PLC在地鐵設(shè)備中的應(yīng)用 課件 第3、4章 電氣控制線路、可編程序控制器介紹

第三章電氣控制線路PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/

第三章電氣控制線路第一節(jié)電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則第二節(jié)三相異步電動機(jī)的基本控制規(guī)律第三節(jié)三相異步電動機(jī)的啟動控制線路第四節(jié)三相異步電動機(jī)的制動控制線路第五節(jié)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制線路第六節(jié)電氣控制線路的設(shè)計方法第三章電氣控制線路本章重點(diǎn)：1、了解常用電氣圖形符號和文字符號；了解電氣線路邏輯設(shè)計法2、熟悉電氣控制線路的繪制原則；熟悉電氣線路一般設(shè)計法設(shè)計3、熟悉自動循環(huán)控制線路、多地控制線路和順序控制線路4、掌握單向全壓啟動、停止線路和電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路；第三章電氣控制線路本章重點(diǎn)：5、熟悉三相異步電動機(jī)的軟啟動器降壓啟動；熟悉反接制動控制線路；熟悉能耗制動控制線路；熟悉變極調(diào)速控制線路6、掌握星－三角形降壓啟動和自耦變壓器降壓啟動本章難點(diǎn)：1、自鎖和互鎖2、星－三角形降壓啟動3、自耦變壓器降壓啟動4、變頻調(diào)速第一節(jié)電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則一、常用電氣圖形符號和文字符號電氣控制系統(tǒng)圖、電器元件的圖形符號和文字符號必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。規(guī)定從1990年1月1日起，電氣控制線路中的圖形和文字符號必須符合最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。

二、電氣控制線路的繪制原則電氣控制線路表示方法有：電氣原理圖、安裝接線圖和電器布置圖。下面以圖3-1所示的某機(jī)床的電氣原理圖為例，來說明電氣原理圖的規(guī)定畫法和應(yīng)注意的事項(xiàng)。返回圖3-1某機(jī)床電氣原理圖返回（一）繪制電氣原理圖時應(yīng)遵循的原則電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。繪制電氣原理圖應(yīng)遵循以下原則：⑴所有電機(jī)、電器等元件都應(yīng)采用國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號來表示。⑵電氣原理圖中電器元件的布局，應(yīng)根據(jù)便于閱讀的原則安排。主電路用粗實(shí)線繪制在圖面的左側(cè)或上方，輔助電路也用粗實(shí)線繪制在圖面的右側(cè)或下方。無論主電路還是輔助電電路，均按功能布置，盡可能按動作順序從上到下、從左到右排列。⑶電氣原理圖中，當(dāng)同一電器元件的不同部件(如線圈、觸點(diǎn))分散在不同位置時，為了表示是同一元件，要在電器元件的不同部件處標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號。對于同類器件，要在其文字符號后加數(shù)字序號來區(qū)別。如兩個時間繼電器，可用KT1、KT2來區(qū)別。（一）繪制電氣原理圖時應(yīng)遵循的原則

⑷在電氣原理圖中，所有電器均按沒有通電或沒有外力作用時的狀態(tài)畫出，即按自然狀態(tài)畫出。對于繼電器、接觸器的觸點(diǎn)，按其線圈不通電時的狀態(tài)畫出；對于按鈕、行程開關(guān)等觸點(diǎn)，按未受外力作用時的狀態(tài)畫出；控制器按手柄處于零位時的狀態(tài)畫出。

⑸電氣原理圖中，應(yīng)盡量減少線條和避免線條交叉。各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時，在導(dǎo)線交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn)。根據(jù)圖面布置需要，可將圖形符號旋轉(zhuǎn)繪制，一般逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°，但文字符號不可倒置。（二）畫面圖域的劃分（三）符號位置的索引索引代號的組成如下：

表3-2繼電器各欄意義表3-1接觸器各欄意義第二節(jié)三相異步電動機(jī)的基本控制規(guī)律一、單向全壓啟動、停止線路三相異步電動機(jī)的啟動控制有直接啟動、降壓啟動和軟啟動等方式。直接啟動又稱為全壓啟動，即啟動時電源電壓全部施加在電動機(jī)定子繞組上。（一）點(diǎn)動控制圖3-2中(二)連續(xù)控制圖3-3所示為三相籠型異步電動機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制線路。返回圖3-2點(diǎn)動控制線路圖

圖3-3單向全壓啟動、停止控制電路返回圖3-3的工作過程如下：（松開SB2）啟動：合上QS按下啟動接觸器KMKM主觸電動機(jī)M接通按鈕SB2線圈通電點(diǎn)閉合電源運(yùn)轉(zhuǎn)

KM常開自鎖輔助觸點(diǎn)閉合停止：按下停止KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開電動機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)按鈕SB1輔助常開觸點(diǎn)斷開自鎖解除（三）保護(hù)環(huán)節(jié)⑴短路保護(hù)圖3-2中⑵過載保護(hù)⑶失壓和欠壓保護(hù)（四）既能點(diǎn)動又能連續(xù)運(yùn)行控制圖3-4為既能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，又能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動的控制線路圖。（a）圖采用控制開關(guān)SA實(shí)現(xiàn)控制。圖3-4（a）的工作過程如下：點(diǎn)動控制時：先把SA打開，斷開自鎖電路按動SB2KM線圈通電電動機(jī)M點(diǎn)動；長動控制時：把SA合上按動SB2KM線圈通電，自鎖觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M實(shí)現(xiàn)長動。（四）既能點(diǎn)動又能連續(xù)運(yùn)行控制（b）圖采用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制，圖3-4（b）的工作過程如下：點(diǎn)動控制時：按動復(fù)合按鈕SB3，斷開自鎖回路KM線圈通電電動機(jī)M點(diǎn)動；長動控制時：按動連續(xù)按鈕SB2KM線圈通電，自鎖觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M長動運(yùn)行。圖3-4連續(xù)與點(diǎn)動控制線路采用控制開關(guān)SA實(shí)現(xiàn)控制采用復(fù)合按鈕SB3實(shí)現(xiàn)控制返回圖3-5電動機(jī)正反轉(zhuǎn)接線原理圖（a）主電路(b)無互鎖控制(c)正—停—反控制(d)正—反—?？刂品祷囟⒄崔D(zhuǎn)控制線路其線路如圖3-5所示圖3-5（c）的工作原理如下：正轉(zhuǎn)：合刀開按下正向啟正向接觸器KM1主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M正轉(zhuǎn)關(guān)QS動按鈕SB2KM1線圈通電

KM1常開輔助觸點(diǎn)閉合形成自鎖

KM1常閉輔助觸點(diǎn)斷開形成互鎖

反轉(zhuǎn)：合刀開按下反向啟反向接觸器KM2主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M反轉(zhuǎn)關(guān)QS動按鈕SB3KM2線圈通電

KM2開輔助觸點(diǎn)閉合形成自鎖

KM2常閉輔助觸點(diǎn)斷開形成互鎖

停機(jī)：按停止按扭SB1KM1(或KM2)線圈失電其主觸點(diǎn)斷開電動機(jī)M停轉(zhuǎn)。

返回圖3-5電動機(jī)正反轉(zhuǎn)接線原理圖（a）主電路(b)無互鎖控制(c)正—停—反控制(d)正—反—?？刂品祷兀╝）(b)(c)圖3-6自動循環(huán)往復(fù)控制接線原理圖（a）工作示意圖；(b)主電路；(c)控制電路三、自動循環(huán)控制電路如圖3-6所示圖3-7多地控制線路四、多地控制線路圖3-7是實(shí)現(xiàn)三地控制的控制電路。五、順序控制線路如圖3-8所示，M1為油泵電動機(jī)，M2為主拖動電動機(jī)。要求油泵先啟動，然后主拖動電機(jī)再啟動。圖3-8（b）圖的啟動工作原理如下：合上刀開關(guān)QS按下起動按鈕SB2接觸器KM1通電電動機(jī)M1啟動KM2電路中KM1常開輔助觸點(diǎn)閉合按下起動按鈕SB4接觸器KM2通電電動機(jī)M2啟動。3-8(c)圖中采用時間繼電器。圖3-8實(shí)現(xiàn)順序工作的控制線路（a）主電路；(b)按鈕控制；(c)時間控制返回如圖3-9所示圖3-9順序啟動、逆序停止控制線路圖3-10星－三角降壓啟動的接線原理圖（a）繞組轉(zhuǎn)換電路；(b)主電路；(c)控制線路(a)返回第三節(jié)三相異步電動機(jī)的啟動控制線路一、星－三角形（Y－Δ）降壓啟動控制線路星－三角形降壓啟動控制線路如圖3-10所示。啟動過程由時間繼電器控制。返回第三節(jié)三相異步電動機(jī)的啟動控制線路降壓啟動方式有定子電路串電阻、星－三角形、自耦變壓器、延邊三角形和使用軟啟動器等多種。圖3-10（c）的工作過程如下：合上刀開關(guān)QS按下啟動按鈕SB2接觸器KM通電KM主觸點(diǎn)閉合，M接通電源接觸器KMY通電KMY主觸點(diǎn)閉合定子繞組接成星形，M降壓起動時間繼電器KT通電延時t秒KT常閉觸點(diǎn)斷開---KT常開觸點(diǎn)閉合------KMY斷電降壓啟動結(jié)束---KM通電KM主觸點(diǎn)閉合，定子繞組接成三角形M以額定電壓運(yùn)行

KM常閉輔助觸頭斷開KT線圈斷電圖3-10星－三角降壓啟動的接線原理圖（a）繞組轉(zhuǎn)換電路；(b)主電路；(c)控制線路(a)返回圖3-11串自耦變壓器降壓啟動的接線原理圖（a）主電路；(b)控制電路二、自耦變壓器降壓啟動控制線路串自耦變壓器降壓啟動的控制線路如圖3-11所示。三、軟啟動器降壓啟動控制線路在一些對啟動要求較高的場合，可選用軟啟動裝置。其主要特點(diǎn)是：具有軟啟動和軟停車功能，啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩可調(diào)，另外還具有電動機(jī)的多種保護(hù)等功能。（一）軟啟動器的工作原理其內(nèi)部原理圖如圖3-12所示。軟啟動的特性：(1)啟動電流以一定的斜率上升至設(shè)定值，對電網(wǎng)無沖擊。(2)啟動過程中引入電流負(fù)反饋，啟動電流上升至設(shè)定值后，使電機(jī)啟動平穩(wěn)。三、軟啟動器降壓啟動控制線路（一）軟啟動器的工作原理其內(nèi)部原理圖如圖3-12所示。(3)不受電網(wǎng)電壓波動的影響。由于軟啟動以電流為設(shè)定值，電網(wǎng)電壓上下波動時，通過增減晶閘管的導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)電機(jī)的端電壓，仍可維持啟動電流恒值，保證電機(jī)正常啟動。(4)針對不同負(fù)載對電機(jī)的要求，可以無級調(diào)整啟動電流設(shè)定值，改變電機(jī)啟動時間，實(shí)現(xiàn)最佳啟動時間控制。圖3-12軟啟動器內(nèi)部原理圖返回軟啟動器的起、停方式：(1)電壓斜坡軟啟動(2)限流啟動(3)斜坡限流啟動

(4)軟停車

(5)制動停車圖3-13三相異步電動機(jī)用軟啟動器啟動控制線路（二）軟啟動器的控制線路三相異步電動機(jī)用軟啟動器啟動控制線路如圖3-13所示。

圖3-14用一臺軟啟動器控制兩臺電動機(jī)用一臺軟啟動器可以對多臺電動機(jī)進(jìn)行軟啟動、軟停車控制，其主電路如圖3-14所示。圖3-15采用速度原則的單向反接制動的接線原理圖（a）主電路；（b）控制電路返回第四節(jié)三相異步電動機(jī)的制動控制線路一、反接制動控制線路反接制動是利用改變電動機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，因而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的一種制動方法。三相異步電動機(jī)單向反接制動的控制線路圖如圖3-15所示。返回第四節(jié)三相異步電動機(jī)的制動控制線路制動控制方法一般有兩大類：機(jī)械制動和電氣制動。圖3-15的工作過程如下：合上刀開關(guān)QS按下啟動按鈕SB2接觸器KM1線圈通電并自鎖電動機(jī)啟動運(yùn)行，速度繼電器KS常開觸點(diǎn)閉合，為制動作準(zhǔn)備。制動時，按下復(fù)合按鈕SB1KM1線圈斷電KM2通電（KS常開觸頭尚未打開）KM2主觸點(diǎn)閉合，定子繞組串入限流電阻R進(jìn)行反接制動n約等于100r／min時，KS常開觸點(diǎn)斷開KM2線圈斷電，電動機(jī)制動結(jié)束。圖3-15采用速度原則的單向反接制動的接線原理圖（a）主電路；（b）控制電路返回（a）（b）圖3-16采用時間原則的能耗制動控制線路（a）主電路；（b）控制電路返回二、能耗制動二、能耗制動控制線路電動機(jī)的能耗制動就是在電動機(jī)斷開三相交流電源后，在電動機(jī)的定子繞組上加一個直流電流，在定子內(nèi)形成一固定磁場，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用以達(dá)到制動的目的。

三相異步電動機(jī)單向能耗制動的控制線路圖如圖3-16所示。圖3-16的工作過程如下：啟動時：合上刀開關(guān)QS按下起動按鈕SB2接觸器KM1通電電動機(jī)M起動運(yùn)行。制動時：按下復(fù)合按鈕SB1KM1斷電電動機(jī)M交流電源斷開KM2通電M兩相定子繞組通入直流電，開始能耗制動

KT通電t秒后KT常閉觸頭斷開KM2失電M直流電切斷,能耗制動結(jié)束KT斷電。（a）（b）圖3-16采用時間原則的能耗制動控制線路（a）主電路；（b）控制電路返回（a）（b）3-17采用時間原則的可逆運(yùn)行的能耗制動控制線路（a）主電路；（b）控制電路圖3-17為電動機(jī)按時間原則控制的可逆運(yùn)行的能耗制動控制線路圖。

(a）（b）圖3-18單相半波整流控制線路

(a）主電路；（b）控制電路對于10KW以下的電動機(jī)，在制動要求不高的場合，可采用無變壓器單相半波整流控制線路，如圖3-18所示。無變壓器單相半波整流能耗制動控制線路，如圖3-19所示。第五節(jié)三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制線路三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：

（2-1）一、變極調(diào)速控制線路雙速電動機(jī)三相繞組連接如圖3-20所示。圖(a)為三角形(四極，低速)與雙星形(二極，高速)接法,屬于恒功率調(diào)速；圖(b)所示為星形(四極，低速)與雙星形(二極，高速)接法，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。返回圖3-20雙速電動機(jī)定子繞組接線圖(a)三角形—雙星形轉(zhuǎn)換；（b）星形—雙星形轉(zhuǎn)換返回(a)(b)圖3-21雙速電動機(jī)的調(diào)速控制線路（a）主電路（b）控制電路返回雙速電動機(jī)的調(diào)速控制線路如圖3-21所示。圖3-21的工作過程如下：低速運(yùn)行：按下低速按鈕SB2KM1通電并自鎖KM1主觸點(diǎn)閉合電動機(jī)M聯(lián)結(jié)成三角形低速運(yùn)行高速運(yùn)行：按下低速按鈕SB3KM1通電自鎖，同時KT通電電動機(jī)M先聯(lián)結(jié)成三角形以低速啟動---延時t秒KT常閉觸點(diǎn)斷開KM1斷電

KT常開觸點(diǎn)閉合KM2、KM3通電自鎖電動機(jī)聯(lián)結(jié)成雙星形高速運(yùn)行。(a)(b)圖3-21雙速電動機(jī)的調(diào)速控制線路（a）主電路（b）控制電路返回二、電動機(jī)的變頻調(diào)速（二）變頻器如圖3-23所示為變頻器內(nèi)部功能方框圖。此變頻器共有20多個控制端子，分為4類：輸入信號端子、頻率模擬設(shè)定輸入端子、監(jiān)視信號輸出端子和通信端子。應(yīng)用實(shí)例如圖3-23所示。此線路實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反向運(yùn)行、調(diào)速和點(diǎn)動功能。

圖3-23變頻器內(nèi)部功能方框圖返回應(yīng)用實(shí)例如圖3-24所示。第六節(jié)電氣控制線路的設(shè)計方法電氣控制線路的設(shè)計通常有兩種方法，即一般設(shè)計法和邏輯設(shè)計法，這里著重介紹一般設(shè)計法。一、一般設(shè)計法簡介一般設(shè)計法又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法。

一般設(shè)計法的幾個主要原則：

(1)最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制線路的要求。

(2)在滿足生產(chǎn)要求的前提下，控制線路力求簡單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠。應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。①盡量減少電器的數(shù)量②盡量減少控制線路中電源的種類

返回第六節(jié)電氣控制線路的設(shè)計方法③盡量縮短連接導(dǎo)線的長度和數(shù)量見圖3-25所示④正確連接觸點(diǎn)⑤正確連接電器的線圈見圖3-26(a)所示。⑥元器件的連接應(yīng)盡量減少多個元件依次通電后才接通另一個電器元件的情況。見圖3-27所示。⑦避免出現(xiàn)寄生電路見圖3-28所示。返回圖3-25電器連接圖(a)不合理；（b）合理返回(a)（b）圖3-26線圈的連接(a)錯誤；（b）正確返回(a)（b）圖3-27減少多個電器元件依次通電的接線(a)錯誤；（b）正確返回圖3-28寄生電路返回二、邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法是主要依據(jù)邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來分析、化簡、設(shè)計電器控制線路的方法。圖3-29所示為啟一保一停電路。它的邏輯函數(shù)為

(2-6)則式(2—6)的開關(guān)邏輯函數(shù)的一般形式為

（2-7）如圖3-30所示。其邏輯函數(shù)為：

(2-8）圖3-29啟一保一停電路圖3-30帶約束條件的控制對象開關(guān)邏輯電路返回三、一般設(shè)計法設(shè)計舉例【例3-1】現(xiàn)有三皮帶運(yùn)輸機(jī)由三臺電動機(jī)M1、M2、M3驅(qū)動，要求啟動順序?yàn)椋合葐覯1．，經(jīng)T1后啟動M2，再經(jīng)T2后啟動M3；停車時要求：先停M3，經(jīng)T3后再停M2，再經(jīng)T4后停M1。三臺電機(jī)使用的接觸器分別為KM1、KM2和KM3。試設(shè)計皮帶運(yùn)輸機(jī)的啟／?？刂凭€路。工作順序如圖3-31所示，該系統(tǒng)的電氣控制線路原理如圖3-32所示。返回圖3-31三臺電機(jī)工作順序圖3-32三臺電動機(jī)順序啟／?？刂凭€路返回【例3-2】鉆削加工時刀架的自動循環(huán)電路設(shè)計。具體要求如下：（1）自動循環(huán)即刀架能自動地由位置1移動到位置2進(jìn)行鉆削加工并自動退回到位置1；（2）無進(jìn)給切削即刀具到達(dá)位置2時不再進(jìn)給，但鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行無進(jìn)給切削以提高工件加工精度；（3）快速停車當(dāng)?shù)都芡顺龊笠罂焖偻＼囈詼p少輔助工時。明確生產(chǎn)工藝要求后則可以進(jìn)行線路的設(shè)計。1.設(shè)計主電路主電路如圖3-33所示。2．設(shè)計控制電路（1）基本部分其控制線路如圖3-34所示。

（2）無進(jìn)給切削無進(jìn)給控制線路如圖3-35所示。（3）快速停車控制線路如圖3-36所示。圖3-33刀架自動循環(huán)主電路圖3-34基本控制線路圖返回圖3-35無進(jìn)給切削控制線路圖3-36完整的控制線路返回1、電氣線路一般設(shè)計法設(shè)計過程？結(jié)論2、三相異步電動機(jī)的自動循環(huán)控制線路、多地控制線路和順序控制線路？3、三相異步電動機(jī)的反接制動控制線路、能耗制動控制線路？4、三相異步電動機(jī)星—三角降壓啟動控制線路、自耦變壓器降壓啟動控制線路？第四章可編程序控制器介紹PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/

第四章可編程序控制器介紹第一節(jié)PLC的產(chǎn)生、發(fā)展與用途第二節(jié)PLC的組成和工作原理第三節(jié)PLC的特點(diǎn)及分類第四節(jié)PLC的編程語言第五節(jié)S7-200系列PLC的硬件系統(tǒng)第六節(jié)S7-200系列PLC的存儲器區(qū)域及尋址方式返回一、PLC的產(chǎn)生

美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)根據(jù)這一設(shè)想，于1969年研制成功了第一臺PDP一14可編程序控制器。對可編程序控制器定義如下：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。”二、PLC的發(fā)展趨勢

具體表現(xiàn)在以下幾個方面。1．向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展2．向大容量、高速度方向發(fā)展3．智能型I／O模塊和現(xiàn)場安裝的發(fā)展4．編程軟件圖形化及組態(tài)軟件與PLC的軟件化第一節(jié)PLC的產(chǎn)生、發(fā)展與用途三、PLC的用途PLC的應(yīng)用范圍通常可分成以下五類：1．順序控制2．運(yùn)動控制3．過程控制4．?dāng)?shù)據(jù)處理5．通信網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)PLC的組成和工作原理

一、PLC的組成從硬件結(jié)構(gòu)上看，它也有中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）接口等。（一）中央處理器(CPU)單元它的主要功能是：⑴接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，以掃描方式通過I/O部件接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并分別存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲器中。⑵檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并診斷用戶程序的語法錯誤。⑶當(dāng)PLC投入運(yùn)行時，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)過命令解釋并按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容；等到所有用戶程序掃描執(zhí)行完畢后，在經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。返回（二）存儲器單元PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改。其內(nèi)容主要包括三部分：第一部分為系統(tǒng)管理程序。第二部分為用戶指令解釋程序。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用。用戶存儲器包括用戶程序存儲器(程序區(qū))和數(shù)據(jù)存儲器(數(shù)據(jù)區(qū))兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以用來存放(記憶)用戶程序中所使用器件的ON／OFF狀態(tài)和數(shù)值、數(shù)據(jù)等。（三）輸入／輸出單元輸入／輸出單元是PLC與現(xiàn)場輸入輸出設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC通過輸入模塊把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)或信息讀入中央處理單元，通過用戶程序的運(yùn)算和處理，把結(jié)果通過輸出模塊輸出給執(zhí)行單元。圖4-1開關(guān)量直流輸入電路1.開關(guān)量輸入接口電路通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。圖4-1為開關(guān)量直流輸入電路。圖4-1開關(guān)量直流輸入電路2.開關(guān)量輸出接口電路輸出接口電路通常有三種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。圖4-2為這三種類型的開關(guān)量輸出電路。（四）電源部分（五）接口單元接口單元包括擴(kuò)展接口、編程器接口、存儲器接口和通信接口。（六）外部設(shè)備PLC的外部設(shè)備主要有編程器、文本顯示器、操作面板、打印機(jī)等等。圖4-2開關(guān)量輸出電路

(a)晶體管輸出(b)雙向晶閘管輸出(c)繼電器輸出返回PLC是按集中輸入、集中輸出、不斷的周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令執(zhí)行開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。PLC采集現(xiàn)場信息即采集輸入信號有以下兩種方式：⑴集中采樣輸入方式。⑵立即輸入方式。同樣，PLC對外部的輸出控制也有以下兩種方式：⑴集中輸出方式。⑵立即輸出方式。二、PLC的工作原理繼電器控制系統(tǒng)是一種硬件邏輯系統(tǒng)，如圖4-3（a）所示。PLC是一種工業(yè)控制計算機(jī)，與普通計算機(jī)一樣，屬于串行工作方式，如圖4-3（b）所示。（一）PLC的工作過程PLC工作的全過程可用圖4-4所示的運(yùn)行原理框圖來表示。整個過程可分為三部分。第一部分是上電處理。第二部分是掃描過程。第三部分是出錯處理。圖4-4PLC運(yùn)行原理框圖返回PLC典型的掃描周期如圖4-5所示(不考慮立即輸入、立即輸出情況)。⑴輸入采樣階段

⑵程序執(zhí)行階段⑶輸出刷新階段（二）關(guān)于可編程序控制器的時間滯后問題返回第三節(jié)PLC的特點(diǎn)及分類

一、PLC的特點(diǎn)1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2．通用靈活3．編程簡單方便4．功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)5．設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短，維護(hù)方便二、PLC的分類（一）按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)分類⑴小型PLC表4-1給出了部分小型機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。

⑵中型PLC表4-2給出了部分中型機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。⑶大型PLC表4-3給出了部分大型機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。（二）按PLC的控制性能分類⑴低檔機(jī)⑵中檔機(jī)⑶高檔機(jī)

返回返回返回返回圖4-6整體式PLC組成示意圖（三）按PLC的結(jié)構(gòu)分類⑴整體式整體式PLC組成如圖4-6所示。⑵組合式

如圖所示4-7。圖4-7組合式PLC組成示意圖返回第四節(jié)PLC的編程