電器控制系統(tǒng)課件

1、第1篇 電氣控制系統(tǒng)第1章 常用低壓電器1.1 概述 1）電力拖動(dòng)：用電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械使之運(yùn)動(dòng)的方式。 生產(chǎn)上廣泛采用的控制系統(tǒng)為：繼電器接觸器控制系統(tǒng)。 2）繼電器接觸器控制系統(tǒng)：用按鈕開關(guān)、接觸器、繼電器等有觸點(diǎn)電器組成。 （1）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、維修方便。 （2）缺點(diǎn)；體積大、工作壽命低。用這類電器組成較復(fù)雜控制系統(tǒng)時(shí)，顯得觸點(diǎn)多，易出故障。 電動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng) 使動(dòng)裝置(電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間) 3）電器：是一種能控制電的設(shè)備。它是一種能夠根據(jù)外界信號(hào)的要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)電路或非電對(duì)象地切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)作

2、用地電氣設(shè)備。 （1）電器分類： 按工作電壓等級(jí)分 高壓電器：AC1200V; DC1500V 低壓電器： AC1200V;=I。式中， IFU為熔體的額定電流， I為電路的工作電流。 （2）對(duì)于電動(dòng)機(jī)類負(fù)載，要考慮起動(dòng)沖擊電流的影響，應(yīng)按下式計(jì)算：IFU=(1.5-2.5)IN （3）對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)由一個(gè)熔斷器保護(hù)時(shí)，熔體的額定電流應(yīng)按下式計(jì)算：IFU=(1.5-2.5)INMAX+IN式中， INMAX為容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流， IN為其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和 （4）降壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)選用熔體的額定電流等于或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。吸引線圈主觸頭常開輔助觸頭常閉輔助觸頭1.5.2 交

3、流接觸器 （1）基本結(jié)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)：由線圈、動(dòng)鐵心（銜鐵）和靜鐵心組成。 觸頭系統(tǒng)：由主觸頭和輔助觸頭組成。主觸頭由用于通斷主電路，其額定電流一般為5A。（2）工作原理： （2）圖形符號(hào)：1.5.1 接觸器文字符號(hào)、圖形符號(hào) （1）文字符號(hào)：KM1.5 接觸器工作原理示意圖CJ20CJT11.5.3 直流接觸器工作原理示意圖1.5.4 主要技術(shù)參數(shù) 1）型號(hào) 目前國內(nèi)常用交流接觸器主要有：CJ10、CJ12、CJ20等系列。其中CJ10、CJ12是早期全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品；CJ20系列是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新型接觸器，主要適用于交流50Hz、電壓660V以下(其中部分等級(jí)可用于1140V)、電流6

4、30A以下的電力線路中。 近年來從國外引進(jìn)一些交流接觸器產(chǎn)品，有德國BBC公司的B系列、西門子公司的3TB系列、法國TE公司的LC1-D和LC2-D系列等。 交流接觸器的型號(hào)意義：國內(nèi)常用的直流接觸器有CZ18、CZ21、CZ22等系列。直流接觸器的型號(hào)意義： 2）額定參數(shù)：主要有額定電壓、額定電流和線圈的額定電壓等。 （1）額定電壓 接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸頭薩格的額定電壓，通常用的電壓等級(jí)為： 直流接觸器：220V,440V,660V。 交流接觸器：220V,380V,500V。 （2） 額定電流 接觸器銘牌上的額定電流是指主觸頭薩格的額定電流，通常用的電流等級(jí)為： 直流接觸器：25

5、A,40A,60A,100A,150A,250A,400A,600A。 交流接觸器：5A,10A,20A,40A,60A,100A,150A,200A,250A等。 （3）線圈的額定電壓 通常用的電壓等級(jí)為：直流線圈額定電壓有24V,48V,220V。交流線圈的額定電壓有：36V,127V,220V,380V等。選用時(shí)一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載需要頻繁動(dòng)作時(shí)，可以采用直流線圈的交流接觸器。1.5.5 接觸器的選用 選用接觸器時(shí)應(yīng)從其工作條件出發(fā)，主要考慮下列因素。 1 )控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器。 2）接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性

6、質(zhì)相一致。 交流接觸器按負(fù)荷種類一般分為四類，分別記為AC1、 AC2 、 AC3和AC4 。其對(duì)應(yīng)的控制對(duì)象分別為： AC1 無感或起動(dòng)微感負(fù)荷，如白熾燈、電阻爐； AC2 繞組式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止； AC3 籠行異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行中分?jǐn)啵?AC4 籠行異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)。 直流接觸器的使用類別大致可分為3類,DC135,其中類控制無感或起動(dòng)微感負(fù)荷；類控制并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)等。 3）主觸頭的額定工作電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。 4）主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流。 5）吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在

7、線圈額定電壓85及以上時(shí)應(yīng)能可靠地吸合。1.6 繼電器 繼電器是一種根據(jù)外界輸入地一定信號(hào)(電的或非電的)開控制電路中的電流通斷的自動(dòng)切換電器。 繼電器的種類繁多，常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器以及速度繼電器等。1.6.1 電流、電壓繼電器 1）文字符號(hào)：KA(電流繼電器) KV(電壓繼電器) 2）圖形符號(hào)：過電流繼電器線圈欠電流繼電器線圈過電壓繼電器線圈欠電壓繼電器線圈常閉觸頭常開觸頭 3）結(jié)構(gòu)及工作原理 （1）電流繼電器：根據(jù)輸入(線圈)電流大小而動(dòng)作的繼電器。電流繼電器的線圈串接在被測(cè)電路中，以反應(yīng)電流的變化。其觸點(diǎn)接在控制電路中，用于控制接觸器的線圈或

8、信號(hào)指示燈的通斷。 過電流繼電器:當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時(shí)立即將電路切斷。因此，只有當(dāng)過流繼電器線圈通過電流超過額定電流時(shí)，繼電器才動(dòng)作。過電流繼電器的動(dòng)作電流整定范圍：交流過電流繼電器為110350IN，直流過電流繼電器為70300IN， 欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時(shí)立即將電路切斷。因此，主要當(dāng)欠電流繼電器線圈通過電流低于整定電流時(shí)，繼電器才動(dòng)作。欠電流繼電器動(dòng)作電流整定范圍：吸合電流為3050IN釋放電流為1020IN 。 （2）電壓繼電器：根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作的繼電器。電壓繼電器線圈與被測(cè)電路并聯(lián)。 過電壓繼電器：動(dòng)作電壓整定范圍為 105120UN 欠電壓繼電器：吸合電壓調(diào)整范圍：

9、3050UN 釋放電壓調(diào)整范圍： 720UN1.6.2 中間繼電器1）文字符號(hào)：KA2）圖形符號(hào)：吸引線圈常閉觸頭常開觸頭3）工作原理 中間繼電器的原理是將一個(gè)輸入信號(hào)變成多個(gè)輸出信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)放大（即增大觸頭容量）的繼電器。其實(shí)質(zhì)是電壓繼電器，但它的觸頭數(shù)量較多（可達(dá)8對(duì)），觸頭容量較大（510A）、動(dòng)作靈敏。 4）型號(hào) 中間繼電器按電壓分兩類：一類是用于交直流電路中的JZ系列，另一類是只用于直流操作的各種繼電器保護(hù)線路中的DZ系列。 5）用途 當(dāng)其它電器的觸頭對(duì)數(shù)不夠用時(shí)，可借助中間繼電器來擴(kuò)展它們的觸頭容量。實(shí)物圖1.6.3 時(shí)間繼電器1）文字符號(hào)： KT2）圖形符號(hào)：通電延時(shí)型：斷電延時(shí)

10、型：常閉瞬動(dòng)觸頭常開延時(shí)觸頭常開常閉線圈常閉瞬動(dòng)觸頭常開延時(shí)觸頭常開常閉線圈3）基本結(jié)構(gòu)及工作原理 以空氣阻尼式通電延時(shí)繼電器為例說明：4）主要技術(shù)參數(shù)：（1）常用空氣阻尼式時(shí)間繼電器為JS7、JS23系列。型號(hào)： 額定參數(shù)：觸點(diǎn)額定電壓、電流：380V、5A線圈電壓：交流36V、127V、220V、380V延時(shí)范圍：0.460s和0.4180s（2）常用晶體管式時(shí)間繼電器有：JS14A、JS15、JSJ等系列。 （3）常用數(shù)字式時(shí)間繼電器有：JS14S、JSS1、JS14P、H48S、DH14S。5）時(shí)間繼電器的選用 時(shí)間繼電器在選用時(shí)應(yīng)考慮延時(shí)方式（通電延時(shí)或斷電延時(shí)）、延時(shí)范圍、延時(shí)精度

11、要求外、外形尺寸、安裝方式、價(jià)格因素。 常用的時(shí)間繼電器有氣囊式、空氣阻尼式、電磁式、電動(dòng)式及電子式等，在要求延時(shí)范圍大、延時(shí)準(zhǔn)確度高的場(chǎng)合，應(yīng)選用電動(dòng)式或電子式時(shí)間繼電器。當(dāng)延時(shí)精度要求不高，電源電壓波動(dòng)較大的場(chǎng)合，可選用價(jià)格較低的電磁式或氣囊式時(shí)間繼電器。 空氣阻尼式時(shí)間繼電器（JS7系列） 晶體管式時(shí)間繼電器（JS14）數(shù)字式時(shí)間繼電器（JSS14）1.6.4 熱繼電器1）文字符號(hào)：FR2）圖形符號(hào)：熱元件常閉觸頭常開觸頭3）基本結(jié)構(gòu)及工作原理 熱元件串接在電動(dòng)機(jī)定子繞組中，電動(dòng)機(jī)繞組電流即為流過熱元件的電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量只能使雙金屬片稍微彎曲，但還不足以使熱繼電

12、器的觸頭動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，流過熱元件的電流增大，熱元件產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片產(chǎn)生彎曲的位移增大，經(jīng)過一定時(shí)間后，雙金屬片推動(dòng)導(dǎo)板使熱繼電器的觸頭動(dòng)作，切斷控制電動(dòng)機(jī)所用的接觸器線圈電路，使電動(dòng)機(jī)斷電，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而防止了因溫升過高而使電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣被破壞。 4）主要技術(shù)參數(shù) 常用的熱繼電器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20等幾個(gè)系列。（1）型號(hào)：（2）技術(shù)參數(shù)額定電流：為發(fā)熱元件額定電流；整定電流的調(diào)節(jié)范圍：5）熱繼電器的選用 熱繼電器的選擇主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定。熱繼電器的型號(hào)及熱元件的額定電流等級(jí)。對(duì)星形接線的電動(dòng)機(jī)可選兩相或三相結(jié)構(gòu)式的，

13、對(duì)三角形接線的電動(dòng)機(jī)，最好選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動(dòng)機(jī)的額定電流相等。JR36JR28JR201.7 信號(hào)燈 1.7.1 文字符號(hào)： HL（信號(hào)燈） EL（照明燈）1.7.2 圖形符號(hào)：1.7.3 結(jié)構(gòu)： 信號(hào)燈由燈座、燈罩、燈泡和外殼組成。燈罩由有色玻璃或塑料制成，通常有紅。黃、綠、乳白、橙色、無色等六種顏色。 1.7.4 型號(hào)： 我國生產(chǎn)的信號(hào)燈主要系列有AD1、AD2、AD11、XDJ1、XDY1等系列。AD1的燈泡有白熾燈和氖燈兩種，采用變壓器或電阻降壓；AD2為白熾燈，采用電容降壓；XDJ1采用發(fā)光二極管作為電源； AD11系列為半導(dǎo)體節(jié)能信號(hào)燈。

14、這些產(chǎn)品可替代進(jìn)口和各型老產(chǎn)品。 信號(hào)燈實(shí)物圖1.6.4 速度繼電器1）文字符號(hào)：KS2）圖形符號(hào)：3）基本結(jié)構(gòu)及工作原理轉(zhuǎn)子常開觸頭常閉觸頭4）型號(hào)及用途 常用的速度繼電器有JY1型和JFZ0型。JY1型能在3000r/min以下可靠工作；JFZ01型適用與3001000 r/min ， JFZ02型適用與10003600 r/min 。一般速度繼電器轉(zhuǎn)軸在120 r/min左右既能動(dòng)作，在100 r/min以下復(fù)位。第2章 電氣控制系統(tǒng)的基本控制線路2.1 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制2.1.1 單向起動(dòng)控制 控制線路：由閘刀開關(guān)、熔斷器、接觸器、按鈕等組成。 主電路：三相電源到電動(dòng)機(jī)

15、的電路。由閘刀開關(guān)、熔斷器、接觸器主觸頭、熱繼電器發(fā)熱元件組成。 控制電路：由按鈕和接觸器吸引線圈等組成。 控制線路安裝布線圖：把同一電器各工作部件集中在一起，按各部件實(shí)際位置畫出。 控制線路原理圖：主電路畫在一邊，控制電路畫在另一邊。 說明： （1）同一電器各工作部件畫在各處，但它們的動(dòng)作相互關(guān)聯(lián)。 （2）同一電器上的各部件，必須標(biāo)以相同文字符號(hào)。 1）工作原理 2）保護(hù)環(huán)節(jié) 短路保護(hù)：FU 過載保護(hù)：FR 失壓保護(hù)：KM 失壓保護(hù)指發(fā)生突然停電時(shí)，電動(dòng)機(jī)與電源迅速斷開，當(dāng)電源恢復(fù)供電時(shí)，如不重新按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。 3）電路改進(jìn) （1）既能連續(xù)運(yùn)動(dòng)又能點(diǎn)動(dòng)控制 點(diǎn)動(dòng)：按下起動(dòng)按鈕

16、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開起動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 采取措施：在自鎖支路串聯(lián)鈕子開關(guān)S。 （2）多地控制 控制要求：有些設(shè)備為了操作方便，需要在2個(gè)（或多個(gè)）地點(diǎn)分別進(jìn)行起動(dòng)和停止控制。 采取措施：將 2個(gè)（或多個(gè)）起動(dòng)按鈕的常開觸頭并聯(lián)，將停止按鈕的常閉觸頭串在同一控制電路中。2.1.2 正反轉(zhuǎn)控制 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：將電動(dòng)機(jī)任意兩根火線對(duì)調(diào)。 實(shí)現(xiàn)方法： 采用KM1、KM2兩個(gè)接觸器控制電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)。 KM1控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。 KM2控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 1）線路圖 （1）主電路（2）控制電路 要求：KM1、KM2線圈不能同時(shí)有電，以避免電源相之間短路。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)KM1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)KM22）工作原理3）保護(hù)環(huán)節(jié)短路

17、保護(hù)：FU過載保護(hù)：FR失壓保護(hù)：KM1、KM22.1.3 行程限位控制 有些位移性生產(chǎn)機(jī)械或部件（如起重機(jī)小車、電梯、銑床的工作臺(tái)等）需要有終端限位控制或自動(dòng)往返控制。 1）控制要求：有一工作臺(tái)可實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到終端時(shí)，自行停車。 2）實(shí)現(xiàn)方法： （1）用接觸器KM1控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，使工作臺(tái)向前移動(dòng)；用接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，使工作臺(tái)向后移動(dòng)。 （2）行程開關(guān)SQ1作為工作臺(tái)向前移動(dòng)的終端限位開關(guān)；行程開關(guān)SQ2作為工作臺(tái)向后移動(dòng)的終端限位開關(guān)。3）線路圖（1）主電路SQ2SQ1（2）控制電路（3）工作原理2.1.4 順序控制 有的生產(chǎn)機(jī)械和設(shè)備需要多臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，而各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起

18、動(dòng)與停止需要有一定的順序控制關(guān)系。 1）控制要求： 在一臺(tái)鍋爐控制，有M1、M2兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)。M1引風(fēng)電動(dòng)機(jī)；M2送風(fēng)電動(dòng)機(jī)。 要求：起動(dòng)時(shí)，引風(fēng)機(jī)M1先起動(dòng)，送風(fēng)機(jī)M2后起動(dòng)；停止時(shí)則相反，送風(fēng)機(jī)M2后停止，引風(fēng)機(jī)M1先停止。2）線路圖（1） 主電路（2）控制電路3）工作原理2.2 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制2.2.1 定子線路串電阻降壓起動(dòng)控制 1）控制要求：電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)時(shí)定子線路串聯(lián)電阻R，以實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，恢復(fù)額定電壓進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2）實(shí)現(xiàn)方法： （1）接觸器KM1閉合，電動(dòng)機(jī)M定子線路串電阻降壓起動(dòng)。 （2）接觸器KM2閉合，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （3）時(shí)間繼電器KT

19、通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器的整定值時(shí)，KM2閉合。 3）線路圖 （1）主電路 （2）控制電路 4）工作原理 5）電路改進(jìn) 從前面分析可知，本線路在起動(dòng)結(jié)束后，KM1、KT一直得電工作。為了減少能量損耗，延長接觸器、繼電器得使用壽命，要求M起動(dòng)以后，KM1、KT斷電。2.2.2 星形三角形降壓起動(dòng)控制 1）控制要求： 電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)時(shí)為星形連接，以實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后改為三角形連接，以恢復(fù)額定電壓進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2）實(shí)現(xiàn)方法： （1）接觸器KM1控制電機(jī)M通電 接觸器KM2控制電機(jī)M三角形連接 接觸器KM3控制電機(jī)M星形連接 （2）時(shí)間繼電器KT通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器整定值時(shí)

20、使KM3斷電、KM2通電，電動(dòng)機(jī)三角形連接正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3）線路圖 （1）主電路 （2）控制電路（3）工作原理2.2.3 定子線路串自耦變壓器的降壓起動(dòng)控制 1）控制要求： 自耦變壓器按星形接線，起動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接到自耦變壓器二次側(cè)。電動(dòng)機(jī)定子繞組得到的電壓即為自耦變壓器的二次電壓。當(dāng)起動(dòng)完畢時(shí)，自耦變壓器被切除，額定電壓（即自耦變壓器的一次電壓）直接加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓正常運(yùn)行。 2）實(shí)現(xiàn)方法： （1） 接觸器KM1、KM2控制電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)。接觸器KM3控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行。 （2）時(shí)間繼電器KT通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器的整定值時(shí)，使KM1、KM2斷電，K

21、M3通電，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3）線路圖 （1）主電路 （2）控制電路4）工作原理2.3 三相鼠籠電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制2.3.1 電源反接制動(dòng)系統(tǒng) 1）實(shí)現(xiàn)方法： （1）KM1為電動(dòng)機(jī)M單向旋轉(zhuǎn)接觸器 （2）KM2為反接制動(dòng)接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動(dòng)電阻。 2）線路圖 （1）主電路 （2）控制電路KSKS 3）工作原理 合上電源開關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)在全壓下起動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)速升到某一值（通常為大于120r/min）以后，速度繼電器KV的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，為制動(dòng)接觸器KM2的通電作準(zhǔn)備。 停車時(shí)，按下按鈕SB1，KM1斷電釋放，KM2線圈通電動(dòng)

22、作并自鎖，KM2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，改變了電動(dòng)機(jī)定子繞組中電源的相序，電動(dòng)機(jī)在定子繞組傳入電阻R的情況下反接制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min時(shí)，速度繼電器KV復(fù)位，KM2線圈斷電釋放，制動(dòng)過程結(jié)束。 2.3.2 能耗制動(dòng)系統(tǒng) 1）控制要求： 當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)快速停止時(shí)，若在斷開交流電源后，立即在定子繞組接入一直流電源，直流電流就會(huì)在電動(dòng)機(jī)定子繞組中產(chǎn)生一個(gè)靜止的磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子由于慣性作用在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并切割這個(gè)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到迅速而準(zhǔn)確地制動(dòng)地目的。 能耗制動(dòng)的效果與通入直流電流的大小和三相繞組接法有關(guān)（可以

23、有幾種接法），但直流電流不能大于交流的起動(dòng)電流，電動(dòng)機(jī)停止時(shí)要立即斷開直流電源。 2）實(shí)現(xiàn)方法 （1）KM1為電動(dòng)機(jī)M單向旋轉(zhuǎn)接觸器 （2）KM2為能耗制動(dòng)接觸器 （3）時(shí)間繼電器KT通電開始計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到時(shí)間繼電器的整定值時(shí)（電動(dòng)機(jī)M已停轉(zhuǎn)） ，使KM2斷電，直流電源被切除，制動(dòng)結(jié)束。 3）線路圖（1）主電路（2）控制電路4）工作原理 電動(dòng)機(jī)要工作時(shí)，合上開關(guān)QS，按下起動(dòng)按鈕SB1，接觸器KM1線圈通電，其主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 需要停下時(shí)，按下按鈕SB2，其常閉觸頭斷開，使KM1失電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離交流電源。同時(shí)SB2的常開觸頭閉合，因KM1常閉觸頭復(fù)位，使制動(dòng)接觸器KM2及時(shí)間繼電

24、器KT線圈通電，KM2的輔助觸頭用于自鎖和互鎖；KM2的主觸頭閉合，交流電源經(jīng)變壓器和單相整流橋變?yōu)橹绷麟姴⑦M(jìn)入電動(dòng)機(jī)定子繞組，產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子相互切割感應(yīng)電勢(shì)，產(chǎn)生電流，電流與靜止磁場(chǎng)共同作用，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)在能耗制動(dòng)下迅速停止。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，KT的延時(shí)觸頭就應(yīng)該終止延時(shí)并打開，使KM2失電釋放，直流電源被切除，制動(dòng)結(jié)束。2.4.1 控制要求 1）三相交流電的電源頻率固定以后，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速與它的極對(duì)數(shù)成反比，即n60f/p。于是變更電動(dòng)機(jī)定子繞組的接線方式，使其在不同的極對(duì)數(shù)下運(yùn)行，其同步轉(zhuǎn)速便會(huì)隨之改變，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)子速度。2.4 三相鼠籠電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速控制 上圖為4

25、/2極的單繞組雙速電動(dòng)機(jī)定子繞組接線示意圖，其中圖將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U1、V1、W1的三個(gè)接線端子接三相電源，而將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U2，V2，W2三個(gè)接線端子懸空，每相繞組的兩個(gè)線圈串聯(lián)，三相定子繞組為連接，此時(shí)磁極為4極，同步轉(zhuǎn)速為1500rmin，為低速接法。 若要電動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)，可接成上圖形式，將電動(dòng)機(jī)定子繞組的U2，V2，W2三個(gè)接線端子接三相電源，而將另外3個(gè)接線端子U1，V1，W1連在一起，則原來三相定子繞組的連接立即變?yōu)殡p連接，此時(shí)每相繞組的兩個(gè)線圈為并聯(lián)，磁極為2極，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。可見電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速是低速時(shí)的2倍。 2）繞組改極后，其相序方向和原來相序

26、相反。所以，在變極時(shí)，必須把電動(dòng)機(jī)任意兩個(gè)出線端對(duì)調(diào)，以保持高速和低速時(shí)的轉(zhuǎn)向相同。2.4.2 實(shí)現(xiàn)方法 （1）轉(zhuǎn)換開關(guān)SA有低速（L）、高速（H）和中間位置（停止）三檔。 （2）接觸器KM3控制電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)M為三角形連接。 （3）接觸器KM2控制電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)M為雙星形連接。 （4）當(dāng)SA處在高速位置時(shí)，時(shí)間繼電器通電，使KM3通電，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，延時(shí)一段時(shí)間后，KM3斷電，KM2、KM1閉合，電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。2.4.3 線路圖 1）主電路 2）控制電路 2 ）當(dāng)開關(guān)S處在高速位置H時(shí)，線路的工作情況如下： （1）時(shí)間繼電器KT首先通電，其瞬動(dòng)動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接觸器KM3線

27、圈通電，主觸點(diǎn)閉合，將電動(dòng)機(jī)接成三角形作低速起動(dòng)； （2）經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后，KT的延時(shí)斷開動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，KM3線圈斷電，其觸點(diǎn)復(fù)位。而KT的延時(shí)閉合動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使KM2的線圈通電，KM2的主觸點(diǎn)閉合將U1、V1、W1連在一起，同時(shí)通過KM2的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合使KM1線圈通電，KM1的主觸點(diǎn)閉合使電動(dòng)機(jī)以雙星形接線高速運(yùn)行。 2.4.4 工作原理 1）當(dāng)開關(guān)S處在低速L位置時(shí)，接觸器KM3線圈通電，KM3的主觸點(diǎn)閉合，將定于繞組的接線端U1、V1、W1接到三相電源上，而此時(shí)由于KM1、KM2動(dòng)合觸點(diǎn)不閉合，所以電動(dòng)機(jī)定于繞組按三角形接線，電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行。在變極時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)出線端U2、W2對(duì)

28、調(diào)。第3章 典型機(jī)械設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析3.1 讀圖的一般方法和步驟 閱讀分析電氣控制線路圖，主要是分析電氣控制原理圖，它主要包括主電路，控制電路和輔助電路等幾部分。在閱讀分析電氣原理圖之前，必須了解設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、電力拖動(dòng)形式、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，便可以閱讀分析電氣原理圖了。 3.1.1 分析主電路 從主電路入手，根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容?？刂苾?nèi)容包括起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。 3.1.2 分析控制電路 根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，利用前面學(xué)過的電器控制

29、線路的基本規(guī)律的知識(shí)，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。 分析控制電路的基本方法是查線讀圖法，其步驟如下： 1）從執(zhí)行電器（電動(dòng)機(jī)等）著手，從主電路上看有哪些控制元件的觸點(diǎn)，根據(jù)其組合規(guī)律看控制方式。 2）在控制電路中由主電路控制元件的主觸點(diǎn)的文字符號(hào)找到有關(guān)的控制環(huán)節(jié)及環(huán)節(jié)間的聯(lián)系。 ）從按動(dòng)起動(dòng)按鈕開始，查對(duì)線路，觀察元件的觸點(diǎn)符號(hào)是如何控制其他控制元件動(dòng)作的，再查看這些被帶動(dòng)的控制元件的觸點(diǎn)是如何控制執(zhí)行電器或其他元件動(dòng)作的，并隨時(shí)注意控制元件的觸點(diǎn)使執(zhí)行電器有何運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)被控機(jī)械有何運(yùn)動(dòng)。在分析過程中，要一邊分析一邊記錄，最終得出執(zhí)行電器及被控機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3

30、.1.3 分析輔助電路 輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制的，所以在分析時(shí)，還要回過頭來對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。 3.1.4 分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié) 生產(chǎn)機(jī)械對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。3.1.5 總體檢查 經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元件所起的作用。 3.2

31、混凝土攪拌機(jī)的電氣控制3.2.1 主要結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式及控制要求 混凝土攪拌機(jī)在建筑工地上是最常見的一種機(jī)械，其種類和結(jié)構(gòu)形式很多，混凝土攪拌機(jī)主要由攪拌機(jī)構(gòu)、上料裝置、給水環(huán)節(jié)組成。 攪拌機(jī)構(gòu)的滾筒要求能正轉(zhuǎn)攪拌混凝土，反轉(zhuǎn)使攪拌好的混凝土倒出，即要求拖動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)M1可以正、反轉(zhuǎn)。其控制電路就是典型的用接觸器觸頭互鎖的正反轉(zhuǎn)電路。上料裝置的爬斗要求能正轉(zhuǎn)提升爬斗，爬斗上升到位后自動(dòng)停止并翻轉(zhuǎn)將骨料和水泥傾入攪拌機(jī)滾筒。反轉(zhuǎn)使料斗下降放平并自動(dòng)停止，以接受再一次的下料。為防止料斗負(fù)重上升時(shí)停電和可能要求其中途停止運(yùn)行時(shí)保證安全，采用電磁制動(dòng)器YB作機(jī)械制動(dòng)裝置。上料裝置電動(dòng)機(jī)M2屬于間歇

32、運(yùn)行，所以未設(shè)過載保護(hù)裝置，其控制電路與前面分析的正反限位控制電路是相同的。 電磁抱閘線圈為單相380V和電動(dòng)機(jī)定子繞組并聯(lián)，M2得電時(shí)抱間打開，M2斷電時(shí)抱閘抱緊，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制動(dòng)。SQ1限位開關(guān)作上升限位控制，SQ2限位開關(guān)作下降限位控制。給水環(huán)節(jié)由電磁閥YV和按鈕SB7控制、按下SB7，電磁閥YV線圈通電打開閥門向滾筒加水。松開SB7，關(guān)閉閥門停止加水。3.2.2 線路圖分析1）主電路2）控制電路3）輔助電路3.3 水泵電氣控制3.3.1 主要結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式及控制要求 在塑料管或尼龍管內(nèi)固定有上、下水位十簧管SL1和SL2，塑料管下端密封防水，連線在上端接出。塑料管外套一個(gè)能隨水位移動(dòng)的浮標(biāo)

33、（或浮球），浮標(biāo)中固定一個(gè)永久磁環(huán)，當(dāng)浮標(biāo)移到上或下水位時(shí)，對(duì)應(yīng)的十簧管接受到磁信號(hào)而動(dòng)作，發(fā)出水位電開關(guān)信號(hào)。3.3.2 線路圖分析1）主電路2）控制電路3）輔助電路3.4 繼電接觸式控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)3.4.1 電氣控制設(shè)計(jì)的一般原則 1）最大限度的滿足機(jī)械或設(shè)備對(duì)電氣控制系統(tǒng)提出的要求。機(jī)械或設(shè)備對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，是電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖。執(zhí)行元件動(dòng)作節(jié)拍表、檢測(cè)元件狀態(tài)表等形式提供，有調(diào)速要求的設(shè)備還應(yīng)給出調(diào)速技術(shù)指標(biāo)。其他如起動(dòng)、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制要求應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮。 2）在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)。在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，為了滿足同一

34、控制要求，往往要設(shè)計(jì)幾個(gè)方案，應(yīng)選擇簡單。經(jīng)濟(jì)可靠和通用件強(qiáng)的方案，不要盲目追求自動(dòng)化程度和高指標(biāo)。 3）妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系。機(jī)械或設(shè)備與電力拖動(dòng)已經(jīng)緊密結(jié)合融為一體，傳動(dòng)系統(tǒng)為了獲得較大的調(diào)速比，可以采用機(jī)電結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，但要從制造成本、技術(shù)要求和使用方便等具體條件去協(xié)調(diào)平衡。 4）要有完善的保護(hù)措施，防止發(fā)生人身事故與設(shè)備損壞事故。要預(yù)防可能出現(xiàn)的故障，采用必要的保護(hù)措施。例如短路、過載、失壓或誤操作等電氣方面的保護(hù)功能和使設(shè)備正常運(yùn)行所需要的其他方面的保護(hù)功能。 3.4.2 電氣控制設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 1）確定電力傳動(dòng)方案和選擇電動(dòng)機(jī)的容量、結(jié)構(gòu)型式和型號(hào)。 2）設(shè)計(jì)電氣控制電路及相

35、關(guān)的保護(hù)。 3）選擇控制電器，制定電器設(shè)備一覽表。 4）確定電氣操作臺(tái)和控制柜，繪制電器布置圖和接線圖。 5）編寫電氣控制說明書和設(shè)計(jì)計(jì)算說明。 6）安裝、接線和調(diào)試及最終確定設(shè)計(jì)方案。 3.4.3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例1）控制要求： 有一送料小車，電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為Y180L。額定功率為7.5、額定轉(zhuǎn)速為1470r/min、額定電壓為AC380V。額定電流為13.5A。要求動(dòng)作程序如下： （1）小車從甲地起動(dòng)后，運(yùn)行至乙地能自動(dòng)停止，停留t1時(shí)間裝料后自動(dòng)返回。 （2）小車返回至甲地能自動(dòng)停止，停留t2時(shí)間卸料后又自動(dòng)起動(dòng)。 （3）小車經(jīng)過乙地不停止，運(yùn)行至丙地又自動(dòng)停止，停留t3時(shí)間，裝另

36、一種料后自動(dòng)返回。 （4）小車返回經(jīng)過乙地不停止，返回到甲地后自動(dòng)停止，完成了一個(gè)工作循環(huán)；在甲地停留t2時(shí)間，卸料后又自動(dòng)起動(dòng)，小車運(yùn)行至乙地自動(dòng)停止。 以后又按上述過程自動(dòng)循環(huán)下去。2）控制線路原理圖設(shè)計(jì)（1）主電路FU1（2）控制電路（3）輔助電路W1N12345678910111213141516171819FU23）元器件選擇符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量M1三相異步電動(dòng)機(jī)Y180L-47.5kw, 380V,13.5A, 1470r/min1KM1,KM2交流接觸器CJ20-2520A, 線圈電壓220V2FR1熱繼電器JR16-20熱元件的額定電流為16A1KT1,KT2,KT3時(shí)間繼電器

37、JS-20線圈電壓220V3KV電壓繼電器線圈電壓220V1SQ1,SQ2,SQ3行程開關(guān)LX19-111線圈電壓220V3SB1,SB3,SB4控制按鈕LA-11D5A，綠色3SB2控制按鈕LA-11DJ5A，紅色1QS電源開關(guān)H33-15/3三極，15A1FU1熔斷器電壓開關(guān)自帶，15A1FU2熔斷器RC1-15500V, 熔體2A1KA中間繼電器JZ7-44線圈電壓220V1 4）繪制電器元件布置圖和電氣安裝接線圖（1）電器元件布置圖 電器布置圖主要是用來表明電氣設(shè)備上所有電器元件的實(shí)際位置，為生產(chǎn)機(jī)械電氣控制設(shè)備的制造。安裝提供必要的資料。通常電器布置圖與電器安裝接線圖組合在一起，既起

38、到電器安裝接線圖的作用，又能清晰表示出電器的布置情況。 （2）電氣安裝接線圖 電氣安裝接線圖是為了安裝電氣設(shè)備和電器元件進(jìn)行配線或檢修電器故障服務(wù)的。它是用規(guī)定的圖形符號(hào)，按各電器元件相對(duì)位置繪制的實(shí)際接線圖，它清楚地表示了各電器元件的相對(duì)位置和它們之間的電路連接，所以安裝接線圖不僅要把同一電器的各個(gè)部件畫在一起，而且各個(gè)部件的布置要盡可能符合這個(gè)電器的實(shí)際情況，但對(duì)比例和尺寸沒有嚴(yán)格要求。不但要畫出控制柜內(nèi)部之間的電器連接還要畫出柜外電器的連接。電器安裝接線圖中的回路標(biāo)號(hào)是電器設(shè)備之間、電器幾件之間、導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的連接標(biāo)記，它的文字符號(hào)和數(shù)字符號(hào)應(yīng)與原理圖中的標(biāo)號(hào)一致。 元器件布置圖安裝接

39、線圖第2篇 可編程控制器第4章 可編程控制器的一般原理及組成4.1 概述 PLC成為現(xiàn)代化控制的三大支柱（PLC，CAD/CAM，機(jī)器人）。 PLC的功能已經(jīng)超出了邏輯控制、順序控制的功能，故稱之為“可編程控制器”，即PC（Programmable Controller）。但是容易和PC（Personal Computer）相混淆，所以現(xiàn)在依然使用PLC作為可編程控制的縮寫。 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(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、模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)

40、過程。4.2 PLC的特點(diǎn)、功能及應(yīng)用4.2.1、PLC的主要特點(diǎn)1） 運(yùn)行穩(wěn)定可靠2） 可實(shí)現(xiàn)三電一體化 能將電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）、電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）集于一體。3） 編程簡單，使用方便 編程語言使用的是梯形圖4） 體積小、重量輕、功耗低5） 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短4.2.2、PLC的主要功能1） 開關(guān)量的邏輯控制功能；2） 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能；3）步進(jìn)控制功能；4） 數(shù)據(jù)處理功能；5） A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能；6） 運(yùn)動(dòng)控制功能；7） 過程控制功能；8） 擴(kuò)展功能；9） 遠(yuǎn)程I/O功能；10）通信聯(lián)網(wǎng)功能；11）監(jiān)控功能。4.2.3、PLC的主要應(yīng)用1） 邏輯控制2） 運(yùn)動(dòng)控制3

41、） 過程控制4） 數(shù)據(jù)處理5） 多級(jí)控制4.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)及工作原理4.3.1、PLC的基本結(jié)構(gòu) 1）CPU 它是PLC的核心，起著總指揮的作用。主要完成以下工作： （1）將輸入信號(hào)送入PLC存儲(chǔ)起來； （2）按存放的先后順序取出用戶指令，進(jìn)行編譯； （3）完成用戶指令規(guī)定的各種操作； （4）將結(jié)果送到輸出端； （5）響應(yīng)各種外設(shè)的請(qǐng)求。 2）內(nèi)存 用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其它信息。 PLC的內(nèi)存有兩類： 一類是RAM，存放各種暫存的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和用戶程序。 一類是ROM，存放監(jiān)控程序和系統(tǒng)參數(shù)等。 3）輸入、輸出接口電路 輸入端采用光耦合電路 輸出端也采用光耦合電路 直

42、流輸入接口電路繼電器輸出型晶體管輸出型晶閘管輸出型 4）電源 保證CPU、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口能夠可靠工作。避免電源干擾，輸入、輸出回路的電源彼此相互獨(dú)立。 5） I/O擴(kuò)展接口 當(dāng)主控單元的I/O點(diǎn)數(shù)不足時(shí)，可以通過I/O擴(kuò)展接口 擴(kuò)充I/O點(diǎn)數(shù)，另外D/A和A/D模塊也是通過I/O擴(kuò)展接口 和主控單元連接的。 6） 編程工具 編程工具一般有兩種：一種是掌上型編程器；一種是帶有PLC專用工具軟件的計(jì)算機(jī)。4.3.2、PLC的工作原理 PLC除了進(jìn)行上述掃描外，還要進(jìn)行自診斷和通信處理，這樣，PLC的整個(gè)工作過程分為如下五個(gè)階段： 由上可知，PLC的工作方式為：循環(huán)掃描 掃描周期：PLC

43、完成一次掃描（I/O刷新、執(zhí)行程序、系統(tǒng)服務(wù)）所需時(shí)間。影響PLC掃描周期長短主要取決于以下三個(gè)因素：1）CPU執(zhí)行指令的速度；2）每條指令占用的時(shí)間；3）程序中指令條數(shù)的多少。4.4 PLC的技術(shù)性能4.4.1、基本技術(shù)性能1.輸入輸出點(diǎn)數(shù)（I/O點(diǎn)數(shù)）2.程序容量3.掃描速度4.指令條數(shù)5.內(nèi)部繼電器和存儲(chǔ)器6.編程語言和編程手段7.高級(jí)模塊4.4.2、PLC的內(nèi)存分配和I/O點(diǎn)數(shù) 1）I/O繼電器區(qū) I/O區(qū)的寄存器可直接與PLC外部輸入、輸出端子傳遞信息。在程序中，每一個(gè)I/O點(diǎn)都可以看成是一個(gè)“軟繼電器”。既有常開觸點(diǎn)，又有常閉觸點(diǎn)。同一名字的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用。 2）內(nèi)部通用繼電器區(qū)

44、 內(nèi)部通用繼電器區(qū)中的繼電器或寄存器只能在PLC內(nèi)部使用，不能直接進(jìn)行輸入輸出控制。和電氣控制中的中間繼電器類似。 3）數(shù)據(jù)寄存器區(qū) 一般用來存放各種數(shù)據(jù)。 4）特殊繼電器、寄存器區(qū) 它們被系統(tǒng)占用，用于某些特殊目的，例如存放各種標(biāo)志、錯(cuò)誤信息等。 5）系統(tǒng)寄存器區(qū) 它們一般用來存放各種重要信息和參數(shù)。4.5 PLC的分類1）按結(jié)構(gòu)分：一體式和模塊式2）按I/O點(diǎn)數(shù)和程序容量分：分類I/O點(diǎn)數(shù)程序容量超小型機(jī)小型機(jī)中型機(jī)大型機(jī)64點(diǎn)以內(nèi)6425625620482048點(diǎn)以上2561000字節(jié)13.6K字節(jié)3.613K字節(jié)13K字節(jié)以上3）按功能分：低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)4.6 PLC的編程語言

45、4.6.1、梯形圖語言 PLC梯形圖的編程格式： 1）梯形圖中，兩側(cè)豎線分別稱為左母線和右母線。每個(gè)梯形圖由多個(gè)邏輯行組成，每個(gè)邏輯行必須從左母線畫起。 2）梯形圖中只有兩種觸點(diǎn)，一種是常開觸點(diǎn) ，一種是常閉觸點(diǎn) 。它既可以表示I/O觸點(diǎn)，也可以表示中間繼電器、時(shí)間繼電器等觸點(diǎn)。由于這些觸點(diǎn)的狀態(tài)是用存儲(chǔ)器的位來表示的，所以可以反復(fù)使用，故有時(shí)稱其為“軟繼電器”。 3）梯形圖中輸出繼電器線圈用 來表示。在同一程序中相同編號(hào)的輸出繼電器線圈只能使用一次。輸出線圈不能直接和左母線相連（步進(jìn)程序區(qū)出外）；它必須和右母線直接相連。 4）梯形圖按自左向右、自上而下的順序書寫。 5）梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意

46、串、并聯(lián)，輸出線圈可以并聯(lián)，但不可以串聯(lián)。4.6.2、助記符語言（指令表語言） 助記符語言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言，它用一些簡潔易記的文字符號(hào)表達(dá)PLC的各種指令。助記符語言常常應(yīng)用于手持編程器中。 助記符語言和梯形圖語言是相互對(duì)應(yīng)的。例如上面的梯形圖所對(duì)應(yīng)的助記符就是：ST X0 OR Y0ST/ X1OT Y0第5章 松下電工可編程控制器產(chǎn)品FP0介紹5.1 FP0的產(chǎn)品及性能簡介5.1.1、FP0的外形結(jié)構(gòu)基本單元尺寸：60mm25mm90mm 5.1.2、FP0的特點(diǎn) 1）品種規(guī)格 FP0主控單元有C10C32多種規(guī)格，擴(kuò)展模塊有E8E32多種規(guī)格。就其輸出而言有：繼電器輸出型、NPN晶

47、體管輸出型和PNP晶體管輸出型。 2）運(yùn)行速度 每個(gè)基本指令執(zhí)行速度是0.9s ，它還可以捕捉到50s 的窄脈沖。 3）程序容量 FP0具有5000步的大容量內(nèi)存和數(shù)據(jù)寄存器，可用于復(fù)雜控制和大數(shù)據(jù)量的處理。 4）通信功能 FP0可以很方便地和計(jì)算機(jī)連接起來，并且還可以通過C-NET通信單元把多個(gè)PLC連接起來構(gòu)成一個(gè)分布式控制網(wǎng)絡(luò)。 5）特殊功能 具備兩路脈沖輸出功能；具備高速計(jì)數(shù)功能；具備PWM輸出功能等。5.2 FP0的內(nèi)部寄存器及I/O配置名稱符號(hào)編號(hào)輸入繼電器X （bit）X0X12F （共208個(gè)）WX（word）WX0WX12 （共13個(gè)）輸出繼電器Y （bit）Y0Y12F （

48、共208個(gè)）WY（word）WY0WY12 （共13個(gè)）通用內(nèi)部繼電器R （bit）R0R62F （共1008個(gè)）WR（word）WR0WR62 （共6個(gè)）特殊內(nèi)部繼電器R （bit）R9000R903F （共64個(gè)）定時(shí)器T （bit）T0T99 （共100個(gè)）計(jì)數(shù)器C （bit）C100C143 （共144個(gè)）預(yù)置值寄存器SV （word）SV0SV143 （共144個(gè)）經(jīng)過值寄存器EV （word）EV0EV143 （共144個(gè)）通用數(shù)據(jù)寄存器DT （word）DT0DT1659（共1660個(gè)）十進(jìn)制常數(shù)寄存器K （word）K-32768K32767十六進(jìn)制常數(shù)寄存器H （word）H

49、0HFFF5.2.1 FP0的內(nèi)部繼電器 1）輸入、輸出繼電器（X、WX、Y、WY），通用內(nèi)部繼電器（R、WR） X、Y、R是按位（bit）尋址的，WX、WY、WR是按字（word）尋址的。它們之間存在這樣的關(guān)系，以X、WX為例說明。X、Y、R的編號(hào)說明如下： 2）特殊內(nèi)部繼電器R 特殊內(nèi)部繼電器是具有特殊用途的專用內(nèi)部繼電器，地址是R9000R903F，共64個(gè)。用戶不能占用這些繼電器。它們一般用作標(biāo)志繼電器、特殊控制繼電器、信號(hào)源繼電器。 3）定時(shí)器（T）/計(jì)數(shù)器（C）、預(yù)置值寄存器（SV）、經(jīng)過值寄存器（EV） 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的編號(hào)是統(tǒng)一編排的，一般定時(shí)器編號(hào)是T0T99，計(jì)數(shù)器編號(hào)是C

50、100C143。我們可以通過設(shè)定系統(tǒng)寄存器的值來改變定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)，但定時(shí)器/計(jì)數(shù)器總的個(gè)數(shù)是不變的。每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都有一組SV和EV與之對(duì)應(yīng)。如下表：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器編號(hào)預(yù)置值寄存器（SV）經(jīng)過值寄存器（EV）T0：T99C100：C143SV0：SV99SV100：SV143EV0：EV99EV100：EV143 4）數(shù)據(jù)寄存器DT 數(shù)據(jù)寄存器中存放各種數(shù)據(jù)，它只能按字存取。 5）常數(shù)寄存器K和H K和H中分別存放十進(jìn)制和十六進(jìn)制的常數(shù)。它們也只能以字進(jìn)行存取。 十進(jìn)制數(shù)的取值范圍是：3276832767。 十六進(jìn)制數(shù)的取值范圍是：0000HFFFFH。型號(hào)輸入編號(hào)輸出編號(hào)控制單元

51、C10X0X5Y0Y3C16X0X7Y0Y7C32X0XFY0YF擴(kuò)展單元第一擴(kuò)展E8X20X23Y20Y23E16X20X27Y20Y27E32X20X2FY20Y2F第二擴(kuò)展E8X40X43Y40Y43E16X40X47Y40Y47E32X40X4FY40Y4F5.2.2 FP0的I/O地址分配第6章 FP0的指令系統(tǒng)FP0指令系統(tǒng)基本指令高級(jí)指令順序指令功能指令控制指令條件比較指令數(shù)據(jù)傳輸指令數(shù)據(jù)運(yùn)算指令數(shù)據(jù)比較指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令數(shù)據(jù)移位指令位操作指令特殊功能指令6.1基本指令6.1.1.基本順序指令 基本順序指令是指對(duì)繼電器和繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行邏輯操作的指令，它是以位（bit）為單位的邏輯

52、操作。 主要包括：ST 、ST/、 OT、 NOT(/)、 AN 、AN/、 OR 、OR/、 ANS 、ORS、 PSHS、 RDS、 POPS、 DF、 DF/、 SET 、RST、 KP、 NOP等19條指令。 1）ST、ST/、OT指令 ST（start）：初始加載指令，表示以常開觸點(diǎn)開始一邏輯運(yùn)算。 ST/（start not）：初始加載非指令，表示以常閉觸點(diǎn)開始一邏輯運(yùn)算。 OT（out）：輸出指令，將運(yùn)算結(jié)果輸出到指定的繼電器線圈。例1： 2）AN、AN/指令 AN（and）：邏輯“與”運(yùn)算指令，表示串連一常開觸點(diǎn)。 AN/（and not）：邏輯“與非”運(yùn)算指令，表示串連一常閉

53、觸點(diǎn)。例2： 3）OR、OR/指令 OR（Or）：邏輯“或”運(yùn)算指令，表示幷聯(lián)一個(gè)常開觸點(diǎn)。 OR/（Or Not）邏輯“或非”運(yùn)算指令，表示幷聯(lián)一個(gè)常閉觸點(diǎn)。 例3： 4）ANS和ORS 指令 ANS（And Stack）： “塊與”指令，表示邏輯塊（觸點(diǎn)組）與邏輯塊（觸點(diǎn)組）之間串聯(lián)。 ORS（Or Stack）： “塊或”指令，表示邏輯塊（觸點(diǎn)組）與邏輯塊（觸點(diǎn)組）之間幷聯(lián)。 注意：每一個(gè)邏輯塊必須用ST或ST/指令開始。例4：例5：例6： 5）PSHS、RDS、POPS指令 PSHS（Push Stack）：推入堆棧，將指令處的運(yùn)算結(jié)果壓入棧中存儲(chǔ)，幷?qǐng)?zhí)行下一步指令。 RDS（Read

54、 Stack）：讀出堆棧，將棧中由PSHS指令存儲(chǔ)的結(jié)果讀出，需要時(shí)可反復(fù)讀出，棧中的內(nèi)容不變。 POPS（Pop Stack）：彈出堆棧，將棧中由PSHS指令存儲(chǔ)的結(jié)果讀出，幷清除棧中的內(nèi)容。例7： 說明： （1） 只有當(dāng)分支點(diǎn)與輸出線圈之間串有觸點(diǎn)時(shí)，在分支點(diǎn)處使用堆棧指令，否則為一般的并聯(lián)輸出。 （2）在需要使用堆棧指令的分支點(diǎn)處，開頭和結(jié)尾處分別使用PSHS和POPS指令，中間的分支點(diǎn)都使用RDS指令，且使用次數(shù)不受限制。例8：例9：6）DF、DF/指令 DF（Leading edge differential）：上升沿微分指令，當(dāng)PLC檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)由OFF到ON的跳變時(shí)，指定的輸出

55、繼電器僅接通一個(gè)掃描周期。 DF/（Trailing edge differential）：下降沿微分指令，當(dāng)PLC檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)由ON到OFF的跳變時(shí)，指定的輸出繼電器僅接通一個(gè)掃描周期。 例10： 7）/ （NOT）指令 NOT(/)：取反指令，將指令處的運(yùn)算結(jié)果取反。此指令不僅可以和ST、AN、OR、DF等指令連用，也可以單獨(dú)使用。 例11： 8）SET、RST指令 SET（Set）：置位指令，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)，使輸出繼電器Y或中間繼電器R接通幷保持。 RST（Reset）：復(fù)位指令，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)，使輸出繼電器Y或中間繼電器R斷開幷保持。 例12： 9）KP指令 KP（Keep）：保

56、持指令，當(dāng)置位觸發(fā)信號(hào)為ON時(shí)，使輸出接通幷保持，直至復(fù)位觸發(fā)信號(hào)為ON時(shí)，輸出斷開。 例13：說明： （1）KP指令中，置位和復(fù)位為同一指令的兩個(gè)控制端，當(dāng)兩者同時(shí)接通時(shí)，復(fù)位優(yōu)先。 （2）對(duì)于同一編號(hào)的輸出線圈，SET和RST指令可以重復(fù)使用，而KP指令不可重復(fù)使用。 （3）程序中SET和RST指令是相互獨(dú)立的，故在程序上是按順序執(zhí)行的，外部輸出是由運(yùn)行的最終結(jié)果決定的。 10）NOP指令 NOP（No Operation）：空操作指令，CPU不做任何操作，只是消耗該指令的執(zhí)行時(shí)間。 例14：6.1.2基本功能指令 基本功能指令包括一些具有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和移位寄存器功能的指令。主要有TM、

57、CT、 F118（UDC）、SR、F119（LRSR）、F183（DSTM）等指令。 1）TM 定時(shí)器指令TML：以0.001s為單位設(shè)置延時(shí)ON定時(shí)器。TMR：以0.01s為單位設(shè)置延時(shí)ON定時(shí)器。TMX：以0.1s為單位設(shè)置延時(shí)ON定時(shí)器。TMY：以1s為單位設(shè)置延時(shí)ON定時(shí)器。下面以TMX定時(shí)器為例說明定時(shí)器的使用方法。例15：梯形圖助記符 （1）定時(shí)器是減計(jì)數(shù)型預(yù)置定時(shí)器， （2）定時(shí)時(shí)間=時(shí)間單位預(yù)置值。預(yù)置值只能是十進(jìn)制常數(shù)，且存放在與定時(shí)器編號(hào)相同的預(yù)置值寄存器SV中。其范圍是132767。 說明： （3）在同一程序中，相同編號(hào)的定時(shí)器只能使用一次，而該定時(shí)器的觸點(diǎn)可以通過常開或

58、常閉觸點(diǎn)的形式使用多次。 （4） FP0型PLC初始定義定時(shí)器100個(gè)，編號(hào)是T0T99。通過系統(tǒng)寄存器NO.5重新設(shè)置定時(shí)器的個(gè)數(shù)。 （1）當(dāng)PLC模式切換到運(yùn)行（RUN）、或在運(yùn)行模式下接通電源，計(jì)時(shí)設(shè)定值會(huì)被傳輸至相同編號(hào)的設(shè)定值區(qū)（SV）。 （2） 當(dāng)計(jì)時(shí)觸發(fā)器由OFF變?yōu)镺N時(shí)，設(shè)置值被由設(shè)定值區(qū)（SV）傳輸至相同編號(hào)的經(jīng)過值區(qū)（EV）。（若在觸發(fā)器閉合的情況下PLC模式變?yōu)檫\(yùn)行，則會(huì)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。） （3） 若觸發(fā)器保持閉合狀態(tài)，則經(jīng)過值區(qū)（EV）的值遞減。 定時(shí)器工作原理： （4） 當(dāng)經(jīng)過值區(qū)（EV）的值達(dá)到零時(shí)，同號(hào)的定時(shí)器觸點(diǎn)（T）變?yōu)镺N。 2）CT計(jì)數(shù)器 CT：減計(jì)數(shù)型

59、的預(yù)置計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)輸入端信號(hào)從OFF變?yōu)镺N時(shí)計(jì)數(shù)值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0 時(shí)，計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)復(fù)位信號(hào)從OFF變?yōu)镺N時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位。例16：梯形圖助記符 說明： （1） FP0型PLC初始定義計(jì)數(shù)器44個(gè)，編號(hào)C100C143?？梢酝ㄟ^設(shè)置系統(tǒng)寄存器NO.5來設(shè)置計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)。但是應(yīng)注意，由于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器共用一段寄存器區(qū)，所以設(shè)定TM和CT的編號(hào)要前后錯(cuò)開。 （2） 在同一程序中，相同編號(hào)的定時(shí)器只能使用一次，而該定時(shí)器的觸點(diǎn)可以通過常開或常閉觸點(diǎn)的形式使用多次。 （3） 定時(shí)器的預(yù)置值也只能是十進(jìn)制常數(shù)，且存放在與計(jì)數(shù)器編號(hào)相同的預(yù)置值寄存器SV中。其范圍是132767。計(jì)數(shù)器工作

60、原理： （1） 若PLC模式切換到運(yùn)行或在設(shè)為運(yùn)行模式時(shí)接通電源，則計(jì)數(shù)器設(shè)定值傳輸至編號(hào)相同的設(shè)定值區(qū)（SV）。 （2）在復(fù)位輸入信號(hào)由ON變?yōu)镺FF時(shí)，設(shè)定值區(qū)（SV）的數(shù)值被預(yù)置到經(jīng)過值區(qū)（EV）。 （3） 每次計(jì)數(shù)輸入信號(hào)X10閉合，經(jīng)過值區(qū)（EV）的數(shù)值遞減。 （4）當(dāng)經(jīng)過值區(qū)（EV）的數(shù)值達(dá)到0時(shí)，具有相同編號(hào)的計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)（C）變?yōu)镺N。 3）F118（UDC）加/減計(jì)數(shù)指令 F118（UDC）：指定任意寄存器（WX除外）為加/減計(jì)數(shù)器。加/減計(jì)數(shù)控制信號(hào)為ON時(shí)，加計(jì)數(shù)；加/減計(jì)數(shù)控制信號(hào)為OFF時(shí)，減計(jì)數(shù)。復(fù)位出發(fā)信號(hào)為ON時(shí)計(jì)數(shù)器復(fù)位。例17 ：梯形圖助記符 功能： 當(dāng)檢測(cè)到