新电气控制及PLC第2版 教学课件 周军 主编 PLC_ 05
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电气控制与PLC原理-2
接近开关和光电开关 非接触式的、无触点行程开关 接近开关按其工作原理分：有高频振荡型、电容型、感应电桥型、 永久磁铁型、霍尔效应型等，其中高频振荡型最为常用
接近开关
微动开关
1-1常用低压电器－－
自动开关（低压断路器）
符号 QF
×
×
×
QF
图形符号
文字符号
三极断路器
低压断路器（自动空气断路器、自动开关）
7—杠杆
1-1常用低压电器－－
自动开关（断路器）
图1-4 自动开关的原理图 1、9—弹簧 2—触点 3—锁键 4—搭钩 5—轴 6— 过电流脱扣器 7—杠杆 8、10—衔铁 11—欠电压脱 扣器 12—双金属片 13—电阻丝
工作原理： 脱扣器是自动开关的主要保护 装臵，包括电磁脱扣器（作短路保 护）、热脱扣器（作过载保护）、 失压脱扣器以及由电磁和热脱扣器 组合而成的复式脱扣器等种类。 电磁脱扣器的线圈串联在主电 路中，若电路或设备短路，主电路 电流增大，线圈磁场增强，吸动衔 铁，使操作机构动作，断开主触点， 分断主电路而起到短路保护作用。 电磁脱扣器有调节螺钉，可以 根据用电设备容量和使用条件手动 调节脱扣器动作电流的大小。 热脱扣器是一个双金属片热继 电器。它的发热元件串联在主电路 中。当电路过载时，过载电流使发 热元件温度升高，双金属片受热弯 曲，顶动自动操作机构动作，断开 主触点，切断主电路而起过载保护 作用。
继电器-电磁继电器
线圈 图形符号 常开触头 图形符号 常闭触头 图形符号
KA
文字符号
KA
文字符号
KA
文字符号
电磁继电器-电压继电器
• 触点的动作和线圈的动作电压大小有关的继电器 叫电压继电器，它用于电力拖动系统的电压保护 和控制，使用时电压继电器的线圈与负载并联。 • 特点 其线圈的匝数多而线径细。
电气控制与PLC原理及应用(第二版)周亚军章 (5)
2．运动控制 越来越多的生产设备对定位机构提出了位置、速度和轨迹 控制的要求，针对这一需求，PLC产品都有专门的运动控制模 块，可以实现单轴/双轴/多轴的位置、速度控制和轨迹规划， 将运动控制和顺序控制有机地结合起来，从而将PLC的应用领 域拓展到许多精密机械加工、生产制造设备的控制中。
第5章 可编程控制器概述
第5章 可编程控制器概述
(5) 定时与计数功能不同。继电接触器控制系统采用的定 时器体积大、精度低、调整困难，一般不具备计数功能；PLC 则有大量的软定时器和计数器，精度高、范围宽、调整 方便。
(6) 设计与调试方式不同。继电接触器系统设计方法有限， 对于复杂继电接触器系统缺少通用的解决办法，设计完成的线 路硬件元件和连线众多，施工工作量大，调试过程中发现问题 所需修改周期长。
3．闭环过程控制 目前，PLC都具有模拟量输入/输出功能及PID控制功能， 可以对温度、压力、流量等模拟量实现闭环控制。解决方案也 非常灵活，既可以采用软件PID指令实现控制功能，也可以采 用硬件PID模块，后者通过增加硬件成本减轻了软件设计工作 量，实时性好，更适合对象比较复杂的生产设备。
第5章 可编程控制器概述
另外，在数字量I/O点数、模拟量I/O点数及各类模块的数 量上都朝着大容量发展，如西门子S7-400可扩展到32 KB DI/DO。由于控制系统规模上去了，用户程序量必然也会增加， 所以PLC大型化也包含存储容量的增加。
第5章 可编程控制器概述
2．微型化、多功能化趋势 大型化是为了拓展PLC的应用领域，而在PLC的强项——小 型设备的控制上，则需要在降低成本、提高速度、改善结构方 面作出努力。微型化、多功能化可以使控制系统体积减小、成 本下降、结构趋于模块化，配置灵活，易于改造。目前，超小 型PLC的I/O点数少则几个，多则数百个，甚至个别的超小型 PLC可以扩展到上千个。如此规模即便是复杂对象也能胜任。
第5章 可编程控制器概述
第5章 可编程控制器概述
(5) 定时与计数功能不同。继电接触器控制系统采用的定 时器体积大、精度低、调整困难，一般不具备计数功能；PLC 则有大量的软定时器和计数器，精度高、范围宽、调整 方便。
(6) 设计与调试方式不同。继电接触器系统设计方法有限， 对于复杂继电接触器系统缺少通用的解决办法，设计完成的线 路硬件元件和连线众多，施工工作量大，调试过程中发现问题 所需修改周期长。
3．闭环过程控制 目前，PLC都具有模拟量输入/输出功能及PID控制功能， 可以对温度、压力、流量等模拟量实现闭环控制。解决方案也 非常灵活，既可以采用软件PID指令实现控制功能，也可以采 用硬件PID模块，后者通过增加硬件成本减轻了软件设计工作 量，实时性好，更适合对象比较复杂的生产设备。
第5章 可编程控制器概述
另外，在数字量I/O点数、模拟量I/O点数及各类模块的数 量上都朝着大容量发展，如西门子S7-400可扩展到32 KB DI/DO。由于控制系统规模上去了，用户程序量必然也会增加， 所以PLC大型化也包含存储容量的增加。
第5章 可编程控制器概述
2．微型化、多功能化趋势 大型化是为了拓展PLC的应用领域，而在PLC的强项——小 型设备的控制上，则需要在降低成本、提高速度、改善结构方 面作出努力。微型化、多功能化可以使控制系统体积减小、成 本下降、结构趋于模块化，配置灵活，易于改造。目前，超小 型PLC的I/O点数少则几个，多则数百个，甚至个别的超小型 PLC可以扩展到上千个。如此规模即便是复杂对象也能胜任。
电气控制与PLC第2章PPT精品文档78页
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
第二章 电气线路的基本控制原则和 基本控制环节
第一节 第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
电气控制系统图的类型及有关标准 三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制
三相笼型异步电动机的降压起动控制 三相绕线转子异步电动机起动控制 三相异步电动机的制动控制 三相笼型异步电动机的有级调速控制 直流电动机的控制 电气控制系统的保护环节
7
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
对继电器，上述表示法各栏的含义如下：
左栏 辅助常开触头 所在图区号
右栏 辅助常闭触头
所在图区号
例图中 KM1线圈下方的 KM1
26 2 2
是接触器KM相应触头的索引。
8
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
（二）电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的 实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档 案资料。
6
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在其 下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用“×”表明， 有时也可采用上述省去触头的表示法。
对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：
右栏 主触头所 在图区号
中栏
左栏
辅助常开触头 辅助常闭触头
所在图区号 所在图区号
某机床的电器元件 布置图
9
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
（三）电气安装接线图 电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相 对位置绘制的实际接线图。 安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表 示各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接，安装接 线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个 部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件 的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电 器元件之间的连接可以直接进行，不在同一个控制柜内的 各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行。 安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引 出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。
第二章 电气线路的基本控制原则和 基本控制环节
第一节 第二节
第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
电气控制系统图的类型及有关标准 三相笼型异步电动机全压起动和正反转控制
三相笼型异步电动机的降压起动控制 三相绕线转子异步电动机起动控制 三相异步电动机的制动控制 三相笼型异步电动机的有级调速控制 直流电动机的控制 电气控制系统的保护环节
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第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
对继电器，上述表示法各栏的含义如下：
左栏 辅助常开触头 所在图区号
右栏 辅助常闭触头
所在图区号
例图中 KM1线圈下方的 KM1
26 2 2
是接触器KM相应触头的索引。
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第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
（二）电器元件布置图 电器元件布置图是用来表明电气设备上所有电机、电器的 实际位置，为电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的档 案资料。
6
第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
在原理图中相应线圈的下方，给出触头的文字符号，并在其 下面注明相应触头的索引代号，对未使用的触头用“×”表明， 有时也可采用上述省去触头的表示法。
对接触器，上述表示法中各栏的含义如下：
右栏 主触头所 在图区号
中栏
左栏
辅助常开触头 辅助常闭触头
所在图区号 所在图区号
某机床的电器元件 布置图
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第二章 电气线路的基本控制原则和控制环节
（三）电气安装接线图 电气安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相 对位置绘制的实际接线图。 安装接线图是实际接线安装的准则和依据，它清楚地表 示各电器元件的相对位置和它们之间的电气连接，安装接 线图不仅要把同一个电器的各个部件画在一起，而且各个 部件的布置要尽可能符合该电器的实际情况。各电器元件 的表示要与原理图一致，以便核对。同一控制柜中的各电 器元件之间的连接可以直接进行，不在同一个控制柜内的 各电器元件之间的导线连接，必须通过接线端子进行。 安装接线图中，分支导线必须在各电器元件接线端上引 出。还应该详细标明导线和所穿管子的型号、规格等。
《电气控制与可编程序控制器应用技术》 第2版PPT第5章 可编程控制器基础知识
第5章 可编程控制器基础知识
机械工业出版社
克拉玛依职业技术学院
2.存储器 ❖ 存储器是PLC用来存放系统程序、用户程
序、逻辑变量及运算数据的单元。存储器的 类型有可读/写操作的随机存储器RAM和只读 存储器ROM、PROM、EPROM和EEPROM。 在PLC中，PLC的软件系统由系统程序和用 户程序组成。
❖ (2)语句表语句表是一种与汇编语言类似的编程 语言，它采用的是助记符指令，并以程序执行顺序 逐句编写成语句表。梯形图和指令表存在一定对应 关系。
❖
第5章 可编程控制器基础知识
机械工业出版社
克拉玛依职业技术学院
❖ 2.用户程序
❖ (3)逻辑符号图逻辑符号图包括与、或、非以及 计数器、定时器、触发器等。
第5章 可编程控制器基础知识
机械工业出版社
克拉玛依职业技术学院
整体式 PLC的基本组成框图
主机
电源
输 入 设 备
输
输
入 单
CPU
出 单
元
元
编程器 盒式磁带机
打印机 EPROM写入器 上位计算机
PLC 可编程终端PT
第5章 可编程控制器基础知识
…
外
存储器
I/O 扩ຫໍສະໝຸດ 设 接 口系统程序 用户程序 展 存储器 存储器 口
第5章 可编程控制器基础知识
机械工业出版社
克拉玛依职业技术学院
2.PLC的特点
❖ (1)可靠性高,抗干扰能力强 ❖ (2) 通用性强,使用方便 ❖ (3) 程序设计简单,容易理解和掌握 ❖ (4) 系统设计周期短 ❖ (5) 体积小,重量轻 ❖ (6) 适应性强
第5章 可编程控制器基础知识
机械工业出版社
电气控制与PLC原理及应用(第二版)周亚军章 (2)
第2章 电气控制线路基础
但此线路尚存在下述缺点，反向时，必先按停止按钮SB，不能 直接按反向按钮SB2，故操作不太方便。造成此缺点的基本原 因在于按SB2时，不能断开正向接触器KM1的常闭触头，继续互 锁保护。因此，需采用复合按钮，接成如图2-7(c)所示的线路。 此线路是一个较完整的正反转自动控制线路，生产机械中用得 很多。
第2章 电气控制线路基础
第2章 电气控制线路基础
2.1 电气控制线路图基础知识 2.2 继电接触器控制线路基本环节 2.3 三相笼型异步电动机的基本控制电路 2.4 典型生产机械设备电气电路分析 思考与习题
第2章 电气控制线路基础
2.1 电气控制线路图基础知识
2.1.1 常用电气图的图形符号和文字符号 在电气图中，电气设备和电气元件用不同的图形符号和文
第2章 电气控制线路基础
绘制电气安装图的原则是： (1) 同一电器的各部件画在一起，其尺寸和比例没有严格 要求，各部件的位置尽量符合实际情况。 (2) 各电气元件的图形符号、文字符号和回路标记，均应 以原理图为准，并且要保持一致。 (3) 不在同一控制箱内或不是同一块配电屏上的各电气元 件之间的连接，必须通过接线端子板进行连接。同一控制箱内 的各控制元件之间可以直接连接。安装接线图上所表示的电气 连接，一般不表示实际走线的途径，施工时由操作者根据实际 情况选择最佳走线方式。
第2章 电气控制线路基础 图2-1 电气原理图示例
第2章 电气控制线路基础 图2-1 电气原理图示例
第2章 电气控制线路基础
(1) 电气原理图一般分为主电路和辅助电路。主电路是从 电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的部分，画在 原理图的左侧或上面。辅助电路是通过小电流的电路，一般是 由按钮、电器元件的线圈、接触器的辅助触头、继电器的触头 等组成的控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，画在 原理图的右侧。复杂的系统则分图绘制。
电气控制与PLC原理-5
FX: 10进制编码，加法计数方式，时钟脉冲分别为 1ms，10ms，100ms，均为通电延时型，没有专门断电 延时指令，断电延时是通过常闭触点编程实现的。
定时器（T）
通用定时器
X0 T200
T200 Y0
K100
1.00S X0
当前值
T200
Y0
X1
T250 Y1
K260
定时器（T）
积分定时器
（3）修改指针 下面的两条指令可以修改指针的用法： INCD AC0 INCD AC0 MOVW *AC0，AC1
S7-200将编程元件统一归为存储器单元，存储单 元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类 型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内的 字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名 称和编号两部分组成，元件名称（区域地址符 号）。
整型和实型（浮点数）。实数采用 32位单精度
数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为
+1.175495E-38 ～ +3.402823E+38 ； 负 数 为 -
1.175495E~38～-3.402823E+38。
（2）常数
在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字
节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制
状态（S） 顺序控制编程元件； 与STL指令一起使用。
S2
初始状态
I0.O 启动
S20
I0.1 下限位
Q0.0
下降
S21
I0.2 已加紧
Q0.1
加紧
S22
I0.3上限位
Q0.2
上升
定时器 T S7-200: 定时器时钟脉冲为1ms，10ms，100ms三类， 只是分为通电延时型（TON）、带掉电保护的通电延 时型（TONR）和断电延时型（TOF）三类 。
电气控制与PLC应用(第2版)[陈建明]第5章
![电气控制与PLC应用(第2版)[陈建明]第5章](https://img.taocdn.com/s3/m/41d43a1314791711cc7917ce.png)
5.1.2 数据类型
表5-1 完全数据类型检查 用户选 定的数 据类型 BOOL BYTE WORD INT 与之等 价的数 据类型 BOOL BYTE WORD INT 表5-2 简单数据类型检查 用户选定的数 据类型
BOOL BYTE WORD INT DWORD DINT REAL
表5-3 无数据类型检查 用户选定 的数据类 型 V0.0 VB0 VW0 VD0 与之等价 的数据类 型 BOOL BYTE WORD， ， INT DWORD, DINT， ， REAL
Hale Waihona Puke 返回5.1.1 编程语言1. 梯形图（LAD）编程语言 梯形图（ ）
◆ 梯形图（LAD）是与电气控制电路相呼应的图形语言。 梯形图（ ）是与电气控制电路相呼应的图形语言。 它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号， 它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号， 并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。 并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图按自 上而下，从左到右的顺序排列，最左边的竖线称为起始母 上而下，从左到右的顺序排列， 线也叫左母线， 线也叫左母线，然后按一定的控制要求和规则连接各个接 最后以继电器线圈（或再接右母线）结束， 点，最后以继电器线圈（或再接右母线）结束，称为一逻 辑行或叫一“梯级” 辑行或叫一“梯级”。通常一个梯形图中有若干逻辑行 梯级），形似梯子，如图5-1所示 ），形似梯子 所示。 （梯级），形似梯子，如图 所示。
对应图5-1中的 对应图 I0.1长闭触点
图5-2 功能块图（FBD）
5.1.1 编程语言
3. 语句表（STL）编程语言 语句表（ ）
语句表（ 语句表（STL）是用助记符来表 ） 的各种控制功能的。 达PLC的各种控制功能的。它类似 的各种控制功能的 于计算机的汇编语言， 于计算机的汇编语言，但比汇编语 言更直观易懂，编程简单， 言更直观易懂，编程简单，因此也 是应用很广泛的一种编程语言。 是应用很广泛的一种编程语言。这 种编程语言可使用简易编程器编程， 种编程语言可使用简易编程器编程， 但比较抽象， 但比较抽象，一般与梯形图语言配 合使用，互为补充。 合使用，互为补充。
现代电气控制及PLC应用技术教辅 ppt课件
是保证触点高质量通断及保护电 器安全的保护性部件。
ppt课件
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1.1.2电磁式低压电器的基本结构和工作原理
• 一.电磁机构----电磁式低压电器的感测部件 • 组成：激磁线圈+铁心(静铁心)+衔铁(动铁心) 。 • 作用：将电磁能量转换为机械能量，衔铁带动触头动作使之闭合或
断开，从而实现电路的接通和分断。
结论：直流电磁机构的电磁吸力，在衔铁闭合前后变化很大。 线圈中的电流在衔铁闭合前后不变，为一常数。
ppt课件
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2）交流电磁机构的吸力特性
因为，U E 4.所44以f，N
其中 U:线圈电压， :线E 圈中的感应电势 :电f 源频率 :气 隙中的磁通 :线N 圈匝数
U
4.44 fN
2）串联线圈和并联线圈的结构特点
• 串联线圈的结构特点：线圈的导线粗，匝数少， 阻抗小。
• 并联线圈的结构特点：并联线圈的导线细、匝数 多、阻抗大。
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2）串联线圈和并联线圈的结构特点
直流电磁铁由于激磁线圈中通入的是直流电，电流的大小和方向不变，由于线圈中有电阻，所以线 圈要发热，但铁心不发热，因为铁心中没有磁滞损耗和涡流损耗。所以直流电磁铁的的铁心一般用 整块铜或整块铁做成，线圈没有骨架，直接饶在铁心上，与铁心直接接触，线圈一般饶成高而瘦的 形状，易于散热。 涡流损耗： 什么叫涡流：涡流就是变化的磁通在整块导体中所引起的感应电流
发射、热游离。 • 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高的温度和密
度很大的电流。 • 电弧的危害：烧损触点表面，降低电器的使用寿命,
同时延长了电路的分断时间。
ppt课件
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• 如何熄灭电弧：根据上述电弧产生的物理过程可知，欲使电 弧熄灭，应设法降低电弧温度和电场强度，以加强消电离作 用。当电离速度低于消电离速度，则电弧熄灭。