电气控制与PLC应用.doc

基本概念电器按工作电压等级分类：高压电器指交流额定电压高于1200V或直流额定电压高于1500V的电器低压电器指交流额定电压为1200V及以下或直流额定电压为1500V及以下的电器。电器按用途分：控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器、电动机器等；主令电器用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、主令开关、转换开关等；执行电器用于某种完成动作或传送功能的电器，如电磁阀、电磁离合器等；配电电器用于电能的输送和分配的电器，如高压断路器、隔离开关、母线等；保护电器用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、避雷器等。电力拖动自控系统常用的低压电器主要有接触器、继电器、断路器、行程开关、熔断器及其他电器（如按钮、刀开关等)。接触器：结构其主要部件有线圈、铁心、衔铁、主触点、辅助触点、灭弧罩等。触点种类：(1)主触点：主触点容量大，用于通断高电压、大电流电路； (2)辅助触点：辅助触点容量小，用于通断低电压、小电流电路（如控制电路)。接触器动作过程：当线圈通电时衔铁吸合主常开触点闭合辅助常开触点闭合辅助常闭触点断开；当线圈断电时衔铁释放主常开触点打开辅助常开触点打开辅助常闭触点闭合。 电磁机构由线圈和磁路两部分组成。磁路包括铁心、衔铁、空气隙等。继电器实际上是一种由特定形式的电气量（如电流，电压）或非电气量（如速度，温度）自动控制开闭的小开关。继电器与接触器的区别：继电器没有主、辅触点之分，主要用在低电压、小电流的控制电路中，其控制量可以是电气量，也可以是非电气量。 接触器有主、辅触点之分，其中主触点用在高电压、大电流的主电路中，辅助触点用于低电压、小电流的控制电路。热继电器：常用于电动机的过载保护和断相保护。热继电器的发热元件串在被保护电动机的主电路中。当电动机发生过载时，电动机主电路的电流增大，大于其额定电流，发热元件的发热量增大，双金属片（由热膨胀系数不）因受发热元件的加热而膨胀，向上弯曲顶着杠杆，使杠杆带动开关的动触点运动，其常闭触点断开，切断电动机控制回路，使电动机停电，以防电动机因过载而烧坏。低压熔断器：熔断器属于保护电器，能分断短路电流。熔断器的选择：熔断器额定电压、额定电流的选择。 1.单台长期工作的电动机：选择In(1. 5 - 2. 5) I N2.单台频繁起动的电动机：选择In(3 N3.5)/ I N3.多台电动机：选择In(1.5 -2.5)I Nmax+ INi）4.单台变压器：选择In(1.52)IN的熔断器5.照明： 选择In1.05IN，的熔断器。主令电器：在电器控制线路中起发送或转换控制指令作用的电器常用于接通或断开控制电路，其通过接触器、继电器间接控制主电路的接通与断开，主令电器不能直接用于主电路的分合。转换开关在电气控制线路中常用于5kW以下的电动机的起动、停止、变速、换向和星形三角形起动。低压断路器：低压断路器既是控制电器，也是保护电器。有以下功能：(1)正常时，手动或电动操作开、闭，控制电路的接通与分断。(2)故障（短路、过负荷和失电压或欠电压时）时能自动跳闸。 即断路器有短路，保护，过负荷保护和失、欠电压保护等3种保护功能。 用断路器保护短路比熔断器要方便得多。断路器不像熔断器那样熔体熔断后需换熔体。断路器跳闸后，排除电路故障，合上断路器，即可恢复正常工作。选择低压断路器时，应符合以下几个条件： (1)断路器额定电压不低于线路的额定电压： (2)断路器额定电流不小于线路的额定电流。常用电气文字符号：热继电器FR 、接触器 KM 、继电器 KA 、时间继电器 KT、照明灯 EL、 电抗器 L 、电流表 PA 、电压表 PV 、控制开关SA 、按钮开关 SB、行程开关 SQ 、断路器QF、熔断器FU等。电器控制线路的设计方法：（一）一般设计方法（二)逻辑设计方法（三）综合设计方法控制电路保护环节：包括过载、短路、过电流、过电压、失电压等保护。PLC的主要功能：1.开关量逻辑控制、2.模拟量控制、3.数字量控制、4.机器人控制、5.分布式控制系统、6.监控功能、7.其他功能。PLC的基本组成：(1)中央处理单元（CPU）；(2) 存储器(RAM、ROM) ；(3)输入输出单元 （I/O）； (4)电源（开关式稳压电源) 。编程器的作用:是PLC最重要的外部设备。利用。利用编程器可编制用户程序、输入程序、 检查程序、监视PLC的工作状态。PLC的系统工作过程PLC的系统工作是采用“循环扫描”的工作方式，运行时，大致包括6个方面： (一) 初始化处理（二）系统自诊断（三）通信与外设服务（含中断服务）（四）采样输入信号（五） 执行用户程序（六）输出刷新。S7一300硬件组成：采用紧凑的、无槽位限制的模块结构：导轨、电源模块(PS)、CPU模块、接口模块(IM)、 信号模块(SM)、通信模块（PC）、功能模块（FM）。S7一300CPU： (1) 标准型。标准型CPU模块有7种规格，都没有集成I/O 点。其CPU312不可连接扩展机架，只有 一个主机架 (2） 紧凑型。紧凑型CPU模块有6种规格。紧凑型CPU模块与标准型CPU模块的主要区别是CPU模块本身带有数量不等的集成数字I/O点和模拟I/O通道、集成高速计数输入，高速脉冲输出等功能，它也可以根据需要选择不同的I/O模块进行扩展。与标准型一样紧凑型的CPU312C同样不可以连接扩展机架，其余CPU模块均可以连接最多3个扩展机架。电源模块（P.S)：所选定的电源模块的输出功率必须大于CPU模块，所有I/O模块、各种智能模块等消耗功率之和，一般留有30% 裕量。当同一电源模块既为主机单元供电有要为扩展单元供电 时，从主机单元到最远的扩展单元，线路压降须小于0.25V。接口模块IM ：用于S7一300 PLC的中央机架到扩展央机架到扩展机架的连接。信号模块SM：有数字量I/O模块、模拟量输入输出模块。功能模块FM ：前连接器与其它模块：前连接器用于传感器、执行原件与信号模块的连接 与其它模块 如：占位模块 DM370通讯模块CP：CP340用于点对点低速连接，CP341用于点对点高速连接等。S7一300 模块配放原则：p121例题。STEP7结构程序的块（逻辑块）：组织块（Organization Block, OB)、功能(Function, FC)、 功能块（Function Block, FB）、系统功能块（System Function Block, SFB)。数据块：背景数据块（DI）、共享数据块（DB）。STEP7的数据类型：基本数据类型、复合数据类型、参数类型。S7一300PLC编址：1. 数字量I/O编址， 2. 模拟量I/O编址。P145，PLC控制系统的故障诊断：（一)电源检查，在启动时如果在总体检查中发现PLC的电源指示灯不亮，就需要对供电系统进行检查。(二)当PLC的CPU“运行”指示灯不亮时，说明系统PLC已经因为某种异常而中止了正常运行。（三）报警故障检查，报警故障一般不会引起P