電氣控制與plc教案

《電氣控制與PLC》教案

2007.06.16

1

第一章常用低壓電器

【課時(shí)安排】

1.1概述10分鐘

1.2接觸器20分鐘

1.3繼電器20分鐘

1.4熔斷器10分鐘

1.5低壓隔離器10分鐘

1.6低壓斷路器10分鐘

1.7主令電器20分鐘

總計(jì)2學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.電器：概念；分類

2.接觸器：結(jié)構(gòu)和工作原理；分類及特點(diǎn)；主要技術(shù)參數(shù)。

3.繼電器：概念；電壓、電流繼電器；中間繼電器及固態(tài)繼電器；時(shí)間繼電器；熱繼電器;

速度繼電器。

4.熔斷器：原理及特性；主要技術(shù)參數(shù)；選擇原則。

5.低壓隔離器：原理及分類；技術(shù)參數(shù)。

6.低壓斷路器：原理及分類；技術(shù)參數(shù)。

7.主令電器：按鈕；行程開關(guān)、接近開關(guān)和光電開關(guān)；凸輪控制器與主令控制器；萬(wàn)能轉(zhuǎn)

換開關(guān)。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握電器相關(guān)的基本概念。

2.掌握幾種常用低壓電器

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)概述

一電器

1定義：電器對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測(cè)和保護(hù)的作用，在電

力輸配電系統(tǒng)和電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛。

2學(xué)習(xí)掌握電器的原因：繼電器、接觸器等工業(yè)電器為基礎(chǔ)的電氣控制技術(shù)具有相當(dāng)重要的

地位；掌握繼電接觸器控制技術(shù)也是學(xué)習(xí)和掌握PLC應(yīng)用技術(shù)所必需的基礎(chǔ)。

二分類

按工作電壓：高壓、低壓。

按動(dòng)作原理：手動(dòng)、自動(dòng)。

安用途：控制、配電、主令、保護(hù)、執(zhí)行。

第二節(jié)接觸器

一結(jié)構(gòu)和工作原理

1結(jié)構(gòu)：一般由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、滅弧裝置、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等幾部分組成。

2工作原理：根據(jù)電磁原理工作：當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電

磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線

圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下降放，使觸點(diǎn)復(fù)原，即常開觸點(diǎn)斷開，常

閉觸點(diǎn)閉合。

2

二分類及特點(diǎn)

1交流接觸器：交流接觸器線圈通以交流電，主觸點(diǎn)接通、切斷交流主電路。

2直流接觸器：直流接觸器線圈通以直流電流，主觸點(diǎn)接通、切斷直流主電路。

三主要技術(shù)參數(shù)：線圈電壓、主觸點(diǎn)額定電流、主觸點(diǎn)額定電壓、輔助觸點(diǎn)額定電流、輔

助觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、接觸器極數(shù)以及接觸器的機(jī)械壽命和電壽命等。

四選擇原則：

1接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致，控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載

則選用直流接觸器。

2主觸點(diǎn)的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。

3主觸點(diǎn)的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。

4接觸器主觸點(diǎn)的額完工作電流是在規(guī)定條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）

能夠正常工作的電流值，當(dāng)實(shí)際使用條件不同時(shí)，這個(gè)電流值也將隨之改變。

5吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致,接觸器在線圈額定電壓85%及以上時(shí)應(yīng)能

可靠地吸合。

6主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要。

第三節(jié)繼電器

一繼電器特性及其分類

1原理：主要用于控制與保護(hù)電路中作信號(hào)轉(zhuǎn)換用。具有輸入電路（又稱感應(yīng)元件）和輸出

電路（又稱執(zhí)行元件），當(dāng)感應(yīng)元件中的輸入量（如電流、電壓、溫度、壓力等）變化到某

一定值時(shí)繼電器動(dòng)作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。

2分類：常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及溫度、

壓力、計(jì)數(shù)、頻率繼電器等等。

3特性：繼電特性曲線。

4參數(shù)：返回系數(shù)、吸合時(shí)間、釋放時(shí)間。

二電壓、電流繼電器

過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器、過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器。

三中間繼電器與固態(tài)繼電器

1中間繼電器：當(dāng)電壓或電流繼電器觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來(lái)控制，用中間繼

電器作為執(zhí)行元件，這時(shí)中間繼電器被當(dāng)作一級(jí)放大器用；當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點(diǎn)數(shù)量

不夠時(shí)，可利用中間繼電器來(lái)切換多條控制電路。

2固態(tài)繼電器：由固體半導(dǎo)體元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)器件；4端有源器件；

四時(shí)間繼電器

1原理：感應(yīng)元件接受外界信號(hào)后，經(jīng)過(guò)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間才使執(zhí)行部分動(dòng)作的繼電器。

2按延時(shí)方式分類：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型和帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電（或斷電）延時(shí)型繼電器。

3按工作原理分類：空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式等。

4觸點(diǎn)類型：常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)、常閉延時(shí)斷開觸點(diǎn)、常開延時(shí)斷開觸點(diǎn)和常閉延時(shí)閉合觸

點(diǎn)4類。

五熱繼電器

1定義：專門用來(lái)對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載及斷相保護(hù)，以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而燒毀的保

護(hù)電器。

2組成：雙金屬片、加熱元件、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、整定調(diào)整裝置及手動(dòng)復(fù)位裝置等組成。

3原理

4參數(shù)：熱繼電器額定電流、相數(shù)、熱元件額定電流、整定電流及調(diào)節(jié)范圍等。

3

六速度繼電器

1作用：用于轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，常用在三相交流異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速過(guò)零時(shí)，自動(dòng)切除反相

序電源。

2組成：轉(zhuǎn)子、圓環(huán)（籠型空心繞組）和觸點(diǎn)三部分組成。

3原理

第四節(jié)熔斷器

一作用：供電電路和電氣設(shè)備的短路保護(hù)。

二組成：由熔體和安裝熔體的外殼兩部分組成。

三原理：通過(guò)熔斷器的電流超過(guò)一定數(shù)值并經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，電流在熔體上產(chǎn)生的熱量

使熔體某處熔化而切斷電路，從而保護(hù)了電路和設(shè)備。

四特性：保護(hù)特性曲線

五選擇

第五節(jié)低壓隔離器

一作用：在電源切除后，將電路與電源明顯地隔開，以保障檢修人員的安全。

二類型：低壓刀開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)和組合開關(guān)三種。

三刀開關(guān)

四熔斷器式刀開關(guān)

五組合開關(guān)

第六節(jié)低壓斷路器

一作用：用來(lái)分配電能，不頻繁地起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源電路及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù)。功

能相當(dāng)于熔斷器式斷路器與過(guò)電流、欠電壓、熱繼電器等的組合。

二組成：主要由觸點(diǎn)和滅弧裝置、各種可供選擇的脫扣器與操作機(jī)構(gòu)、自由脫扣機(jī)構(gòu)三部

分組成。

三參數(shù)：額定工作電壓、殼架額定電流等級(jí)、極數(shù)、脫扣器類型及額定電流、短路分?jǐn)嗄?/p>

力等。

第七節(jié)主令電器

一概述

1定義：用來(lái)發(fā)布命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。

2類型：按鈕、行程開關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器、腳踏開關(guān)等。

二按鈕

1結(jié)構(gòu)組成：常閉觸點(diǎn)、常開觸點(diǎn)、橋式觸點(diǎn)、彈簧、按鈕帽。

2顏色規(guī)定

3結(jié)構(gòu)型式

三行程開關(guān)

1作用：用于檢測(cè)工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長(zhǎng)短。

2分類：

按外殼防護(hù)形式：開啟式、防護(hù)式及防塵式；

按動(dòng)作速度：瞬動(dòng)和慢動(dòng)（蠕動(dòng)）；

按復(fù)位方式：自動(dòng)復(fù)位和非自動(dòng)復(fù)位；

按接線方式：螺釘式、焊接式及插入式；

4

按操作形式：直桿式（柱塞式）、直桿滾輪式（滾輪柱塞式）、轉(zhuǎn)臂式、方向式、叉式、較鏈

杠桿式等；

按用途：一般用途行程開關(guān)、起重設(shè)備用行程開關(guān)及微動(dòng)開關(guān)等。

四接近開關(guān)

1原理：非接觸式的檢測(cè)裝置，當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體接近它到一定距離時(shí)，它就能發(fā)出信號(hào)，從

而進(jìn)行相應(yīng)的操作。

2分類：高頻振蕩型、霍爾效應(yīng)型、電容型、超聲波型等。

3參數(shù)：動(dòng)作距離、重復(fù)精度、操作頻率及復(fù)位行程等。

五光電開關(guān)

1原理：通過(guò)光的發(fā)射和接收實(shí)現(xiàn)非接觸式位置檢測(cè)裝置。

2分類：對(duì)射式和反射式。

六凸輪控制器

1作用：用于起重設(shè)備和其他電力拖動(dòng)裝置，以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)。

2結(jié)構(gòu)組成：主要由手柄、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、凸輪和觸點(diǎn)組成。

3原理：轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)凸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，凸輪頂動(dòng)滾子，克服彈簧

壓力使動(dòng)觸點(diǎn)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，脫離靜觸點(diǎn)而分?jǐn)嚯娐贰Ｔ谵D(zhuǎn)軸上疊裝不同形狀的凸輪，可

以使若干個(gè)觸點(diǎn)組按規(guī)定的順序接通或分?jǐn)唷?/p>

七主令控制器

1作用：由主令控制器的觸點(diǎn)來(lái)控制接觸器，再由接觸器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)。

2結(jié)構(gòu)組成：與凸輪控制器相似，與控制屏相配合。

八萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

1作用及原理：由多組相同結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)組件疊裝而成的多回路控制電器，借助于不同形狀的

凸輪使其觸點(diǎn)按一定的次序接通和分?jǐn)?，它能轉(zhuǎn)換多種和多數(shù)量的電氣控制電路。

2轉(zhuǎn)換開關(guān)定位特征

3轉(zhuǎn)換開關(guān)接線圖

第二章電氣圖及電氣控制基本控制電路

【課時(shí)安排】

2.1電氣圖的基本知識(shí)25分鐘

2.2電氣圖紙規(guī)范25分鐘

2.3三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路2學(xué)時(shí)

2.4雙速電動(dòng)機(jī)高低速控制電路25分鐘

2.5液壓系統(tǒng)的電氣控制25分鐘

2.6控制電路的其他基本環(huán)節(jié)1學(xué)時(shí)

總計(jì)5學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.電器圖形符號(hào)與文字符號(hào)，電氣圖的基本知識(shí)

2"三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停止控制電路；正、反轉(zhuǎn)控制電路；制動(dòng)控制電路；點(diǎn)動(dòng)、聯(lián)鎖、

多點(diǎn)控制等基本控制電路環(huán)節(jié)

3.多速電動(dòng)機(jī)控制電路

【了解內(nèi)容】

1.電氣圖紙相關(guān)規(guī)范

2.液壓系統(tǒng)電氣控制技術(shù)

【教學(xué)目標(biāo)】

5

1.掌握電氣控制電路圖的相關(guān)知識(shí)

2.掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路環(huán)節(jié)

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)電氣圖的基本知識(shí)

一概述

1電氣圖：用電氣圖形符號(hào)繪制的圖。是電工領(lǐng)域中最主要的提供信息方式，它提供的信息

內(nèi)容可以是功能、位置、設(shè)備制造及接線等。

2電氣圖的類型：系統(tǒng)圖與框圖、電路圖、接線圖與接線表、功能表圖、邏輯圖、位置圖等。

根據(jù)其所表達(dá)信息的類型和表達(dá)方式而確定。

3電氣控制系統(tǒng)圖：根據(jù)國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)以及規(guī)定的畫法

繪制，表達(dá)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，工作原理及安裝、調(diào)試、維修等技術(shù)要求的工程

圖。

4電氣控制系統(tǒng)圖種類：電路圖（電氣原理圖）、電氣接線圖、電器元件布置圖。

二電氣圖形符號(hào)與文字符號(hào)

1電氣圖形符號(hào)：由符號(hào)要素、限定符號(hào)、一般符號(hào)以及常用的非電操作控制的動(dòng)作符號(hào)（如

機(jī)械控制符號(hào)等），根據(jù)不同的具體器件情況組合而成。

2電氣文字符號(hào)：分為基本文字符號(hào)和輔助文字符號(hào)?；疚淖址?hào)有單字母符號(hào)和雙字母

符號(hào)。單字母符號(hào)表示電氣設(shè)備、裝置和元器件的大類；雙字母符號(hào)由一個(gè)表示大類的單字

母與另一表示器件某些特性的字母組成。輔助文字符號(hào)用來(lái)進(jìn)一步表示電氣設(shè)備、裝置和元

器件的功能、狀態(tài)和特征。

3常用電氣圖形符號(hào)與文字符號(hào)示例。

三電氣原理圖

1形式與作用：根據(jù)電氣控制系統(tǒng)的工作原理，采用電器元件展開的形式繪制的。不按電器

元件實(shí)際布置繪制，而是根據(jù)電器元件在電路中所起的作用畫在不同的部位上，用于分析研

究系統(tǒng)的組成和工作原理，并為尋找電氣故障提供幫助，同時(shí)也是編制電氣接線圖的依據(jù)。

2組成：

主電路：設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，包括從電源到用電設(shè)備的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分。

控制電路：由按鈕、接觸器和繼電器的線圈、各種電器的常開、常閉觸點(diǎn)等組合構(gòu)成的控制

邏輯電路，實(shí)現(xiàn)所需要的控制功能，是弱電流通過(guò)的部分。

輔助信號(hào)指示電路。

保護(hù)電路。

3繪制方法

水平布置時(shí)，電源線垂直畫，其他電路水平畫，控制電路中的耗能元件（如接觸器的線圈）

畫在電路的最右端。

垂直布置時(shí)，電源線水平畫，其他電路垂直畫，控制電路的耗能元件畫在電路的最下端。

主電路采用粗實(shí)線。

控制電路和其他輔助的信號(hào)指示及保護(hù)電路采用細(xì)實(shí)線。

所有電器元件不畫出實(shí)際的外形圖，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。

同一電器的各個(gè)部件可根據(jù)需要畫在不同的地方，但必須用相同的文字符號(hào)標(biāo)注。

多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)加以區(qū)分。

4常用器件狀態(tài)表示

繼電器和接觸器的線圈在非激勵(lì)狀態(tài)。

斷路器和隔離開關(guān)在斷開位置。

6

零位操作的手動(dòng)控制開關(guān)在零位狀態(tài)，不帶零位的手動(dòng)控制開關(guān)在圖中規(guī)定的位置。

機(jī)械操作開關(guān)和按鈕在非工作狀態(tài)或不受力狀態(tài)。

保護(hù)類元器件處在設(shè)備正常工作狀態(tài)，特別情況在圖樣上加以說(shuō)明。

5標(biāo)注：元器件的數(shù)據(jù)和型號(hào)，一般用小號(hào)字體標(biāo)注在電器元件符號(hào)的附近，需要標(biāo)注的元

器件的數(shù)量比較多時(shí)，可以采用設(shè)備表的形式統(tǒng)一給出。

四電器元件布置圖

1作用：用來(lái)表明電氣設(shè)備上所有電器和用電設(shè)備的實(shí)際位置，是電氣控制設(shè)備制造、裝配、

調(diào)試和維護(hù)必不可少的技術(shù)文件。

2內(nèi)容：控制柜與操作臺(tái)（箱）內(nèi)部布置圖以及控制柜與操作臺(tái)（箱）面板布置圖。

3繪制方法：

控制柜與操作臺(tái)（箱）等設(shè)備的外形輪廓用細(xì)實(shí)線繪出。

可見的和需要表達(dá)清楚的電器元件及設(shè)備，用粗實(shí)線繪出其簡(jiǎn)單的外形輪廓，并標(biāo)明其實(shí)際

的安裝位置。

電器元件及設(shè)備代號(hào)必須與有關(guān)電路圖和設(shè)備清單上所用的代號(hào)相一致。

五電氣接線圖

1作用：表示電氣設(shè)備或裝置連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖，主要用于電氣設(shè)備安裝接線、線路檢查、線

路維修和故障處理。

2內(nèi)容：電氣設(shè)備和電器元件的相對(duì)位置、項(xiàng)目代號(hào)、端子號(hào)、導(dǎo)線號(hào)、導(dǎo)線類型、導(dǎo)線截

面積、屏蔽和導(dǎo)線絞合等情況。

第二節(jié)電氣圖紙規(guī)范

一圖幅尺寸

二圖框線

三圖幅分區(qū)

四標(biāo)題欄

五圖線

六字體

七尺寸標(biāo)注及比例

八注釋、詳圖及技術(shù)數(shù)據(jù)表示

第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路

一、起動(dòng)、停止控制電路

籠型三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止控制電路是應(yīng)用最廣泛的、也是最基本的控制電路,

主要有直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)兩種方式。

1.直接起動(dòng)控制電路

一些控制要求不高的簡(jiǎn)單機(jī)械，如小型臺(tái)鉆、砂輪機(jī)、冷卻泵等常采用開關(guān)直接控制電動(dòng)

機(jī)起動(dòng)和停止。它適用于不頻繁起動(dòng)的小容量電動(dòng)機(jī)，不能遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制。

2.降壓起動(dòng)控制電路

較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)一般都采用降壓起動(dòng)的方式起動(dòng)，具體實(shí)現(xiàn)的方案有：定子

串電阻或電抗器降壓起動(dòng)、星一三角變換降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)、延邊三角形降壓

起動(dòng)等。

二、正、反轉(zhuǎn)控制電路

只要把電動(dòng)機(jī)定子三相繞組所接電源任意兩相對(duì)調(diào)，改變電動(dòng)機(jī)的定子電源相序，就可

改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

7

三、電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制電路

制動(dòng)停車的方式有兩大類：即機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)采用機(jī)械抱閘、液壓或氣

壓制動(dòng)；電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)、電容制動(dòng)等，其實(shí)質(zhì)是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子

原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

第四節(jié)雙速電動(dòng)機(jī)高低速控制電路

與普通電動(dòng)機(jī)不同的是，變速電動(dòng)機(jī)的定子備有多組繞組，改變其接法，就可改變電動(dòng)

機(jī)的磁極對(duì)數(shù)從而改變其轉(zhuǎn)速。這里只討論雙速電動(dòng)機(jī)的變速控制方法。

第五節(jié)液壓系統(tǒng)的電氣控制

在生產(chǎn)的許多領(lǐng)域廣泛采用液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，完善、可靠的電氣控制電路是發(fā)

揮其作用的基礎(chǔ)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)易獲得較大的力矩，運(yùn)動(dòng)傳遞平穩(wěn)、均勻，準(zhǔn)確可靠，控制

方便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

1.液壓動(dòng)力頭控制電路

動(dòng)力頭是既能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而且又能同時(shí)完成刀具切削運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。液壓動(dòng)力頭

的自動(dòng)工作循環(huán)是由控制電路控制液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

自動(dòng)工作方式：：(1)動(dòng)力頭原位停止(2)動(dòng)力頭快進(jìn)

(3)動(dòng)力頭工進(jìn)(4)動(dòng)力頭快退

手動(dòng)工作方式。

2.半自動(dòng)車床刀架縱進(jìn)、橫進(jìn)、快退控制電路

第六節(jié)控制電路的其他基本環(huán)節(jié)

一、點(diǎn)動(dòng)控制

點(diǎn)動(dòng)指的是，按住按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作，手放開按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)即停止工作。點(diǎn)動(dòng)

常用于生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)整，如機(jī)床的刀架、橫梁、立柱的快速移動(dòng)，機(jī)床的調(diào)整對(duì)刀等。

二、聯(lián)鎖與互鎖

1.聯(lián)鎖

在機(jī)床控制電路中，經(jīng)常要求電動(dòng)機(jī)有順序的起動(dòng)，如某些機(jī)床主軸必須在液壓泵工作

后才能工作；龍門刨床工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌內(nèi)必須有足夠的潤(rùn)滑油；銃床的主軸旋轉(zhuǎn)后，工

作臺(tái)方可移動(dòng)等，這些都要求有聯(lián)鎖關(guān)系。

2.互鎖

互鎖實(shí)際上是一種聯(lián)鎖關(guān)系，其所以這樣稱謂，是為了強(qiáng)調(diào)觸點(diǎn)之間的互相作用。

3.多點(diǎn)控制

在大型機(jī)床設(shè)備中，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行控制。例如把起動(dòng)按鈕并

聯(lián)連接，停止按鈕串聯(lián)連接，分別安置在三個(gè)地方，就可三地操作。

4.工作循環(huán)自動(dòng)控制

(1)工作臺(tái)的正反向自動(dòng)循環(huán)控制許多機(jī)床的自動(dòng)循環(huán)控制都是靠限位控制來(lái)完成

的。某些機(jī)床的工作臺(tái)要求正反向運(yùn)動(dòng)自動(dòng)循環(huán)。

(2)動(dòng)力頭的自動(dòng)循環(huán)控制它是由限位開關(guān)按行程來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的。

第三章電氣控制電路實(shí)例分析

【課時(shí)安排】

3.1臥式車床的電氣控制電路50分鐘學(xué)時(shí)

3.2Z430型搖臂鉆床的電氣控制電路25分鐘

8

3.3組合機(jī)床電氣控制電路25分鐘

總計(jì)2學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

.臥式車床的電氣控制電路

【了解內(nèi)容】

1.Z430型搖臂鉆床的電氣控制電路

2.組合機(jī)床電氣控制電路

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握典型系統(tǒng)的電氣控制電路

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)臥式車床的電氣控制電路

臥式車床是機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種，它可以用于切削各種工件的外圓、內(nèi)孔、端面及

螺紋。

一、CW6163B型萬(wàn)能臥式車床的控制電路

CW6163B型萬(wàn)能臥式車床床身最大工件的回轉(zhuǎn)半徑為630mm,工件的最大長(zhǎng)度可根

據(jù)床身的不同分為1500mm或3000mm兩種。

1.主電路介紹主電路的組成及工作原理

2.控制、照明及顯示電路介紹控制電路的組成及工作原理

二、C616臥式車床的電氣控制電路

C616臥式車床屬于小型車床，床身最大工件回轉(zhuǎn)半徑為160mm,工件的最大長(zhǎng)度為

500mmo

1.主電路介紹主電路的組成及工作原理

2.控制、照明和顯示電路介紹控制電路的組成及工作原理

三、C650臥式車床的電氣控制電路

C650臥式車床屬于中型車床，床身的最大工件回轉(zhuǎn)半徑為1020mm,最大工件長(zhǎng)度為

3000mm,,

1.主電路介紹主電路的組成及工作原理

2.控制電路介紹正反轉(zhuǎn)控制電路的組成及工作原理、主軸電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制

第二節(jié)Z3040型搖臂鉆床的電氣控制電路

鉆床可以進(jìn)行多種形式的加工，如；鉆孔、鏈孔、較孔及攻螺紋。因此要求鉆床的主軸

運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有較寬的調(diào)速范圍。

1.主電路介紹主電路的組成及工作原理

2.控制、照明和顯示電路介紹控制電路的組成及工作原理。

(1)主電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制

(2)搖臂的升降控制

(3)立柱和主軸箱的松開與夾緊控制

第三節(jié)X62W萬(wàn)能升降臺(tái)銃床電氣控制電路

銃床的種類很多，有立銃、臥銃、龍門銃和仿形銃等。它們的加工性能及使用范圍各不

相同，本節(jié)以X62W萬(wàn)能銃床為例，分析中小型銃床電氣控制電路的特點(diǎn)。

一、電氣電路概述

該銃床由三臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，Ml為主軸電動(dòng)機(jī)(功率為7.5kW、1450r/min),通過(guò)

9

開關(guān)SA5改變電源相序?qū)崿F(xiàn)主軸正、反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。

二、控制電路

1.主電動(dòng)機(jī)的控制電路

（1）主電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

（2）主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

（3）主軸變速時(shí)的瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)

（4）主軸換刀制動(dòng)

2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制

（1）工作臺(tái)的左右（縱向）運(yùn)動(dòng)

（2）工作臺(tái)上、下（垂直）運(yùn)動(dòng)和前、后（橫向）運(yùn)動(dòng)

第四章電氣設(shè)計(jì)與CAD

【課時(shí)安排】

4.1電氣控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2學(xué)時(shí)

4.2機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)舉例30分鐘

4.3電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容20分鐘

4.5計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)通用CAD繪圖20分鐘

4.6電氣專業(yè)設(shè)計(jì)CAD軟件30分鐘

總計(jì)4學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.電氣控制電路設(shè)計(jì)方法

2.CAD軟件的使用

【了解內(nèi)容】

1.電氣控制電路設(shè)計(jì)原則。

2.CAD軟件系列。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟及方法。

2.掌握CAD軟件的使用。

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)電氣控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

一、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和原則

（一）電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

（二）電力拖動(dòng)方案確定的原則

1.無(wú)電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械

2.要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械

3.電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定

（三）控制方案確定的原則

二、電氣控制電路設(shè)計(jì)方法

（-）控制電路設(shè)計(jì)要求

（二）控制電路設(shè)計(jì)方法

1.主電路設(shè)計(jì)2.控制電路設(shè)計(jì)3.聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)4.電路的完善

（三）控制電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題

10

三、電氣控制電路設(shè)計(jì)中元器件的選擇

（-）電動(dòng)機(jī)的選擇

1.電動(dòng)機(jī)功率的選擇

2.電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇

3.電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇

4.電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇

5.籠型異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)電阻的計(jì)算

（二）常用低壓電器的選擇

1.接觸器的選用

2.繼電器的選擇

3.熔斷器的選擇

4.其他電器的選擇

四、電氣控制系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié)

（一）短路保護(hù)

（二）過(guò)電流保護(hù)

（三）過(guò)載保護(hù)

（四）失電壓保護(hù)

（五）欠電壓保護(hù)

第二節(jié)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)舉例

設(shè)計(jì)CW6163型臥式車床的電氣控制電路。

一、機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制要求

二、電氣控制電路設(shè)計(jì)

1.主回路設(shè)計(jì)

2.控制電路設(shè)計(jì)

3.信號(hào)指示與照明電路

5.繪制電氣原理圖

4.控制電路電源

三、選擇電氣元件

四、制定電氣元件明細(xì)表

五、繪制電氣安裝接線圖

第三節(jié)電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容

一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書

設(shè)計(jì)說(shuō)明書在三個(gè)階段各不相同。

（一）方案設(shè)計(jì)階段

（二）初步設(shè)計(jì)階段

（三）施工圖設(shè)計(jì)階段

二、設(shè)計(jì)計(jì)算書

三、設(shè)計(jì)圖樣

第四節(jié)電氣設(shè)計(jì)CAD

一'、CAD的基本概念

1.CAD的概念2.CAD的發(fā)展3.CAD的功能

二、硬件系統(tǒng)

1.主機(jī)系統(tǒng)2.圖形輸入設(shè)備3.圖形顯示設(shè)備4.圖形硬拷貝設(shè)備

II

三、軟件系統(tǒng)

1.軟件系統(tǒng)的構(gòu)成

2.軟件系統(tǒng)的基本功能

3.電氣設(shè)計(jì)CAD軟件包的構(gòu)成

第五節(jié)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)通用CAD繪圖

一、AutoCAD

二、AutoCAD各版本

三、電氣設(shè)計(jì)通用CAD常規(guī)繪圖方法

四、繪圖注意事項(xiàng)

五、AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖常用命令

第六節(jié)電氣專業(yè)設(shè)計(jì)CAD軟件

、EES系歹！］二、ABD-E三、AS-E四、INTER-DQ五、Telec

第五章可編程序控制器概論

【課時(shí)安排】

5.1可編程序控制器的產(chǎn)生及發(fā)展1學(xué)時(shí)

5.2可編程序控制器的定義及特點(diǎn)1學(xué)時(shí)

5.3可編程序控制器工作原理1學(xué)時(shí)

5.4可編程序控制器的硬件及分類1學(xué)時(shí)

5.5可編程序控制器的軟件及其工作原理1學(xué)時(shí)

總計(jì)5學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.可編程序控制器的定義及其特點(diǎn)

2.可編程序控制器的工作原理及工作過(guò)程

3.可編程序控制器的硬件及分類、軟件及其工作原理

【了解內(nèi)容】

1.可編程序控制器的英文縮寫及發(fā)展過(guò)程。

2.可編程序控制器的分類。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握可編程序控制器工作原理

2.掌握可編程序控制器的硬件及分類、軟件及其工作原理

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)可編程序控制器的產(chǎn)生及發(fā)展

一、可編程序控制器的產(chǎn)生美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，

于1969年研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在GM公司汽車自動(dòng)裝配線上

試用，獲得成功。其后，日本、德國(guó)等相繼引入這項(xiàng)新技術(shù)，可編程序控制器由此

而迅速發(fā)展起來(lái)。

二、可編程序控制器的發(fā)展20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的

迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器為核心的可編程序控制器得到迅速發(fā)展。這時(shí)

的PLC具有了高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信等功能，從而使PLC的應(yīng)

12

用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱(PLC、工業(yè)機(jī)器人和

CAD/CAM)之一。

三、可編程序控制器按應(yīng)用形式歸納為以下幾種類型：

(1)開關(guān)量邏輯控制(2)模擬量控制(3)過(guò)程控制(4)定時(shí)和計(jì)數(shù)控制

(5)順序控制(6)數(shù)據(jù)處理(7)通信和聯(lián)網(wǎng)

第二節(jié)可編程序控制器的定義及特點(diǎn)

一、可編程序控制器的定義

可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它

采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)

運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。

可編程序控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的

原則設(shè)計(jì)。

二、可編程序控制器的特點(diǎn)

1).可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

2).通用性強(qiáng)，使用方便

3).采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便

4).編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單、易學(xué)，便于掌握

5).系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短

6).對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)

7).安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小

第三節(jié)可編程序控制器工作原理

一、PLC的基本控制原理

PLC可以分為輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成

輸入部分：它收集并保存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)和信息。例如，它收集來(lái)自被控制對(duì)

象上的各種開關(guān)信息或操作臺(tái)上的操作命令等。

邏輯部分：處理輸入部分所取得的信息，并按照被控對(duì)象實(shí)際的動(dòng)作要求作出反映。

輸出部分：提供正在被控制的許多裝置中，哪幾個(gè)設(shè)備需要實(shí)時(shí)操作處理。

二、PLC的主要邏輯部件

(1)繼電器邏輯

(2)定時(shí)器邏輯

(3)計(jì)數(shù)器邏輯

(4)觸發(fā)器邏輯

(5)數(shù)據(jù)寄存器

三、PLC的編程語(yǔ)言

(1)梯形圖編程(Ladder)

(2)語(yǔ)句表編程(StatementList)

(3)功能圖編程(FunctionBlock)

第四節(jié)可編程序控制器的硬件及其分類

一、PLC的硬件電路主要包括以下幾個(gè)部分：

13

(1)中央處理器(CPU)

(2)存儲(chǔ)器

(3)輸入輸出接口

(4)電源

(5)外部設(shè)備

二、PLC的分類

(1)按應(yīng)用規(guī)模和功能分類：小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)

(2)按硬件結(jié)構(gòu)類型分類：整體式結(jié)構(gòu)、模塊式結(jié)構(gòu)、疊裝式結(jié)構(gòu)

第五節(jié)可編程序控制器的軟件及其工作原理

一、PLC的軟件

PLC的軟件包含系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件兩大部分。

二、PLC的工作原理

PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本上是一致的，可以簡(jiǎn)單地表述為在系統(tǒng)程序

的管理下，通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。用戶程序的完成可分為以下三個(gè)階段：

(1).輸入處理階段

(2).程序執(zhí)行階段

(3).輸出處理階段

三、PLC控制與繼電器控制的區(qū)別

(1)組成器件不同

(2)觸點(diǎn)數(shù)量不同

(3)實(shí)施控制的方法不同

(4)工作方式不同

第六章三菱FX2N系列可編程序控制器及其基本指令

【課時(shí)安排】

6.1三菱FX2N系列可編程序控制器2學(xué)時(shí)

6.2三菱FX2N系列可編程序控制器主要編程元件2學(xué)時(shí)

6.3三菱FX2N系列可編程序控制器的基本指令2學(xué)時(shí)

6.4編程注意事項(xiàng)1學(xué)時(shí)

6.5基本編程指令舉例1學(xué)時(shí)

總計(jì)8學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.三菱FX2N系列可編程序控制器的基本組成

2.三菱FX2N系列可編程序控制器的主要編程元件

3.三菱FX2N系列可編程序控制器的基本指令及基本指令應(yīng)用舉例

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握三菱FX2N系列可編程序控制器的編程元件。

2.掌握三菱FX2N系列可編程序控制器的基本指令及應(yīng)用。

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)三菱FX2N系列可編程序控制器

一、FX2N系列可編程序控制器的基本組成

14

FX2N系列PLC的主機(jī)稱為基本單元，包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出口及電源，是PLC

的主要部分。

二、FX2N系列可編程序控制器型號(hào)名稱體系及其種類

（1）基本單元型號(hào)名稱組成及種類

（2）擴(kuò)展單元型號(hào)名稱組成及種類

（3）擴(kuò)展模塊型號(hào)名稱組成及種類

（4）FX2N系列可編程序控制器特殊功能擴(kuò)展模塊

三、FX2N系列可編程序控制器技術(shù)指標(biāo)

第二節(jié)FX2N系列可編程序控制器主要編程元件

一、FX2N系列PLC編程元件的分類及編號(hào)

FX2N系列PLC編程元件的編號(hào)分為兩個(gè)部分：第一部分是代表功能的字母。如輸入繼

電器用“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。第二部分為數(shù)字，數(shù)字為該類器件的序號(hào)。FX2N

系列PLC中輸入繼電器及輸出繼電器的序號(hào)為八進(jìn)制，其余器件的序號(hào)為十進(jìn)制。

二、編程元件的基本特征

一般地可認(rèn)為編程元件和繼電接觸器的元件類似、具有線圈和常開常閉觸點(diǎn)。而且觸

點(diǎn)的狀態(tài)隨著線圈的狀態(tài)而變化，即當(dāng)線圈披選中（通電）時(shí)，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷

開，當(dāng)線圈失去選中條件時(shí)，常閉接通，常開斷開。從實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)，某個(gè)元件被選中，只是

代表這個(gè)元件的存儲(chǔ)單元置1,失去選中條件只是這個(gè)存儲(chǔ)單元置0,由于元件只不過(guò)是存

儲(chǔ)單元，可以無(wú)限次地訪問。

三、編程元件的功能和作用

（一）數(shù)值的處理

FX2N系列PLC根據(jù)不同的用途和目的，使用5種類型的數(shù)值，分別為：

1.十進(jìn)制數(shù)（K）

2.十六進(jìn)制數(shù)（H）

3.二進(jìn)制數(shù)（B）

4.八進(jìn)制數(shù)（O）

5.BCD碼

6.其他數(shù)值（浮點(diǎn)數(shù)）

（二）輸入輸出繼電器

輸入端子是PLC從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口。在PLC內(nèi)部，與PLC輸入端子相連的

輸入繼電器是一種光電隔離的電子繼電器，有無(wú)數(shù)的電子常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，可在PLC

內(nèi)隨意使用。這種輸入繼電器不能用程序驅(qū)動(dòng)。

輸出端子是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)的窗口。輸出繼電器的外部輸出用觸點(diǎn)（繼電器

觸點(diǎn)，晶閘管、晶體管等輸出元件）在PLC內(nèi)與該輸出端子相連，有無(wú)數(shù)的電子常開觸點(diǎn)

和常閉觸點(diǎn)，可在PLC內(nèi)隨意使用。PLC外部輸出用觸點(diǎn)，按照輸出用軟元件的響應(yīng)滯后

時(shí)間動(dòng)作

（三）輔助繼電器

PLC內(nèi)有許多輔助繼電器，這類輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)的各種軟

元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。

（四）狀態(tài)器

狀態(tài)器是對(duì)工序步進(jìn)控制簡(jiǎn)易編程的重要軟元件，經(jīng)常與步進(jìn)梯形指令結(jié)合使用。

（五）定時(shí)器

定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，可在程序中用于延時(shí)控制。

15

（六）計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器在程序中用作計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)器分為內(nèi)部信號(hào)計(jì)數(shù)器和外部信號(hào)計(jì)數(shù)器兩類。

（七）數(shù)據(jù)寄存器

數(shù)據(jù)寄存器是存儲(chǔ)數(shù)值數(shù)據(jù)的軟元件，可以處理各種數(shù)值數(shù)據(jù)，利用它還可以進(jìn)行各種控制。

（八）指針

FX2N系列PLC的指針包括分支用指針（P）和中斷用指針（Do

第三節(jié)FX2N系列可編程序控制器的基本指令

FX2N系列PLC有基本指令27條；步進(jìn)梯形指令2條；應(yīng)用指令128種，298條。本節(jié)

介紹其基本順控指令。

一、LD、LDLOUT指令

LD、LDI指令分別用于將常開、常閉觸點(diǎn)連接到母線上，或者與后述ANB或ORB指

令組合，在分支回路的起點(diǎn)使用常開、常閉觸點(diǎn)。OUT指令是對(duì)輸出繼電器、輔助繼電器、

狀態(tài)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的線圈驅(qū)動(dòng)指令，對(duì)輸入繼電器不能使用。

二、AND、ANI指令

AND、ANI指令分別用于單個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)，串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不受限制，該

指令可以連續(xù)多次使用。

三、OR、ORI指令

OR、ORI指令分別用于單個(gè)常開、常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)，并聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不受限制，該指

令可以連續(xù)多次使用。

四、ORB、ANB指令

ORB、ANB指令都是不帶軟元件的獨(dú)立指令。由兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的回路稱為串聯(lián)

回路塊，將串聯(lián)回路塊并列連接時(shí)，分支開始用LD或LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。

五、LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

LDP、ANDP、ORP指令是進(jìn)行上升沿檢出的觸點(diǎn)指令，僅在指定位元件的上升沿時(shí)

（OFF—ON變化時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。LDF、ANDF、ORF指令是進(jìn)行下降沿檢出的觸

點(diǎn)指令，僅在指定位元件的下降沿時(shí)（ON-OFF變化時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。

六、MPS、MRD、MPP指令

FX2N系列PLC中有11個(gè)被稱為堆棧的記憶運(yùn)算中間結(jié)果的存儲(chǔ)器。使用一次MPS指

令，就將此時(shí)刻的運(yùn)算結(jié)果送入堆棧的第一段存儲(chǔ)。再使用MPS指令，又將中間結(jié)果送入

第一段存儲(chǔ)，而將先前送入存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)依次移到堆棧的下一段。

七、MC、MCR指令

MC為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接，MCR為主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。

八、INV指令

INV指令的功能是將INV指令執(zhí)行之前的運(yùn)算結(jié)果取反，不需要指定軟元件號(hào)，

九、PLS、PLF指令

使用PLS指令時(shí)，僅在驅(qū)動(dòng)輸入為ON的一個(gè)掃描周期內(nèi)，軟元件Y、M動(dòng)作。使用

PLF指令時(shí)，僅在驅(qū)動(dòng)輸入為OFF的一個(gè)掃描周期內(nèi)，軟元件Y、M動(dòng)作。

十、SET、RST指令

SET為置位指令，使操作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。

H-一、NOP、END指令

NOP為空操作指令。將程序全部清除時(shí)，全部指令成為NOP。若在普通的指令之間加

入NOP指令，則PLC無(wú)視其存在繼續(xù)工作。

16

第四節(jié)編程注意事項(xiàng)

一、梯形圖編程規(guī)則

梯形圖作為一種編程語(yǔ)言，繪制時(shí)應(yīng)當(dāng)有一定的規(guī)則：

1）梯形圖的各種符號(hào)，要以左母線為起點(diǎn)，右母線為終點(diǎn)（有時(shí)可以省略右母線），從左

向右分行繪出。

2）觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支線上。

3）幾個(gè)串聯(lián)回路并聯(lián)時(shí)，應(yīng)該將串聯(lián)觸點(diǎn)多的回路寫在上方；幾個(gè)并聯(lián)回路串聯(lián)時(shí)，應(yīng)

該將并聯(lián)觸點(diǎn)多的回路寫在左方。

二、語(yǔ)句表編程規(guī)則

指令表的表達(dá)順序?yàn)椋合葘懗鰠⑴c因素的內(nèi)容，再表達(dá)參與因素間的關(guān)系。

三、雙線圈輸出問題

在梯形圖中，線圈前邊的觸點(diǎn)代表線圈輸出的條件，線圈代表輸出。如果在同一程序

中同一元件的線圈使用兩次或多次，稱為雙線圈輸出。PLC程序順序掃描執(zhí)行的原則規(guī)定,

這種情況出現(xiàn)時(shí)，前面的輸出無(wú)效，最后一次輸出才是有效的。

第五節(jié)基本指令編程舉例

本節(jié)以幾個(gè)具體的例子說(shuō)明基本指令的應(yīng)用。

一、保持電路

二、延時(shí)斷開電路

三、分頻電路

四、振蕩電路

五、報(bào)警電路

六、十字路口交通燈控制

第七章三菱FX2N系列可編程序控制器步進(jìn)梯形指令

【課時(shí)安排】

7.1狀態(tài)編程思想及步進(jìn)梯形指令2學(xué)時(shí)

7.2狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的類型及步進(jìn)梯形圖應(yīng)用示例4學(xué)時(shí)

總計(jì)6學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.步進(jìn)梯形指令。

2.狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的類型及步進(jìn)梯形圖應(yīng)用。

【了解內(nèi)容】

1.狀態(tài)編程思想。

2.步進(jìn)梯形圖的其它一些應(yīng)用。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握步進(jìn)梯形指令的助記符及名稱。

2.掌握步進(jìn)梯形指令的應(yīng)用。

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)狀態(tài)編程思想及步進(jìn)梯形指令

一、狀態(tài)編程思想

17

以小車運(yùn)動(dòng)控制為例介紹狀態(tài)編程思想。

二、步進(jìn)梯形指令（STL、RET）

FX2N系列PLC的步進(jìn)梯形指令是采用步進(jìn)梯形圖編制順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖程序的指

令，它包括STL和RET兩條指令。其中步進(jìn)梯形指令STL是利用內(nèi)部狀態(tài)軟元件，在順控

程序上進(jìn)行工序步進(jìn)控制的指令；返回RET指令是表示狀態(tài)流程結(jié)束，用于返回主程序的

指令。

三、步進(jìn)梯形指令的特點(diǎn)

步進(jìn)梯形指令僅對(duì)狀態(tài)器S有效，但是對(duì)于用作一般輔助繼電器的狀態(tài)器S,則不能采

用STL指令，而只能采用基本指令。

其特點(diǎn)為：

1)轉(zhuǎn)移源自動(dòng)復(fù)位

2)允許雙重輸出：

3)主控功能：使用STL指令，取指令（LD、LDI）點(diǎn)移至右邊。使用RET指令后，取指

令（LD、LDI）點(diǎn)返回到原來(lái)的母線上。

四、步進(jìn)梯形指令應(yīng)用注意事項(xiàng)：

1）狀態(tài)器編號(hào)不能重復(fù)使用。

2）STL觸點(diǎn)斷開時(shí)，與其相連的回路不動(dòng)作，一個(gè)掃描周期后不再執(zhí)行STL指令。

3）狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程中，在一個(gè)掃描周期內(nèi)兩種狀態(tài)同時(shí)接通，因此為了避免不能同時(shí)接通

的一對(duì)輸出同時(shí)接通，除了在PLC外部設(shè)置互鎖外，在相應(yīng)的程序上也應(yīng)設(shè)置互鎖。

4）定時(shí)器線圈與輸出線圈一樣，也可在不同狀態(tài)間對(duì)同一定時(shí)器軟元件編程，但是，在

相鄰狀態(tài)下對(duì)同一定時(shí)器編程時(shí)，則狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)定時(shí)器線圈不斷開，當(dāng)前值不能復(fù)位，因此

需要注意在相鄰狀態(tài)不要對(duì)同一定時(shí)器編程。

5）STL指令后的母線，一旦寫入LD或LDI指令后，對(duì)于不需要觸點(diǎn)的指令，必須采用

MPS、MRD、MPP指令編程，或者改變回路的驅(qū)動(dòng)順序。

6）在中斷程序與子程序內(nèi)不能采用STL指令。

第二節(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的類型及步進(jìn)梯形圖應(yīng)用示例

一、單流程

所謂單流程是指狀態(tài)轉(zhuǎn)移只有一種順序，它是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本形式。

二、選擇性分支

從多個(gè)流程順序中選擇執(zhí)行某一個(gè)流程，稱為選擇性分支。FX2N系列PLC一條選擇性

分支的支路數(shù)不能超過(guò)8條，初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)有多條選擇性分支時(shí)，每個(gè)初始狀態(tài)的支路總數(shù)

不能超過(guò)16條。

三、并行分支

多個(gè)分支流程可以同時(shí)執(zhí)行的分支流程，稱為并行分支。FX2N系列PLC并行分支的支

路數(shù)不能超過(guò)8條，初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)有多條并行分支時(shí)，每個(gè)初始狀態(tài)的支路總數(shù)不能超過(guò)

16條。

四、組合流程及虛擬狀態(tài)

運(yùn)用狀態(tài)編程思想解決問題時(shí)，當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)出來(lái)后，有些狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖不單單是某

一種分支、匯合流程，往往是若干個(gè)或若干類分支、匯合流程的組合。

第八章三菱FX2N系列可編程序控制器步進(jìn)梯形應(yīng)用指令

【課時(shí)安排】

18

8.1應(yīng)用指令的基本規(guī)則1學(xué)時(shí)

8.2三菱FX2N系列PLC程序流程控制應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.3三菱FXZN系列PLC傳送與比較應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.4三菱FX2N系列PLC算術(shù)及邏輯運(yùn)算應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.5三菱FXZN系列PLC循環(huán)與移位應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.6三菱FX2N系列PLC數(shù)據(jù)處理應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.7三菱FX2N系列PLC高速處理應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.8三菱FX2N系列PLC方便指令1學(xué)時(shí)

8.9三菱FXZN系列PLC外圍設(shè)備I/O應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.10三菱FXZN系列PLC外圍設(shè)備SER應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.11三菱FXZN系列PLC浮點(diǎn)運(yùn)算應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.12三菱FXZN系列PLC時(shí)鐘運(yùn)算應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.13三菱FXZN系列PLC葛雷碼變換應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

8.14三菱FXZN系列PLC觸點(diǎn)比較應(yīng)用指令1學(xué)時(shí)

總計(jì)15學(xué)時(shí)

【掌握內(nèi)容】

1.三菱FX2N系列PLC各種應(yīng)用指令的表示方法及表示意義。

2.三菱FXZN系列PLC各種應(yīng)用指令的實(shí)際應(yīng)用。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.掌握應(yīng)用指令的助記符及名稱。

2.掌握應(yīng)用指令的應(yīng)用。

【教學(xué)手段】課堂講授，輔以多媒體電子課件

【教學(xué)過(guò)程】

第一節(jié)應(yīng)用指令的基本規(guī)則

一、介紹應(yīng)用指令使用時(shí)的一些基本規(guī)則，主要內(nèi)容包括：

1.指令與操作數(shù)

2.操作數(shù)可用軟元件

3.指令的形態(tài)與執(zhí)行形式

4.標(biāo)志的處理

5.指令使用次數(shù)與同時(shí)驅(qū)動(dòng)的限制

6.浮點(diǎn)運(yùn)算的數(shù)值處理

7.應(yīng)用指令說(shuō)明

第二節(jié)三菱FX2N系列PLC程序流程控制應(yīng)用指令

三菱FXZN系列PLC程序流程控制應(yīng)用指令共有十條，指令編號(hào)為FNC00?FNC09。

它們?cè)诔绦蛑械臈l件執(zhí)行與優(yōu)先處理，與順控程序的控制流程有關(guān)。

一、條件跳轉(zhuǎn)指令

條件跳轉(zhuǎn)指令CJ(ConditionalJump,FNC00)用于跳過(guò)順序程序中的某一部分，以控

制程序的流程。指針P(Point)用于指示分支和跳步程序，在梯形圖中，指針放在左側(cè)母線

的左邊。

二、子程序調(diào)用與返回指令

子程序是為一些特定的控制目的編制的相對(duì)獨(dú)立的程序。子程序調(diào)用指令CALL(Sub-

RoutineCall,FNC01)用于子程序的調(diào)用，各子程序用指針P0?P62及P64?P127表示。

19

三、中斷指令

中斷是計(jì)算機(jī)所特有的一種工作方式，指主程序的執(zhí)行過(guò)程中，中斷主程序的執(zhí)行去執(zhí)

行中斷子程序。FX2N系列PLC的中斷事件包括輸入中斷、定時(shí)中斷和高速計(jì)數(shù)器中斷。

四、主程序結(jié)束指令

主程序結(jié)束指令FEND(FirstEnd,FNC06)表示主程序的結(jié)束和子程序的開始。

五、監(jiān)控定時(shí)器指令

監(jiān)控定時(shí)器又稱看門狗，在執(zhí)行FEND和END指令時(shí)，監(jiān)控定時(shí)器被刷新(復(fù)位)，

PLC正常工作時(shí)掃描周期小于它的定時(shí)時(shí)間。

六、程序循環(huán)指令

程序循環(huán)指令由FOR及NEXT兩條指令構(gòu)成。

FOR指令用來(lái)表示循環(huán)區(qū)的起點(diǎn)，NEXT表示循環(huán)區(qū)終點(diǎn)，F(xiàn)OR與NEXT之間的程序被反

復(fù)執(zhí)行，執(zhí)行完后，執(zhí)行NEXT后面的指令。

第三節(jié)三菱FX2N系列PLC傳送與比較應(yīng)用指令

FX2N系列PLC的數(shù)據(jù)傳送、比較類指令共10條，指令功能編號(hào)為FNC10?FNC19。

它們是數(shù)據(jù)處理類程序中使用十分頻繁的指令。

一、比較指令

比較指令包括比較CMP(Compare)和區(qū)間比較ZCP(ZoneCompare),比較結(jié)果用目

的元件的狀態(tài)來(lái)表示。

二、傳送指令

傳送指令包括傳送MOV(Move)、BCD碼移位傳送SMOV(ShiftMove),取反傳送

CML(ComplementMove)、數(shù)據(jù)塊傳送BMOV(BlockMove)、多點(diǎn)傳送FMOV(FillMove)

以及數(shù)據(jù)交換XCH(Exchange)指令。

三、數(shù)據(jù)變換指令

數(shù)據(jù)變換指令包括二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼并傳送BCD(BinaryCodetoDecimal)和BCD

碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)并傳送BIN(Binary)指令。

第四節(jié)三菱FX2N系列PLC算術(shù)及邏輯運(yùn)算應(yīng)用指令

算術(shù)及邏輯運(yùn)算指令是基本運(yùn)算指令，通過(guò)算術(shù)及邏輯運(yùn)算可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送、變位

及其他控制功能。

一、算術(shù)運(yùn)算指令

算術(shù)運(yùn)算包括二進(jìn)制加ADD(Addition),減SUB(Subtraction乘MUL(Multiplication)

和除DIV(Division)指令，

二、二進(jìn)制數(shù)加1、減1指令

二進(jìn)制數(shù)加1指令I(lǐng)NC(Increment)和減1指令DEC(Decrement)的操作數(shù)均可以取

KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。

三、字邏輯運(yùn)算指令

字邏輯運(yùn)算指令包括字邏輯與WAND(WordAND)、字邏輯或WOR