电工学(七版_秦曾煌)_第11章_可编程控制器(PLC)
电工学(第七版上)电工技术课后答案(秦曾煌)编(最全)
目录第1章电路的基本概念与定律3第1.5节电源有载工作、开路与短路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.1题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3第1.5.3题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5第1.5.6题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.8题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6第1.5.11题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7第1.5.12题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第1.6节基尔霍夫定律. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.6.2题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9第1.7节电路中电位的概念及计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10第1.7.4题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101List of Figures1 习题1.5.1图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 习题1.5.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 习题1.5.8图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 习题1.5.11图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 习题1.5.12图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 习题1.6.2图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 习题1.7.4图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1021 电路的基本概念与定律1.5 电源有载工作、开路与短路1.5.1在图1中,五个元件代表电源和负载。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
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1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
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电流强度定义说明图
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单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
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电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向 实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
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2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
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电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
福建农林大学__电工学第七版上册_(秦曾煌)_期末考试复习重点
Ps：整章都是重点，最好看的很熟，因为考试大题必考两题。 题型： P164 4.7.4 4.7.6 P161 4.5.4~4.5.15（这十一题中，老师说期末必 考一题） 第五章：三相电路（10分） 考点：一、5.2节一定要把那些公式记下来，看题型来记忆：比如例 5.2.1 5.2.2 P174
绕在铁心柱上，细长型；交流电磁铁贴心和衔铁由硅钢片叠成，线圈先 绕在框架上，再加入铁心柱，矮胖型。 （2） 交、直流电磁铁在衔铁吸合上的比较。直流电磁铁在衔铁吸合 时，I=U/R，I不变，F=N*I，空气隙减少，所以Rm减少，因为Φ=F/Rm， Φ增加，B增加，所以Fat增加；交流电磁铁吸合时，U=4.44fNΦm，因 为U不变，所以Φm不变，所以是恒磁通过程，F=Φ*Rm,所以F下降，因 为F=N*I，所以I下降，Fat基本不变. 3、 一台电动机能否直接起动，有一定规定。有的地区规定：用电单位 如有独立的变压器，则在电动机起动频繁时，电动机容量小于变压器容 量的20%时允许直接起动；如电动机不经常起动，它的容量小于变压器 的30%时允许直接起动。如果没有独立的变压器，电动机直接起动时所 产生的电压降不应超过5%. 4、 星-三角起动条件和特点 条件：电动机正常工作时定子绕组以三角形方式连接；电动机是空载或 轻载起动 特点：在起动时就把定子每相绕组上的电压降到正常工作电压的1/根号 3；降压起动时的电流为直接起动时的1/3；起动转矩也减小到直接起动 时的1/3.
二、5.3节，考试重点那些公式， 三、5.4节 也是那些公式，要背下来还要会应用 Ps：考试的时候，不会很难，就是单纯的套公式，所以公式什么含义， 怎么套，这个会了那题就没问题了（注意求功率） 题型：P182 5.2.5 5.4.3（考试重点） 第六章~第七章：简答题（会考两题，每题5分） 第一题： (1) 直流励磁——题目：铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源 电压保持不变； 答：I=U/R,I不变，R*I2不变，A加倍，Rm=l/u*A,Rm减半， Φ=F/Rm=N*I/Rm，所以Φ加倍，B=Φ/A，所以B不变 (2) 交流励磁——题目同（1） U=4.44fNΦm，Φ不变，Rm减半，F=Φ*Rm，所以F减半，F=N*I,所以I减 半，R*I2为1/4 (3) 直流励磁——题目：线圈匝数加倍，线圈电阻及电源电压保持不 变； 解：I=U/R不变，所以I2*R不变，Φ=NI/Rm加倍，Rm不变，所以 B=Φ/A加倍 (4) 交流励磁——题目：同（3） 解：U=4.44fNΦm，N加倍，Φm减半，Bm减半，Hm减半， Hm*l=Im*N，所以Im=Hm*l/N减小至原来的1/4，I减小至原来的1/4， I2*R减小至原来的1/16 (5) 交流励磁——电源频率减半，电源电压的大小保持不变； 解：U=4.44fNΦm,f减半，所以Φm加倍，Bm加倍，Hm加倍， Hm*l=Im*N，所以Im加倍，I加倍，I2*R增大至原来的4倍 (6) 交流励磁——频率和电源电压的大小保持不变 解：U=4.44fNΦm，f和U同时减半，Φm不变，Bm、Hm、Im、I均不变， 所以I2*R不变 2、 交流和直流电磁铁的区别 （1） 外观。直流电磁铁的铁心和衔铁可以由工程纯铁制成，线圈直接
电工学上册第七版PPT高等教育出版社秦曾煌主编
例： I aR
假设 I = 5A，那么电流从 a 流向 b；
b 假设 I = –5A，那么电流从 b 流向 a 。
参考 方向
假设 U = 5V，那么电压的实际方向
+ U – 从 a 指向 b；
a R b 假设 U= –5V，那么电压的实际方向
注意：
从 b 指向 a 。
在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。
本质: 节点不能存储电荷。
注意：上面的流入和流出都是指电路的参考方向。
2．推广：从节点到闭合面
电流定律可以推广应用于包围局部电路的任一假设的
闭合面。在任何一个时刻，流过任何一个闭合面的电流 的代数和为0。
例:
广义结点
IA
A
IB
IC B
C
IA + IB + IC = 0 〔1〕
左图式〔1〕可以用基尔霍夫节 点电流定理来证明。
欧姆定律〔关联〕
电压与电流关联：电压降方向和电流方向一致；反之 不关联。上述的方向是指参考方向。
+
+
U I R U = I R U I R U = – IR
–
–
关联
不关联
结论：对欧姆定律而言，在电压与电流处于关联 时，取正号，不关联时取负号。
例：应用欧姆定律对以以下图电路列出式子，并求电阻
R。
+
电阻： RN = 100 ，PN =1 W 电气设备的三种运行状态
额定工作状态： I = IN ，P = PN (经济合理平安可靠)
过载(超载)： I > IN ，P > PN (设备易损坏)
欠载(轻载)： I < IN ，P < PN (不经济)
电工学第七版上册秦曾煌
U1
U2 U'1
W'2 U'2
i3
W'1 V'2 W1 W2 V'1
V2
V1
i2
V2 W1
U2
U1 W2
V1
V1 W2 U1
U2
W1
V2
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W1
V2
U1
N
• W2
•
U2 S
V1
S
V1 •
U2
W2 •
N
U1
V2
W1
30 V2
W1
U2 S
•
V1 •
W2 N
U1
U1
n N
cos2
O
1s
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7.4 三相异步电动机转矩与机械特性
7. 4. 1 转矩公式 T Φ , I2 ,cos 2 T KTΦI2 cos 2
常数，与电 旋转磁场
转子电路的
机结构有关 每极磁通 转子电流 功率因数
由前面分析知：
I2 cos 2
sE20
R22
(
sX
R2
E20= 4.44 f 1N2
即E2= s E20
转子静止时 的感应电势
转子转动时 的感应电势
3. 转子感抗X 2
X2 2f2Lσ2 2 s f1Lσ2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 X2 最大
X20= 2 f1L2
即X2= sX20
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p = 1时
旋转磁场的转速 n0 60 50 3000 (转/分）
福建农林大学《电工学-电工技术》第七版上册_(秦曾煌)_期末考试复习重点
福建农林大学电工学第七版上册《电工技术》期末考试复习重点---权威整理第一章：电路的基本概念与基本定律考点：1.1.7节电位计算，会画简图（期末考考了）（10分）2.1.5节与第二章计算题结合，考5分3.基尔霍夫定律（考查：电路的分析方法）题型：看p32那题（掌握分析方法）难度：较简单第二章：电路的分析方法（25分）考点：1.叠加原理（一定要会，期末考考了，一定要把题做透），戴维宁定律，结点电压法，支路电压法，要会计算各支路电流的方法2.电源的两种模型及其等效变换（必考，一定要会）3.讨论功率平衡，求功率，（期末考了）难度：较简单题型：P77 2.6.5 P61 2.7.3 P78 2.7.10 P47 2.3.4这题是重点，重点掌握这题的方法（理想电源会加入这题中，什么时候理想电源可以去掉，什么时候保留，要学会判断）第三章：电路的暂态分析考点：一、3.3RC，RL电路的响应二、三要素法（整节都要看透，期末考的坑爹啊，我一个字都没写，每一种方法都要掌握）（必考）（求初始值，稳态值，T，R等，会与戴维尔求等效）(15分)难度：一般题型：P104 3.3.2 3.3.5 3.4.1~3.4.6 3.6.3 3.6.7第四章：正弦交流电路【难点+重点】（一定要学会，不然第五章也不懂）考点：1.运用相量来表示交流电路（有方向，有角度，有大小）2.单一参数的交流电路Ps：整章都是重点，最好看的很熟，因为考试大题必考两题。
题型：P164 4.7.4 4.7.6 P162 4.5.4~4.5.15（这十一题中，期末考了两大题，一定要每题都会）第五章：三相电路考点：一、5.2节一定要把那些公式记下来，看题型来记忆：比如例5.2.1 5.2.2 P174二、5.3节，考试重点那些公式，三、5.4节也是那些公式，要背下来还要会应用Ps：考试的时候，不会很难，就是单纯的套公式，所以公式什么含义，怎么套，这个会了那题就没问题了题型：P182 5.2.5 5.4.3（考试重点）第六章~第七章：简答题第一题：(1)直流励磁——题目：铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变；答：I=U/R,I不变，R*I2不变，A加倍，Rm=l/u*A,Rm减半，Φ=F/Rm=N*I/Rm，所以Φ加倍，B=Φ/A，所以B不变(2)交流励磁——题目：铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变；U=4.44fNΦm，Φ不变，Rm减半，F=Φ*Rm，所以F减半，F=N*I,所以I减半，R*I2为1/4(3)直流励磁——题目：线圈匝数加倍，线圈电阻及电源电压保持不变；解：I=U/R不变，所以I2*R不变，Φ=NI/Rm加倍，Rm不变，所以B=Φ/A加倍(4)交流励磁——题目：线圈匝数加倍，线圈电阻及电源电压保持不变；解：U=4.44fNΦm，N加倍，Φm减半，Bm减半，Hm减半，Hm*l=Im*N，所以Im=Hm*l/N 减小至原来的1/4，I减小至原来的1/4，I2*R减小至原来的1/16(5)交流励磁——电源频率减半，电源电压的大小保持不变；解：U=4.44fNΦm,f减半，所以Φm加倍，Bm加倍，Hm加倍，Hm*l=Im*N，所以Im 加倍，I加倍，I2*R增大至原来的4倍(6)交流励磁——频率和电源电压的大小保持不变解：U=4.44fNΦm，f和U同时减半，Φm不变，Bm、Hm、Im、I均不变，所以I2*R不变二、交流和直流电磁铁的区别（1）外观。
电工学第七版上册秦曾煌
20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1 N1Φm
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电磁转矩公式
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
由公式可知
1.
T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。U
1
T
2. R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外
接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 通常, f2 = 0.5 ~ 4.5Hz (f1 = 50Hz)
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 E2 最大
(2) Tst与 R2 有关， 适当使
R2 Tst 。对绕线式型
电机改变转子附加电阻
R´2 , 可使Tst =Tmax 。
n0 n
O
T
Tst
Tst体现了电动机带
载起动的能力。
若 Tst > T2电机能起 动，否则不能起动。
起动能力 st
Tst TN
一般st 1 ~ 1.2
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例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速
秦曾煌《电工学电子技术》(第7版)(上册)(考研真题+习题+题库)(可编程控制器及其应用)【圣才出品
本章暂未编选名校考研真题，若有最新真题会及时更新。
一、练习与思考详解11.1.1 什么是PLC的扫描周期?其长短主要受什么影响?解：（1）PLC是按“顺序扫描，周期循环”方式工作的，循环一次所需的时间称为扫描周期。
官包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
（2）影响扫描周期的主要因素：程序的长短、程序指令的种类及条数，还有PLC的输入、输出通道数量，外围设备命令等。
11.1.2 PLC与继电接触器控制比较有何特点?解：继电接触器控制虽然简单易掌握，但存在机械触点多，接线复杂，可靠性低，通用性和灵活性差，功耗大等许多缺点。
PLC虽然内部结构复杂，生产、使用、维修技术要求高，但它有无触点控制，可靠性高，功能强，通用性和灵活性强，体积小，重量轻，功耗小等许多优点。
11.2.1 写出图11-1所示梯形图的指令语句表。
图11-1解：梯形图的指令语句表如表11-1所示。
表11-1地址指令地址指令0STXO7POPS1PSHS8ANX32ANX19TMX03OTYO K504RDS12STT05ANX213OTY26oTY114ED11.2.2 按下列指令语句表绘制梯形图。
表11-2地址0 1 2 3 468指令sT X1 AN/ X2 ST/ X3 AN X4 OR S 0T Y0 ST X5 0R X6 ST X7解：梯形图如图11-2所示。
图11-211.2.3 编制瞬时接通、延时3s 断开的电路的梯形图和指令语句表，并画出动作时序图。
解：梯形图如图11-3（a ）所示，指令语句表如表11-2所示，动作时序图如图11-3（b ）所示。
表11-3地址指令0ST X01OR Y02AN T03OT Y0图11-311.2.4 什么是定时器的定时设置值、定时单位和定时时间，三者有何关系?解：（1）定时器的定时设置值：定时器指令中的k值，是由实际工作要求给定时器的减1计数器设定的初始值。
（2）定时单位：即定时设置值的单位。
2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
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电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
电工学 电子技术( 第七版 秦增煌)课件共16页
模拟电 子技术
数字电 子技术
被 测
传 感 器
模拟 信号 处理
模数 数字 转换 接口
微
控
对 象
伺服 机构
功率 放大
数模 转换
数字 接口
机
电机
计算机检测控制系统原理框图
绪 课程 的 目的、任务和学习方法
论
••• ••
《 试 理 按电 课 解 要工 ） 基 求学 本 参概 加》念实课、验程基是本必培理修养论课良和（好分学的析校实方规验法定素为质考 大 学 注学 用 重工 结 实科 合 践各 ， 技专举能业一的的反培技三养术，基融础会课贯通
• 1892年马可尼和波波夫分别进行了无线电 通讯实验
• 1883年爱迪生发现电子的热效应及1904年 佛莱明制成了电子二极管
• 1906年德福雷斯发明了电子三极管 • 1948年美国贝尔实验室发明了晶体三极管 • 1958子技术 的 发展概况
论 • 现状:
• 容量大型化
绪
论•••••
•
工械机加束测力交电地第…、业工加、械量通子促二采…—电长汽广••••金生矿、工流加与与技进次—镀度车播农医军国属产、超 等 量工 控 通 术 了 工电、 、 与 、业 疗 事 防冷中冶动声、…工制讯的社业电速火电加电金机波照…艺发会革焊度车视工力、加度展生命机、、、、机轧…………工和和产对—械械电温飞电钢…………、色机—广力社的、炉度机影床动电度电泛的会锻冶、、及等力造子等加应提生金时轮电设和束…工用 高产、间船话备铸和…技极力电、……造离术大的蚀压……机子
•
器件小型化
•
设计自动化
电子计算机 的 发展概况 绪 论
• 1943年英国制造了一台电子计算机
电工学上册(第七版)PPT 高等教育出版社,秦曾煌主编
内阻 消耗 功率
负载大小和电阻大小是不 同概念！
问题
• 为什么当线路上并入许多电灯时，电灯会 变暗，电源会发热？
电源与负载的判别
1. 根据 U、I 的实际方向判别
电源：
U、I 实际方向相反，即电流从“+”端流出，
负载：
（发出功率）；
U、I 实际方向相同，即电流从“+”端流入。
（吸收功率）。 2. 根据 U、I 的参考方向判别
0
I
1.5.1 电源有载工作
I
+ E
+
U
R
特征:
R0
① 电流的大小由负载决定。 I E ② 在电源有内阻时，I U 。 R0 + R
负载端电压 U = IR 或 U = E – IRo
③ 电源输出的功率由负载决定。
UI = EI – I²Ro P = PE – P
负载 取用 功率
电源 产生 功率
闭合面。在任何一个时刻，流过任何一个闭合面的电流 的代数和为0。
例:
IA
A
广义结点
IB
IC B
C
IA + IB + IC = 0 （1）
左图式（1）可以用基尔霍夫节 点电流定理来证明。
问题：如果这个闭合面 中包含电源，是不是还
满足Si＝0？
1.6.2 基尔霍夫电压定律（KVL定律，应用于回路)
1．定律
电压 U 电动势E
高电位 低电位 (电位降低的方向)
低电位 高电位 (电位升高的方向)
kV 、V、mV、
μV
kV 、V、mV、
μV
2. 电路基本物理量的参考方向
(1) 参考方向
电工学 第七版上册 秦曾煌主编
( 2 ) 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当 于开路，电容有隔断直流作用；
u(t)C 1tidξC 1t0idξC 1tt0idξ
u(t0)C 1tt0idξ
电容元件VCR
的积分关系
（1）电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记 忆元件；
（2）式中u(t0)称为电容电压的初始值，反映电容 初始时刻的储能状况，也称为初始状态
电容的功率和储能：
puiuCdu dt
u、 i 取关联参
考方向
(1)当电容充电， u>0，d u/d t>0，则i>0， (2) q ， p>0, 电容吸收功率。 (2)当电容放电，u>0，d u/d t<0，则i<0， (3) q ，p<0, 电容发出功率.
从以上可以看出：
电容能在一段时间内吸收外部供给的能 量转化为电场能量储存起来，
负载：用电设备
二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件：
具有某种确定的电磁性质的假想元件；
其u、i关系可用数学式子表示（建模）。
几种基本的电路元件： 电源元件 电阻元件 电感元件 电容元件
2. 电路模型：
由理想电路元件互相连接的电路（而不是 实际的电路)。
本教材的主要内容是介绍电路理论的入 门知识并为后续课程打下基础，主要是计算 电路中器件的端子电流和端子间的电压，一 般不涉及器件内部发生的物理过程。
（1）电容的储能只与当时的电压值有关， 电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变；
（2）电容储存的能量一定大于或等于零。
1.7 电感元件
❖ 在工程中广泛使用导线绕制的线圈,如电子电路中常用的空心 或带有铁粉心的高频线圈,电磁铁或变压器中含有在铁心上绕 制的线圈等,当一个线圈通以电流后产生的磁场随时间变化时, 在线圈中就产生感应电压。
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可控硅 -- 高速大功率 晶体管 -- 高速小功率
（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。 直流输入 发光二极管 内 部
1000PF 24V
输入端子
3.3k
Xn
470
电 路
– + + – COM
光电三极管
光-电器件
（2）输出接口电路：均采用模块式。 PLC的继电器输出接口电路 继电器输出
4
ED
ST 起始指令(取指令):从左母线(即输入公共线)开始取用 动合触点作为该逻辑行运算的开始，图中取用 X2。 OR 触点并联指令(也称或指令): 用于单个动合触点的并 联，图中并联 Y1。 AN/ 触点串联反指令(也称与非指令):用于单个动断触 点的串联，图中串联 X1。 OT 输出指令: 用于将运算结果驱动指定线圈，图中驱 动输出继电器线圈 Y1。 ED 程序结束指令。
调试程序；另外在运行时，还
可以对整个控制过程进行监控。
2
(DELT) CLR
WRT
手持式的编程器
11.1.2
可编程控制器的工作方式
PLC 采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作。其工 作过程分为输入取样、程序执行和输出刷新 三个阶段，并进行 周期循环。示意图如下：
输 入 端 子
输 入 状 态 寄 存 器 读 读 程序 执行 输 出 状 态 寄 存 器
控制器（Programmable logic controller，略写 PLC )
随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的
功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器 （ Programmable controller ， 略写 PC) 。为区别于 Personal Computer (PC)，故沿用PLC 这个略写。
11.1.3
可编程控制器的主要技术指标
5．编程元件的种类和数量
编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、 定时器、计数器、通用“字”寄存器、数据寄存器及特殊功 能继电器等，其种类和数量的多少是衡量 PLC 硬件功能强弱 的一个指标。 PLC 内部“继电器”是存储器的存储单元。当写入该单 元逻辑状态为 1 时，则表示相应“继电器”的线圈接通，其 动合触点闭合，动断触点断开。所以 PLC 内部这些 “继电器” 称为 “软”继电器。
用于存放定时器/ 计数器 指令的预置值
用于存放定时器/计数器 运行的经过值 用于存放地址和常数的修 正值
EVቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
11.1.4 可编程控制器的主要功能和特点 1. 主要功能
(1) 开关逻辑控制 用PLC取代传统的继电接触器进行逻辑控制。 (2) 定时/计数控制 用PLC的定时/计数指令来实现定时和计数控制。 (3) 步进控制 用步进指令实现一道工序完成后，再进行下一道工序操作 的控制。 (4) 数据处理 能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算和逻 辑运算等操作。
第 11 章
可编程控制器
第 11章 可编程控制器（PLC）
11.1 可编程控制器的结构和工作方式 11.2 可编程控制器的程序编制
11.2.1 可编程控制器的编程语言
11.2.2 可编程控制器的编程原则和方法
11.2.3 可编程控制器的指令系统
*11.3 可编程控制器的应用举例
第11章 可编程控制器(PLC)
1．梯形图
梯形图是一种从继电接触器控制电路图演变而来的图形语 言。它是借助于继电器的动合触点、动断触点、线圈以及串联 与并联等术语和符号，根据控制要求连接而成的表示 PLC 输 入和输出之间逻辑关系的图形。
1．梯形图
梯形图中用 表示 PLC 编程元件的动合触点 动断触点 线圈
编程元件的种类用图形符号及字母或数字加以区别。 1 2 连 SB1 KM SB2 接 线 PLC 输入继电器 路 动断触点 KM X2 梯 形 动合触点 图 动合触点 Y1 (ED) X1
功能说明 每个WR由相应的 16 个辅 助 继电器 R构成 用于以字为单位存储 PLC 内部处理数据，不提供触点
” 专用 “字
寄存器 通用数据 寄存器
DT
特殊数据 存储器
设定值 寄存器 经过值 寄存器 牵引 寄存器 SV
DT9000 DT90373 用于特殊用途的以字为单 共 374 个 位的内部数据寄存 SV0 SV1023 共 1024个 EV0 EV1023 共 1024个 I0 ID 共 14个
Y1
输出继电器线圈
外部输入设备动断触点的处理。
SB2 SB1 KM FR
电动机直接起动 继电接触控制线路
KM
PLC 控制
X1 PLC Y1 KM FR X2
SB1 SB2 E
X1
Y1
X2
COM
Y1
COM
几点说明
(1)梯形图中的继电器不是物理继电器，是 PLC存储器 的一个存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“ 1”时，则 表示相应继电器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断 开。 (2) 梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑 行(或称梯级)起始于左母线，然后是触点的串、并联连接，最 后是线圈与右母线相联。
输 入 接 口
写
输 出 接 口
输 出 端 子
输入取样
程序执行 一个扫描周期
输出刷新
扫描周期的长短视用户程序的指令条数及执行一条指令所 需时间而定，一般不超过 100 ms。
11.1.3
可编程控制器的主要技术指标
1．I/O点数 指 PLC 的外部输入和输出端子数。通常小型机有几十点， 中型机有几百个点，而大型机超过千点。 2．用户程序存储容量
逻辑关系
梯形图
助记符 ST AN OT X0 X1 Y0
FP1-C24可编程控制器编程元件的编号范围与功能说明
元件名称 输入继电器 输出继电器 辅助继电器 定时器 计数器 代表字母 X Y R T C WR 编号范围 X0 XF 共 16 点 Y0 Y7 共 8 点 R0 R62F 共 1008 点 T0 T99 共 100 点 C100 C143 共 44 点 WR0 WR62 共 63 个 功能说明 接收外部输入的信号 输出程序执行结果 给外部输出设备
在程序内部使用， 不能提供外部输出
延时定时继电器，其 触点在程序内部使用 减法计数继电器，其 触点在程序内部使用 每个 WR 由相应的 16 个辅助继电器 R 构成
通用“字” 寄存器
元件名称
代表符号 WR
编号范围
WR900 WR911 共 12个 DT0 DT12284 共 12 285个
(3) 梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念 电流”，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只 是用来形象地描述用户程序执行中满足线圈接通的条件。
(4) 输入继电器用于接收外部输入信号，而不能由PLC 内部其他继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入 继电器的触点，而不出现其线圈。输出继电器输出程序执行 结果给外部输出设备。当梯形图中的输出继电器线圈接通时， 就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而要通过输出接 口的继电器、晶体管或晶闸管才能实现。 输出继电器的触点也可供内部编程使用。
在 PLC 中，程序指令按“步”存储，一 “步”占用一 个地址单元，一条指令有的往往不止一“步”。一个地址单 元一般占两个字节。 3．扫描速度 指扫描 1000 步用户程序所需的时间，以 ms /千步为单位。 有时也用扫描一步指令的时间计，如 s/步。 4．指令系统条数 PLC 具有基本指令和高级指令，指令的种类和数量越多， 其软件功能越强，一般有几十条和百余条。
11.1 可编程控制器的结构和工作方式
11.1.1
1. PLC 主机
可编程控制器的结构及各部分的作用
2. PLC 应用系统图
3. PLC 硬件系统结构图
编程器
打印机 计算机 磁带机 扫描仪
外 部 设 备 接 口
主机 PLC 存 系统 程序 储 器
用户 数 程序 据
I/O 扩 展 接 口
I/O 扩 展 单 元
本章要求：
1. 了解可编程控制器的结构和工作原理。
2. 了解可编程控制器的几种基本编程方法。 3. 熟悉常用的编程指令。
4. 学会使用梯形图编制简单的程序。
概述
PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要用 于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑
Yn
OUT L
内 部
内
部
电 路
电
路
J
COM
AC250V/DC24V(max)
PLC的晶体管输出接口电路
4. 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。
PC FP1-C16
小型机
POWER
CPU
中、大型机
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。 用户可以通过键盘输入和
3. 输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路 与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。 输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转 换成数字信号送入主机。 输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执 行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另 外输出电路也使计算机与外部强电隔离。 输出三种形式：继电器 -- 低速大功率
2.指令语句
指令语句表是一种用指令助记符来编制 PLC 程序的语言， 它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言容易理解。若干条 指令组成的程序就是指令语句表 笼型电动机直接起动控制的指令语句表