顺控和保护讲稿(第一、二 三章)

第三章 开关量控制装置及应用 第六节 顺序功能图结构及应用 一、SFC的思考方法 图3-34 典型自动化系统框图 二、应用规则和结构 图3-35 SFC的基本图形 图3-36 单序列结构 图3-37 选择结构 表3-11 多分支和并行结构的规则 图3-38 当型循环结构 图3-39 直到型循环结构 图3-40 层次化 图3-41 重复使用同一序列 图3-42 宏观化 图3-43 并行分割 三、应用实例 图3-44 SFC表达示例 图3-45 SFC表达管理进程示例
第三章 开关量控制装置及应用 第一节 继电器逻辑控制原理及实例 一、常用控制电器及符号 二、继电器原理线路图绘制的一般原则 三、典型应用线路 图3-1 报警线路 图3-2 联锁控制电路 图3-3 顺序启动线路 图3-4 备用电源自动投入电路 图3-5 电动门控制电路 图3-6 高压用电动机控制电路 第二节 可编程序控制器定义和应用综述 一、可编程控制器的特点 二、可编程序控制器的分类 三、编程语言 四、编程工具
根据计时器计时
由计数器记录信号变化的次数
图3-1 顺序运算功能
数值运算功能
内
容
1 2
四则运算 加、减
加减乘除的固定小数点或浮点小数的运算 指定运算对象的内容加1或减1
3
4 5 6 7 8
函数运算
PID运算 求补运算 比较运算 常数产生 码制变换
三角函数、对数、开方运算
模拟量数值化的比例（P）、积分（I）、微分 （D）运算 二进制的正负数间的符号变换 判定数值间的大于、小于、等于 产生二进制数、十六进制数、BCD码 二进制数和BCD码变换
逻 辑 控 制 装 置
执行器 控 制 设 对 备 象
产 品 原 材 料
检测装置
图1-2 顺序控制装置与系统的构成
输出信号
输出低报警 输出高报警
逻辑“1” 逻辑“0”
死区 动 作 值 返 回 值 死区 返 回 值 动 作 值
输入信号
图2-1 切换值与死区
微动开关 缓冲弹簧片 输出y 主杠杆 限位块
第二章 开关量变送器及执行部件
第一节 开关量变送器
一、开关量变送器的类型 二、开关量变送器的技术指标 可靠性、重复性、切换值和切换差 图2-1 切换值与死区 三、开关量变送器的工作过程示例 图2-2 膜片型压力开关的结构和输出曲线 第二节 电动执行机构 一、电动阀门的组成 图2-3 电动阀门组成方框图 二、对电动执行机构控制的技术要求
第三章 开关量控制装置及应用 第三节 可编程序控制器工作过程和I/O接线 图3-7 PLC的构成框图 一、可编程序控制器的工作过程 图3-8 PLC扫描过程 图3-9 PLC用户程序工作过程 二、可编程序控制器的I/O接线 图3-10 直流输入电路 图3-11 继电器输出单元 三、可编程序控制器的I/O接口的抗干扰设计 第四节 可编程序控制器的软件及编程语言 一、梯形图（Ladder diagram） 图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b） 二、语句表（Instruction list） 三、功能模块图（Function block diagram） 图3-18 功能模块图示例 四、顺序功能图语言（Sequential function chart） 图3-20 顺序功能图示例 五、结构文本（Structured text）
图3-5电动门控制电路
闪 光 信 号
K1 K5.3 S1 K2 K6.3 K6.4 K6.5 K6.6 K3 K5.1(I) S2 S3 保护回路 K8 S1 K6.1 K2 K3 S2 Q1.5 K6.8 K6.7 K6.2 K7 Q1.4 Q1.2 HR R2 HG R1 K5.2(V) K5.4 Q1.3 K4
Q1—高压用控制电动机油断路器；Q1.1—断路器Q1的合闸线圈（图中未画 出）；Q1.2—断路器Q1的分闸线圈；Q1.3、Q1.4、Q1.5—表明断路器Q1状态 的动开或动闭触电；S1、S2—手动合闸、分闸双联按钮；S3—就地事故按 钮；K1—联锁合闸按钮；K2、K3—程控装置来合闸、分闸双联触电；K4—合 闸接触器；K5.1、K5.2—防跳跃继电器K5的电流线圈和电压线圈；K5.3、 K5.4—防跳跃继电器K5的触点；K6.1、K6.2—双位继电器K6的启动线圈和复 归线圈；K6.3…K6.8—双位继电器K6的触点；K7—事故继电器；K8—联锁分 闸触点；HR—红色信号灯；HG—绿色信号灯；R1、R2—不动作限流电阻
EN Q ET 0 PT PT 0 PT 0 PT
脉冲 TP
EN Q ET 0 PT PT 0 PT 以下 0
（b）计时种类
图3-25 计时
I3
Q1 R
运行
I4
起动 I1 I2
运行 I3 I4 Q1 I5
停止
I6
I5
I6
Q1
停止
I1
I2
I3
I4
Q1 S
起动 （a）通常的线圈记忆
运行 （b）复位、置位线圈记忆
第一章 绪论
第一节 热工开关量控制技术的内容 图1-1 反馈控制和顺序控制的基本构成 什么是开关量？ 什么是开关量控制？ 火电机组自动化包含哪些控制系统？ 开关量控制系统有那几方面的应用？
第二节 开关量控制系统的组成
图1-2 顺序控制装置与系统的构成 开关量控制系统的组成 逻辑控制装置的逻辑控制原理
程序执行
输出处理
图3-8 PLC扫描过程
读 输 入 端 子 输 入 读 映 像 寄 存 器
X1 Y1 X3
X2
Y1 读写 Y2
输 出 映 像 寄 存 器
输 出 锁 存 电 路
输 出 端 子
输入采样
程序执行
输出刷新
图3-9 PLC用户程序工作过程
R1 24V DC COM PLC LED C R2 内 部 电 路
图-10 直流输入电路
内 部 电 路
输 出 锁 存 器
负载 LED R COM PLC
图3-11 继电器输出单元
输入 电源 传感器
泄放电阻 R
PLC
图3-12 输入漏电流的处理
OUT PLC
负载
泄放电阻 R
负载电源
COM
图3-13 输出漏电流的处理
OUT PLC
泄放电阻
OUT R 负载电源 PLC
1KM2~4 1FR
2KM1-3 2FR
2SP
P
2KA1
2HL
1M
M
2M
M
1KA2
2KA2
2FR
2KM
图3-3 顺序启动线路
~
1#电源
~
2#电源
1QK 1FU 1KM 2KM4 1KM1~3 2KM1~3 2FU
2QK
2KM 1KM4
至用电设备
图3-4 备用电源自动投入电 路
L1
L2
L3
N
Q S7 S5 S3
气压信号
气压信号
簿膜 弹簧 阀座 阀芯 气压信号 流体 （a） （b） 流体
流体
图2-4 气动薄膜执行机构结构及两种作用方式
1KA X1 1HL X2 2HL 2KA1 2SB 1KA2 1SB 3KA 1KA1 2KA
2KA2
3KA1 3KA2 HA
图3-1 报警线路
2#输料皮带 1#输料皮带
图3-26 记忆
顺序运算功能
内
容
1 2 3
逻辑运算 输出 置位与复位
信号与、或、非及串行、并行的执行 把逻辑运算结果送到外部输出或内存 只在信号变化时把输出置位（开）、复位 （关）
4
5 6
移位
主控制
把ON、OFF信号顺序送到移位寄存器
程序的块切换
脉冲（微分） 检测信号的上升沿、下降沿变化
7
8
计时
计数
图3-6 高压用电动机控制电路
地址总线
控制总线
开关或传感器 继电器触点 行程开关 模拟量输入 SQ 输 入 接 口
中 央 处 理 单 元
存 储 器
编 程 单 元
输 出 接 口
指示灯 电磁装置
M
电动机 其它执行装置 或接触器
数据总线 电源 单元
图3-7 PLC的构成框图
停止
运行
内部处理
通信操作
输入处理
表3-2 数值运算功能
第三章 开关量控制装置及应用
第五节 可编程序控制器的梯形图编程和实例 一、梯形图语言 图3-21 梯形图的构成和规则 图3-22 梯形图的实例 二、梯形图的基本要求 表3-2 接点的特性 表3-3 线圈的特性 图3-23 计时 图3-24 记忆 三、梯形图的顺序控制功能 四、梯形图的标准 五、与继电器电路图的比较 图3-25 移位寄存器 图3-26 把梯形图看作继电器回路图时 六、梯形图的缺点 七、应用实例 图3-27 PLC设计应用步骤 图3-28 燃油炉示意图 图3-29 启动过程流程 图3-30 停止和异常状态监视流程 图3-31 水位超限保护框图 表3-10 I/O点编号的分配 图3-32 SFC与STL指令 图3-33 采用步进指令编制的程序
复位弹簧
F2
F3
F1
y1
膜盒 P
y2
F3L3 F2L2 输入压力P （力矩F1L1）
差值弹簧
杠杆支点
(a) 图2-2 膜片型压力开关的典型结构和输出曲线
(b)
电动机 行程限制开关 主传动机构 转矩限制开关 阀位测量装置
手-电动切换
手轮
转矩-推力转换
二次减速器
直线运动阀门
旋转运动阀门
图2-3 电动阀门组成方框图
给定值 比较装置 控制装置
控制量 控 制 对 象
作业命令
命令处理 装置 检测信号
控制量 控制装置 控 制 对 象
反馈信号 检测装置 控制装置 (a)反馈控制系统
被调量
检测量 检测装置
控制装置 (b)顺序控制系统
图1-1 反馈控制和顺序控制的基本构成
操 作 者
控制指 令装置
监视装置 控制装置 控制系统
K3 K1 K4 S6 B S4 A K2 K1 T HR K3 S8 闭锁 K3 K4 K2 闭锁 K4 K3 K5
S3
K4
K3 S4
K4 HG K1
自动启动 S1 K7 自动停止 K5 S2 S3 K8
K2
K6 S4 S5 S6 K6 S4 故障信号
M
故障信号
Q—电动机保护开关（自动控制开关）；M—三相交流电机；HR—红色信号灯；HG—绿色 信号灯；T—降压变压器；S1、S2—开阀、关阀按钮；S3、S4—开阀和关阀到位行程开 关；S5、S6—开阀和关阀方向力矩开关；S7—温度开关；K1、K2—开阀和关阀中间继电 器；K3、K4—开阀和关阀接触器；K5—热继电器；K6—延时继电器；K7、K8—开阀和关 阀的自动/手动切换继电器的转换触点；
X1
Y1
X2 X3 Y2
图3-18 功能模块图示例
NOT
AND
OR
&
>=
与门电路
或门电路 图3-19 功能块图的不同图例
非门电路
步1 转换条件1 步2 转换条件2 步3 动作（或命令）1 动作（或命令）2
图3-20 顺序功能图示例
左母线 左（Power Rail） 1 1 2 3 4 5 6 线圈
泄放电阻 R
负载电源 COM
COM (a)
(b)
图3-14 输出冲击电流的处理
IN L 交流负载： 继电器接点 或双向可控 硅输出 PLC
OUT
L 直流负载： 继电器接点 或晶体管输 出 PLC
OUT
L
二极管
DC输入 COM PLC
浪涌抑制器
二极管
COM
COM
(a)
(b)
(c)
图3-15 感性负载的浪涌抑制器
M2 M1
~
1FU 1FR 2FU 2FR
1KM3~5 1FR 2SB 1SB 1KM
2KM2~4 2FR 4SB 3SB 1KM2 2KM
Q M1 M 1KM1 M2 M 2KM1
图3-2 联锁控制电路
1SB
2SB
1FR
1KM
YV 1KM1 1FU 1KA 1SP
P
~
2FU
~
IKA1
1HL 2KA
动作
a接点
X b接点
X b接点
正方向 变化检 测接点
X P
接点右 接点右
T
负方向 变化检 测接点
X N
接点右 接点右
T
注：T：控制周期 变化检测接点用于记忆接点左侧的状态
图3-23 接点的动作
图3-24 线圈的动作
闭合延迟 计时器 TON
EN Q ET 0 PT PT 0 0
断开延时 计时器 TOF
右母线 右（Power Rail）
处理由上而下 2
3 Power的流向 上下两方向均可以
4
5
6 Power的流向 单方向
图3-21 梯形图的构成和规则
I1
I2
I3
I4
Q1
I5I6Q2ຫໍສະໝຸດ I9I7②I8
①
I10
I11
I12
I13
Q3
接点、线、线圈的粗线部表示ON状态
图3-22 梯形图的实例
类型
符号 X X a接点 1 0 ON OFF 1 0 ON OFF 1 0 1 0 1 0 1 0
负 载
负 载
交流电源时： C：0.5μ F±20%,min 耐压：最小1500V R：50Ω ±30%,0.5w (a)
直流电源时： 选择一个二极管，其 击穿电压和额定电流 取决于负载 (b)
图3-16 输出负载的抗干扰
S1 1KA1
S2
1KA
X1 Y1
X2
Y1
2KM SQ X3
Y2
图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b）