电气控制与plc应用技术课件第3章
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电器及PLC控制技术PPT课件
因此，在振荡电路后面接上放大电路与 输出电路，就能检测出金属物体存在与否， 并能给出相应的控制信号去控制继电器， 以达到控制的目的。
注：使用接近开关时应注意选配合适的
有触点继电器作为输出器，同时应注意温度 对其定位精度的影响。
作业：
习题册 P8 1-1，1-2
书上
P19 1-1
第三节 接触器和继电器
1.3.1 接触器
接触器属于控制类电器，是一种适用于远距离频繁 接通和分断交直流主电路和大容量控制电路，实现远 距离自动控制，并具有欠（零）电压保护功能的电器。
其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力 负载，如电热器、电焊机等。接触器具有欠压保护、 零压保护、控制容量大、工作可靠、寿命长等优点， 它是自动控制系统中应用最多的一种电器，其实物图 如图所示。
课程介绍
本课程是一门实用性很强的专业课， 主要内容是以电动机或其它执行电器为控 制对象，介绍继电器接触器控制系统和 PLC控制系统的工作原理、应用技术，典 型机械的电气控制线路以及电气控制系统 的设计方法。
要求
本课程要求同学们：
1．熟悉常用控制电器的结构原理、用途，了解 其型号规格并能够正确使用。
④磁吹灭弧法：电 磁吸力的作用下 迅速拉长电弧使 用于熄灭直流电 弧。
a）、b）机械性拉长电弧 c）双触点灭弧 d）磁吹灭弧 e）纵缝灭弧 f）金属栅片灭弧 g）纵缝陶土灭弧罩 —静触点 2—动触点 3—引弧角
v1—动触点移动速度 v2—电弧在磁场力作用下移动速度
接触器的用途：
接触器是一种用来频繁接通和断开 交、直流主电路及大容量控制电路的自动 切换电器。它具有低压释放保护功能，可 进行频繁操作，实现远距离控制，是电力 拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元 件
注：使用接近开关时应注意选配合适的
有触点继电器作为输出器，同时应注意温度 对其定位精度的影响。
作业：
习题册 P8 1-1，1-2
书上
P19 1-1
第三节 接触器和继电器
1.3.1 接触器
接触器属于控制类电器，是一种适用于远距离频繁 接通和分断交直流主电路和大容量控制电路，实现远 距离自动控制，并具有欠（零）电压保护功能的电器。
其主要控制对象是电动机，也可用于其他电力 负载，如电热器、电焊机等。接触器具有欠压保护、 零压保护、控制容量大、工作可靠、寿命长等优点， 它是自动控制系统中应用最多的一种电器，其实物图 如图所示。
课程介绍
本课程是一门实用性很强的专业课， 主要内容是以电动机或其它执行电器为控 制对象，介绍继电器接触器控制系统和 PLC控制系统的工作原理、应用技术，典 型机械的电气控制线路以及电气控制系统 的设计方法。
要求
本课程要求同学们：
1．熟悉常用控制电器的结构原理、用途，了解 其型号规格并能够正确使用。
④磁吹灭弧法：电 磁吸力的作用下 迅速拉长电弧使 用于熄灭直流电 弧。
a）、b）机械性拉长电弧 c）双触点灭弧 d）磁吹灭弧 e）纵缝灭弧 f）金属栅片灭弧 g）纵缝陶土灭弧罩 —静触点 2—动触点 3—引弧角
v1—动触点移动速度 v2—电弧在磁场力作用下移动速度
接触器的用途：
接触器是一种用来频繁接通和断开 交、直流主电路及大容量控制电路的自动 切换电器。它具有低压释放保护功能，可 进行频繁操作，实现远距离控制，是电力 拖动自动控制线路中使用最广泛的电器元 件
电气控制与PLC应用plc项目3.1【plc-电动机“长动+点动”控制】ppt课件
引入中间元件M2→生成 新程序
通通断 X2 X2启 (Y2) (M2) (热 ) (停 ) M2保
起初： M2 Y2 FR [全为0态] P1 P2 P3
PLC X0[0] Y2 X1[0] X2 X3[0] KM2
M2 Y2
断通 通 X3
M2
点动程序
X3点动
(Y2)
电动机M
能否长动？ 能 能否点动？ 能
停车按钮 P1
启保 无 运算 Y2 反应 停 无 运算 反应 点动 停 X0 运算
通电] [过热 断电 电动机M
[按下→松开]
点动按钮 P3 [按下→松开] P2[按下→松开 ] P1[按下→松开 ] P3[按下] P1[松开]
X1
如果FR[未复位]， P2能否启动M？ 否
热继电器FR [过热动作] )复位] [3－5min后(可自动或手动 KM[1] KM[0] KM[1] KM[0] 电动机[启转] 电动机[停转]
项目3.1
plc基本应用例
对比：继电器-电动机“长动+点动”控制电路
QF L1 L2 L3 U11 V11 W11 FU1 U12 V12 2 W12 KM1 简记约定 a ←常开点 b ←常闭点 U13V13 W13 FR1 因 U1 V1 W1 M1 3～ 6 主电路 辅助电路
7
长动+点动
●预备知识 ●工序图 ●直接拼合法
在电动机[长动+点动]程序中 ①M2线圈指令的功能是 存放与其相连电路的运算结果， 是吗？ 是。
M2
M2
②该线圈指令 是其所在梯级中 最后被执行的指令，对吗？对。
X3
点动程序
X3
③如把点动按钮X3 (Y2) 的1个常闭点 与M2的线圈相串联， X3点动 操作上有何好处？ 长动之时，按下X3， 长动即转为点动。
电气控制与PLC应用技术课件
动断(常闭)辅助触点
属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示 常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。
接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目、寿命、操作频率等。
如CJ10系列主触点额定电流5、10、20、40、75、 120A等数种； 额定工作电压通常是220V或380V。
任务二 自动往返控制电路的接线与调试
任务目标
1.熟悉复式控制按钮的作用和工作原理，掌握行程开关的工作原理。 2.熟悉三相异步电动机改变转向的方法。 3.能够识别三相异步电动机自动往返控制的电气原理图，并根据电气控 制原理图进行实物电路的连接。 4.掌握三相异步电动机自动往返控制的基本操作方法和故障处理。
衔铁释放
可实现短路、过载、失压保护。
（3）低压断路器的主要技术参数及型号
图1.9 DZ20系列低压断路器的型号含义
5. 熔断器
熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化， 从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电 系统和控制系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，使用时将它串联在 被保护电路中。
控 制 电 路
KM
动作过程
主 电 路
M 3~
按下按钮（SB）
线圈（KM）通电 电机运行；
主触头（KM）闭合 按钮松开（SB）
线圈（KM）断电 电机停转。
主触头（KM）打开
2.电动机的点动控制电路
3.具有自锁功能的单向运转控制（连续控制）
保险丝 Q FU 主 电 路 KM 接触器 主触点 FR 热继电器 发热元件
图1.2 铁壳开关结构图
图1.3 刀开关型号的含义
2．刀开关的主要技术参数及型号
中职《电气控制与PLC技术应用》课程教学课件-三相异步电动机顺启逆停控制电路
器，KM2为控制M2交流接触器；FR1为保护M1的热继电器，FR2为保护M2的热继电器。SB5是控制电动机M1的 停止按钮，SB6是控制电动机M2的停止按钮，SB1是控制电动机M1的启动按钮。SB2控制电动机M2的启动按钮。 M1、M2是两台三相异步电动机。
三、任务实施
2.工作原理分析
2.合上电源开关QF,电源引入。 该电路中，电动机的启动顺序为M1-M2,即顺序启动；停止顺序为，M2-M1,即逆序停止。
三相异步电动机顺启逆停 控制电路
目录
1
2
3
教学引入创设分析任务 Nhomakorabea任务实施
4
成果展示
5
课堂小结
一、教学引入
一些机床上，需要先开启润滑油泵电机，再开启主电机；关闭时， 需要先关闭主电机，再关闭润滑油泵电机。
三、任务实施
1.原理图的设计
三、任务实施
2.工作原理分析
1.电路介绍 三相异步电动机顺启逆停控制电路左边为主电路，右边为控制电路。QF是电源开关；KM1为控制M1交流接触
三、任务实施
3.线路的连接 根据原理图连接 线路
三、任务实施
4.线路的检查与功能测试 （插入当时拍的图片）
四、成果展示
组织学生进行小组评价；请学生就他们的操作情况进 行自评，组织学生进行互评，老师进行师评。
五、课堂小结
1.学生自主发言总结； 2.教师总结。
谢谢观看
电机启动时，若先按下SB2，由于KM2线圈串联了KM1的常开触点，因KM1常开触点没有闭合，所以KM2线圈不 能得电，M2不能启动，按下SB2无效。 3.只有先按下M1启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，电动机M1先启动，KM1常开辅助触点闭合SB1 自锁，串联在KM2线圈回路的常开触点闭合； 4.此时按下M2启动按钮SB2,KM2主触点闭合，电动机M2启动，KM2常开辅助触点闭合，SB2自锁，KM2并联在 SB5上的常开触点闭合，两台电动机同时工作。 5.想要让电动机停止工作时，如果先按下M1停止按钮SB5,由于并联了KM2的常开触点，所以M1停止功能无效。 只有先按下M2停止按钮SB6，KM2线圈失电，电动机M2停止运行，KM2常开触点断开解除SB2自锁，解除对SB5 的锁定；再按下M1停止按钮SB5,KM1线圈失电，主触点断开，电动机停止运行，KM1辅助常开触点解除SB1自锁， 断开KM2线圈回路。
三、任务实施
2.工作原理分析
2.合上电源开关QF,电源引入。 该电路中，电动机的启动顺序为M1-M2,即顺序启动；停止顺序为，M2-M1,即逆序停止。
三相异步电动机顺启逆停 控制电路
目录
1
2
3
教学引入创设分析任务 Nhomakorabea任务实施
4
成果展示
5
课堂小结
一、教学引入
一些机床上，需要先开启润滑油泵电机，再开启主电机；关闭时， 需要先关闭主电机，再关闭润滑油泵电机。
三、任务实施
1.原理图的设计
三、任务实施
2.工作原理分析
1.电路介绍 三相异步电动机顺启逆停控制电路左边为主电路，右边为控制电路。QF是电源开关；KM1为控制M1交流接触
三、任务实施
3.线路的连接 根据原理图连接 线路
三、任务实施
4.线路的检查与功能测试 （插入当时拍的图片）
四、成果展示
组织学生进行小组评价；请学生就他们的操作情况进 行自评，组织学生进行互评，老师进行师评。
五、课堂小结
1.学生自主发言总结； 2.教师总结。
谢谢观看
电机启动时，若先按下SB2，由于KM2线圈串联了KM1的常开触点，因KM1常开触点没有闭合，所以KM2线圈不 能得电，M2不能启动，按下SB2无效。 3.只有先按下M1启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，电动机M1先启动，KM1常开辅助触点闭合SB1 自锁，串联在KM2线圈回路的常开触点闭合； 4.此时按下M2启动按钮SB2,KM2主触点闭合，电动机M2启动，KM2常开辅助触点闭合，SB2自锁，KM2并联在 SB5上的常开触点闭合，两台电动机同时工作。 5.想要让电动机停止工作时，如果先按下M1停止按钮SB5,由于并联了KM2的常开触点，所以M1停止功能无效。 只有先按下M2停止按钮SB6，KM2线圈失电，电动机M2停止运行，KM2常开触点断开解除SB2自锁，解除对SB5 的锁定；再按下M1停止按钮SB5,KM1线圈失电，主触点断开，电动机停止运行，KM1辅助常开触点解除SB1自锁， 断开KM2线圈回路。
电气控制与PLC应用技术课后习题答案(第三章)
习题与思考题1.PLC的定义是什么?答：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC。
是一种专门在工业环境下应用而设计的数组运算操作的电子装置。
它采用可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
2.简述PLC的发展概况和发展趋势。
答：发展概况：20世纪60年代末，PLC生产于美国马萨诸塞州。
PLC崛起于20世纪70年代，首先在汽车流水线上大量应用。
20世纪90年代是PLC发展最快的时期，PLC在系统结构上，从单机向多CPU和分布式及远程控制系统发展；PLC在编程语言上，图形化和文本化语言的多样性，创造了更具表达控制要求、通信能力和文字处理的编程环境，PLC 在应用范围和水平上得到了全方位的提高。
20世纪90年代至今，PLC走进了一个开放性和标准化的时代。
发展趋势：PLC通信的网络化和无线化，开放性和编程软件标准化、平台化，体积小型化、模块化、集成化，运算速度高速化、性能更可靠，向超大型、超小型两个方向发展，软PLC的发展。
3.PLC有哪些主要功能?答：低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能还有少量的模拟量输入输出、算数运算、数据传送和比较、通信等功能，主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统。
中档PLC除了低档PLC的基本功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算数运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能，还可以增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。
高档PLC除了具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算数运算、矩阵运算、位逻辑运算、二次方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能。
高档PLC具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。
电气控制与PLC应用技术完整课件
实现机床的工作台自动往复运动的电动机拖动控制电路
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.3
三相异步电动机降压启动控制电路
1.3.1三相笼型异步电动机降压启动控制电路
1.串电阻(电抗)降压启动控制电路
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.3.2自耦变压器降压启动控制电路
三相异步电动机在启动时启动转矩并不大，但定子绕组中的电流增大 为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。
（1）启动电流过大造成电压损失过大，使电动机启动转矩下降。同时 可造成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。
（2）使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。 （3）造成过流保护装置误动作。 因此：三相异步电动机的启动控制方式有两种： 一种是直接启动控制；
继电器—接触器控制电路由各种低压电器所组成。 一个最简单的三相异步电动机控制电路，可以用一个闸刀开关 控制电动机的启动运行和停止。 实际应用中要达到自动控制的要求，电路中需要借助各种开关、 继电器、接触器等电器元件，它们能够根据操作人员所发出的控制 指令信号，实现对电动机的自动控制、保护和监测等功能。
1.2.5三相异步电动机的顺序控制和多点控制电 路
1．顺序控制电路
（1）主电路实现顺序控制 ；
电动机M2的主电路接在M1的控制接触器KM1的主触点后面， 只有KM1主触点闭合，M1启动后，M2才能得电运行 。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
电气控制与PLC技术 ppt课件
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10
1.2 刀开关与自动开关
1.2.1 刀开关
刀开关又称闸刀开关，是结构最简单、应用最广泛的一种手控电 器。刀开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路，或用于隔离 电路与电源，故又称“隔离开关”。
1.刀开关的结构和工作原理
刀开关由绝缘底板、静插座、手柄、触刀和铰链支座等组成。如
图1-5所示为其结构简图。
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6
❖ 2 触头系统
触头是电器的执行机构，在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。
由于铜具有良好的导电、导热性能，触头通常用铜制成。铜质表面容易 产生氧化膜，使触头的接触电阻增大，从而使触头的损耗也增大。有些 小容量电器的触头采用银质材料，与铜质触头相比，银质触头除具有更 好地导电、导热性能外，触头的氧化膜电阻率与纯银相比相差无几，而 且氧化膜的生成温度很高，所以，银质触头的接触电阻较小，而且较稳 定。
❖ (1)机械灭弧 通过机械装置将电弧迅速拉长。 ❖ (2)磁吹灭弧 在一个与触头串联的磁吹线圈产生的磁场作用下，电弧受
电磁力的作用而拉长，被吹入由固体介质构成的灭弧罩内，与固体介质 相接触，电弧被冷却而熄灭。 ❖ (3)窄缝(纵缝)灭弧法 在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉 长并进入灭弧罩的窄(纵)缝中，几条纵缝可将电弧分割成数段且与固体 介质相接触， 电弧便迅速熄灭。 ❖ (4)栅片灭弧法 当触头分开时，产生的电弧在电动力的作用下被推入一 组金属栅片中而被分割成数段，彼此绝缘的金属栅片的每一片都相当于 一个电极，因而就有许多个阴阳极压降。对交流电弧来说，近阴极处， 在电弧过零时就会出现一个150~250V的介质强度，使电弧无法继续维 持而熄灭。由于栅片灭弧效应在交流时要比直流时强得多，所以交流电 器常常采用栅片灭弧。
电气控制与plc应用技术
22 June 2024
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第1章
（2）按动作方式分类 ➢ 自动电器。依靠外来信号或物理量（如电流、电压等）的变 化而自动动作的电器，如接触器、继电器等。 ➢ 非自动电器。无动力机构，通过人工或外力直接操作而动作 的电器，如按钮、行程开关等。
（3）按工作原理分类 ➢ 电磁式电器。依据电磁感应原理工作的电器，如接触器、各 类电磁式继电器等。 ➢ 非电量控制电器。依靠外力或某种非电物理量的变化而动作 的电器，如行程开关、速度继电器等。
22 June 2024
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第1章
二．本课程的性质和任务
➢ 性质：实用性很强的专业课。 ➢ 任务： 1.熟悉常用低压电器的结构原理、用途及型号、能正确使 用和选用； 2.熟练掌握电气控制的基本环节，具备阅读和分析电气控 制线路的能力； 3.能设计简单的电气控制线路，较好地掌握电气控制电路 的简单设计法； 4.了解电气控制电路分析的方法和步骤，熟悉典型生产设 备电气控制线路的工作原理。
图1-9 窄缝灭弧 1-纵缝 2-介质 3-磁性夹板 4-电弧
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第1章
3）栅片灭弧
将电弧分成许多串联 的短弧，增加维持电 弧所需的临极电压降， 同时栅片将电弧的热 量散发，使电弧迅速 熄灭。
22 June 2024
图1-10 栅片灭弧装置
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22 June 2024
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第1章
绪论
一．电气控制技术的发展概况
1. 拖动方式：生产机械的运动需要电动机的拖动，即电 动机是拖动生产机械的主体。 成组拖动→单电机拖动→多电机拖动
PLC编程及应用全套课程ppt课件
❖ 把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电 源。
❖ 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供 开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编 程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内 部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V 等直流电源。
可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入 电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。
❖ 定义强调了PLC是： ❖ 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算
机 ❖ 2 专为在工业环境下应用而设计 ❖ 3 面向用户指令——编程方便 ❖ 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 ❖ 5 数字量或模拟量输入输出控制 ❖ 6 易与控制系统联成一体 ❖ 7 易于扩充
❖
❖ 1.2 PLC的分类
❖ 1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车 公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了 十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工 业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想， 即
❖ (1)能用于工业现场。
❖ (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的 元件和修改内部接线。
各种接口、高功能模块：便于扩展 小型机：一体机。有接口可扩展。
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
电源模块
底板
CPU模块
Power in a Small Package!!
IO模块
5. 编程设备
编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通 讯软件的个人计算机。
（TOSHIBA）, ❖ 光洋（KOYO),松下电工（MEW）, ❖ 和泉（IDEC）,夏普(SHARP）, ❖ 安川等公司。
我国在 70年代末和 80年代初开始引进PLC。我 国早期独立研制PLC的单位有： ❖ 北京机械工业自动化研究所， ❖ 上海工业自动化仪表研究所， ❖ 大连组合机床研究所， ❖ 成都机床电器研究所， ❖ 中科院北京计算机所及自动化所， ❖ 长春一汽， ❖ 上海起重电器厂， ❖ 上海香岛机电公司， ❖ 上海自力电子设备厂等单位。 ❖ 以上诸单位都没有形成规模化生产
❖ 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源，可供 开关量输入单元连接的现场无源开关等使用。可编 程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内 部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V 等直流电源。
可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其特点是输入 电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。
❖ 定义强调了PLC是： ❖ 1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算
机 ❖ 2 专为在工业环境下应用而设计 ❖ 3 面向用户指令——编程方便 ❖ 4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作 ❖ 5 数字量或模拟量输入输出控制 ❖ 6 易与控制系统联成一体 ❖ 7 易于扩充
❖
❖ 1.2 PLC的分类
❖ 1968年．美国最大的汽车制造厂家——通用汽车 公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了 十条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工 业控制装置，提出了研制可编程序控制器的基本设想， 即
❖ (1)能用于工业现场。
❖ (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的 元件和修改内部接线。
各种接口、高功能模块：便于扩展 小型机：一体机。有接口可扩展。
中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。
电源模块
底板
CPU模块
Power in a Small Package!!
IO模块
5. 编程设备
编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通 讯软件的个人计算机。
（TOSHIBA）, ❖ 光洋（KOYO),松下电工（MEW）, ❖ 和泉（IDEC）,夏普(SHARP）, ❖ 安川等公司。
我国在 70年代末和 80年代初开始引进PLC。我 国早期独立研制PLC的单位有： ❖ 北京机械工业自动化研究所， ❖ 上海工业自动化仪表研究所， ❖ 大连组合机床研究所， ❖ 成都机床电器研究所， ❖ 中科院北京计算机所及自动化所， ❖ 长春一汽， ❖ 上海起重电器厂， ❖ 上海香岛机电公司， ❖ 上海自力电子设备厂等单位。 ❖ 以上诸单位都没有形成规模化生产
电气控制与PLC
在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是以继电 器控制占主导地位的。对生产工艺多变的系统适应性差，一 旦生产任务和工艺发生变化，就必须重新设计，并改变硬件 结构。
1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改 型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成 本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置， 并提出了10项招标技术指标。其主要内容如下：
第3章 PLC 概述
3.2 PLC的发展与分类
3.2.1 PLC的发展
目前，世界上一些著名电器生产厂家几乎都在生产PLC，产 品功能日趋完善，换代周期越来越短。为了进一步扩大PLC在工 业自动化领域的应用范围，适应大、中、小型企业的不同需要， PLC产品大致向两个方向发展：小型PLC向体积缩小，功能增强， 速度加快，价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器 控制，更便于实现机电一体化；大、中型PLC向高可靠性、高速 度、多功能、网络化的方向发展，将PLC系统的控制功能和信息 管理功能融为一体，使之能对大规模、复杂系统进行综合性的自 动控制。
第3章 PLC 概述
第3章 可编程序控制器概述
3.1 PLC的产生和定义 3.2 PLC的发展与分类 3.3 PLC的主要特点 3.4 PLC的应用领域 3.5 PLC的系统组成 3.6 PLC的工作原理 3.7 PLC的编程语言和程序结构
第3章 PLC 概述
3.1 PLC的产生和定义
3.1.1 PLC的产生
（4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便 。
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时 间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大 大减少。
PLC程序的设计比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少 很多，用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟， 通过PLC上的发光二极管就可观察输出信号的状态。完成了系统的 安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序 就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少很多。
1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为了在每次汽车改 型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，降低成 本，缩短开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置， 并提出了10项招标技术指标。其主要内容如下：
第3章 PLC 概述
3.2 PLC的发展与分类
3.2.1 PLC的发展
目前，世界上一些著名电器生产厂家几乎都在生产PLC，产 品功能日趋完善，换代周期越来越短。为了进一步扩大PLC在工 业自动化领域的应用范围，适应大、中、小型企业的不同需要， PLC产品大致向两个方向发展：小型PLC向体积缩小，功能增强， 速度加快，价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器 控制，更便于实现机电一体化；大、中型PLC向高可靠性、高速 度、多功能、网络化的方向发展，将PLC系统的控制功能和信息 管理功能融为一体，使之能对大规模、复杂系统进行综合性的自 动控制。
第3章 PLC 概述
第3章 可编程序控制器概述
3.1 PLC的产生和定义 3.2 PLC的发展与分类 3.3 PLC的主要特点 3.4 PLC的应用领域 3.5 PLC的系统组成 3.6 PLC的工作原理 3.7 PLC的编程语言和程序结构
第3章 PLC 概述
3.1 PLC的产生和定义
3.1.1 PLC的产生
（4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便 。
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时 间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大 大减少。
PLC程序的设计比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少 很多，用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟， 通过PLC上的发光二极管就可观察输出信号的状态。完成了系统的 安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序 就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少很多。
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第三代：8 位微处理器及位片式微处理器处理速
度提高，向多功能及联网通信发展 第四代: 16 位、 32 位微处理器及高性能位片式微 处理器逻辑、运动、数据处理、联网功能的名副 其实的多功能。
8/27/2013
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第3章
3.1.2 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。
对市场变化能快速反应。
8/27/2013
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第3章
可编程控制器出现以前，继电器控制在工业控制领域占主 导地位； 1968年，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变 化的需要，美国最大的汽车制造厂家—通用汽车公司(GM) 提出了研制可编程序控制器的基本设想，即 (1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修 改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 1969 年，美国数字设备公司 （DEC 公司 ） 研制出了世界 上第一台可编程控制器PDP—14 ，并在美国通用汽车公司 的自动装配线上试用成功，取得了满意的效果，可编程控 制器也由此诞生。
3. 延时控制
继电器控制系统靠时间继电器的滞后动作实现延时控制， 而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC用半导体集成电路做定时器，时钟脉冲由晶体振荡器 产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。
8/27/2013
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第3章
4. 控制的优缺点
继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大。
8/27/2013
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第3章
2、可编程控制器的发展
★ 1969年 美国DEC数字设备公司研制出世界上第一台PLC； 1971年 日本生产出微处理式PLC； 1973年 欧洲开始生产； 1974年 我国开始研制；
80年代
PLC技术开始成熟、进入应用阶段。
GE公司
★ PLC的七大生产厂家：（占有世界80%的市场） 美国： AB公司
8/27/2013
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第3章
4.按生产厂家分
目前世界上PLC产品按地域分成三大块：美国、欧洲和 日本。日本和美国的PLC产品较相似。占PLC市场80%以上
的生产公司有：德国的西门子（SIEMENS）公司、法国的
施 耐 德 （ SCHNEIDER ） 自 动 化 公 司 、 日 本 的 欧 姆 龙 （OMRON）和三菱（MITSUBISH）公司。 目前国内常用的是三菱FX系列小型机和西门子S7-300、 S7-400中大型机等。
8/27/2013
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第3章
2.输入/输出接口
是CPU连接工业现场设备的桥梁。分数字I/O接口和模
拟I/O接口。
数字I/O接口： CPU模块与外部开关量信号之间的接口， 它完成诸如电平转换、电气隔离、串/并型数据转换以及 对外提供一定的驱动能力等工作。 模拟I/O接口：其输入部分主要完成阻抗匹配、信号放大、 信号滤波、I/V变换、V/F变换或者A/D变换等工作，以便 将来自受控对象的仿真量转换成PLC能够处理的数字量， 其输出部分主要实现阻抗匹配、功率放大、波形校正等功 能。
改变控制逻辑，只需改变程序即可，这种通过改变程序来改变控制 逻辑的方式称为软接线。
8/27/2013
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第3章
2. 控制速度
继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频 率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快， 微秒级，严格同步，无抖动。
按位“与”、“或”、“异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数 据检索、比较、数制转换等操作。
8/27/2013
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第3章
5.计数控制
可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数 器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行 中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两 种不同的记数方式。 6. 定时控制
第3章
3.按功能分
低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、 监控等基本功能，还可有少量模拟量输入／输出、算术 运算、数据传送和比较、通信等功能。 中档PLC 具有低档PLC功能外，增加模拟量输入/输出、 算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程 序、通信联网等功能。有些还增设中断、PID控制等功能。 高档PLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩 阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数 运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信 联网功能。
8/27/2013
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第3章
3.闭环过程控制
大多数PLC都有PID模块，可实现对伺服电机的闭环控制。在 冶金、化工等领域有广泛的应用。 4.数据处理功能 大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行
传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的
8/27/2013
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3章
3.2.2 PLC的软件系统
PLC除了硬件系统外，还需要软件系统的支持，它们相辅 相成，缺一不可，共同构成PLC。PLC的软件系统由系统程序 (又称系统软件)和用户程序(又称应用软件)两大部分组成。
（1）系统监控程序
由生产厂家编制，固化在PROM或EPROM中，安装在PLC 上，随产品提供给用户。用于管理、协调PLC各部分工作，方 便用户使用的通用程序。
杂控制。
8/27/2013
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第3章
3.1.4 PLC的分类 1.按I/O点数
小型：其I/O点数少于256点；（小于64点为超小型或微型）
中型：其I/O点数在256~2048点之间； 大型：其I/O点数多于2048点。 （超过8192点的为超大型）
整体式PLC 模块式PLC
继电器控制和计算机控制的基础上，逐步发展成以微处理器为核 心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业
自动控制装置。
8/27/2013
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第3章
3.1.1 PLC的产生和发展
★ 原因：① 继电器控制柜的缺点： 体积大、耗电多、线路繁杂、 控制逻辑不易更改；成本高、可靠性低、维修困难。 ② 现代社会的要求：制造业的产品多样化、高质量、高效率；
日本： 三菱公司
德国： SENMENS
OMRON（欧姆龙）
法国： TE公司、施耐德公司
我国生产：引进与合资、组装（与美、日、德合作）。
8/27/2013
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第3章
可编程控制器从诞生到现在，经历了四次换代：
第一代 ：1 位微处理器，逻辑控制功能
第二代： 8 位微处理器及存储器 ，产品系列化
第3章
第3章 可编程控制器（PLC）基础
3.1 概述 3.2 PLC的组成 3.3 PLC的工作原理 3.4 PLC的编程语言
8/27/2013
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第3章
3.1 PLC概述
可编程序控制器PC （Programmable Controller）又称可编
程序逻辑控制器PLC （Programmable Logic Cntroller），是在
输 出 部 件
执行器 中间继电器 电磁阀 扩展设备
通 讯 及 编 程 接 口
系 统 存 储 器
用 户 存 储 器
I/O 扩 展 接 口
扩展单元
通讯模块
功能模块
PLC系统结构示意图
第3章
1.CPU
与一般计算机的CPU不同，它包含有RAM或ROM
1）CPU：CPU是PLC的核心部件。它的性能（位数和主频） 决定了PLC的运算速度和信息处理量的大小。 2）存储器：存放系统程序、用户程序和数据。
8/27/2013
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3.2 PLC的一般结构 3.2.1 PLC的硬件系统
PLC基本单元
～110V/220V市电 电源变换器
现场用户输入设备
现场信号 按钮、开关 传感器 外部设备 编程设备 计算机 打印机等
现场用户输出设备 输 入 部 件
微处理器（CPU） 运算器 控制器
5. 功能完善、性价比高。
8/27/2013
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第3章
3.1.3 PLC的应用
1.开关量的逻辑控制
可编程序控制器具有逻辑运算功能，它设置有“与”、 “或“、“非”等逻辑运算指令，能够描述继电器触点的串联、
并联、串并联、并串联等各种连接。因此它可以代替继电器进
行组合逻辑和顺序逻辑控制。广泛应用于印刷机、物体分拣机、 组合机床、包装生产线等。 2. A/D、D/A转换 大多数可编程序控制器还具有摸/数（A/D）和数/摸（D/A） 转换功能，能完成对模拟量的检测与控制。
PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小，功耗低。
与工业计算机比较
工业控制机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和 微机软件编程的能力。 PLC采用了工厂技术人员熟悉的梯形图语言编程，易学易懂， 便于推广应用。 PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中， 工业控制机则更能发挥其专长。