清华大学电工技术课件14-17.ppt

1、,海南风光,第14讲,第8章交流电动机 单相异步电动机,8.4 单相异步电动机,一、 单相异步电动机的工作原理,结构：定子放单相绕组（其中通220V单相交流电） 转子一般用鼠笼式。,N,S,当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。,在电流正半周,转子借助其它力量转动后，外力去除后仍按原方 向继续转动。其原理分析如下：,定子绕组产生的脉动磁场（），可用正、反两个旋转磁场合成而等效。即：,脉动磁场的分解,正反向旋转磁场的合成转矩特性,合成转矩,（正向）,（反向）,电容分相式起动,二、单相异步电动机的起动,接近90,电容分

2、相式单相异步 电动机起动原理,t=t0,磁场逆时针 方向旋转,t=t0,t=t1,启动时开关K闭合，使两绕组电流相位差约为90，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断，而电机仍按原方向继续转动。,工作原理,罩极式单相电机,定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。,图中电机的转动方向：顺时针 旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的 磁通领先。,单相异步电动机的功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机

3、、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。,三、单相电机的使用,三相异步电动机的单相运行,三相异步电动机在运行过程中，若其中一相和电 源断开，则变成单相运行。此时和单相电机一样， 电机仍会按原来方向运转。但若负载不变，三相供 电变为单相供电，电流将变大，导致电机过热。使 用中要特别注意这种现象；三相异步电动机若在启 动前有一相断电，和单相电机一样将不能启动。此 时只能听到嗡嗡声，长时间启动不了，也会过热， 必须赶快排除故障。,海南风光,第15讲,第9章 直流电动机,第9章 直流电动机,9.1 概述 9.2 工作原理 9.3 电枢电动势及电压平衡关系 9.4 电磁转矩 9

4、.5 机械特性 9.6 直流电动机的调速 9.7 直流电动机的使用和额定值,9.1 概述,与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。,9.2 工作原理,一、 工作原理,电刷,换向片,注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。,由左手定则，通电线圈在磁场的作用下， 使线圈逆时针旋转。,由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。,直流发电机,用右手定则判 感应电动势Ea的方向,电枢绕组 电阻Ra,感应电动势,输出电压,二、 直流电机的构成,直流电

5、机由定子、转子和机座等部分构成。,机座,磁极,励磁 绕组,转子,励磁式直流电动机结构,1. 转子（又称电枢） 由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。,2. 定子,定子的分类：,励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电 产生磁通，称为励磁。,根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的 直流电机又可细分为：,他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。,并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。,串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。,复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在 同一电源上。,9.3 电枢电动势及电压平衡关系,电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电

6、线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。,一、 电枢中的感应电动势,根据右手定则知，E和原通入的电流方向相反，其大小为：,单位： （韦伯），n（转/每分），E（伏）,二、 电枢绕组中电压的平衡关系,因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。,U：外加电压 Ra:绕组电阻,9.4 电磁转矩,一、电磁转矩,单位： （韦伯），Ia（安培），T（牛顿米）,由转矩公式可知： (1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。 (2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者 改变磁通的方向。,二、 转矩平衡关系,电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外 加负载和空载损耗的阻转矩相平衡

7、，即,转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时， 通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁 转矩自动调整，以实现新的平衡。,例：,设外加电枢电压 U 一定，T=TL+ T0(平衡)，这时， 若TL突然增加，则调整过程为：,与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入,机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励和串励电机为例说明。,他励电动机和并励电动机的特性一样。,9.5 机械特性,一、 他励电动机的机械特性,n0： 理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）,当 T时n ，但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小， 所以在负载变化时， 转速 n

8、 的变化不大，属硬机械 特性。,根据 n-T 公式 画出特性曲线,串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。,二、 串励电动机的机械特性,设磁通和电流成正比，即 =K Ia ,则,据此公式做出 T-n 曲线,(1) T=0时，在理想情况下，n。但实际上负 载转矩不会为 0，不会工作在 T=0 的状态， 但空载时 T 很小，n 很高。串励不允许空载 运行，以防转速过高。,串励特性：,(2) 随转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属 软机械特性。,(2) 恒功率负载（P 一定时，T 和 n 成反比）， 要选软特性电机拖动。如：电气机车等。,直流电动机特性类型的选择:,(1) 恒转矩的生产机械

9、(TL一定，和转速无关）要 选硬特性的电动机，如： 金属加工、起重机 械等。,9.6 直流电动机的调速,与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价 格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。,下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。,（1）调速均匀平滑，可以无级调速。 （2）调速范围大，调速比可达200 （他励式）以上 （调速比等于最大转速和最小转速之比）。,直流电动机调速的主要优点是：,由该式可知，n 和 有关，在 U 一定的情 况下，改变 可改变 n 。在励磁回路中串 上电阻Rf，改变Rf大小调节励磁电流，从而 改变 的大小。,一、改变磁通（调磁）,1.原理,其中： =K If,R

10、f If n ，但在额定情况下， 已接 近饱和，If 再加大，对 影响不大，所以这种增加 磁通的办法一般不用。 Rf If n ，减弱磁通是常用的调速方 法。,If的调节有两种情况：,概念：改变磁通调速的方法 减小磁通，n只能上调。,2.特性的变化,调速过程: U一定,则,暂时 T TL,（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调， 受机械本身强度所限，n不能太高。 （2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多）， 调节控制方便。,3.减小 调速的特点：,二、改变电枢电压调速,由转速特性方程知： 调电枢电压U，n0 变化，斜率不变， 所以调速特性是一 组平行曲线。,1.特性曲线,2.改变电枢

11、电压调速的特点,（1）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超 过UN，而 n U，所以调速只能向下调。 （2）可得到平滑、无级调速。 （3）调速幅度较大。,Uf=110V 固定,U=0110V 可调,改变电枢电压调速方案举例：,例：已知他励电动机的 PN=2.2KW, UN=220V ,IaN=12.4A Ra=0.5 , nN=1500r/min。 求：,（1）TL=0.5TN 时, n=? （2） =0.8 N 时, n=?,解：（1） TL=0.5TN 时,（2） =0.8 N 时,这种调速方法耗能较大，只用于小型直流机。 串励电机也可用类似的方法调速。,三、改变转子电阻调速,在电枢中

12、串入电阻， 使 n 、 n0不变，即 电机的特性曲线变陡 （斜率变大），在相 同力矩下，n,9.7 直流电动机的使用和额定值,限制Iast的措施： （1）启动时在电枢回路串电阻。 （2）启动时降低电枢电压。,一、使用,1.启动,启动时,n= 0 Ea=0，若加入额定电压，则,Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换 向器。一般Iast限制在 (2-2.5)IaN 内。,(1)若电动机原本静止，由于励磁转矩 T = KT Ia， 而 0 ，电机将不能启动，因此，反电动势 为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁 的危险。,（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开， 则 E ，Ia ，T 和 ，

13、可能不满 足TL的要求，电动机必将减速或停转，使 Ia更大，也很危险。,措施： 他励直流电动机一定要有失磁保护。一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。当失压或欠流时，自动切断电枢电源U。,2.反转,电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。,（1）反接制动,3.制动,制动的所采用的方法： 反接制动、能耗制动、发电回馈制动,电阻 R 的作用 是限制电源反 接制动时电枢 的电流过大。,（2）能耗制动 电枢断电后立即接入一个电阻。,特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时， 在重力的作用下 nn0（ n0理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高。,(3) 发

14、电回馈制动,直流电机有四个出线端，电枢绕组、励磁绕组 各两个，可通过标出的字符和绕组电阻的大小 区别。,4.连接,（1）绕组的阻值范围,电枢绕组的阻值在零点几欧姆到12欧姆。,他励/并励电机的励磁绕组的阻值有几百欧姆。,串励电机的励磁绕组的阻值与电枢绕组的相当。,（2）绕组的符号,二、额定值,1. 额定功率PN :电机轴上输出的机械功率。,2. 额定电压UN ：额定工作情况下的电枢上加的直流电压。（例：110V，220V，440V）,3. 额定电流IN ： 额定电压下，轴上输出额定功率时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）三者关系：PN=UNIN （ ：效率）,注意：调速时对于没有调速要求的

15、电机，最大转速 不能超过 1.2nN 。,4.额定转速nN ：在PN，UN，IN 时的转速。直流电 机的转速等级一般在 500r/min 以上。特殊的直流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或很高（每分钟3000转以上）。,海南风光,第15讲,第10章 控制电机,第10章 控制电机,10.1 概述 10.2 步进电动机 10.2.1 结构 10.2.2 工作方式 10.2.3 小步距角的步进电动机 10.3 伺服电动机 10.3.1 交流伺服电动机 10.3.2 直流伺服电动机,前面介绍的异步电动机、直流电动机等都是作为动力使用的，其主要任务是能量转换，例如将电能转换为机械能。本章介绍控制电

16、机。,10.1 概述,控制电机的种类很多，本章主要介绍步进机、伺服机。,对控制电机的主要要求：动作灵敏、准确、 重量轻、体积小、运行可靠、耗电少等。,10.2 步进电动机,机理：步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号 转换成线位移或角位移的电机。每来一个 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移 动一小段距离。,特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变方向。,种类： 有励磁式和反应式两种。两种的区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。,应用： 步进机的应用非常广泛。如：在数控机床、自动 绘图仪等设备中

17、都得到应用。,下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构和工作原理。,10.2.1 结构,步进机主要由两部分构成：定子和转子。它们均由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。,定子,转子,定子绕组,定子的六个磁极上有控制绕组，两个相对的磁极组成一相。,注意：这里的相和三相交流电中的“相”的概念不同。步进机通的是直流电脉冲，这主要是指线图的联接和组数的区别。,IA,IB,IC,10.2.2 工作方式,步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相单双六拍、三相双三拍等。,一、三相单三拍,（1）三相绕组联接方式：Y 型,（3）工作过程,A 相通电使转子1、3齿和 AA 对齐。,同理，B相通电，转子2

18、、4齿和B相轴线对齐，相对A相通电位置转30；C相通电再转30。,这种工作方式，因三相绕组中每次只有一相通电，而且，一个循环周期共包括三个脉冲，所以称三相单三拍。,三相单三拍的特点：,（1）每来一个电脉冲，转子转过 30。此角称为步距角，用S表示。,（2）转子的旋转方向取决于三相线圈通电的顺序，改变通电顺序即可改变转向。,二、三相单双六拍,三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。,工作过程：,A相通电，转子1、3齿和A相对齐。,所以转子转到两磁拉力平衡的位置上。相对AA 通电，转子转了15。,（1）BB 磁场对 2、4 齿有磁拉力，该拉力使 转子顺时针方向转动。,A、B相同时通电

19、,（2）AA 磁场继续对1、3齿有拉力。,总之，每个循环周期，有六种通电状态，所以称为三相六拍，步距角为15。,B相通电，转子2、4齿和B相对齐，又转了15。,三、三相双三拍,三相绕组的通电顺序为： AB BC CA AB 共三拍。,工作方式为三相双三拍时，每通入一个电脉冲，转子也是转30，即 S = 30。,10.2.3 小步距角的步进电动机,实际采用的步进电机的步距角多为3度和1.5度，步距角越小，机加工的精度越高。,为产生小步距角，定、转子都做成多齿的，图中转子40个齿，定子仍是 6个磁极，但每个磁极上也有五个齿。,转子的齿距等于360/ 40=9 ，齿宽、齿槽各4.5 。,为使转、定子

20、的齿对齐，定子磁极上的小齿，齿宽和齿槽和转子相同。,工作原理：假设是单三拍通电工作方式。,（1）A 相通电时，定子A 相的五个小齿和转子对齐。此时，B 相和 A 相空间差120，含 120/9 = 齿 A 相和 C 相差240，含240/ 9 = 个齿。所以，A 相的转子、定子的五个小齿对齐时，B 相、C 相不能对齐，B相的转子、定子相差 1/3 个齿（3），C相的转子、定子相差2/3个齿（6）。,若工作方式改为三相六拍，则每通一个电脉冲， 转子只转 1.5 。,异步机的转动方向仍由相序决定。,同理，C 相通电再转3 ,（2）A 相断电、B 相通电后，转子只需转过1/3个 齿（3），使 B 相

21、转子、定子对齐。,步进机通过一个电脉冲,转子转过的角度,称为 步距角。,10.3 伺服电动机,伺服电动机的作用是驱动控制对象。被控对象的转距和转速受信号电压控制，信号电压的大小和极性改变时，电动机的转动速度和方向也跟着变化。,伺服电动机的作用,10.3.1 交流伺服电动机,原理与两相交流异步电机相同，定子上装有两个绕组 励磁绕组和控制绕组。,励磁绕组和控制绕组在空间相隔90。,励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场。,接线：,励磁绕组的接线,适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近90，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。,例：选择电容，可使交流伺服电

22、机电路中的电压电流的相量关系如图所示。,工作时两个绕组中产生的电流 和 的相位差近90，因此便产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子转动起来。,控制电压 与电源电压 两者频率相同，相位相同或反相。,（1）U2= 0 时，转子停止。,这时，虽然U2 =0V，U1仍存在，似乎成单相运行状态，但和单相异步机不同。若单相电机启动运行后，出现单相后仍转。伺服电机不同，单相电压时设备不能转。,交流伺服电动机的特点：,原因：交流伺服电机 R2设计得较大。所以在U2=0时，交流伺服电机的T=f(s)曲线如下页图：,当U2=0V时，脉动磁场分成的正反向旋转磁场产生的转距T、T 的合成转矩 T 与单相异步机不同。

23、合成转矩的方向与旋转方向相反，所以电机在U2=0V时，能立即停止，体现了控制信号的作用(有控制电压时转动，无控制电压时不转)，以免失控。,（3）控制电压 U2 大小变化时，转子转速相应变化，转速与电压 U2 成正比。U2 的极性改变时，转子的转向改变。,（2）交流伺服电机 R2设计得较大，使Sm1，Tst大，启动迅速，稳定运行范围大。,交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在自动控制、温度自动记录等系统中。,应用,10.3.2 直流伺服电动机,结构：与直流电动机基本相同。为减小转动惯量做得细长一些。,工作原理：与直流电动机相同

24、。,供电方式：他励。励磁绕组和电枢由两个独立电源供电：,由机械特性可知： (1)U1（即磁通）不变时，一定的负载下，U2,n。 (2)U2=0时，电机立即停转。,反转：电枢电压的极性改变，电机反转。,直流伺服电机的机械特性公式与他励直流电机一样：,直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经常用在功率稍大的系统中，它的输出功率一般为1-600W。它的用途很多，如随动系统中的位置控制等。,应用：,海南风光,第16-17讲,第12章 可编程序控制器 （PLC）,第12章 可编程序控制器,12.1 概述 12.2 基本概念和编程语言简介 12.3 PLC指令及编程方法 12.4 应用举例 12.5 实验,

25、12.1.1 什么是PLC ?,PLC 是一种专门用于工业控制的计算机。, 早期的PLC是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，被称为可编程逻辑控制器（Programmable logic controller，略写 PLC ), 随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为可编程控制器（Programmable controller，略写PC)。为区别于Personal Computer (PC)，故沿用PLC 这个略写。,12.1 概述,12.1.2 PLC的结构和工作原理,一、 PLC结构示意图,二、各组成

26、部分的作用,2. 存储器,1. CPU,(1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令。 (2)将各种输入信号取入。 (3) 把运算结果送到输出端。 (4) 响应各种外部设备的请求。,RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。 ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。,3. 输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：继电器 - 低速大功率 可控硅 - 高速大功率 晶体管 - 高

27、速小功率,输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,（1）输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,PLC,继电器输出,（2）输出接口电路：均采用模块式。,以继电器形式为例：,PLC,4. 各种接口、高功能模块：便于扩展。 小型机：一体机。有接口可扩展。 中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。,编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。,5. 编程设备,用户可以通过键盘输入和调试程序；另外在运行时，还可以对整个控制过程进行监控。,12.1.3 工作方式,

28、CPU：等待命令。,PLC：循环扫描。 CPU从第一条指令开始执行，遇到结束符又 返回第一条，不断循环。,1. 输入/输出点数 ( I/O点数 )。 2. 扫描速度。 单位： ms /1000步 或 s /步 3. 内存容量。 4. 指令条数。 5. 内部寄存器数目。 6. 高功能模块。,12.1.4 主要技术性能,1. 抗干扰、可靠性高。 2. 模块化组合式结构，使用灵活方便。 3. 编程简单，便于普及。 4. 可进行在线修改。 5. 网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。 6. 与传统的控制方式比较，线路简单。,12.1.5 优点,1. 用于开关逻辑控制。 2. 用于机加工数字控制。 3.

29、 用于闭环过程控制。 4 用于组成多级控制系统。,12. 1. 6 应用,12.2 基本概念和编程语言简介,PLC的内存除存放用户和系统的程序外，还有四个区： I/O区：可直接与外部输入、输出端子传递信息 内部辅助寄存器区：存放中间变量 数据区：存放中间结果 专用寄存器区：定时时钟、标志、系统内部的命令,12. 2. 1 寄存器和接点的概念,用户在对这四个区进行操作时，可以以寄存器和/或接点的方式进行。,PLC的寄存器（以FP1为例）一览,字输入寄存器 WX0WX12 位输入寄存器 X0X12F 字输出寄存器 WY0WY12 位输出寄存器 Y0Y12F 通用字寄存器 WR0WR62F 通用位寄

30、存器 R0R62F 专用字寄存器 WR900WR903 专用位寄存器 R900R903F 定时器 TM0TM99 计数器 C100C143,通用数据寄存器DT0DT8999 专用数据寄存器DT9000DT9069 设定值寄存器 SV0SV143 经过值寄存器 EV0EV143 索引寄存器 IX，IY 十进制常数寄存器 K 十六进制常数寄存器 H,PLC的寄存器（以FP1为例）,1. 输入输出(I/O)寄存器,输入寄存器: 功能:存放外部输入的信号 输入寄存器编号:WX0WX12, 共13个寄存器，每个 寄存器16位 输入位编号:X0X12F，共1613=208位,输出寄存器: 功能:向输出接口

31、输出信号 输出寄存器编号:WY0WY12, 共13个寄存器，每个 寄存器16位 输出位编号:Y0Y12F，共16 13=208位,寄存器：是一个16位二进制单元 位（触点）：16位中的每一位是一个“触点”，对应外部的一个输入或者输出端子。,输入寄存器 WXm 输出寄存器 WYm,输入端子Xmn 输出端子Ymn,m ：寄存器编号，用十进制数编号： m=012，共13个,n,n：寄存器的第n位，用16进制数 编号：n= 0F，共16位,例：若X0为“ON”，则 WX0 的第0位为 “1” 若X4 为“OFF”，则 WX0 的第4位为 “0” 若 WY1=7，则表明Y10、Y11、Y12三个接点 为

32、“ON”,接点通断情况与接点的赋值有关：（以 Y0为例： 若 Y0的逻辑赋值为“1”，则,ST：（Start） 从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时， 输入的第一条指令。 ST：以常开接点开始 ST/：以常闭接点开始,OT：（Output） 表示输出一个变量。,ED：（End）表示程序无条件结束,可编程控制器FP1基本指令,逻辑关系 梯形图 助记符,STX0 ANX1 OTY0,STX0 ORX1 OTY0,ST / X0 OTY0,当 X0 与 X1 都 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。,当 X0 或 X1 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。,当 X0 “OFF” 时，

33、 则输出 Y0 “ON”。,注意：与、或、非运算均是对从该指令前面的ST 指令到该指令的前一个指令处的结果进行 运算。,X2是与图中A点处的结果（即X0与X1的结果）相或，而不是与X1相或。,逻辑关系 梯形图 助记符,STX0 ORX1 STX2 ORX3 ANS OTY0,STX0 ANX1 STX2 AN / X3 ORS OTY0,当 “X0 或 X1”与“X2 或X3” 都 “ON” 时， 则输出 Y0 “ON”。,当 “X0 与 X1”或“X2 与 X3非” “ON” 时，则输 出 Y0 “ON”。,例1：直接启动停车控制,继电器控制电路图,I/O分配： X0：停车 X1：启动 Y0

34、：KM,助记符语句表 ST X1 OR Y0 AN X0 OT Y0 ED,操作及动作过程,FP1型PLC控制器： 实际输入端子：X0XF 实际输出端子：Y0Y7,助记符语句表 ST X1 OR Y0 AN X0 OT Y0 ED,I/O分配： SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,例2：三相异步电动机的正反转控制,ST X1 OR Y0 AN X0 AN / Y1 OT Y0 ST X2 OR Y1 AN X0 AN / Y0 OT Y1 ED,左重右轻,编程,I/O分配： SB1X0 SBF X1 SBR X2 KMF Y0 KMR Y1,I/O分配决定PLC

35、的端子接线图,PLC的端子接线方式又决定编程语言,输入按键的接线方式决定输入的编程语句,停止键为常闭 ST X1 OR Y0 AN X0 OT Y0 ED,停止键为常开 ST X1 OR Y0 AN/ X0 OT Y0 ED,电机的起动停止控制,编程中应注意的几个问题,一、用电路变换简化程序(减少指令的条数）,二、逻辑关系应尽量清楚(避免左轻右重),ST X2 AN X3 AN X4 ST X2 AN X5 AN X6 AN X7,ST X2 AN X5 AN X6 AN X8 AN X9 ORS OT Y0 ED,根据该梯形图和编程，X3、X6、X9 三个输入开关应采用何种接法？ 用常开？

36、用常闭？,三、避免出现无法编程的梯形图,ST X3 AN X5 OR X1 AN/ X2 OT Y1,根据该梯形图和编程，X2、X4 二个输入开关应采用何种接法？ 用常开？ 用常闭？,ST X1 AN X5 OR X3 AN/ X4 OT Y2 ED,2. 定时器及定时器指令,输入接点,定时器号码 （099）,时间常数: 132767,动作说明： 当Y0闭合后，定时器TM5开始计时。 经过300.1=3s后，Y1闭合，Y2断开。,Y0,例：,例3：定时器应用举例(书上P461高频加热时间控制）,分配I/O： X0 SB1 X1 SB2 Y0 KM TMX0 KT,PSHS, RDS,POPS,

37、ST X0 PSHS AN X2 OT Y0 RDS AN X1 OT Y1 POPS AN X2 OT Y3,3.堆栈及堆栈操作指令:,例4：定时器应用举例：用PLC控制三相异步电动机 的Y-起动。,Y 起动继电器控制电路,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,时间常数K=150 延时0.1 150 =15秒,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,梯形图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,I/O分配： SB1 X0 SB2 X1

38、 KM0 Y0 KM1 Y1 KM2 Y2 KT TMX1,PLC接线图,用PLC控制三相异步电动机的Y-起动,根据梯形图和接线进行编程,ST X1 OR Y0 AN X0 OT Y0 ST X1 OR Y0 AN X0 PSHS AN/ Y2 TM X1 K 150,RDS AN/ T1 AN/ Y2 OT Y1 POPS ST T1 OR Y2 ANS AN/ Y1 OT Y2 ED,计数器初始值： 132767,计数器编号 (FP1机：100143),计数脉冲,复位信号,4. 计数器及计数器指令（CT指令）,CT指令梯形图格式：,CT指令梯形图与时序图,PLC的寄存器（以FP1为例）一览

39、,字输入寄存器 WX0WX12 位输入寄存器 X0X12F 字输出寄存器 WY0WY12 位输出寄存器 Y0Y12F 通用字寄存器 WR0WR62 通用位寄存器 R0R62F 专用字寄存器 WR900WR903 专用位寄存器 R900R903F 定时器 TM0TM99 计数器 C100C143,通用数据寄存器DT0DT8999 专用数据寄存器DT9000DT9069 设定值寄存器 SV0SV143 经过值寄存器 EV0EV143 索引寄存器 IX，IY 十进制常数寄存器 K 十六进制常数寄存器 H,微分指令：DF, DF/,ST X0 DF OT R0 ST X1 DF/ OT R1,例5.

40、计数器应用举例：产品数量检测（教材P509例9-3）,（每24个产品 机械手动作1次）, 电机起动后，R1产生宽度为一个扫描 周期的正脉冲，使CT100和TM1复位, 起、停传送带电机,计数器应用举例：产品数量检测,每检测到一个产品，X2产生一个正脉冲， 使CT100计一个数, CT100每计24个数，机械手动作一次, 机械手动作后，延时2秒，将机械手 电磁铁切断，同时将CT100复位。CT100 复位后，Y1和TM1也复位,计数器应用举例：产品数量检测,地址 指令 数据 0 ST X1 1 OR Y0 2 AN X0 3 OT Y0 4 ST Y0 5 DF 6 OT R1 7 ST X2

41、8 AN Y0 9 ST R1,地址 指令 数据 10 OR TM1 11 CT 100 12 K 24 13 ST CT100 14 AN/ TM1 15 OT Y1 16 ST CT100 17 AN/ R1 18 TM Y1 19 K 2 20 ED,置位指令与复位指令（SET，RST）,ST X1 SET Y1 ST X2 RST Y1,X1=1时，Y1=1,X1=0时，Y1仍=1,X2=1时，Y1=0,数据传送指令（共11条）,16位数据传送指令,若X1=1，则将WR0的数据传送到WY0,移位指令（共12条）,16位数左移指令：SR,X0=0，输入数据=0 X0=1，输入数据=1,X

42、1通断一次，输入 一个计数脉冲,X2通断一次，输入 一个清0脉冲，使WR1=0,清0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,X0=1,1,1,1,0,例6. 传送指令、移位指令举例,要求:X2开关通断一次，用于WR1清0。 X0开关用于设置输入数据。 X1开关通断一次，输入一个移位脉冲。 若X0开关合上，则串入数据为1，每输入一个移位脉冲，输出指示灯 依次点亮。若X0打开，则串入数据为0。,0 ST X0 1 ST X1 2 ST X2 3 SR WR1 4 F 0 5 WR1 6 WY0 7 ED,例7.传送指令、移位指令举例:节日彩灯控制,设计要求: 开机后输出指

43、示灯Y0Y7全灭，每隔1秒从Y0至Y7依次 点亮1个；8个灯全亮持续5秒，然后每隔1秒从Y0至Y7依次熄灭 1个；8个灯全灭，然后再从Y0至Y7依次点亮。如此重复进行， 直至停机为止。（教材P515例9-4）,专用寄存器(FP1机：WR900WR903)。常用的如下：,R900A : “”标志 R900B: “=”标志 R900C: “”标志 R9010: 常ON继电器 R9011: 常OFF继电器 R9013: 仅在第一个扫秒周期ON，其他时候均为OFF R9014: 仅在第一个扫秒周期OFF，其他时候均为ON,时钟脉冲发生器 R9018 周期 0.01s R901B 周期0.2s R901

44、9 周期0.02s R901C 周期1s R901A 周期0.1s R901D 周期2s 用于给定时器和移位提供一个内部时钟,SR WR0,R901C, R7（WR0的第7位）=1（8个灯全亮）时，起动定时器，定时5秒，使灯全亮5秒。时间到TM0反=0，给WR0输入0，使灯逐个熄灭。, R10=0（关机）时，将常数0传送给WY0，8个灯全灭, R10=1（开机）时，将WR0传送给WY0，输出, TM0反=1时，给WR0输入1，使灯逐个点亮 R10=1时，R901C产生周期1秒的移位时钟 R11信号将WR0清0, X1信号的上升沿求微分，在R11产生一个正脉冲，用于WR0清0, X1通断一次起动

45、，R10=1；X0通断一次停机，R10=0,节日彩灯控制梯形图,功能解释 （编程见教材P517）, 基本指令 数据传送指令 算术运算指令 移位指令 位操作指令 数据变换指令 转移控制指令 特殊控制指令,FP1指令分类（共128条）,按指令的功能可分为：,（1）ST （2）ST/ （3）OT （4）AN （5）AN/ （6）OR （7）OR/ （8）ANS （9）ORS （10）CT （11）TMR （12）TMX （13）TMY,键盘指令,（14）DF （15） SR （16）PSHS （17）RDS （18）POPS （19）SET （21）RST,非键盘指令,键盘指令由FP1键盘直接输入（

46、阅读教材P524533）,非键盘指令用SC键和指令的功能码输入（阅读教材P534536）,功能扩展指令用Fn键和指令的功能码输入（阅读教材P537538）,指令的功能码,Fn,0,ENT,OR R.WR,0,WRT,AN Y.WY,0,WRT,1. 你能否设计一个用PLC控制十字路口红绿黄交通灯的程序? 2. 你能否设计一个用PLC控制四层楼的电梯程序? 3. 你能否设计一个用PLC控制一台彩印机的程序? 4. 你能否设计一个用PLC控制室内安全防盗报警的程序? 5.你能否设计一个用PLC控制一台龙门刨床的程序?,PLC实际应用设计题目,第二部分 上机操作练习 实验一 键盘及编辑命令练习 实验

47、二 基本指令练习 第四部分 综合练习 补充1 三相异步电机正反转控制 补充2 延时自动往复行程控制 补充3 三相异步电机Y-起动 实验一 运料小车控制,实验内容,实验一人一组，要认真预习！,习题9-8,梯形图的规则：,键盘指令：可从键盘上 直接键入的指令,扩展功能指令：用F键加功 能号方可键入的指令。,KP：（Keep）,ST X0 ST X1 KP R0,说明： （1）在置位信号接通的瞬间，R0置1。以后无论置位 信号状态如何，只要复位信号断开，R0的状态 均为1。 （2）在复位信号接通的瞬间，R0置0。 （3）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。,SET、 RST（Reset）,这两

48、条指令的功能类似于KP指令，但使用比KP 指令灵活。,ST X0 SET Y0 ST R20 RST R30,UDC:（可逆计数）,加减计数信号 例：设为 X0,计数脉冲 例：设为X1,复位信号： 例：设为X2,初值或存放 初值的寄存器,作为加减计数 器的寄存器,ST X0 ST X1 ST X2 F118(UDC) S D,一、 数据传送指令,F0(MV) 、F1(MV/),功能说明：S为常数或寄存器，D 为寄存器。当条件满足时，S或S的内容传送到D。,F0(MV)：把 S 或 S 的内容传送到D。 F1(MV/)：把 S 或 S 的内容求反后传送到D。,10. 3. 3 其他常用指令简介,其他传送指令常用的有：F10(BKMV)， F11(COPY)等等。,例：某控制控制系统，若出现严重故障信号，则所有的动作全停，故障指示显示。,I/O分配： X0：故障信号 Y0：故障指示 其他输出端：Y1YF,二、 算术指令,F60(CMP),其它的算术运算指令，如算术运算、BCD码运算、比较指令等等。,功能说明：当R10接通时，比较EV0和100， 若EV0100，则Y0接通；若EV0=100，则Y1接通； 若EV0100，则Y2接通。,例：设计一个顺序控制电路: 启动时，电机D1先启动， 3s后电机D2启动，再过 5s后电机D3启动。,I/O分配： X0：启动按钮