電氣控制與PLC原理-緒論課件

1電氣控制與PLC原理

杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院緒論主講：吳茂剛1電氣控制與PLC原理杭州電子科技大學(xué)緒論主講：吳茂剛2一課程簡介

電氣控制技術(shù)是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)為對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的控制技術(shù)。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要手段。目前，電氣控制技術(shù)已由繼電器接觸器硬接線的常規(guī)控制轉(zhuǎn)向以計(jì)算機(jī)為核心的軟件控制。什么是電氣控制技術(shù)？2一課程簡介電氣控制技術(shù)是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳3

當(dāng)前我國電氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀是：一方面繼電器接觸器控制系統(tǒng)仍然是機(jī)械設(shè)備最常用的電氣控制方式；另一方面，PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用十分普遍，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。本課程從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課。它的前續(xù)課程有電機(jī)及其拖動(dòng)、電力電子技術(shù)、微機(jī)原理、通信技術(shù)、過程控制等。課程主要內(nèi)容包括：常用低壓電器和電氣控制的基本知識(shí)、PLC控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、指令應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等五大部分。3當(dāng)前我國電氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀是：一方面繼4二電氣控制技術(shù)發(fā)展概況

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。現(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科技成果。4二電氣控制技術(shù)發(fā)展概況隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、5

總體來說，可將電氣控制技術(shù)分為三個(gè)階段第一階段：從集中傳動(dòng)到分散傳動(dòng)

20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)直接取代蒸汽機(jī)，開始是成組拖動(dòng)，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過中間機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能量分配與傳遞，拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械(即成組拖動(dòng)方式); 20世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了單電機(jī)拖動(dòng)，即由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械(即單獨(dú)拖動(dòng));

隨著生產(chǎn)發(fā)展及自動(dòng)化程度的提高，又出現(xiàn)了多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別拖動(dòng)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的多電機(jī)拖動(dòng)。5總體來說，可將電氣控制技術(shù)分為三個(gè)階段6

第二階段：從繼電控制到可編程控制器控制繼電器—接觸器控制系統(tǒng)至今仍是許多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學(xué)習(xí)更先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，由于其控制方式是斷續(xù)的，故稱為斷續(xù)控制系統(tǒng)。

以軟件手段實(shí)現(xiàn)各種控制功能、以微處理器為核心的可編程序控制器(ProgrammableLogicController,PLC)，是20世紀(jì)60年代誕生并開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。6第二階段：從繼電控制到可編程控制器控制7

第三階段：從單臺(tái)設(shè)備的PC控制到整個(gè)生產(chǎn)線的PC控制在自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器與CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人并稱為加工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱，其應(yīng)用日益廣泛。自20世紀(jì)70年代以來，電氣控制相繼出現(xiàn)了直接數(shù)字控制(DDC)系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)(FMC)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、智能機(jī)器人、集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等多項(xiàng)高技術(shù)，形成了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造和生產(chǎn)管理的智能化生產(chǎn)的完整體系。7第三階段：從單臺(tái)設(shè)備的PC控制到整個(gè)生產(chǎn)8

電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)(機(jī)械力、電動(dòng)力和其它物理量)，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備。

低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。三電氣控制系統(tǒng)與PLC概述1.低壓電器8電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)(機(jī)械力、電三9按動(dòng)作原理手動(dòng)電器：需人工直接操作才能完成指令任務(wù)自動(dòng)電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動(dòng)完成動(dòng)作指令按用途控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)配電電器：用于電能的輸送和分配主令電器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令保護(hù)電器：用于保護(hù)電路及用電設(shè)備執(zhí)行電器：用于完成某種動(dòng)作或傳送功能按工作原理電磁式電器：依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作非電量控制電器：靠外力或某種非電物理量的變化低壓電器的分類9按動(dòng)作原理低壓電器的分類10電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)常用電器10電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)常用電器11低壓電器圖片斷路器中間繼電器繼電器按鈕及指示燈交流接觸器低壓熔斷器行程開關(guān)11低壓電器圖片斷路器中間繼電器繼電器按鈕及指示燈交流接觸器12

工業(yè)企業(yè)中使用的各種電氣設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械，都廣泛采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的控制是通過不同的控制方式來完成的。生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求不同，控制電路也就不同，但任何復(fù)雜的控制電路都是由一些比較簡單的基本控制環(huán)節(jié)組合而成的。電氣控制系統(tǒng)是由電氣元件按照一定要求連接而成的。電氣控制系統(tǒng)圖是用圖形的方式來表示電氣控制系統(tǒng)中的電氣元件及其連接關(guān)系。圖中采用不同的圖形符號(hào)表示各種電器元件，采用不同的文字符號(hào)表示各電器元件的名稱、序號(hào)或線路的功能、狀況和特征，采用不同的線號(hào)或接點(diǎn)編號(hào)來表示導(dǎo)線與連接等。2.常規(guī)繼電器接觸器控制系統(tǒng)12工業(yè)企業(yè)中使用的各種電氣設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械，13應(yīng)用舉例

三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓啟動(dòng)、停止控制線路：

主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成?？刂苹芈酚扇蹟嗥鱂U1常閉觸點(diǎn)FR、停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2、接觸器線圈KM和常開觸點(diǎn)KM組成。13應(yīng)用舉例三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓啟動(dòng)、停止14工作原理

啟動(dòng)時(shí)，合上QS，按下按鈕SB2，則KM線圈有電，接觸器KM吸合，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)KM的輔助常開觸點(diǎn)也閉合，使KM吸引線圈經(jīng)兩條路通電。這樣，當(dāng)松手SB2復(fù)位跳開時(shí)，KM線圈照樣通電處于吸合狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。這樣依靠接觸器自身的觸點(diǎn)保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，只要按一下停止按鈕SB1即可。按下SB1，線圈KM斷電釋放，則KM的主觸點(diǎn)斷開電源，電動(dòng)機(jī)自停車到轉(zhuǎn)速為零，同時(shí)輔助常開觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖，所以手松開按鈕，控制回路也不能再自行啟動(dòng)。14工作原理啟動(dòng)時(shí)，合上QS，按下按鈕SB215保護(hù)功能

(1)短路保護(hù)由熔斷器FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路的短路保護(hù)。

(2)過載保護(hù)熱繼電器FR是作為過載保護(hù)用的。熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的時(shí)間內(nèi)能經(jīng)得起起動(dòng)電流沖擊而不動(dòng)作。當(dāng)過載時(shí)間比較長，熱繼電器動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)FR斷開，接觸器KM線圈失電跳閘、主觸點(diǎn)KM斷開主電路，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。

(3)欠壓和失壓保護(hù)依靠接觸器本身實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓低到一定程度或失電，接觸器KM就會(huì)釋放，主觸點(diǎn)把主電源斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。15保護(hù)功能(1)短路保護(hù)由熔斷器F163.可編程控制器可編程序控制器簡稱ProgrammableController—PCPersonalComputer—PCProgrammableLogicController—PLC163.可編程控制器可編程序控制器簡稱17可編程控制器的定義1985年1月，國際電工委員會(huì)（IEC）定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入/輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。17可編程控制器的定義1985年1月，國際18可編程控制器的特點(diǎn)

由于具有上述特點(diǎn)，使得可編程控制器的應(yīng)用范圍極為廣泛。①可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。②適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活。③編程方便、易于使用。④控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。⑤維修方便、維修工作量小。⑥功能完善。18可編程控制器的特點(diǎn)由于具有上述特點(diǎn)，使得可19可編程控制器的應(yīng)用①開關(guān)量邏輯控制自動(dòng)生產(chǎn)線、機(jī)床電氣控制、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)、飛剪等控制②運(yùn)動(dòng)控制

金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)器人、電梯等。③閉環(huán)過程控制

溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。④數(shù)據(jù)處理

數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。⑤通信聯(lián)網(wǎng)

PLC與遠(yuǎn)程I/O、PLC之間、PLC與其它智能控制器之間。19可編程控制器的應(yīng)用①開關(guān)量邏輯控制自動(dòng)20可編程控制器的類型按控制規(guī)模(輸入/輸出點(diǎn)數(shù))(1)微型機(jī)：幾十點(diǎn)

(2)小型機(jī)：500點(diǎn)以下

(3)中型機(jī)：500-1000點(diǎn)

(4)大型機(jī)：1000點(diǎn)以上

(5)超大型機(jī)：10000點(diǎn)按結(jié)構(gòu)

(1)整體式

(2)模塊式20可編程控制器的類型按控制規(guī)模(輸入/輸出點(diǎn)數(shù))21整體式21整體式22模塊式22模塊式23操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專用控制器……管理層計(jì)算機(jī)……操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專用控制器……可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用23操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專24操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專用控制器……功能：監(jiān)控（工藝流程顯示、表格顯示、趨勢顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警信息的記錄、手自動(dòng)切換/手動(dòng)操作、參數(shù)設(shè)置、其它功能）操作員站：一般操作功能（往往不包括系統(tǒng)中重要參數(shù)的設(shè)置）工程師站：全部功能·可以通過硬件區(qū)分（設(shè)置不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、設(shè)置不同的鍵盤等等）·通過操作人員所擁有的密碼區(qū)分，硬件系統(tǒng)完全相同★★功能：信號(hào)的采集、運(yùn)算（決策）、控制信號(hào)的輸出、報(bào)警處理、網(wǎng)絡(luò)通信（與其它控制站或者與操作站）……可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用24操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專25可編程控制器的編程語言1、梯形圖語言在電氣控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號(hào)演變而來。2、語句表語言作用和微機(jī)的指令類似，也是由操作碼和操作數(shù)組成。3、功能塊語言是一種以邏輯功能符號(hào)組成功能塊表達(dá)命令的圖形語言，不僅容易表現(xiàn)邏輯功能，而且根據(jù)信息流把各種功能塊加以組合。4、高級(jí)語言

BASIC、PASCAL、C等25可編程控制器的編程語言1、梯形圖語言26可編程控制器的發(fā)展趨勢1.方便靈活和小型化。工業(yè)上大多數(shù)的單機(jī)自動(dòng)控制只需要檢測控制參數(shù)和有限的動(dòng)作，不需要使用大型、高功能的PLC2.大容量和高功能化。采用有高速運(yùn)算能力的片位式微處理器或高功能的16位、32位處理器，而且常采用多CPU。3.機(jī)電一體化。為適應(yīng)機(jī)電一體化產(chǎn)品的需要，需進(jìn)一步增強(qiáng)功能、增大存儲(chǔ)量和加快處理速度、縮小體積等。4.通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化。要求各個(gè)PLC之間以及PLC與計(jì)算機(jī)或其他控制設(shè)備之間能迅速、準(zhǔn)確、及時(shí)地互通信息。26可編程控制器的發(fā)展趨勢1.方便靈活和小型化。工業(yè)上大27授課計(jì)劃一、緒論（3學(xué)時(shí)）二、常用低壓電器（3學(xué)時(shí)）三、電氣控制線路基礎(chǔ)(6學(xué)時(shí))四、PLC的硬件與工作原理（3學(xué)時(shí)）

※五、PLC語言與基本邏輯指令（6學(xué)時(shí)）※六、PLC功能指令（3學(xué)時(shí)）七、梯形圖程序設(shè)計(jì)方法（3學(xué)時(shí)）※

八、順序控制梯形圖的編程方法（9學(xué)時(shí)）※九、實(shí)驗(yàn)（８學(xué)時(shí)）

十、復(fù)習(xí)課（4學(xué)時(shí)）

27授課計(jì)劃一、緒論（3學(xué)時(shí)）28課堂小結(jié)

課程簡介電氣控制技術(shù)發(fā)展概況電氣控制系統(tǒng)與PLC概述28課堂小結(jié)課程簡介29電氣控制與PLC原理

杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院緒論主講：吳茂剛1電氣控制與PLC原理杭州電子科技大學(xué)緒論主講：吳茂剛30一課程簡介

電氣控制技術(shù)是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)為對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的控制技術(shù)。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門得到廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要手段。目前，電氣控制技術(shù)已由繼電器接觸器硬接線的常規(guī)控制轉(zhuǎn)向以計(jì)算機(jī)為核心的軟件控制。什么是電氣控制技術(shù)？2一課程簡介電氣控制技術(shù)是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳31

當(dāng)前我國電氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀是：一方面繼電器接觸器控制系統(tǒng)仍然是機(jī)械設(shè)備最常用的電氣控制方式；另一方面，PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用十分普遍，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。本課程從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課。它的前續(xù)課程有電機(jī)及其拖動(dòng)、電力電子技術(shù)、微機(jī)原理、通信技術(shù)、過程控制等。課程主要內(nèi)容包括：常用低壓電器和電氣控制的基本知識(shí)、PLC控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、指令應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等五大部分。3當(dāng)前我國電氣控制技術(shù)的現(xiàn)狀是：一方面繼32二電氣控制技術(shù)發(fā)展概況

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制；在控制功能上，從簡單控制發(fā)展到智能化控制；在控制原理上，從單一的有觸頭硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科技成果。4二電氣控制技術(shù)發(fā)展概況隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、33

總體來說，可將電氣控制技術(shù)分為三個(gè)階段第一階段：從集中傳動(dòng)到分散傳動(dòng)

20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)直接取代蒸汽機(jī)，開始是成組拖動(dòng)，用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過中間機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)能量分配與傳遞，拖動(dòng)多臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械(即成組拖動(dòng)方式); 20世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了單電機(jī)拖動(dòng)，即由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械(即單獨(dú)拖動(dòng));

隨著生產(chǎn)發(fā)展及自動(dòng)化程度的提高，又出現(xiàn)了多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別拖動(dòng)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的多電機(jī)拖動(dòng)。5總體來說，可將電氣控制技術(shù)分為三個(gè)階段34

第二階段：從繼電控制到可編程控制器控制繼電器—接觸器控制系統(tǒng)至今仍是許多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學(xué)習(xí)更先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成，由于其控制方式是斷續(xù)的，故稱為斷續(xù)控制系統(tǒng)。

以軟件手段實(shí)現(xiàn)各種控制功能、以微處理器為核心的可編程序控制器(ProgrammableLogicController,PLC)，是20世紀(jì)60年代誕生并開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。6第二階段：從繼電控制到可編程控制器控制35

第三階段：從單臺(tái)設(shè)備的PC控制到整個(gè)生產(chǎn)線的PC控制在自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器與CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人并稱為加工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱，其應(yīng)用日益廣泛。自20世紀(jì)70年代以來，電氣控制相繼出現(xiàn)了直接數(shù)字控制(DDC)系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)(FMC)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、智能機(jī)器人、集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)等多項(xiàng)高技術(shù)，形成了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造和生產(chǎn)管理的智能化生產(chǎn)的完整體系。7第三階段：從單臺(tái)設(shè)備的PC控制到整個(gè)生產(chǎn)36

電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)(機(jī)械力、電動(dòng)力和其它物理量)，自動(dòng)或手動(dòng)接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測和調(diào)節(jié)用的電氣元件或設(shè)備。

低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。三電氣控制系統(tǒng)與PLC概述1.低壓電器8電器是一種能根據(jù)外界的信號(hào)(機(jī)械力、電三37按動(dòng)作原理手動(dòng)電器：需人工直接操作才能完成指令任務(wù)自動(dòng)電器：產(chǎn)生電磁吸力而自動(dòng)完成動(dòng)作指令按用途控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)配電電器：用于電能的輸送和分配主令電器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令保護(hù)電器：用于保護(hù)電路及用電設(shè)備執(zhí)行電器：用于完成某種動(dòng)作或傳送功能按工作原理電磁式電器：依據(jù)電磁感應(yīng)原理工作非電量控制電器：靠外力或某種非電物理量的變化低壓電器的分類9按動(dòng)作原理低壓電器的分類38電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)常用電器10電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)常用電器39低壓電器圖片斷路器中間繼電器繼電器按鈕及指示燈交流接觸器低壓熔斷器行程開關(guān)11低壓電器圖片斷路器中間繼電器繼電器按鈕及指示燈交流接觸器40

工業(yè)企業(yè)中使用的各種電氣設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械，都廣泛采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的控制是通過不同的控制方式來完成的。生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求不同，控制電路也就不同，但任何復(fù)雜的控制電路都是由一些比較簡單的基本控制環(huán)節(jié)組合而成的。電氣控制系統(tǒng)是由電氣元件按照一定要求連接而成的。電氣控制系統(tǒng)圖是用圖形的方式來表示電氣控制系統(tǒng)中的電氣元件及其連接關(guān)系。圖中采用不同的圖形符號(hào)表示各種電器元件，采用不同的文字符號(hào)表示各電器元件的名稱、序號(hào)或線路的功能、狀況和特征，采用不同的線號(hào)或接點(diǎn)編號(hào)來表示導(dǎo)線與連接等。2.常規(guī)繼電器接觸器控制系統(tǒng)12工業(yè)企業(yè)中使用的各種電氣設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械，41應(yīng)用舉例

三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓啟動(dòng)、停止控制線路：

主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成。控制回路由熔斷器FU1常閉觸點(diǎn)FR、停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2、接觸器線圈KM和常開觸點(diǎn)KM組成。13應(yīng)用舉例三相異步電動(dòng)機(jī)單向全壓啟動(dòng)、停止42工作原理

啟動(dòng)時(shí)，合上QS，按下按鈕SB2，則KM線圈有電，接觸器KM吸合，主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)KM的輔助常開觸點(diǎn)也閉合，使KM吸引線圈經(jīng)兩條路通電。這樣，當(dāng)松手SB2復(fù)位跳開時(shí)，KM線圈照樣通電處于吸合狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。這樣依靠接觸器自身的觸點(diǎn)保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，只要按一下停止按鈕SB1即可。按下SB1，線圈KM斷電釋放，則KM的主觸點(diǎn)斷開電源，電動(dòng)機(jī)自停車到轉(zhuǎn)速為零，同時(shí)輔助常開觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖，所以手松開按鈕，控制回路也不能再自行啟動(dòng)。14工作原理啟動(dòng)時(shí)，合上QS，按下按鈕SB243保護(hù)功能

(1)短路保護(hù)由熔斷器FU1、FU2分別實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路的短路保護(hù)。

(2)過載保護(hù)熱繼電器FR是作為過載保護(hù)用的。熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的時(shí)間內(nèi)能經(jīng)得起起動(dòng)電流沖擊而不動(dòng)作。當(dāng)過載時(shí)間比較長，熱繼電器動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)FR斷開，接觸器KM線圈失電跳閘、主觸點(diǎn)KM斷開主電路，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。

(3)欠壓和失壓保護(hù)依靠接觸器本身實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓低到一定程度或失電，接觸器KM就會(huì)釋放，主觸點(diǎn)把主電源斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。15保護(hù)功能(1)短路保護(hù)由熔斷器F443.可編程控制器可編程序控制器簡稱ProgrammableController—PCPersonalComputer—PCProgrammableLogicController—PLC163.可編程控制器可編程序控制器簡稱45可編程控制器的定義1985年1月，國際電工委員會(huì)（IEC）定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入/輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。17可編程控制器的定義1985年1月，國際46可編程控制器的特點(diǎn)

由于具有上述特點(diǎn)，使得可編程控制器的應(yīng)用范圍極為廣泛。①可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。②適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活。③編程方便、易于使用。④控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。⑤維修方便、維修工作量小。⑥功能完善。18可編程控制器的特點(diǎn)由于具有上述特點(diǎn)，使得可47可編程控制器的應(yīng)用①開關(guān)量邏輯控制自動(dòng)生產(chǎn)線、機(jī)床電氣控制、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)、飛剪等控制②運(yùn)動(dòng)控制

金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)器人、電梯等。③閉環(huán)過程控制

溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。④數(shù)據(jù)處理

數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作。⑤通信聯(lián)網(wǎng)

PLC與遠(yuǎn)程I/O、PLC之間、PLC與其它智能控制器之間。19可編程控制器的應(yīng)用①開關(guān)量邏輯控制自動(dòng)48可編程控制器的類型按控制規(guī)模(輸入/輸出點(diǎn)數(shù))(1)微型機(jī)：幾十點(diǎn)

(2)小型機(jī)：500點(diǎn)以下

(3)中型機(jī)：500-1000點(diǎn)

(4)大型機(jī)：1000點(diǎn)以上

(5)超大型機(jī)：10000點(diǎn)按結(jié)構(gòu)

(1)整體式

(2)模塊式20可編程控制器的類型按控制規(guī)模(輸入/輸出點(diǎn)數(shù))49整體式21整體式50模塊式22模塊式51操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專用控制器……管理層計(jì)算機(jī)……操作站控制站（器）…………IPC、數(shù)字調(diào)節(jié)器、PLC、專用