机床电气与PLC教学

1、会计学1机床电气与机床电气与PLC教学教学第1页/共179页第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。第2页/共179页（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

2、、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。第3页/共179页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

3、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-线圈第4页/共179页 （2）触头系统： 触头的作用是接通或分断电路。触头的结构有桥式触头指式触头：适用于分合次数多，电流大的场合。点接触式：适用于电流不大场合面接触式：电流较大场合。a-点接触式 b-面接触式 c-指式触头第5页/共179页 （3）灭弧系统： 双断口电动力吹弧 磁吹灭弧 窄缝(纵缝)灭弧法 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

4、有转换开关等。第6页/共179页一、刀开关（一）闸刀开关（胶盖刀开关）1、文字符号：QS2、图形符号：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。3、主要技术参数：第7页/共179页HK 2极数额定电流设计代号开启式负荷开关胶盖刀开关的型号及其含义如下：（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

5、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。第8页/共179页（二）组合开关1、文字符号：QS2、图形符号： 单极 三极3、基本结构及动作原理：L1 L2L3UVW实物图示意图第9页/共179页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

6、。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极数额定电流设计代号开启式负荷开关用途型式代号（2）额定参数：额定电压，额定电流。第10页/共179页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：单极三极 3、基本结构及动作原理： 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

7、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。第11页/共179页实物图原理图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-分励脱扣器第12页/共179页DZ20系列低压断路器型号意义：DZ 20极数脱扣器型式及附件代号操作机构代号：无字手柄操作P电动机操作壳架等级额定电流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4、主要技术参数（1）型号 （

8、2）额定参数： 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。第13页/共179页 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。 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。 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

9、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。第14页/共179页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第15页

10、/共179页 3、基本结构及工作原理：实物图示意图1-按钮 2-复位弹簧 3-常闭静触头 4-动触头 5-常开静触头第16页/共179页 5、按钮的使用： （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。 4、型号：按钮开关的型号意义：结构形式常闭触头数AL常开触头数主令电器设计序号按钮K-开启式J-紧急式H-保护式Y-钥匙式S-防水式X-旋钮式F-防腐式D-带指示灯式第17页/共179页 （2）按钮颜色要求： “停止”和“急停”按钮必须是红色

11、。当按下红色按钮时，必须使设备停止工作或断电。 “起动”按钮的颜色是绿色。 “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。 “点动”按钮必须是黑色。 “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。第18页/共179页二、行程开关 1、文字符号：SQ 2、图形符号：常开触头常闭触头 3、基本结构及工作原理实物图结构图第19页/共179页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：19“1”能自动复位，“2”不能自动复

12、位。L X“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第20页/共179页 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。1.5 熔断器1、文字符号：FU2、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

13、路保护，而对于过载一般不能准确保护。第21页/共179页4、主要技术参数（1）型号：低压熔断器的型号含义：R设计序号额定电流，AM：无填料密闭管式T：有填料密闭管式L：螺旋式S：快速式C：瓷插式熔断器（ 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。第22页/共179页 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。实物图示意图第23页/共179页 3）管式熔断器： 管式熔断器主

14、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。示意图第24页/共179页第25页/共179页 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

15、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)大12个级差。第26页/共179页吸引线圈主触头 常开辅助触头 常闭辅助触头2、交流接触器 （1）基本结构 电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。 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）图形符号：1、接触器文字符号、图形符号 （1）文字符号：KM1.6 接触器第27页/共179页工作原理

16、示意图（2）工作原理：1-动触头动触头 2-静触头静触头 3-衔铁衔铁 4-弹簧弹簧 5-线圈线圈6-铁心铁心 7-垫毡垫毡 8-触头弹簧触头弹簧 9-灭弧罩灭弧罩 10-触头压力弹簧触头压力弹簧第28页/共179页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。第29页/共179页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、C

17、J12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LC2-D系列等。第30页/共179页直流接触器的型号意义：常闭触头常开触头1818Z ZC额定工作电流接触器设计代号直流额定工作电压代号：03380V 06660V111140V用K表示组成矿用起动器的接触器有TH表示湿热带20JC额定工作电流（380V，AC3时）接触器设计序号交流交流接触器的型号意义

18、：第31页/共179页（2）额定参数：主要有额定电压、额定电流和线圈的额定电压等。 1）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：直流线圈额定电压有24V,48V,2

19、20V。交流线圈的额定电压有：36V,127V,220V,380V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，可以采用直流线圈的交流接触器。第32页/共179页1.7 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。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：IKA过电流继电器线圈IKV过电压继电器线圈U0.1秒时，秒时，TIM会不准确；会不准确； 当当Ts 0

20、.01秒时，秒时，TIMH会不准确。会不准确。 定时器的功能定时器的功能 当执行条件当执行条件ON时开始定时，定时过程中执行条件时开始定时，定时过程中执行条件要保持要保持ON。 定时时间到，定时器定时时间到，定时器ON、其所属触点动作。此后、其所属触点动作。此后只只 要执行条件保持要执行条件保持ON ， 其其ON状态保持。状态保持。 定时器定时器ON后，若后，若PLC断电，定时器复位。断电，定时器复位。 当定时器复位时，其当前值为设定值。当定时器复位时，其当前值为设定值。第141页/共179页定时器定时器TIM 、TIMH的用法的用法LD 00000TIM 000 # 0050LD TIM 0

21、00OUT 0100000000TIM 000010005 STIM 000 #005000000TIM 00001000TIM定时时间：定时时间：500.1 = 5s开始开始定时定时定时定时 到到定时器定时器复位复位 对对TIMH计算：计算： 500.01 = 0.5s第142页/共179页 2. 计数器指令计数器指令CNT N：000127 SV ：BCD 0 9999 格式：格式： CNT NSV CNT N SVCPR符号符号CP：计数输入端（每输入一个脉冲，：计数输入端（每输入一个脉冲，CNT计一个数）计一个数） R：复位端：复位端 （ R端端ON 时计数器复位，即时计数器复位，即C

22、NT清零）清零）第143页/共179页 CNT ON后，若输入条件后，若输入条件OFF，或，或PLC断电，断电， 计数器当前值能保持。计数器当前值能保持。 CNT ON 后，此后输入的计数脉冲无效。后，此后输入的计数脉冲无效。 计数器的用法计数器的用法 计数器的计数器的SV值可以是常数，也可以是通道号。值可以是常数，也可以是通道号。 计数达到设定值时计数达到设定值时CNT ON、其所属接点动作。、其所属接点动作。 计数器计数器ON后，只要不清零后，只要不清零 ，CNT将保持将保持ON。 当计数器复位时，其当前值为设定值。当计数器复位时，其当前值为设定值。第144页/共179页S：源数据（通道或

23、十六进制数：源数据（通道或十六进制数 ） D：目的通道号：目的通道号功功能能MOV (21) S DMOV(21) S DMOV(21) S D MOV (21) S D非微分：在执行条件为非微分：在执行条件为ON时，将时，将S传送到传送到D中中 （每个扫描周期都执行）。（每个扫描周期都执行）。 微微 分：在执行条件分：在执行条件OFFON时，将时，将S传送到传送到D中中 （只在条件满足时刻执行一次）。（只在条件满足时刻执行一次）。 1. 单字传送指令单字传送指令MOV(21)/ MOV (21)6.3 数据传送和数据比较指令第145页/共179页LD 25315MOV (21) #0198

24、HR00在在PLC上电的第一个扫描周期，把上电的第一个扫描周期，把0198传送到传送到HR00中中25315MOV(21) # 0198 HR00分析程序的功能，并写出语句表分析程序的功能，并写出语句表. 使用使用MOV指令举例指令举例(1)在此后的各扫描周期，不再执行在此后的各扫描周期，不再执行MOV指令。指令。第146页/共179页2. 单字比较指令单字比较指令CMPCMP(20） C1 C2CMP(20） C1 C2 C1 ：比较数：比较数1 C2 ： 比较数比较数2在执行条件为在执行条件为ON时，将时，将C1 和和C2进行比较。进行比较。 当当 C1 C2时，标志位时，标志位25505

25、 ON 当当 C1 = C2时，标志位时，标志位25506 ON 当当 C1 C2时，标志位时，标志位25507 ON功能功能第147页/共179页使用使用CMP指令举例指令举例(1)写语句表、分析程序功能写语句表、分析程序功能LD 00000TIM 000 #0030CMP(20) TIM000 #0200AND 25505OUT 20000AND 25506OUT 20001AND 25507OUT 20002LD TIM000OUT 200032550620001TIM000255072000320002CMP(20） TIM 000 # 0200TIM000 #003000000255

26、0520000第148页/共179页1. 移位寄存器指令移位寄存器指令SFT (10)功功能能 当复位端当复位端R为为OFF时，时， 在在SP端移位脉冲的端移位脉冲的作用下，作用下，IN端的数据被移入移位寄存器。端的数据被移入移位寄存器。 St ：移位开始通道：移位开始通道 E：移位结束通道：移位结束通道SFT(10） St E SFT(10） St EINSPRIN:数据输入端数据输入端R:复位端复位端SP:移位脉冲输入端移位脉冲输入端 在移位脉冲的作用下，移位寄存器中的数在移位脉冲的作用下，移位寄存器中的数据以位为单位依次向左移一位。据以位为单位依次向左移一位。6.4 数据移位和数据转换指

27、令第149页/共179页 移位寄存器指令移位寄存器指令SFT 的用法的用法SFT(10） St EINSPR在移位脉冲作用下，在移位脉冲作用下，St到到E中的数据左移过程。中的数据左移过程。复位端复位端R为为ON时，时，St到到E所有通道所有通道均复位为零，且移位指令不执行。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。没有移位脉冲时不执行移位。 移位寄存器具有保持功能。移位寄存器具有保持功能。 IN端端 数据数据丢失丢失StE第150页/共179页 移位寄存器指令移位寄存器指令SFT 的语句表的语句表 LD 00000 LD 25502 LD 00001 OR 25315 SFT

28、(10) 200 200 LD 20003 OUT 01000INSPR 00000 25502 20003 00001SFT(10)20020001000 25315 图示梯形图的语句表如下图示梯形图的语句表如下 SFT 的两个操作数都是的两个操作数都是200，表示只由，表示只由200通道组通道组成移位寄存器。成移位寄存器。第151页/共179页2550200000000012000420003200002000120002INSPR 00000 25502 20003 00001SFT(10)2002000100025315 移位寄存器移位寄存器 的工作时序的工作时序 20000的的ON状

29、态，在状态，在200通道内依次向左移动。通道内依次向左移动。 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0

30、0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 1 0 0 0 0 0

31、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 02001 2 3 4 5 6 7第152页/共179页BCD /BCD与与 BIN/BIN指令类似，下面以指令类似，下面以BIN/BIN为例说明其使用方法。为例说明其使用方法。BIN(23) S RBIN(23） S RS: 源通道源通道R: 结果通道结果通道功能：当执行条件为功能：当执行条件为ON时时,将将S中的中的BCD码转码转换成二进制数，并将结果存入换成二进制数，并将结果存入R中。中。 2. BCD码码

32、二进制数转换指令二进制数转换指令BIN/BIN第153页/共179页4321转换为二进制数是转换为二进制数是 0100000011100001LD 00000 MOV (21) # 4321 200 BIN (23) 200 DM000000000BINDM0000200 # 4321 MOV 200 第第3位位 第第2位位 第第1位位 第第0位位 0 0 1 1 0 1 0 0215 214 213 212 211 210 29 2823 22 21 20 27 26 25 24 0 0 1 00 0 0 1 IR200 源通道源通道DM0000结果通道结果通道 第第3位位 第第2位位 第第

33、1位位 第第0位位 0 0 0 0 0 1 0 0215 214 213 212 211 210 29 2823 22 21 20 27 26 25 24 1 1 1 00 0 0 1源通道源通道IR200中为中为BCD数数4321。转换后结果通道内容转换后结果通道内容 写出图示语程序的句表、并分析功能。写出图示语程序的句表、并分析功能。 本例只在本例只在00000 OFFON时转换一次。时转换一次。第154页/共179页第第7章章 PLC控制系统设计概述控制系统设计概述 一、一、PLC控制系统设计的基本步骤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对控制任务作深入的调查研究弄清

34、哪些是弄清哪些是PLC的输入信号，是模拟量还是开的输入信号，是模拟量还是开关量信号，用什么方式来获取信号；关量信号，用什么方式来获取信号； 哪些是哪些是PLC的输出信号，通过什么执行元件去的输出信号，通过什么执行元件去驱动负载；驱动负载；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容，；弄清整个工艺过程和欲完成的控制内容，；第155页/共179页了解运动部件的驱动方式，是液压、气了解运动部件的驱动方式，是液压、气动还是电动；动还是电动；了解系统是否有周期运行、单周期运行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；、手动调整等控制要求等；了解哪些量需要监控、报警、显示，是了解哪些量需要监控、报

35、警、显示，是否需要故障诊断，需要哪些保护措施等；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。了解是否有通信连网要求等。第156页/共179页 2. 确定系统总体设计方案确定系统总体设计方案在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总在深入了解控制要求的基础上，确定电气控制总体方案。体方案。 确定主回路所需的各电器，确定输入、输出元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；件的种类和数量； 3. 确定系统的确定系统的硬件构成硬件构成 确定保护、报警、显示元件的种类和数量；确定保护、报警、显示元件的种类和数量； 计算所需计算所需PLC的输入的输入/输出点数，并参照其他

36、要输出点数，并参照其他要求选择合适的求选择合适的PLC机型。机型。第157页/共179页 4确定确定PLC的输入的输入/ /输出点分配输出点分配确定各输入确定各输入/输出元件并作出输出元件并作出PLC的的I/O分配表。分配表。 根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后根据控制要求，拟订几个设计方案，经比较后选择出最佳编程方案。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。任务的程序合理地连接起来。 5设计应用程序设计应用程序第158

37、页/共179页 6应用程序的调试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。改，使程序满足控制要求。在开始制作控制柜及控制盘之前，要画出电气控制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。主回路电路图。 7制做电气控制柜和控制盘制做电气控制柜和控制盘要全面地考虑各种保护、连锁措施等问题。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。种干扰信号。要注意解决防尘、防静电、防雷电等问题。要注意解决防尘、防静电、

38、防雷电等问题。第159页/共179页 8连机调试程序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。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，以确认程程序调试完毕，必须运行实际一段时间，以确认程序是否真正达到控制要求。序是否真正达到控制要求。 9编写技术文件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。写控制系统说明书等。第160页/共1

39、79页逻逻 辑辑 设设 计计 法法 根据控制功能，将输入与输出信号之间建立起根据控制功能，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）；逻辑函数关系（可先列出逻辑状态表）； 对上述所得的逻辑函数进行化简或变换；对上述所得的逻辑函数进行化简或变换； 对化简后的函数，利用对化简后的函数，利用PLC的逻辑指令实现其的逻辑指令实现其函数关系（作出函数关系（作出I/O分配，画出分配，画出PLC梯形图）；梯形图）； 逻辑设计法的基本步骤逻辑设计法的基本步骤 添加特殊要求的程序。添加特殊要求的程序。 上机调试程序，进行修改和完善。上机调试程序，进行修改和完善。第161页/共179页 逻逻 辑

40、辑 设设 计计 法法 举举 例例 某系统中有某系统中有3台通风机，欲用一台指示灯显示通风机台通风机，欲用一台指示灯显示通风机的各种运行状态。的各种运行状态。 要求：要求：2台及台及2台以上风机开机时，指示灯常亮；若台以上风机开机时，指示灯常亮；若只有一个台开机时，指示灯以只有一个台开机时，指示灯以0.5Hz的频率闪烁；全的频率闪烁；全部停机时，指示灯以部停机时，指示灯以2Hz的频率闪烁。用一个开关控的频率闪烁。用一个开关控制系统的工作。制系统的工作。分析控制要求可知：分析控制要求可知：反映台风机运行状态的信号是反映台风机运行状态的信号是PLC的输入信号；的输入信号；要用要用PLC的输出信号来控

41、制指示灯的亮、灭。的输出信号来控制指示灯的亮、灭。第162页/共179页 对逻辑关系简单的控制，可以直接进行对逻辑关系简单的控制，可以直接进行I/O分配。分配。I/O分配为如下：分配为如下： 输输 入入 输输 出出 风机风机1 风机风机2风机风机3 控制开关控制开关 指示灯指示灯 00000 00001 00002 00003 01000第163页/共179页用辅助继电器用辅助继电器2000020002表示指示灯的几种状态。表示指示灯的几种状态。 输输 入入 输输 出出 00000 00001 00002 20000 20001 20002 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0

42、0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0由表可看出：由表可看出：20001=2000020002常亮常亮2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪风机风机1风机风机3风机风机2设开机为设开机为1、停为、停为0 ；指示灯亮和闪为；指示灯亮和闪为1，灭为，灭为0。20000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 0000220002= 00000 00001 00002第164页/共179页 将将20000200

43、02的逻辑表达式化简：的逻辑表达式化简：化简得：化简得： 20000=00000 00001+ 00000 00002 + 00001 0000220002=00000 00001 0000220001=20000 2000220000= 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002 00000 00001 00002 + 00000 00001 00002第165页/共179页设计梯形图程序设计梯形图程序20002=00000000010000220000 = 00000 00001 + 00000 00002 + 00001 0000220001=200002

44、0002常亮常亮控制开关控制开关2 Hz闪闪0.5 Hz闪闪00003 00001 000022000020002200010100000000 00002 00000 00001 00000 00001 0000220000 2000220001 TIM00020002 TIM002 TIM001 TIM000 #0010 TIM001 #0010 TIM00020000a TIM003 #0003 TIM002 TIM002 #0002 TIM003a第166页/共179页经经 验验 设设 计计 法法经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验设计法的基础是：具有继电器控制的设计经验，熟练

45、掌握经验，熟练掌握PLC指令的功能。指令的功能。 典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正典型控制电路包括：电动机的启保停控制、正/反转反转控制、点动控制、控制、点动控制、 Y- -启动控制、几台电动机的连启动控制、几台电动机的连锁控制、异地控制、掉电保持等等。锁控制、异地控制、掉电保持等等。 一、典型控制电路的一、典型控制电路的PLC程序设计程序设计所谓设计经验，是指能熟练掌握典型继电器控所谓设计经验，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制电路的设计思路，并能将这种设计思路移植到到PLC程序设计中。程序设计中。第167页/共179页 1. 启保停控制程序启保停控

46、制程序0000200003KEEP 01000 010000100000002 000030000200003SET 01000RESET 01000（a）（b）（c）下图是常用的启保停下图是常用的启保停PLC控制程序。控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。要区别不同场合，采用不同的启保停控制程序。第168页/共179页 2. 电动机正反转控制程序电动机正反转控制程序 下面是正反转控制的程序设计下面是正反转控制的程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。01001000020000001001010020000101002010020000201001SB300000 0100100

47、001 0100200002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2正转启动正转启动反转启动反转启动停车按钮停车按钮正转接触器正转接触器 反转接触器反转接触器 触点互锁触点互锁 触点互锁触点互锁 第169页/共179页 00000 00001IL(02)ILC（03）20000 2000001001TIM001TIM001 0100101002YSV1TIM0010100200000 0100100001 01002COM COMSB1 220VSB2DC24VKM1KM2PLCKHKM1KM2 3. 电动机电动机Y- 启动启动控制程序控制程序 下面是电

48、动机下面是电动机Y- 启动启动控制控制的的程序设计程序设计(尚有其他方案尚有其他方案).必须有硬必须有硬件互锁件互锁!启动按钮启动按钮停车按钮停车按钮注意注意20000的作用！的作用！第170页/共179页010010100000003010010100000000010010000200001 4. 电动机电动机顺序启顺序启/停停控制程序控制程序 下面是两台电动机顺序下面是两台电动机顺序启启/停停控制控制的的程序设计程序设计(尚有其他方案尚有其他方案)。启动时，只有电动机启动时，只有电动机M1启动启动(01000 ON)、电动机、电动机M2才可能启动才可能启动(01001 ON)；停止时，只

49、有；停止时，只有M1先停、先停、 M2才可能停。才可能停。 输输 入入 输输 出出M1启动启动 00000 KM1 01000M1停车停车 00001 KM2 01001M2启动启动 00002M2停车停车 00003第171页/共179页01000000020000020000000012000020000 5. 电动机电动机既可长动、又可点动的既可长动、又可点动的控制程序控制程序 下面是电动机长下面是电动机长/点动点动控制的程序控制的程序(尚有其他方案尚有其他方案)。 输输 入入 输输 出出点动按钮点动按钮SB1 00000KM 01000长动按钮长动按钮SB2 00001停车按钮停车按钮SB3 00002长动长动: 按一下按一下SB2。点动点动: 按住按住SB1不放不放,电动机转动电动机转动,释放释放SB1电动机停转。电动机停转。停车停车: 按一下按一下SB3。第172页/共179页（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。（3