机电传动与控制 课件全套 第0-7章 课程介绍+要求、绪论、机电传动系统的动力学基础 - 电气控制系统设计

机电传动控制Mechanical&electricalTransmissionControl

（一）课程介绍一、课程定位

学科属性：机械工程与自动化的交叉核心课，连接电工电子、力学与工业控制的桥梁课程

课程性质：专业必修课（2学分），先修要求：高等数学、电工技术、电子技术、理论力学等

人才培养定位：培养机械自动化领域“机电复合型”人才的核心课程二、核心价值

工业需求导向：解决生产机械启停、调速、定位等核心控制问题，支撑现代制造业自动化转型

能力递进培养：从理论分析→电路设计→系统调试，构建工程实践完整能力链

职业发展支撑：为工业自动化、机器人技术等岗位提供核心技能储备

（一）课程介绍（人形机器人）

（二）课程模块模块一：基础理论层（30%）​​交/直流电机、控制电机（伺服/步进电机）的结构与工作原理​电力电子器件与电能变换基础（整流、逆变、PWM技术）​模块二：控制技术层（50%）​继电器-接触器控制（基本控制电路、电气原理图识读与设计）​闭环调速系统（单/双闭环直流调速、交流变频调速）​PLC可编程控制技术（指令系统、控制程序设计）​模块三：工程应用层（20%）​典型设备控制案例（机床、机器人关节控制）​控制系统参数选型、调试与故障诊断​现代控制技术前沿（智能控制、工业物联网融合应用）教材：《机电传动控制》，电子工业出版社，冯武卫等

（三）实践教学一、核心实验项目（4学时）

双闭环直流调速系统调试（综合型）

交流异步电动机变频调速实验（综合型）PLC控制线路设计与实操（设计型）二、实践能力目标

能读懂复杂电气控制原理图，独立完成控制回路安装与调试

具备电机与控制元件选型、参数计算的工程能力

能解决机电传动系统运行中的典型故障问题三、教学资源支撑线下：机械实验中心线上：工业案例视频、PLC编程仿真软件、线上课程材料

（四）考核要求一、学习目标

目标类型具体要求知识目标掌握电机特性、调速原理、控制电路设计规范；了解电力电子技术前沿能力目标具备控制系统分析、设计、调试能力；解决复杂机电控制工程问题素质目标培养工程伦理、严谨作风；激发核心技术自主创新意识二、考核方式（注重过程考核）序号考核项目比例备注（对应的课程教学目标）1平时作业（线上）10%12平时测试（线上）10%23综合设计大作业（线上）15%34课堂交流5%35实验20%26期终考试40%1、2总计100%感谢观看机电传动控制Mechanical&electricalTransmissionControl

第一章

绪论1.1机电传动与控制的目的和任务1.2机电传动与控制技术的发展1.3机电传动控制控制系统的组成和分类1.4课程的内容安排1.机电传动控制课程的性质1.1机电传动与控制的目的和任务“机电复合型”人才，应该掌握机、电、液、计算机等综合控制系统的技术。在综合控制系统中的电控系统，主要包含：

弱电控制（如计算机控制技术）

强电控制（如伺服驱动控制技术）“机电传动控制”课程建立了一个崭新的课程体系，把机电一体化技术的强电控制知识都集中在这一门课程中。2.机电传动控制的目的和任务机电传动又称电力传动或电力拖动指以电动机为原动机驱动生产机械的系统包括电动机和控制电动机的一整套控制系统实现生产机械的启动、停止及速度调节实现机械设备、生产线、车间及工厂的自动化1.1机电传动与控制的目的和任务1.机电传动技术的发展1.2机电传动与控制的发展第一阶段：成组拖动

一台电动机拖动一根天轴，然后再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械。

第二阶段：单电动机拖动

一台电动机拖动一台生产机械。

第三阶段：多电动机拖动

一台生产机械的每一个运动部件分别由一台专门的电动机拖动。1.机电传动技术的发展1.2机电传动与控制的发展*成组拖动：单台电动机—驱动多台设备传动机构复杂；传送路径长,功耗大；可变性差。通过中间机构（天轴）将动力传送到多台机床。特点问题1.机电传动技术的发展1.2机电传动与控制的发展*单电动机拖动：单台电动机—驱动单台设备问题：机床传动结构复杂；机床功能增加受到限制；不易实现机床工作自动化。特点：驱动对象减少，设备功能增加。1.机电传动技术的发展1.2机电传动与控制的发展*多电动机拖动：多台电动机—驱动单台设备特点：驱动对象单一。优点：传动链短，传动精度高；具有电气控制易于实现的点，方便实现设备的工作自动化。

2.机电控制技术的发展1.2机电传动与控制的发展机械控制方式（20世纪早期）电气控制技术（20世纪30年代开始）计算机控制技术（20世纪80年代开始）智能控制技术（21世纪）2.机电控制技术的发展1.2机电传动与控制的发展机械控制方式（20世纪早期）

如由发条、齿轮、弹簧等组成的钟表系统，利用凸轮实现自动循环加工等。电气控制技术（20世纪30年代开始）

继电器接触器控制，顺序控制器控制。如洗衣机、电风扇、普通车床的控制等。2.机电控制技术的发展1.2机电传动与控制的发展计算机控制技术（20世纪80年代）

可编程控制器（PLC）、数字控制技术（NC），在数字控制的基础上又出现了计算机数字控制技术（CNC）、加工中心机床（MC）、自适应数控机床（AC）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）等。智能控制技术

模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论，以及自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术。1.机电传动控制系统的组成1.3机电传动控制系统的组成和分类机电传动系统的三大组成部分:“电力拖动”部分电动机及传动机构；“电气自动控制”部分（或称电气自动控制装置）为满足加工工艺要求，使电动机起动、制动、反向、调速、快速定位等电气控制和电气操作部分。“工作机构”部分机电传动系统示意图控制设备电动机传动装置工作机构电源1.机电传动控制系统的组成1.3机电传动控制系统的组成和分类控制系统关系图驱动装置（电动机等）控制装置2.机电传动控制系统的分类1.3机电传动控制系统的组成和分类按控制系统组成原理分类

开环系统和闭环系统。按驱动电机分类

直流传动控制系统和交流传动控制系统。2.机电传动控制系统的分类1.3机电传动控制系统的组成和分类按控制系统组成原理分类

开环系统闭环系统2.机电传动控制系统的分类1.3机电传动控制系统的组成和分类按控制目的分类

定值控制、位置随动控制和程序控制。1.4课程内容安排第一章绪论第二章机电传动系统的动力学基础

第三章机电传动控制系统中的控制电机

第四章继电器接触器控制第五章可编程控制器（PLC）应用基础第六章交直流电动机调速控制第七章机电传动控制系统设计补充资料案例1：某石化企业-LNG装车臂补充资料案例2：某海工装备企业-油气卸料臂FLNG模型LNGC模型补充资料案例3：某水产加工企业-金枪鱼切片第二代切片装置三维模型

第二代切片装置侧视图感谢观看第2章

机电传动系统的动力学基础FundamentalsofDynamicsforElectromechanicalDriveSystems2.1机电传动系统的运动方程式2.2负载转矩、转动惯量和飞轮

转矩的折算2.3机电传动系统的负载特性2.4机电传动系统稳定运行的条件2.5机电传动系统的过渡过程章节内容2.1机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式及其含义学习目的2.机电传动系统的运动方程式单轴传动系统运动方程式、公式符号以及功能简介。图2.1.1单轴拖动系统2.1机械传动系统的运动方程式根据动力学原理，单轴拖动系统运动方程式式中，—电动机产生的转矩（N·m）；—单轴拖动系统的负载转矩（N·m）；

—单轴拖动系统的转动惯量（kg·m2）；

—单轴拖动系统的角速度（rad/s）；

—时间（s）。2.1机械传动系统的运动方程式

在实际工程计算中，往往用转速代替角速度，用飞轮惯量（称为飞轮转矩）GD2代替转动惯量J。由于，其中，和D分别定义为惯性半径和惯性直径而质量m和重力G=mg，其中，g为重力加速度，所以，J与GD2的关系是（2.2）（2.3）（2.4）或且将式（2.2）和式（2.3）代入式（2.1），就得以得到运动方程式的常用形式2.1机电传动系统的运动方程式系统处于加速或减速的运动状态成为动态。处于动态情况时，系统中必然存在一个动态转矩。动态转矩使系统的运动状态发生变化，因此，运动方程式（2.1）或式（2.4）也可写成转矩的平衡方程式。或（2.6）（2.5）2.1机电传动系统的运动方程式例2.1如图2.1.2所示为TM、TL符号的判定，在提升重物的过程中，试判定卷扬机启动和制动时电动机转矩TM和负载转矩TL的符号。折算的基本原则：折算前的多轴拖动系统与折算后的单轴拖动系统在能量关系或功率关系上保持一致。2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算图2.2.1多轴拖动系统2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算负载转矩是静态转矩，可根据静态是的功率守恒原则进行折算如图2.2.1（a）所示为旋转运动，当系统匀速运动时，生产机械的负载功率为（2.7）折算到电动机轴上负载转矩为，则电动机轴上的负载功率为（2.8）——生产机械的负载转矩——生产机械的角速度——电动机转轴的角速度1.负载转矩的折算2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算在传递功率的过程中，传动机构会产生损耗，则这个损耗可用传动效率来表示，即（2.9）于是可得折算到电动机轴上的负载转矩为（2.10）——输出功率——输入功率——传动机构的速比——电动机拖动生产机械运动时的传动效率2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算如图2.2.1（b）所示为直线运动。若生产机械直线运动部件的负载里为F，运动速度为v,则所需机械功率为（2.11）（2.12）（2.13）如果是电动机拖动生产机械旋转或移动，则传动机构中的损耗应由电动机承担，根据功率平衡关系，有它反映在电动机轴上的机械功率为——负载力F在电动机轴上产生的负载转矩2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算（2.14）如果是生产机械拖动电动机旋转（如在卷扬机下方重物时，电动机处于制动状态），传动机构中的损耗应由生产机械来承担，于是有或将代入上式可得（2.15）——电动机轴的转速——生产机械拖动电动机运动时的传动效率2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统的动能有关，因此，可根据动能守恒原则进行折算。对于旋转运动[见图2.2.1（a）]，折算到电动机轴上的总转动惯量为（2.16）（2.17）折算到电动机轴上的总飞轮转矩为——电动机轴、中间传动轴、生产机械轴上的转动惯量——电动机轴与中间传动轴之间的速比——电动机轴与生产机械之间的速比——电动机轴、中间传动轴、生产机械轴上的飞轮转矩。2.转动惯量和飞轮转矩的折算2.2负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算总飞轮转矩为（2.18）（2.19）对于直线运动[见图2.2.1（b）]，设直线运动部件的质量为m，则折算到电动机轴上的总转动惯量为（2.20）多轴拖动系统的运动方程式2.3机电传动系统的负载特性1、恒转矩型负载特性

（1）反抗性转矩

（2）势能性转矩

不同类型的生产机械在运动过程中所受阻力的性质不同，因此其负载特性曲线的形状也有所不同。典型的负载特性大致可以归纳为以下几种。图2.3.1恒转矩型负载特性2.3机电传动系统的负载特性2．离心式通风机型负载特性3．直线型负载特性4．恒功率型负载特性图2.3.2离心式通风机型负载特性

图2.3.3直线型负载特性

图2.3.4恒功率型负载特性2.4机电传动系统稳定运行的条件

机电传动系统的稳定运行包含两重含义：一是系统应能以恒定的速度持续运转；二是当系统受到某种外部干扰作用（如电压波动、负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证系统在干扰消除后能恢复到原来的运行速度。图2.4.1异步电动机的机械特性与生产机械的负载特性2.4机电传动系统稳定运行的条件机电传动系统稳定运行的充分必要条件如下：（1）异步电动机的机械特性曲线和生产机械的负载特性曲线有交点（系统的稳定平衡点）。（2）当转速大于平衡点所对应的转速时，

，即若外部干扰使转速上升，当干扰消除后应有

；当转速小于稳定平衡点所对应的转速时，

，即若外部干扰使转速下降，当干扰消除后应有

。图2.4.2异步电动机拖动直流他励发电机工作时的特性2.5机电传动系统的过渡过程

除长时间运转、不经常启动和制动的工作机械（如通风机、水泵等）外，大多数生产机械对机电传动系统的过渡过程都有特定的要求。

为满足这些要求，必须研究过渡过程的基本规律，研究系统各参量随时间的变化规律，如转速、转矩、电流等随时间的变化规律，这样才能正确地选择机电传动装置，为机电传动系统提供控制原则，并设计出完善的自动控制线路，从而改善产品质量、提高生产效率和减轻劳动强度。这就是研究过渡过程的目的和实际意义。1.研究机电传动系统过渡过程的实际意义2.5机电传动系统的过渡过程（1）机械惯性。它反映在转动惯量J或飞轮转矩GD2上，使转速n不能突变。（2）电磁惯性。它反映在电动机绕组的电感上，使电流和励磁磁通不能突变。（3）热惯性。它反映在温度上，使温度不能突变。2.机电传动系统过渡过程的分析2.5机电传动系统的过渡过程

研究过渡过程与在电路基础上研究电路的动态过程的方法一样，一般是先列出反映变化规律的基本方程式，然后使用数学解析法、图解法或实验方法来求得过渡过程基本方程式的解。下面仅用数学解析法进行分析。

机电传动系统的运动方程式为

（2.21）图2.5.1TM、TL与n的关系图2.5.2启动时的过渡过程曲线2.5机电传动系统的过渡过程

机电传动系统过渡过程的时间与系统的飞轮转矩GD2和速度改变量成正比，而与动态转矩成反比。所以要有效地缩短过渡过程的时间，应采取相应措施减小飞轮转矩GD2并增加动态转矩Td。1．减少系统的飞轮转矩GD22．增加动态转矩Td（1）从电动机方面考虑（2）从控制系统方面考虑图2.5.3启动电流的充满系数感谢观看第3章

机电传动控制系统中的控制电动机ControlMotorsinElectromechanicalDriveandControlSystems3.1伺服电动机3.2步进电动机章节内容3.1伺服电动机0.介绍

伺服电动机又称为执行电动机，是控制电动机中的一种。伺服电动机在控制系统中主要作为执行元件，将输入的受控电压信号转换成电动机轴上的角位移或角速度等机械信号输出。按控制电压来分，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。直流伺服电动机的输出功率一般为1～600

W，有时也可达数千瓦，多用于功率较大的控制系统中。而交流伺服电动机的输出功率较小，一般在100

W以下，常用于功率较小的控制系统中。3.1伺服电动机了解伺服电动机种类、结构、控制特性。学习目的2.直流伺服电动机种类和结构直流伺服电动机励磁方式控制方式电枢形式电磁式永磁式磁场控制电枢控制电枢式无槽电枢式绕线盘式为了避免电刷和换向器的接触，还有无刷直流伺服电动机。空心杯电枢式3.1伺服电动机普通型直流伺服电动机图3.1.1普通型直流伺服电动机的结构3.1伺服电动机无槽电枢式直流伺服电动机图3.1.2无槽电枢式直流伺服电动机的结构3.1伺服电动机空心杯电枢式直流伺服电动机图3.1.3空心杯电枢式直流伺服电动机的结构3.1伺服电动机盘型电枢式直流伺服电动机图3.1.4盘型电枢式直流伺服电动机的结构3.1伺服电动机无刷直流伺服电动机图3.1.5无刷直流伺服电动机的结构3.1伺服电动机直流伺服电动机的机械特性公式与他励直流电动机的相同，即n—电动机转速；T—电动机转矩；—电枢电压；R—电枢回路电阻；

Φ—每极磁通；—电动机结构常数。（3.1）3.直流伺服电动机的控制特性3.1伺服电动机图3.1.6不同电枢电压下直流伺服电动机的机械特性曲线

不同电枢电压下的直流伺服电动机的机械特性曲线是一组平行线。3.1伺服电动机图3.1.7晶闸管直流调速驱动系统CF为晶闸管触发电路KZ为晶闸管整流电路L为整流线圈3.1伺服电动机图3.1.8PWM直流调速驱动系统PWM直流调速驱动系统是在电枢回路中串入功率晶体管或晶闸管来实现调速功能的。3.1伺服电动机（1）稳定性好。直流伺服电动机具有较硬的机械特

性，因此能够在较大的速度范围内稳定运行。

（2）可控性好。直流伺服电动机具有线性的调节特性，通过控制电枢电压的大小和极性，可以控制直流伺服电动机的转速和转动方向；当电枢电压为零时，由于转子惯量很小，因此直流伺服电动机能立即停止工作。

（3）响应迅速。直流伺服电动机具有较大的启动转矩和较小的转动惯量，能够在控制信号输入、增加、减小或消失的瞬间，迅速实现启动、增速、减速或停止。4.直流伺服电动机的优点3.1伺服电动机交流伺服电动机及其控制交流伺服电动机同步型（SM）感应型（IM）同步型伺服电动机又称无刷直流伺服电动机感应型伺服电动机是指笼型感应电动机1.交流伺服电动机的种类3.1伺服电动机交流伺服电动机通常为两相交流电动机，由定子和转子两部分组成。定子的两相绕组在空间相差90°，其结构完全相同，但作用不同：一个绕组用作励磁，称为励磁绕组（WF）；而另一个绕组用作控制，称为控制绕组（WC）。

两相交流伺服电动机的转子一般有笼型和杯形两种结构形式。笼型转子与三相鼠笼式异步电动机的转子结构相似，通常采用高电阻率材料（如黄铜、青铜或镍铝等）制成。杯形转子则通常用铝合金或铜合金制成空心薄壁圆筒，放置在内定子和外定子之间，实质上杯形转子只是笼型转子的一种特殊形式。2.交流伺服电动机的结构3.1伺服电动机图3.1.9两相交流伺服电动机的工作原理图图3.1.10交流伺服电动机的机械特性曲线3.交流伺服电动机的工作原理3.1伺服电动机控制方法幅值控制相位控制幅相控制图3.1.11幅值控制接线图

4.交流伺服电动机的控制3.1伺服电动机图3.1.12不同控制电压下交流伺服电动机的机械特性曲线图3.1.13

相位控制接线图图3.1.14幅相控制接线图

4.交流伺服电动机的控制3.2步进电动机0.介绍

步进电动机是将电脉冲控制信号转换成机械角位移或直线位移的一种控制电动机。在驱动电源的作用下，步进电动机每接收一个电脉冲，转子就转过一个相应的角度（步距角）。电动机转子角位移的大小和转速的高低分别与输入的控制电脉冲的数量和频率成正比。而电动机的转向与绕组通电的相序有关，因此通过控制输入电脉冲的数目、频率及电动机绕组通电的相序，就可获得所需要的转角、转速及转向。所以步进电动机的开环数字控制可以通过微型计算机轻松实现。3.2步进电动机了解步进电动机种类、结构、控制特性。学习目的2.步进电动机种类步进服电动机反应式（VR）永磁式（PM）混合式（HB）

目前又出现了新型的步进电动机，如直线步进电动机和平面步进电动机。3.2步进电动机1．反应式步进电动机图3.2.1三相单三拍反应式步进电动机的工作原理图

反应式步进电动机的定子和转子均由软磁材料制成，又称为可变磁阻式步进电动机。定子上有6个磁极，每个磁极有控制绕组，每两个相对的磁极构成一组。转自上均匀分布有4个齿，转子的齿上没有绕组。3.2步进电动机图3.2.2三相六拍反应式步进电动机的工作原理图同一台三相步进电动机，其通电方式全不同，则步距角也不同单三拍和双三拍的步距角为30°，而六拍的步距角为15°。3.2步进电动机

步进电动机的步距角

与转子齿数、步进电动机的相数和通电状态系数有关，可由下式计算（3.2）—步距角；m—步进电动机的相数，对于三相步进电动机，m=3；K—通电状态系数，单三拍或双三拍时，K=l；六拍时，K=2；

Z—步进电动机转子的齿数。3.2步进电动机（3.3）步进电动机的转速可通过下式计算n—步进电动机的转速；

f—步进电动机的脉冲频率，即每秒的拍数（或步数）。3.2步进电动机2．永磁式步进电动机图3.2.3永磁式步进电动机的工作原理图

永磁式步进电动机的转子一般使用永磁材料制成。

转子由一对或几对磁极的星形磁钢组成。3.2步进电动机3．混合式步进电动机图3.2.4混合式步进电动机的剖面图

混合式步进电动机，也可称为永磁感应式步进电动机具有反应式和永磁式步进电动机的优点，这类电动机要求电源提供正负脉冲。3.2步进电动机1．易于实现数字控制（1）步进电动机的输出角位移与输入脉冲数成正比，θ—电动机转子转过的角度；N—控制脉冲数；

—步距角。（2）步进电动机的转速与输入脉冲频率成正比，（3）步进电动机的转动方向可以通过改变钉子绕组的通电顺序来改变θ=N3.步进电动机的特点3.2步进电动机2．具有自锁能力3．抗干扰能力强4．步距角误差不会长期累积5．多用于构成开环控制系统3.2步进电动机1．步距角2．矩角特性和最大静转矩图3.2.5步进电动机的矩角特性曲线4.步进电动机的运行特性和性能指标3.2步进电动机3．启动转矩Tq4．惯性特性和启动频率图3.2.6步进电动机的惯频特性3.2步进电动机5．最高连续运行频率6．矩频特性和动态转矩图3.2.7步进电动机的矩频特性3.2步进电动机1．环形分配器

（1）硬件环形分配器可以分为集成电路型、专用芯片型和可编程逻辑器件型图3.2.8三相六拍环形分配器5.步进电动机的驱动与控制3.2步进电动机图3.2.9CH250三相六拍接线图图3.2.10PMM8713双四拍接线图3.2步进电动机表3.2.1CH250的主要段子功能说明端子功能说明UD、Us电源端

A、B、C三相励磁信号输出端

R、R*确定初始励磁相R=0、R*=1时，A、B、C的初始励磁相为1、1、0；R=1、R*=0时，A、B、C的初始励磁相为1、0、0；R=0、R*=0时，环形分配器工作CL、EN进给脉冲输入端若EN=1则进给脉冲接CL端，脉冲上升沿使环形分配器工作；若CL=0，则进给脉冲接EN端，脉冲下降沿使环形分配器工作，否则环形分配器状态锁定J3R、J3L三相双三拍正、反转控制端

J6R、J6L三相六拍正、反转控制端

3.2步进电动机表3.2.2PMM8713的主要段子功能说明端子功能说明VDD、VSS电源

CK时钟脉冲双四拍工作方式时，电动机的转速由CK的脉冲输入频率决定U/D正、反转切换若U/D=1，电动机正转；若U/D=0，电动机反转。电动机正、反转也可采用脉冲控制方法，即通过CU、CD端子控制CU、CD电动机正、反转脉冲输入CU端输入的脉冲使电动机正转，CD端输入的脉冲使电动机反转。此时，CK和U/D端同时接地φc切换电动机相数分配器用于三相电动机时，φc=0；用于四相电动机时，φc=1φ1～φ4脉冲输出

EA～EB励磁方式选择1～2相励磁时，EA=EB=1；2相励磁时，EA=EB=0；1相励磁时，EA和EB一端为1，另一端为0R复位端R=0时，φ1～φ4均为1，此时步进电动机锁住不动3.2步进电动机表3.2.3三相六拍环形脉冲分配状态表（2）软件环形分配器转向CBA代码通电相转向正转00101HA反转01103HAB01002HB11006HBC10004HC10105HCA00101HA3.2步进电动机2.功率放大电路图3.2.11单电压功率放大电路3.2步进电动机图3.2.12高低压功率放大电路3.2步进电动机图3.2.13斩波恒流功率放大电路3.2步进电动机图3.2.14调频调压功率放大电路3.2步进电动机3.步进电动机细分驱动细分驱动的特点是：①在不改变电动机结构参数的情况下，减小步距角，实现精确定位；②由于步进电动机在细分状态下步距角变小，转子达到新的稳定位置时所具有的动能也变小，从而显著降低振动；

③由于采用细分驱动后，电动机绕组中的电流不是由零跳升到额定值，而是经过若干小步的变化后才达到额定值，同样也不是由额定值陡降至零，而是经过若干小步后才达到零，所以绕组中各相电流的变化比较均匀，能够使电动机运行平稳，并能在任何位置停步。3.2步进电动机4.步进电动机驱动器

目前，随着步进电动机在实际生产中的广泛应用，其驱动装置已逐渐系列化和模块化。这一发展趋势显著简化了步进电动机控制系统的设计过程，同时提升了系统的工作效率和运行的可靠性。

虽然不同厂家生产的步进电动机驱动器在标准上并不统一，但它们的工作原理基本相同。只要掌握了接线端子、标准接口及拨动开关的工作原理和使用方法，就可以利用驱动器构造步进电动机控制系统。感谢观看第4章

继电器-接触器控制Relay-ContactorControl4.1常用低压电气4.2电气原理图4.3基本控制电路4.4典型设备电气控制系统

分析与电路图设计章节内容4.1常用低压电气-概述0.介绍在设备控制系统中，电气控制系统由各种具有不同功能的电气设备和原件通过接线组合而成。由于这些设备和原件是电气控制系统的基本组成单元，因此了解和认识他们的组成结构、工作原理以及在电路中的文字符号与图形符号表达，是分析和设计电气控制系统的基础。低压电器通常指在交流电压小于1200V或直流电压小于1500V的电路中工作的电器，具备控制功能和保护作用，是电气控制系统的主要基础构件。4.1常用低压电气-概述了解电气元件结构、工作原理、元件功能、图形符号及文字符号。学习目的2.电气元件简介开关类电器继电器类电气元件其他电器电气元件图形符号、文字符号以及元件功能简介。4.1常用低压电气-概述3.低压电器分类4.关键点（1）了解低压电器结构原理与功能；（2）掌握国标规定的电气图形符号和文字符号；（3）产品的合理选择。4.1常用低压电气-开关类电器——开关类电器功能：手动或机动接通和分断电路——分类：动力电路（主电路）开关；控制电路开关。

*普通刀开关Q、QS*断路器（带保护功能的开关）QF*组合开关（选择开关）SA1.动力电路（主电路）开关电器电器文字符号Qx开关触点特征开关有两极和三极，分别用于两相电路和三相电路，触点状态为动合触点（常开触点）。1动力电路（主电路）开关电器（1）负荷开关手柄触刀静插座熔断器速断弹簧转轴1动力电路（主电路）开关电器（2）断路器（空气开关）*过载保护功能*短路保护功能1动力电路（主电路）开关电器断路器（空气开关）工作原理与文字、图形符号文字符号QF图形符号主触点自动脱扣器热脱扣器分励脱扣器过电流脱扣器欠压脱扣器起动按钮1动力电路（主电路）开关电器组合断路器1动力电路（主电路）开关电器智能断路器组成结构示意图1动力电路（主电路）开关电器（3）组合开关2控制电路开关电器（主令电器）触点特征：动合触点、动断触点各一，成对扩展。

*按钮开关：SB----特点：弹簧复位*选择开关：SA----特点：保持给定位置*行程开关（位置开关）：SQ----特点：机动控制行程开关的控制方式：

机械式、电磁式、感光式、热感应式等。文字符号:

Sx开关类型:2控制电路开关电器（主令电器）按钮开关SB旋钮（选择）开关SA2控制电路开关电器（主令电器）急停按钮应用：特殊结构适应特殊应用2控制电路开关电器（主令电器）行程开关SQ2控制电路开关电器（主令电器）组合式行程开关2控制电路开关电器（主令电器）其他类型的行程开关2控制电路开关电器（主令电器）微动开关2控制电路开关电器（主令电器）电感式接近开关工作原理及应用电容型接近开关传感器光电接近开关文字符号：Kx功能特点：电气系统控制接通和分断电路的电器；结构特点：含驱动系统、触点系统。常用电器：*交流接触器KM

*中间继电器KA*时间继电器KTIIII驱动系统触点系统分类：接触类电器、控制类电器。4.1常用低压电气-继电器类电器工作过程：电磁线圈通电后，产生电磁力，驱动触点动作，实现接通和断开电路功能。保护系统为灭弧装置。灭弧装置结构组成：电磁驱动系统、触点系统和保护系统——常用于控制动力电路的接通与断开1交流接触器（接触类电器）

触点系统

3个主触点+2对辅助触点组成

主触点——

用于接通和断开动力电路

辅助触点——

用于控制电路（2动合触点

2动断触点）文字符号

KM图形符号1交流接触器（接触类电器）——用于控制电路，在控制系统中实现控制功能转换2中间继电器（控制类电器）结构组成：电磁驱动系统、触点系统；工作过程：电磁线圈通电后产生电磁力，驱动触点动

作，实现接通和断开电路（与交流接触器

KM工作原理相同，但触点系统不同）；

触点系统：由若干对动合触点与动断触点组成。图形符号：文字符号：KA2中间继电器（控制类电器）——在控制电路中用于延时接通或断开电路3时间继电器（控制类电器）结构组成：驱动系统、触点系统；

触点系统：有通电延时、断电延时、瞬时3类触点；工作过程：接通驱动系统电路，驱动触点延时动作，以接

通和断开电路，实现延时控制，。文字符号：KT图形符号瞬时触点通电延时触点断电延时触点电磁线圈3时间继电器（控制类电器）时间继电器

KT触点的动作时序3时间继电器（控制类电器）——用于将电动机的转速和转向参数转换为触点信号，控制电路的接通或断开。4速度继电器（控制类电器）

继电器转轴与电动机轴相连；转轴带动转子与电动机轴同速度

，同方向转动；继电器定子在电磁力作用下随转

子转动；定子通过杠杆机构驱动动触头；动合与动断触点控制接通和断开

电路。检测驱动系统+触点系统结构组成工作过程动断触点动合触点动触头转子转轴定子杠杆4速度继电器（控制类电器）

触点系统正转控制触点（含动断触点、动合触点）反转控制触点（含动断触点、动合触点）SRSRSR文字符号SR图形符号4速度继电器（控制类电器）——用于将液压系统的压力参数转换为触点信号，控制电路的接通或断开。

进油口的油压力可以向上推动阀杆，当油压达到预定值时，阀杆触动微动开关，微动开关的动合与动断触点控制接通和断开电路。结构组成检测驱动系统+触点系统工作过程

触点系统微动开关动断触点、动合触点；文字符号SP图形符号微动开关SPSP5压力继电器（控制类电器）元件作用：使控制系统正常、安全地工作；元件结构：一般由检测部分和触点控制部分构成；元件种类：根据保护要求，有各种保护器件。熔断器FU热继电器FR其他各类继电器

过电流继电器FI、过电压继电器FV等保护类电气元件4.1常用低压电气-其他电器图2.4.3结构：熔体+熔体座（熔丝+安装座）——用于在控制系统中实现短路保护。图形符号：文字符号：FU熔断器FU检测机构：由电阻丝与双金属片构成，当设备过载时引起电阻丝发热，从而使双金属片产生弯曲；元件结构：检测机构、触点控制系统；——用于对电动机及各种用电设备实现过载保护热继电器FR触点控制系统：

系统触点为动断触点；IIII检测部分双金属片触点控制部分文字符号FR图形符号动断触点串联在被控电路中，当设备过载时，双金属片弯曲推动动断触点动作，切断电路，实现过载保护功能。工作原理：热继电器FR热继电器FR安装示例交流接触器热继电器图形符号：文字符号：TC——用于将主电路提供的380V或220V电压转换为控制电路所需的电压，同时将控制电路与主电路隔离。3.控制变压器

TC感谢观看第4章

继电器-接触器控制Relay-ContactorControl4.1常用低压电气4.2电气原理图4.3基本控制电路4.4典型设备电气控制系统

分析与电路图设计章节内容电气控制系统基础知识为了便于对生产机械电气控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修，需要对电气控制系统中各元件及其相互连接用国标规定的图形和文字符号表示出来，这就是电气控制系统图三种电气控制原理图（电气原理图）电气设备接线图（电气安装接线图）电气元件布置图（电气设备安装图）1.电气图绘制及绘图标准（1）电气图中的图形符号与文字符号图形符号说明触点符号举例图形符号说明限定符号接触器功能接触器动合触点位置开关功能限位开关动合触点断路器功能断路器隔离开关功能隔离开关符号要素旋转操作旋转开关接近效应操作接近开关蘑菇头式的紧急操作蘑菇头式的紧急开关电气图绘制及绘图标准——设备的电气工程图主要有系统的电路图、电器布置图和接线图，所有图样依据国家电气绘图标准GB绘制。系统电路图的内容：

表明系统使用的电器、各个电器之间的相互关系及接线关系、系统控制功能。系统电路图的组成：

动力电路部分、控制电路部分。系统电路图的描述方式：

水平画法与垂直画法、集中画法与分散画法。（2）电路图电气图绘制及绘图标准电气原理图的组成：根据电路通过的电流大小可分为主电路：是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电动机之间相连的电器元件（如：刀开关、热继电器、自动空气开关、接触器主触点等）所组成的线路。

辅助电路：是信号的传输通道。包括：控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。电气控制原理图的图面布置：上下排列：主电路在上，控制电路在下；左右排列：主电路在左，控制电路在右。主电路用粗线条画控制电路用细线条画电气图绘制及绘图标准1）动力电路（主电路）——设备的驱动电路（对电动机供电）电气图绘制及绘图标准1）动力电路（主电路）——设备的驱动电路（对电动机供电）电气图绘制及绘图标准2）控制电路——实现对动力电路的控制垂直画法水平画法电气图绘制及绘图标准图面区域的划分、符号位置索引：电气图绘制及绘图标准

索引代号所标位置：接触器或继电器相应线圈的索引：在接触器或继电器触点旁标上索引代号，指出它所对应的线圈的位置。继电器或接触器相应触点的索引：索引代码标在继电器或接触器的线圈下方。接触器触点的索引格式：继电器触点的索引格式：感谢观看第5章

可编程序控制器Relay-ContactorControl5.1可编程序控制器基础5.2FX系列PLC5.3FX2N系列PLC基本指令5.4PLC控制系统设计章节内容5.1可编程序控制器基础0.PLC介绍PLC主要由微处理器、存储器、输入/输出接口、I/O扩展接口、通信接口和电源组成；采用循环扫描的工作方式，所谓扫描，就是依次对各种规定的操作项目进行访问和处理。其特点包括抗干扰能力强、可靠性高、通用性强、使用方便、功能强大、适用范围广、编程简单、易学易用等。

5.1可编程序控制器基础掌握PLC的工作方式、工作原理，了解PLC基本指令，设计PLC程序学习目的2.PLC的产生在PLC诞生之前，工业控制普遍采用继电器控制系统，随着现代制造业的发展继电器控制的问题逐步显现；控制逻辑的不可变性（固定接线）、元件工作的不可靠性（分立元件）、自动化生产系统要求（信息交换、保存、系统联网）在这种背景下可编程序控制器PLC就应运而生，美国数字设备公司于1969年研制出了第一台可编程序控制器，并在美国通用汽车公司的生产线上成功应用。

5.1可编程序控制器基础3.PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强；2、通用性强，控制程序可变，使用方便3、功能强，适应面广4、编程简单，容易掌握；大多数PLC仍采用类似继电器控制的梯形图编程方式5、减少了控制系统的设计及施工的工作量；PLC具有低故障率、强大的监视功能及模块化设计等特点，其维修工作也变得方便6、体积小、质量轻、功耗低、维护方便

5.1可编程序控制器基础4.PLC的应用

（1）应用范围行业分布机械制造25%冶金29%轻工、化工、交通35%能源6%科研及其他5%

5.1可编程序控制器基础4.PLC的应用

（1）控制系统可靠性比较PLC系统继电器系统寿命

工作条件

摄氏0~60℃环境温度相对湿度5~95%环境温度<摄氏40℃相对湿度<85%抗震性能10~55Hz频率、0.5mm振幅、2G牛顿力不显著的冲击和振动瞬时停电停电时间<20mμs抗干扰尖峰干扰1000V、1ms故障率无故障时间1万小时以上新品达4~5万小时存放条件摄氏－40~85℃环境温度

5.1可编程序控制器基础4.PLC的应用

（1）开关量的逻辑控制。这是PLC最基本、最广泛的应用领域。它取代了传统的继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。（2）运动控制。PLC可用于直线运动或圆周运动的控制。（3）闭环过程控制。PLC通过模拟量的I/O模块实现模拟信号与数字信号的A/D、D/A转换，进而对温度、压力、流量等连续变化的模拟量进行PID控制。（4）数据处理。现代PLC具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算和逻辑运算）、数据传递、排序查表和位操作等功能，能够完成数据的采集、分析和处理。（5）通信联网。PLC的通信包括PLC与PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC的智能设备之间的通信。

5.1可编程序控制器基础5.PLC的分类

（1）按可编程序控制器（PLC）规模分类端口点数小于64点、程序长度小于1k------小型机端口点数小于512点、程序长度1k~4k------中型机端口点数大于1024点、程序长度大于8k------大型机（2）按可编程序控制器（PLC）结构分类超小型集中式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器、机壳；输入/出组件扩展件；模块组合式主机CPU、电源、输入/出组件、存储器等模块；输入/出扩展模块；A/D、D/A转换模块；位置模块；温控模块；通讯模块；

5.1可编程序控制器基础6.PLC组成

和继电器控制系统类似，PLC控制系统同样由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。

5.1可编程序控制器基础6.PLC的组成

CPU是PLC的核心部件。其功能类似于人体的神经中枢，整个PLC的运行过程均在CPU的统一指挥与协调下完成。

通过扫描的方式读取输入装置的状态或数据，在生产厂家预先编制的系统程序控制下，执行逻辑运算或算术运算任务，并根据处理结果控制输出设备，实现输出控制。存储器用于存放程序和数据。PLC的存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器用于存放系统工作程序、模块化应用功能子程序等及各种系统参数，用户存储器用于存放用户编制的控制程序

5.1可编程序控制器基础6、PLC的组成

输入/输出（I/O）接口是PLC与被控对象传递输入/输出信号的接口。

5.1可编程序控制器基础7、PLC的工作方式

1、初始操作（上电处理）PLC正式运行前，首先需要确定自身的完好性。这一过程通过接通电源后的初始操作完成。通电后，需消除各元件的随机状态，对其进行清零或复位处理。2、运行PLC的工作方式为循环扫描。扫描是指按分时操作的原理，PLC在每一时刻仅执行一个操作，并按照既定顺序进行，这一分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。小型PLC的工作特点是集中输入、集中输出。

5.2FX系列PLC

日本三菱公司FX系列PLC的型号由字母和数字组成，其基本格式为：FX□-□□□□，其中方框的含义如图所示。（1）系列序号：有0、0S、0N、2、2C、1S、2N、2NC、3U等。（2）I/O总点数：10～256，最大I/O点数为256。（3）单元类型：M—基本单元（含CPU）；E—输入/输出混合扩展单元及扩展模块；EX—输入专用扩展模块；EY—输出专用扩展模块。（4）输出形式：R—继电器输出；T—晶体管输出；S—晶闸管输出。例如，FX2N-48MTD的含义为FX2N系列，I/O总点数为48，采用晶体管输出，供电为AC电源，输入类型为DC输入。

5.2FX系列PLCFX2N系列PLC的16种基本单元的点数如图表5.2.1所示

5.2FX系列PLC内部编程元件1、输入继电器X输入继电器与PLC的输入端相连，专门用来接收PLC外部的开关信号，其代表符号为“X”。PLC通过输入接口将外部输入端子的信号状态（断开为0，接通为1）读入，并存储在输入映像寄存器中。

5.2FX系列PLC内部编程元件2、输出继电器Y输出继电器用于将PLC内部的信号通过输出映像寄存器和输出锁存器传送到输出端子，从而驱动负载工作。3、辅助继电器M辅助继电器分为普通辅助继电器、保持辅助继电器和特殊辅助继电器三种，采用十进制数进行编号，它们可以有线圈或触点，由PLC内部软件驱动，且其触点使用次数不受限制。

5.2FX系列PLC内部编程元件4、状态寄存器S状态寄存器通常与步进顺控指令配合使用，当其不与步进顺控指令配合使用时，可当作普通辅助继电器使用5、定时器T定时器在功能上类似于时间继电器，它有一个设定值寄存器、一个当前值寄存器以及无限个接点。FX2N系列PLC的定时组件全部都是容量为32KB的定时器，共有256个，地址范围为T0～T255。定时器可分为通用定时器和累计定时器两种。

5.2FX系列PLC通用定时器（T0～T245）分为100ms与10ms两种。100ms通用定时器：有200个，地址范围为T0～T199，定时范围为0.1～3276.7s。如图所示为100ms通用计时器的使用示例。10ms通用定时器：有46个，地址范围为T200～T245，定时范围为0.01～327.67s。如图所示为10ms通用定时器的使用示例。

5.2FX系列PLC累计定时器具有断电保持功能。在定时过程中若输入断开或系统掉电，当前计时值保持不变；当定时器线圈下次接通或系统重新上电后，将在当前计时值的基础上累计，只有将累计定时器复位，才能将其当前计时值清零1ms累计定时器：有4个，地址范围为T246～T249，定时范围为0.001～32.767s。100ms累计定时器：有6个，地址范围为T250～T255，定时范围为0.1～3276.7s。

5.2FX系列PLC内部编程元件6、计数器C断电保持计数器具有记忆功能，当系统掉电时，此类计数器能够维持当前计数值，在系统重新上电后，会在掉电前的当前计数值的基础上继续计数。如图5.2.7所示为16位加计数器的工作原理。16位加计数器设定值的范围为K1～K32767。需要注意的是：设定值K0与K1的含义相同，即在第一次计数时，其输出触点立即动作

5.2FX系列PLC如图5.2.8所示为32位双向计数器的工作原理。其可设定为加计数器或减计数器，地址范围为C200～C219的为普通32位计数器；

5.2FX系列PLC内部编程元件7、数据寄存器DFX系列PLC的数据寄存器分为普通、保持、特殊和变址四种类型，通用数据寄存器D0~D199，保持数据寄存器D200~D5118、指针指针N为嵌套指针，在主控指令（MC/MCR）中表示嵌套的级数。9、常数数字前加K或H表示进制。K为十进制常数符号，主要用于指定定时器和计数器的设定值，以及应用功能指令操作数中的数值；H为十六进制常数符号，主要用于表示应用功能指令的操作数中的数值。

5.2FX系列PLC编程语言1、梯形图(LD)梯形图是PLC程序设计中最常用的编程语言，其设计原理与继电器线路相似。梯形图与原有继电器控制的不同点为：梯形图中的“能流”不是实际的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，在应用时，需要将其与原有继电器控制的概念区分开。梯形图中常用图形符号

分别表示PLC编程元件的动合触点和动断触点；用（

）表示它们的线圈。

5.2FX系列PLC编程语言梯形图的设计应注意以下三点。（1）梯形图必须按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）始于左母线，经过触点的串联或并联，终止于线圈。（2）梯形图中每个梯级流过的并非物理电流，而是“概念电流”，“概念电流”从左流向右，其两端没有电源。“概念电流”用来描述用户程序执行过程中线圈接通需满足的条件。（3）输入寄存器仅用于接收外部输入信号，而不能由PLC内部其他继电器的触点来驱动。

5.2FX系列PLC编程语言2、指令表（IL）指令表是一种用指令助记符来编制PLC程序的语言，类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学。由若干条指令组成的程序就是指令表指令表的特点是：采用助记符来表示操作功能，便于记忆和掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的环境下进行编程设计；与梯形图一一对应，两者在功能特点上基本一致。

5.2FX系列PLC编程语言3、功能模块图（FBD）功能模块图是一种与数字逻辑电路类似的PLC编程语言，采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的模块有不同的功能功能模块图的特点是：以模块为单位，使得控制方案的分析和理解变得简单容易；模块采用图形的形式表达功能，更直观4、结构化文本语言（ST）结构化文本语言是采用结构化的文本来描述程序，属于高级语言的范畴。在大中型PLC系统中，常采用结构化文本语言来描述控制系统中各个变量之间的关系，尤其适用于其他编程语言较难实现的复杂程序的编制。结构化文本语言的特点为：采用高级语言编程，可以完成较复杂的控制、运算；需要具备计算机高级语言的知识和编程技巧，对工程设计人员的专业技术水平要求较高；直观性和操作性较差。

5.2FX系列PLC编程语言5、顺序功能流程图（SFC）顺序功能流程图是为了满足顺序逻辑控制需求而设计的编程语言。编程时，需将程序的执行过程分解为步和转换条件，根据转换条件对控制系统的功能流程顺序进行任务分配顺序功能流程图的特点为：以功能为主线，程序结构清楚，便于理解；避免梯形图或其他程序语言难以实现顺序动作的不足，有效缩短了程序的扫描时间。

5.3FX2N系列PLC基本指令连接驱动指令1、取指令LD功能：取用常开触点与左母线相连。操作元件：X、Y、M、T、C、S。如图5.3.1所示为LD指令的梯形图。

5.3FX2N系列PLC基本指令连接驱动指令2、取反指令LDI（又称为取非指令）功能：取用常闭触点与左母线相连。操作元件：X、Y、M、T、C、S。如图5.3.2所示为LDI指令的梯形图。

5.3FX2N系列PLC基本指令连接驱动指令3、驱动指令OUT（又称为输出指令）功能：驱动一个线圈，通常作为一个逻辑行的结束。操作元件：Y、M、T、C、S。如图5.3.3所示为OUT指令的梯形图。

5.3FX2N系列PLC基本指令连接驱动指令3、驱动指令OUT（又称为输出指令）当OUT指令的操作元件为定时器T或计数器C时，通常需要一条常数设定语句，如图5.3.4所示。OUT指令用于并行输出，能连续使用多次，如图5.3.5所示。

5.3FX2N系列PLC基本指令串联指令1、与指令AND功能：常开触点串联连接。

5.3FX2N系列PLC基本指令串联指令2、与反指令ANI功能：常闭触点串联连接。若在OUT指令之后，再通过触点对其他线圈使用OUT指令，称为纵接输出，如图5.3.8所示

5.3FX2N系列PLC基本指令并联指令1、或指令OR功能：常开触点并联连接。2．或非指令ORI功能：常闭触点并联连接。

5.3FX2N系列PLC基本指令电路块指令1、串联电路块的并联指令ORB连接两个以上触点的串联连接形成的电路称为串联电路块，当串联电路块与其他电路并联连接时，支路的开始需使用LD或LDI指令，支路结束要使用ORB指令

5.3FX2N系列PLC基本指令电路块指令2、并联电路块的串联指令ANB两个以上触点的并联连接组成的电路称为并联电路块。在编程时，每个并联电路块支路的开始需使用LD或LDI指令，结束时使用ANB指令将其与前面的电路进行串联。

5.3FX2N系列PLC基本指令多重输出指令1、进栈指令MPS进栈指令MPS用于将该时刻的运算结果送入堆栈存储器的最上层，同时堆栈存储器中原来存储的数据依次向下移一层。2、读栈指令MRD读栈指令MRD用于将堆栈存储器中最上层的数据读出。执行MRD指令后，堆栈存储器中的数据不发生任何变化。3、出栈指令MPP出栈指令MPP用于将堆栈存储器中最上层的数据读出，同时堆栈存储器中原来存储的数据依次向上移一层。

5.3FX2N系列PLC基本指令

5.3FX2N系列PLC基本指令主控指令1、主控指令MC功能：通过MC指令的操作元件的常开触点使左母线移位，产生一条监时的左母线，形成主控电路块。操作元件：主控标志为N0～N7；可选Y和M，但禁止使用特殊辅助继电器。2、主控复位指令MCR功能：使主控指令MC产生的临时左母线复位，即左母线返回，结束主控电路块。操作元件：主控标志为N0～N7；可选Y和M且必须与主控指令MC一致。

5.3FX2N系列PLC基本指令主控指令

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲微分指令1、脉冲上升沿微分指令PLS功能：在输入信号的上升沿产生一个周期的脉冲输出信号。操作元件：可选Y和M，但禁止使用特殊辅助继电器。

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲微分指令2、脉冲下降沿微分指令PLF功能：在输入信号的下降沿产生一个周期的脉冲输出信号。操作元件：可选Y和M，但禁止使用特殊辅助继电器。

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令1、取脉冲上升沿指令LDP功能：该指令用于检测连接到母线触点的上升沿，仅在指定软元件的上升沿（从OFF→ON）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令2、取脉冲下降沿指令LDF功能：该指令用于检测连接到母线触点的下降沿，仅在指定软元件的下降沿（从ON→OFF）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令3、与脉冲上升沿指令ANDP功能：该指令用于检测串联触点的上升沿，仅在指定串联软元件的上升沿（从OFF→ON）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S。

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令4、与脉冲下降沿指令ANDF功能：该指令用于检测串联触点的下降沿，仅在指定串联软元件的下降沿（从ON→OFF）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令5、或脉冲上升沿指令ORP功能：该指令用于检测并联触点的上升沿，仅在指定并联软元件的上升沿（从OFF→ON）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S

5.3FX2N系列PLC基本指令脉冲式触点指令6、或脉冲下降沿指令ORF功能：该指令用于检测并联触点的下降沿，仅在指定并联软元件的下降沿（从ON→OFF）时刻，接通一个扫描周期。操作元件：可选X、Y、M、T、C、S

5.3FX2N系列PLC基本指令置位、复位指令1、置位指令SET功能：使被操作的元件接通并保持。操作元件：可选Y、M、S2、复位指令RST功能：使被操作的元件断开并保持。操作元件：可选Y、M、T、C、S、D、V、Z

5.3FX2N系列PLC基本指令逻辑运算结果反指令INV反指令的作用是将运算结果取反。该指令无操作元件，且不能直接与母线连接。

5.3FX2N系列PLC基本指令空操作指令NOP执行这条指令时，不会进行任何逻辑操作，NOP指令无操作数，在普通指令之间插入NOP指令，不会对程序执行结果产生影响。在变更程序或增加程序时，适当地加入空操作指令，可以减少程序号的变化

5.3FX2N系列PLC基本指令程序结束指令END当程序执行到END指令时，程序运行结束，对于END指令以后的程序不予执行。该指令无操作元件

5.4PLC控制系统设计PLC控制系统设计的基本原则与设计流程PLC控制系统设计的一个主要特点是硬件和软件可以分开进行设计在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则（1）熟悉控制对象，确定控制范围（2）优化控制系统，确定PLC机型（3）提高可靠性和安全性（4）可升级性

5.4PLC控制系统设计PLC控制系统设计的基本原则与设计流程在设计PLC控制系统时，需充分考虑未来生产发展和工艺改进的可能性，适当地预留扩展空间，以满足日后系统升级需求（1）分析被控对象，明确控制要求（2）确定所需的PLC机型及用户输入/输出设备，据此确定PLC的I/O点数（3）分配PLC的输入/输出地址，设计I/O接线图（4）可同时进行PLC的硬件设计和软件设计（5）进行总装统调（6）根据总装统调过程中发现的问题，修改或调整软、硬件设计，使其完全符合设计要求（7）完成PLC控制系统的设计后，还要经过一段时间的试运行，以检验系统的可靠性。试运行合格后，方可投入实际使用（8）技术文件整理

5.4PLC控制系统设计PLC控制系统设计的主要内容1．确定控制对象和控制范围2．PLC机型的选择3．内存容量的估计4．I/O模块的选择5．PLC的硬件设计6．PLC的软件设计7．系统调式

5.4PLC