PLC-1 第一章 電器基礎 第1節(jié) 概述、第2節(jié) 直觀分析法

1、l1、常用電器及其控制系統(tǒng)概述l 常用電器及元件l 繼電器控制系統(tǒng)簡介l2、繼電器式控制線路分析方法l 直觀分析法l 邏輯代數(shù)分析法 l1、可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展l2、可編程控制器的功能及特點l3、可編程控制器的構(gòu)成及工作原理l 基本組成l 工作原理l (程序執(zhí)行流程與一般計算機的區(qū)別) l1、S7-300PLC硬件及配置方式 l2、S7-300PLC存儲區(qū)及尋址（地址分配）l3、S7-300PLC硬件系統(tǒng)組態(tài)（STEP 7使用）l3、S7-300PLC指令系統(tǒng)l5、S7-300PLC用戶程序結(jié)構(gòu)與編程 l為配合實驗環(huán)節(jié)，在相應章節(jié)中穿插介紹STEP 7組態(tài)與編程軟件的相關內(nèi)容。 l1、硬件

2、系統(tǒng)設計l 控制系統(tǒng)設計步驟l 硬件系統(tǒng)設計主要考慮因素l2、軟件系統(tǒng)設計l 組合型邏輯設計l 時序型邏輯設計順序功能圖(SFC) 設計方法l 時序型邏輯設計動作順序表設計方法l1 1 呂炳仁編呂炳仁編. . 斷續(xù)控制系統(tǒng)斷續(xù)控制系統(tǒng). . 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社. .l2 2 柳春生柳春生. . 電器控制與電器控制與PLC(PLC(西門子西門子S7-300S7-300機型機型). ). 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社. . l3 3 西門子公司西門子公司. .深入淺出西門子深入淺出西門子S7-S7-300PLC300PLC. . 北京航空航天大學出版社北京航空航天大學出版社. .l4 4

3、 廖常初廖常初. .大中型大中型PLCPLC應用教程應用教程. . 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社. .l 分為檢測電器、控制電器和執(zhí)行電器。l1、檢測電器檢測電器 用于信號檢測并將其轉(zhuǎn)換為開關量信號。l1) 按鈕和手動開關按鈕和手動開關l作用：用于短時接通或分斷小電流電路。l按鈕分類l 按接點的閉合形式可分為常開型按鈕（動合按鈕）、常閉型按鈕（動斷按鈕）、及復合型按鈕。l 按復位形式可分為非自鎖和自鎖型（或不帶鎖和帶鎖型）。l表示符號：l常開型按鈕常開型按鈕NONOl常閉型按鈕常閉型按鈕NCNCl復合型按鈕l按鈕開關(帶鎖/自鎖型按鈕)l手動開關l2)檢測開關l作用：用于工藝信號檢測,并將其轉(zhuǎn)

4、換為開關量動作.l分類及表示符號：l行程開關（限位開關）、接近開關 信號檢測開關 例如溫度、壓力、流量、液位檢測開關；電流、電壓、轉(zhuǎn)速檢測開關等。常用信號檢測開關表示符號TT溫度開關溫度開關PP壓力開關壓力開關FF流量開關流量開關LL液位開關液位開關nn速度開關速度開關過熱開關過熱開關l2、控制電器控制電器 按照控制要求，對檢測部分送來的開關量信號進行邏輯運算或延時操作等，并將結(jié)果送至執(zhí)行部分。l1) 中間繼電器中間繼電器l作用：用于邏輯運算及觸點的轉(zhuǎn)換和擴展。l構(gòu)成：由電磁機構(gòu)和觸點部分等組成。l構(gòu)成及工作原理構(gòu)成及工作原理示意圖中為1對常開（NO）和1對常閉（NC）觸點。橋式動觸頭橋式動觸

5、頭靜觸頭靜觸頭靜觸頭靜觸頭l構(gòu)成及工作原理構(gòu)成及工作原理i / I線圈控制可以是線圈控制可以是24VDC24VDC、220VAC220VAC、380VAC380VAC。l構(gòu)成及工作原理構(gòu)成及工作原理i / Il表示符號：R繼電器線圈繼電器線圈常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點l構(gòu)成及工作原理構(gòu)成及工作原理l2) 時間繼電器時間繼電器l作用：用于延時操作。 l構(gòu)成：由電磁機構(gòu)、延時裝置和觸點等部分組成。l表示符號：TR繼電器線圈繼電器線圈延時閉合，瞬時斷開延時閉合，瞬時斷開延時斷開，瞬時閉合延時斷開，瞬時閉合瞬時閉合，延時斷開瞬時閉合，延時斷開瞬時斷開，延時閉合瞬時斷開，延時閉合KTl3、執(zhí)行電器

6、執(zhí)行電器 作用：用于驅(qū)動受控對象。 l1) 接觸器l作用：用于接通或斷開主電路或大容量控制電路。l表示符號：K接觸器線圈接觸器線圈常開觸點常開觸點常閉觸點常閉觸點主觸點主觸點輔助觸點輔助觸點l2) 電磁閥l作用：用于流體管路的控制。l分類：按動作形式分為帶電打開和帶電關閉。 l表示符號：帶電關閉，失電打開帶電關閉，失電打開帶電打開，失電關閉帶電打開，失電關閉電磁線圈閥門FOFCl1、報警系統(tǒng)報警系統(tǒng)l1) 作用l 主要起自動監(jiān)視作用。當工藝參數(shù)偏離規(guī)定值或運行狀態(tài)出現(xiàn)異常時發(fā)出聲光信號，以便提醒操作人員采取措施，使生產(chǎn)正常進行。l2) 報警系統(tǒng)的一般動作過程l 正常報警確認復原l3) 報警系統(tǒng)

7、分類l 一般閃光報警系統(tǒng)l區(qū)別瞬時原因閃光報警系統(tǒng)l區(qū)別第一原因閃光報警系統(tǒng)l一般閃光報警系統(tǒng)的動作要求一般閃光報警系統(tǒng)的動作要求不響不響不響不響消音消音響響不響不響警鈴警鈴亮亮滅滅平光平光閃爍閃爍不亮不亮報警燈報警燈試燈試燈復原復原確認確認報警報警正常正常狀態(tài)狀態(tài)元件元件l區(qū)別瞬時原因閃光報警系統(tǒng)的動作要求的動作要求l 報警信號為持續(xù)信號時的動作要求與一般閃報警信號為持續(xù)信號時的動作要求與一般閃光報警系統(tǒng)相同。光報警系統(tǒng)相同。l 報警信號為瞬時信號時的動作要求：報警信號為瞬時信號時的動作要求：不響不響消音消音響響不響不響警鈴警鈴亮亮滅滅閃爍閃爍不亮不亮報警燈報警燈試燈試燈確認（復原）確認（復

8、原）報警報警正常正常狀態(tài)狀態(tài)元件元件不響不響不響不響消音消音響響不響不響警鈴警鈴亮亮滅滅滅滅閃爍閃爍不亮不亮報警燈報警燈試燈試燈復原復原確認確認報警報警正常正常狀態(tài)狀態(tài)元件元件過程可簡化為：過程可簡化為：l2、聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)l1) 作用l 實現(xiàn)異常情況的自動處理及特定過程的順序操作。l2) 分類l （1）由工藝參數(shù)偏離規(guī)定范圍引發(fā)的聯(lián)鎖； （2）保證設備正常運轉(zhuǎn)或設備之間正常聯(lián)絡所需的聯(lián)鎖。l3) 基本功能要求l （1）保證聯(lián)鎖動作符合工藝要求；l （2）應設置聯(lián)鎖報警功能；l （3）應設置聯(lián)鎖系統(tǒng)投運顯示。l4) 可供選擇的附加功能l （1）聯(lián)鎖延時；l （2）聯(lián)鎖的投運與切除l （3）手

9、動緊急聯(lián)鎖l (4）聯(lián)鎖的自鎖/復位l1、分析步驟：、分析步驟：l1）了解動作要求，即輸入與輸出的對應關系；l2）分清輸入、輸出及中間環(huán)節(jié)；l3）分析線路（直接讀圖）；l4）繪制圖表。 2 2、分析舉例：、分析舉例： 某控制系統(tǒng)的動作要求如下：（1）開關SW1閉合時，關閉A閥和B閥；（2）檢測開關SW2閉合時，關閉A閥，只開B閥；（3）檢測開關SW3閉合時，關閉A閥，只開B閥； 同時要求閥門打開時，相應的指示燈點亮。 注：A、B兩閥均為帶電關閉。l控制系統(tǒng)線路圖如下圖(自然狀態(tài)未上電)：R1、R2、R3不帶電，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不帶電，A、B閥打開。R1AL1R2AL

10、2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥SW1SW2LSW3nl系統(tǒng)上電，各元件狀態(tài)無變化。R1、R2、R3不帶電，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不帶電，A、B閥打開。即狀態(tài)未改變。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW1閉合時：閉合時：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlAL1亮、亮、R1帶電帶電R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A

11、閥LNSW1SW2LSW3nlR1的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)(R1-1閉合閉合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlVS2帶電，帶電，B閥關閉閥關閉R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nl同時經(jīng)同時經(jīng)R2-1、R3-1使使VS1帶電，帶電，A閥關閉閥關閉R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW1斷開，斷開，AL1滅，滅，R1失電失電R1AL1R2AL2R

12、3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlR1-1斷開，斷開，VS1、VS2失電，失電，A、B閥打開閥打開R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW2閉合時：閉合時：AL1R1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlAL2亮、亮、R2帶電帶電R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlR2的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)(R2

13、-1斷開，斷開，R2-2閉合閉合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlR2-2閉合使閉合使VS1帶電，帶電，A閥關閉閥關閉R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW2斷開，系統(tǒng)復原。斷開，系統(tǒng)復原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW3閉合時：閉合時：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1

14、SW2LSW3nlAL3亮、亮、R3帶電帶電R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlR3的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)(R3-1斷開，斷開，R3-2閉合閉合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlR3-2閉合使閉合使VS1帶電，帶電，A閥關閉閥關閉R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nlSW3斷開，系統(tǒng)復原。斷開，系統(tǒng)復原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS

15、1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B閥A閥LNSW1SW2LSW3nl動作表動作表VS2VS1AL3AL2AL1R3R2R1SW3SW2SW1說說 明明AL3亮亮A開、開、B關關01100100100AL2亮亮A開、開、B關關01010010010AL1亮亮A、B全關全關11001001001燈全滅燈全滅A、B全開全開00000000000SW3閉合閉合SW2閉合閉合SW1閉合閉合正常正常執(zhí)執(zhí)行行中中間間輸輸入入狀態(tài)狀態(tài)元件元件l1 1、分析步驟：、分析步驟：l1）了解動作要求（動作順序、輸入與輸出關系）；l2）分清輸入、輸出及中間環(huán)節(jié)；l3）分析線路；l4）繪制圖表。l 加熱槽溫度報

16、警聯(lián)鎖系統(tǒng)控制要求：當溫度超限時發(fā)出報警信號（燈亮及鈴響），同時有聯(lián)鎖動作，即關閉VS閥。按PB按鈕確認后，鈴消音。待溫度正常后，VS重新打開，同時報警燈滅。l注：VS為帶電關閉。2 2、分析舉例：、分析舉例：TS加熱槽VS控制箱控制箱蒸汽蒸汽l控制系統(tǒng)線路圖（自然狀態(tài)）控制系統(tǒng)線路圖（自然狀態(tài)）R1VSBL TSR1-2閥閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTl系統(tǒng)上電：各部件無動作系統(tǒng)上電：各部件無動作R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNl溫度超限時：溫度超限時：TS閉合閉合R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlTS閉合

17、使閉合使R1帶電帶電R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlR1的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（R1-1、R1-2閉合）閉合）R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlR1-1閉合使閉合使VS帶電，閥關閉帶電，閥關閉R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBlR1-2閉合使閉合使AL燈亮、燈亮、BL 帶電鈴響帶電鈴響TLNl按按PB后，后，R2帶電帶電R1VSBL TSR1-2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBLTSR1-

18、2閥R2ALR1-1R2-1R2-2PBlR2帶電，觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（帶電，觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（R2-1閉，閉，R2-2斷斷 ）鈴消音）鈴消音TLNlPB按鈕復原后，因按鈕復原后，因R2-1自鎖作用，自鎖作用，R2仍帶電仍帶電R1VSBLTSR1-2閥ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNl溫度正常后，溫度正常后，TS斷開，斷開，R1失電失電R1VSBL TSR1-2閥ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR1的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（的觸點狀態(tài)翻轉(zhuǎn)（R1-1、R1-2斷開）斷開）R1VSBL TSR1-2閥ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR2失電，失電， AL燈滅燈滅R1VSBL TSR1-2閥ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR2失電使其觸點狀態(tài)翻