电气控制与PLC应用（第4版）（上篇共上下2篇）

模块一基本电气控制电路的安装与调试

CONTENTS目录项目1.1

电动机点动与自锁控制电路的安装与调试项目1.2电动机正反转控制电路的安装与调试项目1.3电动机行程控制电路的安装与调试项目1.5电动机制动控制电路的安装与调试项目1.4电动机时间控制电路的安装与调试

教学目标项目1.1电动机点动与自锁控制电路的安装与调试1.1.1低压断路器低压断路器的外形

知识链接1.结构与工作原理

低压断路器主要由触头、灭弧装置、操动机构、保护装置等组成。低压断路器的保护装置由各种脱扣器来实现，其脱扣器形式有

1—主触点2、3—自由脱扣机构4—轴5—杠杆6—弹簧7、11、14—衔铁

8—欠压脱扣器9—热元件10—双金属片12—过电流脱扣器13—分励脱扣器低压断路器结构示意图过电流脱扣器热脱扣器欠电压脱扣器分励脱扣器等1.结构与工作原理（1）短路（又叫过电流）保护。当电路正常工作时，衔铁11不能被电磁铁吸合；当线路中出现短路故障时，衔铁吸合。主触点在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到短路保护作用。1—主触点2、3—自由脱扣机构4—轴5—杠杆6—弹簧7、11、14—衔铁

8—欠压脱扣器9—热元件10—双金属片12—过电流脱扣器13—分励脱扣器低压断路器结构示意图/web/shareVideo/index.action?id=1172386&ajax=1动画链接1.结构与工作原理1—主触点2、3—自由脱扣机构4—轴5—杠杆6—弹簧7、11、14—衔铁

8—欠压脱扣器9—热元件10—双金属片12—过电流脱扣器13—分励脱扣器低压断路器结构示意图（2）过载保护。出现过载现象时，线路中电流增大，双金属片弯曲，通过传动机构推动自由脱扣机构释放主触头，主触头在分闸弹簧的作用下分开，切断电路起到过载保护的作用。/web/shareVideo/index.action?id=1172386&ajax=1动画链接1.结构与工作原理1—主触点2、3—自由脱扣机构4—轴5—杠杆6—弹簧7、11、14—衔铁

8—欠压脱扣器9—热元件10—双金属片12—过电流脱扣器13—分励脱扣器低压断路器结构示意图（3）欠电压保护。欠电压脱扣器8并联在断路器的电源测，当电源侧停电或电源电压过低时，衔铁7释放，通过传动机构推动自由脱扣机构使断路器掉闸，起到欠电压及零压保护作用。/web/shareVideo/index.action?id=1172386&ajax=1动画链接1.结构与工作原理2.分类3.主要技术参数和测量额定电压是指与通断能力及使用类别相关的电压值低压断路器壳架等级额定电流用尺寸和结构相同的框架或塑料外壳中能装入的最大脱扣器额定电流表示低压断路器额定电流是指在规定条件下低压断路器可长期通过的电流额定短路分断能力是指低压断路器在额定频率和功率因数等规定条件下，能够分断的最大短路电流值4.选择1.1.2熔断器熔断器工作原理动画链接/web/shareVideo/index.action?id=1172342&ajax=11.结构与分类螺旋式熔断器

1.结构与分类2.主要技术参数注意区别两个额定电流的区别3.选择1.按钮的作用

按钮是一种短时接通或断开小电流电路的电器。它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，故称“主令电器”。1.1.3按钮组成：按钮由按钮帽、触点、复位弹簧和外壳构成。2.结构和工作原理工作原理：当按钮按下时，外力克服弹簧的弹力，使动触点进行移动，常开触点闭合，常闭触点断开。松开按钮时，依靠复位弹簧的作用力使常开触点恢复常开，常闭触点恢复常闭。2.结构和工作原理/web/shareVideo/index.action?id=1172333&ajax=1按钮动画链接3.型号和图形符号按钮分为3种类型：常开按钮、常闭按钮和复合按钮。4.按钮的分类2026/4/13按钮通常有自锁按钮和自复位按钮两种。4.按钮的分类LA系列按钮的额定电压为交流500V、直流440V，额定电流为5A；LAY1系列按钮的额定电压为交流380V、直流220V，额定电流为5A。按钮帽有红、绿、黄、白等颜色，用于区别设备的不同功能。一般红色用于停止按钮，绿色用于启动按钮。4.按钮的分类接触器是用来接通和分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器，用于实现远距离控制、失电压及欠电压保护。作用1.1.4接触器接触器外形1.结构与工作原理1.结构与工作原理铁芯和底座触点衔铁线圈弹簧外壳（1）电磁机构。电磁机构包括线圈、铁芯和衔铁，是接触器的重要组成部分，可以通过它带动触点实现闭合与断开。1.结构与工作原理/web/shareVideo/index.action?id=1172362&ajax=1接触器的工作原理动画1.结构与工作原理（2）触点系统。触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。（a）主触点（b）辅助触点1.结构与工作原理（3）灭弧装置。通常主触点额定电流在10A以上的接触器都带有灭弧装置，其作用是减小和消除触点电弧，确保操作安全。CJ12接触器，控制起重设备

CJT1接触器，控制大容量电动机

1.结构与工作原理2.接触器的主要参数和选择指接触器正常工作时吸引线圈上所加的电压值Ith:接触器在约定的工况下，各部件的温升不超过规定极限值所能承载的最大电流Ui:在规定条件下，用来度量电器及其部件的不同电位部分的绝缘强度，它决定了带电导体间沿绝缘材料表面的最短距离（爬电距离）Ue:接触器长期连续工作时主触点的允许电压使用类别:有AC-1、AC-2、AC-3、AC-4等。Ie:接触器长期连续工作时主触点的允许电流Pe:该接触器适用于对应电压下的电动机负载的功率值热继电器是利用电流的热效应来推动动作机构，使触头系统闭合或分断的保护电器。其主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护。

作用1.1.5热继电器1.结构与工作原理/web/shareVideo/index.action?id=1172338&ajax=1热继电器工作原理动画1.结构与工作原理热继电器外形1.结构与工作原理2.选择全指导任务自锁控制电路的安装与调试M3~动合主触点3~启动按钮动铁心静铁心M3~点动!连续运行怎么办?主电路控制电路

任务导入任务要求：设计、分析电动机自锁控制电路并在网孔板上安装与调试。

任务实施1．设备和工具M3~动合主触点3~启动按钮动铁心静铁心停止按钮自锁

怎样停止?依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象——自锁2．电路分析电动机自锁控制电路M3~动合主触点启动按钮动铁心静铁心3~M3~停止按钮自锁解除2．电路分析电动机自锁控制电路2．电路分析/web/shareVideo/index.action?id=1172067&ajax=1电动机自锁控制电路动画2．电路分析独立任务点动自锁混合控制电路的安装与调试

任务导入

任务实施电动机点动自锁混合控制电路怎样既能点动又能自锁还能用其他方法实现吗？

任务评价现场·远程控制电路

电子拓展——现场·远程控制项目1.2电动机正反转控制电路的安装与调试1.2.1转换开关转换开关的外形

知识链接转换开关主要在电气设备中作为电源引入开关，也可作为电压表、电流表的换相开关，还可作为小容量电动机的启动、制动、调速及正反向转换的控制开关。作用1.2.1转换开关1.2.1转换开关/web/shareVideo/index.action?id=1172204&ajax=1转换开关工作原理动画电气图一般有电气原理图、电器元件布置图和电气安装接线图3种。电气原理图是根据工作原理绘制的1.2.2电气原理图的绘制方法电气元件布置图表示电器元件的实际安装位置电气安装接线图表示实际接线情况一、电气原理图主电路控制电路辅助电路电气元件采用分离画法动力电路主电路控制电路和辅助电路图区划分标号二、电气元件布置图三、电气安装接线图全指导任务正反转控制电路的安装与调试

任务导入任务要求：设计、分析电动机正反转控制电路并安装、调试。改变电动机三相电源的相序，可改变电动机的旋转方向缺点：不能频繁地进行正反转切换

任务实施1．设备和工具2．电路分析注意：

该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。SB2和SB3不能同时按下，否则会造成短路！电动机简单正反转控制电路相间短路2．电路分析互锁：一个接触器通电时，其辅助动断触点会断开，使另一个接触器的线圈支路不能通电。/web/shareVideo/index.action?id=1172340&ajax=1电动机带电气互锁的正反转控制电路动画3．安装和调试3．安装和调试独立任务双重互锁的正反转控制电路的安装与调试

任务导入任务要求：本次任务就是设计一个双重互锁的电动机正反转控制电路并安装、调试。此电路能直接从正转到反转或从反转到正转吗？

任务实施电动机双重互锁控制电路怎样实现双重互锁自锁？电气互锁：由两个接触器的常闭触点实现。机械互锁：由正反转启动按钮SB2和SB3的常闭触点实现。总结三种正、反转控制电路比较

任务评价单相电机正反转控制电路

单相交流电动机有主绕组和副绕组，要想实现反转，只要将任意一个绕组的首尾对调即可。

电子拓展——单相电动机的正反转控制电路项目1.3电动机行程控制电路的安装与调试行程开关行程开关的外形

知识链接行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及进行终端限位保护。作用行程开关行程开关

行程开关由触点系统、操作机构和外壳组成。如图所示，行程开关内部一般由一对动合触点和一对动断触点组成。/web/shareVideo/index.action?id=1172357&ajax=1行程开关工作原理动画行程开关半指导任务自动往返控制电路的安装与调试

任务导入

任务实施1．设备和工具低压断路器熔断器按钮接触器热继电器行程开关三相异步电动机电工通用工具万用表2．设计自动往返控制电路/web/shareVideo/index.action?id=1172072&ajax=1自动往返控制电路工作原理动画

2．设计自动往返控制电路（2）在图1-32所示电路中，如果将SQ1-1和SQ2-1的常闭触点进行了互换，会出现什么现象？

任务评价

电子拓展——接近开关项目1.4电动机时间控制电路的安装与调试时间继电器

知识链接圭表漏刻浑天仪我国古代的计时装置时间继电器时间继电器的外形

知识链接在许多控制系统中，需要使用时间继电器来实现延时控制。时间继电器是指当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化（或触头动作）的一种继电器。作用时间继电器按工作原理可分为空气阻尼式、电动式和晶体管数显式时间继电器等。空气阻尼式：延时误差较大（±10%~±20%），无调节刻度，难以精准设定延时时间；延时值会受周围环境温度、尘埃影响。晶体管式：主要是由晶体管或集成电路和电子元件等构成。延时范围长、精度高、调节方便、寿命长。空气阻尼式晶体管数显式时间继电器时间继电器时间继电器时间继电器图（a）安装好的时间继电器，图（b）是将时间继电器安装在图（c）所示的底座上。（a）时间继电器整体（b）时间继电器的安装（c）时间继电器的底座（d）时间继电器的接线图

全指导任务Y-△降压启动控制电路的安装与调试

任务导入全压启动的缺点：三相异步电动机全压起动时起动电流一般为额定电流的4～7倍电力变压器容量不够大，电动机功率较大时将导致变压器的输出电压下降。影响同一供电线路中其他电器设备的正常工作；电动机频繁起动会加速线圈老化，缩短电动机的寿命为什么要采用降压启动？较大容量的电动机需要采用降压起动

任务实施1．设备和工具2．电路分析/web/shareVideo/index.action?id=1172328&ajax=1Y-△降压启动控制电路工作原理动画独立任务顺序启动控制电路的安装与调试

任务导入自锁点和顺控点合一的控制

任务导入自锁点和顺控点分开的控制顺控点逆序控制点本次任务要求用时间继电器实现图1-38（b）所示电路的顺序启动功能。

任务实施时间继电器实现的顺序控制电路使用时间继电器怎样实现顺序控制？如果启动完毕需要让KT线圈断电，怎么修改电路？

任务评价

电子拓展——自耦变压器降压启动控制电路项目1.5电动机制动控制电路的安装与调试速度继电器

知识链接

速度继电器主要用于三相异步电动机反接制动的控制电路中，它的任务是当三相电源的相序改变以后，产生与实际转子转动方向相反的旋转磁场，从而产生制动力矩。使电动机在制动状态下迅速降低速度。在电动机转速接近零时立即发出信号，切断电源使之停车（否则电动机开始反方向启动）。作用速度继电器的外形速度继电器/web/shareVideo/index.action?id=1172370&ajax=1速度继电器结构与工作原理动画速度继电器全指导任务反接制动控制电路的安装与调试

任务导入什么是制动？所谓制动，就是给正在运行的电动机加上一个与原转动方向相反的制动转矩迫使电动机迅速停转。

任务导入制动的方法有几种？制动机械制动电气制动反接制动能耗制动

任务实施1．设备和工具低压断路器熔断器按钮、电阻接触器热继电器速度继电器三相异步电动机电工通用工具万用表反接制动控制电路元器件清单2．电路分析/web/shareVideo/index.action?id=1172075&ajax=1反接制动控制电路工作原理动画独立任务能耗控制电路的安装与调试

任务导入整流变压器桥式整流电路正转反转能耗制动

任务导入正转反转能耗制动

任务实施1．设备和工具低压断路器熔断器按钮接触器热继电器速度继电器三相异步电动机电工通用工具万用表速度原则控制的能耗制动控制电路元器件清单

任务实施速度继电器实现的能耗控制电路使用速度继电器怎样实现能耗控制？2．设计电路

任务评价

电子拓展——机械制动ThankYou模块二常见机床电气控制电路分析CONTENTS目录项目2.1

X62W万能铣床控制电路分析项目2.2Z3040摇臂钻床控制电路分析

教学目标项目2.1X62W万能铣床控制电路分析2.1.1电气原理图的阅读方法和步骤1.基本原则·化零为整·先主后辅·安全保护·全面检查

知识链接2.电气控制电路的分析步骤2.1.1电气原理图的阅读方法和步骤分析主电路

分析控制电路

分析辅助电路

分析辅联锁保护

总体检查2.1.2电气控制电路故障排除方法1.电气控制电路故障的诊断步骤故障调查

电路分析断电检查通电检查方法听问摸看2.1.2电气控制电路故障排除方法2.电气控制电路故障的诊断方法2.1.2电气控制电路故障排除方法2.电气控制电路故障的诊断方法2.1.2电气控制电路故障排除方法2.电气控制电路故障的诊断方法2.1.2电气控制电路故障排除方法2.电气控制电路故障的诊断方法2.1.3铣床的结构和运动形式1.铣床的结构2.1.3铣床的结构和运动形式2.铣床的运动形式（1）主运动（2）进给运动（3）辅助运动（4）变速运动长工作台的快速移动和圆工作台的快速回转。XYZ2.1.3铣床的结构和运动形式2.铣床的运动形式（5）联锁2.1.3铣床的结构和运动形式2.铣床的运动形式半指导任务X62W万能铣床控制电路分析分析X62W万能铣床电气控制原理图，模仿教材中铣床工作台向右运动控制和向上运动控制的电路分析，完成工作活页中铣床向左和向下运动控制的电路分析。

任务导入（一）铣床电气控制电路元器件

任务实施铣刀旋转工作台运动供应冷却液控制冷却泵电机控制主轴电机控制主轴电机制动快速进给工作台右行工作台左行工作台向前、下工作台向后、上预选主轴电机方向（二）电路分析（二）电路分析1．主电路分析（二）电路分析1．主电路分析（二）电路分析（二）电路分析1．主电路分析（二）电路分析1．主电路分析（二）电路分析2．控制分析（二）电路分析2．控制分析（二）电路分析2．控制分析纵向（一字）操作手柄十字操作手柄运动方向（三维空间）：纵向（左右）、横向（前后）、升降（上、下）。

操作方法：

纵向操作手柄，左、停、右（3工位）位置。十字操作手柄（两个机械联动），前、上、停、下、后（5工位）位置。（二）电路分析（2）进给电动机控制分析（二）电路分析（2）进给电动机控制分析将操作手柄进行左右操作的SQ1和SQ2的状态填入表2-4（二）电路分析（2）进给电动机控制分析将操作手柄进行左右操作的SQ1和SQ2的状态填入表2-4（二）电路分析（2）进给电动机控制分析向右向左（二）电路分析（2）进给电动机控制分析·工作台纵向（左右）进给控制（2）工作台前后和上下进给控制（二）电路分析（2）进给电动机控制分析·工作台前后和上下进给控制向前、向下向后、向上（二）电路分析（2）进给电动机控制分析·工作台快速移动控制松开SB5或SB6→YA线圈断电，工作台改为工进。进给变速手柄外拉→对准需要速度，将手柄拉出到极限→压动限位开关SQ6→KM4得电→进给电动机M2正转，便于齿轮啮合。

（二）电路分析（2）进给电动机控制分析·工作台进给快速冲动控制长工作台各个操作手柄在0位，且将工作台选择开关SA1置于圆工作台接通位置。互锁分析：SQ1～SQ4常闭触点闭合的条件是纵向和十字手柄均在0位。（二）电路分析（2）进给电动机控制分析·圆工作台进给控制冷却泵、照明控制、保护环节冷却泵开关照明开关过载保护主电路短路保护控制电路短路保护照明电路的保护（二）电路分析冷却泵开关变压器过载保护照明电路短路保护控制电路的保护照明控制主电路短路保护冷却泵、照明控制、保护环节（二）电路分析

任务评价

电子拓展——X62W万能铣床常见故障分析项目2.2Z3040摇臂钻床控制电路分析

钻床的结构和运动形式

知识链接用途：钻床可以进行钻孔、扩孔、铰孔、刮平面及改螺纹等。用途和分类分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及专用钻床等。摇臂钻床外形1.钻床的主要结构

知识链接摇臂钻床结构示意图Z3040型摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部分组成。

结构2.钻床的运动形式（1）主运动：主轴带着钻头的旋转运动。（2）进给运动：主轴带着钻头的上下进给运动。（3）辅助运动：①外立柱和摇臂绕内立柱作回转运动（手动）。②摇臂沿外立柱作升降运动（升降电动机M2驱动）。③主轴箱沿摇臂水平移动（手动）。

2.钻床的运动形式④夹紧与放松运动：外立柱与内立柱、摇臂与外立柱、主轴箱与摇臂间的（液压驱动，电动机M3拖动）。

摇臂松开摇臂移动夹紧半指导任务Z3040摇臂钻床控制电路分析分析Z3040摇臂钻床电气控制原理图，模仿教材中钻床摇臂上升控制、主轴箱和立柱放松控制的电路分析，完成工作活页中钻床摇臂下降控制、主轴箱和立柱夹紧控制的电路分析。

任务导入（一）Z3040摇臂钻床元器件

任务实施控制主轴电机摇臂电机上升摇臂电机下降液压泵电机夹紧液压泵电机松开夹紧检测松开检测上升限位下降限位（二）电路分析主轴电动机M1：KM1单向起停控制摇臂升降电动机M2：KM2（上升）、KM3（下降），正反转控制液压泵电动机M3：KM4（松）、KM5（紧），正反转（夹/松）控制。冷却泵电动机M4：组合开关SA1单向手动控制。

1.主电路分析（1）主轴电动机M1控制SB1、SB2、KM1构成主轴电动机的启停控制电路，HL3用作运行指示。

2.电路分析主轴电机主轴指示（2）摇臂的升降控制摇臂上升流程摇臂升降电机M2和液压泵电机M3配合实现位置开关SQ1、SQ5用于升降限位保护。SQ3检测摇臂夹紧，SQ2检测摇臂松开

2.电路分析摇臂松开摇臂移动夹紧（2）摇臂的升降控制

2.电路分析上升按上升按钮SB3KM4、KT、YA得电，摇臂松开摇臂完全松开后，压SQ2，KM2得电，摇臂上升松开SB3后，YA继续得电、KM5得电，摇臂夹紧完全夹紧后，SQ2释放，SQ3动作，YA、KM5失电摇臂上升（2）摇臂的升降控制

2.电路分析下降按下降按钮SB4KT、KM4、YA得电，摇臂松开摇臂完全松开后，压SQ2，KM3得电，摇臂下降松开SB3后，YA继续得电、KM5得电，摇臂夹紧完全夹紧后，SQ2释放，SQ3动作，YA、KM5失电摇臂下降（3）主轴箱和立柱的放松和夹紧

2.电路分析按下放松按钮SB5KM4得电，主轴箱和立柱放松主轴箱和立柱的放松注意：YA不得电主轴箱、立柱松开指示（3）主轴箱和立柱的放松和夹紧

2.电路分析按下夹紧按钮SB6KM5得电，主轴箱和立柱夹紧主轴箱和立柱的夹紧注意：YA不得电（4）保护环节、照明及冷却泵电动机的控制

2.电路分析（1）保护环节。低压断路器QF对主电路进行短路保护；热继电器FR1对主轴电动机进行过载保护；热继电器FR2对液压泵电动机M3进行过载保护。摇臂的上升限位和下降限位分别通过行程开关SQ1和SQ5实现。（2）照明电路。照明由开关SQ控制照明灯EL来实现。（3）冷却泵电动机的控制。冷却泵电动机M4的容量很小，由开关SA控制。

任务评价

电子拓展——Z3040摇臂钻床常见故障分析ThankYou模块三PLC基本指令的应用

CONTENTS目录项目3.1

认识PLC项目3.2GXWorks2编程软件的使用项目3.3位逻辑指令的应用项目3.4定时器应用CONTENTS目录项目3.6沿脉冲指令的应用项目3.7栈指令的应用项目3.5计数器的应用

教学目标项目3.1认识PLC

知识链接——PLC的组成及工作原理PLC是什么设备？通用叫法

中文名称为可编程控制器；英文名称为ProgrammableLogicController，简称PC，为了与个人电脑缩写PC区别，仍习惯称为PLC。是一种工业控制装置。以微处理器为核心，将计算机（Computer）技术、控制（Control）技术、通信（Communication）技术融为一体的新型工业控制装置。去掉Logic1.PLC的组成1.PLC的组成（1）CPU。CPU又称中央处理器，是PLC的逻辑运算和控制中心，可完成PLC内所有的控制和监视操作。（2）存储器ROM：存储系统程序，用户不能修改RAM：存放着用户程序和工作数据，使用者可对用户程序进行修改。（3）输入/输出接口电路。1.PLC的组成双光耦T和RC滤波器用于消除输入触点抖动和外部噪声干扰输入指示灯VD1或VD2

输入接口电路：双光电耦合和RC滤波器

接受按钮或开关命令（数字量输入单元）；

接受传感器输出信号。1.PLC的组成（3）输入/输出接口电路。输出接口电路有三种：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出继电器输出型为有触点的干接点输出方式，可用于直流或低频交流负载晶体管输出型是无触点输出方式。适用于高速、小功率直流负载晶闸管输出型是无触点输出方式。适用于高速、大功率交流负载1.PLC的组成（4）电源。PLC一般采用AC220V电源，经整流、滤波、稳压后可变换成供PLC的CPU、存储器等电路工作所需的直流电压，有的PLC也采用DC24V电源供电。（5）通信接口。通信接口是PLC与计算机交换信息和写入程序的通道。安装有编程软件的计算机是PLC必不可少的外围设备，主要用于对用户程序进行输入、修改、调试，并用来监视PLC的工作状态。188用户输入设备输出映像寄存器输出锁存器输出电路输出端子用户输出设备输入映像寄存器输入电路输入端子程序执行扫描周期输入刷新阶段输出刷新阶段2．PLC的工作原理c.输出刷新阶段：将输出映像寄存器的状态写入输出锁存电路，再经输出电路传递输出端子，从而控制外接器件动作。b.程序执行阶段：CPU从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出各继电器的状态，并根据此状态执行用户程序，执行结果再写入元件映像寄存器中。a.输入刷新阶段：CPU从输入电路读出各路输入状态，并将其写入输入映像寄存器；在一个扫描周期中，如果在程序执行期间输入状态发生变化，输入映象寄存器的状态及输出状态是否也随之变化？为什么？按结构形式分整体式PLC

将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。3．PLC的分类模块式PLC

将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。小型PLC：I/O点数为256点以下的；

（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）中型PLC：I/O点数为256点以上、2048点以下的；大型PLC：I/O点数为2048以上的

（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）按I/O点数分3．PLC的分类开关量逻辑控制模拟量过程控制运动控制通信联网多级控制现场数据采集处理4．PLC的应用通用机械建筑纺织水处理起重机包装橡胶矿山食品/饮料制药交通玻璃

应用领域4．PLC的应用1931968年，美国通用（GM）提出设想1969年，美国数字（DEC）第一台1987年，IEC推广现代主控设备大容量大型化高速度专用化小型化低成本网络化集成化5．PLC的发展方向全指导任务认识FX3U系列PLC

任务导入直接启动→延时启动主电路仍然不变控制电路用PLC取代采用硬件接线安装而成，可靠性、通用性较差

任务导入只需要改变程序，不必改变硬件接线传统继电器控制与PLC控制的比较PLC控制PLC控制继电器控制继电器控制继电器控制采用硬接线实现继电器的接线改变——控制功能改变依靠触点的机械动作实现控制,毫秒级PLC控制采用程序实现PLC的用户程序改变——控制功能改变由程序控制半导体电路实现控制，微秒级

任务导入本任务认识FX3UPLC的外部结构、硬件组成和输入/输出接线。

任务实施（一）设备和工具2026/4/13PLC的铭牌数据FX3U-32MR/ES3U子系列输入输出总点数基本单元AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/继电器输出●R/ES：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/继电器输出；●T/ES：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（漏型）输出；●T/ESS：AC电源/DC24V（漏型/源型）输入/晶体管（源型）输出。（二）FX系列PLC的型号继电器输出型（二）FX系列PLC的型号（三）PLC的硬件系统基本单元特殊适配器扩展设备基本单元1.基本单元FX3U基本单元有16/32/48/64/80/128点，电源分为AC型和DC型两种。2．扩展设备3．特殊适配器4．功能扩展板（四）FX3U系列PLC的外部结构上盖板端子排盖板端子排盖板电池盖板功能扩展空盖板RUN/STOP切换开关外部设备连接口输入指示灯输出指示灯扩展设备连接器盖板运行状态指示灯POWER绿通电状态时亮灯RUN绿运行中亮灯BATT红电池电压过低时亮灯ERROR红程序出错时闪烁红CPU出错时亮灯（四）FX3U系列PLC的外部结构安装存储器卡盒和显示模块适配器接口（四）FX3U系列PLC的外部结构（五）FX3U系列PLC的外部端子分布及接线电源端子输入公共端子供外部传感器用的DC24V电源端子输入端子空端子输出端子输出公共端子输出公共端子1．外部端子分布图2．输入端子的接线棕黑蓝将【S/S】端子与【24V】端子短接，此时电流从PLC的输入端X流出，可以使用NPN输出型的传感器，需要将3线式传感器的棕色线（正极）与蓝色线（负极）分别与PLC的【24V】和【0V】端子相连，将黑色信号线与PLC的X1输入端子相连。2．输入端子的接线棕黑蓝将【S/S】端子与【0V】端子短接，此时电流从PLC的输入端X流入，可以使用PNP输出型的传感器。3线式PNP输出型传感器导通时，黑色信号输出线和【24V】端子连接，相当于输出高电平（24V），此时电流从输入端X1流入，该接线方式为源型3．输出端子的接线方式继电器输出型PLC产品包括1点、4点、8点公共端输出型产品，可以以各公共端为单位，驱动不同回路电压系统。3．输出端子的接线方式FX3U系列晶体管输出型PLC输出端子有漏型输出和源型输出两种方式。漏型输出(-公共端)：电流从输出端Y流入（NPN是输出低电平的），其接线如图所示，漏型输出型号后面带ES，例如FX3U-32MT/ES。3．输出端子的接线方式FX3U系列晶体管输出型PLC输出端子有漏型输出和源型输出两种方式。源型输出（+公共端）：电流从输出端Y流出（PNP是输出高电平的），其接线图如图所示，源型输出型号后面带ESS，例如FX3U-32MT/ESS。独立任务PLC与传感器的接线

任务导入

任务实施1．设备和工具

任务实施

任务实施

任务评价

电子拓展——认识FX2N系列PLC项目3.2GXWorks2编程软件的使用

知识链接——PLC的编程语言

PLC的编程语言全指导任务创建新工程GXWorks2是基于Windows运行的，用于进行设计、调试、维护的编程工具。与传统的GXDeveloper相比，提高了功能及操作性能，变得更加容易使用。

任务导入■可方便地在现场进行程序的在线更改■丰富诊断功能（PLC、系统、网络等），迅速排除故障■多种监控及调试功能，并可通过网络完成

强大的监控、调试和维护工具GXDeveloper适用于FX系列、Q/QnA系列、A系列的PLC。它只具有编程功能，没有仿真功能GXWorks2具有简单工程和结构化工程两种编程方式，支持梯形图、SFC、ST等编程语言，自带仿真软件GXWorks3编程软件适用于MELSECiQ-R系列与MELSECiQ-F（即FX5U）系列的PLC。它自带仿真功能。

任务导入

任务实施1．安装软件（1）打开GXWORK2编程软件安装包，里面有如图所示的disk1和disk2两个文件夹。（2）打开disk1文件夹，双击“setup”进行安装。（3）在弹出的如图所示的安装向导窗口中，单击“下一步”。2026/4/13（4）在弹出的用户信息注册窗口中，输入使用的用户信息和注册码。产品序列号（在txt文本文件中）：570-986818410，然后单击“下一步”。2026/4/13（5）选择要安装的目录，这里选择为默认安装目录，点击下一步。2026/4/13（6）安装过程，这个时间较长，需要耐心等待。2026/4/13（6）安装过程，这个时间较长，需要耐心等待。安装完成弹出如图所示画面，提示安装帮助信息，单击“确定”即可。2．认识GXWorks2软件的基本界面3．创建梯形图程序

在GXWorks2编程软件上讲解或观看下面视频链接。/web/shareVideo/index.action?id=1172419&ajax=1梯形图程序的生成和编辑视频（1）如果计算机侧是USB接口，就用USB-SC09-FX或FX-USB-AW专用编程电缆将计算机的USB接口和PLC的RS-422接口连接好，如图所示。转换盒上的发光二极管用来指示数据的接收和发送状态。4.设置通信接口和参数USB接口连接电脑支持热插拔连接PLC（2）如果采用USB-SC09-FX的编程电缆，先将编程电缆与电脑的USB接口连接好，接着安装USB驱动（驱动程序在随货配的光盘里）后才能使用，驱动安装后在计算机的设备管理器里会出现一个相对应的COM口（此处为COM4，也有可能是COM3、COM4、COM5等），如图所示。4.设置通信接口和参数2026/4/134.设置通信接口和参数4.设置通信接口和参数（3）单击导航栏中的“连接目标”，将显示如图所示的连接目标视窗，在“当前连接目标”中双击“Connection1”，将显示连接目标设置窗口，在该窗口双击“SerialUSB”图标，在计算机侧串行详细设置中，选择RS-232C，计算机端口选择COM7，单击“确认”按钮，完成通信设置。

电子拓展——GXWorks2编程软件的仿真功能项目3.3位逻辑指令的应用3.3.1输入继电器和输出继电器

知识链接

输入继电器（X）

在PLC内部，与输入端子相连的输入继电器是光电隔离的电子继电器，采用八进制编号，有无数个常开和常闭触点。输入继电器不能用程序驱动。输入继电器示意图3.3.1输入继电器和输出继电器

输出继电器（Y）输出继电器Y是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载（用户输出设备）的元件。输出继电器线圈由PLC内部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。采用八进制编码，有无数个常开和常闭触点。

输出继电器示意图3.3.2LD、LDI、OUT、END指令1．指令格式与功能说明2．程序举例LD（LoaD）：取指令，常开触点与左母线连接LDI（LoaDInverse）：取反指令，常闭触点与左母线连接。OUT：驱动线圈的输出指令。END：程序结束指令。2．程序举例①每个逻辑运算开始都需要取指令LD或取反指令LDI，LD、LDI指令还可以与ANB、ORB指令配合，用于分支回路的起点。②OUT指令是对输出继电器Y、辅助继电器M、状态继电器S、定时器T、计数器C和数据寄存器某一位D□.b进行线圈驱动的指令，不能用于驱动输入继电器。OUT指令可以连续使用多次，相当于电路中多个线圈的并联形式。③在梯形图中，同一编号的线圈不能出现多次。指令说明3.3.3AND、ANI、OR、ORI指令1．指令格式与功能说明2．AND、ANI指令举例AND：与指令，用于串联单个常开触点；ANI（ANDInverse）：与反指令，用于串联单个常闭触点。指令说明①AND、ANI指令均用于单个触点的串联，串联触点数目没有限制。这两个指令可以重复多次使用。

②OUT指令后，通过触点对其他线圈使用OUT指令称为纵接输出。③串联指令是用来描述单个触点与其他触点或触点组成的电路连接关系的。3．OR、ORI指令举例OR：或指令，用于并联单个常开触点；ORI(ORInverse)：或反指令，用于并联单个常闭触点。

指令说明①OR、ORI指令用于一个触点的并联连接指令。若将两个以上的触点串联连接的电路块并联连接，要用后面提到的ORB指令。②OR、ORI指令可以连续使用，并且不受使用次数的限制。3.3.4SET、RST指令1．指令格式与功能说明2．程序举例如果I0.0和I0.1同时闭合，会出现什么情况？指令说明①用SET指令使软元件得电后，必须要用RST指令才能使其失电。②在图3-35中，若同时按下X000和X001，则RST指令优先。③RST指令也可对数据寄存器D和变址寄存器V、Z的当前值清零；还用于对积算定时器T和计数器C逻辑线圈的复位，使它们的当前计时值和计数值清零。④SET和RST指令的使用没有顺序限制，SET和RST之间可以插入别的程序。3.3.5ANB、ORB指令1．指令格式与功能说明2．ANB指令举例LDORLDANDORANB指令说明①两个或两个以上接点并联连接的电路称为并联电路块。当并联电路块与前面的电路串联连接时，使用ANB指令。②ANB指令无目标操作数，如表3-9所示。③并联电路块的分支开始用LD、LDI指令，分支结束后需使用ANB指令，以表示与前面电路的串联。④多个电路块串联时，可以分别使用ANB指令。3．ORB指令举例ORB指令说明①两个或两个以上接点串联连接的电路称为串联电路块。当串联电路块与前面的电路并联连接时，使用ORB指令。②ORB指令无目标操作数，如表3-9所示。③串联电路块的分支开始用LD、LDI指令，分支结束用ORB指令，以表示与前面电路的并联。指令说明④多个电路块并联时，可以分别使用ORB指令，如图3-38所示。ORBORB全指导任务电动机自锁控制程序设计继电接触器控制的电路PLC的外部硬件接线编写程序+主电路不变+

PLC实现电动机自锁控制思想

任务导入当按下启动按钮SB2时，电动机启动并连续运行；当按下停止按钮SB1或热继电器FR动作时，电动机停止。

任务实施1.设备和工具2．硬件电路2．硬件电路主电路不变3．程序设计停止按钮接常开触点热继电器接常开触点停止按钮接常闭触点热继电器接常开触点3．程序设计半指导任务楼梯照明程序设计

任务导入任务要求：画出楼梯照明电路图，编写楼梯照明控制程序并调试。通用电工工具1套导线若干PLC1台开关2个灯2盏

任务实施1．设备和工具安装有Works2软件的电脑2．硬件电路3．程序设计独立任务电动机正反转程序设计

任务导入

任务实施1．设备和工具PLC电脑三相异步电动机接触器热继电器按钮

任务实施2．硬件电路正转按钮反转按钮停止按钮热保护正转接触器反转接触器电动机正反转主电路电气互锁：由两个接触器的常闭触点实现。2．硬件电路电动机正反转I/O接线图3．程序设计怎么设计正反转控制程序？电动机正反转控制程序

任务评价

电子拓展——梯形图编程规则项目3.4定时器的应用3.4.1辅助继电器

知识链接辅助继电器编号采用M和十进制数共同组成。由内部软元件的触点驱动,常开和常闭触点使用次数不限，但不能直接驱动外部负载，采用十进制编号。1．一般用辅助继电器M0～M499：非停电保持区域。根据设定的参数，可以更改为停电保持区域。2．停电保持用辅助继电器3．特殊用辅助继电器触点利用型（只能利用其触点的特殊辅助继电器）M8000：运行监控用，PLC运行时M8000接通。M8002：仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器。M8012：产生100ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。3．特殊用辅助继电器线圈驱动型（可驱动线圈的特殊辅助继电器）M8030：其线圈“通电”后，“电池电压降低”发光二极管熄灭。M8033：PLC停止时，所有输出继电器的状态保持不变。M8034：其线圈“通电”后，禁止所有的输出。3.4.2定时器1．定时器的分类及分辨率（1）定时器有一个线圈以及无数个常开/常闭触点（位元件），两个数据寄存器，一个为设定值寄存器（字元件），另一个是当前值寄存器（字元件）组成，这3个量使用同一地址编号。这些寄存器都是16位，定时器的定时值＝设定值×时钟。定时器的设定值既可以用十进制常数K直接设定，也可以用数据寄存器D间接设定。（2）PLC内的定时器是根据时钟脉冲的累积形式，将PLC内的1ms、10ms、100ms等时钟脉冲进行加法计数，当所计时间达到规定的设定值时，其常开触点闭合，常闭触点断开。1．定时器的分类及分辨率2026/4/130123456789102．通用型定时器2026/4/130123456789106s4s3．累积型定时器全指导任务顺序启动控制程序

任务导入

任务实施1．设备和工具低压断路器熔断器按钮接触器热继电器行程开关三相异步电动机电工通用工具万用表通用电工工具1套导线若干PLC1台

任务实施1．设备和工具安装有Works2软件的电脑电动机3台接触器3个热继电器3个按钮2个2.硬件电路2.硬件电路为什么将三个热继电器的触点串联在一起?3．程序设计具体程序请参考教材P117或在人邮教育社区官网/book/details/45623下载源程序独立任务逆序停止控制程序设计

任务导入

任务实施怎样编写逆序停止程序？

任务评价

电子拓展——定时器典型程序1.定时器接力程序

定时器接力程序2.定时器闪烁程序

定时器闪烁程序

电子拓展——定时器典型程序2.定时器延时接通/断开程序

定时器延时接通/断开程序

电子拓展——定时器典型程序项目3.5计数器的应用

知识链接——计数器1．计数器的分类（1）计数器的指令格式如图所示。计数器有1个线圈以及无数个常开/常闭触点（位）、1个设定值寄存器（字）、1个当前值寄存器（字）组成。计数器设定值可以直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为设定值。间接设定时，32位计数器的设定值要用元件号紧连在一起的两个数据寄存器。（2）计数器对内部元件X、Y、M、S、T、C的触点通断次数进行计数。当达到设定值时，计数器的常开触点闭合，常闭触点断开。（3）通用计数器在计数过程中发生断电，则前面所计的数值全部被清除，再次通电后从0开始计数；掉电保持用计数器在计数过程中发生断电，则前面所计数值保存，再次通电后从原来的数值基础上继续累计计数。1．计数器的分类

（4）32位双向加/减计数器的设定值：-2147483648～+2147483647。

C200～C234加/减双向计数器的计数方向由特殊辅助继电器M8200～M8234设定，对应的特殊辅助继电器为ON时，为减计数器，即每计一个数，计数器的当前值就从设定值开始逐步减1，反之为加计数器，每计一个数，计数器的当前值就从0开始逐步加1。1．计数器的分类（5）计数器必须用RST指令强制复位。（6）32位加/减计数器是循环计数方式。在计数过程中当前值可加可减。无论是加计数状态还是减计数状态，当前值大于等于设定值时，计数器输出触点动作，即常开触点闭合，常闭触点断开；当前值小于设定值时，计数器输出触点复位。2026/4/13通用计数器计数工作原理00112233445502．计数器的使用说明2．计数器的使用说明双向计数器的工作原理C200～C234加/减双向计数器的计数方向由特殊用辅助继电器M8200～M8234设定，对应的特殊用辅助继电器为ON时，为减计数器，反之为加计数器。用X003驱动M8200线圈，设定加计数或减计数。如果复位输入X001为ON，则执行RST指令，计数器当前值变为0，输出触点也复位。在计数器的当前值由-6→-5增加时，输出触点置位；在由-5→-6减少时，输出触点复位，如果从2147483647开始增计数，则成为-2147483648，形成循环计数。2．计数器的使用说明双向计数器的工作原理C200～C234加/减双向计数器的计数方向由特殊用辅助继电