电气控制与PLC-熊幸明-第4章
15438《电气控制与PLC应用(第四版)》习题解答
《电气控制与PLC应用》习题解答第一章常用低压电器1-1 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎么区分电压线圈与电流线圈？答：从外部结构特征上，直流电磁机构铁心与衔铁由整块钢或钢片叠制而成，铁心端面无短路环，直流电磁线圈为无骨架、高而薄的瘦高型。
交流电磁机构铁心与衔铁用硅钢片叠制而成，铁心端面上必有短路环，交流电磁线圈设有骨架，做成短而厚的矮胖型。
电压线圈匝数多，线径较细，电流线圈导线粗，匝数少。
1-2 三相交流电磁铁有无短路环，为什么？答：三相交流电磁铁无短路环。
三相交流电磁铁电磁线圈加的是三相对称电压，流过三相对称电流，磁路中通过的是三相对称磁通，由于其相位互差120º，所产生的电磁吸力零值错开，其合成电磁吸力大于反力，故衔铁被吸牢而不会产生抖动和撞击，故无需再设短路环。
1-3 交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，此时线圈不存在感抗，只存在电阻，相当于短路状态，产生大的短路电流，立即将线圈烧毁。
直流电磁线圈误接入对应交流电源，由于阻抗存在，使线圈电流过小，电磁吸力过小；衔铁吸合不上，时间一长，铁心因磁滞、涡流损耗而发热，致使线圈烧毁。
1-4 交流、直流接触器是以什么定义的？交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率？答：接触器是按主触头控制的电流性质来定义为是交流还是直流接触器。
对于交流接触器，其衔铁尚未动作时的电流为吸合后的额定电流的5~6倍，甚至高达10~15倍，如果交流接触器频繁工作，将因线圈电流过大而烧坏线圈，故要规定操作频率，并作为其额定参数之一。
1-5 接触器的主要技术参数有哪些？其含义是什么？答：接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），约定发热电流，额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。
《电气控制与PLC》教案
《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、原理和分类。
解释电气控制系统的组成和作用。
1.2 低压电器介绍低压电器的分类和功能。
讲解常用低压电器的结构和工作原理。
1.3 电气控制线路分析简单的电气控制线路实例。
介绍电气控制线路的设计方法和步骤。
第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、功能和应用领域。
解释PLC的工作原理和基本结构。
2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点。
讲解PLC编程的基本规则和方法。
2.3 PLC的硬件组成介绍PLC的硬件组成部分及其功能。
讲解PLC的输入输出接口和通信接口。
第三章：PLC编程与应用3.1 基本指令讲解PLC基本指令的功能和用法。
通过实例讲解基本指令的应用。
3.2 功能指令介绍PLC功能指令的分类和功能。
讲解常用功能指令的用法和应用。
3.3 PLC控制系统设计介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。
通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。
第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析4.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现电动机的控制。
4.2 案例二：conveyor传送带的控制分析conveyor传送带控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。
第五章：PLC的故障诊断与维护5.1 PLC故障诊断方法介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。
讲解如何进行PLC故障诊断和排除。
5.2 PLC的维护与保养介绍PLC的维护保养内容和注意事项。
讲解PLC的日常维护和故障预防措施。
第六章：PLC在工业自动化中的应用案例6.1 案例三：温度控制系统的应用分析温度控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。
6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用分析液体自动控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现液体自动控制系统的控制。
电气控制与PLC基本控制电路
《电气控制与PLC应用》
【能力目标】
1．熟悉常用低压电器的结构、工作原理、型号规格、符号、使用方法 及其在控制电路中的作用。
2．掌握电气控制电路国家统一的绘图原则和标准。 3．掌握电动机基本控制电路的工作原理及安装接线方法。
【知识目标】
1．能根据控制要求，选配合适型号的低压电器。 2．能根据控制要求，熟练画出典型控制电路原理图，并进行装配。 3．掌握常用控制电路的调试及维修方法。 4．能熟练运用所学知识读懂电气图纸。
三、任务实施 （一）电动机点动控制电路分析 3~
起动按钮
动
合
主
触
点
M
主电路
3~
静
铁
点动动铁心!
心
连续运行怎么办? 控制电路
《电气控制与PLC应用》
（二）自锁控制电路分析 3~
停止按钮
起动按钮
动
合
静
主
铁
触
动铁心
心
点
自锁
怎样停止?
M
3~
依靠接触器自身辅助触点而使其线圈
保持通电的现象——自锁
《电气控制与PLC应用》
吸引线圈 交流有36V、110V、220V、380V；直流有24V、48V、220V、 额定电压 440V。
通断能力 通断能力可分为最大接通电流和最大分断电流。
寿命及操
接触器的电气寿命是按规定使用类别的正常操作条件下， 不需修理或更换零件的负载操作次数。
作频率 额定操作频率（次/h）是指允许每小时接通的最多次数。
安装在电源开关下面。
过载保护 由热继电器FR对电动机进行过载保护。当电动机工作电流长时
间超过额定值时，FR的动断触点会自动断开控制回路，使接触 器线圈失电释放，从而使电动机停转，实现过载保护作用。
电气控制与PLC第四章PPT课件
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
电气控制与PLC教材课件全书电子教案完整版课件
⑵ 额定电流 是指断路器在长期工作时的允许持续电流。 ⑶ 通断能力 是指断路器在规定的电压、频率以及规定的线 路参数（交流电路为功率因数，直流电路为时间常数）下，所能 接通和分断的短路电流值。 ⑷ 分断时间 是指断路器切断故障电流所需的时间。
中间继电器实质上 是一种电压继电器，结 构和工作原理与接触器 相同。但它的触点数量 较多，在电路中主要是 扩展触点的数量。另外 其触头的额定电流较大。
中间继电器的图形和文字符号
1.3.4 时间继电器
作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式
电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型
电气控制与PLC
第1章 常用低压电器
主要内容
低压电器概述 常用低压电器的结构、工作原理 电子低压电器
本章学习要求
掌握内容：
低压电器的定义与分类 常用低压电器的工作原理及图形与文字符号
了解内容：
低压电器的结构
1.1 低压电器概述
1.1.1 电器的定义和分类
电器的定义：电器就是根据外界施加的信号和要求，能手
继电器与接触器的区别
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 动作。
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。
1.3.1 电压继电器
特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理：与电流继电器类似
U< KV KV U> KV KV
动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数， 以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和 调节的电气元件或设备。
电气控制与PLC教案
电气控制与PLC教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和功能1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、熔断器等低压电器的原理和应用分析各种低压电器的符号和功能1.3 电气控制线路设计讲解电气控制线路的设计原则和方法分析典型电气控制线路的实例和应用第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、发展历程和应用领域解释PLC的组成和基本工作原理2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点讲解梯形图、指令表、功能块图等编程语言的语法和应用2.3 PLC的安装与维护介绍PLC的安装要求和方法讲解PLC的维护保养措施和安全操作注意事项第三章：PLC编程与应用实例3.1 基本逻辑控制编程讲解PLC的基本逻辑控制功能，如启动、停止、互锁、互斥等分析典型逻辑控制编程实例3.2 定时与计数控制编程讲解PLC的定时与计数功能及其应用分析定时与计数控制编程实例3.3 数据处理与传输编程讲解PLC的数据处理与传输功能，如数据存储、数据运算、数据转换等分析数据处理与传输编程实例第四章：电气控制系统的设计与应用4.1 电气控制系统设计的一般步骤介绍电气控制系统设计的一般步骤和方法讲解设计过程中的注意事项和技术要求4.2 电气控制系统的应用实例分析典型电气控制系统的应用实例，如机床、电梯、自动化生产线等讲解电气控制系统在不同领域的应用特点和技术要求4.3 PLC在电气控制系统中的应用实例分析PLC在电气控制系统中的应用实例讲解PLC在电气控制系统中的应用优势和注意事项第五章：电气控制与PLC的故障诊断与维修5.1 电气控制系统的故障诊断与维修介绍电气控制系统的故障类型和诊断方法讲解电气控制系统的维修措施和注意事项5.2 PLC系统的故障诊断与维修介绍PLC系统的故障类型和诊断方法讲解PLC系统的维修措施和注意事项5.3 电气控制与PLC故障诊断与维修实例分析电气控制与PLC故障诊断与维修的实例讲解故障排除的方法和技巧第六章：PLC通讯与网络技术6.1 PLC通讯基础介绍PLC通讯的基本概念、分类和标准讲解串行通讯和并行通讯的原理及其应用6.2 PLC网络技术介绍PLC网络的基本概念、分类和结构讲解工业以太网、工业现场总线等PLC网络技术的原理和应用6.3 PLC通讯与网络实例分析PLC通讯与网络的实例，如远程I/O、Modbus、Profibus等讲解PLC通讯与网络在工业自动化中的应用和优势第七章：人机界面（HMI）与PLC应用7.1 HMI概述介绍HMI的定义、功能和分类讲解HMI与PLC的连接方式及其应用领域7.2 HMI界面设计介绍HMI界面设计的原则和方法讲解文本、图形、动画等HMI界面元素的设计和应用7.3 HMI与PLC应用实例分析HMI与PLC在工业自动化中的应用实例，如生产线监控、电梯控制等讲解HMI与PLC协同工作的原理和优势第八章：电气控制与PLC在工业自动化中的应用8.1 自动化生产线控制系统介绍自动化生产线的组成、工作原理及其分类讲解电气控制与PLC在自动化生产线中的应用实例8.2 控制系统介绍的组成、分类和工作原理讲解电气控制与PLC在控制系统中的应用实例8.3 电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用分析电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用实例，如楼宇自动化、环保设备等讲解电气控制与PLC在工业自动化中的重要作用和前景第九章：电气控制与PLC项目的实施与验收9.1 项目实施流程介绍电气控制与PLC项目实施的基本流程讲解项目实施过程中的注意事项和技术要求9.2 项目调试与优化讲解电气控制与PLC项目的调试方法与技巧介绍项目调试过程中的优化措施和评估方法9.3 项目验收与维护讲解电气控制与PLC项目的验收标准与流程介绍项目维护保养措施和安全操作注意事项第十章：电气控制与PLC技术的发展趋势10.1 新型PLC技术介绍新型PLC技术的特点和应用领域分析新型PLC技术的发展趋势及其对工业自动化领域的影响10.2 电气控制与PLC技术的融合与发展讲解电气控制与PLC技术在工业自动化领域的融合趋势分析电气控制与PLC技术在智能制造、物联网等领域的应用前景10.3 电气控制与PLC技术在新能源领域的应用介绍电气控制与PLC技术在新能源领域的应用实例，如风力发电、太阳能发电等讲解电气控制与PLC技术在新能源领域的作用和前景重点和难点解析一、电气控制基础中的低压电器符号和功能分析。
电气控制PLC目录精选全文
可编辑修改精选全文完整版第一篇电气控制概述一、电气控制技术二、电气控制系统三、电气控制线路的实现四、电气控制技术的发展方向第1章常用低压电器引言一、电器二、电器的分类第1节接触器一、结构和工作原理二、接触器的图形、文字符号三、交、直流接触器特点四、技术参数五、接触器的选择六、实物照片第2节继电器概述一、电流、电压继电器二、中间继电器三、时间继电器四、热继电器五、速度继电器第3节熔断器一、工作原理二、分类及技术数据三、实物照片四、熔断器的选择五、图形、文字符号第4节低压隔离器引言一、刀开关二、组合开关第5节低压断路器第6节主令电器概述一、按钮二、行程开关三、凸轮控制器四、主令控制器第2章现代低压电器引言第1节低压电器产品的发展第2节电子电器和智能电器一、电子电器二、智能电器第3节接近开关概述一、光电开关二、电感式接近开关三、电容式接近开关四、超声波接近开关五、磁性接近开关第4节固态继电器一、概述二、结构三、分类四、工作原理五、特点六、技术参数第5节其它电子电器简介一、电子式软启动器二、变频器第6节现场总线简介概述1. 定义2. 优点3. 几种有影响的现场总线技术第3章电气图及电气控制线路分析第1节电气图的基本知识概述一、电气控制系统图中的图形符号和文字符号二、电气原理图三、元器件布置图四、电气接线图第2节电气控制线路分析基础一、电气控制线路分析的内容二、电气原理图阅读分析的方法第4章继电接触控制系统的基本控制规律第1节电动机控制的基本环节一、启动、停止控制线路二、点动控制线路三、多地控制线路四、可逆运行控制线路第2节按联锁控制的规律1. 联锁控制的定义2. 顺序工作的联锁控制第3节按控制过程的变化参量进行控制的规律概述一、时间原则控制二、速度原则控制三、电流原则控制第4节直流电动机的控制线路第二篇可编程序控制器第5章可编程序控制器的工作原理及组成第1节概述一、PLC的定义二、PLC的分类三、PLC的发展第2节PLC的基本结构和工作原理一、PLC的基本结构二、PLC的工作原理第3节PLC的技术指标、特点及应用一、PLC的基本技术指标二、PLC的特点三、PLC的应用领域第6章可编程序控制器的编程概述第1节可编程序控制器的编程语言一、梯形图编程语言二、指令语句编程语言三、功能图块编程语言四、高级语言第2节可编程序控制器的编程指导一、两个基本概念二、梯形图设计规则第7章OMRON公司CPMA系列小型机第1节CPM2A系列产品的类型和技术性能一、CPM2A的主要特点和功能二、CPM2A型的主机面板三、CPM2A机型的数据存储区分配第2节CPM2A指令系统一、基本术语二、基本指令第三篇电气控制系统设计第8章电气控制系统设计基础第1节PLC控制系统设计原则与设计内容一、PLC控制系统的设计原则二、PLC控制系统的设计内容第2节PLC控制系统设计举例一、时间控制二、顺序控制三、上料输送机PLC控制系统设计四、搅拌机控制。
(完整版)【电气控制与PLC】课后习题及答案
可以采用直接启动。
在该电路中，闭合自动开关 QБайду номын сангаас0，按下启动
按钮SF2，接触器接触器KM线圈通电，其常开主 触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时 接触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM 线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮SB2后， 接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持 吸合状态。按停止按钮SB1，接触器KM线圈失电， 则其主触点断开。切断电动机三相电源，电动机M 自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制 回路解除自锁。松开停止按钮SB1，控制电路又 回到启动前的状态。
在程序执行阶段，PLC 按从左到右、从上到下的步骤顺序执 行程序。
在输出刷新阶段中，元件映像寄存器中所有输出继电器的状 态一起转存到输出锁存器中，通过一定方式集中输出，最后经过 输出端子驱动外部负责，在下一个输出刷新阶段开始之前，输出 锁存器的状态不会改变。
12、一般来说，PLC 对输入信号有什么要求？ 答：要求：输入信号的宽度奥大于一个扫描周期，或者说输入信 号的频率不能太高，否则很可能造成信号的丢失。
试设计该控制系统的功能图，并画出梯形图，写出语句表。
5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触 器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。
交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设 有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样 有利于铁芯和线圈的散热。
直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且 它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与 铁芯直接接触，易于散热。
11、试设计有一个抢答器电路程序。出题人提出问题，3 个答题 人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号的亮。然后出题人按 动复位按钮后，引出下一个问题。
电气控制与PLC第四章答案
第四章思考题与习题4.14 将图4.76所示的梯形图写成指令表。
答：电路块1：0 LD X01 ANI T10电路块2: 2 LD M53 AND X14 OR X25 AND X66 ORB电路块3: 7 LDI Y28 AND X3电路块4：9 LD C210 ANI X411 ORB12 ANB电路块5：13 LDI C514 ORB15 OUT Y10电路块6：16 ANI X517 OUT M1018 ANI X619 OUT T12 K30电路块7：20 LDI X721 OR M1022 ANB23 OUT Y1124 END4.15 画出图4.77梯形图中Y1、Y2的时序图。
4.16 分析图4.78所示的梯形图，回答以下问题：（1）若X0接通，Y0 、Y2 有输出，Y1 、Y3 无输出。
（2）若X0接通，延时2S后，Y1 、Y2 有输出，Y0 、Y3 无输出。
（3）若X0接通，延时4S后，Y1 、Y3 有输出，Y0 、Y2 无输出。
（4）若X0接通，延时6S后，Y0 、Y2 有输出，Y1 、Y3 无输出。
（5）若X0一直接通，分析延时8S、10S、12S后的输出结果，总结其规律。
答：延时8S后的输出结果为Y1、Y2 有输出，Y0 、Y3 无输出，与延时2S后的输出结果相同，延时10S后的输出结果为Y1、Y3有输出，Y0、Y2无输出，与延时4S后的输出结果相同，延时12S后的输出结果为Y0、Y2有输出，Y1、Y3无输出。
其输出结果每6S循环一次。
4.17 选择题：将正确答案的编号填在括号内。
在图4.79所示的梯形图中，当X1端有3个脉冲输入时，（○2）；延时6S后，（○3）.○1Y0、Y1均有输出。
○2Y0有输出，Y1无输出。
○3Y0无输出，Y1有输出。
○4Y0、Y1均无输出。
4.20 设计一个三相异步电动机“正-反-停”的PLC控制。
要求电动机运行时，用热继电器作过载保护，且正、反转要求互锁。
《电气控制与PLC(第2版)》熊幸明(习题解答)第1章.
《电气控制与PLC（第2版）》熊幸明（习题解答）第1章1. 引言本篇文档是关于《电气控制与PLC（第2版）》熊幸明一书中第1章的习题解答。
本章主要介绍了电气控制系统的基本概念、组成部分和基本原理，并且对PLC编程的基本方法进行了详细的介绍。
通过本章的学习，读者可以了解电气控制和PLC编程的基本知识，为后续章节的学习打下基础。
2. 习题解答2.1 选择题1.确定一个电气控制系统是自动控制系统还是手动控制系统的依据是（）。
A. 控制对象是否为物理对象B. 控制过程中是否需要人的参与C. 控制信号是否为连续信号D. 控制信号是否为数字信号正确答案：B解析：电气控制系统与手动控制系统的主要区别在于控制过程中是否需要人的参与，所以选择B。
2.以下不属于电气控制系统组成部分的是（）。
A. 电气元件B. 控制装置C. 控制对象D. 传感器正确答案：D解析：传感器是电气控制系统的一个重要组成部分，所以选项D不正确。
2.2 填空题1.在电气控制系统中，其拓扑结构用图形表示的称为（）。
正确答案：电气线路图解析：电气线路图是电气控制系统拓扑结构图形化表示的方式。
2.PLC是（）的缩写。
正确答案：Programmable Logic Controller解析：PLC是可编程逻辑控制器的缩写。
2.3 简答题1.请简要介绍电气控制系统的基本原理。
答：电气控制系统的基本原理是通过控制装置发送控制信号，控制电气元件的开关状态，进而控制控制对象的工作状态。
控制信号可以是连续信号或者数字信号，通过传感器获取被控制对象的反馈信号，经过控制装置处理后，将控制信号传递给电气元件，实现对被控制对象的控制。
2.什么是PLC？它有什么特点？答：PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写。
PLC是一种特殊的计算机设备，主要用于工业控制系统中。
它具有以下特点：–可编程性：PLC允许用户通过编程来定义控制逻辑，可以根据不同的需求进行灵活的编程和控制。
《电气控制与PLC(三菱)应用》课件第四章PPT课件
通过PLC的集中控制，可以实现家庭 照明、空调、地暖、窗帘、安防等设 备的远程控制、定时控制和场景模式 设定等功能。
PLC在智能家居中的应用提高了家庭 生活的智能化水平和安全性，为人们 带来更加便捷、舒适和安全的生活体 验。
PLC的发展历程
从最初的继电器逻辑控制，到微处理器和微控制器技术的引入，再到现代的智能型PLC，PLC 技术经历了不断的发展和改进。
PLC的应用领域
广泛应用于制造业、电力、交通、化工、食品加工等各个行业，成为工业自动化控制的核 心设备之一。
plc的组成和工作原理
PLC的基本组成
01
包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口、电源等
04 第四章 实践应用
CHAPTER
plc在工业自动化中的应用
PLC在工业自动化中扮演着核心控制器的角色，广泛 应用于各种自动化设备和系统中，如机械手、自动化
流水线、包装机械等。
输标02入题
PLC能够接收来自各种输入设备的信号，如传感器、 开关等，并根据预设的程序进行逻辑运算和控制输出， 驱动执行机构实现自动化生产。
《电气控制与plc(三菱)应用》 课件第四章
目录
CONTENTS
• 第四章 基础知识 • 第四章 指令系统 • 第四章 控制系统设计 • 第四章 实践应用
01 第四章 基础知识
CHAPTER
plc的概述
PLC的定义
可编程逻辑控制器（PLC）是一种专门为工业环境设计的数字电子设备，用于执行顺序控制、 逻辑运算、计数、定时和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机器 或过程。
电气控制与PLC应用(电子教案)目录第4章
4.1.3 STEP7-Micro/WIN32编程软件
STEP7-Micro/WIN32窗口组件
4.1.4 通信电缆
通信电缆是PLC用来与个人计算机（PC）实现 通信的：
可以用PC/PPI电缆； 使用通信处理器（CP）时，可用多点接口 （MPI）电缆； 使用MPI卡时，可用MPI卡专用通信电缆。
I4.1/Q2.1
AIW8/AQW2
AIW10
AIW2
I3.0~I3.7 I4.2/Q2.2
I4.3/Q2.3
AIW4
AIW6
AIW12
AIW14
注意：输入映像寄存器（I4.4～I4.7）、输出映像寄存器 （Q2.4～Q2.7）的空间就被丢失了，且不能分配给I/O 链中的后续模块。后者可作为内部标志位存储器使用。
表4-2 S7-200 CPU22X系列的I/O配置及地址分配见
项 目
本机数字量 输入 地址分配
CPU221
6输入 I0.0~I0.5
CPU222
8输入 I0.0~I0.7
CPU224
14输入 I0.0~I0.7 I1.0~I1.5
CPU226
24输入 I0.0~I0.7 I1.0~I1.7 I2.0~I2.7 16输出 Q0.0~Q0.7 Q1.0~Q1.7 无
4.2.2 模拟量I/O模块
工业控制中，除了用数字量信号来控制外，有 时还要用模拟量信号来进行控制。模拟量模块 有模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量 输入输出模块。
模拟量I/O模块 ：
模拟量输入模块（A/D）；
模拟量输出模块（D/A）； 模拟量输入输出模块。
电气控制与PLC-熊幸明-第4章
图4-28 典型的梯形图
3/10/2014
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第4章
4．4．2 指令表语言
类似于计算机的助记符语言，是PLC最基础的编程语言。 每段的开始用LD(LDI)指令，触点的串／并联用AND／ OR指令，线圈的驱动总是放在最右边，用OUT指令 .
图4-29 基本指令应用举例
第4章
第4章 可编程控制器的组成与工作原理
4.1 概述 4.2 可编程控制器的组成 4.3 可编程控制器的工作原理 4.4 可编程控制器的编程语言
3/10/2014
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第4章
4.1 概述
分类：
按结构型式
（1）整体箱式 （2）模块组合式 按I/O点数 小型：其I/O点数少于256点。 中型：其I/O点数在256~2048点之间。 大型：其I/O点数多于2048点。
3/10/2014
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第4章
4．1．1 PLC的特点
1．使用灵活、通用性强。 2. 编程简单、易于掌握。 3．可靠性高、能适应各种工业环境。 4. 接口简单、维护方便。 4．1．2 PLC的发展趋势 1. 小型、廉价、高性能 。 2. 大型、多功能、网络化 。 3. 与智能控制系统相互渗透和结合。
图4-27 变址寄存器的用法
3/10/2014
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第4章
4．4 可编程控制器的编程语言
三种形式：梯形图、指令表和状态转移图(SFC) 4．4．1 梯形图语言 左右两条垂直线称作左母线和右母线。在左、右两母线之 间，触点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直 线连接起来，作为逻辑的并联。触点的水平方向串联相当 于“与”(AND)，垂直方向的触点并联，相当于 “或”(OR).
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图4-13 输入继电器电路示意图
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第4章
2．输出继电器（Y000~Y027） 只能由程序内部指令驱动，它提供一个外部输出触点带负 载，另外提供多对电子常开、常闭触点供编程时使用。 3．辅助继电器（M） 只能由PLC内各软元件的触点驱动，不能直接驱动外部负 载.
1．描述PLC性能的几个术语 位指二进制的一位，仅有0、1两种取值。一个位 对应PLC一个继电器，某位的状态为0，对应该继 电器线圈断电；状态为1，则对应该继电器线圈通 电。 4位二进制数构成一个数字，这个数字可以是 0000~1001（十进制），也可以是0000~1111（十 六进制）。 两个数字或8位二进制数构成一个字节。 两个字节构成一个字。在PLC术语中，字称为通 道。一个字含16位，或者说一个通道含16个继电 器。
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图4-24 16bit增计数器动作时序图
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2）32bit双向计数器（C200~C234） 通用型：C200~C219，共20点； 掉电保持型：C220~C234，共15点。
图4-25 32bit双向计数器的用法
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(4)电源 (5)扩展接口 (6)存贮器接口 (7)外设接口 2. PLC的软件 (1)监控程序 由生产厂家编制，用于管理、协调PLC各部分工作，方便 用户使用的通用程序。 1）系统配置登记及初始化 2）系统自诊断 3）命令识别与处理 4）用户程序编译 5）模块化子程序及调用管理 (2)用户程序
第4章
第4章 可编程控制器的组成与工作原理
4.1 概述 4.2 可编程控制器的组成 4.3 可编程控制器的工作原理 4.4 可编程控制器的编程语言
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第4章
4.1 概述
分类：
按结构型式
（1）整体箱式 （2）模块组合式 按I/O点数 小型：其I/O点数少于256点。 中型：其I/O点数在256~2048点之间。 大型：其I/O点数多于2048点。
第4章
1）输入接口电路
图4-2 直流输入单元电路
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图4-3 交流输入单元电路
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图4-4 汇点输入接线示意图
图4-5 独立输入接线示意图
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2）输出接口电路
图4-6 继电器输出电路
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第4章
4．1．2 PLC的发展趋势
4．2 可编程控制器的组成 4．2．1 PLC的组成 1. PLC的硬件 （1）CPU （2）存储器 （3）输入/输出 接口电路
图4-1 PLC结构框图
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图4-22 积算定时器动作时序图
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7. 计数器（C） （1）内部信号计数器（C0~C234） 1）16bit增计数器（C0~C199） 通用型：C0~C99，共100点； 掉电保持型：C100~C199，共100点。
图4-23 16bit增计数器的用法
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4．状态继电器（S） 与步进顺控指令STL组合使用。编号为S0~S999，共1000 点。 初始化用：S0~S9，共10点； 回原点用：S10~S19，共10点； 通用：S20~S499，共480点； 掉电保持用：S500~S899， 共400点； 报警用：S900~S999，共100点。 以机械手抓取工件的运动为例， 图4-17 机械手抓取工件步进 顺控流程图 说明状态器的功能和作用： 三个动作：下降→夹紧→上升，是典型的步进顺序控制.
图4-30 状态转移图编程例
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图4-27 变址寄存器的用法
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4．4 可编程控制器的编程语言
三种形式：梯形图、指令表和状态转移图(SFC) 4．4．1 梯形图语言 左右两条垂直线称作左母线和右母线。在左、右两母线之 间，触点在水平线上相串联，相邻的线也可以用一条垂直 线连接起来，作为逻辑的并联。触点的水平方向串联相当 于“与”(AND)，垂直方向的触点并联，相当于 “或”(OR).
图4-14 输出继电器电路示意图
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图4-15 辅助继电器电路示意图
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（1）通用型辅助继电器 有500点，编号为M0~M499 （2）掉电保护型辅助继电器 有2572点，编号为M500~M3071
图4-16 失电数据保持电路
（3）特殊辅助继电器 有256点，编号为M8000~M8255，每一个均具有特定功能， 分为两大类： 1）线圈由PLC自己驱动，用户只能利用其触点。 2）可驱动线圈型。用户驱动线圈后，PLC作特定动作。
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4．4．3 状态转移图语言
作用：用顺序功能流程图表达一个顺序控制过程。 图4-30是一个钻孔顺 控的例子。每一方框 表示一个状态，方框 中的数字代表顺序步， 每一状态对应于一个 控制任务，每个状态 的转移条件以及每个 状态执行的功能可以 写在方框右边。
3/10/2014
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5. 指针（P、I） （1）分支指令用指针P0~P127（128点）
图4－18 分支用指针的用法
（2）中断用指针I0□□~I8□□（15点）
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4．3 可编程控制器的工作原理
4．3．1扫描的概念 所谓扫描，就是CPU依次对各种规定的操作项目进行访 问和处理。 每扫描一个循环所用的时间称为扫描周期。 4．3．2 PLC的工作过程 1. 自诊断 2. 与外设通信 3. 输入采样 4. 程序执行 5. 输出刷新
使用中断指令时应注意： 中断指针必须编在FEND指令后作为标号； 中断点数不能多于15点； 中断嵌套不能多于2 层； 中断指针中百位数上的数字不可重复使用； 用于中断的输入端子，不能再用于SPD指令或其 它高速处理。
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返回第一张 上一张幻灯片 下一定时器（T） （1）通电延时型定时器（T0~T245） 1) 100ms定时器（T0~T199） 2) 10ms定时器（T200~T245）
图4-12 PLC的扫描工作过程
3/10/2014
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4．3．3 PLC的元件
1．输入继电器（X000~X027）
专门用于接收从外部开关或敏感元件来的信号，其线圈与 输入端相连，可提供多对电子常开、常闭触点，供编程时 调用。 只能由外部信号驱动，不能由内部指令驱动。
图4-19 通电延时型定时器原理示意图
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图4-20通电延时型定时器动作时序图
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（2）积算型定时器（T246~T255） 1）1ms积算定时器（T246~T249） 2）100ms积算定时器（T250~T255）
图4-21 积算定时器原理示意图
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2．PLC的主要性能指标 （1）存储器容量 （2）I/O点数 （3）扫描速度 （4）内部寄存器 （5）指令系统 （6）特殊功能及模块 （7）扩展能力
3/10/2014
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(4) PLC的内部等效电路
PLC是专为工业控制设计的专用计算机，就电路作用而言，可看作是 由一般继电器、定时器、计数器等元件组成.
图4-11 PLC的内部等效电路
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4．2．2 PLC的主要性能指标
图4-7 晶体管输出电路
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图4-8 双向晶闸管输出电路
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第4章
图4-9 汇点输出接线示意图
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图4-10 独立输出接线示意图
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第4章
(3) 用户环境
1）用户数据结构 第一类为bit数据，属于逻辑量，其值为“0”或“1”。 第二类为字数据，其数制、位长有多种形式。通常采用 BCD码形式。FX2N系列和A系列中为4位BCD、双字节为 8位BCD码。 第三类为字与bit的混合，即同一元件既有bit元件，又有 字元件。例如T（定时器）和C（计数器），它们的触点 为bit，设定值寄存器和当前值寄存器则为字。 2）元件 用户使用的每一个输入、输出端子及内部的存贮单元都称 为元件，每个元件有其固定的地址。元件的数量由监控程 序规定，它的多少决定PLC整个系统的规模及数据处理能 力。