工业电气控制技术 第三版 第5章
《自动控制理论(第3版)》第05章课件
= Im
（1）极坐标图
A() = () = 90
0 =0
Re
（2）波特图
L() = 20lgA() = 20lg () = 90
注意：由于微分环节与
L()/dB
20
0
1
20dB/dec
10
积分环节的传递函数互
为倒数， L()和 ()
仅相差一个符号。因此，
()/(°)
90°
Im
=
=0
Re
0
1
36
8 延迟环节
其频率特性为 ：G(j) = e jT 幅值为：A() = e jT = 1 相角为：() = T (rad) = 57.3T()
由于幅值总是1，相角随频率而变化，其极坐标图为一单位圆。
Im
L()/dB
0
0
=0
Re
()/(°)
0°
T大 T小
由于( )随频率的增长而线性滞后，将严重影响系统的稳定性 37
L ()2l0 g G (j) dB “分贝”
坐标特点 纵轴 (),(单位：度或者弧)度
⑴ 幅值相乘 = 对数相加，便于叠加作图；
特点 ⑵ 可在大范围内表示频率特性；
⑶ 利用实验数据容易确定 L(),进而确定G(s)。
17
频率特性 G(jw) 的表示方法
以 G(j) 1 为例。
Ts1sj
1. 幅相特性(Nyquist)
称为RC网络的幅频特性，后者称为相频特性。
⑤
1
jarc T tan 1
j 1 1 j T 1
e e 1 (T )2
1 j T
1 j T
完全地描述了网络在正弦输入电压作用下，稳态输
第5章 FX系列PLC的基本工作原理
（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）
按结构形式分
在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为 了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬 盘。
向小型化和大型化两个方向发展
小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配臵 更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的 超小型微型PLC，最小配臵的I/O点数为8～16点，以 适应单机及小型自动控制的需要。 大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和网络化发 展，使之能与计算机组成集成控制系统，对大规模、 复杂系统进行综合性的自动控制。现已有I/O点数达 14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU 并行工作和大容量存储器，功能强。
各种类型的PLC
中、大型PLC的结构外型
• 中、大型PLC的结构外型，它通常采用积木式结构，可以 根据需要将各种标准模块进行搭接，常用的模块有电源 模块、CPU模块、输入模块、输出模块以及各种特殊模块。
图3- 2中、大型PLC的结构外型
5.1.2 PLC的结构与特点
可编程控制器的类型
按I/O点数分
增强外部故障的检测与处理能力
据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%， I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线 路占5%。 前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本 身的软、硬件实现检测、处理。 而其余80%的故障属于PLC的外部故障。PLC生产厂家都 致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，
第5章三相永磁同步电动机直接转矩控制
第5章 三相永磁同步电动机直接转矩控制
te p
1 f s sin sf Ls
(5-5)
式(5-5)中， 转子磁链矢量 ψ f 的幅值不变， 若能控制定子磁链矢量 ψ s 的 幅值为常值，电磁转矩就仅与 sf 有关， sf 称负载角，通过控制 sf 可 以控制电磁转矩，这就是 PMSM 直接转矩控制基本原理。 在 ABC 轴系中，定子电压矢量方程为
便成为式(5-5)的形式。虽然插入式和内装式 PMSM 产生了磁阻转矩，但是两者直 接转矩控制原理相同。 电动机电磁功率可表示为
p e t e Ωs
(5-23)
式中， Ωs 为机械角速度， Ωs ωs p 。
13
现代电机控制技术
第5章 三相永磁同步电动机直接转矩控制
在正弦稳态下， ωr ωs ， e0 ωs f ；在忽略定子电阻 Rs 情况下，
第5章 三相永磁同步电动机直接转矩控制
5.1 控制原理与控制方式
5.1.1 转矩生成与控制 5.1.2 滞环比较控制与控制系统 5.1.3 磁链和转矩估计 5.1.4 电机参数和转速影响 5.1.5 预期电压直接转矩控制
3
现代电机控制技术
第5章 三相永磁同步电动机直接转矩控制
5.1.1 转矩生成与控制
δsr 为定子磁链矢量 ψ s 与转子磁链矢量 ψ r 间的相位差。
10
现代电机控制技术
第5章 三相永磁同步电动机直接转矩控制
2. 插入式和内装式 PMSM
对于插入式和内装式 PMSM，由式(3-57)已知，电磁转矩方程为
t e p[ f iq ( Ld Lq )id iq ]
(5-15)
(5-16) (5-17)
电气控制与S7-1500 PLC应用技术 第5章工业安全系统
5.4 安全控制系统的一般组成
➢ 安全控制系统一般包括三个子系统：检测装置、安全控制模块和安全执行 装置。
① 检测装置（安全传感器）：包括急停按钮、安全门锁、安全光栅、安全光幕、激光扫描 器、拉绳开关、脚踏开关、安全地毯、双手按钮等；
② 安全控制模块：安全继电器或安全PLC等； ③ 安全执行装置：主要作用是隔离危险，通常需要带有反馈回路，用于安全控制模块对执
① 在双通道中采用常开和常闭触点的组合，这种方式又称为非对等连接。 ② 在冗余结构中采用不同类型的器件，例如在检测物体是否接近时，同
时采用接近开关和行程开关。
➢ 使用相同类型器件而产生的同样原因的失效称为共因失效， 采用相异技术就是要避免发生共因失效。
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（4）交叉电路检测
➢ 最简单的冗余方式为双通道冗余，对于冗余系统配置，用于 检测和执行的子系统必须是双通道冗余。
➢ 满足SIL3或PL e的安全保护产品，其内部逻辑和输出回路均 为冗余配置。如急停按钮、安全光幕、安全继电器等。
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（3）采用相异技术
➢ 采用有不同操作原理或不同类型器件的控制电路，可以减少 相同原因故障和失效可能引起的危险，例如：
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（7）区分复位方式 ➢自动复位
只要满足开启条件，装置无需手动确认即可启动。如果不会造成任何风险， 用于危险区域的安全装置（如位置开关、光栅等）都可以使用自动复位功能。
➢手动复位
满足开启条件时，通过按动复位按钮来启动。
➢监控复位
满足开启条件时，通过按动复位按钮来启动。与手动复位的区别是，监控复 位会在复位时监控复位按钮是否正确运行。 紧急停止时，必须使用监控复位。
电气控制技术项目教程第3版 配套课件
四、安装步骤及工艺要求
特别提示
1.检测电器元件 2.安装电器元件 3.布线 4.安装电动机 5.通电试车
• 1）电动机使用的电源电压和绕组的接 法必须与铭牌上规定的一致。 • 2）接线时，必须先接负载端，后接电 源端；先接接地线，后接三相电源线。 • 3）通电试运行时，若发生异常情况应 立即断电检查。 • 4）安装组合开关和低压断路器时，在 电源进线侧加装熔断器。 • 5）熔断器的额定电压不能小于线路的 额定电压，熔断器的额定电流不能小于 所装熔体的额定电流。
电气控制技术
电气控制技术项目教程 第3版 配套课件
目录
项目1 电动机单向直接起动控制电路安装与检修 项目2 电动机正反转控制电路安装与检修 项目3 延时起动与顺序控制电路安装与检修 项目4 三相异步电动机减压起动控制电路安装与检修 项目5 三相异步电动机制动控制电路安装与调试 项目6 三相异步电动机调速控制电路安装与调试 项目7 绕线转子异步电动机控制电路安装与调试 项目8 直流电动机控制电路安装与调试 项目9 单相异步电动机控制电路安装与调试
交流 直流
可配用的辅助 触头型号及数量
CJX8-9
CJX8-12
CJX816
CJX8- CJX825 30
0
16
20
25 40 45
9
12
16 25 30
3.5 4.9 6.7 13 17.5
4
5.5 7.5 11 15
3
4
5.5 11 15
60/50 60/50 60/50 85/65 85/65
目录
项目10 卧式车床电气控制电路的检修 项目11 摇臂钻床电气控制电路的检修 项目12 万能铣床电气控制电路的检修 项目13 时控开关控制箱的装配与调试 项目14 排烟风机控制箱的装配与调试 项目15 变频恒压供水控制柜的装配与调试 项目16 职业资格鉴定与比赛试题解析 项目17 主要工具仪表使用指导 项目18 主要设备安全操作规程
电子课件-《机床电气控制(第三版)》-B01-4028 1-7
1.过电流继电器
过电流继电器在电路正常工作时不动作，当电流超过某 一整定值时才 动作，整定范围通常为1.1～4倍额定电流。
1．电磁阀分类
电磁阀按照原理进行分类。
第一章 三相异步电动机基本控制线路
类别 图示
直动式电磁阀
分布直动式电磁阀
先导式电磁阀
工作 原理
特点
由电磁力直接驱动阀 芯运动,改变流道通断或 换向
由电磁力先驱动小阀， 由电磁力驱动先导阀，
小阀动作再带动主阀芯 再由流道差压完成电磁 （同时吸收流道压力 阀的通断操作 差），控制电磁阀的通 断
第一章 三相异步电动机基本控制线路
实物图
电磁阀
结构图
第一章 三相异步电动机基本控制线路
3.直动式电磁阀的应用
直动式电磁阀不但能够应用在气动系统中，在油压的 系统、水压的系统中也能够得到相同或者类似的应用，比 如低功率不供油小型电磁换向阀，密封件不需供油，排出 的气体不会污染环境，可用于食品、医药、电子等行业。
欠电流继电器的图形、文字符号
第一章 三相异步电动机基本控制线路
三、电压继电器
电压继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制 系统，通常应用于自动控制电路中，使用时电压继电器的线圈 并联在被测量的电路中，根据线圈两端电压的大小接通或断开 电路，电压继电器线圈匝数多，导线细，阻抗大。电压继电器 分为过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。
结构简单；动作可靠； 功耗大；在零压差或
在真空、负压、零压 真空、高压时也能可靠 （进出口流道压力差极 动作；要求必须水平安 小）时能正常工作；安 装，流体方向特定，适 装方向无特殊要求；因 用于流量较大，通径大 操作功率限制，通常只 的管道。但其工作压差 能控制25mm以下的通径 接近或小于零
电气控制与可编程控制技术第三版8
1 0 102 4 m2=2 n=3 5
0
1 0
0
1
0
1
0 1 1
D1(16位BIN) 自动转换 D1(4位BCD) 位移
101 9
100 7
不变
4
不变
D2(4位BCD) 自动转换
0 1 0
1
0
1
0 0
D2(16位BIN)
移位传送指令组合数据的应用：图中采用拨码盘输入数
据， 但10(2)位与10(1)、10(0)并不是从连续的输入端输入， 将D1转换值从其第1位（m1=1）起的1位部分（m2=1）的内容 传送到D2的第三位（n=3），然后将其转换为BIN码。
0 X010
第一主程序 FNC 00 CJ P20
第一主程序 FNC 06 FEND 第二主程序 X011 P20 FNC 01 CALL P21
第二主程序 FNC 06 FEND P21 I100 子程序的程序 中断程序的程序 END
五、警戒定时器指令
FNC07 WDT 无操作数 在顺控程序中，执行监视用定时器的刷新指令，当可编程 序控制器的运算周期（0～END及FEND指令执行时间）超过 200ms（FX系列PLC的监视定时器缺省值为200ms，可用 D8000来设定）时，可编程序控制器CPU出错指示灯将点亮同
（六）块传送指令FNC15 BMOV 操作数：
源操作数[S]：KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D 目的操作数[D]：KnY、KnM、KnS、T、C、D 其它操作数n：K、H [S]为存放被传送的数据块的首地址；[D]为存放传送来 的数据块的首地址；n为数据块的长度。块传送指令使用如 图所示。
在指令CALL中： • 各子程序用指针P0～P62及P64～P127表示。 • 同一指针只能出现一次。 • CJ指令中用过的指针不能再用。 • 不同位置的CALL指令可以调用同一指针的子程序。 在指令SRET中无操作数。
现代电气控制及PLC应用技术(第三版)复习材料
小结
一、本章主要内容为低压电器的基本知识； 二、熟悉主要低压电器的结构、掌握它们的 工作原理； 三、主要低压电器： 接触器、中间继电器、热继电器、低压断 路器、行程开关等； 四、掌握主要低压电器的电气符号。
第二章、电气控制线路基础
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则 一、常用电气图的种类 1. 系统图 用规定的图形符号概略地表示系统或子系 统的基本组成、相互关系及其主要特征的简图。 以框图作为主要表现形式。 2. 电路图 用规定的图形及文字符号，按在电路中 的工作顺序排列，详细表示系统及其设备的全部 基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的图。 供详细了解系统组成、结构，研究分析电路控制 原理及其工作过程。又称电气原理图。
1.2 接触器
一、接触器的定义、结构及工作原理
接触器的定义：是利用电磁吸力频繁的远 距离地接通或分断电动机电路或其他负载 主电路的电磁式自动控制电器。 接触器的结构： 1.电磁机构 2.主触点和辅助触点 3.灭弧装置 4.支架和底座
1.2 接触器
二、接触器触点的类型： • 主触点、辅助触点 • 主触点的作用：用来接通或分断电动机电 路或其他负载主电路。 • 辅助触点的作用：在控制电路中起联动作 用，控制其它电器工作。
2.2
基本电气控制线路
综述 1.设备设施 可为人们提供各种产品、必需品或各种
方便的机械装臵。
2.设备的构成 机、电、气(液)及其组合。
间接控制、灵活性 最好、易于自动化
3.设备工作状态
直接控制、灵活性 为满足用户要求、产品工艺等，设 稍强于机控、 直接控制、灵活性差、
备所具备的运行功能：启动、调速、延时、制动等等。 4.控制实现的方法 或是它们的组合。 机械方法、液压方法、电力方法
电气控制与PLC应用 第三版陈建明课后习题答案
电气控制与PLC应用-陈建明(第三版)习题解答第1章常用低压控制电器习题与思考题1. 何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系？答：不同的电磁机构，有不同的吸力特性。
电磁机构动作时，其气隙δ是变化的，F?B2??2。
对于直流电磁机构：其励磁电流的大小与气隙无关，衔铁动作过程中为恒磁动势工作，根2据磁路定律??IN/Rm?1/Rm，式中Rm为气隙磁阻，则F??2?1/Rm?1/?2，电磁吸力随气隙的减少而增加，所以吸力特性比较陡峭。
对于交流电磁机构：设线圈外加电压U不变，交流电磁线圈的阻抗主要决定于线圈的电抗，若电阻忽略不计，则U?E?4.44f?N，??U/(4.44fN)，当电压频率f、线圈匝数N、外加电压U为常数时，气隙磁通Φ也为常数，即励磁电流与气隙成正比，衔铁动作过程中为恒磁通工作，但考虑到漏磁通的影响，其电磁吸力随气隙的减少略有增加，所以吸力特性比较平坦。
F/Iδ1-直流电磁铁吸力特性；2-交流电磁铁吸力特性；3-反力特性答案图1 0为了保证衔铁能牢固吸合，反作用力特性必须与吸力特性配合好。
在整个吸合过程中，吸力都必须大于反作用力，即吸力特性高于反力特性，但不能过大或过小，吸力过大时，动、静触头接触时以及衔铁与铁心接触时的冲击力也大，会使触头和衔铁发生弹跳，导致触头的熔焊或烧毁，影响电器的机械寿命；吸力过小时，会使衔铁运动速度降低，难以满足高操作频率的要求。
因此，吸力特性与反力特性必须配合得当，才有助于电器性能的改善。
在实际应用中，可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性，使之与吸力特性有良好配合，参见答案图1所示。
2. 单相交流电磁机构为什么要设置短路环？它的作用是什么？三相交流电磁铁要否装设短路环？答：由于单相交流接触器铁心的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通过零后电磁吸力又增大，当吸力大于反力时，衔铁又被吸合。
工厂电气控制(第5章 拖动控制)模板
河北石油职业技术学院
2．按照电气原理框图或划分的组件，对总原理图进行编 号，绘制各组件原理电路图，列出各组件的元件目录 表，并根据总图编号标出各组件的进出线号。 3．根据各组件的原理电路及选定的元件目录表，设计各 组件的装配图（包括电器元件的布置图和安装图）、 接线图，图中主要反映各电器元件的安装方式和接线 方式，这部分资料是各组件电路的装配和生产管理的 依据。 4．根据组件的安装要求，绘制零件图纸，并标明技术要 求，这部分资料是机械加工和对外协作加工所必需的 技术资料。
2018/10/11
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河北石油职业技术学院
特别要注意，同一电器的不同触点在电气线路中尽可能 具有更多的公共连接线，这样，可减少导线段数和缩短 导线长度，如图5.1.6所示。行程开关装在生产机械上， 继电器装在电气柜内。（a）图中用四根长导线连接， 而（b）图中用三根长连接导线。
5．控制线路在工作时，除必 要的电器元件必须通电外， 其余的尽量不通电以节约 电能。
2018/10/11
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河北石油职业技术学院
二、电气控制系统设计的一般程序
电气控制系统的设计一般按如下程序进行。 （一）拟订设计任务书
电气控制系统设计的技术条件，通常是以电气设计 任务书的形式加以表达的，电气设计任务书是整个 系统设计的依据，拟订电气设计任务书，应聚集电 气、机械工艺、机械结构三方面的设计人员，根据 所设计的机械设备的总体技术要求，共同商讨，拟 订认可。 在电气设计任务书中，应简要说明所设计的机械设 备的型号、用途、工艺过程、技术性能。传动要求、 工作条件、使用环境等。除此之外，还应说明以下 技术指标及要求：
4．尽量缩短连接导线的数量和长度。
在设计电气控制线路时，应根据实际环境情况，合理考虑并安 排各种电气设备和电器元件的位置及实际连线，以保证各种电 气设备和电器元件之间的连接导线的数量最少，导线的长度最 短。 如图5．1．5所示，仅从控制线路上分析，没有什么不同，但 若考虑实际接线，图（a）中的接线就不合理。因为按钮装在 操作台上，接触器装在电气柜内，按图（a）的接法从电气柜 到操作台需引四根导线。（b）中的接线合理，因为它将起动 按钮和停止按钮直接相连，从而保证了两个按钮之间的距离最 短，导线连接最短，此时，从电气柜到操作台只需引出三根导 线。所以，一般都将起动按钮和停止按钮直接连接。
工厂电气控制技术第三版课程设计
工厂电气控制技术第三版课程设计一、设计目的本次课程设计主要旨在帮助学生巩固电气控制技术的相关知识，提高实际操作能力。
通过使用PLC编程软件和工控机器人，在规定时间内完成一个基于流水线的自动化加工生产线的设计和实现。
二、设计内容1.对产品进行分析，制定加工路线，完成工艺流程图设计。
2.根据工艺流程图设计电气控制系统，确定控制要点和控制方式。
3.将电气控制系统分解为几个部分，各别对应PLC编程软件的程序。
4.编写PLC程序，控制电机的正、反转和各种传感器的数据采集、判定。
5.连接编程好的PLC和工控机器人，实现工业生产线的自动化加工和流水线生产。
6.打印相应的运行日志，对性能参数进行分析，并作出反馈和改进。
三、实验步骤1. 设计电气控制系统的硬件构成电气控制系统是基于自动化工业生产线的流水线自动化加工生产线，其中包括多个电控行业应用的产品：大小型减速电机、驱动器、传感器和PLC等。
2. 工艺流程图的设计根据实际需求，在工艺流程图中设计出各个部位，如放料、切割、定位、焊接、涂装等，其中包括多个关键的控制点。
3. 绘图软件的使用确认工作流程和要求后，使用AutoCAD设计得出工艺电气布线图、终端电路图、控制柜内部布局图和通讯网络图。
然后，开展整体单元设计、分块设计和系统控制图的制作。
4. PLC编程根据规定的流程和控制要点，采用CX-Programmer编程软件，借助PLC虚拟模拟器，进行账户运行程序检查、调试、优化。
5. 编制运行程序确定了流程和结果后，确认控制柜内电路的防护和互锁措施，配合PLC编制运行程序，包括自整理和防错矫正等功能，最终保证可以自动运行。
6. 联机调试根据实际生产需求，进行联机调试，并对外部设备进行数据采集、实时监控、联锁控制和数据存储。
7. 运行参数统计分析在工作过程中，对时间、产量、节能、设备可靠性和维护等要点进行统计，并对所得到的数据进行分析和评价。
四、实验要求1.程序完整，运行稳定，效果良好；2.保证人身安全，电气控制系统中必须配置完善的安全保护措施；3.独立完成，除了与授课老师以外，不得向他人征求和接受帮助；4.能够根据实际使用情况，对代码进行调优、改进和完善。
电气控制与PLC应用技术第三版课程设计
电气控制与PLC应用技术第三版课程设计设计背景本课程设计是本学期《电气控制与PLC应用技术》课程的重要组成部分，目的是为了提高学生电气控制知识的应用能力，使学生能够掌握PLC控制系统在工业自动化中的应用。
设计目标通过本次课程设计，学生需要达到以下目标：1.熟悉PLC编程语言；2.掌握PLC控制系统的组成和基本工作原理；3.能够设计并实现典型的PLC控制系统；4.拓展创新思维，具备一定的实际操作能力。
设计内容1.设计题目设计一个自动化控制装置，该装置可实现以下功能：1.通过PLC控制马达的正反转，控制机器人的左右转弯；2.利用传感器检测周围环境，当机器人遇到障碍物时自动停车，并告知人员；3.通过人工遥控装置，实现机器人的远程操控。
步骤1：系统需求分析分析系统的总体需求，确定系统控制方案、硬件配置和软件设计要求。
步骤2：硬件设计根据系统需求分析，设计出对应的硬件电路，并在仿真软件中进行验证。
步骤3：PLC编程利用Siemens STEP 7编程软件，完成PLC软件编程和调试，确保系统稳定可靠。
步骤4：传感器设计设计并实现机器人使用的传感器，监测周围的环境变化，并与PLC控制软件进行交互。
步骤5：远程操控使用控制软件实现机器人的远程操控功能，测试不同场景下的表现。
步骤6：测试和评估对设计好的控制系统进行测试和评估，检查系统的性能是否符合要求。
3.设计工具1.Siemens STEP 7编程软件：PLC软件编程和调试；2.Altium Designer：电路设计和仿真；3.Proteus：PLC模拟和机器人控制软件设计；4.Tinkercad：机器人硬件模拟和远程操控。
完成设计后，需要提交以下成果：1.设计报告，包括设计过程中的需求分析、硬件设计、PLC编程、传感器设计、远程操控以及测试和评估等内容；2.PLC控制软件代码；3.电路设计图纸；4.机器人传感器的制作和使用说明；5.操作手册，详细介绍如何操作机器人、使用远程控制软件以及进行故障排查。
第三版(王葵、孙莹编)第五章电力系统调度自动化
采用偶校验传送7位二进制信息，则在传送的7个信息位 后加上一个偶校验位，如前7位中1的个数是偶数，则第 8位加0，如前7位中1的个数是奇数，则第8位加1；
这样使整个字符代码（共8位）中1的个数恒为偶数；
接收端如检测到某字符代码中“1”的个数不是偶数，即
可判断为错码而不予接收；
30
二进制信息通过调制加到交流高频信号上再传输
13
电力系统
电力系统
SCADA
SCADA系统平台
Actual
快照
在线闭环控制
AVC
AGC
Fixed Accurate
状态估计
在线开环控制
操作控制
simulation
数据流分类
拷贝
离线分析和规划
电力系统调度计划、 模拟和培训
培训模式
SCADA是调度的“眼”和“手” 控制任务分类
14
数据采集 数据预处理 信息显示和报警 遥控和遥调操作 信息统计、储存和打印 事故追忆（PDR）和事件顺序记录（SOE） 调度控制系统的状态监视和控制
（4）信息量较少
电力通信主要传送电力系统的生产、控制、管理信息，电 力通信系统的容量比公网小；
（5）网络建设可利用电力系统独特资源
利用高压输电线进行载波通信，利用电力杆塔假设光纤等；
40
电力系统数据传输模式
41
按发动通信传输的模式来划分，有一下几种类型：
循环传输模式
发送端按规定的顺序，周期性地主动将远动信息送给主站， 一帧一帧周而复始不断传送。
第三版(王葵、孙莹编)第 五章电力系统调度自动
化
2021年7月30日星期五
2
电力是一种商品，它的生产、流通、消费具有一般 商品的属性。
电力电子技术王云亮第三版
O
?t
? 当ur<uc时使VT4断，VT3通，uo=0
? ur负半周，VT2常通，VT1常断 ? 当ur>uc时使VT3断，VT4通，uo=0
uo
uo Ud
? 当ur<uc时使VT4断，VT3通，uo=? Ud
? 图中，uo1表示uo的基波分量
O
uo1
?t
? Ud
VT1
VD1 VT3
VD3
（2） 双极性调制
关管的驱动信号波形。
?
uGE1
O
t
VT1
VD1 VT3
VD3 uGE2
Ud
C
io R L uo
O uGE3
t
VT2
VD 2 VT4
VD 4
O uGE4
t
?
O
t
3. 输出电压波形
t1~t2：VT1 、VT4通态，VT2 、VT3断态，? VT1
VD1 VT3
VD 3
uo=Ud，io?
Ud C
io R L
t2~t3：关断VT1、VT4，开通VT2、VT3 ， ? VT2
uo VD 2 VT4
VD 4
io>0，VD2 、VD3续流，uo=? Ud，io?
t3：io=0
t3~t4：VT2、VT3通态，uo=? Ud，io反向?
t4：关断VT2、VT3 ，开通VT1、VT4。
t4~t5：io<0，VD1、VD4续流， uo=Ud ， uo=Ud，io反向?
u
a)
o
Um
O
t
-Um
io
O
t3 t1 t 2
t4
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《电气控制基础与可编程控制器应用教程》课件第五章
图5-1 S7-300系列PLC结构
2. 安装方便
安装方便主要表现在以下几个方面： (1) DIN标准导轨安装。只需简单地将模块挂在DIN标 准的安装导轨上，转动到位，然后用螺栓锁紧即可，如图5-1 所示。 (2) 集成的背板总线。背板总线集成在模块上，模块通过 总线连接器相连，总线连接器插在机壳的背后。 (3) 更换模块简单并且不会弄错。更换模块时，只需松开 安装螺钉，拔下已经接线的前连接器。连接器上的编码可防 止将已接线的连接器插到其他的模块上。
3. 模块的诊断及过程监视
S7-300系列PLC具有能对输入/输出模块的信号进行监视 (诊断)和对过程信号进行监视(过程中断)等多种功能。一旦获 得中断信号，CPU将中断执行用户程序，或中断执行低优先 级的中断，来处理相应的诊断中断功能。
(1) 诊断。通过诊断可以确定模块所获取的ห้องสมุดไป่ตู้号(例如数 字量模块)或模拟量处理(例如模拟量模块)是否正确。如果发 送诊断信息(例如无编码器电源)，则模块执行一个诊断中断。
5.1.2 S7-300系列PLC编程软件和工具软件
使用基本的STEP 7或STEP 7-Lite软件包，以及高级的集 成软件包STEP 7 Professional便可对S7-300进行编程，并能以 简单、用户友好的方式利用S7-300的全部功能。该工程软件 还包含自动化项目中所有阶段(从项目组态到调试、测试以及 服务)的功能。
2. 工具软件
工具软件以用户友好、面向任务的方式对自动化系统进 行附加的编程。工具软件所提供的编程工具如表5-1所示。
表5-1 S7-300编程工具
编程工具
说明
S7-SCL
结构化语言，是一种基于 PASCAL 的高级语言，用于 SIMATIC S7/C7 控制器
工厂电气控制习题答案第3-5章
第3章机床电气控制习题答案1.填空题1）车床的主运动是（工件的旋转）运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动（工件旋转）。
主轴一般只要（单方向）的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。
CA6140用操纵手柄通过（摩擦离合器）来改变主轴的旋转方向。
（进给运动）是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动2）车床CA6140控制电路的供电电压是（127）V，照明电路采用（36）V安全交流电压，信号回路采用（6.3）V的交流电压，均由（控制变压器二次侧）提供。
3）卧轴矩台平面磨床的主运动是（砂轮的旋转运动），进给运动有垂直进给，即（滑座在立柱上的上下运动）；横向进给，即（砂轮箱在滑座上的水平运动）；纵向进给，即（工作台沿床身的往复运动）。
工作台每完成一次往复运动时，砂轮箱便作一次间断性的（横向进给）；当加工完整个平面后，砂轮箱作一次间断性（垂直进给）。
4）电磁吸盘文字符号是（YH）。
5）插头插座的文字符号是（X）。
6）电磁吸盘由转换开关SA1控制，SA1有（“励磁”、“断电”和“退磁”）三个位置。
7）Z3040摇臂钻床在钻削加工时，（主轴带动钻头的旋转运动）为主运动；进给运动是（主轴的纵向进给）；（辅助）运动有摇臂沿外立柱的升降运动，主轴箱沿摇臂的水平移动，摇臂连同外立柱一起绕内立柱的回转运动。
8）电磁阀文字符号是（YV）。
9）X62W卧式万能铣床为了减少负载波动对铣刀转速的影响，使铣削平稳一些，铣床的主轴上装有（飞轮），使得主轴传动系统的惯性较大，为了缩短停车时间，主轴采用（电气制动）停车。
10）X62W卧式万能铣床为保证变速时，齿轮顺利地啮合好，要求变速时主轴电动机进行（冲动控制），即变速时电动机通过点动控制稍微转动一下。
11）X62W卧式万能铣床固定在工作台上的工件可作（上下、左右、前后）六个方向的移动，各个运动部件在六个方向上的运动由（同一台进给电动机通过正反转进行）拖动，在同一时间内，只允许（一个）方向上的运动。
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第二章 S7300系列可编程控制器
5.接口IM模板 用于S7-300系列PLC的中央机架到扩展机架的连接。 ①接口模板IM365 用于连接中央机架与1个扩展机架; ②接口模板IM360／IM361 S7-300系列的最大配置为1个中央机架与3个扩展机架，当 扩展机架超过1个时，将接口模板IM360插入中央机架，在扩展机 架中插入接口模板IM361，每个扩展机架最多可安装8块模板。 6.电源（PS）模板 7.通信处理器（CP）模板 ①CP340通信处理器模板 用于建立点对点（Point to Point）低速连接。有3种 通信接口，RS 232C（V.24）、20mA （TTY）、RS 422／RS 485 （X.27）。 ②CP341通信处理器模板 用于建立点对点（Point to Point）的高速连接。
第四节 可编程控制器的工作原理
1.等效电路 ①输入部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继 电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子去驱动输入继 电器的线圈。 ②内部控制电路是由用户程序形成的用“软继电器”来代 替硬继电器的控制逻辑。 ③输出部分是由在PLC内部且与内部控制电路隔离的输出 继电器的外部常开接点、输出接线端子和外部驱动电路组成， 用来驱动外部负载。
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板（续） 步进电动机定位模板FM353
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板（续） 伺服电动机定位模板FM354
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板（续） 闭环控制模板FM355 定位和连续路径控制模板FM357
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第二章 S7300系列可编程控制器
5.模拟量输入／输出接口模板
模拟输入信号或模拟输出信号：电压、电流。如0～5V、0～10V、 1～5V、4～20mA、±50mV、±5V、±10V、±20mA。
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第二章 S7300系列可编程控制器
6.智能Ｉ／Ｏ接口
位置闭环控制接口模块、快速PID调节器的闭环控制接口模板、 高数计数器接口模板。
第二章 S7300系列可编程控制器
３.PLC的特点 编程简单，易于掌握 功能完善，灵活方便 体积小、质量轻、功耗低 抗干扰能力强，可靠性高 设计、施工、调试周期短 易于实现机电一体化 ４.PLC的可编程控制器的性能指标 输入/输出点数（I/O点数）、存储容量、扫描速度、功能 扩展能力、指令系统。 ５.PLC的可编程控制器的分类 按I/O点数分类分为微型机、小型机、中型机、大型机和 巨型机； 按结构形式分类分为整体式、模块式和分散式； 按用途分类分为顺序逻辑控制 、闭环过程控制、多级分 布式和集散控制系统、数字控制和机器人控制 。 4
第一节 可编程控制器的基础知识
1．PLC的起源 一九六八年，美国通用汽车公司(GM)为解决因汽车不断改 型而重新设计汽车装配线上各种继电器的控制线路问题，提 出了著名的十项技术指标在社会上招标，要求制造商为其装 配线提供一种新型的通用控制器。 •（1）.编程简单，可在现场方便地编辑及修改程序； •（2）.价格便宜，其性能价格比要高于继电器控制系统； •（3）.体积要明显小于继电器控制柜； •（4）.可靠性要明显高于继电器控制系统； •（5）.具有数据通信功能； （6）.输入可以是AC115V； •（7）.输出为AC115V，2A以上； •（8）.硬件维护方便，最好是插件式结构； （9）.扩展时，原有系统只需做很小改动； 2 （10）.用户程序存储器容量至少可以扩展到4K。
第二章 S7300系列可编程控制器
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第二章 S7300系列可编程控制器
6.PLC的主要功能 顺序逻辑控制 运动控制 定时控制 计数控制 步进控制 数据处理 模／数和数／模转换 通信及联网 7.PLC的发展趋势 系列化、模板化； 小型机功能强化； 中、大型机高速度、高功能、大容量； 低成本 、多功能 。
3.信号模板
①数字量输入／输出（DI／DO）模板 ；
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第二章 S7300系列可编程控制器
数字量输入（DI）模板SM321 数字量输出（DO）模板SM322 数字量输入／输出（DI／DO）模板SM323 ②模拟量输入／输出（AI／AO）模板 模拟量输入（AI）模板SM331 输出精度：9～15位 ； 模拟量输出（AO）模板SM332 输出精度：12位～16位； 输出范围：电压：1～5V、0～10V、±10V 电流：0～20mA、4～20mA、±20mA、0～10V或0～20 mA。 模拟量输入／输出（AI／AO）模板SM334 输入／输出精度：8位、12位； 输入测量范围：0～10V或0～20 mA； 输出范围：0～10V或0～20 mA。
2.CPU模板
①标准型CPU（Standard CPUs）系列 ②集成型CPU系列 ③紧凑型CPU（Compact CPUs）系列 ④故障安全型CPU（Fail-safe CPUs）系列
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第二章 S7300系列可编程控制器
CPU314C-2DP外型结构图
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第二章 S7300系列可编程控制器
CPU314C-2DP配置
•（2）.用户指令解释程序 •（3）.标准程序模块和系统调用 2.用户程序•
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第二章 S7300系列可编程控制器
3.编程语言
编程语言分：梯形图、语句表、逻辑功能图、顺序功能图、 流程图、高级语言。 ①梯形图 ②语句表 ③逻辑功能图 ④顺序功能图 ⑤高级语言
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第二章 S7300系列可编程控制器
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板 单通道高速智能计数器模板FM350-1 8通道高速智能计数器模板FM350-2
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板（续） 快速进给／慢速驱动定位模板FM351
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.功能（FM）模板（续） 电子凸轮控制器FM352
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第二章 S7300系列可编程控制器
习题二 1.可编程控制器由哪几部分组成？各部分的作用及功 能是什么？ 2.可编程控制器的数字量输出有几种输出形式？各有 什么特点？都适用于什么场合？ 3.什么是扫描周期？它主要受什么影响？ 4.可编程控制器的等效工作电路由那几部分组成？试 与继电器控制系统进行比较。 5.可编程控制器的工作方式是什么？它的工作过程有 什么显著特点？ 6.试说明可编程控制器的工作过程。 7.可编程控制器对输入/输出的处理规则是什么？ 8.可编程控制器的输出滞后现象是怎样产生的？ 9.试举例说明由于用户程序指令语句安排不当可使响 应滞后时间为三个扫描周期。
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第二章 S7300系列可编程控制器
第五节 S7-300系统组成
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第二章 S7300系列可编程控制器
1.S7-300结构特点
①采用集成的背板总线（Back-Plane Bus）； ②采用DIN标准导轨，安装和更换模板方便； ③硬件组态灵活 ④机架扩展方便 每个机架最多可安装8个信号模板（SM），通过IM365（机架距 离最远1米）或者IM360／361（机架距离最远10米），一个S7300系统最多可安装3个扩展机架，最多可安装32个器
一九六九年，美国数字设备公司(DEC) 研制出世界上第 一台可编程控制器，型号为PDP-14； 1969年，美国哥德公司(GOULD) PLC商品化，型号084； 1971年，日本研制出日本第一台可编程控制器DSC-8； 1973～1974年，德国西门子公司研制出欧洲第一台PLC， 型号为SIMATIC S4。 我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。 ２.PLC的定义 可 编 程 逻 辑 控 制 器 PLC——Programmable Logical Controller。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系 统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存 储器，用来在其内部存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的或模拟的输 入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。可 编程控制器及其有关设备的设计原则是它应按易于与工业 控制系统联成一个整体和具有扩充功能。 3
第二章 S7300系列可编程控制器
第二章
第一节 第二节 第三节 第四节
S7300系列可编程控制器
可编程控制器的基础知识 可编程控制器的硬件结构和系统组成 可编程控制器的软件及编程语言 可编程控制器的工作原理
第五节
第六节 第七节
S7-300系统组成
S7-300的硬件组态 STEP7编程软件
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第二章 S7300系列可编程控制器
7.扩展接口 8.通信接口 9.编程器
①简易编程器 ②智能编程器 ③用PC机作编程器
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第二章 S7300系列可编程控制器
三菱PLC编程软件
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第二章 S7300系列可编程控制器
SIMENS PLC编程软件
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第二章 S7300系列可编程控制器
10.PLC的外部设备
①人─机接口装置 ②外存储器 ③打印机 ④EPROM写入器
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第二章 S7300系列可编程控制器
3.PLC的程序执行过程 PLC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行 和输出刷新三个阶段。
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第二章 S7300系列可编程控制器
4.输入/输出的处理规则
①输入映像寄存器的数据取决于各输入端子在输入刷新期间 的接通或断开状态。 ②程序如何执行取决于用户程序和输入映像寄存器，内部元件 寄存器的内容。 ③输出映像寄存器内容取决于所有输出指令的执行结果。 ④输出锁存器中的内容决定于上一次输出刷新期间输出映像寄 存器的内容。 ⑤所有输出端子状态由输出锁存器决定。
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第二章 S7300系列可编程控制器
第二节 可编程控制器的硬件结构和系统组成