《电气控制与PLC应用》中职机电专业全套教学课件

项目1认识低压电器与电气控制系统图1.了解常用低压电器的相关知识。2.熟悉电气控制系统图。3.掌握电气原理图的组成和绘制要点。知识目标1.能够拆装与检测常用低压电器。2.能够识读与绘制电气控制系统图。3.能够分析电气原理图的功能。技能目标项目1认识低压电器与电气控制系统图项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试项目3PLC的基础知识项目4PLC编程软件的使用项目5基本逻辑指令及应用项目6步进指令及应用项目7功能指令及应用项目8人机交互界面的基础认识全套可编辑PPT课件任务1常用低压电器的检测通过对常用低压电器相关知识的学习，熟悉刀开关、组合开关、控制按钮、行程开关、接触器、时间继电器、熔断器、热继电器、断路器的结构原理、型号参数及选用方法，并初步掌握低压电器图形符号和文字符号的识读、低压电器的检测和维护技能。低压电器是指工作在交流电压1200V或直流电压1500V及以下的电路中，实现对电路中被控制对象的控制、检测、保护、变换、调节等作用的电器。利用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；利用集成电路或电子元器件构成的低压电器，称为电子式低压电器；利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。一低压电器的类型类型说明举例按用途低压控制电器用于低压配电系统及动力设备中控制电路的接通、分断等刀开关、组合开关、控制按钮、行程开关、接触器、时间继电器等低压保护电器用于对电路及用电设备进行保护熔断器、热继电器、断路器等按动作方式手动控制电器依靠外力或者人工直接操作而动作刀开关、组合开关、控制按钮、行程开关等自动控制电器依靠外来的信号或某个物理量的变化而自动动作熔断器、断路器、接触器和继电器等按执行功能有触点电器电器通断电路的执行功能由触点来实现—无触点电器电器通断电路的执行功能由输出信号的逻辑电平来实现—我国低压电器的发展概况1.我国低压电器的发展过程我国低压电器经过70多年的发展，已形成了比较完备的生产体系，产品的种类、产量、技术性能和品质等方面已基本满足我国国民经济的发展需求。我国自主设计的低压电器先后经历了3个阶段。第一阶段：20世纪50年代末—70年代中期第二阶段：20世纪70年代中期—80年代末第三阶段：20世纪90年代至今产品以DW10、DZ10、CJ10等系列为代表，共近百种，产品性能低、保护特性与功能单一、体积大、耗材耗能。产品以DW15、DZ20、CJ20等系列为代表，引进产品以ME、B、TO、TG、3TB、LCD1等系列为代表，产品性能有所提高、保护特性较为完善、体积缩小、结构符合成套装置要求。产品以DW45、S、SA、CM1、CJ45等系列为代表，主要特征是高性能、小型化、电子化、智能化、模块化、组合化。拓展阅读2.我国低压电器的发展方向（1）产品智能化在现代化电站和工矿企业中，已广泛采用电子计算机监控系统，对与之相配套的低压电器提出了高性能、智能化的要求，并要求产品具有保护、监测、试验、自诊断、显示等功能。（2）产品电子化在现代化企业中，采用PC控制系统代替由电气——机械元件组成的系统，已是机械电气控制系统的主流。该系统不仅要求电器产品具有高可靠性、高抗干扰性，还要求触点能可靠接通低电压、弱电流，且触点断开时的电弧不能干扰电子电路的正常运行。（3）产品模块化、组合化将不同功能的模块按不同的需求组合成模块化组合电器，是当今低压电器行业的发展方向。例如，在接触器的本体上加装辅助触点组件、延时组件、自锁组件、接口组件、机械连锁组件及浪涌电压组件等，可以适应不同场合的要求，从而扩大产品适用范围，简化生产工艺，方便用户安装、使用与维修。与此同时，还将进一步提高产品的可靠性。刀开关即日常生活中所说的闸刀，它是手动控制电器，一般有单刀开关、双刀开关和三刀开关，是较简单且使用极为广泛的一种低压电器。刀开关主要由手柄、刀片（触点）、接线座组成。二常用低压控制电器1.刀开关（1）刀开关的结构与工作原理▲HK系列胶壳刀开关的外形、结构与符号（2）刀开关的型号含义与技术参数HK系列刀开关的型号含义HK系列刀开关的型号含义（3）刀开关的选用用于380V的电路时，耐压应选500V、额定电流为负载电流3倍的刀开关。用于220V的照明电路时，耐压应选250V、额定电流略大于负载电流的刀开关。由于HK系列胶壳刀开关上没有安装灭弧装置，仅靠胶盖来防止电弧灼伤，所以使用时一般不带负载操作，并且合闸拉闸动作要迅速，使电弧尽快熄灭。用于电动机负载时，刀开关额定电流一般为电动机额定电流的3倍。不能使用无胶盖的刀开关。小提示安装刀开关时底座应垂直于地面，手柄向上合闸，上接电源，下接负载，距离地面的高度一般为1.3～1.5m，不能倒装和平装。更换熔体时要断电操作，且所换熔体应与原熔体型号相同。组合开关是一种电源引入开关，作用与刀开关一样，可用于接通或分断电路，是一种多触点、安装灵活的手动控制电器，常用于交流电压380V及以下或直流电压220V及以下的电路中。2.组合开关（1）组合开关的结构与工作原理▲HZ10—25/3型组合开关的外形与符号组合开关的种类很多，有单极、双极、三极和四极等，实验室常用的是HZ10—25/3型组合开关。（2）组合开关的型号含义与技术参数组合开关的型号含义HZ10系列组合开关的技术参数控制按钮实质上是一种手动开关，它不直接控制电路的通断，而是通过控制交流接触器和时间继电器的线圈是否得电来控制电路的通断。常用的控制按钮有自锁式、旋转式、钥匙式和紧急式等。3.控制按钮（1）控制按钮的结构与工作原理▲自锁式▲旋转式▲钥匙式▲紧急式根据工作原理，控制按钮一般可以分为3种类型。▲常闭按钮（停止按钮）▲常开按钮（启动按钮）▲复合按钮（2）控制按钮的型号含义根据使用场合和具体用途选择控制按钮的种类。根据工作状态和使用场合的情况要求，选择控制按钮的颜色。例如，启动按钮可选择绿色、白色或黑色，优先使用绿色；停止按钮、急停按钮可选择红色。根据电路的控制要求，选择按钮的形式和数量。（3）控制按钮的选用小提示主令电器是指发放指令或做总指令控制的开关电器。常见的主令电器有按钮、行程开关等。行程开关又称位置开关或者限位开关，各类行程开关的基本结构大体相同，由触点系统、操作机构和外壳组成，是利用生产机械运动部件的碰撞使其触点动作来控制电路的通断。常用的行程开关有按钮式、单轮式和双轮式。4.行程开关（1）行程开关的结构与工作原理▲按钮式▲单轮式▲双轮式163按钮式行程开关的外形、结构与符号▲外形▲内部结构示意图▲符号行程开关的作用与按钮相同，两者的区别在于行程开关不是靠手指的按压而是靠机械碰压来实现对电路的控制。（2）行程开关的型号含义根据动作要求、安装位置和触点数量来选择行程开关。根据控制电路的电压和电流选择行程开关的系列。根据生产机械的运动特征，选择行程开关的结构形式（即操作方式）。（3）行程开关的选用小提示安装行程开关时，安装位置要准确、牢固，滚轮的方向不能装反。行程开关与挡铁的碰撞位置应符合控制电路要求，并确保能可靠地与挡铁碰撞。接触器是一种用于远距离频繁接通与断开交流/直流主电路及大容量控制电路的自动开关电器，主要用于自动控制交流/直流电动机、电热设备、电容器组等。接触器按其主触点所控制的主电路电流种类可分为交流接触器和直流接触器。5.接触器交流接触器是一种用来频繁地通断交流主电路及控制电路的自动开关电器，它是利用电磁力的吸合与反作用弹簧的释放，使触点闭合与分断，从而控制电路的通断。（1）交流接触器的结构与工作原理▲CJT1—10型交流接触器的外形、结构与符号交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置和辅助部件组成。部件组成部分作用注意电磁系统线圈、动铁芯和静铁芯线圈通电时静铁芯产生的电磁吸力将动铁芯吸合，动铁芯带动动触点动作，常开触点闭合，常闭触点断开铁芯是用硅钢片叠压而成的，目的是减少涡流损耗线圈断电时电磁吸力消失，在弹簧的作用下，动铁芯和所有的触点都恢复到原来的状态触点系统主触点用于通断主电路，允许通过较大的电流—辅助触点用于通断控制电路，允许通过较小的电流电流一般小于5A灭弧装置—熄灭电弧交流接触器在分断大电流时，会在触点之间产生很强的电弧，容量在10A以上的接触器都应有灭弧装置辅助部件复位弹簧、传动机构、外壳——（2）交流接触器的型号含义与技术参数CJ10系列交流接触器的技术参数（3）交流接触器的选用根据所控制的负载性质选择交流接触器的类型。交流接触器主触点的额定电压应大于或等于所控制电路的额定电压。交流接触器主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。交流接触器线圈的额定电压应与电路的额定电压一致。若用于控制简单电路，可直接选用380V或220V电压的线圈，若用于控制复杂电路，可选用36V或110V电压的线圈。交流接触器的触点数量和种类应满足控制电路的要求。为什么交流接触器的电压过高或过低都会造成线圈烧毁？想一想时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理来实现触点延时闭合或延时断开的自动切换电器，在机械电器设备中应用广泛。6.时间继电器（1）时间继电器的结构与工作原理▲晶体管式▲空气阻尼式晶体管式时间继电器的外形与符号▲外形▲符号（2）时间继电器的型号含义JSZ3系列时间继电器的技术参数小提示以通电延时型为例，时间继电器的外部连接，如图所示：①2脚与7脚是线圈两端，需要连接电源。②1脚和3脚是断电延时常闭触点。③1脚和4脚是断电延时常开触点。④6脚和8脚是断电延时常开触点。⑤5脚和8脚是断电延时常闭触点。▲时间继电器的外部连接（3）时间继电器的选用根据控制要求选择时间继电器的延时方式，根据延时范围和精度选择其类型。同时，瞬时触点的数量也要满足需求。根据控制电路电压选择时间继电器的额定电压。检测供电电源需与产品的额定电压一致，避免烧毁继电器。小提示在切断电源的情况下，才能安装、拆卸、调节时间继电器。熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后，以其本身产生的热量使熔体熔断而分断电路的电器。常在低压配电系统、控制系统以及用电设备中起到短路和过电流保护的作用，使用时串联在被保护电路中。熔断器一般由熔体、熔管、熔座3部分组成。常用的熔断器有螺旋式、瓷插式和有填料封闭管式等。三常用低压保护电器1.熔断器（1）熔断器的结构与工作原理▲螺旋式▲瓷插式▲有填料封闭管式有填料封闭管式熔断器的外形与符号▲外形▲符号（2）熔断器的型号含义与技术参数常用熔断器的技术参数（3）熔断器的选用根据使用场合合理选择熔断器的类型。选择熔断器规格时，熔断器的额定电压应等于或大于电路的额定电压，熔断器的额定电流应等于或大于熔体的额定电流，熔断器的分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。在电动机负载电路中，熔体的额定电流应是电动机额定电流的1.5～2.5倍，且在电气设备运行正常时，熔断器不熔断；在电路电流正常变化时，熔断器不熔断；在电路发生短路时，熔断器立即熔断。小提示在电气控制电路中，熔断器一般接在断路器的后面。安装熔断器前要检测熔体。当熔体熔断后要先排除故障原因再更换熔体，以保证负载正常运行。更换熔体或熔管时，必须断电操作，避免发生事故。铜丝或铁丝不能代替熔体。热继电器是利用电流的热效应使热元件发热，从而使检测元件受热弯曲，进而推动机构动作的一种过载保护电器。它由热元件、双金属片、触点及1套传动和调整机构组成。当电动机控制电路中发生过载，即电流超过热继电器的额定值时，热继电器就会自动切断电路，避免电动机因过热而烧毁。2.热继电器（1）热继电器的结构与工作原理小提示电路的保护设置过载保护当电路中电流过大时，能自动切断电源或自动切换工作模式，一般由热继电器实现电动机过载保护。欠压保护当电路电压下降到某一数值时，交流接触器电磁吸力不够而自动松开，使电动机自动切断电源停转，避免电动机在欠压情况下运行。过载保护当外界突然断电时，能自动切断电动机电源；当电源重新供电时，能保证电动机不自行启动。常用的热继电器▲两相式▲三相式三相式热继电器的外形与符号▲外形▲热元件符号▲常闭触点符号▲热继电器的结构原理图热继电器的热元件是由主双金属片和绕在外面的电阻丝组成，使用时将热元件串联在电动机主电路中，而其常闭辅助触点串联在控制电路中。当主电路工作正常时，双金属片不弯曲，电动机正常工作；当电动机过载运行时，过大的电流流过热元件，双金属片受热弯曲，推动导板动作，使常闭辅助触点断开，切断控制电路电源，从而使接触器线圈失电，主触点断开，电动机停止运转；当热元件冷却后，双金属片恢复原位，常闭辅助触点复位。（2）热继电器的型号含义与技术参数JR36—20型热继电器的主要技术参数（3）热继电器的选用热继电器的额定电流应稍大于电动机的额定电流。热继电器的分断能力很小，一般用在5A或5A以下的电路中，不需要安装灭弧装置。因为电动机长期工作或频繁启动会使热继电器误动作或烧毁，故不需要安装热继电器。对于定子绕组做星形连接的电动机，一般选用普通三相结构的热继电器；对于定子绕组做三角形连接的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。小提示热继电器与其他电器一起工作时，一般安装于其他电器的下方，以免受到其他电器发热的影响。安装时应合理选择连接热继电器的导线，太细可能造成热继电器提前动作，太粗可能造成热继电器滞后动作。断路器一般由触点系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成。脱扣器是断路器的感测元件，当电路故障时脱扣器感测到故障信号后就会切断电源，从而起到对电路的保护作用，如过流脱扣器。断路器俗称空气开关，简称空开，是一种既可手动控制又可自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。主要用于交流50/60HZ、额定电压至400V、额定电流至60A的电路中，当电路发生故障时，能够自动切断故障电路（俗称跳闸），保护电气设备和人身安全。3.断路器（1）断路器的结构与工作原理▲外形▲符号（2）断路器的型号含义与技术参数DZ47—60型断路器的技术参数（3）断路器的选用断路器的额定电压应等于或大于电路额定电压，其额定电流应等于或大于电路或设备额定电流，其通断能力应等于或大于电路中可能出现的最大短路电流。断路器的整定电流应等于所控制负载的额定电流。小提示安装断路器时底座应垂直于地面，上端接电源引线，下端接负载引线。在使用过程中，若遇见断路器因大电流跳闸，应切断断路器的前级电源；若发现断路器的触点有被电灼烧的痕迹，可用干的布擦去，若擦不掉则需及时更换断路器。实训1主令电器的检测主令电器的识别步骤1整理工作台，观察摆放在工作台上的各种主令电器的外观特征并完成下表。控制按钮的检测步骤2拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具等。（1）工具准备常用仪表：万用表等。（2）控制按钮的拆装与检测三色按钮盒有3个复合按钮，每个按钮有1对常开触点和1对常闭触点，2对触点共用1个按钮。①拆卸控制按钮▲三色按钮盒a.将数字万用表拨到蜂鸣挡。b.检测常开触点。c.检测常闭触点。②检测常开、常闭触点▲未按下按钮▲按下按钮③认真观察控制按钮的结构，按照结构进行装配，使用万用表测量各触点间电阻值并填写下表。控制按钮的拆装与检测行程开关的检测步骤3（1）工具准备拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具等。常用仪表：万用表等。（2）行程开关的拆装与检测每个行程开关有1对常开触点和1对常闭触点。①拆卸行程开关▲行程开关a.将数字万用表拨到蜂鸣挡。b.检测常开触点。②检测常开、常闭触点▲未按下按钮▲按下按钮c.检测常闭触点。▲未按下按钮▲按下按钮③认真观察行程开关的结构，按照结构进行装配，使用万用表测量各触点间电阻值并填写下表。行程开关的拆装与检测小提示行程开关的常见故障：①挡铁碰撞后触点不动作，触点接触不良；②行程开关复位后，常闭触点不能闭合，动触点脱落、弹簧弹力减退或被异物卡住。实训2接触器的检测接触器的识别步骤1整理工作台，观察摆放在工作台上的接触器的外观特征并完成下表。交流接触器的检测步骤2拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具、活络扳手、镊子等。（1）工具准备常用仪表：万用表等。（2）交流接触器的拆装与检测①拆卸交流接触器▲交流接触器的拆卸a.检测线圈。b.检测主触点。②检测线圈、主触点与辅助触点▲检测线圈▲检测主触点c.检测辅助触点。▲触点接通状态▲触点断开状态③认真观察交流接触器的结构，按照结构进行装配，使用万用表测量各触点间电阻值并填写下表。检修步骤3①取下并检查灭弧罩有无碳化现象，如有可用小刀刮除。②检查触点磨损情况，判断是否需要修整或更换。③检查动、静铁芯接合处是否紧密，检查短路环是否完好。④装配后进行通电空载运行，检查主触点和辅助触点的接触是否良好。小提示①交流接触器的常见故障：接触器不吸合或吸合不牢。②故障产生的原因及处理方式：a.电源电压过低，需调高电源电压；b.线圈短路，需更换线圈；c.线圈技术参数与使用条件不符，需更换线圈；d.铁芯机械卡阻，需排除卡阻物。实训3时间继电器的检测时间继电器的识别步骤1整理工作台，观察摆放在工作台上的时间继电器的外观特征并完成下表。晶体管式时间继电器的检测步骤2拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具、活络扳手、镊子等。（1）工具准备常用仪表：万用表等。（2）晶体管式时间继电器的拆装与检测①检查外观▲时间继电器的底座观察时间继电器的底座，并对照时间继电器的铭牌，找出时间继电器的线圈、延时闭合与延时断开的触点标号。线圈：2-7。延时闭合的常开触点：1-3和6-8。延时断开的常闭触点：1-4和5-8。▲时间继电器的铭牌a.检测线圈。b.检测触点。②检测线圈与触点▲延时闭合常开触点▲延时断开常闭触点小提示晶体管式时间继电器的常见故障：①继电器的触点接触不良；②晶体管式调节电位器接触不良或内部原件脱焊。时间继电器的延时时间调节步骤3将时间继电器调节时间的旋转帽调到初始位置，然后拔下时间继电器的帽头，观察外壳上的延时时间范围，选择合适的延时时间，换上与延时时间相对应的延时片，然后将拨码调到相应位置。▲拔下时间继电器帽头▲更换延时片，调节拨码实训4熔断器的检测熔断器的识别步骤1整理工作台，观察摆放在工作台上的熔断器的外观特征并完成下表。熔断器的检测步骤2拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具、活络扳手、镊子等。（1）工具准备常用仪表：万用表等。（2）熔断器的拆装与检测①检查外观，熔断器应完好无损。②检测熔断器的熔体。a.将数字万用表拨到蜂鸣挡。b.检测熔断器有无熔体。▲无熔体，打开▲无熔体，闭合▲有熔体，闭合c.检测熔体。将红、黑表笔分别搭在熔体的两端，蜂鸣器响，说明熔体正常；蜂鸣器不响，说明熔体损坏。③认真观察熔断器的结构，按照结构进行装配，使用万用表测量各触点间电阻值并填写下表。实训5热继电器的检测热继电器的识别步骤1整理工作台，观察摆放在工作台上的热继电器的外观特征并完成下表。热继电器的检测步骤2拆装与检修工具：尖嘴钳、螺钉旋具、活络扳手、镊子等。（1）工具准备常用仪表：万用表等。（2）热继电器的检测①检测主触点（热元件）将数字万用表调节至蜂鸣挡，将红、黑表笔分别搭在热继电器任意两主触点上，若蜂鸣器响，说明所测两点为热元件的一对主触点，且热元件完好，反之则说明所测两点不是一对主触点或热元件损坏。a.将数字万用表调节至蜂鸣挡。b.检测常开触点。②检测常开、常闭触点▲未按下复位按钮▲按下复位按钮c.检测常闭触点。▲未按下复位按钮▲按下复位按钮项目1认识低压电器与电气控制系统图1.了解常用低压电器的相关知识。2.熟悉电气控制系统图。3.掌握电气原理图的组成和绘制要点。知识目标1.能够拆装与检测常用低压电器。2.能够识读与绘制电气控制系统图。3.能够分析电气原理图的功能。技能目标任务2电气控制系统图的认知通过对电气控制系统图的学习，能够基本识读和绘制电气控制系统图，并能分析CA6140型普通车床电气原理图的功能。电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成的，而将其连接情况用一定的图形表达出来的图就是电气控制系统图。常用的电气控制系统图有电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。一认识电气原理图1.电气原理图的图形符号和文字符号电气原理图是操作者安装、调试、维修以及绘制接线图的依据，表示电路中各个元器件之间的连接关系和工作原理。在电气原理图中用来表示电气设备、元器件或概念的图形、标记称为图形符号，标示在对应位置的文字称为文字符号。▲电气图中常见的元件图形符号及文字符号电气原理图一般分为主电路和辅助电路。前者一般是指负载电路，电流较大；后者一般是指继电器、接触器的线圈、按钮等所在的电路，电流较小。2.电气原理图的组成和绘制要点▲三相异步电动机双重互锁正反转控制电气原理图在电气原理图中，元器件的图形符号和文字符号必须采用国家统一标准绘制。同一元器件的各部件可以不画在一起，但应使用同一文字符号标出，如FR等。当使用多个相同类型的元器件时，需在文字符号后标注不同的数字序号，如KM1、KM2等。所有元器件的触点都应按未通电或未受激的原始状态绘制。图中的连接线应尽量避免交叉和折弯，线条要尽量垂直或水平绘制。两线交叉连接时的电气连接点（即连接线交叉处）要用黑圆点标出。在电气原理图的上部，将图分成若干图区，并标明该区电路的用途与作用，在继电器、接触器线圈下方列有触点表，用以说明线圈和触点的从属关系。为了安装与检查便利，需对各个连接线端进行编号，主电路用一个字母，另附一位数或两位数的数字标注；辅助电路借助数字，按照从左到右，从上到下的原则标注。电器布置图是用来表明电气原理图中各元器件实际安装位置的图，可根据电气控制系统的复杂程度选择集中或单独绘制。二认识电器布置图▲三相异步电动机双重互锁正反转控制电器布置图在电器布置图中，元器件的布置应考虑整齐美观，不宜过密，元器件之间应留有一定距离。若需要用到走线槽，则应加大各排元器件的间距，便于布线和维修。体积大、质量重的元器件应安装在电器安装板的下方，发热元件应安装在电器安装板的上方。外形尺寸和结构类似的元器件安装在一起，便于安装和配线。强电、弱电应分开布置，弱电应屏蔽，防止外界干扰。三认识电气安装接线图▲三相异步电动机点动控制电路接线图各元器件的图形符号和文字符号同电气原理图一致，不同的是其位置应与实际位置相对应，且所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。一个元器件的带电部件应画在一起，并用点划线框起来集中表示。各元器件上需接线的部件端子都应画出并编号，此编号应与电气原理图一致。画连接线时应标明连接线的规格、型号、根数和穿线管的尺寸，走向相同的多根连接线可用单线表示。实训CA6140型车床电气原理图的结构与功能的识别认识CA6140型普通车床的主要结构步骤1车床是一种应用广泛的金属切削机床，主要用于车削工件的外圆、内圆、端面、螺纹等，装上铰刀或钻头，还可以进行钻孔和铰孔加工等，CA6140型普通车床属于中小型机床，主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠、光杠、尾架等部分组成。识读CA6140型普通车床的电气控制电路步骤2该电气原理图的底边按顺序分成11个区，其中1区为电源开关和电源保护部分，2-5区为主电路部分，6-9区为控制电路部分，10-1区为电源指示和照明电路部分。（1）主电路分析三相电源L1、L2、L3由刀开关QS1引入。主电路中有三台电动机，M1为主轴电动机，带动主轴对工件进行车削加工，是主运动和进给运动电动机。M2为冷却泵电动机，带动冷却泵供给刀具和工件冷却液。M3为刀架快速移动电动机，带动刀架快速移动。M1、M2、M3分别由接触器KM1（7区）、KM3（8区）、KM2控制（9区）。熔断器FU1为整个机床电路总短路保护，FR1作为M1的过载保护，FR2作为M2的过载保护，由于M3容量较小且为点动控制，因此不需要过载保护。（2）控制电路分析控制电路由控制变压器TC供电，控制电路电压为110V，FU4作为短路保护。M1启动与停止过程M2需要在M1启动后才能启动，若M1停转，M2也同时停转，即M1、M2采用顺序控制电路。M3采用电动机单向点动控制电路，即按下SB3，M3启动；松开SB3，M3停止。（3）电源指示和照明电路分析电源指示灯和照明灯的电源由控制变压器TC提供。电源指示电路电压为110V交流电压（10区），照明电路电压为24V交流电压（11区）。当车床电源接通后，电源指示灯HL亮，表示控制电路有电，可以开始工作。若打开开关SA2，车床照明工作灯EL亮。HL、EL分别由FU3、FU4作短路保护。项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试1.熟悉三相异步电动机控制电路的组成与工作原理。2.了解自锁、互锁的概念及其在电路中的意义。知识目标能够完成三相异步电动机控制电路的安装与调试。技能目标任务1三相异步电动机点动控制与连续控制电路的安装与调试通过对三相异步电动机点动控制与连续控制电路的学习，完成三相异步电动机点动控制与连续控制电路的安装与调试。点动控制是指按下点动控制按钮，电动机通电运转；松开点动控制按钮，电动机停止运转的控制方式，常用在起重机和磨砂机的控制电路中。一三相异步电动机点动控制电路三相异步电动机点动控制电路由主电路和控制电路组成。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、点动控制按钮、接触器的线圈组成。2.工作原理连续控制是指按下启动按钮，电动机就运转；松开启动按钮，电动机仍然运转；只有按下停止按钮，电动机才停止运转的控制方式，常用在车床控制电路中。二三相异步电动机连续控制电路三相异步电动机连续控制电路由主电路和控制电路组成。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、启动按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开辅助触点组成。2.工作原理▲三相异步电动机连续控制电路三相异步电动机连续控制电路的工作原理：小提示自锁：是指KM线圈通电后，利用自身的常开辅助触点保持电路的接通状态，一般是对自身电路的控制。起自锁作用的常开辅助触点称为自锁触点，这段电路称为自锁电路。实训1三相异步电动机点动控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮，接触器主触点闭合驱动电动机正转；松开按钮，接触器的主触点断开，电动机停止运转。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器控制正转。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲三相异步电动机点动控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查元器件配齐后，应对元器件进行检测。检测包括2部分：①外部检测。直接观察元器件的外壳是否损坏。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检电路连接完成后需要进行检查，检查合格后才可以进行通电试验。▲万用表检测电路的过程调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表实训2三相异步电动机连续控制电路的安装与调试控制要求：按下启动按钮，接触器的主触点和常开辅助触点闭合，电动机持续正转；松开启动按钮，电动机仍继续转动；按下停止按钮，接触器的主触点和常开辅助触点断开，电动机停止运转。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器控制正转，低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲三相异步电动机连续控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上，▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试1.熟悉三相异步电动机控制电路的组成与工作原理。2.了解自锁、互锁的概念及其在电路中的意义。知识目标能够完成三相异步电动机控制电路的安装与调试。技能目标任务2三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试通过对接触器互锁正反转控制电路以及接触器和按钮双重互锁正反转控制电路的学习，完成三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试。在三相异步电动机主电路中，可用两组接触器的主触点分别构成正转相序接线和反转相序接线，以此来组成三相异步电动机接触器正反转控制电路。当一个接触器通电时，通过其常闭辅助触点使另一个接触器不能通电，这种相互制约的控制称为互锁，这对起互锁作用的辅助触点称为互锁触点。一三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路由主电路和控制电路组成。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、正转启动按钮、反转启动按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开/常闭辅助触点组成。2.工作原理▲三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路的工作原理：在接触器互锁正反转控制电路的基础上增加按钮的两个常闭触点，构成接触器和按钮双重互锁正反转控制电路。二三相异步电动机接触器和按钮双重互锁正反转控制电路三相异步电动机接触器和按钮双重互锁正反转控制电路由主电路和控制电路组成。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、正转复合按钮、反转复合按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开/常闭辅助触点组成。2.工作原理▲三相异步电动机接触器和按钮双重互锁正反转控制电路三相异步电动机接触器和按钮双重互锁正反转控制电路的工作原理：实训1三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路的安装与调试控制要求：按下正转启动按钮，接触器驱动电动机正转；按下停止按钮，电动机断电停止运转；按下反转启动按钮，接触器驱动电动机反转。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1控制正转，KM1按L1-L2-L3接线；由接触器KM2控制反转，KM2按L3-L2-L1接线。同时控制的电路有两条，一条是由按钮SB1和接触器KM1的线圈等组成的正转控制电路，另一条是由按钮SB2和接触器KM2的线圈等组成的反转控制电路。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲三相异步电动机接触器互锁正反转控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5实训2三相异步电动机接触器和按钮双重互锁正反转控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮SB1，接触器KM1驱动电动机正转；按下按钮SB2，接触器KM2驱动电动机反转；按下按钮SB3，接触器主触点断开，电动机断电停止。正转与反转之间可任意切换。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1控制正转，KM1按L1-L2-L3接线；由接触器KM2控制反转，KM2按L3-L2-L1接线。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲电动机主电路和控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试1.熟悉三相异步电动机控制电路的组成与工作原理。2.了解自锁、互锁的概念及其在电路中的意义。知识目标能够完成三相异步电动机控制电路的安装与调试。技能目标任务3三相异步电动机自动往返控制电路的安装与调试通过对三相异步电动机自动往返控制电路的认识和学习，完成三相异步电动机自动往返控制电路的安装与调试。如图所示的行车运动示意图，在行车运行路线的两端各安装一个行程开关SQ1和SQ2，它们的常闭触点分别串接在正转控制电路和反转控制电路中。当安装在行车前后的挡铁撞击行程开关的滚轮时，行程开关的常闭触点分断，切断控制电路，使行车自动停止或者转换运动方向。行程开关SQ3、SQ4安装在工作台正常往返行程之外，起终端保护作用，防止SQ1、SQ2失灵造成事故。▲行车运动示意图三相异步电动机自动往返控制电路由主电路和控制电路组成。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、正转启动按钮、反转启动按钮、停止按钮、行程开关的常开/常闭触点、接触器的线圈和常开/常闭辅助触点组成。2.工作原理▲三相异步电动机自动往返控制电路三相异步电动机自动往返控制电路的工作原理：实训三相异步电动机自动往返控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮SB1，接触器KM1驱动电动机正转；按下按钮SB2，接触器KM2驱动电动机反转；按下按钮SB3，接触器主触点断开，电动机断电停止。当挡铁撞击SQ1或SQ2时，电动机正反转相互切换；当挡铁撞击SQ3或SQ4时，电动机停止运转。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1控制正转，KM1按L1-L2-L3接线；由接触器KM2控制反转，KM2按L3-L2-L1接线。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护，SQ1、SQ2作行程位置保护，SQ3、SQ4作极限位置保护。▲三相异步电动机自动往返控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试1.熟悉三相异步电动机控制电路的组成与工作原理。2.了解自锁、互锁的概念及其在电路中的意义。知识目标能够完成三相异步电动机控制电路的安装与调试。技能目标任务4三相异步电动机顺序控制与多地控制电路的安装与调试通过对两台电动机顺序控制电路与多地控制电路的学习，完成两台电动机顺序启动、逆序停止控制电路和两地控制电路的安装与调试。电动机的顺序控制是指几台电动机的启动或停止必须按一定的先后顺序来完成的控制方式，一般可通过主电路和控制电路两种方式实现。一两台电动机顺序控制电路1.通过主电路实现顺序控制主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、第一台电动机启动按钮、第二台电动机启动按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开辅助触点组成。（1）电路组成（2）工作原理该电路的后启动电动机的KM2主触点接在先启动电动机的KM1主触点的下方，所以KM1不闭合，KM2即使闭合，电动机M2也无法启动，即M1启动后M2才能启动。▲通过主电路实现顺序控制的电路两台电动机顺序控制电路的工作原理：2.通过控制电路实现顺序控制（1）电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、第一台电动机启动按钮、第二台电动机启动按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开辅助触点组成。（2）工作原理通过控制电路实现顺序控制的电路，即顺序启动、逆序停止电路。该电路是M1启动后M2才能启动（顺序启动），M2停止后M1才能停止（逆序停止）。▲通过控制电路实现顺序控制的电路顺序启动、逆序停止电路的工作原理：电动机多地控制是指能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式。二电动机多地控制电路1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、启动按钮、停止按钮、接触器的线圈及常开辅助触点组成。2.工作原理两地控制电路的工作原理：实训1两台电动机顺序启动、逆序停止控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮SB1，接触器KM1驱动电动机M1正转，之后按下按钮SB2，接触器KM2驱动电动机M2正转，实现顺序启动（M1启动后才能启动M2）；按下按钮SB3，电动机M1不停止；按下停止按钮SB4，电动机M2停止后，再按下按钮SB3，电动机M1停止，实现逆序停止（M2先停止，M1再停止）。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1控制第一台电动机，接触器KM2控制第二台电动机。按下按钮SB1，实现电动机的顺序启动；若需停止，需先按停止按钮SB4，再按按钮SB3，第一台电动机才能停止，实现逆序停止。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲两台电动机顺序启动、逆序停止控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表实训2两地控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮SB12或按钮SB22，接触器KM线圈吸合，电动机能启动；按下按钮SB11或按钮SB21，接触器KM线圈断电，从而电动机M断电停止运转。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1控制，按下按钮SB12或按钮SB22，电动机都能启动，按下按钮SB11或按钮SB21，电动机都能停止。电路的特点是两地的启动按钮SB12、SB22应并联在一起，停止按钮SB11、SB21应串联在一起，这样就可以实现在两地启动或停止同一台电动机。低压断路器负责接通或断开整个电路的电源熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲两台电动机顺序启动、逆序停止控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表项目2三相异步电动机控制电路的安装与调试1.熟悉三相异步电动机控制电路的组成与工作原理。2.了解自锁、互锁的概念及其在电路中的意义。知识目标能够完成三相异步电动机控制电路的安装与调试。技能目标任务5三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的安装与调试通过对三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的认识和学习，完成Y-△降压启动控制电路的安装与调试。三相异步电动机Y-△降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成Y（星形），以降低启动电压，限制启动电流。待电动机启动后，再把定子绕组改接成△（三角形），使电动机全压运行。1.电路组成主电路由低压断路器、熔断器、接触器的主触点、热继电器的热元件、三相异步电动机组成。控制电路由低压断路器、熔断器、热继电器的常闭触点、启动按钮、停止按钮、时间继电器、接触器的线圈及常开/常闭辅助触点组成。▲三相异步电动机Y-△降压启动控制电路2.工作原理小提示凡是在正常运行时定子绕组做△连接的三相异步电动机，均可采用这种降压启动方式。Y-△降压启动的优点是设备简单、成本低，缺点是只能用于正常工作时定子绕组做△连接的电路。三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的工作原理：实训三相异步电动机Y-△降压启动控制电路的安装与调试控制要求：按下按钮SB2，接触器KM1、KM3吸合电动机Y启动，时间继电器开始计时，计时到设定值后，KM3接触器断开，KM1、KM2接触器吸合，电动机△运行，按下停止按钮SB1，电动机M断电停止。电路的设计与绘制步骤1设计分析：电动机由主电路上的接触器KM1、KM3按Y接法接线，交流接触器KM1、KM2按△接法接线，时间继电器采用通电延时型。低压断路器负责接通或者断开整个电路的电源，熔断器作短路保护，热继电器作过载保护。▲两台电动机顺序启动、逆序停止控制电路工具准备步骤2（1）清点工具材料（2）元器件检查配备所需元器件后进行元器件检测：①外部检测。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图电动机主电路模拟接线图电动机控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和模拟接线图，完成电路连接。▲电路连接实物图先接主电路，再接控制电路。先接串联电路，再接分支电路。按照上进下出、左进右出的方法进行布线。布线应合理，尽量避免交叉，做到横平竖直。一个端子上最多接2根导线，不能裸铜和压皮，接点不能松动，并且都要进线槽。主电路和控制电路的线号套管必须齐全，每根导线的两端都必须套上编码套管。所有元器件布局、接线要安全、便于操作，同一电源导线用同一种颜色。复合按钮的常开触点、常闭触点要分清。注意事项（3）自检检查布线并使用万用表检测。调试步骤5接入电源，完成调试记录。调试情况记录表项目3PLC的基础知识了解PLC的结构组成及工作方式。熟悉PLC常见的3种编程语言，并掌握梯形图的编写原则。了解PLC常用的软元件及其特性。知识目标技能目标能够完成PLC外部电路的连接并检测。能够将继电器控制转换成PLC控制，并画出PLC的控制电路及梯形图。任务1按钮开关控制信号灯的PLC外部接线通过对PLC相关知识的学习，了解PLC的结构组成和工作方式，完成按钮开关控制信号灯的PLC外部接线。PLC是可编程序控制器（ProgrammableController）的简称，是一种数字运算操作的电子系统，可以进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟的输入（I）和输出（O）接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。一认识PLC①根据I/O点数和存储器容量，PLC可分为小型、中型和大型3类。1.PLC的基本类型PLC类型I/O点数范围/点存储器容量/KB小型＜256＜2中型256～20482～8大型＞2048＞8②根据结构形状，PLC可分为整体式（箱体式）和模块式2类。类型结构形状优点应用整体式（箱体式）CPU模块、输入/输出模块和电源装在一个箱型塑料壳内体积小、价格低可加装扩展模块以扩大适用范围小型PLC模块式CPU模块、输入/输出模块和电源都是独立的单元模块配置灵活、组装方便、便于扩展适合输入/输出点数差异较大或有特殊要求的控制系统中、大型PLC③根据功能的强弱，PLC可分为低档、中档和高档3类。PLC类型I/O点数范围/点存储器容量/KB低档具有逻辑运算、定时和计数等基本功能，可增设模拟量的处理、算术运算和数据传送等功能可实现逻辑、顺序、计时和计数等控制功能中档除具有低档机的功能，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和通信联网等功能可完成既有开关量又有模拟量的控制任务高档除具有中档机的功能，还具有带符号算数运算、矩阵运算、模拟调解、监视、记录和打印等功能可用于远程控制、大规模过程控制，以及集散控制系统2.PLC的型号含义产品系列名称：三菱公司的PLC可分为F、F1、F2、FX0、FX1N、FX2N

和FX3U

等系列，其中F系列的PLC是三菱公司的早期产品，FX系列是后期产品。I/O总点数：是指输入和输出的总点数。FX3U系列PLC的I/O总点数可以是16点、32点、48点、64点、80点、128点。单元类型：M为基本单元，E为输入/输出混合扩展单元及扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。输出形式：R为继电器输出，可用于交流/直流负载。S为晶闸管输出，可用于交流负载。T为晶体管输出，可用于直流负载，晶体管输出又可分为漏型输出和源型输出2种类型，ES和ESS分别表示交流电源的漏型输出和源型输出，DS和DSS则分别表示直流电源的漏型输出和源型输出。常见的输出形式名称电源输出形式R/ESAC交流电源继电器输出T/ESAC交流电源晶体管漏型输出T/ESSAC交流电源晶体管源型输出S/ESAC交流电源晶闸管输出R/DSDC直流电源继电器输出T/DSDC直流电源晶体管漏型输出T/DSSDC直流电源晶体管源型输出PLC的产生与发展20世纪60年代中期，美国通用汽车公司提出设想：制造一种新型的工业控制来取代继电器控制。随后，美国数字设备公司成功研制了第一台可编程序控制器（PLC），经历了四代变革后，如今它可直接用于一些大规模的复杂控制系统，支持多种编程语言。科学技术的发展推动着PLC结构与功能的不断改进，每3～5年就更新一次。其发展方向主要有3个：体积更小，速度更快；大型化、高可靠性、更好的兼容性和多功能；与其他工业产品更好地结合。市场需求量的增加推动着PLC生产厂家的迅猛发展，目前，工业生产中使用较为普及的有3种：日本生产的三菱系列和欧姆龙系列，德国生产的西门子系列。拓展阅读▲三菱系列▲欧姆龙系列▲西门子系列二PLC的结构组成1.外部结构（1）FX3U—32M系列PLC的外部结构▲FX3U—32M系列PLC的外部结构状态指示灯分为POWER、RUN、BATT和ERROR4种。状态指示灯显示情况（2）PLC端子的接线方式输入端子接线包括源型输入和漏型输入2种方式。①输入端子接线源型输入接法漏型输入接法源型输入（PNP型输入）：电流从PLC的输入端流入，从公共端流出，即将公共端S/S接入电源负极（0V）。漏型输入（NPN型输入）：电流从PLC的公共端流入，从输入端流出，即将公共端S/S接入电源正极（24V）。输出端子接线包括继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出3种方式。②输出端子接线继电器输出接法继电器输出：输出电源为直流30V以下，交流240V以下，均无极性要求，公共端COM与输出端之间可以接入24V直流电，也可以接入220V交流电，晶体管输出：输出电源为直流5～30V，一般为直流24V输出。公共端COM与输出端之间只可以接入24V直流电。晶体管输出又可分为源型输出和漏型输出2种方式。晶体管漏型输出接法晶体管源型输出接法晶闸管输出：公共端COM与输出端之间只可以接入220V交流电，输出为交流电，无极性要求。小提示若输入端子接线为源型接法，则输出为漏型接法；若输入端子接线为漏型接法，则输出为源型接法；若输入和输出端子接线都为源型接法或者漏型接法，则需要增加上拉电阻等反极性措施。2.内部结构PLC的硬件系统一般分为中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出单元（I/O）、电源、外部设备和扩展单元6部分。▲PLC的结构示意图（1）中央处理单元（CPU）CPU是PLC的核心部分，主要由运算器、控制器、寄存器组成，通过数据总线、控制总线和地址总线与输入/输出接口电路、存储单元电路连接。PLC中的CPU所要完成的主要功能有检查硬件状态、诊断软件语法、执行程序以及中断处理。▲PLC中CPU的工作流程（2）存储器PLC的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据，因此存储器包括系统程序存储区、用户程序存储区和数据存储区3个区域。系统程序存储区用于存放PLC的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序等，系统程序一般由制造厂商设置，用户不能直接读取。用户程序存储区用于存放用户编写的用户程序。数据存储区一般用于存放输入/输出的状态和数据，又称输入/输出映像区。（3）输入/输出单元（I/O）PLC通过输入/输出单元（I/O）与外界联系，输入单元主要是将外部产生的输入信号通过总线传输至CPU，输出单元主要是将程序的执行结果输送至控制对象。▲输入/输出单元的工作流程输入接口用于接收来自现场设备的各种控制信号，常与限位开关、操作按钮、行程开关等连接，或与电位器、热电偶的输出端连接。通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够识别和处理的信号，并存入输入映像寄存器。①输入接口及其电路PLC的输入接口电路分类分类方式电路1电路2按外接电源的类型直流输入交流输入按PLC公共端COM电流的流向源型输入漏型输入按光耦发光二极管公共端COM的连接方式共阳极输入共阴极输入在实际应用中，一般会按外接电源的类型将输入接口电路分为直流输入接口电路和交流输入接口电路。直流输入接口电路交流输入接口电路电路特点输入信号可靠性输入信号延迟时间运用直流输入输入为直流信号较低较短环境较好，电磁干扰少，适用于对响应性要求高的场合交流输入输入为交流信号（增加了限流、隔离和整流3个环节）较高较长适用于有油雾、粉尘等恶劣环境中，且对响应性要求不高的场合输出接口用于将PLC处理后的内部输出信号转换成执行机构所需的控制信号。PLC的常用输出接口电路有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出3种类型。②输出接口及其电路继电器输出接口电路▲交流输出▲直流输出（4）电源模块PLC的工作电源一般有2种：220V的交流电源和24V的直流电源。为避免干扰运行的稳定，输入接口与输出接口电路的电源应相互独立。（5）外围设备模块PLC的外围设备包括编程器、打印机、扫描仪等硬件。其中，编程器是PLC极其重要的外围设备，具有编写程序、输入程序、调试程序和程序监控等功能。常用的编程器有2种：计算机和手持编程器。其中，计算机编程方式较为普遍，可实现模拟调试等功能，便于PLC的学习。（6）扩展模块PLC的扩展模块可以通过扩展接口与PLC的基本单元相连，以增加PLC的输入/输出接口数量，使PLC的配置更加灵活以适应不同的工作场合。PLC的常用输出电路及其对应负载类型三PLC的工作方式及其特点1.工作方式PLC采用“循环扫描”的方式进行工作。一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段。PLC运行时，其CPU以一定的扫描速度循环执行这3个阶段。▲一个循环扫描周期▲PLC的扫描工作过程2.工作方式的特点（1）定时集中采样PLC只在输入采样阶段对输入端子的状态进行扫描，当CPU进行到程序执行阶段时，输入端被锁存，等待下一个扫描周期。这种工作方式提高了PLC的抗干扰能力，在程序执行阶段，输入端的变化不会影响CPU工作。（2）集中输出在输出刷新阶段，PLC的输出数据是从输出映像寄存器输送到输出锁存器中，再由输出锁存器输送到输出端子。在一个工作周期内，输出映像寄存器的数据会随着程序执行结果变化，而输出锁存器中的数据保持不变。当CPU执行到输出刷新阶段时，输出锁存器中的数据才被刷新。这种工作方式同样提高了PLC的抗干扰能力，使输出锁存器与输出端子在程序执行阶段处于隔断状态。实训按钮开关控制信号灯的PLC外部接线控制要求：当按钮开关接通后，根据具体程序要求完成对220V信号灯的控制。将按钮开关、24V中间继电器、220V低压断路器、220V信号灯、24V开关电源与PLC正确连接，完成电路的外部接线。电路的设计与绘制步骤1设计分析：FX3U型PLC采用源型输入、漏型输出的接线方式。输出信号控制中间继电器的线圈输出，中间继电器的线圈输出状态控制其触点的状态，中间继电器的常开触点与信号灯串联从而控制信号灯的通断。根据控制要求，PLC的输入信号有1个，即给PLC分配1个输入端子；输出信号有1个，用于控制信号灯。I/O地址分配FX3U—MT系列的PLC可以是漏型输入，也可以是源型输入，需将电源负极（0V）与公共端S/S相连接；同时又因其为晶体管输出，需外接24V直流电源，其输出也应为额定电压24V的电器元件。▲PLC外部接线图工具准备步骤2（1）清点工具材料工具材料（2）元器件检查元器件配齐后，应对元器件进行检测。检测包括2部分：①外部检测。直接观察元器件的外壳是否损坏。②采用万用表检测。元器件的布局与安装步骤3根据任务要求，首先绘制出电器布置图，再根据电器布置图将元器件安装到网孔板上。▲电器布置图▲元器件安装实物图电路的连接与检测步骤4（1）模拟接线图PLC外部电路模拟接线图指示灯控制电路模拟接线图（2）电路连接步骤及注意事项根据电气原理图和接线图，按照接线步骤，完成电路连接。▲电路连接实物图连接电源：将低压断路器引出的火线和零线分别连接三菱PLC的L和N端、开关电源的L和N端。接输入端子：PLC的24V端子引出导线连接按钮开关SB的进线端，SB的出线端连接PLC的输入端子X0。接输出端子：开关电源的24V端子与24V小型中间继电器的线圈进线端14号端子连接，小型中间继电器线圈出线端13号端子与PLC的输出端子Y0连接；PL