【正文】 預(yù)備知識 繼電器控制技術(shù) 第一部分 可編程控制器 緒論 第三部分 三菱 FX2N可編程控制器 本課程具體內(nèi)容 第二部分 可編程控制器基礎(chǔ)知識 第四部分 PLC網(wǎng)絡(luò)及通信 第五部分 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 第六部分 其他 可編程控制器 簡介 一、常用低壓電器 二、基本控制線路 繼電器控制技術(shù) 電器的構(gòu)成： 電器的定義： 概述 常用低壓電器 電器是根據(jù)外界信號 （ 機(jī)械力 、 電動力和其它物理量 ） 自動或手動接通和斷開電路 ,實現(xiàn)對電路或非電對象的切換 、 控制 、 保護(hù) 、 檢測 、 變換和調(diào)節(jié)用的元件或設(shè)備 。 （ 1）電磁機(jī)構(gòu) 鐵心 銜鐵 線圈 （ 2） 觸頭系統(tǒng) 常用低壓電器 觸頭的結(jié)構(gòu)形式 橋式觸頭 指形觸頭 接觸器 接觸器是一種用于接通和斷開 (交 、 直流 )負(fù)荷電流的電磁式自動切換電器 ， 主要用于控制電動機(jī) 、 電焊機(jī) 、 電容器組等大容量設(shè)備 ， 具有低壓釋放的保護(hù) 常用低壓電器 (1) 結(jié)構(gòu) 1— 動觸頭 2— 靜觸頭 3— 銜鐵 4— 彈簧 5— 線圈 6— 鐵心 7— 墊氈 8— 觸頭彈簧 9— 滅弧罩 10— 觸頭壓力彈簧 3. 符號 功能 ， 適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制 。 繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號的變化來接通或斷開控制電路 ， 實現(xiàn)自動控制和保護(hù)的電器 。 其輸入量可以是電壓 、 電流等電氣量 ， 也可以是溫度 、 時間 、速度 、 壓力等非電氣量 。 (1)結(jié)構(gòu) 1— 底座 2— 反力彈簧 4— 調(diào)節(jié)螺釘 5— 非磁性墊片 6— 銜鐵 7— 鐵心 8— 極靴 9— 電磁線圈 10— 觸點系統(tǒng) 常用低壓電器 繼電器 (2)、 種類： 1） 電流繼電器 2） 電壓繼電器 3） 中間繼電器 (3) 符號 (中間繼電器 )： 4）時間繼電器 5）熱繼電器 6）速度繼電器 常用低壓電器 常用低壓電器 其它常用電器 （ 1） 低壓斷路器 1— 熱脫扣器的整定按鈕 2— 手動脫扣按鈕 3— 脫扣彈簧 4— 手動合閘機(jī)構(gòu) 5— 合閘聯(lián)桿6— 熱脫扣器 7—鎖鉤 8— 電磁脫扣器 9— 脫扣聯(lián)桿 11— 動 、 靜觸點 113— 彈簧 14— 發(fā)熱元件 15— 電磁脫扣彈簧 16— 調(diào)節(jié)按鈕 （ 2） 控制按鈕 1— 按鈕帽 2—復(fù)位彈簧 3— 動觸點 4— 常開觸點的靜觸點 5—常閉觸點的靜觸點 7— 觸點接線柱 1） 結(jié)構(gòu) 常用低壓電器 2） 符號 （ 3） 行程開關(guān) 常用低壓電器 （ 1）長動控制 基本控制線路 異步電動機(jī)直接起動控制線路 （ 2）點動控制 基本控制線路 異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路 （ 1） “正 — 停 — 反”控制 基本控制線路 （ 2） “正 — 反 — ?！笨刂? 基本控制線路 （ 1） 定子串電阻降壓起動控制電路 問題 此電路的缺點為何？ 基本控制線路 異步電動機(jī)降壓起動控制線路 改進(jìn)后的電路 基本控制線路 （ 2） 星形 — 三角形降壓起動控制電路 基本控制線路 （ 3） 自耦變壓器降壓起動控制線路 基本控制線路 三種降壓起動方式優(yōu)缺點： （ 1） 串起動電阻起動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單 、 成本低 、動作可靠 。 缺點：消耗電能 。 適用場合：要求起動平穩(wěn)的中小容量電動機(jī)以及起動不頻繁的場合 。 （ 2） 自耦變壓器起動的優(yōu)點：對電網(wǎng)電流沖擊小 ，功率損耗小 。 缺點：價格較貴 ， 體積較大 ， 且是按照非連續(xù)工作制設(shè)計制造的 ， 不允許頻繁操作 。 （ 3） Y△ 起動的優(yōu)點：定子繞組星形接法時 ， 起動電壓為直接采用三角形接法時的 1/√ 3， 起動電流為 1/3， 因而起動電流特性好 。 缺點：起動轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)下降為三角形接法的 1/3， 轉(zhuǎn)矩特性差 。 此線路適合輕載或空載的場合 。 基本控制線路 （ 1）反接制動控制線路 問題 此電路的缺點何在？ 基本控制線路 異步電動機(jī)制動控制線路 改進(jìn)后的電路 基本控制線路 （ 2）能耗制動控制線路 基本控制線路 反接制動優(yōu)點：制動效果好 ， 其缺點是能量損耗大 ，在制動過程中有沖擊 ， 對轉(zhuǎn)動部件有害 ， 故用于不太經(jīng)常起制動的設(shè)備 。 能耗制動優(yōu)點：能量損耗少 ， 在制動時磁場靜止不動 ， 不會產(chǎn)生有害的反轉(zhuǎn) ， 制動停車準(zhǔn)確 ， 制動過程平穩(wěn) 。 缺點是需要整流電路 ， 制動速度也較反接制動慢些 。 所以 ， 能耗制動適用于電動機(jī)容量較大 ， 要求制動平穩(wěn)和起動頻繁的場合 。 兩種制動方式優(yōu)缺點的比較： 基本控制線路 PLC緒論 一、 PLC的由來 二、 PLC的特點 PLC出現(xiàn)后受到普遍重視 ， 應(yīng)用發(fā)展十分迅速 。它有一系列受用戶歡迎的特點 。 主要是： PLC是上世紀(jì) 70年代以來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備 。 具有功能強(qiáng) 、 可靠性高 、 配臵靈活 、 使用方便以及體積小 、 重量輕等優(yōu)點 ， 國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個方面 ， 并已成為實現(xiàn)工業(yè)自動化的支柱產(chǎn)品 。 作為電氣工程技術(shù)人員 ， 必須牢固掌握 PLC及其控制系統(tǒng)的基本原理與應(yīng)用技術(shù) ， 才能適應(yīng)當(dāng)前及今后的社會發(fā)展的需要 。 可靠性高 。 組合靈活、使用方便 。 功能強(qiáng)、通用性好 。 開發(fā)周期短、成功率高 。 體積小、重量輕、功耗低； 按結(jié)構(gòu)形式：整體式、模塊式 按 I/O點數(shù)和存儲容量：小型（ 256點、 8K步）、 中型（ 20 48點、 32K步）、大型（ 2048點以上、 32K步以上） 按功能：低檔機(jī) 、 中檔機(jī) 、 高檔機(jī) PLC緒論 三、分類 編程簡單、易于掌握 。 四、應(yīng)用 開關(guān)量邏輯控制 定時、計數(shù)控制 閉環(huán)過程控制 冗余控制 監(jiān)控 數(shù)字通信和聯(lián)網(wǎng)控制 五、發(fā)展方向 PLC緒論 小型化方向：多功能、體積小、點數(shù)少； 大型化方向：功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍大、性能高、編程軟件 多樣化和高級化、標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)成形式的分散化和集散化 六、 PLC控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的比較 與繼電器接觸器控制系統(tǒng)的比較 （ 1）控制邏輯：硬接線；軟接線 （ 2）工作方式：受約狀態(tài)；周期掃描 （ 3）控制速度：機(jī)械式；電子式 （ 6）設(shè)計與施工：周期長且困難；周期短、方便 （ 7）可靠性：差；高 （ 8）價格：便宜；昂貴 小結(jié) ：在性能上 PLC優(yōu)異 ， 且體積小 、 功耗低 ，使用維護(hù)方便 ， 但價格較高 。 （ 1）應(yīng)用范圍：幾乎所有領(lǐng)域；主要用于工業(yè)領(lǐng)域 PLC緒論 與微型計算機(jī)控制系統(tǒng)比較 （ 2）使用環(huán)境：要求較高；要求不高 （ 3）輸入輸出： I/O與主機(jī)采取微電聯(lián)系，不需電氣隔離；控制強(qiáng)電，需電氣隔離 （ 4）程序設(shè)計：要求具有較高的計算機(jī)硬件和軟件知識；易于學(xué)習(xí)和掌握 （ 5）運(yùn)算速度：速度快，微秒級；接口響應(yīng)速度慢影響運(yùn)算速度，毫秒級 （ 6）價格：較高；較低，十分之一左右 小結(jié) ： PLC是一種用于工業(yè)自動化控制的專用微機(jī)控制系統(tǒng) ， 結(jié)構(gòu)簡單 ， 抗干擾能力強(qiáng) ， 易于學(xué)習(xí)和掌握 ， 價格便宜 。 （ 1）單片機(jī)不如 PLC容易掌握 （ 2）單片機(jī)不如 PLC使用簡單 （ 3）單片機(jī)不如 PLC可靠 PLC緒論 與單片計算機(jī)比較 （ 4） PLC不如單片機(jī)運(yùn)算速度快 （ 5） PLC不如單片機(jī)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng) 小結(jié) ： PLC用于控制 ， 穩(wěn)定可靠 ， 抗干擾能力強(qiáng) ，使用方便 ， 單片機(jī)通用性和適應(yīng)性較強(qiáng) PLC緒論 一、 PLC基本結(jié)構(gòu) 二、 PLC基本工作原理 可編程控制器基礎(chǔ)知識 三、 PLC編程語言 微處理器（ CPU） 運(yùn)算器 控制器 外設(shè)I/O接口 I/O擴(kuò)展接口 存儲器 EPROM (系統(tǒng)程序 ) ＲＡＭ （用戶程序） 輸入單元 輸出單元 電源 I/O擴(kuò)展模塊 編程器 打印機(jī) EPROM寫入器 上位計算機(jī) 圖形監(jiān)控系統(tǒng) 主機(jī) PLC的硬件系統(tǒng)簡化圖 用戶輸入設(shè)備 用戶輸出設(shè)備 基本組成 基本組成 PLC的單總線結(jié)構(gòu)框圖 微處理器 CPU 系統(tǒng)程序EPROM 用戶數(shù)據(jù)RAM 用戶程序EPROM 存儲器擴(kuò)展 通信接口 編程器 功能開關(guān)和指示燈 輸入濾波 輸出鎖存 智能 I/O I/O擴(kuò)展 后備電源 光電耦合 來自現(xiàn)場 光電耦合 三種方式輸出 去現(xiàn)場 總線 基本組成 輸入部件 輸入部件是 PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的 連接部件。是現(xiàn)場信號進(jìn)入 PLC的橋梁。 （１）開關(guān)量輸入電路 １）匯點式 ２）分隔式 輸出部件 輸出部件也是 PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行工作。 １）直流輸入 ２）交流輸入 （ 2）輸入信號接線圖 基本組成 三種方式的使用場合分別為 交直流、直流、交流 I/O端口接線 SB1 SB2 SB3 COM X0 X1 X2 Y0 KM COM 電源 P L C （ 3 ）可控硅輸出方式 （ 2 ）晶體管輸出方式 （１）繼電器輸出方式 工作原理 工作方式 工作過程 （ 1）輸入采樣階段： PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O映像區(qū)中相應(yīng)的存儲單元內(nèi)。 （ 2）程序執(zhí)行階段： CPU按自上而下、自左而右順序掃描用戶程序，逐句執(zhí)行各條指令。 PLC采用周期循環(huán)掃描 、 集中輸入與集中輸出的 工作方式 。 每次掃描的時間稱為掃描周期 。 （ 3）輸出刷新階段：所有程序執(zhí)行完畢后， CPU將所有需輸出的數(shù)據(jù)一次性輸出以驅(qū)動外部負(fù)載。 工作原理 輸入輸出響應(yīng)時序圖 M100 Y6 X0 M100 采樣 采樣 采樣 執(zhí)行 執(zhí)行 執(zhí)行 輸出 輸出 輸出 第一周期 第三周期 第二周期 電路 工作原理 滯后原因及改進(jìn)的措施： （ 1）提高掃描速度 （ 2）提供高速輸入端口以減少輸入濾波時間 （ 3）提供高速處理模塊