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ag旗舰厅app下载电气及PLC控制系统大全

2020-04-08 10:01
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  电气及PLC控制系统大全_电力/水利_工程科技_专业资料。《电气与PLC控制系统的设计、 安装、调试与维护》 教学课件 第1章 常用低压电器 1.1 概述 一、低压电器的定义 是指工作在直流1500V、交流1000V(1140V)及以下的电路 中,以实现

  《电气与PLC控制系统的设计、 安装、调试与维护》 教学课件 第1章 常用低压电器 1.1 概述 一、低压电器的定义 是指工作在直流1500V、交流1000V(1140V)及以下的电路 中,以实现对电路或非电对象的控制、检测、保护、变换、调 节等作用的基本器件。 二、低压电器分类 (一)按操作方式分: 手动电器:由人工直接操作才能完成任务的电器称为手动 电器,如刀开关、按钮和转换开关等。 自动电器:指不需要人工直接操作,按照电的或非电的信 号自动完成接通、分断电路任务的电器称为自动电器,如低压 断路器、接触器和继电器等。 (二)按用途分: 低压配电电器:主要用于低压供电系统,如刀开关、低压 断路器、转换开关和熔断器等。 低压控制电器:主要用于电力拖动控制系统,如接触器、 继电器、控制器、控制按钮、行程开关、主令控制器和万能转 换开关等。 (三)按工作原理分: 电磁式电器:根据电磁感应原理来工作的电器,如交直流 接触器、电磁式继电器等。 非电量控制电路:电器的工作是靠外力或非电物理量的变 化而动作的电器。如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、 压力继电器和温度继电器等。 1、电磁式控制电器: 由电磁机构、触头系统、灭弧系统组成。 (1)电磁机构:电磁机构通常采用电磁铁的形式,由吸引 线圈、铁心(亦称静铁心或磁轭)和衔铁(也称动铁心)三部分组成。 其作用原理:当线圈中有电流通过时,电磁吸力克服弹簧的反 作用力,使得衔铁与铁心闭合,由连接机构带动相应的触头动 作。 1-衔铁 2-铁心 3-线)触头系统: 触头的作用是接通或分断电路。 桥式触头 点接触式:适用于电流不大场合 触头的结构有 面接触式:电流较大场合。 指式触头:适用于分合次数多,电流大的场合。 a-点接触式 b-面接触式 c-指式触头 (3)灭弧系统: ①双断口电动力吹弧 ②磁吹灭弧 ③窄缝(纵缝)灭弧法 ④栅片灭弧法 1.2 刀开关与组合开关 低压开关又称低压隔离器,是低压电器中结构比较简单、 应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用 刀开关与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关, 还有转换开关等。 一、刀开关 (一)闸刀开关(胶盖刀开关) 1、文字符号:QS 2、图形符号: 3、主要技术参数: 单极 双极 三极 (1)型号: 胶盖刀开关即开启式负荷开关,适用于交流50Hz,额 定电压单相220V、三相380V,额定电流至100A的电路中, 作为不频繁地接通和分断有负载电路与小容量线路地短路 保护之用。其中三极开关适当降低容量后,可作为小型感 应电动机手动不频繁操作地直接起动即分断用。常用地有 HK1和HK2系列。 胶盖刀开关的型号及其含义如下: HK 2 极数 额定电流 设计代号 开启式负荷开关 (2)额定参数:额定电压 ,额定电流。 4、刀开关的选用 刀开关的额定电压应等于或大于电路额定电压。其 额定电流应等于(在开启合通风良好的场合)或稍大于(在 封闭的开关柜内或散热条件较差的工作场合,一般选 1.15倍)电流工作电流。在开关柜内使用还应考虑操作方 式,如杠杆操作机构、螺旋式操作机构等。当用当开关 控制电动机时,其额定电流要大于电动机额定电流的3倍。 (二)组合开关 1、文字符号:QS 2、图形符号: 3、基本结构及动作原理: 实物图 单极 三极 示意图 L1 L2 L3 U VW 4、主要技术参数 (1)型号: 广泛应用于电器设备的电源开关、测量三相电压和控制 7.5kW以下小容量电动机的直接启动、正反转等不频繁操作的 场合。组合开关的额定电压为220V和380V。额定电流有 10A,25A,35A,60A等。产品型号有HZ5,HZ10系列等。 组合开关的型号及其含义如下: HZ 10 极数 用途型式代号 额定电流 设计代号 开启式负荷开关 (2)额定参数:额定电压,额定电流。 1.3 自动空气开关(断路器、自动开关) 低压断路器是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠 压过载和短路保护的电器。可用来分配电能,不频繁地启动异步电 机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或短 路及欠电压等故障时能自动切断电路。 1、文字符号:QF 2、图形符号: 3、基本结构及动作原理: 单极 三极 当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁被吸 合,使自动脱扣器机构动作;当电路过载时,过载脱扣器的热 元件产生的热量增加,使双金属片向上弯曲,推动自动脱扣器 机构动作;当电路失压时,失压脱扣器的衔铁释放,也使自动 脱扣器机构动作。 原理图 实物图 1-分闸弹簧 2-主触头 3-传动杆 4-锁扣 5-轴 6-过电流脱扣器 7-热脱扣器 8-欠压失压脱扣器 9-分励脱扣器 4、主要技术参数 (1)型号 DZ20系列低压断路器型号意义: DZ 20 塑料外壳式断路器 设计代号 额定极限短路分断 能力级别代号 Y-一般 J-较高型 G-最高型 用途代号:无字-配电用 2-保护电动机用 脱扣器型式及附件代号 极数 操作机构代号: 无字-手柄操作 P-电动机操作 (2)额定参数: 壳架等级额定电流 ①额定工作电压;在数值上取决于电网的额定电压等级,我 国电网标准规定为AC220、380、660及1140V,DC220、440V等。 应该指出,同一断路器可以在几种额定工作电压下使用,但相应 的通断能力并不相同。 ②额定电流:为过电流脱扣器的额定电流,一般指断路器的 额定持续电流。 ③通断能力:开关电器在规定的条件下(电压、频率及交流 电路的功率因数和直流电路的时间常数),能在给定的电压下接 通和分断的最大电流值,也称为额定短路通断能力。 ④分断时间:指切断故障电流所需的时间,它包括固有的断 开时间和燃弧时间。 5、断路器的选用: (1)断路器的额定工作电压应大于或等于线路或设备的额定 工作电压。对于配电电路来说应注意区别是电源端保护还是负载 保护,电源端电压比负载端电压高出约5%左右。 (2)断路器主电路额定工作电流大于或等于负载工作电流。 (3)断路器的过载脱扣整定电流应大于或等于负载工作电流。 (4)断路器的额定通断能力应大于或等于电路的最大短电流。 (5)断路器低欠电压脱扣器额定电压等于主电路额定电压。 1.4 主令电器 主令电器主要用来接通或断开控制电路,以发布命令或信号, 改变控制系统工作状况的电器。常用的主令电器有控制按钮、行 程开关、万能转换开关、主令控制器等。 一、控制按钮 1、文字符号:SB 2、图形符号: 常开按钮 常闭按钮 复合按钮 3、基本结构及工作原理: 示意图 实物图 1-按钮 2-复位弹簧 3-常闭静触头 4-动触头 5-常开静触头 4、型号: 按钮开关的型号意义: LA 主令电器 按钮 设计序号 5、按钮的使用: K-开启式 J-紧急式 H-保护式 结构形式 常闭触头数 常开触头数 Y-钥匙式 S-防水式 X-旋钮式 F-防腐式 D-带指示灯式 (1)选择时应根据所需的触头数、使用的场所及颜色来确定。 常用的LA18,LA19,LA20系列按钮开关,适用于AC500V,DC440V, 额定电流5A,控制功率为AC300W,DC70W的控制回路中。 (2)按钮颜色要求: ①“停止”和“急停”按钮必须是红色。当按下红色按 钮时,必须使设备停止工作或断电。 ②“起动”按钮的颜色是绿色。 ③ “起动” 与“停止”交替动作的按钮必须是黑色、 白色或灰色,不得用红色和绿色。 ④“点动”按钮必须是黑色。 ⑤“复位”(如保护继电器的复位按钮)必须是蓝色。当 复位按钮还有停止的作用时,则必须是红色。 二、行程开关 1、文字符号:SQ 2、图形符号: 3、基本结构及工作原理 结构图 常开触头 常闭触头 实物图 4、型号:常用的行程开关有JLXK1、LX19、LX32、LX33和 微动开关LXW-11、JLXK1-11、LXK3等系列。 行程开关的型号及其含义如下: L X 19 “1”能自动复位,“2”不能自动复位。 “0”直动式,“1”滚轮在传动杆内侧 “2”滚轮在传动杆外侧 “3”滚轮在传动杆凹槽内或内外各一 “0”无滚轮,“1”单滚轮,“2”双滚轮 “k”开启式 设计序号 行程开关 主令电器 1.5 熔断器 熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的 热量使熔体熔化而分断电路的电器。广泛应用于低压配电系统及用 电设备中作短路和过电流保护。 1、文字符号:FU 2、图形符号: 3、结构及工作原理 熔断器是由熔体和绝缘底座(或称熔管)等组成。熔体为丝状或 片状。当负载发生故障时,有很大的短路电流通过熔断器,熔体很 快熔断,迅速断开故障电路,从而有效地保护未发生故障的线路和 设备。熔断器主要用作短路保护,而对于过载一般不能准确保护。 4、主要技术参数 (1)型号:低压熔断器的型号含义: R 熔断器 M:无填料密闭管式 T:有填料密闭管式 L:螺旋式 S:快速式 C:瓷插式 额定电流,A 设计序号 ( 2)熔断器种类: 1)瓷插式熔断器: 瓷插式熔断器有RCIA的等系列。主要用于AC380V、50Hz的 低压电路中,一般接在电路的末端,作为电气设备的短路保护。 2)螺旋式熔断器: 螺旋式熔断器有RL1等系列,主要用于AC50Hz或60Hz、额 定电压500V以下,额定电流200A以下的电路中,作为短路或过 载保护。 实物图 示意图 3)管式熔断器: 管式熔断器主要有RM10型和RM0型2种。RM10是新型的 无填料密闭管式熔断器,用作短保护和连续过载保护,主要用 于额定电压AC500V或DC400V的电力网和成套配电设备上。 RT0型为有填料密闭管式熔断器,用作电缆、导线及电气设备 的短路保护和电缆、导线的过载保护,主要用于具有较大短路 电流的电力网或配电装置中。 示意图 5、额定参数: (1)额定电压:是指熔断器长期工作时和分断后能够承受 的电压,它取决于线路的额定电压,其值一般等于或大于电气 设备的额定电压。 (2)额定电流:是指熔断器长期工作时,各部件温升不超 过规定值时所能承受的电流。熔断器的额定电流等级比较少, 而熔体的额定电流等级比较多,即在一个额定电流等级的熔断 管内可以分装不同额定电流等级的熔体,但熔体的额定电流最 大不能超过熔断管的额定电流。 (3)极限分断能力:是指熔断器在规定的额定电压和功率 因数(或时间常数)的条件下,能分断的最大短路电流值。在电 路中出现的最大电流值一般是指短路电流值。所以,极限分断 能力也是反映了分断短路电流的能力。 6、熔断器的选择 工业上选择熔断器一般应从以下几个方面考虑: (1)熔断器的类型应根据线路的要求、使用 场合及安装条件 进行选择。 (2)熔断器的额定电压必须等于或高于熔断器的工作电压。 (3)熔断器的额定电流根据被保护的电路(支路)及设备的额 定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或高于所装熔体 的额定电流。 (4)熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大 故障电流。 (5)熔断器的选择需考虑电路中其他配电电器、控制电器之 间选择性配合等要求。为此,应使上一级(供电干线)熔断器的 熔体额定电流比下一级(供电支线、接触器文字符号、图形符号 (1)文字符号:KM (2)图形符号: 吸引线圈 主触头 常开辅助触头 常闭辅助触头 2、交流接触器 (1)基本结构 ①电磁机构:由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成。 ②触头系统:由主触头和辅助触头组成。主触头由用于通 断主电路,其额定电流一般为5A。 (2)工作原理: 工作原理示意图 1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-弹簧 5-线-触头压力弹簧 3、直流接触器 应用于直流电力线路中,供远距离接通与分断电路及直流电 动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制,以及CD系列电磁 操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和 电磁线圈等。 常用直流接触器有:CJ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。 4、主要技术参数 (1)型号 目前国内常用交流接触器主要有:CJ10、CJ12、CJ20等系 列。其中CJ10、CJ12是早期全国统一设计的系列产品;CJ20系 列是全国统一设计的新型接触器,主要适用于交流50Hz、电压 660V以下(其中部分等级可用于1140V)、电流630A以下的电力 线路中。 近年来从国外引进一些交流接触器产品,有德国BBC公司 的B系列、西门子公司的3TB系列、法国TE公司的LC1-D和LC2D系列等。 交流接触器的型号意义: C J20 接触器 交流 设计序号 有TH表示湿热带 额定工作电压代号: 03-380V 06-660V 11-1140V 用K表示组成矿用起动器的接触器 额定工作电流(380V,AC3时) 直流接触器的型号意义: C Z18 接 触 器 直 流 设 计 代 号 常 闭 触 头 常 开 触 头 额 定 工 作 电 流 (2)额定参数:主要有额定电压、额定电流和线)额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触头萨格的额定电压,通常 用的电压等级为: 直流接触器:220V,440V,660V。 交流接触器:220V,380V,500V。 2) 额定电流 接触器铭牌上的额定电流是指主触头萨格的额定电流,通常 用的电流等级为: 直流接触器:25A,40A,60A,100A,150A,250A,400A,600A。 交流接触器:5A,10A,20A,40A,60A,100A,150A,200A,250A等。 3)线圈的额定电压 通常用的电压等级为:直流线V等。选用时一般交流 负载用交流接触器,直流负载用直流接触器,但交流负载需要频繁 动作时,可以采用直流线 继电器 继电器是一种根据外界输入地一定信号(电的或非电的)开 控制电路中的电流通断的自动切换电器。 继电器的种类繁多,常用的有电流继电器、电压继电器、 中间继电器、时间继电器、热继电器以及速度继电器等。ag旗舰厅app下载, 1、电流、电压继电器 (1)文字符号:KA(电流继电器) KV(电压继电器) (2)图形符号: I KA I KA U KV U KV KA (KV) KA (KV) 过电流继 电器线圈 欠电流继 电器线圈 过电压继 电器线圈 欠电压继 电器线圈 常开触头 常闭触头 (3)结构及工作原理 1)电流继电器:根据输入(线圈)电流大小而动作的继电器。电流继电器 的线圈串接在被测电路中,以反应电流的变化。其触点接在控制电路中,用于 控制接触器的线圈或信号指示灯的通断。 ①过电流继电器:当电路发生短路及过流时立即将电路切断。因此,只有 当过流继电器线圈通过电流超过额定电流时,继电器才动作。过电流继电器的 动作电流整定范围:交流过电流继电器为110%~350%IN,直流过电流继电器 为70%~300%IN, ②欠电流继电器:当电路电流过低时立即将电路切断。因此,主要当欠电 流继电器线圈通过电流低于整定电流时,继电器才动作。欠电流继电器动作电 流整定范围:吸合电流为30%~50%IN释放电流为10%~20%IN 。 2)电压继电器:根据输入电压大小而动作的继电器。电压继电器线圈与 被测电路并联。 ①过电压继电器:动作电压整定范围为 105%~120%UN ②欠电压继电器:吸合电压调整范围: 30%~50%UN 释放电压调整范围: 7%~20%UN 2、中间继电器 (1)文字符号:KA (2)图形符号: (3)工作原理 吸引线圈 常开触头 常闭触头 中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或 将信号放大(即增大触头容量)的继电器。其实质是电压继电 器,但它的触头数量较多(可达8对),触头容量较大(5~ 10A)、动作灵敏。 (4)型号 中间继电器按电压分两类:一类是用于交直流电路中的JZ 系列,另一类是只用于直流操作的各种继电器保护线路中的DZ 系列。 JZ7中 间 继 电 器 设 计 代 号 常 闭 触 头 对 数 常 开 触 头 对 数 (5)用途 当其它电器的触头对数不够用时,可借助中间继电器来扩 展它们的触头容量。 3、时间继电器 继电器输入信号输入后,经一定的延时,才有输出信号的继 电器称为时间继电器。 对于电磁式时间继电器,当电磁线圈通电或断电后,经一段 时间,延时触都头状态才发生变化,即延时触头才动作。按照延 时方式可分为:通电延时型和断电延时型两种。 (1)文字符号: KT (2)图形符号: 通电延时型: 线圈 断电延时型: 常开 延时触头 常闭 常开 常闭 瞬动触头 线圈 常开 延时触头 常闭 常开 常闭 瞬动触头 (3)基本结构及工作原理 a-通电延时型 b-断电延时型 1-线-塔形弹簧 8-弱弹簧 9-橡皮膜 10-空气室壁 11-调节螺钉 12-进气孔 13-活塞 14、16-微动开关 15-杠杆 (4)主要技术参数: 1)常用空气阻尼式时间继电器为JS7、JS23系列。 ①型号: JS 23- 时间继电器 设计代号 安装方式代号: 1-螺钉安装 2-卡轨安装 触点形式 ② 额定参数: 延时范围代号: 1-0.2~30s 2-10~180s 触点额定电压、电流:380V、5A 线s 2)常用晶体管式时间继电器有:JS14A、JS15、JSJ等系列。 3)常用数字式时间继电器有:JS14S、JSS1、JS14P、H48S、 DH14S。 4、热继电器 热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲,推动 执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过 载以及作为三相电动机的断相保护 (1)文字符号:FR (2)图形符号: 热元件 常开触头 常闭触头 (3)基本结构及工作原理 1-主双金属片 2-电阻丝 3-导板 4--补偿双金属片 5-螺钉 6-推杆 7-静触头 8-动触头 9-复位按钮 10-调节凸轮 11-弹簧 (4)主要技术参数 常用的热继电器有:JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、 JR20等几个系列。 1)型号: JR20热 继 电 器 设 计 代 号 基 本 规 格 代 号 ( 以 额 定 整 定 电 流 表 示 ) 热 元 件 编 号 特 征 代 号 : D- 带 断 相 保 护 L- 单 独 安 装 式 Z- 与 交 流 接 触 器 组 合 接 线 安 装 式 W- 带 专 用 配 套 电 流 互 感 器 2)技术参数 额定电流:为发热元件额定电流; 整定电流的调节范围: 1.8 速度继电器 速度继电器是根据电磁感应原理制成的,它的套有永久磁 铁的轴与被控电动机的轴相联,用以接受转速信号。 1、文字符号:KS 2、图形符号: n n n 转子 常开触头 常闭触头 常用的速度继电器有JY1型和JFZ0型。JY1型能在3000r/min以 下可靠工作;JFZ0-1型适用与300~1000 r/min , JFZ0-2型适 用与1000~3600 r/min 。一般速度继电器转轴在120 r/min左右既 能动作,在100 r/min以下复位。 3、基本结构及工作原理 1-调节螺钉 2-反力弹簧 3-常闭触头 4-动触头 5-常开触头 6-返回杠杆 7-杠杆 8-定子导条 9-定子 10-转轴 11-转子 第2章 电气控制系统的基本控制线 三相鼠笼式异步电动机直接起动控制 1、单向起动控制 ◆控制线路:由闸刀开关、熔断器、接触器、按钮等组成。 ◆主电路:三相电源到电动机的电路。由闸刀开关、熔断 器、接触器主触头、热继电器发热元件组成。 ◆控制电路:由按钮和接触器吸引线圈等组成。 ◆控制线路安装布线图:把同一电器各工作部件集中在一 起,按各部件实际位置画出。 L1 L2 L3 QS FU SB1 KM SB2 FR M 3~ ◆控制线路原理图:主电路画在一边,控制电路画在另一边。 ★说明: (1)同一电器各工作部件画在各处,但它们的动作相互关联。 (2)同一电器上的各部件,必须标以相同文字符号。 1)工作原理 2)保护环节 短路保护:FU 过载保护:FR 失压保护:KM ◆失压保护-指发生突然停电时,电动机与电源迅速断开,当 电源恢复供电时,如不重新按下起动按钮,电动机不能起动。 2、正反转控制 ◆电动机反转:将电动机任意两根火线对调。 ◆实现方法: 采用KM1、KM2两个接触器控制电动机正、反转。 KM1-控制电动机正转。 L1 L2 L3 L1 L2 L3 KM2-控制电动机反转。 (1)线 U VW M 3~ 2)控制电路 电动机正转 电动机反转 ◆要求:KM1、KM2线圈不能同时有电,以避免电源相之 间短路。 主电路 L1 QS W1 L2 V1 L3 U1 FU KM 2 U2 V2 W 2 KM 1 U3 V3 W 3 FR U VW M 3~ 控制电路 U2 SB SB1 KM 1 KM 2 SB2 KM 2 KM 1 KM 1 KM 2 N FR 3、行程限位控制 有些位移性生产机械或部件(如起重机小车、电梯、铣床 的工作台等)需要有终端限位控制或自动往返控制。 (1)控制要求:有一工作台可实现前后移动,当移动到终 端时,自行停车。 (2)实现方法: 1)用接触器KM1控制电动机正转,使工作台向前移动; 用接触器KM2控制电动机反转,使工作台向后移动。 2)行程开关SQ1作为工作台向前移动的终端限位开关; 行程开关SQ2作为工作台向后移动的终端限位开关。 (3)线路图 机床工作台自动往复运动示意图 自动往复循环控制电路 4、顺序控制 有的生产机械和设备需要多台电动机拖动,而各台电动 机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。 (1)控制要求: 在一台锅炉控制,有M1、M2两台电动机。M1-引风电 动机;M2-送风电动机。 要求:起动时,引风机M1先起动,送风机M2后起动;停 止时则相反,送风机M2后停止,引风机M1先停止。 (2)线路图 主电路 控制电路 2.2 三相笼型异步电动机降压起动控制 1、定子线路串电阻降压起动控制 (1)控制要求:电动机M起动时定子线路串联电阻R,以 实现降压起动,电动机起动后,恢复额定电压进入稳定正常 运转。 (2)实现方法: 1)接触器KM1闭合,电动机M定子线路串电阻降压起 动。 2)接触器KM2闭合,电动机正常运转。 3)时间继电器KT通电开始计时,当达到时间继电器 的整定值时,KM2闭合。 (3)线)控制电路 主电路 控制电路 2、星形-三角形降压起动控制 (1)控制要求: 电动机M起动时为星形连接,以实现降压起动,电动机起 动后改为三角形连接,以恢复额定电压进入稳定正常运转。 (2)实现方法: 1)接触器KM1-控制电机M通电 接触器KM2-控制电机M三角形连接 接触器KM3-控制电机M星形连接 2)时间继电器KT通电开始计时,当达到时间继电器整定值 时使KM3断电、KM2通电,电动机三角形连接正常运转。 (3)线)控制电路 主电路 控制电路 2.3 三相鼠笼电动机的制动控制 1、反接制动控制 (1)实现方法: 1)KM1为电动机M单向旋转接触器 2)KM2为反接制动接触器,KV为速度继电器,R为反接制 动电阻。 (2)线)控制电路 主电路 控制电路 2、能耗制动系统 (1)控制要求: 当需要电动机快速停止时,若在断开交流电源后,立即在定 子绕组接入一直流电源,直流电流就会在电动机定子绕组中产生 一个静止的磁场,而转子由于惯性作用在继续旋转,并切割这个 磁场,在转子绕组中产生感应电动势和电流,利用转子感应电流 与静止磁场的相互作用产生制动转矩,达到迅速而准确地制动地 目的。 能耗制动的效果与通入直流电流的大小和三相绕组接法有关 (可以有几种接法),但直流电流不能大于交流的起动电流,电动 机停止时要立即断开直流电源。 (2)实现方法 1)KM1为电动机M单向旋转接触器 2)KM2为能耗制动接触器 3)时间继电器KT通电开始计时,当达到时间继电器的整定值 时(电动机M已停转) ,使KM2断电,直流电源被切除,制动结束。 (3)线)控制电路 主电路 控制电路 2.4 继电接触式控制系统的电路设计 1、电气控制设计的一般原则 (1)最大限度的满足机械或设备对电气控制系统提出的要求。 机械或设备对电气控制系统的要求,是电气设计的依据,这些 要求常常以工作循环图。执行元件动作节拍表、检测元件状态 表等形式提供,有调速要求的设备还应给出调速技术指标。其 他如起动、转向、制动等控制要求应根据生产需要充分考虑。 (2)在满足控制要求的前提下,设计方案应力求简单、经济。 在电气控制系统设计时,为了满足同一控制要求,往往要设计 几个方案,应选择简单。经济可靠和通用件强的方案,不要盲 目追求自动化程度和高指标。 (3)妥善处理机械与电气的关系。机械或设备与电力拖动已 经紧密结合融为一体,传动系统为了获得较大的调速比,可以采 用机电结合的方法实现,但要从制造成本、技术要求和使用方便 等具体条件去协调平衡。 (4)要有完善的保护措施,防止发生人身事故与设备损坏 事故。要预防可能出现的故障,采用必要的保护措施。例如 短路、过载、失压或误操作等电气方面的保护功能和使设备 正常运行所需要的其他方面的保护功能。 2、电气控制设计的基本内容 (1)确定电力传动方案和选择电动机的容量、结构型式和型号。 (2)设计电气控制电路及相关的保护。 (3)选择控制电器,制定电器设备一览表。 (4)确定电气操作台和控制柜,绘制电器布置图和接线)编写电气控制说明书和设计计算说明。 (6)安装、接线和调试及最终确定设计方案。 第3章 常用机床的电气控制 1、车床的结构 3.1车床电气控制 普通车床的结构示意图 1—进给箱 2—挂轮箱 3—主轴变速箱 4—溜板与刀架 5—溜板箱 6—尾架 7—丝杠 8—光杠 9—床身 2、车床的运动形式 (1)切削运动 1)主运动 工件的旋转运动,由主轴通过卡盘或顶尖去带动工 件旋转,它承受车削加工时的主要切削功率。 2)进给运动 车床的进给运动是刀架的纵向或横向直线运动,其 运动形式有手动和机动两种。 (2)辅助运动 刀架的快速移动和工件的夹紧与放松 3、车床的控制特点 1)主轴能在较大的范围内调速。 2)调速的方法可通过控制主轴变速箱外的变速手柄来实现。 3)加工螺纹时,要求反转退刀,这就要求主轴能够正、反 转。主轴的正、反转可通过采用机械方法如操作手柄获得。 4、C620-1型普通车床的电气控制 车床的典型环节 (1)主轴的正反转控制 (2)主轴的点动控制 (3)主轴电动机反接制 动停车控制 (4)刀架快速移动控制 (5)冷却泵电动机控制 (6)主轴电动机负载检 测及保护环节 3.2 摇臂钻床电气控制 1、摇臂钻床的结构 2、摇臂钻床的运动形式 (1)主运动 主轴旋转(产生的切削)运动 (2)进给运动 主轴的纵向进给 (3)辅助运动 ? 摇臂在外立柱上的垂直运动(摇臂的升降) ? 摇臂与外立柱一起绕内立柱的旋转运动 ? 主轴箱沿摇臂长度方向的运动。 3、摇臂钻床的控制特点 (1)主轴电动机,为单方向旋转,主轴的正反转则由机床液压系统操纵机构配 合正反转摩擦离合器实现。 (2)摇臂升降电动机,可实现正反转,短时工作,不用设长期过载保护。 (3)液压泵电动机,可实现正反转 。 (4)电液联合控制 4、Z3040摇臂钻床的电气控制原理图 M1 3~ 5、摇臂钻床的典型环节 (1)主轴电动机的液压控制 ? 正反转 ? 调速 ? 变速冲动 (2)摇臂的升降控制 ? 摇臂的放松(液压控制) ? 摇臂的升降(点动控制) ? 摇臂的夹紧(液压控制) 1、铣床的结构 3.3 铣床电气控制 X62W万能卧式铣床结构示意图 1—底座 2—进给电动机 3—升降台 4—进给变速手柄及 变速盘 5—溜板 6—转动部分 7—工作台 8—刀架支杆 9—悬梁 10—主轴 11—主轴变速盘 12—主轴变速手柄 13—床身 14—主轴电动机 2、铣床的运动形式 (1)主运动 主轴的旋转运动 (2)进给运动 工作台在三个相互垂直方向上的直线运动(手动或机动) (3)辅助运动 工作台在三个相互垂直方向上的快速直线)主轴电动机控制电路 ? 两地操作 ? 主轴电动机M1反接制动 ? 主轴变速 ? 主轴变速的冲动 (2)进给电动机控制电路 ? 工作台纵向前后运动的方向联锁 ? 工作台垂直上下运动和横向左右运动的方向联锁 ? 圆工作台和长工作台之间的联锁 ? 进给变速时的冲动 ? 工作台的快速移动 第4章 可编程控制器概述 4.1 PLC的产生与发展 PLC是一种数字运算操作 的电子系统,专为工业环境下 应用而设计的工业控制装置。 PLC 的 产生与发展 第一代:从第一台PLC诞生到上个世纪70年代初。 ● CPU使用中小规模集成电路,采用磁芯存储器。 ● 功能简单(只有计数/定时功能)。 ● 可靠性较差,略强于继电器控制。 ● 机种单一,没形成系列。 第二代: 70年代初至70年代末。 ● CPU使用微处理器,采用半导体存储器EPROM。 ● 功能增强(增加逻辑/数据运算、数据处理、自诊断等功能)。 ● 有了计算机接口和模拟量控制功能。 ● 可靠性提高。 ● 整机功能向系列化、标准化发展,并由专用向通用方向过渡。 第三代:70年代末到80年代中期。 ● CPU使用8或16位微处理器甚至多微处理器,采用半 导体存储器EPROM、CMOSRAM等。 ● 增加浮点数运算,平方、三角函数等运算。 ● 增加查表、列表功能。 ● 自诊断及容错技术提高。 ● 梯形图语言及语句表成熟。 ● 小型PLC体积减小、可靠性提高、成本下降。 ● 大型PLC向模块化、多功能方向发展。 第四代:80年代中期到90年代中期。 ● 增加高速计数、中断、A/D、D/A、PID等功能。 ● 处理速度进一步提高(1?s/步)。 ● 连网功能增强。 ● 编程语言进一步完善,开发了编程软件。 第五代: 90年代中期之后。 ● CPU使用16位或32位微处理器。 ● PLC的I/O点增加,最多可达32K个I/O点。 ● 处理速度进一步提高(1ns/步)。 ● PLC都可以与计算机通信。 ● 具有强大的数值运算、函数运算、大批量数据处理的功能。 ● 开发了大量的特殊功能模块。 ● 编程软件功能更强大。 ● 不断开发出功能强大可编程终端。 PLC及其控制系统的发展趋势 PLC的性能 对小型PLC 向着体积更小、速度更高、功能增强、价格低廉的方 向发展。使之更利于取代继电器控制。 对大中型PLC 向着更大容量、更高速度、更多的功能、更高的可靠 性、易于连络通信的方向发展。使之更利于对大规模、 复杂系统的控制。 PLC控制系统的性能 ★ I/O模块将直接安装在现场,CPU与现场I/O通过数 据通信实现控制,使系统控制更有效、可靠性更高; ★ 随着硬件冗余技术的应用,各种单元、甚至整个系 统都可应用冗余技术,使系统具有更高的可靠性; ★ 进一步应用计算机的信息处理技术、网络通信技术 和图形显示技术,使系统的产生控制功能与信息管理 功能一体化。 4.2 PLC的主要特点 1. 通用性和灵活性强; 2. 抗干扰能力强,可靠性高; 3. 编程语言简单易学; 4. 与外部设备的连线. 功能强、功能的扩展能力强; 6. 控制系统设计、调试周期短; 7. 体积小、重量轻、易于机电一体化; 8. PLC控制系统的故障少、维修方便。 4.3 PLC的PLC的基本组成 PLC的基本分类 整体式 小型机常采用整体式 组合式 中、大型机常采用组合式 整体式 PLC的基本组成框图 主机 电源 输 入 设 备 输 输 入 单 CPU 出 单 元 元 输 出 设 备 编程器 盒式磁带机 打印机 EPROM写入器 上位计算机 PLC 可编程终端PT 外 存储器 I/O 扩 设 接 口 系统程序 用户程序 展 存储器 存储器 口 I/O扩展 单元 特殊功 能单元 … 1. CPU单元 CPU指挥PLC完成各种预定的功能 ★ 输入并存储用户程序、显示输入内容和地址; ★ 检查、校验用户程序,发现错误即报警; ★ 执行用户程序、驱动外部输出设备动作; ★ 诊断故障、记忆故障信息并报警。 2. 存储器 系统程序存储器—— 存储系统系统程序 用户程序存储器—— 存储系统用户程序 工作数据存储器—— 存储工作数据 3. 输入/输出单元 PLC与外部设备联系的桥梁 开关量输入单元 直流输入单元 交流输入单元 开关量输出单元 晶体管输出单元 晶闸管输出单元 继电器输出单元 直流输入电路 外部开关 S 输入点 R1 C R2 COM 公共端 LED 输入点的 状态显示 +5V T 内 → → 部 A 滤波 电 路 R3 光电耦合 交流输入电路 外部开关 S 输入点 LED R1 ~ R2 C COM 输入点的 状态显示 +5V T 内 → → 部 A 滤波 电 R3 路 光电耦合 晶体管输出电路 输出点的 状态显示 光电耦合 输出点 内 部 电 LED 路 +5V T1 → → R2 T2 R1 R3 负载 D FU COM 公共端 晶闸管输出电路 输出点的 状态显示 光电耦合 输出点 内 部 T → → 电 路 LED R1 负载 R2 ~ C FU COM 公共端 继电器输出电路 输出点的 状态显示 继电器 内 部 J 电 LED 路 R 机械 触点 输出点 负载 ~ COM 公共端 4. 电源单元 PLC由开关式稳压电源为内部电路供电 开关电源 输入电压范围宽 体积小 重量轻 效率高 抗干扰性能好 有的PLC能向外部提供24V的直流电源 可作为输入单元连接的外部设备的电源 4.4 PLC的编程语言 1. 梯形图编程语言 梯形图编程语言是一种图形语言 两种梯形图的继电器符号图对照 物理继电器 PLC继电器 线圈 触 常开 点 常闭 2. 两种控制的梯形图比较 继电器 控制 PLC控制 SB1 SB2 线 常闭触点 线. 两种控制中继电器的区别 物理继电器 继电器需硬接线连接 触点个数有限 继电器的接线改变——控制功能改变 PLC继电器 继电器用程序软连接 触点个数无限 PLC的用户程序改变—— 控制功能改变 例 Q如 FU 继电器控制接线 KM 主电路 相同 KH M 输入 3~ 设备 欲改变控制功能: KM PLC控制外部接线 PLC KH ~ 输出 设备 用继电器控制——要改变控制电路的实际接线。 用PLC控制——外部接线不变,改变用户程序。 2. 语句表编程语言 用助记符表示指令的功能 指令语句是PLC用户程序的基础元素 多条指令语句的组合构成了语句表 程序 00000 00001 01000 01000 LD OR AND NOT OUT 00000 01000 00001 01000 梯形图程序 语句表程序 4.5 PLC的工作过程 00000 00001 01000 用 户 输 入 设 备 输 入 端 子 输 入 电 路 输读 入读 映 像 寄 01000 存 器 写元 读 件 映 输 出 01001 像锁 寄存 存 写器 器 输输 出出 用 户 输 电端 出 路子 设 备 I/O刷新 执行用户程序 I/O刷新 1. PLC执行用户程序的特点 ① 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序 ② 执行程序时所需数据取自于: 输入映像寄存器 元件映像寄存器 ③ 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据 输入映像寄存器:在一个扫描周期中保持不变 元件映像寄存器:在一个扫描周期中可读可写 ④ 每个扫描周期I/O刷新阶段集中读入/读出数据 2 . PLC的I/O滞后现象 (1) 由于PLC采用循环扫描的工作方式。 PLC只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入/输 出,导致输出信号相对输入信号滞后。 (2) 输入滤波器对信号的延迟作用。 滤波器时间常数越大,对输入信号的延迟作用越强。 有的PLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。 (3) 输出继电器的动作延迟(继电器输出型PLC)。 从输出锁存器ON、到输出触点ON经历一定时间 要求有较快响应的场合 ——输出ON延时。 最好不要使用继电器输出型PLC。 (4) 用户程序的长短及语句编排。 I/O滞后现象,对慢速控制系统影响不大。 要求快速响应的场合,需要解决I/O速度问题。 第5章 CPM1A系列PLC 5.1 CPM1A系列PLC的基本组成 一、 CPM1A系列PLC的主机 1.主机的规格 按I/O点数分 按电源类型分 10、20、30、40点 分直流和交流型 按输出方式分 继电器输出型 晶体管输出型 CPM1A 40点的主机的外观 输入点LED 外设端口 I/O扩展器 运行状态LED 输出点LED 2. CPM1A 40点的主机的面板结构 输入端子 输出 端子 CPM1A 主机的输入/输出接线A系列PLC的I/O扩展单元 1. I/O扩展单元的规格和类型 类型 8点型(输入8点) 8点型(输出8点) 20点型 (输入12点) (输出8 点) 型号 CPM1A-8ED CPM1A-8ER CPM1A-8ET CPM1A-8ET1 CPM1A-20EDR CPM1A-20EDT CPM1A-20EDT1 输出形式 - 继电器 晶体管(NPN) 晶体管(PNP) 继电器 晶体管(NPN) 晶体管(PNP) 输入点LED I/O扩展器 输出点LED 连接电缆 CPM1A-20EDR I/O扩展单元的外观 连接电缆 I/O扩展器 CPM1A-20EDR I/O扩展单元的面板 输出端子 输入端子 CPM1A-20EDR I/O扩展单元输入/输出接线. PLC的I/O扩展方法 输入18点 30点主机 输出12点 输入12点 扩展器 输出8点 输入12点 扩展器 输出8点 输入12点 扩展器 输出8点 30点的主机 连接三个20点的扩展器 扩展到90个I/O点 5.2 CPM1A系列的继电器区及数据区 ★ CPM1A内部器件的编号 内部器件以通道形式的编号 通道编号为2、3、4位数不等 每个通道内有16个继电器(00~15) 例:某继电器的编号为01006。 则:该继电器的通道编号为010、 位编号为06。 1. 内部继电器区(IR) IR 区 (000~231)分为 两 部 分 输入/输出继电器区:000~019 (可以直接对外输出) 000、001 :用于主机的输入通道的编号 002~009 :I/O 扩展单元的输入通道编号 010~011 :用于主机的输出通道的编号 012~019 : I/O 扩展单元的输出通道编号 内部辅助继电器区: 200~231(不能直接对外输出) 没被使用的IR通道,可作为内部辅助继电器使用。 例:30点的主机,连接三个20点的扩展器。 其I/O点编号分配: 00000~00011 00100~00105 输入18点 30点主机 输出12点 01000~01007 01100~01103 00200~00211 输入12点 扩展器 输出8点 01200~01207 00300~00311 输入12点 扩展器 输出8点 01300~01307 00400~00411 输入12点 扩展器 输出8点 01400~01407 2. 特殊辅助继电器区(SR) SR区(231~255)分为前、后两部分 前 232~251 :常以通道为单位使用 232~249 没作表中指定功能时,可作内辅助继电器用 250、ag旗舰厅app下载251 只能按表中的功能使用,不能另作他用。 后 252~255 用于存储工作状态、产生脉冲信号等。 除25200外,252~255 的状态只可利用、不可改变。 3. 暂存继电器区(TR) 该区继电器(TR0~TR7)编号要冠以TR。 用于存储梯形图中分之点之前的 ON/OFF 状态。 同一程序中,某一编号的TR继电器不可重复使用。 4. 保持继电器区(HR) 该区继电器(HR00~HR19)编号要冠以HR。 保持继电器具有掉电保持功能。 该区继电器可以通道或位为单位使用。 5. 辅助记忆继电器区(AR) 该区继电器(AR00~AR15)编号要冠以AR。 AR区继电器具有掉电保持功能 AR区继电器用于保存PLC的各种工作状态。 根据该区某些继电器的状态,可了解PLC的工 作状况。 6. 链接继电器区(LR) 该区通道(LR00~LR15)编号要冠以LR CPM1A与本系列或本公司其他PLC进行1:1 链接通信时,要用使用LR区进行数据链接。 不作1:1链接通信时,LR区可作内部辅助继 电器用。 7. 定时器/计数器区(TR) 000~127 定时器分类 普通定时器 高速定时器 计数器分类 普通计数器 可逆计数器 ★计数器有掉电保持功能,定时器没有此功能。 ★同一程序中,计数器和定时器不能使用同一编号。 8. 数据存储区(DM) DM0000~DM1023 DM6144~DM6655 ★ 该区继电器只能以通道为单位使用! ★ 该区继电器具有掉电保持功能。 该区继电器分为三部分 ① 可读写区: DM0000~DM0999、 DM1022~DM1023 故障履历存储区: DM1000~DM1021 不作该用途时,可作普通数据存储器用。 ② 只读存储区: DM6144~DM6599 ③ 系统设定区:DM6600~DM6655 系统设定区的设定内容可用编程工具写入。 系统设定区的设定内容见表2.5。 若系统设定区的设定出错,则辅助记忆继电器的 对应位为ON。 系统设定区的设定内容,可在指定时间读取。 系统设定区的设定错误,只能用初始化来处理。 第6章 CPM1A系列PLC的指令系统 6.1 基本指令 一、常用的基本指令 1.LD OR LD NOT OR NOT AND AND NOT OUT OUT NOT 这是些基本逻辑操作指令,必须牢记其用法。 LD —— 常开触点与母线相连的指令 AND —— 常开触点相与(串联)的指令 OR —— 常开触点相或(并联)的指令 OUT —— 将执行结果输出到某位的指令 使用指令举例 梯形图程序 与或 00000 00001 01000 01000 与或 00002 01000 01001 00003 输出 与 语句表程序 LD OR AND NOT OUT LD NOT OR NOT AND OUT NOT 00000 01000 00001 01000 00002 00003 01000 01001 使用指令举例 指出图示程序对KM1和KM2的控制作用 00000 00001 01000 01000 断开 01000 01001 闭合 断电 SB1 00000 KM1 01000 SB2 00001 01001 PLC KM2 KOM ~ 断电 没按下按钮SB1 → 线闭合→ 线 01000 01000 闭合 SB1 00000 KM1 01000 SB2 00001 01001 通电 01000 01001 断开 PLC KM2 KOM ~ 通电 按一下SB1 → 线闭合→ 线 断开 01000 01001 SB1 00000 KM1 01000 断电 SB2 00001 01001 PLC KM2 KOM ~ 断电 闭合 按一下SB2 → 线断开→ 线闭合→ 线. END指令 程序的结尾一定要安排END指令,否则程序不执行。 使用指令举例 00000 00001 00002 LD 00000 01002 AND NOT 00001 与或 00003 OR NOT 00003 AND 00002 00004 与或 OR 00004 OUT 01002 END(01) END (01) 3.NOP指令 NOP是空操作指令 用NOP代替AND N,可把AND语句中的触点N短接 用NOP代替OR N,可把OR 语句中的触点N断掉 使用指令举例 将梯形图中的触点00001删掉。 00000 00001 00002 20000 00000 00002 20000 LD AND AND NOT OUT 00000 00001 00002 20000 LD 00000 NOP(00) AND NOT 00002 OUT 20000 二、块与指令AND LD 和块或指令OR LD 1. AND LD 是将并联触点组相串联的指令 使用指令举例 方法1 LD 00000 AND 00001 OR NOT 00002 LD 00003 OR 00004 AND LD LD 00005 OR NOT 00006 AND LD OUT 20000 00000 00001 00003 00005 00002 00004 00006 20000 方法2 LD 00000 AND 00001 OR NOT 00002 LD 00003 OR 00004 LD 00005 OR NOT 00006 AND LD AND LD OUT 20000 在方法2中,AND LD之前的触点组个数应小于等于8 2. OR LD是串联触点组相并联连接的指令 使用指令举例 方法1 LD 00000 AND NOT 00001 LD NOT 00002 AND 20005 OR LD LD 01004 AND 00003 OR LD OUT 01100 00000 00001 00002 20005 01004 00003 01100 方法2 LD 00000 AND NOT 00001 LD NOT 00002 AND 20005 LD 01004 AND 00003 OR LD OR LD OUT 01100 在方法2中,OR LD之前的触点组个数应小于等于8 三、 置位指令 SET和复位指令RESET SET —— 将某继电器置为ON RESET——将某继电器置为OFF 00000 00003 SET 20000 RESET 20000 00000 00003 20000 LD 00000 SET 20000 LD 00003 RESET 20000 SET、RESET指令的执行条件常为短信号(脉冲信号) SET和RESET指令可以单独使用(不一定成对使用) 四、微分指令DIFU 和DIFD DIFU和DIFD——上升沿微分和下降沿微分指令 00005 00005 DIFU(13) 20000 20000 DIFD(14) HR0000 HR0000 TS 执行条件 扫描周期 LD 00005 DIFU(13) 20000 DIFD(14) HR0000 TS DIFU和DIFD指令的操作位只ON一个扫描周期。 开机时就ON的执行条件,DIFU指令不执行。 开机时就OFF的执行条件,DIFD指令不执行。 五、基本编程规则 1.每梯级都起始于左母线,线圈或指令应画在最右边 2.必须与左母线.用OUT指令输出时,要避免双线 00005 01000 (a) 00000 01000 01000 01001 00001 01000 (b) 当00000 ON 00001 OFF ON OFF 双线圈输出引起逻辑混乱 4. 梯形图必须遵循从左到右、从上到下的顺序,不允 许两行之间垂直连接触点。 1 2 N 5 3 4 (a) 35 1 15 3 2 N 4 (b) 5. 程序结束一定要安排END指令,否则程序不被执行 没END指令的程序,检查时显示信息“NO END INST” 6.2 常用应用指令 一、 分支和分支结束指令IL/ILC IL (02) /ILC (03) —— 用于控制程序流向的指令 IL/ILC的用法 1. 不论IL的输入条件是ON还是OFF, CPU都要对 IL/ILC之间的程序段进行扫描。 2. 只有当IL的执行条件为ON时,IL和ILC之间的程序 执行(否则不执行)。此时IL和ILC间各器件的状态为: 所有OUT指令的输出位为OFF;所有定时器都复位; KEEP指令的操作位、计数器、移位寄存器以及SET和RESET指 令的操作位保持执行条件为OFF以前的状态。 二、 跳转和跳转结束指令JMP/JME JMP (04) /JME (05) ——控制程序执行流向 JMP /JME的用法 1. 1.发生跳转时,JMP N和JME N之间的程序不执行, 且不占用扫描时间。 2. 发生跳转时所有继电器、定时器、计数器均保持跳 转前的状态不变。 3. 同一个跳转号N只能在程序中使用一次。但当N取00 时,JMP 00/JME 00可以在程序中多次使用。 4. 以00作为跳转号时,比其他跳转号的执行时间长。 5. 不同跳转号时可以嵌套使用。 例如: JMP 00-JMP 01-JME 01-JME 00 使用跳转指令举例 当00000为 ON时,IL 与ILC之 间的程序 执行。 00000 00001 JMP(04) 00 01000 00002 01100 JME (05) 00 00003 01004 LD 00000 JMP (04) 00 LD 00001 OUT 01000 AND 00002 OUT 01100 JME (05) 00 LD 00003 OUT 01004 01000和01100 的状态,取决于其输入条件的状态。 6. 多个JMP 可以共用一个JME 00000 OFF、00001 OFF时: 只执行程序C 00000 ON、00001 OFF时: 执行程序A→程序C 00000 ON、00001 ON时: 执行程序A→程序B →程序C 00000 JMP(04) 00 程序 A 00001 JMP(04) 00 程序 B JME(05) 00 程序 C 三 、定时器/计数器指令TIM/CNT 使用TIM/CNT注意事项 ① TIM/CNT共同使用编号000~127,在程序中TIM和 CNT的编号不能重复。 ② TIM/CNT的操作数可以是常数,也可以是通道,但 常数或通道内容必须是BCD数。 ③ TIM/CNT的设定值是通道时,通道内容改变、设定 值即改变。但必须在TIM的输入条件断开、 CNT复 位后,下一次定时/计数才执行新设定值。 ④ 计数器有保持功能,而定时器没有此功能。 1. 定时器TIM/ TIMH TIM——普通定时器 定时时间为0~999.9 s TIMH ——高速定时器 定时时间 为0~99. 99 s 格式: TIM N SV 符号 TIM N SV N:000~127 ( TIM与TIMH共用这些编号 ) SV :0~9999 单位:TIM 为0.1 s;TIMH 为0.01 s ★ 定时器的功能 ① 当执行条件ON时开始定时,定时过程中执行条件 要保持ON。 ② 定时时间到,定时器ON、其所属触点动作。此后 只 要执行条件保持ON , 其ON状态保持。 ③ 当扫描时间Ts 0.1秒时,TIM会不准确; 当Ts 0.01秒时,TIMH会不准确。 ④ 定时器ON后,若执行条件OFF,定时器复位。 ⑤ 定时器ON后,若PLC断电,定时器复位。 当定时器复位时,其当前值为设定值。 ★定时器TIM 、TIMH的用法 开始 定时 00000 TIM 000 00000 5S #0050 TIM 000 TIM 000 01000 01000 定时 到 定时器 复位 LD 00000 TIM 000 # 0050 LD TIM 000 OUT 01000 TIM定时时间:50×0.1 = 5s 对TIMH计算: 50×0.01 = 0.5s 2. 计数器指令CNT 格式: CNT N SV 符号 CP CNT N R SV N:000~127 SV :BCD 0 ~ 9999 CP:计数输入端(每输入一个脉冲,CNT计一个数) R:复位端 ( R端ON 时计数器复位,即CNT清零) ★ 计数器的用法 ① 计数器的SV值可以是常数,也可以是通道号。 ② 计数达到设定值时CNT ON、其所属接点动作。 ③ CNT ON 后,此后输入的计数脉冲无效。 ④ 计数器ON后,只要不清零 ,CNT将保持ON。 ⑤ CNT ON后,若输入条件OFF,或PLC断电, 计数器当前值能保持。 当计数器复位时,其当前值为设定值。 6.3 数据传送和数据比较指令 1. 单字传送指令MOV(21)/ MOV (21) MOV (21) S D MOV (21) S D MOV(21) S D MOV(21) S D S:源数据(通道或十六进制数 ) D:目的通道号 功 非微分:在执行条件为ON时,将S传送到D中 (每个扫描周期都执行)。 能 微 分:在执行条件OFF→ON时,将S传送到D中 (只在条件满足时刻执行一次)。 使用MOV指令举例(1) 分析程序的功能,并写出语句表. 25315 MOV(21) # 0198 HR00 LD 25315 MOV (21) #0198 HR00 在PLC上电的第一个扫描周期,把0198传送到HR00中 在此后的各扫描周期,不再执行MOV指令。 2. 单字比较指令CMP CMP(20) C1 C2 C1 :比较数1 CMP(20) C1 C2 C2 : 比较数2 功能 在执行条件为ON时,将C1 和C2进行比较。 当 C1 C2时,标志位25505 ON 当 C1 = C2时,标志位25506 ON 当 C1 C2时,标志位25507 ON 使用CMP指令举例(1) 写语句表、分析程序功能 LD TIM CMP(20) AND OUT AND OUT AND OUT LD OUT 00000 000 #0030 TIM000 #0200 25505 20000 25506 20001 25507 20002 TIM000 20003 00000 TIM000 #0030 CMP(20) TIM 000 # 0200 25505 20000 25506 20001 25507 20002 TIM000 20003 6.4 数据移位和数据转换指令 1. 移位寄存器指令SFT (10) SFT(10) St E INSFT(10) SP R St E St :移位开始通道 E:移位结束通道 IN:数据输入端 R:复位端 SP:移位脉冲输入端 功 当复位端R为OFF时, 在SP端移位脉冲的 作用下,IN端的数据被移入移位寄存器。 在移位脉冲的作用下,移位寄存器中的数 能 据以位为单位依次向左移一位。 移位寄存器指令SFT 的用法 ●在移位脉冲作用下,St到E中的数据左移过程。 丢失 E St … IN端 数据 ●复位端R为ON时,St到E所有通道均 复位为零,且移位指令不执行。 ★ 没有移位脉冲时不执行移位。 ★ 移位寄存器具有保持功能。 IN SFT(10) SP St R E 移位寄存器指令SFT 的语句表 图示梯形图的语句表如下 LD LD LD OR SFT(10) LD OUT 00000 25502 00001 25315 200 200 20003 01000 00000 IN SFT(10) 25502 SP 200 00001 R 200 25315 20003 01000 SFT 的两个操作数都是200,表示只由200通道组 成移位寄存器。 移位寄存器 的工作时序 25502 00000 00001 20000 12 3 4 567 00000 IN SFT(10) 25502 SP 200 00001 R 200 25315 20001 20002 20003 20004 20003 01000 20000的ON状态,在200通道内依次向左移动。 200 01 01 01 01 01 01 01 01 01 010 010 01 01 01 001 10 01 2. BCD码→二进制数转换指令BIN/BIN BCD /BCD与 BIN/BIN指令类似,下面以 BIN/BIN为例说明其使用方法。 BIN(23) S R BIN(23) S R S: 源通道 R: 结果通道 功能:当执行条件为ON时,将S中的BCD码转 换成二进制数,并将结果存入R中。 写出图示语程序的句表、并分析功能。 源通道IR200中为BCD数 00000 4321。 4321转换为二进制数是 1 转换后结果通道内容 MOV # 4321 200 BIN 200 DM0000 LD 00000 MOV (21) # 4321 200 BIN (23) 200 DM0000 第3位 第2位 215 214 213 212 211 210 29 28 01 00 001 1 第3位 第2位 215 214 213 212 211 210 29 28 0100 0 00 0 第1位 第0位 27 26 25 24 23 22 21 20 0010 0001 第1位 第0位 27 26 25 24 23 22 21 20 1 1 1 0 0001 本例只在00000 OFF→ON时转换一次。 源通道 IR200 结果通道 DM0000 第7章 PLC控制系统设计概述 一、PLC控制系统设计的基本步骤 1. 对控制任务作深入的调查研究 ●弄清哪些是PLC的输入信号,是模拟量还是开关 量信号,用什么方式来获取信号; ● 哪些是PLC的输出信号,通过什么执行元件去 驱动负载; ●弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容,; ●了解运动部件的驱动方式,是液压、气动 还是电动; ●了解系统是否有周期运行、单周期运行、 手动调整等控制要求等; ●了解哪些量需要监控、报警、显示,是否 需要故障诊断,需要哪些保护措施等; ●了解是否有通信连网要求等。 2. 确定系统总体设计方案 在深入了解控制要求的基础上,确定电气控制总 体方案。 3. 确定系统的硬件构成 ● 确定主回路所需的各电器,确定输入、输出元 件的种类和数量; ● 确定保护、报警、显示元件的种类和数量; ● 计算所需PLC的输入/输出点数,并参照其他要 求选择合适的PLC机型。 4.确定PLC的输入/输出点分配 确定各输入/输出元件并作出PLC的I/O分配表。 5.设计应用程序 ● 根据控制要求,拟订几个设计方案,经比较后 选择出最佳编程方案。 ●当控制系统较复杂时,可分成多个相对独立的子 任务,分别对各子任务进行编程,最后将各子任 务的程序合理地连接起来。 6.应用程序的调试 编写的程序必须先进行模拟调试。经过反复调试和修 改,使程序满足控制要求。 7.制做电气控制柜和控制盘 ●在开始制作控制柜及控制盘之前,要画出电气控制 主回路电路图。 ●要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。 ●在控制柜布置和敷线时,要采取有效的措施抑制各 种干扰信号。 ●要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。 8.连机调试程序 ●调试前要制定周密的调试计划,以免由于工作的盲 目性而隐藏了故障隐患。 ●程序调试完毕,必须运行实际一段时间,以确认程 序是否线.编写技术文件 整理程序清单并保存程序,编写元件明细表,整理电 气原理图及主回路电路图,整理相关的技术参数,编 写控制系统说明书等。 逻辑设计法 逻辑设计法的基本步骤 ① 根据控制功能,将输入与输出信号之间建立起 逻辑函数关系(可先列出逻辑状态表); ② 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换; ③ 对化简后的函数,利用PLC的逻辑指令实现其 函数关系(作出I/O分配,画出PLC梯形图); ④ 添加特殊要求的程序。 ⑤ 上机调试程序,进行修改和完善。 逻辑设计法举例 某系统中有3台通风机,欲用一台指示灯显示通风机 的各种运行状态。 要求:2台及2台以上风机开机时,指示灯常亮;若 只有一个台开机时,指示灯以0.5Hz的频率闪烁;全 部停机时,指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控 制系统的工作。 分析控制要求可知: 反映台风机运行状态的信号是PLC的输入信号; 要用PLC的输出信号来控制指示灯的亮、灭。 对逻辑关系简单的控制,可以直接进行I/O分配。 I/O分配为如下: 输 入 风机1 风机2 风机3 控制开关 00002 00003 00000 00001 输出 指示灯 01000 用辅助继电器20000~20002表示指示灯的几种状态。 设开机为‘1’、停为‘0’ ;指示灯亮和闪为‘1’,灭为‘0’。 风机1 风机2 风机3 常亮 0.5 Hz闪 2 Hz闪 输入 输出 00000 00001 00002 20000 20001 20002 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 由表可看出: 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 20001=20000·20002 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 20000= 00000 ·00001 ·001002 + 010000 ·100001 ·100002 0 0 00000 ·00001 ·00002 + 00000 ·00001 ·00002 20002= 00000 ·00001 ·00002 将20000~20002的逻辑表达式化简: 20000= 00000 ·00001 ·00002 + 00000 ·00001 ·00002 00000 ·00001 ·00002 + 00000 ·00001 ·00002 化简得: 20000=00000 ·00001+ 00000 ·00002 + 00001·00002 20002=00000 ·00001 ·00002 20001=20000 ·2000 2 设计梯形图程序 00003 00001 00002 20000 = 00000 ·00001 00000 00002 + 00000 ·00002 控制开关 00000 00001 20000 + 00001 ·00002 20002=00000·00001·00002 20001=20000·20002 00000 00001 00002 20002 20000 20002 20001 0.5 Hz闪 2 Hz闪 20001 TIM000 20002 TIM002 01000 a TIM003 TIM002 常亮 TIM002 #0002 TIM003 #0003 20000 TIM001 TIM000 a TIM000 #0010 TIM001 #0010 经 验设计法 经验设计法的基础是:具有继电器控制的设计 经验,熟练掌握PLC指令的功能。 所谓设计经验,是指能熟练掌握典型继电器控 制电路的设计思路,并能将这种设计思路移植 到PLC程序设计中。 一、典型控制电路的PLC程序设计 典型控制电路包括:电动机的启保停控制、正/反转 控制、点动控制、 Y-△启动控制、几台电动机的连锁 控制、异地控制、掉电保持等等。 1. 启保停控制程序 下图是常用的启保停PLC控制程序。 00002 KEEP 01000 00003 00002 00003 01000 01000 00002 SET 01000 00003 RESET 01000 (a) (b) (c) 要区别不同场合,采用不同的启保停控制程序。 2. 电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案)。 正转启动 反转启动 停车按钮 00000 01001 00002 00001 00002 01002 01002 01001 01001 触点互锁 01002 正转接触器 SB1 SB2 SB3 DC24V 00000 01001 00001 01002 00002 PLC COM COM KM1 KM2 KM2 KH KM1 ~ 220V 反转接触器 3. 电动机Y- △启动控制程序 下面是电动机Y- △启动控制的程序设计(尚有其他方案). 启动按钮 停车按钮 00000 00001 IL(02) 20000 注意20000 的作用! TIM001 01002 TIM001 01001 TIM001 SV1 20000 01001 Y 01002 △ SB1 00000 01001 SB2 00001 01002 KM1 KM2 ILC(03) KM2 KH 必须有硬 件互锁! KM1 DC24V PLC COM COM ~ 220V 4. 电动机顺序启/停控制程序 下面是两台电动机顺序启/停控制的程序设计(尚有其他方案)。 输入 输出 00001 01001 00000 01000 00002 01001 01000 00003 01001 M1启动 00000 KM1 01000 M1停车 00001 KM2 01001 M2启动 00002 M2停车 00003 启动时,只有电动机M1启动(01000 ON)、电动机M2 才可能启动(01001 ON);停止时,只有M1先停、 M2 才可能停。 5. 电动机既可长动、又可点动的控制程序 下面是电动机长/点动控制的程序(尚有其他方案)。 00000 20000 00001 20000 01000 00002 20000 长动: 按一下SB2。 输入 输出 点动按钮SB1 KM 01000 00000 长动按钮SB2 00001 停00车00按2停钮车S:B按3 一下SB3。 点动: 按住SB1不放,电动机转动,释放SB1电动机停转。

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