电气可编程控制原理与应用-考试重点.doc

1低压电器用于交流1200V、直流1500V以下电路起通断、保护、控制或调节作用的电器。2低压配电电器主要用于低压供电系统和动力回路。分断能力强、限流效果好，动稳定和热稳定性能好。刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关、熔断器、接触器等3低压控制电器主要用于电力拖动控制系统。有一定的通断能力、操作频率高，电气和机械寿命长。继电器、控制器、主令电器等。4触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。5触点接触形式 点接触、线接触、面接触6电弧的产生强电场放射撞击电离热电子发射热电离7熄弧的主要措施有机械性拉弧、窄缝灭弧和栅片灭弧三种。机械性拉弧：分断触点时，利用弹性力、迅速拉长电弧，使单位长度内维持电弧燃烧的电场强度不够而熄弧。窄缝灭弧：将电弧驱入耐弧材料制成的窄缝中，加快电弧的冷却。这种灭弧装置多用于交流接触器。栅片灭弧：分断触点时，产生的电弧被推入彼此绝缘的多组镀铜薄钢片（栅片）中，电弧被分割成多组串联的短弧。8磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。灭弧栅（常用作交流灭弧装置）灭弧罩（用于交流和直流灭弧。）采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。电动力吹弧9接触器用于频繁地接通或分断交、直流电路，并可实现远距离控制。注意：接触器不能切断短路电流。10交流接触器触头系统：主触头、辅助触头常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧电压过高或过低都会造成线圈发热而烧毁交流接触器：铁心用硅钢片冲压而成，减少铁损；线圈绕在骨架上，短而粗的圆筒状，便于散热；铁心端面上安装铜制短路环，防止震动和噪声；常用灭弧罩和灭弧栅；直流接触器：铁心不发热，用整块钢制成；线圈散热：长而薄的圆筒状；常用磁吹灭弧装置；11继电器按用途分：控制、保护继电器、中间继电器按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力按动作时间分：瞬时、延时继电器特点:额定电流不大于5A；不需要灭弧装置继电器：没有灭弧装置，触点容量小，用于控制电路，可在电量或非电量的作用下动作。接触器：有灭弧装置，触点容量大，用于主电路，一般只能在电压作用下动作。12热继电器（ThermalOverloadRelay）是热过载继电器的简称。它是利用流过继电器的电流所产生的热效应而反时限动作（包括延时）的继电器作用：电动机的过载保护13时间继电器作用：按整定时间长短通断电路分类：按构成原理分：电磁式电动式空气阻尼式晶体管式数字式按延时方式分：通电延时型断电延时型14熔断器作用：短路和严重过载保护（供电线路和电气设备）应用：串接于被保护电路的首端15低压断路器功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失压时自动分断电路。在控制系统中，主令电器用做闭合或断开控制电路，以发出指令或作为程序控制的开关电器。16电气控制系统图：用一定的图形表示电气控制系统中各电器元件的连接方式。目的：表达电气控制系统的结构、原理等设计意图；便于电器元件的安装、接线、运行、维护。电气原理图是采用将电器元件以展开的形式绘制而成的一种电气控制系统图样；包括所有电器元件的导电部件和接线端点。电器元件布置图表明电气系统中所有电器元件的实际位置电气接线图器安装接线图是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。17鼠笼电动机简单的起停电气控制线路接触器控制电路过载保护：FR短路保护：FU失压、欠压保护：自锁触点（接触器18电气互锁：利用接触器（继电器）的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。机械互锁：利用复合按钮的常闭触点串接在对方线圈回路中而形成的相互制约的控制。（方便操作）19可编程序控制器（ProgrammableLogicController,PLC可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计：它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。pLC使用的几种物理存储器：随机存取存储器：RAM，读/写存储器只读存储器：ROM可以电擦除可编程的只读存储器：EEPROM存储器用来存储程序和数据，根据工作原理，存储空间一般包括三个区：系统程序存储区（系统程序决定了PLC的性能和功能）用户程序存储区：用户程序区、系统组态数据区。工作数据存储区RAM2）I/O模块输入模块用来接收和采集输入信号，输入模块分为开关量输入模块和模拟量输入模块；输出模块用来输出信号和驱动执行元件。小型PLC：256点4K字存储器8位微处理器或单片机芯片3.4PLC的工作原理总结1：一个扫描周期中I/O处理过程（三个阶段输入采样执行用户程序输出刷新总结2：PLC工作过程的特殊之处初始操作（上电处理）运行：（顺序）周期循环扫描扫描工作特点：集中输入，集中输出（小型PLC）总结3：输入输出滞后时间外部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间时间间隔。输入电路滤波时间输出电路的滞后时间扫描工作方式引起的滞后时间扫描工作方式引起最长的滞后时间可达两个扫描周期总结5：PLC与继电接触器的异同相同点：图形结构和逻辑关系相同。不同点：（1）实现原理不同：软元件逻辑运算（2）工作方式不同：串行（3）可靠性、速度等。总结6：PLC对输入输出的处理规则输入映像寄存器的内容，由上一个扫描周期输入端子的状态决定：输出映像寄存器的状态，由程序执行期间输出指令的执行结果决定输出锁存器的状态，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的状态决定输出端子板上各输出端子的状态由输出锁存器决定执行程序时所采用的输入输出状态值取用于输入输出映像寄存器的状态20，SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机及I/O特性相同点：图形结构和逻辑关系相同。不同点：（1）实现原理不同：软元件逻辑运算（2）工作方式不同：串行（3）可靠性、速度等。总结6：PLC对输入输出的处理规则输入映像寄存器的内容，由上一个扫描周期输入端子的状态决定：输出映像寄存器的状态，由程序执行期间输出指令的执行结果决定输出锁存器的状态，由上一次输出刷新期间输出映像寄存器的状态决定输出端子板上各输出端子的状态由输出锁存器决定执行程序时所采用的输入输出状态值取用于输入输出映像寄存器的状态20，SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机及I/O特性21，S7-200PLC的接口模块（特殊功能模块）数字量扩展模块模拟量扩展模块热电偶、热电阻模块通信扩展模块现场设备接口模块数字量扩展模块EM221数字量输入模块，24V，DC8输入。EM221数字量输入模块，230V，AC8输入。EM222数字量输出模块，24V，DC8输出。EM222数字量输出模块，继电器8输出。EM222数字量输出模块，交流8输出。EM223数字量混合模块，24V。模拟量扩展模块EM231：4模拟输入点，2W，12位。EM232：2模拟输出点，2W，12位。EM235：4模拟输入点，1模拟量输出点，2W，12位。热电偶、热电阻模块EM231为1.8W，15位，模拟量输入。22数字量输出模块，分为直流输出模块、交流输出模块、交直流输出模块三种（晶体管、晶闸管、继电器输出方式）。,23模拟量模块（A/D），模拟量模块有模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块,24，主机允许带扩展模块的数量CPU221模块不允许带扩展模块；CPU222模块最多可带2个扩展模块CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块最多可带7个扩展模块，且7个扩展模块中最多只能带2个智能扩展模块。2）CPU输入输出映象区的大小主机提供的数字量I/O映象区区域为：128个输入映象寄存器（I0.0I15.7）和128个输出映象寄存器（Q0.0Q15.7。最大I/O配置不能超出此区域。25，IEC61131-3是PLC的编程语言标准5种编程语言：顺序功能图（SFC）,梯形图（LD或LAD）功能块图（FBD）指令表（IL）结构文本（ST）S7-200的编程软件中，提供梯形图、语句表和功能块图3种编程语言选择使用。1)输入过程映像寄存器（I）S7-200PLC编址范围（I0.0I15.7）2)输出过程映像寄存器（Q）7-200PLC编址范围（Q0.0Q15.7）3)变量存储区（V）是全局存储器；在程序执行过程中用来存放中间结果，或用来保存与工序或任务有关的其他数据。4)位存储区（M）作为控制继电器来存储中间操作状态或其他控制信息。可按位、字节、字或双字来存取数据5)定时器存储区（T）T0T255接通延时、断开延时、保持型接通延时定时器；三种定时器：1ms,10sm和100ms；6、)计数器存储区（C）C0C255加计数器、减计数器和加减计数器；7、)高速计数器（HC）HC0HC58、)累加器（AC）AC0AC3（4个）是可以象存储器那样使用的读/写单元，可以用它向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存放计算的中间结果；累加器是32位的，可以按字节、字和双字来存取累加器中的数据，存取数据的长度根据所用的指令决定。9、)特殊存储器（SM）CPU224编址范围SM0.0SM179.7，共180个字节。其中SM0.0SM29.7的30个字节为只读型区域。SM0.0RUN状态，该位始终为1。SM0.1首次扫描时为1，用于程序的初始化。SM0.4输出一个占空比为50的分时钟脉冲。SM0.5输出一个占空比为50的秒时钟脉冲。SM0.6一个扫描周期为ON，另一为OFF循环交替。SMB1指令状态位字节，常用于表及数学操作SM1.0零标志。SM1.1溢出标志。SM1.2负数标志。10)、局部存储器（L）局部变量存储器，用作暂时存储器，或给子程序传递参数；仅仅在创建它的主程序、子程序或中断程序中有效，别的程序不能访问；S7-200提供64字节的局部存储器，LB0LB63；通常后4个字节不用；11)、模拟量输入（AI）12)、模拟量输出（AQ）13)、顺序控制继电器（S）S0.0S31.725,S7-200数据寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类。直接指出存储器名称的寻址方式称为直接寻址。26,指令LD（Load）用于网络块逻辑开始的常开触点与母线的连接。LDN（LoadNot）用于网络块逻辑运算开始的常闭触点与母线的连接。=（Out）与线圈相对应,驱动线圈的触点电路接通时,指定位对应的输出映像寄存器为1，反之则为0。（1）在分支电路块的开始也要使用LD、LDN指令；（2）并联的=指令可连续使用任意次；（3）在同一程序中不能使用双线圈输出;（4）LD、LDN、=指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。T和C输出时不是以使用=指令形式出现I、某些SM不能输出取反指令：NOT空操作指令：NOPA（And）用于单个常开触点的串联连接。AN（AndNot）用于单个常闭触点的串联连接。（1）A、AN是单个触点串联连接指令，可连续使用，但S7-200PLC的编程软件规定的串联触点的使用上限是11个。（2）连续输出电路可以反复使用=指令，如上例所示（3）A、AN指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。O（OR）：用于单个常开触点的并联连接。ON（OrNot）用于单个常闭触点的并联连接。（1）O、ON是单个触点并联连接指令，可连续使用；（2）O、ON指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。OLD（OrLoad）：用于串联电路块的并联连接ALD（AndLoad）：栈装载与指令（与块指令）；用于并联电路块的串联连接。EU（EdgeUp）：正跳变触点指令；ED（EdgeDown）：负跳变触点指令；27，梯形图的经验设计法分析控制要求、选择控制原则；设计主令和检测元件，确定输入输出设备；设计程序；检查修改和完善程序。28，顺序控制设计法与顺序功能图顺序功能图组成步、有向连线、转换、转换条件和动作（或命令）1）、转换实现的条件该转换所有的前级步都是活动步；相应的转换条件得到满足。如果转换的前级步或后续步不止一个，转换的实现称为同步实现。2）、转换实现应完成的操作转换实现应完成以下两个操作：（1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变成活动步；（2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。29.电器有几种分类方式？都是按什么分类的？（5分）答：有三种分类方式。分别为：1、按工作电压等级分类；2、按用途分类；3、按工作原理分类。30.断路器（也叫自动开关）它同时具有那些保护作用？（6分）答：具有欠压过载短路等保护作用31、简述PLC的周期扫描工作方式？答：PLC采用逐行循环扫描的串行工作方式，每一个扫描周期包括输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。32、什么叫状态流程图？状态流程图包括几方面？答：状态流程图是描述顺序控制功能的图解表示法，状态流程图主要由状态（工步）、有向连线、转换条件组成。33、既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器?装有热继电器是否就可以不装熔断器?为什么?因为熔断器的主要作用是作为电路的短路保护