電器與PLC控制技術(shù)

1、目錄第一章：常用低壓電器 1.1 概述 1.1.1 電器的分類 1.1.2 電器的作用 1.2 電磁式電器結(jié)構(gòu)及工作原理 1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)原理 1.2.3 電弧的產(chǎn)生及滅弧方法1.3 接觸器的結(jié)構(gòu)及原理1.4 電磁式繼電器1.4.1 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與特性 1.4.3 電壓繼電器 1.4.3 電流繼電器1.4.4 時(shí)間繼電器1.4.5 中間繼電器1.7主令電器1.7.1 控制按鈕1.7.2 行程開關(guān)1.8低壓開關(guān)1.8.2熔斷器 1.8.3熱繼電器1.8.4低壓斷路器 1.x習(xí)題及思考題第二章：繼電器接觸器控制系統(tǒng)2.1 電氣控制線路及繪制原則、圖形符號(hào)2.2 繼電器接觸器控制電路組成的

2、單元電路2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制2.3.1 星-三角形啟動(dòng)電路2.4電氣控制電路的讀圖方法2.5電動(dòng)機(jī)控制電路中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)2.6習(xí)題及思考題第四章：可編程控制器概述4.1可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展可編程控制器（PLC）的用途可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)4.2可編程控制器的分類及特點(diǎn)可編程控制器的分類PLC各組成部分及其作用PLC的性能指標(biāo) 4.x習(xí)題及思考題第五章：可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理5.2可編程控制器的資源與編程語言可編程控制器的編程語言5.3可編程控制器的工作原理及運(yùn)行方式可編程控制器的工作過程可編程控制器的輸入/輸出過程5.4習(xí)題及思考題第六章：S7-200系列可編程控

3、制器資源及配置6.3編程軟元件及尋址6.4S7-200的指令系統(tǒng)6.x習(xí)題及思考題第七章：S7-200及PLC基本指令及經(jīng)驗(yàn)編程法7.1S7-200系列可編程控制器基本指令觸點(diǎn)及線圈指令7.1.2 邏輯堆棧指令定時(shí)器指令 計(jì)數(shù)器指令7.2梯形圖及語句表的結(jié)構(gòu)規(guī)則第八章：8.2順序功能圖的主要概念、基本類型及編程順序功能圖的主要概念順序功能圖的類型第九章：9.3傳送比較類指令傳送類指令 比較指令9.4數(shù)學(xué)運(yùn)算類指令及應(yīng)用9.5數(shù)據(jù)處理類指令第十一章：11.1S7-200EM235模擬量工作單元11.x習(xí)題及思考題第十二章：12.1S7-200系列PLC支持的通信協(xié)議12.x習(xí)題及思考題總復(fù)習(xí)：

4、試題第1章 常用低壓電器1.1概述低壓電器指工作在直流1200V，交流1000V額定電壓以下的電路中，時(shí)限對(duì)電路或沸點(diǎn)對(duì)象的切換、控制、檢測(cè)、保護(hù)、交換和調(diào)節(jié)的電器。1.1.1 電器的分類 電器的用途廣泛，功能多樣，種類繁多，結(jié)構(gòu)各異，工作原理也各有不同。電器有多種分類方法：按工作電壓的等級(jí)可分為高壓電器和低壓電器；按動(dòng)作原理可分為手動(dòng)電器和自動(dòng)電器；按工作原理可分為電磁式電器和非電量控制電器；按用途可分為以下幾類。1） 低壓配電電器用于供電系統(tǒng)中進(jìn)行電能的輸送和分配的電器。2） 低壓控制電器用于各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器。3） 低壓主令電器用于發(fā)送控制指令的電器。*4） 低壓保護(hù)電器對(duì)于電

5、路和用電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的電器。5） 低壓執(zhí)行電器用于完成某種動(dòng)作和傳動(dòng)功能的電器。1.1.2 電器的作用電器是構(gòu)成控制系統(tǒng)的最基本元件，它的性能將直接影響控制系統(tǒng)能否正常工作。 電器的主要作用如下。1.2 電磁式電器結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.1 電磁機(jī)構(gòu)原理 1電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)由線圈、鐵心和銜鐵組成，主要作用是通過電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作，用于接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流的電磁式電器。 直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)多用于交流接觸器、繼電器中。銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于直流電器中。銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁機(jī)構(gòu)的鐵心形狀有E形和U 形兩種，多用于觸頭容量大的交流電器中。電磁機(jī)構(gòu)可分為直動(dòng)式和

6、拍合式兩種，如圖1.1 及圖1.2所示。在圖1.2中，拍合式又分為銜鐵沿棱角轉(zhuǎn)動(dòng)和銜鐵沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩種。 圖1.1直動(dòng)式 圖1.2 拍合式電磁式電器分為直流和交流兩類，都是利用電磁鐵的原理而制成。 2吸引線圈 吸引線圈的作用是將電能轉(zhuǎn)換為磁能。按通入電流種類不同可分為直流型線圈和交流型線圈。1.2.3 電弧的產(chǎn)生及滅弧方法 一、電器的觸頭 觸頭是電磁式電器的執(zhí)行部分，起接通或斷開電路的作用。觸頭的結(jié)構(gòu)形式很多，按其所控制的電路可分為主觸頭和輔助觸頭。主觸頭用于接通或斷開主電路，允許通過較大的電流；輔助觸頭用于接通或斷開控制電路，只能通過較小的電流。 電磁式電器觸頭在線圈未通電狀態(tài)時(shí)有常開(或動(dòng)合)

7、和常閉(或動(dòng)斷)兩種狀態(tài)，分別稱為常開(或動(dòng)合)觸頭和常閉(或動(dòng)斷)觸頭。通電后，常開(或動(dòng)合)觸頭閉合，常閉(或動(dòng)斷)斷開。觸頭的結(jié)構(gòu)主要有如圖1.7 所示的幾種形式。（1） 橋式觸頭（2） 指形觸頭 圖1.7（a）橋式觸頭 圖1.7（a）指形觸頭觸頭的接觸形式有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸3種，如圖1.8所示。 點(diǎn)接觸 線接觸 面接觸圖1.8 觸頭的接觸形式二、滅弧原理1常用的滅弧原理1）迅速拉大電弧長度而降低單位長度電弧的電壓2）冷卻2.常用的滅弧方法1）電動(dòng)力滅弧2）磁吹滅弧3）柵片滅弧4）窄縫滅弧1.3 接觸器的結(jié)構(gòu)及原理1. 交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖1.13為交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖，交流接觸器有

8、4個(gè)部分組成：電磁結(jié)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧轉(zhuǎn)置和其他輔助部件。（1）電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)有線圈，鐵芯和銜鐵組成，用作產(chǎn)生電磁吸引，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。 （2）觸頭系統(tǒng) 觸頭分為主觸頭和輔助觸頭。圖1.132. 電磁式接觸器的工作原理當(dāng)線圈得電后，在鐵心中產(chǎn)生磁通及電磁吸力，銜鐵在電磁吸力的作用下吸向鐵心，同時(shí)帶動(dòng)動(dòng)觸頭移動(dòng)，使常閉觸頭打開，常開觸頭閉合。當(dāng)線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時(shí)，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸頭機(jī)構(gòu)復(fù)位，斷開電路或解除互鎖。直流接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與交流接觸器基本相同，接觸器的圖形符號(hào)如圖1.14所示，文字符號(hào)為KM。圖 1.14 接觸器的圖形符號(hào) 圖示為主觸點(diǎn)交流接觸

9、器一般有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分，主觸點(diǎn)是用來接通和斷開低壓電氣設(shè)備主電源回路中的，相對(duì)來說觸點(diǎn)容量較大。而輔助觸點(diǎn)則是用在控制回路中，有常開和常閉之分，由于控制回路中的電流相對(duì)要小，因此相對(duì)于主觸點(diǎn)來說其容量要小許多。 注意：繪制電器原理圖時(shí)，要區(qū)分主輔觸點(diǎn)畫法的不同。1.4 電磁式繼電器繼電器是一種通過監(jiān)測(cè)各種電量或非電量信號(hào)，接通或斷開小電流控制電路的電器。 繼電器的種類很多，根據(jù)不同分類方法，主要有以下分類。 (1)按用途分為控制繼電器、保護(hù)繼電器。 (2)按動(dòng)作原理分為電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、熱繼電器、機(jī)械式繼電器、電動(dòng)式繼電器、電子繼電器。 (3)按輸入信號(hào)分為電壓繼電器、電流繼電

10、器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器。 (4)按動(dòng)作時(shí)間分為瞬時(shí)繼電器、延時(shí)繼電器。一般來說，繼電器通過測(cè)量環(huán)節(jié)輸入外部信號(hào)(如電壓、電流等電量或溫度、壓力。速度等非電量)并傳遞給中間機(jī)構(gòu)，將它與整定值(即設(shè)定值)進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到整定值時(shí)(過量或欠量)，中間機(jī)構(gòu)就使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生輸出動(dòng)作，從而閉合或分?jǐn)嚯娐?，達(dá)到控制電路的目的。在控制系統(tǒng)中，使用最多的是電磁式繼電器。1.4.1 電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)與特性1結(jié)構(gòu)與工作原理電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和釋放彈簧等組成，電磁式繼電器原理如圖l.16 所示。由于繼電器用于控制電路，流過觸頭的電流比

11、較小(一般5A 以下)，故不需要滅弧裝置。電磁式繼電器的圖形、文字符號(hào)如圖l.17所示。常用的電磁式繼電器有電壓繼電器、中間繼電器和電流繼電器。圖 1.17 中間繼電器圖形符號(hào)（接觸器輔助觸點(diǎn)）1.4.2 電壓繼電器 觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電壓大小有關(guān)的繼電器稱為電壓繼電器。它可用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制，使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)。 1過電壓繼電器2欠電壓繼電器在電路中用作欠壓保護(hù)。當(dāng)電路中的電器設(shè)備在額定電壓下正常工作時(shí)，欠電壓繼電器的銜鐵處于吸和狀態(tài)；如果電路出現(xiàn)電壓降低至線圈的釋放電壓時(shí)，銜鐵由吸和狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)，同時(shí)分段與它相連的電路，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。1.4.3 電流繼電器

12、觸點(diǎn)的動(dòng)作與線圈的電流大小有關(guān)的繼電器叫做電流繼電器，使用時(shí)電流繼電器的線圈要與負(fù)載串聯(lián)。1 過電流繼電器2欠電流繼電器1.4.4 時(shí)間繼電器（KT） 從得到輸入信號(hào)（即線圈通電或斷電）開始，經(jīng)過一定的延時(shí)后才輸出信號(hào)（延時(shí)觸點(diǎn)）的繼電器，稱為時(shí)間繼電器。時(shí)間繼電器分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。通電延時(shí)型當(dāng)接受輸入信號(hào)后延時(shí)一定時(shí)間，輸出信號(hào)才發(fā)生變化；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，輸出幸好瞬時(shí)復(fù)原。斷電延時(shí)型當(dāng)接受輸入信號(hào)，瞬時(shí)產(chǎn)生響應(yīng)的輸出信號(hào)；當(dāng)輸入信號(hào)小時(shí)候，延時(shí)一定的實(shí)踐，輸出信號(hào)才復(fù)原。1. 直流電磁式時(shí)間繼電器2. 空氣阻尼式時(shí)間繼電器空氣阻尼式時(shí)間繼電器利用空氣阻尼原理達(dá)到延時(shí)的目的。它由電

13、磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸電組成。時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)、文字符號(hào)如圖1.25所示。圖1.25 時(shí)間繼電器的文字符號(hào)及圖形符號(hào)1.4.5 中間繼電器（KA）中間繼電器實(shí)際上是一種電壓繼電器。他的特點(diǎn)是觸頭數(shù)量較多（可達(dá)8對(duì)），觸頭容量較大(5A10A)，動(dòng)作靈敏，在電路中起增加觸頭數(shù)量和起中間放大作用。圖1.26 中間繼電器的符號(hào)1.7主令電器 主令電器用來閉合和斷開控制電路，用以控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停車、制動(dòng)以及調(diào)速等。主令電器可直接或通過電磁式電器間接作用于控制電路。在控制電路中，由于它是一種專門發(fā)布命令的電器，故稱為主令電器。主令電器不允許分合主電路。主令電器應(yīng)用十分廣泛，種類也繁多

14、，常用的有控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器及其他主令電器，如腳踏開關(guān)、到順開關(guān)、緊急開關(guān)、鈕子開關(guān)等。1.7.1 控制按鈕（SB）控制按鈕簡稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單，使用廣泛的手動(dòng)主令電器，它可以與接觸器或繼電器配合，在控制電路中對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制，用于實(shí)現(xiàn)控制電路的電氣連鎖?？刂瓢粹o的圖形符號(hào)和文字符號(hào)如圖1.36 所示。圖 1.36 控制按鈕的圖形符號(hào)和文字符號(hào)按觸點(diǎn)形式分(1) 動(dòng)合按鈕外力未作用時(shí)(手未按下)，觸點(diǎn)是斷開的，外力作用時(shí)，觸點(diǎn)閉合，但外力消失后，在復(fù)位彈簧作用下自動(dòng)恢復(fù)到原來的斷開狀態(tài)。(2) 動(dòng)斷按鈕外力未作用時(shí)(手未按下)，觸點(diǎn)是閉合的，外

15、力作用時(shí)，觸點(diǎn)斷開，但外力消失后，在復(fù)位彈簧作用下自動(dòng)恢復(fù)到原來的閉合狀態(tài)。(3) 復(fù)合按鈕既有動(dòng)合按鈕，又有動(dòng)斷按鈕的按鈕組，稱為復(fù)合按鈕。按下復(fù)合按鈕時(shí)，所有的觸點(diǎn)都改變狀態(tài)，即動(dòng)合觸點(diǎn)要閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)要斷開。但是，這兩對(duì)觸點(diǎn)的變化是有先后次序的，按下按鈕時(shí)，動(dòng)斷觸點(diǎn)先斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)后閉合；松開按鈕時(shí)，動(dòng)合觸點(diǎn)先復(fù)位(斷開)，動(dòng)斷觸點(diǎn)后復(fù)位(閉合)。1.7.2 行程開關(guān)（SQ） 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程發(fā)出命令以控制其運(yùn)行方向或行程長短的主令電器稱為行程開關(guān)。若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機(jī)械行程終點(diǎn)處，以限制其行程，則稱為限位開關(guān)或終點(diǎn)開關(guān)。行程開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床和起重機(jī)械的控制，以限制這些機(jī)械的

16、行程。行程開關(guān)的觸點(diǎn)在電路圖中的圖形和文字符號(hào)如圖1.40所示。圖1.40 行程開關(guān)的圖形及符號(hào)低壓開關(guān)（QS）低壓開關(guān)也稱低壓隔離器。以刀開關(guān)為例，它是低壓電器中結(jié)構(gòu)比較簡單、應(yīng)用較廣的一類手動(dòng)電器，主要用于隔離電源，也可用來非頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的低壓配電電器。開關(guān)由熔絲、出道，觸點(diǎn)座，操作手柄和底座構(gòu)成。不可帶負(fù)荷分閘。1.8.1熔斷器（FU）熔斷器是一種簡單而有效的保護(hù)電器，在電路中主要起短路保護(hù)作用。當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔斷器熔體允許長期通過1.2倍的額定電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或電流過超過1.2額定電流時(shí)，熔體熔斷切斷電路。熔斷器的選擇依據(jù)：負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。熱

17、繼電器（FR）一、熱繼電器的作用及分類熱繼電器利用電流的熱效應(yīng)原理對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載和斷相保護(hù)，可防止因過熱而損壞電動(dòng)機(jī)的絕緣材料。由于熱繼電器中發(fā)熱元件有熱慣性，在電路中不能做瞬時(shí)過載保護(hù)，更不能做短路保護(hù)。因此，它不同于過電流繼電器和熔斷器。二、熱繼電器的保護(hù)特性和工作原理熱繼電器主要由熱元件、雙金屬片和觸頭三部分組成。熱繼電器中產(chǎn)生熱效應(yīng)的發(fā)熱元件應(yīng)串接于電動(dòng)機(jī)繞組電路中，這樣，熱繼電器便能直接反映電動(dòng)機(jī)的過載電流。但其觸點(diǎn)應(yīng)接在控制電路中，其觸點(diǎn)一般有常開和常閉兩種。作過載保護(hù)用時(shí)常使用常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在控制電路中。雙金屬片是熱繼電器的感測(cè)元件。（a）發(fā)熱元件 （b）常閉觸點(diǎn)低壓斷

18、路器（QA）低壓斷路器過去稱為自動(dòng)空氣開關(guān)，為了與IEC標(biāo)準(zhǔn)一致，故改用此名。它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能進(jìn)行自動(dòng)失壓、欠壓、過載和短路保護(hù)的電器，應(yīng)用極為廣泛。低壓斷路器過去稱空氣開關(guān)、自動(dòng)開關(guān)。對(duì)線路、電源設(shè)備及電機(jī)等實(shí)行保護(hù)，具有過載、短路、欠電壓等保護(hù)功能。1.x習(xí)題及思考題判斷題：【題】安裝刀開關(guān)時(shí)，刀開關(guān)在合閘狀態(tài)下手柄應(yīng)該向上，不能倒裝和平裝，以防止閘刀松動(dòng)落下時(shí)誤合閘。 （ ）答案：【題】交流接觸器在滅弧裝置損壞的情況下也可以使用。 （ ） 答案：×5.低壓斷路器又稱為自動(dòng)空氣開關(guān)。（ ）答案：填空題：【題】常用的主令電器有_、_、_和_等。答案：控制按鈕、行程開關(guān)

19、、接近開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)【題】交流接觸器主要由_、_和_組成。答案：觸頭系統(tǒng)、電磁機(jī)構(gòu)、滅弧裝置【題】交流接觸器的觸點(diǎn)系統(tǒng)分為_和_，_用來直接接通和分?jǐn)嘟涣髦麟娐泛涂刂齐娐?。答案：主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)、主觸點(diǎn)【題】接觸器用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開交直流_及大容量控制電路的一種自動(dòng)開關(guān)電器。答案：主電路【題】熱繼電器是利用_原理來工作的保護(hù)電器，它在電路中主要用作是對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)起_作用。 答案：電流的熱效應(yīng)、過載和斷相保護(hù)【題】熱繼電器有多種結(jié)構(gòu)形式，最常用的是_結(jié)構(gòu)，即由兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片用機(jī)械碾壓而成，一端固定，另一端為自由端。答案：雙金屬片【題】時(shí)間繼電器是指_一種控制電器。答案：

20、用來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或延時(shí)斷開的控制簡答：【題】低壓電器按用途分為哪幾類？答案：低壓配電電器、電壓控制電器、低壓主令電器、低壓保護(hù)電器、低壓執(zhí)行電器第二章 繼電器接觸器控制系統(tǒng)2.1 電氣控制線路及繪制原則、圖形符號(hào)常用電氣控制系統(tǒng)圖紙有三種：電器原理圖、電器元件布置圖、安裝接線圖。其中后兩種為工藝圖紙。電器控制系統(tǒng)圖紙是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定圖形符號(hào)及畫法繪制的。一、常用的電器圖形符號(hào) 二、電器原理圖電器原理圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。主電路是電器控制線路中強(qiáng)電流通過的部分，有電機(jī)及其相連的電器元件組成。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路及保護(hù)電路等。輔助電路中通過的電流比較小。電

21、氣原理圖的繪制原則1. 圖中所有元件應(yīng)使用國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)。2. 主電路用粗實(shí)線繪制在圖面左邊或上方，輔助電路繪制在圖面右邊或下方3. 圖中同一元件的各個(gè)部分可以不繪制在一起，但必須使用同一文字符號(hào)4. 所有電器的可動(dòng)部分均以自然狀態(tài)繪制5. 圖中盡量減少線條和避免線條交叉6. 層次分明，元件及觸點(diǎn)安排合理2.2繼電器接觸器控制電路組成的單元電路單元電路指其接線規(guī)律或技巧可以在各類電路中反復(fù)使用的基本電路。一、自鎖和互鎖自鎖和互鎖統(tǒng)稱為電器的連鎖控制?？拷佑|器本身觸點(diǎn)保持電路通電的現(xiàn)象稱為自鎖。通常在控制系統(tǒng)中，將兩個(gè)接觸器的常閉觸電串聯(lián)在對(duì)方的工作線圈電路中，構(gòu)成相互制約關(guān)系稱為互鎖。

22、利用接觸器（或繼電器）常閉觸點(diǎn)的互鎖稱為電器互鎖。自鎖電器原理圖互鎖電器原理圖二、電動(dòng)及連續(xù)運(yùn)行所謂點(diǎn)動(dòng)，即手動(dòng)按下按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作；手動(dòng)松開按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)即要求電動(dòng)機(jī)長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行，從電機(jī)控制角度說即為長動(dòng)控制。三、多地連鎖控制有些電氣設(shè)備，如大型機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)等，為了操作方便，常要求能在多個(gè)地點(diǎn)對(duì)同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)控制(如要求即可在現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，又可在控制室或其他遠(yuǎn)程場(chǎng)合控制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))。這種控制方法叫做多地控制。四、順序控制實(shí)際在生產(chǎn)中，有些設(shè)備潺潺要求按一定的順序?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止。順序起停控制電路，有順序啟動(dòng)，同時(shí)停止控制電路；有順序啟動(dòng)，順序停止控

23、制電路。五、自動(dòng)循環(huán)在某些電氣設(shè)備中，有些是通過設(shè)備自動(dòng)往復(fù)循環(huán)工作的，例如造紙自動(dòng)噴水管左右擺動(dòng)噴水就是通過電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往復(fù)循環(huán)的。2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制2.3.1 星-三角形啟動(dòng)電路 在供電變壓器容量足夠大時(shí)，小容量籠型電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)。直接啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是電氣設(shè)備少，線路簡單。實(shí)際的直接啟動(dòng)電路一般采用空氣開關(guān)直接啟動(dòng)控制，如圖2.17 所示。對(duì)于容量大的電動(dòng)機(jī)來說，由于啟動(dòng)電流大，會(huì)引起較大的電網(wǎng)壓降，所以必須采用減壓啟動(dòng)的方法，以限制啟動(dòng)電流。減壓啟動(dòng)雖然可以減小啟動(dòng)電流，但也降低轉(zhuǎn)矩，因此僅適用于空載或輕載啟動(dòng)。三相籠型電動(dòng)機(jī)的減壓啟動(dòng)方法有定子繞組串電阻(或電抗

24、器)啟動(dòng)、自耦變壓器減壓啟動(dòng)、星-三角形減壓啟動(dòng)、延邊三角啟動(dòng)等。（注意：這里說的容量指的是電動(dòng)機(jī)的視在功率。）控制線路按時(shí)間原則實(shí)現(xiàn)控制。啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組聯(lián)結(jié)成星形，加在電動(dòng)機(jī)每相繞組上的電壓為額定電壓的13，從而減小了啟動(dòng)電流。待啟動(dòng)后按預(yù)先整定的時(shí)間把電動(dòng)機(jī)換成三角聯(lián)結(jié)，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行?？刂凭€路如圖2.18 所示。串電阻降壓啟動(dòng)電路自耦變壓器降壓啟動(dòng)電路2.4電氣控制電路的讀圖方法2.5電動(dòng)機(jī)控制電路中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)一、短路保護(hù)熔斷器的熔體本身就是測(cè)量和執(zhí)行元件。二、過電流保護(hù)用作過電流保護(hù)的過電流繼電器的動(dòng)作值一般為啟動(dòng)電流的1.2倍。三、熱保護(hù)通常用的最多的是熱繼電器

25、。四、零壓和欠電壓保護(hù)無、弱磁保護(hù)六、超速保護(hù)離心開關(guān)或測(cè)速發(fā)電機(jī)2.6習(xí)題及思考題【題】自動(dòng)空氣開關(guān)的電氣符號(hào)是：（ ）A.SB B.QF C.FR D. FU答案：B【題】在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，短路保護(hù)用_元件；過載保護(hù)用_元件；過電流保護(hù)用_元件。 答案：熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器【題】機(jī)床中最常見的降壓起動(dòng)方法有_、_和自耦變壓器（補(bǔ)償器）降壓啟動(dòng)三種。答案：Y-變換啟動(dòng)、定子繞組串電阻【題】電磁式電壓繼電器線圈_在電路上，用于反映電路電壓大小答案：并聯(lián)【題】電磁式電流繼電器線圈串接在電路中，用于反映電路_的大小。答案：電流【題】機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是由許多電氣元件按照一定要求聯(lián)接而成

26、，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的電氣自動(dòng)控制。為了便于對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析研究、安裝調(diào)試、使用和維護(hù)，需要將電氣元件及其相互聯(lián)接，用國家規(guī)定的_、_和圖形表示出來。這種圖就是電氣控制系統(tǒng)圖。電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種：_、_、_ 。答案：文字、符號(hào)；電器原理圖、電器元件布置圖、安裝接線圖簡答題：【題】試述“自鎖”、“互鎖”的含義？并舉例說明各自的作用答案：自鎖：利用接觸器自身常開觸點(diǎn)來維持接觸器連續(xù)通電。電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。 互鎖：利用接觸器或繼電器的常閉觸點(diǎn)，在一條支路通電時(shí)保證另一條支路斷電。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。第4章：可編程控制器概述4.1可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展 可編程控制器縮寫為PLC（

27、Programmable logic controller）。國際電工委員會(huì)(IEC)頒布的PLC 的定義為：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程的存儲(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)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(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)。總之，可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件應(yīng)

28、根據(jù)具體需要進(jìn)行選配，軟件則根據(jù)實(shí)際的控制要求或生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程控制器。4.1.1可編程控制器（PLC）的用途1） 數(shù)字量邏輯控制2） 運(yùn)動(dòng)控制3） 過程控制4） 數(shù)據(jù)處理5） 通信聯(lián)網(wǎng)可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2）配套齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活3）編程方便，易于使用4）功能強(qiáng)，拓展能力強(qiáng)，性價(jià)比高5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便6）維修方便，維修工作量小7）PLC體積小、能耗低，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。4.2可編程控制器的分類及特點(diǎn)可編程控制器的分類 PLC分類方法有多種，按規(guī)模(即I/O點(diǎn)數(shù))可分為大、中、

29、小型，按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式。在實(shí)際應(yīng)用中通常都按I/O點(diǎn)數(shù)來分類。1. 根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)分類I/O 點(diǎn)數(shù)表明PLC 可以從外部接收多少輸入量和向外部輸出多少個(gè)輸出量，即PLC 的I/O 端子數(shù)。一般來說，點(diǎn)數(shù)多的PLC 功能較強(qiáng)。I/O 點(diǎn)總數(shù)在256 點(diǎn)以下的PLC 稱為小型PLC。I/O 點(diǎn)數(shù)在256 點(diǎn)1024 點(diǎn)之間的PLC 為中型PLC。I/O 點(diǎn)數(shù)在1024 點(diǎn)以上的PLC 為大型PLC。2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)分類從結(jié)構(gòu)形式上分，PLC 可分為整體式和模塊式兩類。一般小型PLC 多為整體式結(jié)構(gòu)。小型PLC 的CPU、電源、I/O 單元等都集中配置在一起。有些產(chǎn)品則全部裝在一塊電路板上，

30、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，容易裝配在設(shè)備的內(nèi)部，適合于設(shè)備的單機(jī)控制。整體式PLC 的缺點(diǎn)是主機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也不夠方便。模塊式PLC 的各個(gè)部分以單獨(dú)的模塊分開設(shè)置，如CPU 模塊、電源模塊、輸入模塊、輸出模塊及其他高性能模塊等。一般大、中型PLC 多為模塊式結(jié)構(gòu)。模塊式PLC 通常由機(jī)架底板聯(lián)結(jié)各模塊(也有的PLC 為串行連接，沒有底板)，底板上有若干插座。使用時(shí)將各種模塊直接插入機(jī)架底板即可。這種結(jié)構(gòu)的PLC 配置靈活，裝配方便，易于擴(kuò)展，可根據(jù)控制要求靈活配置各種模塊，構(gòu)成各種功能不同的控制系統(tǒng)。模塊式PLC 的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高。PLC各組成部分及其作用

31、1.中央處理器（CPU）2.存儲(chǔ)器3.輸入輸出接口4.電源5.拓展接口6.通信接口7.編程工具PLC的性能指標(biāo)PLC的性能指標(biāo)是反映PLC 性能高低的一些相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，主要包括I/O 點(diǎn)數(shù)、處理速度(掃描時(shí)間)、存儲(chǔ)器容量、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其他輔助繼電器的種類和數(shù)量、各種運(yùn)算處理能力等。下面予以簡要介紹。1. I/O點(diǎn)數(shù)PLC 的規(guī)模一般以I/O 點(diǎn)數(shù)(輸入/輸出點(diǎn)數(shù))表示，即輸入/輸出繼電器的數(shù)量。這也是在實(shí)際應(yīng)用中最關(guān)心的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。按輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)一般分為小型、中型和大型3種。通常一體式的主機(jī)都帶有一定數(shù)量的輸入和輸出繼電器，如果不能滿足需求，還可以用相應(yīng)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展，增加I

32、/O點(diǎn)數(shù)。2.處理速度PLC 的處理速度一般用基本指令的執(zhí)行時(shí)間來衡量，一般取決于所采用的CPU 的性能。早期的PLC 一般為1s左右，現(xiàn)在的速度則快得多，如西門子的S7-200 系列PLC 的執(zhí)行速度為0.8s，歐姆龍的CPM2A 系列PLC 達(dá)到0.64s，1000 步基本指令的運(yùn)算只需要640s，大型PLC 的工作速度則更高。因此，PLC 的處理速度可以滿足絕大多數(shù)的工業(yè)控制要求。3.存儲(chǔ)器容量在 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器容量是指保存用戶程序的存儲(chǔ)器大小，一般以“步”為單位。1步為1 條基本指令占用的存儲(chǔ)空間，即兩個(gè)字節(jié)。小型PLC 一般只有幾K步到幾十K 步，大型PLC 則能達(dá)到幾百

33、K 步。西門子S7-200 系列PLC 的存儲(chǔ)容量為2K8K，選配相應(yīng)的存儲(chǔ)卡則可以擴(kuò)展到幾十K。4.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的點(diǎn)數(shù)和精度定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的點(diǎn)數(shù)和精度從一個(gè)方面反映了PLC 的性能（精度控制）。早期定時(shí)器的單位時(shí)鐘一般為100ms，最大時(shí)限(最大定時(shí)時(shí)間)大多為3276s。為了滿足高精度的控制要求，時(shí)鐘精度不斷提高，如三菱FX2N系列PLC 和西門子S7-200 系列PLC 的定時(shí)器有1ms、10ms和100ms 三種，而松下FP 系列PLC 的定時(shí)器則有1ms、10ms、100ms 和1s4 種，可以滿足各種不同精度的定時(shí)控制要求。5.處理數(shù)據(jù)的范圍PLC處理的數(shù)值為16位二進(jìn)制數(shù)，對(duì)應(yīng)的

34、十進(jìn)制數(shù)范圍是09999或32 76832 767。但在高精度的控制要求中，處理的數(shù)值為32 位，范圍是2 147 483 6482 147 483 647。在過程控制等應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)算，必須采用浮點(diǎn)運(yùn)算。現(xiàn)在新型的PLC 都支持浮點(diǎn)數(shù)的處理，可以滿足更高的控制要求。6.指令種類及條數(shù)指令系統(tǒng)是衡量PLC 軟件功能高低的主要指標(biāo)。PLC 的指令系統(tǒng)一般分為基本指令和高級(jí)指令(也叫功能指令或應(yīng)用指令)兩大類?；局噶疃即笸‘?，相對(duì)比較穩(wěn)定。高級(jí)指令則隨PLC 的發(fā)展而越來越多，功能也越強(qiáng)。PLC具有的指令種類及條數(shù)越多，則其軟件功能越強(qiáng)，編程就越靈活，越方便。另外，各種智能模塊的多少

35、、功能的強(qiáng)弱也是說明PLC技術(shù)水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志。智能模塊越多，功能就越強(qiáng)，系統(tǒng)配置和軟件開發(fā)也就越靈活，越方便。4.x習(xí)題及思考題【題】按PLC物理結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為_和組合式兩類。答案：整體式【題】PLC的基本結(jié)構(gòu)由_、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源、擴(kuò)展接口、通信接口、編程工具、智能I/O接口、智能單元等組成。答案：中央處理器簡答題：【題】簡述可編程序控制器的應(yīng)用范圍。答案：可編程控制器的應(yīng)用范圍有：數(shù)字邏輯控制，運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)。【題】簡述PLC的結(jié)構(gòu)組成。答案：PLC由：中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源、拓展接口、通信接口和編程工具組成。第5章：可編程

36、控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理5.2可編程控制器的資源與編程語言 PLC 都提供了各種類型的繼電器，一般都稱為“軟繼電器”，以供系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中編程使用。常用的有輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部繼電器(分為通用和專用兩種)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器(分為通用和專用等類型)等。這些編程用的繼電器的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題。其觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制，沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。 1. 輸入繼電器PLC的輸入繼電器是接受外部開關(guān)信號(hào)的窗口。PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器是用光電耦合器隔離的電子繼電器，編號(hào)

37、與接線端子編號(hào)一致2輸出繼電器PLC 的輸出繼電器是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口，也是通過光電耦合器隔離后接外部負(fù)載的。3. 內(nèi)部繼電器PLC中有很多內(nèi)部繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC 內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。4. 定時(shí)器PLC 中的定時(shí)器根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積計(jì)時(shí)。當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作。5. 計(jì)數(shù)器PLC中的計(jì)數(shù)器一般是16 位減法計(jì)數(shù)器，都有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于計(jì)數(shù)，一個(gè)用于復(fù)位。每6. 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器不能使用線圈或觸點(diǎn)，而是以字存儲(chǔ)單元的形式使用，用于存放各種數(shù)據(jù)?？删幊炭刂破鞯木幊陶Z言國際電工委員會(huì)制訂的5 種標(biāo)準(zhǔn)編程語言，其中PLC廠商提供的編程語言通常有三種，

38、梯形圖（LAD）、指令表(STL)、順序功能圖(SFC)。1.梯形圖梯形圖語言是PLC 中應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的一種標(biāo)準(zhǔn)語言，也是在實(shí)際設(shè)計(jì)中最常用的一種語言。因與繼電器電路很相似，具有直觀易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字邏輯控制，但不適于編寫控制功能復(fù)雜的大型程序。梯形圖是一種圖形化的編程語言，沿用了傳統(tǒng)的電氣控制原理圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)和并聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。在程序中，最左邊是主信號(hào)流，信號(hào)流總是從左向右流動(dòng)的。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和指令框等構(gòu)成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線圈代表邏輯運(yùn)算結(jié)果，指令框用來表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或數(shù)學(xué)運(yùn)

39、算等功能指令。梯形圖中的觸點(diǎn)只有常開和常閉兩種，觸點(diǎn)可以是PLC 外部開關(guān)連接的輸入繼電器的觸點(diǎn)，也可以是PLC 內(nèi)部繼電器的觸點(diǎn)或內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的觸點(diǎn)。梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能作為中間結(jié)果供CPU 內(nèi)部使用。PLC 是按循環(huán)掃描的方式處理控制任務(wù)，沿梯形圖先后順序執(zhí)行。在同一掃描周期中的結(jié)果存儲(chǔ)在輸出狀態(tài)暫存器中，所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)作條件使用。2.指令表指令表是一種類似于計(jì)算機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，即用特定的助記符來表示某種邏輯運(yùn)算關(guān)系。一般由多條語句組成一個(gè)程序段。指

40、令表適合于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不易實(shí)現(xiàn)的功能。一條典型指令往往由兩部分組成，一部分是由幾個(gè)容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能，稱為助記符，另一部分為操作數(shù)或是操作數(shù)的地址。3.順序功能圖順序功能圖也是一種圖形化的編程語言，用來編寫順序控制的程序(如機(jī)械手控制程序)。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，工藝過程被劃分為若干個(gè)順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸出的動(dòng)作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過程。4. 功能塊圖功能塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號(hào)來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能用指令框表示，適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。功能塊圖采用類似于數(shù)字電路

41、中邏輯門的形式來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系。一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能。運(yùn)算框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量。輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，方框用“導(dǎo)線”連在一起。5.3可編程控制器的工作原理及運(yùn)行方式 PLC的工作方式是循環(huán)掃描?？删幊炭刂破鞯墓ぷ鬟^程PLC的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行框圖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(cuò)處理。PLC 掃描工作的第一步是輸入采樣階段，通過輸入接口把所有輸入端的信號(hào)狀態(tài)讀入緩沖區(qū)，即刷新輸入信號(hào)的原有狀態(tài)。第二步程序執(zhí)行階段，根據(jù)本周期輸入信號(hào)的狀態(tài)和上周期輸出信號(hào)的狀態(tài)，對(duì)用戶程序逐條進(jìn)行運(yùn)算處理，將結(jié)果送到輸出緩沖區(qū)。第三階段輸出刷行階段，

42、將輸出緩沖區(qū)各輸出點(diǎn)的狀態(tài)通過輸出接口電路全部送到PLC的輸出端子。PLC 周期性地循環(huán)執(zhí)行上述3 個(gè)步驟，這種工作方式稱為循環(huán)掃描的工作方式。每一次循環(huán)的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期中除了執(zhí)行指令外，還有I/O 刷新、故障診斷和通信等操作，如圖5.3 所示。掃描周期是PLC 的重要參數(shù)之一，它反映PLC 對(duì)輸入信號(hào)的靈敏度或滯后程度。通常工業(yè)控制要求PLC 的掃描周期在6ms30ms 以下。圖5.3 PLC工作流程圖可編程控制器的輸入/輸出過程當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，在系統(tǒng)監(jiān)控程序的控制下，其工作過程一般主要包括3個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3 個(gè)階段。完成上述3 個(gè)階段稱作

43、一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3 個(gè)階段。1.輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O 緩沖區(qū)中相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使外部的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，輸入緩沖區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，輸入信號(hào)均被有效采集。2.程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序。在掃描每一條指令時(shí)，又總是按先左后右、先上后下的順

44、序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該繼電器在系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該繼電器在I/O 緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該指令所規(guī)定的特殊功能操作。因此，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入繼電器在I/O 緩沖區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而輸出繼電器和其他軟元件在I/O 緩沖區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化。并且，排在上面的指令，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的指令起作用。相反，排在下面的指令，其被刷新的線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。3.輸出刷新階段在用戶程序掃描結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出

45、刷新階段。在此期間，CPU 按照輸出緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)才是PLC的真正輸出，如圖5.4 所示。圖5.4 PLC 的輸入和輸出過程5.3.3PLC的主要性能指標(biāo) PLC的主要性能指標(biāo)有一下幾項(xiàng)1） 存儲(chǔ)容量用戶程序存儲(chǔ)的容量。該容量決定了PLC可以容納的用戶程序的長度，一般以字節(jié)為單位來計(jì)算。也有的PLC用存放用戶指令條數(shù)來表示容量。2） 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可接入的輸入器件和輸出器件就越多，控制規(guī)模就越大。3） 掃描速度掃描速度指PLC執(zhí)行程序的數(shù)度。4） 編程指令的種類和數(shù)量編程指令種類及條數(shù)越多，PLC功能越強(qiáng)，處

46、理能力控制能力越強(qiáng)。5） 拓展能力大部分PLC可以用I/O拓展單元進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)的拓展，許多PLC可以使用各種功能模塊進(jìn)行功能拓展。6） 智能（功能）單元的數(shù)量智能單元種類的多少和功能的強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品水平的一個(gè)重要指標(biāo)。5.4習(xí)題及思考題填空題：【題】下列對(duì)PLC輸入繼電器的描述正確的是：（ ）A、輸入繼電器的線圈只能由外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)B、輸入繼電器的線圈只能由程序來驅(qū)動(dòng) C、輸入繼電器的線圈既可以由外部信號(hào)來驅(qū)動(dòng)又可以由程序來驅(qū)動(dòng)答案：A判斷題：【題】PLC的輸出繼電器的線圈不能由程序驅(qū)動(dòng)，只能由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)（ ）答案：×【題】PLC常用的編程語言有：_、指令表、順序功能圖。答

47、案：梯形圖【題】PLC是通過一種周期掃描工作方式來完成控制的，每個(gè)周期包括，PLC的每一個(gè)掃描過程分為三個(gè)階段，分別是：_、_和_。 答案：輸入采樣階段、程序掃描階段、輸出刷新階段?！绢}】語句表指令的每條語句由_和_部分組成。答案：助記符、操作數(shù)【題】在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為_和_。答案：輸入映像寄存器、輸出映像寄存器簡答題：【題】可編程控制器主要性能指標(biāo)有那些？各指標(biāo)的意義是什么？答案：可編程控制器的特點(diǎn)有：第六章：S7-200系列可編程控制器資源及配置6.3編程軟元件及尋址PLC的編程軟元件，實(shí)質(zhì)上是由系統(tǒng)軟件富裕了各種功能的存儲(chǔ)器單

48、元，是PLC編程的重要資源。他們依功能不同做了分區(qū)，并用不同的字母標(biāo)志，每個(gè)單元都有唯一的地址。1.輸入繼電器I輸入繼電器和PLC的輸入段子相連，是專設(shè)的輸入過程映像寄存器。2.輸出繼電器Q輸出寄存器是PLC向外部負(fù)載發(fā)出控制命令的串口，是專設(shè)的輸出過程映像寄存器。3.內(nèi)部標(biāo)志位M內(nèi)部標(biāo)志位，又成存儲(chǔ)區(qū)，在邏輯運(yùn)算中用作存儲(chǔ)中間操作信息的元件。4.特殊標(biāo)志位SM特殊標(biāo)志為是用戶與系統(tǒng)程序之間的截面，除了為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息外，用戶可通過對(duì)特殊標(biāo)志位的設(shè)定選擇系統(tǒng)的功能。特殊標(biāo)志位可分為只讀區(qū)及可讀/寫區(qū)兩大部分，只讀區(qū)特殊標(biāo)志位，用戶只能利用其觸點(diǎn)。舉例如下。SM0.0 RU

49、N監(jiān)控，PLC在RUN狀態(tài)時(shí)，SM0.0總為1.SM0.1 初始化脈沖，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN時(shí)，SM0.1 ON一個(gè)掃描周期SM0.4 分脈沖，占空比為50%，周期為1min的脈沖串。SM0.5 秒脈沖，占空比為50%，筑起為1min的脈沖串。5.定時(shí)器PLC中的時(shí)間繼電器，定時(shí)器的設(shè)定值由程序賦予。每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè)16位的但前值寄存器及一個(gè)狀態(tài)位。6.計(jì)數(shù)器普通計(jì)數(shù)器用于對(duì)頻率低于掃描頻率的信號(hào)計(jì)數(shù)。他有一個(gè)16位（bit）的當(dāng)前值寄存器及一個(gè)狀態(tài)為。7.高速寄存器HC其數(shù)據(jù)為32位（bit）8.9.累加器ACS7-200CPU提供4個(gè)32位累加器，累加器常用作數(shù)據(jù)處理的執(zhí)行器件。1

50、0.11.12.模擬量輸入/輸出模擬量經(jīng)A/D、D/A轉(zhuǎn)換，在PLC外為模擬量，在PLC內(nèi)為數(shù)字量。模擬量輸入輸出元件為模擬量輸入輸出的專用存儲(chǔ)單元。三、尋址方式1.直接尋址（1）位尋址 位尋址也叫字節(jié)位尋址，一個(gè)字節(jié)占有8個(gè)位。字節(jié)位尋址一般用來表示“開關(guān)量”或“邏輯量”位數(shù)據(jù)的類型為BOOL型。（2）字節(jié)尋址 一個(gè)字節(jié)占8位，字節(jié)表示VB（3）字尋址 一個(gè)字占兩個(gè)字節(jié)，字標(biāo)識(shí)符號(hào)VW（4）雙字尋址 含有四個(gè)字節(jié)，雙字標(biāo)識(shí)符號(hào)VD這里要注意的是，“VB100”是最高有效字節(jié)，而且存放單元不可重復(fù)使用。2.間接尋址 存儲(chǔ)單元中也可以是一個(gè)地址，稱為間接尋址。6.4S7-200的指令系統(tǒng)表6-1

51、3 S7-200CPU的SIMATIC指令集簡表布爾指令LDLDILDNLDNI裝載(開始的常開觸點(diǎn))立即裝載取反后裝載（開始的常閉觸點(diǎn)）取反后立即裝載AAIANANI與（串聯(lián)的常開觸點(diǎn)）立即與取反后與（串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)）取反后立即與OOIONONI或（并聯(lián)的常開觸點(diǎn)）立即或取反后或（并聯(lián)的常閉觸點(diǎn)）取反后立即或NOT值取反EUED上升沿檢測(cè)下降沿檢測(cè)=I賦值（線圈）立即賦值SRSIRI置位一個(gè)區(qū)域復(fù)位一個(gè)區(qū)域立即置位一個(gè)區(qū)域立即復(fù)位一個(gè)區(qū)域ALDOLD電路塊串聯(lián)電路快并聯(lián)TONTOFTONR通電延時(shí)定時(shí)器斷電延時(shí)定時(shí)器保持型通電延時(shí)定時(shí)器6.x習(xí)題及思考題選擇題：【題】用于驅(qū)動(dòng)線圈的指令是：（

52、 ） A. LD B. AND C. OR D. OUT答案：D填空題：【題】PLC運(yùn)行的第一個(gè)掃描周期為ON的特殊存儲(chǔ)器位是 。答案：SM0.1【題】高速計(jì)數(shù)器定義指令的操作碼是_。答案：HC7.1S7-200系列可編程控制器基本指令基本指令也稱邏輯控制指令是PLC中最常用的指令，是構(gòu)成梯形圖及語句表的基本成分?；局噶钜卜Q邏輯控制指令是PLC中最基本最常用的指令，是構(gòu)成梯形圖及語句表的基本成分。線圈指令含線圈輸出指令、立即輸出指令及置位復(fù)位、立即置位復(fù)位指令等。而置位具有保持功能。在某掃描走起中置位發(fā)生后，不經(jīng)復(fù)位指令處理，即使原置位條件失去，輸出也將保持。指令指令功能輸出=立即輸出=I置位與復(fù)位S將從指定位置開始的N各點(diǎn)置位R將從指定位置開始的N各點(diǎn)復(fù)位SET指令稱為“置位指令”，其功能是驅(qū)動(dòng)線圈，使其具有自鎖功能，維持接通狀態(tài)。置位指令的操作元件為輸出繼電器Y、輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S。7.1.1觸點(diǎn)及線圈指令觸點(diǎn)及線圈是梯形圖最基本元素。立即觸點(diǎn)可以不受掃描周期的音響，及時(shí)地反映輸入狀態(tài)的變化。取反指令改變能流輸入的狀態(tài)。也就是說，當(dāng)?shù)竭_(dá)取反指令的能流為1時(shí)，經(jīng)過取反指令后能流則為0。當(dāng)?shù)竭_(dá)取反指令的能流為0時(shí)，經(jīng)過取反指令后能流則為1。正跳變指令（EU）可用來檢測(cè)有0到1的正跳變。負(fù)跳變指令（EU）可用來檢測(cè)有1到0的負(fù)跳變，正、