圈銜鐵擋板重錘氣室活塞連桿機(jī)構(gòu)空氣調(diào)整鏍釘杠桿及支點(diǎn)通電延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)通電瞬時(shí)打開的常閉觸點(diǎn)時(shí)間繼電器各部分圖符號(hào)和文字符號(hào)常閉觸點(diǎn)常開通電后延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)常閉斷電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開常開斷電后延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)通電式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作斷電式(5)

主令電器主要用來控制接觸器、繼電器等設(shè)備的線圈得電與失電，從而控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)與停止，改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)。(1)控制按鈕

控制按鈕不能直接控制主電路，而是在控制電路中發(fā)出手動(dòng)“指令”控制接觸器、繼電器等，再用這些電器去控制主電路的通斷。按鈕的產(chǎn)品外形圖起動(dòng)按鈕SBSB停止按鈕復(fù)位彈簧按鈕盒常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)連接導(dǎo)片按鈕帽(6)

位置開關(guān)是一種用來控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)安全保護(hù)的主令電器。其作用是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，并按一定的行程自動(dòng)停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。位置開關(guān)的產(chǎn)品外形圖SQSQ動(dòng)斷觸頭動(dòng)合觸頭行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號(hào)

當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的擋鐵壓到位置開關(guān)的滾輪上時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪撞動(dòng)撞塊使得常閉的動(dòng)斷觸頭斷開，常開的動(dòng)合觸頭閉合；擋鐵移開后，復(fù)位彈簧使其復(fù)位。試述低壓斷路器有哪些保護(hù)功能

？看看、想想熱繼電器主要由哪幾部分構(gòu)成？各部分應(yīng)連接在電路的什么地方？其作用呢？

熔斷器用于電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)如何選擇？接觸器和按鈕都是控制電路通斷的電器，它們的控制對(duì)象有何不同？鞏固練習(xí)

試述接觸器的主要組成及各部分功能，畫出各部分的圖形符號(hào)，標(biāo)出相應(yīng)文字符號(hào)。

常見繼電－接觸器控制電路

通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點(diǎn)的接通或斷開來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)形式的控制稱做繼電—接觸器控制。繼電—接觸器控制方式構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為繼電—接觸器控制系統(tǒng)。繼電—接觸器控制方式中，典型的控制環(huán)節(jié)有點(diǎn)動(dòng)控制、單向自鎖運(yùn)行控制、正反轉(zhuǎn)控制、行程控制、時(shí)間控制等。電動(dòng)機(jī)在使用過程中由于各種原因可能會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過低、由于短路或過載而引起的電動(dòng)機(jī)電流過大、電動(dòng)機(jī)定子繞組相間短路或電動(dòng)機(jī)繞組與外殼短路等等，如不及時(shí)切斷電源則可能會(huì)對(duì)設(shè)備或人身帶來危險(xiǎn)，因此必須采取保護(hù)措施。

電動(dòng)機(jī)的斷電—接觸器控制電路中，常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等。1.帶過載保護(hù)的點(diǎn)動(dòng)控制電路

由開關(guān)、熔斷器、接觸器的主觸頭、熱繼電器的熱元件組成的部分稱為主電路。主電路中的各部分與被控制電動(dòng)機(jī)相串聯(lián)。

由按鈕、接觸器線圈、熱繼電器常閉觸點(diǎn)組成的部分稱為控制電路，接在兩相之間，控制電路中的電流較小。起動(dòng)控制過程：按下按鈕SB

接觸器線圈KM得電

KM主觸頭閉合

電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，某些生產(chǎn)機(jī)械常要求能實(shí)現(xiàn)調(diào)整位置的點(diǎn)動(dòng)工作。主電路FRKMSB控制電路FRM3~QSFUL1L2L3KM閉合電源開關(guān)，為電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備停止控制過程：松開按鈕SB

接觸器線圈失電

KM主觸頭打開

電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。起動(dòng)過程演示停止過程演示L1L2L3M3~停止按鈕接常閉起動(dòng)按鈕接常開接觸器停止按鈕和起動(dòng)按鈕輔助常開起自鎖作用電動(dòng)機(jī)主電路閉合電源開關(guān)，為電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備2.電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路

松開按鈕后，電動(dòng)機(jī)也能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式稱為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。帶過載保護(hù)的單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路主電路FRM3~QSFUL1L2L3KM控制電路FRSB1KMSB2KM熱繼電器的三個(gè)熱元件串接在電動(dòng)機(jī)的主電路中熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中SB13.電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制電路

實(shí)際生產(chǎn)中的進(jìn)退刀、升降架等，都是靠電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。FRM3~QSFUL1L2L3KM1KM2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制主電路

改變通入電動(dòng)機(jī)三相定子繞組中電流的相序，即可使電動(dòng)機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向而反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制主電路FRSB2SB1KM1KM2KM1正轉(zhuǎn)控制輔助電路KM2KM1SB3KM2反轉(zhuǎn)控制輔助電路電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)控制過程演示FRM3~QSFUL1L2L3KM1KM2FRSB2SB1KM1KM2KM1KM2KM1SB3KM2KM1輔助常閉打開互鎖，使正轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)電路不能接通。KM1輔助常開閉合自鎖。電源開關(guān)接通為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做準(zhǔn)備。按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)正