电工第十七讲

1、 梯形图梯形图 梯形图表达式是在原电器控制系统中常用梯形图表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气控制原理图相呼应，形象、直观和实它与电气控制原理图相呼应，形象、直观和实用。用。10.3.2 可编程序控制器的基本指令和编程1、PC程序的表达式程序的表达式返回上页下页第10章KMSB2SB1KMX400X402Y430Y430梯形图继电控制图动断触点动断触点表示为：表示为：PC内部内部继电器线圈继电器线圈表示为：表示为：动合触点动合触点表示为表示为： 可编程序控制器梯形图在形式上类似于继可编程序控制器梯形图在形式上类似

2、于继电器控制梯形图，用图形符号连接而成。电器控制梯形图，用图形符号连接而成。 助记符助记符返回上页下页第10章X400X402Y430Y430 语句表是一种与汇编语言类似的助记符编程表语句表是一种与汇编语言类似的助记符编程表达式用操作命令组成的语句表将梯形图控制逻辑描达式用操作命令组成的语句表将梯形图控制逻辑描述出来，并通过编程器输入到机器中去。述出来，并通过编程器输入到机器中去。 不同的可编程序控制器，语句表使用的助记符不同的可编程序控制器，语句表使用的助记符不相同。不相同。 语句表语句表返回上页下页第10章X 401X 402Y 430Y 430编 程 示 例 ：梯 形 图L LD D X

3、 X4 40 01 1 O OR R Y Y4 43 30 0A AN NI I X X4 40 02 2 O OU UT T Y Y4 43 30 0 （表示逻辑操作开始，常开触点与母线连接）（表示常开触点并联）（表示常闭触点串联）（表示输出） 语句表可编程序控制器的语句：可编程序控制器的语句：操作码操作数操作码：操作码：用来指定要执行的功能。用来指定要执行的功能。操作数：操作数：包含为执行该操作所必须的信息。包含为执行该操作所必须的信息。 语句是用户程序的基础单元，每个控制功语句是用户程序的基础单元，每个控制功能由一条或多条语句组成的用户程序来完成。能由一条或多条语句组成的用户程序来完成。

4、 每条语句是规定每条语句是规定CPU动作的指令。动作的指令。 为了让为了让CPU区别不同的编程元件，每个独区别不同的编程元件，每个独立的元件应指定一个互不重复的地址。立的元件应指定一个互不重复的地址。 所有指定的地址须在机器允许的范围之内。所有指定的地址须在机器允许的范围之内。操作数的分配原则：操作数的分配原则：返回上页下页第10章2. PC的器件与器件编号的器件与器件编号可编程序控制器的继电器区与数据区由以下几部分组成：内部继电器区（IR）特殊辅助继电器区（SR）暂存继电器区（TR）辅助记忆继电器区（AR）链接继电器区（LR）定时器/计数器区（TIM/CNT）保持继电器区（HR）数据存储区（

5、DM）返回上页下页第10章 基本指令基本指令直接对输入输出点进行操作，包直接对输入输出点进行操作，包括输入、输出和逻辑括输入、输出和逻辑“与与”、“或或”、“非非”基本运基本运算等。算等。 可编程序控制器通过编制程序来确定控制可编程序控制器通过编制程序来确定控制对象的动作，程序是由一系列语句组成的。语对象的动作，程序是由一系列语句组成的。语句和微机的汇编语言形式类似，由指令组成。句和微机的汇编语言形式类似，由指令组成。3、F1-40MR基本指令基本指令返回上页下页第10章LD和和LD I指令指令LD、LD I指令指令的梯形图符号的梯形图符号：N N：继电器编号：继电器编号功能：功能： LD指令

6、表示动合触点与左侧母线连线；指令表示动合触点与左侧母线连线； LD I指令表示动断触点与左侧母线连接。指令表示动断触点与左侧母线连接。 LD、LD I指令只能以位为单位进行操作，指令只能以位为单位进行操作，且不影响标志位。且不影响标志位。NN返回上页下页第10章LD 指令符号LDI 指令符号 若输出位为若输出位为PLC的输出点，则运算结果输的输出点，则运算结果输出到出到PLC的外部。的外部。 若输出位为若输出位为PLC的内部继电器，则逻辑运的内部继电器，则逻辑运算结果为中间结果不输出到算结果为中间结果不输出到PLC外部。外部。OUT 指令指令OUT 指令的梯形图符号指令的梯形图符号N N：继电

7、器编号：继电器编号功能：功能： OUT指令输出逻辑运算结果。输出位相指令输出逻辑运算结果。输出位相当于继电器线路中的线圈。当于继电器线路中的线圈。返回上页下页第10章LD 指令符号指令符号NAND和和ANI指令指令AND、ANI指令指令的梯形图符号：的梯形图符号：N N：继电器编号：继电器编号功能：功能： ANI指令表示动断触点与前面的触指令表示动断触点与前面的触点电器相串联，即点电器相串联，即ANI后面的位取后面的位取“反反”后再后再与其前面的状态进行逻辑与其前面的状态进行逻辑“与与”的运算。并联的运算。并联触点的个数没有限制。触点的个数没有限制。NN返回上页下页第10章AND 指令符号AN

8、I 指令符号 END指令表示程序结束。指令表示程序结束。 END指令用于程序的结尾处，如果有子程指令用于程序的结尾处，如果有子程序，则序，则END指令放在最后一个子程序后。指令放在最后一个子程序后。 若整个程序没有若整个程序没有END指令，则指令，则PC不执行程不执行程序，并显示出错误信息。序，并显示出错误信息。结束指令结束指令( END )END指令的梯形图符号：指令的梯形图符号：功能：功能：END返回上页下页第10章END 指令符号 梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。 梯形图的最左边似起始母线，每一逻辑行梯形图的最左边似起始母线，每一逻辑行必须从起

9、始母线开始画起，然后是触点的各种必须从起始母线开始画起，然后是触点的各种连接，最后终于继电器线圈。连接，最后终于继电器线圈。 梯形图中的每个编程元件应按一定的规则梯形图中的每个编程元件应按一定的规则加注字母和数字串。加注字母和数字串。4、基本编程规则基本编程规则返回上页下页第10章X 402X 406Y431X 404X 403Y431Y432 用基本编程指令编制控制程序，每个逻辑用基本编程指令编制控制程序，每个逻辑行中触点的串并联次数没有限制，指令表中基行中触点的串并联次数没有限制，指令表中基本编程指令的使用次数没有限制。本编程指令的使用次数没有限制。基本编程指令应用基本编程指令应用返回上页

10、下页第10章X402X406Y431X404X403Y431Y432 END0 02 20 00 0 L LD D X X4 40 02 20 02 20 01 1 A AN ND D X X4 40 03 30 02 20 02 2 O OR R Y Y4 43 31 10 02 20 03 3 A AN NI I X X4 40 04 40 02 20 04 4 O OU UT T Y Y4 43 31 10 02 20 05 5 L LD DI I X X4 40 06 60 02 20 06 6 O OU UT T Y Y4 43 32 20 02 20 07 7 E EN ND D

11、- - -KM1KTKM2SB1SB2KM1KTKM1KM2M1380V ACM2控制功能如下：按下启动按钮SB1，M1电机开始运转，经过 5秒钟后，电机M2开始运转：按下停止按钮SB2，电机M1、M2同时停止运转。例10.3.1继电器时序控制电路继电器时序控制电路10.3.3 可编程序控制器应用举例可编程序控制器应用举例返回上页下页第10章用可编程序控制器来实现时序控制用可编程序控制器来实现时序控制返回上页下页第10章KMFDC 24VSBFSBRCOMX401X402X403COMY430Y431Y432(输出部分)(输入部分)KMRM1M2AC 380V 可编程序控制器控制电路主电路AC

12、 220VKMRKMF可编程序控制器控制的等效电路图可编程序控制器控制的等效电路图返回上页下页第10章返回上页下页第10章DC 24VSBFSBRCOMX401X402X403输入部分X401X402Y430T450T450Y430Y431COMY430Y431Y432输出触点输出部分控制部分内部继电器触点内部继电器线圈输入线圈AC 220VKMFKMR 例例10.3.210.3.2三相异步电动机三相异步电动机星形星形三角形起动三角形起动控制控制.第10章返回返回上页上页下页下页返回返回下页下页MQSFUKM1FRKMKMU1V1W1U2W2V2主电路主电路控制功能如下：控制功能如下：起动时接

13、触器起动时接触器KMI和和KMY通通电，电动机接成星型降压启电，电动机接成星型降压启动。动。经过一定延时（预先设定）经过一定延时（预先设定）后，接触器后，接触器KMY断电，断电， KM通电，电动机接成三角形，通电，电动机接成三角形，在额定电压下正常运转。在额定电压下正常运转。第10章返回上页下页返回下页MQSFUKM1FRKMKMU1V1W1U2W2V2主电路PC外部接线SBTSBPFRKM1KMKM电源PCX400X401X402COMY431Y432Y433COM第10章返回上页下页返回下页X400X401X402Y431Y433Y433Y431Y431T451T452T451T451Y4

14、31T452Y432K5Y432K100异步电动机Y起动梯形图PC外部接线内内 部部定时器定时器内内 部部定时器定时器KM1KMKM电源SBTSBPFRPCX400X401X402COMY431Y432Y433COM1.4.2 二极管的特性和主要参数 1.4.3 二极管的电路模型1.4.4 稳压二极管 1.4.1 PN结及其单向导电性1.4 1.4 晶体二极管晶体二极管上页下页返回 完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征本征半导体半导体 。它具有共价键结构。 价电子价电子硅原子硅原子上页下页返回1.4.1 导电特性导电特性 在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。

15、载流子。它们成对出现，成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子自由电子本征本征激发激发电子空穴电子电子电子空穴电子电子电子电子电子上页下页返回空穴空穴原理图P自由电子自由电子结构图结构图磷原子磷原子正离子正离子P+ 在硅或锗中掺在硅或锗中掺入少量的五价元入少量的五价元素，如磷或砷、素，如磷或砷、锑，则形成锑，则形成N型型半导体。半导体。多余价电子多余价电子电子电子少子少子多子多子正离子正离子在在N N型半导体中，电子是多子，空穴是少子型半导体中，电子是多子，空穴是少子上页下页 N N型半导体型半导体返回 P P型半导体型半导体 在硅或锗中在硅或锗中掺入三价

16、元素，掺入三价元素，如硼或铝、镓，如硼或铝、镓，则形成则形成P P型半导型半导体。体。原理图原理图B B- 硼原子硼原子负离子负离子空穴空穴填补空位填补空位结构图结构图在在P P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。型半导体中，空穴是多子，电子是少子。空穴电子电子电子电子电子多子多子少子少子负离子负离子上页下页 返回 用专门的制用专门的制造工艺在同一造工艺在同一块半导体单晶块半导体单晶上，形成上，形成P P型半型半导体区域和导体区域和N N型型半导体区域，半导体区域，在这两个区域在这两个区域的交界处就形的交界处就形成一个成一个PNPN结结 。P 区区N N 区区P区的空穴向区的空穴向N区扩散并与

17、电子复合区扩散并与电子复合N区的电子向区的电子向P区扩散并与空穴复合区扩散并与空穴复合空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向 3上页下页返回空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡动态平衡。P区区N区区多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移上页下页返回 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。的宽度基本上稳定。内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。空间电荷区空间电荷区内电场方

18、向内电场方向PN多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移结结 论论 ：在在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。上页下页返回P区区N区区内电场内电场外电场外电场EI空间电荷区变窄空间电荷区变窄 P P区的空穴进入空间电荷区区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和和一部分负离子中和 N N区电子进入空间电荷区电子进入空间电荷 区和一部分正区和一部分正 离子中和离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。扩散运动增强，形成较大的正向电流。上页下页外加正向电压外加正向电压返回外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电

19、子移走空间电荷区变宽空间电荷区变宽 内电场内电场外电场外电场少子越过少子越过PN结形成结形成很小的反向电流很小的反向电流IRE上页下页 外加反向电压外加反向电压N区区P区区返回由上述分析可知由上述分析可知：PN结具有结具有单向单向导电性导电性 即即在在PNPN结上加正向电压时，结上加正向电压时，PNPN结结电阻很低，正向电流较大。（电阻很低，正向电流较大。（PNPN结处结处于于导通导通状态）状态） 加反向电压时，加反向电压时，PNPN结电阻很高，反结电阻很高，反向电流很小。（向电流很小。（PNPN结处于结处于截止截止状态）状态）切记切记上页下页返回1.4.2 1.4.2 二极管的特性和主要参数

20、二极管的特性和主要参数 表示符号表示符号 面接触型面接触型点接触型点接触型引线引线触丝触丝外壳外壳N N型锗片型锗片N型硅型硅阳极引线阳极引线PNPN结结阴极引线阴极引线金锑合金金锑合金底座底座铝合金小球铝合金小球上页下页阴极阳极D返回上页下页返回小功率小功率二极管二极管大功率大功率二极管二极管 发光发光二极管二极管2.2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向正向反向反向击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)硅管的伏安特性硅管的伏安特性I/A上页下页返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V锗管的伏安特性锗管的伏安特性I/A死区死区电压电压死区电压：硅管约为死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为锗管约为：0.1V。导通时的正向压降：硅导通时的正向压降：硅管约为管约为:0.6V0.8V,锗管锗管约为约为:0.2V0.3V。常温下，反向饱和电流常温下，反向饱和电流很小很小. .当当PNPN结温度升高时，结温度升高时，反向电流明显增加反向电流明显增加。注 意:-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向正向反向反向击穿电压