可編程邏輯控制器PLC講義

1、可編程邏輯控制器PLC講義2 課程的主要內(nèi)容：（1）電器元件及電氣控制的基本概念和知識(shí)（2）可編程控制器原理分析、資源配置、設(shè)計(jì)方法 課程學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)：（1）認(rèn)識(shí)電器元件、了解電氣系統(tǒng)使用、掌握電氣控制基本設(shè)計(jì)分析方法建立基本的開(kāi)關(guān)電氣控制系統(tǒng)概念（2）認(rèn)識(shí)PLC的基本原理、基本資源、設(shè)計(jì)方法掌握工具學(xué)習(xí)、使用、開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)（3）鞏固、擴(kuò)展、提高對(duì)電氣控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)（開(kāi)關(guān)型），進(jìn)一步建立專業(yè)基礎(chǔ)（計(jì)算機(jī)、電子、電氣、控制原理）和專業(yè)應(yīng)用知識(shí)（開(kāi)發(fā)工具、系統(tǒng)設(shè)計(jì)）的內(nèi)在聯(lián)系。3第11章 繼電器接觸器控制系統(tǒng)和電路圖基本知識(shí)1.1 常用低壓電器的分類1.2 電源接地系統(tǒng)1.3 電器的文字符號(hào)和

2、圖形符號(hào)41.1 常用低壓電器的分類常用低壓電器的分類1.按用途或控制對(duì)象分類按用途或控制對(duì)象分類1、配電電器： 主要用于低壓配電系統(tǒng)中。2、控制電器： 主要用于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中。2.按動(dòng)作方式分類按動(dòng)作方式分類1、自動(dòng)電器：依靠自身參數(shù)的變化或外來(lái)信號(hào)的作用，自動(dòng)完成接通或分?jǐn)嗟葎?dòng)作。2、手動(dòng)電器：用手動(dòng)操作來(lái)進(jìn)行切換的電器，3.按觸點(diǎn)類型分類按觸點(diǎn)類型分類1、有觸點(diǎn)電器：并利用觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)鄟?lái)切換電路。2、無(wú)觸點(diǎn)電器：無(wú)可分離的觸點(diǎn)。主要利用電子元件的開(kāi)關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的通、斷控制。如接近開(kāi)關(guān)、霍爾開(kāi)關(guān)、電子式時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器等。4.按工作原理分類按工作原理分類1、電磁

3、式電器：根據(jù)電磁感應(yīng)原理動(dòng)作的電器。如接觸器、繼電器、電磁鐵等。2、非電量控制電器：依靠外力或非電量信號(hào)(如速度、壓力、溫度等)的變化而動(dòng)作的電器。如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等。5按低壓電器型號(hào)分類按低壓電器型號(hào)分類低壓低壓電器電器配電配電電器電器控制控制電器電器開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)熔斷器熔斷器接觸器接觸器繼電器繼電器起動(dòng)器起動(dòng)器時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器熱繼電器熱繼電器6低壓開(kāi)關(guān)：開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、低壓斷路器主令電器：按鈕、行程開(kāi)關(guān)熔斷器：熔斷型和自恢復(fù)型接觸器：交流接觸器；直流接觸器繼電器：電磁式電流、電壓和中間繼電器；時(shí)間繼電器；熱繼電器；速度繼電器71、刀開(kāi)關(guān)

4、、刀開(kāi)關(guān)靜觸頭動(dòng)觸頭QSQSQS操作桿傳動(dòng)桿接線端接線端靜觸頭動(dòng)觸頭QSQSQS(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)為直接手動(dòng)操作, (b)為手柄操作, (c)(h)為刀開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。其中(c)為一般圖形符號(hào)，(d)為手動(dòng)符號(hào) (e)為三相單投刀開(kāi)關(guān)符號(hào)、當(dāng)?shù)堕_(kāi)關(guān)用作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，其圖形符號(hào)上加有一橫杠，如圖 (f)、(g)、(h) 所示。單投刀開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào)8雙投刀開(kāi)關(guān)雙投刀開(kāi)關(guān)HS型雙投刀開(kāi)關(guān)也稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，其作用和單投刀開(kāi)關(guān)類似，常用于雙電源的切換或雙供電線路的切換等，操作桿傳動(dòng)桿接線端接線端接線端靜觸頭動(dòng)觸頭QS雙投刀開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào) 9熔斷器式刀開(kāi)

5、關(guān)熔斷器式刀開(kāi)關(guān)操作桿傳動(dòng)桿接線端接線端靜觸頭靜觸頭熔斷器QS HR型熔斷器式刀開(kāi)關(guān)也稱刀熔開(kāi)關(guān)，它實(shí)際上是將刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合成一體的電器，刀熔開(kāi)關(guān)操作方便，并簡(jiǎn)化了供電線路，在供配電線路上應(yīng)用很廣泛。熔斷器式刀開(kāi)關(guān)示意圖及圖形符號(hào) 10開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)俗稱閘刀或膠殼刀開(kāi)關(guān)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用維修方便，故得到廣泛應(yīng)用。主要用作電氣照明電路，電熱電路。小容量電動(dòng)機(jī)電路的不頻繁控制開(kāi)關(guān)，也可用作分支電路的配電開(kāi)關(guān)。QLFU負(fù)荷開(kāi)關(guān) 112、熔斷器 熔斷器種類 按結(jié)構(gòu)分為開(kāi)啟式、半封閉式和封閉式； 按有無(wú)填料分為有填料式、填料式

6、； 按用途分為工業(yè)用熔斷器、保護(hù)半導(dǎo)體器件熔斷器及自復(fù)式熔斷器等。熔斷器在電路中主要起短路保護(hù)作用，用于保護(hù)線路。 12常用的熔斷器常用的熔斷器常用的熔斷器常用的熔斷器1、插入式熔斷器， 2、螺旋式熔斷器，3、RMl0型密封管式熔斷器，4、RT型有填料密封管式熔斷器熔斷器類型及圖形符號(hào)瓷蓋熔絲插頭導(dǎo)線底座插座(a) RC1型瓷插式熔斷器底座熔芯接線端接線端瓷帽上螺旋導(dǎo)體下螺旋導(dǎo)體熔斷指示器熔芯導(dǎo)電帽導(dǎo)電底座(b) RL1型螺旋式熔斷器13熔體銅帽插刀接線端絕緣筒插座(c) RM10型密封管式熔斷器插刀接線端插座網(wǎng)狀熔體石英砂填料瓷套管(d) RT0型有填料式熔斷器FU(e)熔斷器圖形符號(hào)143

7、、 斷路器斷路器 低壓斷路器俗稱自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān)，用于低壓配電電路中不頻繁通斷控制。在電路發(fā)生短路、過(guò)載或欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)喙收想娐?，是一種控制兼保護(hù)電器。 斷路器的種類 框架式斷路器：主要用作配電線路的保護(hù)開(kāi)關(guān)， 塑料外殼式斷路器：可用作配電線路的保護(hù)開(kāi)關(guān)，還可用作電動(dòng)機(jī)、照明電路及電熱電路的電源開(kāi)關(guān)。 15斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理DW型框架式斷路器DZ型塑料外殼式斷路器16斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理 斷路器主要由三個(gè)基本部分組成：即觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器，包括過(guò)電流脫扣器、失壓(欠電壓)脫扣器、熱脫扣器、分勵(lì)脫扣器和自由脫扣器。分勵(lì)脫扣器遠(yuǎn)

8、控按鈕過(guò)載保護(hù)過(guò)流保護(hù)失壓保護(hù)過(guò)電流脫扣器失電壓脫扣器熱脫扣器QFQF斷路器圖形符號(hào)斷路器工作原理示意圖及圖形文字符號(hào)17 4、接觸器接觸器接觸器主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等。能頻繁地接通或斷開(kāi)交直流主電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制。 CZ18系列直流接觸器系列直流接觸器 18123456主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)鐵心線圈反力彈簧絕緣連桿(a)接觸器示意圖KMKMKM主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)線圈A1A231324344123456131421223132434413142122A1A2KM主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)線圈1234561314212231324344A1A2(b)接觸器圖形符號(hào)交流接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖及

9、圖形符號(hào)195、控制繼電器、控制繼電器控制繼電器用于電路的邏輯控制，繼電器具有邏輯記憶功能，能組成復(fù)雜的邏輯控制電路，繼電器用于將某種電量(如電壓、電流)或非電量(如溫度壓力轉(zhuǎn)速時(shí)間等)的變化量轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)量 以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的自動(dòng)控制功能。繼電器的種類：按輸入量分可分為電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。按工作原理可分為電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式等。按用途分可為控制繼電器、保護(hù)繼電器等。按輸入量變化形式可分為有無(wú)繼電器和量度繼電器。有無(wú)繼電器是根據(jù)輸入量的有或無(wú)來(lái)動(dòng)作的，無(wú)輸入量時(shí)繼電器不動(dòng)作，有輸入量時(shí)繼電器動(dòng)作。如中間繼電器、通用繼電器、時(shí)間繼電器等。量度繼電器是

10、根據(jù)輸入量的變化來(lái)動(dòng)作的，工作時(shí)其輸入量是一直存在的，只有當(dāng)輸入量達(dá)到一定值時(shí)繼電器才動(dòng)作。如電流繼電器、電壓繼電器、熱繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、液位繼電器等。20電磁式繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器廣泛地應(yīng)用于低壓控制系統(tǒng)中，常用的電磁式繼電器有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器以及各種小型通用繼電器等。常開(kāi)接點(diǎn)常閉接點(diǎn)反力彈簧調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)螺絲線圈銜鐵鐵軛非磁性墊片X1 X2XY輸入量輸出量10(a) 直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖(b) 繼電器輸入輸出持性直流電磁式繼電器結(jié)構(gòu)示意圖小型通用繼電器21中間繼電器 中間繼電器在控制電路中的起邏輯變換和狀態(tài)記憶的功能，以及用于擴(kuò)展接點(diǎn)的容量和數(shù)

11、量，另外在控制電路中還可以調(diào)節(jié)各繼電器、開(kāi)關(guān)之間的動(dòng)作時(shí)，防止電路誤動(dòng)作的作用。觸點(diǎn)鐵心線圈反力彈簧絕緣連桿(a)中間繼電器示意圖觸點(diǎn)線圈KAKAA1A2(b)中間繼電器圖形符號(hào)中間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形文字符號(hào) JZ7系列中間繼電器系列中間繼電器 JZY1系列中間繼電器系列中間繼電器 22電流繼電器和電壓繼電器電流繼電器和電壓繼電器 1、電流繼電器電流繼電器的輸入量是電流，它是根據(jù)輸入電流大小而動(dòng)作的繼電器。電流繼電器的線圈串入電路中，以反映電路電流的變化，其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小。電流繼電器可分為：欠電流繼電器、過(guò)電流繼電器。(a)欠電流繼電器(b)過(guò)電流繼電器電流繼電器的圖形符號(hào)和

12、文字符號(hào)JL12系列電流繼電器DL-20C電流繼電器 232、電壓繼電器 電壓繼電器的輸入量是電路的電壓大小，電壓繼電器根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作。與電流繼電器類似電壓繼電器也分為欠電壓繼電器和過(guò)電壓繼電器兩種。 電壓繼電器工作時(shí)并聯(lián)在電路中，因此線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，阻抗大，反映電路中電壓的變化，用于電路的電壓保護(hù)。(b)過(guò)電壓繼電器(a)欠電壓繼電器電壓繼電器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)DY-20CE系列系列電壓繼電器電壓繼電器DY-3 電壓繼電器電壓繼電器24時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器l 時(shí)間繼電器在控制電路中用于時(shí)間的控制。其種類很多，按其動(dòng)作原理可分為電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式等。按延時(shí)方式可分

13、為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。JS14P系列數(shù)系列數(shù)字式時(shí)間繼電器字式時(shí)間繼電器 JS11系列數(shù)字系列數(shù)字式時(shí)間繼電器式時(shí)間繼電器 JS20系列系列時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器 25鐵心動(dòng)鐵心動(dòng)鐵心鐵心進(jìn)氣孔進(jìn)氣孔(a)通電延時(shí)繼電器示意圖(c)斷電延時(shí)繼電器示意圖 通電延時(shí)接點(diǎn)斷電延時(shí)接點(diǎn)瞬動(dòng)接點(diǎn)瞬動(dòng)接點(diǎn)橡皮膜線圈彈簧延時(shí)調(diào)節(jié)螺絲延時(shí)調(diào)節(jié)螺絲傳動(dòng)桿橡皮膜氣室氣室或或或或KTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKTKT弱彈簧弱彈簧活塞桿杠桿傳動(dòng)桿通電延時(shí)接點(diǎn)瞬動(dòng)接點(diǎn)線圈(b)通電延時(shí)繼電器圖形符號(hào)(d)斷電延時(shí)繼電器圖形符號(hào)斷電延時(shí)接點(diǎn)瞬動(dòng)接點(diǎn)線圈空氣阻尼式時(shí)間繼電器示意圖及圖形符號(hào)l 通

14、電延時(shí)型空氣阻尼式時(shí)間繼電器26熱繼電器 熱繼電器主要是用于電氣設(shè)備（主要是電動(dòng)機(jī)）的過(guò)負(fù)荷保護(hù)，熱繼電器是一種利用電流熱效應(yīng)原理工作的電器，它具有與電動(dòng)機(jī)容許過(guò)載特性相近的反時(shí)限動(dòng)作特性，主要與接觸器配合使用，用于對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷和斷相保護(hù)。FRFRFRFRFR雙金屬片熱元件傳動(dòng)桿 觸點(diǎn)復(fù)位按鈕復(fù)位螺絲手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕(b)熱繼電器圖形符號(hào)(a)熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖熱元件觸點(diǎn)熱繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)27速度繼電器速度繼電器 速度繼電器又稱為反接制動(dòng)繼電器，主要用于三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制。 速度繼電器的原理示意圖及圖形符號(hào)NS轉(zhuǎn)軸簧片觸點(diǎn)擺錘定子鼠籠繞組永久磁鐵nnSV

15、SVSVJY-1型速度繼電器 28 液位繼電器液位繼電器 液位繼電器主要用于對(duì)液位的高低進(jìn)行檢測(cè)發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以控制電磁閥、液泵等設(shè)備對(duì)液位的高低進(jìn)行控制。 NNSS浮筒(a)液位繼電器（傳感器）示意圖SLSLSLSL(b) 圖形符號(hào)一02型液位繼電器結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào) 浮球液位繼電器 296、主令電器 主令電器用于在控制電路中以開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的通斷形式來(lái)發(fā)布控制命令，使控制電路執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)。主令電器應(yīng)用廣泛，種類繁多，常見(jiàn)的有按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、主令控制器、選擇開(kāi)關(guān)、足踏開(kāi)關(guān)等。LT3腳踏開(kāi)關(guān)腳踏開(kāi)關(guān) LX2系列行程開(kāi)關(guān)系列行程開(kāi)關(guān) LA10系列按鈕開(kāi)關(guān)系列按鈕開(kāi)關(guān)

16、LK5系列主令控制器系列主令控制器 30按鈕按鈕 按鈕是一種最常用的的主令電器，用于在控制電路中發(fā)布控制命令 (c)急停按鈕示意圖(a)按鈕示意圖(d)急停按鈕圖形符號(hào)(b)按鈕圖形符號(hào)SBSBSBSBSB按鈕結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)31行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān)又叫限位開(kāi)關(guān)，它的種類很多，按運(yùn)動(dòng)形式可分為直動(dòng)式、微動(dòng)式、轉(zhuǎn)動(dòng)式等；按觸點(diǎn)的性質(zhì)分為有觸點(diǎn)式和無(wú)觸點(diǎn)式。1、觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)(a)直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)示意圖(b)微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)示意圖SQSQ滾輪弓型彈簧彈簧觸點(diǎn)轉(zhuǎn)桿(c)旋轉(zhuǎn)式雙向機(jī)械碰壓限位開(kāi)關(guān)示意圖圖形符號(hào)圖形符號(hào)行程開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號(hào)32接近開(kāi)關(guān)輸出形式接近開(kāi)關(guān)輸出形式有兩線、三線和四線式幾種

17、，晶體管輸出類型有NPN和PNP兩種，外形有方型、圓型、槽型和分離型等多種。遠(yuǎn)距分離型光電開(kāi)關(guān)槽型光電式接近開(kāi)關(guān)光源光線光電開(kāi)關(guān)槽型和分離型光電開(kāi)關(guān)33轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是一種多擋位、多觸點(diǎn)、能夠控制多回路的主令電器。各種控制設(shè)備中線路的換接、遙控和電流表、電壓表的換相測(cè)量等；也可用于控制小容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、換向、調(diào)速。單極5位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA5位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)手柄4極5位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)0 1 212SA1234圖形符號(hào)圖形符號(hào)圖形符號(hào)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及圖形符號(hào)347、其它 信號(hào)燈信號(hào)燈 信號(hào)燈也叫指示燈，主要用于各種電氣設(shè)備及線路中作電源指示、顯示設(shè)備的工作狀態(tài)以及操作警示等。HLHLHLRDHLRDLED平

18、光燈閃光燈紅燈紅色發(fā)光二極管燈XD16系列信號(hào)燈系列信號(hào)燈 35報(bào)警器報(bào)警器常用的報(bào)警器有電鈴和電喇叭等，一般電鈴用于正常的操作信號(hào)（如設(shè)備起動(dòng)前的警示）和設(shè)備的異?，F(xiàn)象（如變壓器的過(guò)載、漏油）。電喇叭用于設(shè)備的故障信號(hào)（如線路短路跳閘）。HAHAHAHAHA電鈴蜂鳴器電喇叭優(yōu)選形優(yōu)選形一般形一般形361.2 電源系統(tǒng) TN系統(tǒng)（一點(diǎn)接地）：電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分用保護(hù)導(dǎo)線（PE黃綠線）與直接接地點(diǎn)連接。TN-S系統(tǒng)（中線和保護(hù)地線分開(kāi)）、TN-C系統(tǒng)（中線和保護(hù)地線合一）、TN-C-S系統(tǒng)（部分中線和保護(hù)地線合一） IT系統(tǒng)：供電系統(tǒng)接地和裝置保護(hù)接地獨(dú)立 TT系統(tǒng)：只有一個(gè)保護(hù)接地（電氣設(shè)備的金屬外殼直接接到大地）37電器的文字符號(hào)和圖形符號(hào) 電器的文字符號(hào)電器的文字符號(hào) 國(guó)家標(biāo)淮GB5094-85電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào) GB7159-87電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則。 在GB7159-87電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則中將所有的電氣設(shè)