工学PLC复习要点ppt课件.ppt

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1、1 1 低压电器的基本知识 什么是低压电器 1 电器的概念 电器是电工器械的总称 2 作用 起通断 保护 控制或调节作用 3 低压的界限 直流电器 1500V 交流电器 10时 认为熔体瞬时熔断 1 4 熔断器 9 低压断路器俗称自动开关 不但能用于正常工作时手 动通 断电路 而且当电路发生过载 短路或失压等故障 时 能自动切断电路 有效地保护串接在后的电器设备 结构 包括触头系统 灭弧系统 保护机构 各种脱扣器 特点 具有过载 短路 失压保护作用 跳闸后 不需更 换元件 1 6 断路器 10 电气原理图的绘制原则 1 分主电路与辅电路两部分 通常主电路用粗实线 表示 辅助电路用细实线表示 2

2、 电器元件按国家标准表示 同一元件符号相同 3 所有触点按没通电和没有外力作用时的状态画 4 电气元件一般按动作顺序从上到下 从左到右依 次排列 可水平或者垂直布置 5 有直接电联系的交叉导线用黑圆点表示 6 图区编号与功能说明便于检索电气线路 11 电气元件布置图 是表 明电气原理图中所有电 器元件 电器设备的实 际位置 电气接线图 是表明所有电器元件 电器设备的连接方式 按实际尺寸统一比例 接线端子编号与电气原理图一致 表明导线及穿线管的型号 规格等 需通过接线端子板连线 12 QS FR FU KM M 3 工作原理工作原理 合刀开关QS 按SB1 KM线圈得电 按SB2 KM线圈失电

3、M 3 M 3 KM辅助触头闭合自 锁 KM主触头闭合 M运转 KM辅助触头解除自 锁 KM主触头断开 M停转 KM SB1 KM SB2 FR 主电路 控制电路 2 2 三相异步电动机的启动控制 1 单向直接启动控制电路 13 1 电动机 正 停 反 控制电路 正停反控制电路 1 主回路 KM1的主触头闭合 电动机为正转 KM2的动合主触头闭合时 电动机反转 当KM1 KM2同时闭合时 电源短路 2 控制回路 3 保护 电流保护 互锁保护 接触器KM1 KM2支路中的动断触头KM2 KM1保 证KM1 KM2两电器在任何时候都只能有一个得电 2 3 三相异步电动机的正反转控制 14 例3 用

4、继电接触器实现电动机 正 反转控制 U V W QS FR FU M 3 KM1 KM2 KM2 SB1 SB3 FR SB2 KM1 KM2 KM1 KM2 KM1 15 QS FR FU M 3 KM2 按SB1 KM1得电 KM1常开触头闭合 M运转 误按SB2 KM2得电 若去掉互锁互锁 合QS KM2常开触头闭合 U V W 则电源U W相间短路短路 M 3 熔断器 FUFU烧毁 烧毁 KM1 互锁设计 KM2 SB1 SB3 KR SB2 KM1KM2 KM1 KM2KM1 加互锁 防止短路 KM1 KM2 16 采用电气和机械双重互锁的电动机正 反转控制电路采用电气和机械双重互锁

5、的电动机正 反转控制电路 利用复合按钮 SB1 SB2 实 现机械互锁 正转 反转 直接转换 KM1和 KM2的 电气互锁必 不可少 Qs KR FU M 3 KM1 KM2 KM2 SB1 SB3 FR SB2 KM1KM2 KM1 KM2 KM1 U V W 17 4 按顺序工作的联锁控制电路 两个以上运动部件的启动 停止需按一定顺序 进行的控制 称为顺序控制 例 有两台电动机M1和M2 要求M1启动后 M2才能启动 而 M2停止后 M1才能停止 18 19 20 某一生产机械有炉门和推料机构两个运动部件 炉门由交流电动机M1 来控制 推料机构由交流电动机 M2 来控制 其动作循环图如图所

6、示 现设定由接触器KM1 KM4 分别控制电动机M1 正转 炉门开 和反转 炉门关 接触器KM2 KM3 分别控 制电动机M2 正转 推料机进 和反转 推料机退 请完成上述自动循环过程的控制电路 21 题解 炉门开 炉门关 推料机进 推料机退 22 PLC 的发展趋势 机构微型化 模块化 功能全面化 标准化 产品系列化 大容量化 高速化 模块化 模块智能化 通迅化 网络化 编程语言化 增强外部故障检测能力 23 3 2 可编程序控制器的定义及特点 3 2 1 PLC的定义 1985年1月 国际电工委员会 IEC 制定了PLC的标 准 并给它作了如下定义 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系

7、统 专 为在工业环境下应用而设计 它采用可编程序的存储器 用来在其内部存储执行逻辑运算 顺序控制 定时 计数和算术运算等操作命令 并通过数字式 模拟式的 输入和输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程 序控制器及其有关的外部设备 都应按易于与工业控制 系统联成一个整体 易于扩充其功能的原则而设计 PLC已成为现代工业自动化的三大支柱之一 三大支柱 PLC 机器人和 CAD CAM 24 3 2 3 PLC的分类 按结构形式分类 整体式PLC 又称单元式或箱体式 是将电源 CPU I O部件等都集中装在一个机箱内 一般小 型和微型PLC采用这种结构 整体式结构紧凑 体积小 重量轻 价格低 但主

8、机I O点数固定 使用不灵活 25 模块式PLC 又称积木式 将PLC各部分分成若干 个单独的模块 如 CPU模块 I O模块 电源模 块和各种功能模块等 把这些模块插在机架底板 上 组装在一个机架内 一般大 中型PLC采用模 块式结构 有的小型PLC也采用这种结构 这种结 构配置灵活 可以让用户按需组合节约成本 有的PLC将整体式和模块式结合起来 称为叠装式 PLC 26 按 I O 点数 u I O点数小于或等于64为微型PLC 单CPU 8位或 16位处理器 u I O点数在64 128为微小型PLC 8位或16位处理 器 u I O点数在128 256为小型PLC 单CPU 8位或16

9、 位处理器 用户程序存储量在4KB以下 u I O点数在256 2048为中型PLC 双CPU 用户程 序存储量在2 8KB u I O点数大于2048为大型PLC 多CPU 16位或32位 处理器 用户程序存储量在8KB 16KB 27 CPU 存储器 总线或标准接口 扩展接口 电 源 外部设备 编程器等 扩展单元 特殊功能单 元等 输入映像寄存器 输出映像寄存器 输入接口 输出接口 现场输入信号 现场输出信号 3 3 可编程序控制器组成及工作原理 28 PLC的基本组成 PLC是一种通用的工业控制计算机 它的硬件组成与普通微型计算机基本相同 它主要由以下几部分组成 CPU 存储器 I O部

10、分 编程工具 电源 29 CPU 是PLC的核心部件之一 按一定的规律 和要求读入被控对象的各种工作状态 接收用户程 序 处理数据 向被控对象送出相应的控制 驱动 信号 各个公司PLC选用的CPU芯片类型不同 通用微处理器 单片机 自成体系 集成性好 位片式微处理器 适用于多CPU 速度快 造价高 集成度低 大中型PLC 30 存储器 保存程序和中间运算结果的器件 系统程序存储器 固化PLC厂家编写的系统程序 ROM PROM EPROM 用户程序存储器 存放用户编写的控制程序 RAM EPROM 数据表存储器 存放I O状态表 定时器 计 算器的预置表 高速暂存储器 存放运算的中间结果 统计

11、数 据 故障诊断的标志位 31 I O部分 一般可分为 开关量I O模块 模拟量I O模块 数字量I O模块 高速计数模块 精确定时模块 快 速响应模块 中断控制模块 PID模块 位置控制模 块 轴向定位模块 通信模块 32 PLC的工作过程 输入刷新 输入扫描 执行用户程序 执行扫描 输出刷新 输出扫描 扫描工 作方 式 3 3 3 PLC的工作原理 33 PLC的扫描工作方式 PLC以顺序循环扫描工作方式为基本工 作方式 有的PLC虽然也有中断工作方 式但仍以顺序扫描工作方式为基础 34 PLC工作流程 35 PLC的扫描工作方式 36 PLC工作的主要特点是 输入信号集中批处理 执行过程

12、集中批处理 输出控制集中批处理 37 PLC的一个工作周期主要有上述三个 阶段 但严格说来还包括四个过程 系统自监测 与编辑器交换信息 与数字处理器交换信息 网络通信 38 PLC是以程序的形式进行工作的 所 以必须把控制要求变换成PLC能识别并执 行的程序语言 PLC常用的编程语言有 梯形图语言 助记符语言 功能图语言 顺序功能图 语言 高级程序语言 PLC的编程语言 39 梯形图语言的特点 m梯形图是一种图形语言 它与继电接触控制 图的形式及符号有许多相同或相仿的地方 m梯形图按自上而下 从左到右的顺序排列 m一逻辑行或一 梯级 m常开 常闭接点 继电器线圈包括输出继电 器和辅助继电器 只

13、有线圈得电 对应的接 点才动作 线圈只能并联 m一般程序结束时要有结束标志END 40 F X 系 列 名 I O总点数 单元类型 输出形式 特殊品种 如 0S 1S 0N 1N 2N 等 FX系列PLC型号命名方式 特殊物品无记号 AC电源 DC输入 横式端子排 标准输出 继电器输出为 2A 1点 晶体管输出 0 5A 1点 晶闸管输出0 3A 1点的标准输出 41 基本单元 扩展单元 扩展模块及特殊功能单元 基本单元包括CPU 存储器 I O接口部件和电源 是PLC的主要部分 扩展单元是扩展I O点数的装置 内部有电源 扩展模块用于增加I O点数和改变I O点数的比例 内部无电源 由基本单

14、元和扩展单元供给 扩展单元和扩展模块内无CPU 必须与基本 单元一起使用 FX系列PLC的基本组成 42 4 2 FX4 2 FX系列系列PLCPLC编程元件编程元件 输入继电器输入继电器 输出继电器输出继电器 辅助继电器辅助继电器 状态继电器状态继电器 定时器定时器 计数器计数器 数据寄存器数据寄存器 PLC的内部软继电器 43 不同厂家 不同系列的不同厂家 不同系列的PLCPLC 其内部软继电器的功能和其内部软继电器的功能和 编号也不相同 因此用户在编制程序时 必须熟悉所选用编号也不相同 因此用户在编制程序时 必须熟悉所选用 PLCPLC的软继电器功能和编号 的软继电器功能和编号 FX系列

15、PLC软继电器编号由字母字母 和和 数字数字 组成 其中 输入继电器和输出继电器用八进制数字编号 其它均采用十进制数字编号 FX系列PLC软继电器及编号 44 4 2 1 输入继电器 X 输入继电器是PLC用来接收用户输入设备发来的输入信号 输入继电器线圈由外部输入信号所驱动 只有当外部信号 接通时 对应的输入继电器才得电 不能用指令来驱动 在程序中绝对不可能出现 输入继电器的线圈 只能出 现输入继电器的触点 每个输入继电器的常开与 常闭触点均可无数次使用 4 2 1 输入继电器 X 45 4 2 2 输出继电器 Y 输出继电器是用来将PLC内部信号输出传送给外部负载 输出继电器线圈是由PLC

16、内部程序驱动 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 每个输出继电器在输出单每个输出继电器在输出单 元中都对应有一个常开硬触元中都对应有一个常开硬触 点 但在程序中供编程的输点 但在程序中供编程的输 出继电器 不管是常开还是出继电器 不管是常开还是 常闭触点 都可以无数次使常闭触点 都可以无数次使 用 用 4 2 2 输出继电器 Y 46 4 2 3 辅助继电器 M 辅助继电器是辅助继电器是PLC PLC中数量最多的一种继电器 其作用相当中数量最多的一种继电器 其作用相当 于继电器控制系统中的中间继电器 于继电器控制系统中的中间继电器 和输出继电器一样 其线圈由程序指令驱动 每个辅助继和输出继电器一样 其线圈由程序指令驱动 每个辅助继 电器都有无限多对常开常闭触点 供编程使用 但是 其触电器都有无限多对常开常闭触点 供编程使用 但是 其触 点不能直接驱动外部负载 要通过输出继电器才能实现对外点不能直接驱动外部负载 要通过输出继电器才能实现对外 部负载的驱动 部负载的驱动 FXFX系列系列PLCPLC的辅助继电器有 的辅助继电器有 通用辅助继电器通用辅助继电器