《PLC原理及工程应用 教学课件 ppt 作者 孙同景 陈桂友 第一章 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC原理及工程应用 教学课件 ppt 作者 孙同景 陈桂友 第一章 绪论（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1/49, PLC原理及工程应用,第一章 绪 论,2/49,第一章 绪论,低压电器与控制电路 可编程序控制器的历史与发展趋势 可编程序控制器的基本功能与特点 可编程序控制器的应用范围,3/49,1.1 低压电器与控制电路,1 常用低压电器,2 基本控制电路,4/49,1 按钮(手动切换电器),(b) 结构,按钮常用于接通和断开控制电路。,按钮的外形图和结构如图所示。,按钮开关的外形和符号,(a) 外形图,1.1.1 常用低压电器,5/49,4,SB,SB,SB,结,构,符,号,名,称,常闭按钮,(停止按钮),常开按钮,(起动按钮),复合按钮,1,2,3,4,1,2,3,6/49,交流接触器的外
2、形,2 接触器,用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。,(a) 外形,(b) 结构,7/49,接触器结构,线圈,辅助触点,铁心,衔铁,电源,电机,主触点,常闭,常开,弹簧,8/49,符号,线圈,KM,用于主电路 流过的大电流 (需加灭弧 装置),用于控制电路流过的小电流 (无需加灭弧装置),KM,动合(常开)辅助触点,动断(常闭)辅助触点,KM,属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示,接触器技术指标：额定工作电压、电流、触点数目等。,动合(常开)主触点,KM,常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。,9/49,3 继电器,继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。 主
3、要区别在于： 接触器的主触点可以通过大电流； 继电器的体积和触点容量小，触点数目多，且只能通过小电流。所以，继电器一般用于控制电路中。,10/49,(1). 中间继电器,中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控 制线路。,通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可 直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。,(b) 符号,KA,线圈,常开触头,KA,常闭触头,KA,(a) 外形,中间继电器外形与符号,11/49,(2). 时间继电器,是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过一段时间延时后才动作的继电器。适用于定时控制,直流电磁式结构图,阻尼铜套,衔铁,工作原理：当衔铁未吸合时，磁路气隙大，
4、线圈电感小，通电后激磁电流很快建立，将衔铁吸合，继电器触点立即改变状态。而当线圈断电时，铁心中的磁通将衰减，磁通的变化将在铜套中产生感应电动势，并产生感应电流，阻止磁通衰减，当磁通下降到一定程度时，衔铁才能释放，触头改变状态。 因此继电器吸合时是瞬时动作，而释放时是延时的，故称为断电延时。,(A)直流电磁式 时间继电器,12/49,a) 通电延时继电器,b) 断电延时继电器,(b)符号,断电延时闭合,常闭触点,KT,延时继电器的外形与结构,(a) 外形,(B) 空气式延时继电器,13/49,通电延时的空气式时间继电器结构示意图,微动开关2,微动开关1,(C) 空气式时间继电器,14/49,断电
5、延时的空气式时间继电器结构示意图,常闭 延时闭合,常闭 延时断开,空气式时间继电 器的延时范围大 (有 0.4 60 s 和 0.4 180s两种)。 结构简单，但准 确度较低。,时间继电器的型号有JS7-A和JJSK2等多种类型。,15/49,(3). 热继电器,用于电动机的过载保护。,热继电器外形与结构,(a) 外形,(b) 结构,16/49,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,发热元件,杠杆,热继电器结构,工作原理,结构原理图,双金属片,常闭触头,17/49,4 熔断器,熔断器额定电流IF的选择,
6、(1) 电灯、电炉等电阻性负载,IF IL,(3) 频繁起动的电机,(2) 单台电机,用于低压线路中的短路保护。,常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断 器、管式熔断器和有填料式熔断器。,18/49,用于自动往复控制或限位保护等。,5 行程开关(限位开关),(b)示意图,结构与按钮类似，但 其动作要由机械撞击。,(a)外形图,行程开关的外形符号,19/49,可实现短路、过载、失压保护。,6 自动空气断路器(自动开关),锁钩,主触点 手动闭合,衔铁释放,自动空气断路器原理图,连杆装置,释放弹簧,20/49,1.1.2 基本控制电路,1 电动机直接起动,(a)结构图,21/49,主电路,控制电路,
7、(1) 电路,(b)原理图,22/49,控制电路,电动机的保护,过载保护,短路保护,零压、欠压保护,主电路,控制电路,23/49,电动机的保护,短路保护是因短路电流会引起电器设备绝缘 损坏产生强大的电动力，使电动机和电器设备产 生机械性损坏，故要求迅速、可靠切断电源。通 常采用熔断器 FU和过流继电器等。,欠压是指电动机工作时，引起电流增加甚至 使电动机停转，失压(零压)是指电源电压消失而 使电动机停转，在电源电压恢复时，电动机可能 自动重新起动(亦称自起动)，易造成人身或设备 故障。常用的失压和欠压保护有：对接触器实行 自锁；用低电压继电器组成失压、欠压保护。,过载保护是为防止三相电动机在运
8、行中电流 超过额定值而设置的保护。常采用热继电器FR 保护，也可采用自动开关和电流继电器保护。,24/49,KM,合上开关Q,起动,(2) 控制原理-1,KM辅助触点闭合自锁。,按下起动按钮SB2 , KM线圈通电，,通电,转动,25/49,合上开关Q,(2) 控制原理-2,松开起动按钮SB2,利用自身辅助触点，维持线圈通电的作用称自锁,自锁,26/49,(2) 控制原理-3,主电路,FR,FU,Q,Q,转动,停车,27/49,(2)控制原理-4,转动,停车,停转,去掉KM辅助触点, 实现点动控制。,28/49,KM1,FU,Q,KM2,M1,M2,3,3,.,SB,SB1,KM1,KM1,S
9、B2,KM2,KM2,按SB1,通电,闭合,再按SB2,闭合,通电,闭合,闭合,1. 控制顺序：M1起动后M2才能起动。M2既不能单独起动，也不能单独停车。,2 电机的顺序控制,.,.,.,.,29/49,M1 3,两电机各自 要有独立的 电源；这样 接，主触头 (KM1)的负 荷过重。,KM1,30/49,3 行程控制电路,自动往返运动：,1. 能正向运行也能 反向运行 2. 到位后能自动返 回,行程控制：,控制某些机械的行程，当运动部件到达一定行程位置时利用行程开关进行控制。,31/49,STa,STb,1,2,按SBF时,(其常闭断开， 常开闭合),KMF断电,KMR通电,行程开关,自动
10、往返运动：,挡块,32/49,4 时间控制电路,Y 起动控制线路,Y接法,接法,33/49,通电,通电,通电,断电,通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,起动过程：,按SB2,KM1通电,KM2断电,绕组Y接,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,常闭断开,常闭延时断开,电动机Y接起动,通电瞬 时闭合,34/49,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,松开SB2, 电机仍处于Y 接起动状态。,35/49,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电延时 继电器,通电延 时断开,KM1断电,常开断开,常闭闭合,当 KT 常闭触 点延时断开时,断电,复合
11、按钮,36/49,KM1接通电源 KM2绕组联接 KM3绕组Y联接,通电,通电,SB1,SB2,KT,KM1,KM3,KM2,KM3,KM1,KM1,KT,KM2,KT,KM2,通电,断电,通电延时 继电器,通电延 时断开,复合 按钮,断电,通电,断电,37/49,通电,电机接运行,38/49,KM2,SB,KM2,SB,KM1,FR1,KM1,举例：两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时: M1起动后 M2才能起动； 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,起动：,通电,通电,闭
12、合,闭合,39/49,SB,KM1,FR1,例：两条皮带运输机分别由两台笼型异步电动机拖动，由一套起停按钮控制它们的起停。为避免物体堆积在运输机上，要求电动机按下述顺序起动和停止： 起动时: M1起动后 M2才能起动； 停车时: M2停车后M1才能停车。应如何实现控制？,停止：,断电,断电,断开,断开,40/49,1.2 可编程序控制器的历史与发展趋势,1.2.1 可编程序控制器（Programmable Controller） 1、可编程序控制器简称PC，但常被称为PLC 2、国际电工委员会在1985年颁布的标准中，对可编程序控制器定义： 可编程序控制器是一种专为工业环境下应用而设计的数字运
13、算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种生产机械或过程。,41/49,1.2.2 可编程序控制器的历史 1、传统的继电接触器控制 -20世纪20年代 优点：结构简单易懂、使用方便、价格低廉，在一定范围内能满足控制要求 。 缺点：设备体积大、动作速度慢、功能少，只能做简单的控制；特别是采用硬连线逻辑，连线复杂，一旦生产工艺或对象发生变动，原有的连线和控制盘（柜）就需要更换。因此，这种装置的通用性和灵活性较差，不利于产品的更新换代。,42/49,2、可编程逻辑控制设想的提出 60年
14、代中期，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出了一种设想：把计算机的功能完善、通用灵活等优点和继电控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向问题的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。,43/49,3、可编程逻辑控制的问世 1）美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于l969年研制成功了第一台可编程序控制器PDP14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。 2） 1971年，日本从美国引进了这项新技术，并很快研制成功了日本第一台可编程序控制器DCS-8。 3）19731974年原西德和法国也研制出了他们的可编程序控制器。 4）我国从1974年开始研制，1977年研制成功了以一位微处理器MC14500为核心的可编程序控制器，并开始工业应用。,44/49,4、可编程逻辑控制器的发展过程 第一代：从第一台可编程序控制器诞生到70年代初期。 中小规模集成电路 第二代：从70年代初期到70年代末期。 开始使用微处理器作为CPU
