电器控制系统教程文件

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1、电器控制系统Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望第1章常用低压电器1.1概述1）电力拖动：用电动机来带动生产机械使之运动的方式。生产上广泛采用的控制系统为：继电器接触器控制系统。2）继电器接触器控制系统：用按钮开关、接触器、继电器等有触点电器组成。（1）优点：结构简单、价格低、维修方便。（2）缺点；体积大、工作寿命低。用这类电器组成较复杂控制系统时，显得触点多，易出故障。电动机控制系统和保护系统使动装置(电动机与生产机械之间)3）电器：是一种能控制电的设备。它是一种能够根

2、据外界信号的要求，手动或自动地接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现电路或非电对象地切换、控制、保护、检测、变换和调节作用地电气设备。（1）电器分类：按工作电压等级分高压电器：AC1200V;DC1500V低压电器：AC1200V;=I。式中， IFU为熔体的额定电流， I为电路的工作电流。 （2）对于电动机类负载，要考虑起动冲击电流的影响，应按下式计算：IFU=(1.5-2.5)IN （3）对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔体的额定电流应按下式计算：IFU=(1.5-2.5)INMAX+IN式中， INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流， IN为其余电动机额定电流的总和 （4

3、）降压起动的电动机选用熔体的额定电流等于或略大于电动机的额定电流。吸引线圈主触头 常开辅助触头 常闭辅助触头1.5.2 交流接触器 （1）基本结构 电磁机构：由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成。 触头系统：由主触头和辅助触头组成。主触头由用于通断主电路，其额定电流一般为5A。（2）工作原理： （2）图形符号：1.5.1 接触器文字符号、图形符号 （1）文字符号：KM1.5 接触器工作原理示意图CJ20CJT11.5.3 直流接触器工作原理示意图1.5.4 主要技术参数 1）型号 目前国内常用交流接触器主要有：CJ10、CJ12、CJ20等系列。其中CJ10、CJ12是早期全国统一设计的系列产品

4、；CJ20系列是全国统一设计的新型接触器，主要适用于交流50Hz、电压660V以下(其中部分等级可用于1140V)、电流630A以下的电力线路中。 近年来从国外引进一些交流接触器产品，有德国BBC公司的B系列、西门子公司的3TB系列、法国TE公司的LC1-D和LC2-D系列等。 交流接触器的型号意义：国内常用的直流接触器有CZ18、CZ21、CZ22等系列。直流接触器的型号意义： 2）额定参数：主要有额定电压、额定电流和线圈的额定电压等。 （1）额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触头萨格的额定电压，通常用的电压等级为： 直流接触器：220V,440V,660V。 交流接触器：220V,38

5、0V,500V。 （2） 额定电流 接触器铭牌上的额定电流是指主触头萨格的额定电流，通常用的电流等级为： 直流接触器：25A,40A,60A,100A,150A,250A,400A,600A。 交流接触器：5A,10A,20A,40A,60A,100A,150A,200A,250A等。 （3）线圈的额定电压 通常用的电压等级为：直流线圈额定电压有24V,48V,220V。交流线圈的额定电压有：36V,127V,220V,380V等。选用时一般交流负载用交流接触器，直流负载用直流接触器，但交流负载需要频繁动作时，可以采用直流线圈的交流接触器。1.5.5 接触器的选用 选用接触器时应从其工作条件出

6、发，主要考虑下列因素。 1 )控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载应选用直流接触器。 2）接触器的使用类别应与负载性质相一致。 交流接触器按负荷种类一般分为四类，分别记为AC1、 AC2 、 AC3和AC4 。其对应的控制对象分别为： AC1 无感或起动微感负荷，如白炽灯、电阻炉； AC2 绕组式异步电动机的起动和停止； AC3 笼行异步电动机的运转和运行中分断； AC4 笼行异步电动机的起动、反转制动、反转和点动。 直流接触器的使用类别大致可分为3类,DC135,其中类控制无感或起动微感负荷；类控制并励直流电动机的起动、反转制动、反向和点动等。 3）主触头的额定工作电压应大于或等于负载

7、电路的电压。 4）主触头的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。 5）吸引线圈的额定电压应与控制回路电压相一致，接触器在线圈额定电压85及以上时应能可靠地吸合。1.6 继电器 继电器是一种根据外界输入地一定信号(电的或非电的)开控制电路中的电流通断的自动切换电器。 继电器的种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器以及速度继电器等。1.6.1 电流、电压继电器 1）文字符号：KA(电流继电器) KV(电压继电器) 2）图形符号：过电流继电器线圈欠电流继电器线圈过电压继电器线圈欠电压继电器线圈常闭触头常开触头 3）结构及工作原理 （1）电流继电器：根据输入(线圈

8、)电流大小而动作的继电器。电流继电器的线圈串接在被测电路中，以反应电流的变化。其触点接在控制电路中，用于控制接触器的线圈或信号指示灯的通断。 过电流继电器:当电路发生短路及过流时立即将电路切断。因此，只有当过流继电器线圈通过电流超过额定电流时，继电器才动作。过电流继电器的动作电流整定范围：交流过电流继电器为110350IN，直流过电流继电器为70300IN， 欠电流继电器：当电路电流过低时立即将电路切断。因此，主要当欠电流继电器线圈通过电流低于整定电流时，继电器才动作。欠电流继电器动作电流整定范围：吸合电流为3050IN释放电流为1020IN 。 （2）电压继电器：根据输入电压大小而动作的继电

9、器。电压继电器线圈与被测电路并联。 过电压继电器：动作电压整定范围为 105120UN 欠电压继电器：吸合电压调整范围： 3050UN 释放电压调整范围： 720UN1.6.2中间继电器1）文字符号：KA2）图形符号：吸引线圈常闭触头常开触头3）工作原理 中间继电器的原理是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大（即增大触头容量）的继电器。其实质是电压继电器，但它的触头数量较多（可达8对），触头容量较大（510A）、动作灵敏。4）型号 中间继电器按电压分两类：一类是用于交直流电路中的JZ系列，另一类是只用于直流操作的各种继电器保护线路中的DZ系列。5）用途当其它电器的触头对数不够用时，可借助

10、中间继电器来扩展它们的触头容量。实物图1.6.3时间继电器1）文字符号：KT2）图形符号：通电延时型：断电延时型：常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线圈常闭瞬动触头常开延时触头常开常闭线圈3）基本结构及工作原理以空气阻尼式通电延时继电器为例说明：4）主要技术参数：（1）常用空气阻尼式时间继电器为JS7、JS23系列。型号：额定参数：触点额定电压、电流：380V、5A线圈电压：交流36V、127V、220V、380V延时范围：0.460s和0.4180s（2）常用晶体管式时间继电器有：JS14A、JS15、JSJ等系列。（3）常用数字式时间继电器有：JS14S、JSS1、JS14P、H48S、DH

11、14S。5）时间继电器的选用时间继电器在选用时应考虑延时方式（通电延时或断电延时）、延时范围、延时精度要求外、外形尺寸、安装方式、价格因素。 常用的时间继电器有气囊式、空气阻尼式、电磁式、电动式及电子式等，在要求延时范围大、延时准确度高的场合，应选用电动式或电子式时间继电器。当延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合，可选用价格较低的电磁式或气囊式时间继电器。空气阻尼式时间继电器（JS7系列）晶体管式时间继电器（JS14）数字式时间继电器（JSS14）1.6.4热继电器1）文字符号：FR2）图形符号：热元件常闭触头常开触头3）基本结构及工作原理 热元件串接在电动机定子绕组中，电动机绕组电流即为

12、流过热元件的电流。当电动机正常运行时，热元件产生的热量只能使双金属片稍微弯曲，但还不足以使热继电器的触头动作。当电动机过载时，流过热元件的电流增大，热元件产生的热量增加，使双金属片产生弯曲的位移增大，经过一定时间后，双金属片推动导板使热继电器的触头动作，切断控制电动机所用的接触器线圈电路，使电动机断电，停止运转，从而防止了因温升过高而使电动机绕组的绝缘被破坏。4）主要技术参数常用的热继电器有：JR0、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16、JR20等几个系列。（1）型号：（2）技术参数额定电流：为发热元件额定电流；整定电流的调节范围：5）热继电器的选用热继电器的选择主要根据电动机的额定电

13、流来确定。热继电器的型号及热元件的额定电流等级。对星形接线的电动机可选两相或三相结构式的，对三角形接线的电动机，最好选择带断相保护的热继电器。所选用的热继电器的整定电流通常与电动机的额定电流相等。JR36JR28JR201.7信号灯1.7.1文字符号：HL（信号灯）EL（照明灯）1.7.2图形符号：1.7.3结构： 信号灯由灯座、灯罩、灯泡和外壳组成。灯罩由有色玻璃或塑料制成，通常有红。黄、绿、乳白、橙色、无色等六种颜色。1.7.4型号： 我国生产的信号灯主要系列有AD1、AD2、AD11、XDJ1、XDY1等系列。AD1的灯泡有白炽灯和氖灯两种，采用变压器或电阻降压；AD2为白炽灯，采用电容

14、降压；XDJ1采用发光二极管作为电源； AD11系列为半导体节能信号灯。这些产品可替代进口和各型老产品。信号灯实物图1.6.4速度继电器1）文字符号：KS2）图形符号：3）基本结构及工作原理转子常开触头常闭触头4）型号及用途常用的速度继电器有JY1型和JFZ0型。JY1型能在3000r/min以下可靠工作；JFZ01型适用与3001000r/min，JFZ02型适用与10003600r/min。一般速度继电器转轴在120r/min左右既能动作，在100r/min以下复位。第2章 电气控制系统的基本控制线路2.1 三相鼠笼式异步电动机直接起动控制2.1.1 单向起动控制 控制线路：由闸刀开关、熔

15、断器、接触器、按钮等组成。 主电路：三相电源到电动机的电路。由闸刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器发热元件组成。 控制电路：由按钮和接触器吸引线圈等组成。 控制线路安装布线图：把同一电器各工作部件集中在一起，按各部件实际位置画出。 控制线路原理图：主电路画在一边，控制电路画在另一边。 说明： （1）同一电器各工作部件画在各处，但它们的动作相互关联。 （2）同一电器上的各部件，必须标以相同文字符号。 1）工作原理 2）保护环节 短路保护：FU 过载保护：FR 失压保护：KM 失压保护指发生突然停电时，电动机与电源迅速断开，当电源恢复供电时，如不重新按下起动按钮，电动机不能起动。 3）电路改进

16、 （1）既能连续运动又能点动控制 点动：按下起动按钮电动机运转，松开起动按钮电动机停转。 采取措施：在自锁支路串联钮子开关S。 （2）多地控制 控制要求：有些设备为了操作方便，需要在2个（或多个）地点分别进行起动和停止控制。 采取措施：将 2个（或多个）起动按钮的常开触头并联，将停止按钮的常闭触头串在同一控制电路中。2.1.2 正反转控制 电动机反转：将电动机任意两根火线对调。 实现方法： 采用KM1、KM2两个接触器控制电动机正、反转。 KM1控制电动机正转。 KM2控制电动机反转。 1）线路图 （1）主电路（2）控制电路 要求：KM1、KM2线圈不能同时有电，以避免电源相之间短路。电动机正

17、转KM1电动机反转KM22）工作原理3）保护环节短路保护：FU过载保护：FR失压保护：KM1、KM22.1.3行程限位控制有些位移性生产机械或部件（如起重机小车、电梯、铣床的工作台等）需要有终端限位控制或自动往返控制。1）控制要求：有一工作台可实现前后移动，当移动到终端时，自行停车。2）实现方法：（1）用接触器KM1控制电动机正转，使工作台向前移动；用接触器KM2控制电动机反转，使工作台向后移动。（2）行程开关SQ1作为工作台向前移动的终端限位开关；行程开关SQ2作为工作台向后移动的终端限位开关。3）线路图（1）主电路SQ2SQ1（2）控制电路（3）工作原理2.1.4顺序控制有的生产机械和设备

18、需要多台电动机拖动，而各台电动机的起动与停止需要有一定的顺序控制关系。1）控制要求：在一台锅炉控制，有M1、M2两台电动机。M1引风电动机；M2送风电动机。要求：起动时，引风机M1先起动，送风机M2后起动；停止时则相反，送风机M2后停止，引风机M1先停止。2）线路图（1）主电路（2）控制电路3）工作原理2.2三相笼型异步电动机降压起动控制2.2.1定子线路串电阻降压起动控制1）控制要求：电动机M起动时定子线路串联电阻R，以实现降压起动，电动机起动后，恢复额定电压进入稳定正常运转。2）实现方法：（1）接触器KM1闭合，电动机M定子线路串电阻降压起动。（2）接触器KM2闭合，电动机正常运转。（3）

19、时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，KM2闭合。3）线路图（1）主电路（2）控制电路4）工作原理5）电路改进从前面分析可知，本线路在起动结束后，KM1、KT一直得电工作。为了减少能量损耗，延长接触器、继电器得使用寿命，要求M起动以后，KM1、KT断电。2.2.2星形三角形降压起动控制1）控制要求：电动机M起动时为星形连接，以实现降压起动，电动机起动后改为三角形连接，以恢复额定电压进入稳定正常运转。2）实现方法：（1）接触器KM1控制电机M通电接触器KM2控制电机M三角形连接接触器KM3控制电机M星形连接（2）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器整定值时使KM3断电、

20、KM2通电，电动机三角形连接正常运转。3）线路图（1）主电路（2）控制电路（3）工作原理2.2.3定子线路串自耦变压器的降压起动控制1）控制要求：自耦变压器按星形接线，起动时将电动机定子绕组接到自耦变压器二次侧。电动机定子绕组得到的电压即为自耦变压器的二次电压。当起动完毕时，自耦变压器被切除，额定电压（即自耦变压器的一次电压）直接加到电动机定子绕组上，电动机进入全压正常运行。2）实现方法：（1）接触器KM1、KM2控制电动机降压起动。接触器KM3控制电动机进入全电压正常运行。（2）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时，使KM1、KM2断电，KM3通电，使电动机进入全压正常运转

21、。3）线路图（1）主电路（2）控制电路4）工作原理2.3三相鼠笼电动机的制动控制2.3.1电源反接制动系统1）实现方法：（1）KM1为电动机M单向旋转接触器（2）KM2为反接制动接触器，KV为速度继电器，R为反接制动电阻。2）线路图（1）主电路（2）控制电路KSKS3）工作原理合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机在全压下起动运行，当转速升到某一值（通常为大于120r/min）以后，速度继电器KV的动合触点闭合，为制动接触器KM2的通电作准备。停车时，按下按钮SB1，KM1断电释放，KM2线圈通电动作并自锁，KM2的动合触点闭合，改变了电动机定子绕组中电源的相

22、序，电动机在定子绕组传入电阻R的情况下反接制动，电动机转速迅速下降，当转速低于100r/min时，速度继电器KV复位，KM2线圈断电释放，制动过程结束。2.3.2能耗制动系统1）控制要求：当需要电动机快速停止时，若在断开交流电源后，立即在定子绕组接入一直流电源，直流电流就会在电动机定子绕组中产生一个静止的磁场，而转子由于惯性作用在继续旋转，并切割这个磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，利用转子感应电流与静止磁场的相互作用产生制动转矩，达到迅速而准确地制动地目的。能耗制动的效果与通入直流电流的大小和三相绕组接法有关（可以有几种接法），但直流电流不能大于交流的起动电流，电动机停止时要立即断开直

23、流电源。2）实现方法（1）KM1为电动机M单向旋转接触器（2）KM2为能耗制动接触器（3）时间继电器KT通电开始计时，当达到时间继电器的整定值时（电动机M已停转），使KM2断电，直流电源被切除，制动结束。3）线路图（1）主电路（2）控制电路4）工作原理电动机要工作时，合上开关QS，按下起动按钮SB1，接触器KM1线圈通电，其主触头闭合，电动机起动运转。需要停下时，按下按钮SB2，其常闭触头断开，使KM1失电释放，电动机脱离交流电源。同时SB2的常开触头闭合，因KM1常闭触头复位，使制动接触器KM2及时间继电器KT线圈通电，KM2的辅助触头用于自锁和互锁；KM2的主触头闭合，交流电源经变压器和单

24、相整流桥变为直流电并进入电动机定子绕组，产生静止磁场，与转动的转子相互切割感应电势，产生电流，电流与静止磁场共同作用，产生制动转矩，电动机在能耗制动下迅速停止。当电动机停止时，KT的延时触头就应该终止延时并打开，使KM2失电释放，直流电源被切除，制动结束。2.4.1控制要求1）三相交流电的电源频率固定以后，电动机的同步转速与它的极对数成反比，即n60f/p。于是变更电动机定子绕组的接线方式，使其在不同的极对数下运行，其同步转速便会随之改变，进而改变转子速度。2.4三相鼠笼电动机的变极调速控制上图为4/2极的单绕组双速电动机定子绕组接线示意图，其中图将电动机定子绕组的U1、V1、W1的三个接线端

25、子接三相电源，而将电动机定子绕组的U2，V2，W2三个接线端子悬空，每相绕组的两个线圈串联，三相定子绕组为连接，此时磁极为4极，同步转速为1500rmin，为低速接法。若要电动机高速工作时，可接成上图形式，将电动机定子绕组的U2，V2，W2三个接线端子接三相电源，而将另外3个接线端子U1，V1，W1连在一起，则原来三相定子绕组的连接立即变为双连接，此时每相绕组的两个线圈为并联，磁极为2极，同步转速为3000r/min。可见电动机高速运转时的转速是低速时的2倍。2）绕组改极后，其相序方向和原来相序相反。所以，在变极时，必须把电动机任意两个出线端对调，以保持高速和低速时的转向相同。2.4.2实现方

26、法（1）转换开关SA有低速（L）、高速（H）和中间位置（停止）三档。（2）接触器KM3控制电动机低速运转，电动机M为三角形连接。（3）接触器KM2控制电动机高速运转，电动机M为双星形连接。（4）当SA处在高速位置时，时间继电器通电，使KM3通电，电动机低速运转，延时一段时间后，KM3断电，KM2、KM1闭合，电动机高速运转。2.4.3线路图1）主电路2）控制电路2）当开关S处在高速位置H时，线路的工作情况如下：（1）时间继电器KT首先通电，其瞬动动合触点闭合，接触器KM3线圈通电，主触点闭合，将电动机接成三角形作低速起动；（2）经过一段时间延时后，KT的延时断开动断触点断开，KM3线圈断电，其

27、触点复位。而KT的延时闭合动合触点闭合，使KM2的线圈通电，KM2的主触点闭合将U1、V1、W1连在一起，同时通过KM2的动合触点闭合使KM1线圈通电，KM1的主触点闭合使电动机以双星形接线高速运行。2.4.4工作原理1）当开关S处在低速L位置时，接触器KM3线圈通电，KM3的主触点闭合，将定于绕组的接线端U1、V1、W1接到三相电源上，而此时由于KM1、KM2动合触点不闭合，所以电动机定于绕组按三角形接线，电动机低速运行。在变极时，将电动机的两个出线端U2、W2对调。第3章典型机械设备电气控制系统分析3.1读图的一般方法和步骤阅读分析电气控制线路图，主要是分析电气控制原理图，它主要包括主电路

28、，控制电路和辅助电路等几部分。在阅读分析电气原理图之前，必须了解设备的主要结构、运动形式、电力拖动形式、电动机和电器元件的分布状况及控制要求等内容，在此基础上，便可以阅读分析电气原理图了。3.1.1分析主电路从主电路入手，根据每台电动机和电磁阀等执行电器的控制要求去分析它们的控制内容。控制内容包括起动、方向控制、调速和制动等。3.1.2分析控制电路根据主电路中各电动机和电磁阀等执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用前面学过的电器控制线路的基本规律的知识，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。 分析控制电路的基本方法是查线读图法，其步骤如下：1）从执行电器（电动机等）着手

29、，从主电路上看有哪些控制元件的触点，根据其组合规律看控制方式。2）在控制电路中由主电路控制元件的主触点的文字符号找到有关的控制环节及环节间的联系。）从按动起动按钮开始，查对线路，观察元件的触点符号是如何控制其他控制元件动作的，再查看这些被带动的控制元件的触点是如何控制执行电器或其他元件动作的，并随时注意控制元件的触点使执行电器有何运动或动作，进而驱动被控机械有何运动。在分析过程中，要一边分析一边记录，最终得出执行电器及被控机械的运动规律。3.1.3分析辅助电路辅助电路包括电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分，它们大多由控制电路中的元件来控制的，所以在分析时，还要回过头来对照控制电路进行

30、分析。3.1.4分析联锁与保护环节生产机械对于安全性和可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案以外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。3.1.5总体检查经过“化整为零”，逐步分析了每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元件所起的作用。3.2混凝土搅拌机的电气控制3.2.1主要结构、运动形式及控制要求混凝土搅拌机在建筑工地上是最常见的一种机械，其种类和结构形式很多，混凝土搅拌机主要由搅拌机构、上料装置、给水环节组

31、成。搅拌机构的滚筒要求能正转搅拌混凝土，反转使搅拌好的混凝土倒出，即要求拖动搅拌机构的电动机M1可以正、反转。其控制电路就是典型的用接触器触头互锁的正反转电路。上料装置的爬斗要求能正转提升爬斗，爬斗上升到位后自动停止并翻转将骨料和水泥倾入搅拌机滚筒。反转使料斗下降放平并自动停止，以接受再一次的下料。为防止料斗负重上升时停电和可能要求其中途停止运行时保证安全，采用电磁制动器YB作机械制动装置。上料装置电动机M2属于间歇运行，所以未设过载保护装置，其控制电路与前面分析的正反限位控制电路是相同的。电磁抱闸线圈为单相380V和电动机定子绕组并联，M2得电时抱间打开，M2断电时抱闸抱紧，实现机械制动。S

32、Q1限位开关作上升限位控制，SQ2限位开关作下降限位控制。给水环节由电磁阀YV和按钮SB7控制、按下SB7，电磁阀YV线圈通电打开阀门向滚筒加水。松开SB7，关闭阀门停止加水。3.2.2线路图分析1）主电路2）控制电路3）辅助电路3.3水泵电气控制3.3.1主要结构、运动形式及控制要求在塑料管或尼龙管内固定有上、下水位十簧管SL1和SL2，塑料管下端密封防水，连线在上端接出。塑料管外套一个能随水位移动的浮标（或浮球），浮标中固定一个永久磁环，当浮标移到上或下水位时，对应的十簧管接受到磁信号而动作，发出水位电开关信号。3.3.2线路图分析1）主电路2）控制电路3）辅助电路3.4继电接触式控制系统

33、的电路设计3.4.1电气控制设计的一般原则1）最大限度的满足机械或设备对电气控制系统提出的要求。机械或设备对电气控制系统的要求，是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图。执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供，有调速要求的设备还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动等控制要求应根据生产需要充分考虑。2）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济。在电气控制系统设计时，为了满足同一控制要求，往往要设计几个方案，应选择简单。经济可靠和通用件强的方案，不要盲目追求自动化程度和高指标。3）妥善处理机械与电气的关系。机械或设备与电力拖动已经紧密结合融为一体，传动系统为了获得较大的调速比

34、，可以采用机电结合的方法实现，但要从制造成本、技术要求和使用方便等具体条件去协调平衡。4）要有完善的保护措施，防止发生人身事故与设备损坏事故。要预防可能出现的故障，采用必要的保护措施。例如短路、过载、失压或误操作等电气方面的保护功能和使设备正常运行所需要的其他方面的保护功能。3.4.2电气控制设计的基本内容1）确定电力传动方案和选择电动机的容量、结构型式和型号。2）设计电气控制电路及相关的保护。3）选择控制电器，制定电器设备一览表。4）确定电气操作台和控制柜，绘制电器布置图和接线图。5）编写电气控制说明书和设计计算说明。 6）安装、接线和调试及最终确定设计方案。3.4.3电气控制系统设计实例1

35、）控制要求：有一送料小车，电动机的技术数据为Y180L。额定功率为7.5、额定转速为 1470r/min、 额 定 电 压 为AC380V。额定电流为13.5A。要求动作程序如下： （1）小车从甲地起动后，运行至乙地能自动停止，停留t1时间装料后自动返回。（2）小车返回至甲地能自动停止，停留t2时间卸料后又自动起动。 （3）小车经过乙地不停止，运行至丙地又自动停止，停留t3时间，装另一种料后自动返回。（4）小车返回经过乙地不停止，返回到甲地后自动停止，完成了一个工作循环；在甲地停留t2时间，卸料后又自动起动，小车运行至乙地自动停止。以后又按上述过程自动循环下去。2）控制线路原理图设计（1）主电

36、路FU1（2）控制电路（3）辅助电路W1N12345678910111213141516171819FU23）元器件选择符号名称型号规格数量M1三相异步电动机Y180L-47.5kw,380V,13.5A,1470r/min1KM1,KM2交流接触器CJ20-2520A,线圈电压220V2FR1热继电器JR16-20热元件的额定电流为16A1KT1,KT2,KT3时间继电器JS-20线圈电压220V3KV电压继电器线圈电压220V1SQ1,SQ2,SQ3行程开关LX19-111线圈电压220V3SB1,SB3,SB4控制按钮LA-11D5A，绿色3SB2控制按钮LA-11DJ5A，红色1QS电

37、源开关H33-15/3三极，15A1FU1熔断器电压开关自带，15A1FU2熔断器RC1-15500V,熔体2A1KA中间继电器JZ7-44线圈电压220V14）绘制电器元件布置图和电气安装接线图（1）电器元件布置图 电器布置图主要是用来表明电气设备上所有电器元件的实际位置，为生产机械电气控制设备的制造。安装提供必要的资料。通常电器布置图与电器安装接线图组合在一起，既起到电器安装接线图的作用，又能清晰表示出电器的布置情况。（2）电气安装接线图 电气安装接线图是为了安装电气设备和电器元件进行配线或检修电器故障服务的。它是用规定的图形符号，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图，它清楚地表示了各电器

38、元件的相对位置和它们之间的电路连接，所以安装接线图不仅要把同一电器的各个部件画在一起，而且各个部件的布置要尽可能符合这个电器的实际情况，但对比例和尺寸没有严格要求。不但要画出控制柜内部之间的电器连接还要画出柜外电器的连接。电器安装接线图中的回路标号是电器设备之间、电器几件之间、导线与导线之间的连接标记，它的文字符号和数字符号应与原理图中的标号一致。元器件布置图安装接线图第2篇可编程控制器第第4章章 可编程控制器的一般原理及组成可编程控制器的一般原理及组成4.1概述PLC成 为 现 代 化 控 制 的 三 大 支 柱 （ PLC，CAD/CAM，机器人）。PLC的功能已经超出了逻辑控制、顺序控制

39、的功能，故 称 之 为 “可 编 程 控 制 器 ”， 即 PC（ ProgrammableController）。但是容易和PC（PersonalComputer）相混淆，所以现在依然使用PLC作为可编程控制的缩写。 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为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的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。4.2PLC的特点、功能及应用4.2.1、PLC的主要特点1）运行稳定可靠2）可实现三电一体化能将电控（逻辑控制）、电仪（过程控制）、电结（运动控制）集于

40、一体。3）编程简单，使用方便编程语言使用的是梯形图4）体积小、重量轻、功耗低5）设计、施工、调试周期短4.2.2、PLC的主要功能1）开关量的逻辑控制功能；2）定时/计数控制功能；3）步进控制功能；4）数据处理功能；5）A/D、D/A转换功能；6）运动控制功能；7）过程控制功能；8）扩展功能；9）远程I/O功能；10）通信联网功能；11）监控功能。4.2.3、PLC的主要应用1）逻辑控制2）运动控制3）过程控制4）数据处理5）多级控制4.3PLC的基本结构及工作原理4.3.1、PLC的基本结构1）CPU它是PLC的核心，起着总指挥的作用。主要完成以下工作： （1）将输入信号送入PLC存储起来；

41、 （2）按存放的先后顺序取出用户指令，进行编译； （3）完成用户指令规定的各种操作； （4）将结果送到输出端； （5）响应各种外设的请求。2）内存用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它信息。PLC的内存有两类：一类是RAM，存放各种暂存的数据、中间结果和用户程序。 一类是ROM，存放监控程序和系统参数等。3）输入、输出接口电路 输入端采用光耦合电路 输出端也采用光耦合电路直流输入接口电路继电器输出型晶体管输出型晶闸管输出型4）电源保证CPU、存储器、输入接口、输出接口能够可靠工作。避免电源干扰，输入、输出回路的电源彼此相互独立。5）I/O扩展接口当主控单元的I/O点数不足时，可以通过I/O

42、扩展接口扩充I/O点数，另外D/A和A/D模块也是通过I/O扩展接口和主控单元连接的。6）编程工具编程工具一般有两种：一种是掌上型编程器；一种是带有PLC专用工具软件的计算机。4.3.2、PLC的工作原理 PLC除了进行上述扫描外，还要进行自诊断和通信处理，这样，PLC的整个工作过程分为如下五个阶段：由上可知，PLC的工作方式为：循环扫描扫描周期：PLC完成一次扫描（I/O刷新、执行程序、系统服务）所需时间。影响PLC扫描周期长短主要取决于以下三个因素：1）CPU执行指令的速度；2）每条指令占用的时间；3）程序中指令条数的多少。4.4PLC的技术性能4.4.1、基本技术性能1.输入输出点数（I

43、/O点数）2.程序容量3.扫描速度4.指令条数5.内部继电器和存储器6.编程语言和编程手段7.高级模块4.4.2、PLC的内存分配和I/O点数1）I/O继电器区I/O区的寄存器可直接与PLC外部输入、输出端子传递信息。在程序中，每一个I/O点都可以看成是一个“软继电器”。既有常开触点，又有常闭触点。同一名字的触点可以反复使用。2）内部通用继电器区内部通用继电器区中的继电器或寄存器只能在PLC内部使用，不能直接进行输入输出控制。和电气控制中的中间继电器类似。3）数据寄存器区一般用来存放各种数据。4）特殊继电器、寄存器区它们被系统占用，用于某些特殊目的，例如存放各种标志、错误信息等。5）系统寄存器

44、区它们一般用来存放各种重要信息和参数。4.5PLC的分类1）按结构分：一体式和模块式2）按I/O点数和程序容量分：分类I/O点数程序容量超小型机小型机中型机大型机64点以内6425625620482048点以上2561000字节13.6K字节3.613K字节13K字节以上3）按功能分：低档机、中档机和高档机4.6PLC的编程语言4.6.1、梯形图语言PLC梯形图的编程格式：1）梯形图中，两侧竖线分别称为左母线和右母线。每个梯形图由多个逻辑行组成，每个逻辑行必须从左母线画起。2）梯形图中只有两种触点，一种是常开触点，一种是常闭触点。它既可以表示I/O触点，也可以表示中间继电器、时间继电器等触点。

45、由于这些触点的状态是用存储器的位来表示的，所以可以反复使用，故有时称其为“软继电器”。3）梯形图中输出继电器线圈用来表示。在同一程序中相同编号的输出继电器线圈只能使用一次。输出线圈不能直接和左母线相连（步进程序区出外）；它必须和右母线直接相连。4）梯形图按自左向右、自上而下的顺序书写。5）梯形图中的触点可以任意串、并联，输出线圈可以并联，但不可以串联。4.6.2、助记符语言（指令表语言）助记符语言类似于计算机的汇编语言，它用一些简洁易记的文字符号表达PLC的各种指令。助记符语言常常应用于手持编程器中。助记符语言和梯形图语言是相互对应的。例如上面的梯形图所对应的助记符就是：STX0ORY0ST/

46、X1OTY0第5章松下电工可编程控制器产品FP0介绍5.1FP0的产品及性能简介5.1.1、FP0的外形结构基本单元尺寸：60mm25mm90mm5.1.2、FP0的特点1）品种规格FP0主控单元有C10C32多种规格，扩展模块有E8E32多种规格。就其输出而言有：继电器输出型、NPN晶体管输出型和PNP晶体管输出型。2）运行速度每个基本指令执行速度是0.9s，它还可以捕捉到50s的窄脉冲。3）程序容量FP0具有5000步的大容量内存和数据寄存器，可用于复杂控制和大数据量的处理。4）通信功能FP0可以很方便地和计算机连接起来，并且还可以通过C-NET通信单元把多个PLC连接起来构成一个分布式控

47、制网络。5）特殊功能具备两路脉冲输出功能；具备高速计数功能；具备PWM输出功能等。5.2FP0的内部寄存器及I/O配置名称符号编号输入继电器X（bit）X0X12F（共208个）WX（word）WX0WX12（共13个）输出继电器Y（bit）Y0Y12F（共208个）WY（word）WY0WY12（共13个）通用内部继电器R（bit）R0R62F（共1008个）WR（word）WR0WR62（共6个）特殊内部继电器R（bit）R9000R903F（共64个）定时器T（bit）T0T99（共100个）计数器C（bit）C100C143（共144个）预置值寄存器SV（word）SV0SV143（共

48、144个）经过值寄存器EV（word）EV0EV143（共144个）通用数据寄存器DT（word）DT0DT1659（共1660个）十进制常数寄存器K（word）K-32768K32767十六进制常数寄存器H（word）H0HFFF5.2.1FP0的内部继电器1）输入、输出继电器（X、WX、Y、WY），通用内部继电器（R、WR）X、Y、R是按位（bit）寻址的，WX、WY、WR是按字（word）寻址的。它们之间存在这样的关系，以X、WX为例说明。X、Y、R的编号说明如下：2）特殊内部继电器R特殊内部继电器是具有特殊用途的专用内部继电器，地址是R9000R903F，共64个。用户不能占用这些继电

49、器。它们一般用作标志继电器、特殊控制继电器、信号源继电器。3）定时器（T）/计数器（C）、预置值寄存器（SV）、经过值寄存器（EV）定时器和计数器的编号是统一编排的，一般定时器编号是T0T99，计数器编号是C100C143。我们可以通过设定系统寄存器的值来改变定时器/计数器的个数，但定时器/计数器总的个数是不变的。每个定时器/计数器都有一组SV和EV与之对应。如下表：定时器/计数器编号预置值寄存器（SV）经过值寄存器（EV）T0：T99C100：C143SV0：SV99SV100：SV143EV0：EV99EV100：EV1434）数据寄存器DT数据寄存器中存放各种数据，它只能按字存取。5）常

50、数寄存器K和HK和H中分别存放十进制和十六进制的常数。它们也只能以字进行存取。十进制数的取值范围是：3276832767。十六进制数的取值范围是：0000HFFFFH。型号输入编号输出编号控制单元C10X0X5Y0Y3C16X0X7Y0Y7C32X0XFY0YF扩展单元第一扩展E8X20X23Y20Y23E16X20X27Y20Y27E32X20X2FY20Y2F第二扩展E8X40X43Y40Y43E16X40X47Y40Y47E32X40X4FY40Y4F5.2.2FP0的I/O地址分配第6章FP0的指令系统FP0指令系统基本指令高级指令顺序指令功能指令控制指令条件比较指令数据传输指令数据运

51、算指令数据比较指令数据转换指令数据移位指令位操作指令特殊功能指令6.1基本指令6.1.1.基本顺序指令基本顺序指令是指对继电器和继电器的触点进行逻辑操作的指令，它是以位（bit）为单位的逻辑操作。 主要包括：ST、ST/、OT、NOT(/)、AN、AN/、OR、OR/、ANS、ORS、PSHS、RDS、POPS、DF、DF/、SET、RST、KP、NOP等19条指令。1）ST、ST/、OT指令ST（start）：初始加载指令，表示以常开触点开始一逻辑运算。ST/（startnot）：初始加载非指令，表示以常闭触点开始一逻辑运算。OT（out）：输出指令，将运算结果输出到指定的继电器线圈。例1：

52、2）AN、AN/指令AN（and）：逻辑“与”运算指令，表示串连一常开触点。AN/（andnot）：逻辑“与非”运算指令，表示串连一常闭触点。例2：3）OR、OR/指令OR（Or）：逻辑“或”运算指令，表示幷联一个常开触点。OR/（OrNot）逻辑“或非”运算指令，表示幷联一个常闭触点。例3：4）ANS和ORS指令ANS（AndStack）：“块与”指令，表示逻辑块（触点组）与逻辑块（触点组）之间串联。ORS（OrStack）： “块或”指令，表示逻辑块（触点组）与逻辑块（触点组）之间幷联。注意：每一个逻辑块必须用ST或ST/指令开始。例4：例5：例6：5）PSHS、RDS、POPS指令PSH

53、S（PushStack）：推入堆栈，将指令处的运算结果压入栈中存储，幷执行下一步指令。RDS（ReadStack）：读出堆栈，将栈中由PSHS指令存储的结果读出，需要时可反复读出，栈中的内容不变。POPS（PopStack）：弹出堆栈，将栈中由PSHS指令存储的结果读出，幷清除栈中的内容。例7：说明：（1）只有当分支点与输出线圈之间串有触点时，在分支点处使用堆栈指令，否则为一般的并联输出。（2）在需要使用堆栈指令的分支点处，开头和结尾处分别使用PSHS和POPS指令，中间的分支点都使用RDS指令，且使用次数不受限制。例8：例9：6）DF、DF/指令DF（Leadingedgedifferent

54、ial）：上升沿微分指令，当PLC检测到触发信号由OFF到ON的跳变时，指定的输出继电器仅接通一个扫描周期。DF/（Trailingedgedifferential）：下降沿微分指令，当PLC检测到触发信号由ON到OFF的跳变时，指定的输出继电器仅接通一个扫描周期。例10：7）/（NOT）指令NOT(/)：取反指令，将指令处的运算结果取反。此指令不仅可以和ST、AN、OR、DF等指令连用，也可以单独使用。例11：8）SET、RST指令SET（Set）：置位指令，当触发信号接通时，使输出继电器Y或中间继电器R接通幷保持。RST（Reset）：复位指令，当触发信号接通时，使输出继电器Y或中间继电器

55、R断开幷保持。例12：9）KP指令KP（Keep）：保持指令，当置位触发信号为ON时，使输出接通幷保持，直至复位触发信号为ON时，输出断开。例13：说明： （1）KP指令中，置位和复位为同一指令的两个控制端，当两者同时接通时，复位优先。（2）对于同一编号的输出线圈，SET和RST指令可以重复使用，而KP指令不可重复使用。 （3）程序中SET和RST指令是相互独立的，故在程序上是按顺序执行的，外部输出是由运行的最终结果决定的。10）NOP指令NOP（NoOperation）：空操作指令，CPU不做任何操作，只是消耗该指令的执行时间。例14：6.1.2基本功能指令基本功能指令包括一些具有定时器、计

56、数器和移位寄存器功能的指令。主要有TM、CT、F118（UDC）、SR、F119（LRSR）、F183（DSTM）等指令。1）TM定时器指令TML：以0.001s为单位设置延时ON定时器。TMR：以0.01s为单位设置延时ON定时器。TMX：以0.1s为单位设置延时ON定时器。TMY：以1s为单位设置延时ON定时器。下面以TMX定时器为例说明定时器的使用方法。例15：梯形图助记符（1）定时器是减计数型预置定时器，（2）定时时间=时间单位预置值。预置值只能是十进制常数，且存放在与定时器编号相同的预置值寄存器SV中。其范围是132767。说明：（3）在同一程序中，相同编号的定时器只能使用一次，而该

57、定时器的触点可以通过常开或常闭触点的形式使用多次。（4）FP0型PLC初始定义定时器100个，编号是T0T99。通过系统寄存器NO.5重新设置定时器的个数。 （1）当PLC模式切换到运行（RUN）、或在运行模式下接通电源，计时设定值会被传输至相同编号的设定值区（SV）。 （2）当计时触发器由OFF变为ON时，设置值被由设定值区（SV）传输至相同编号的经过值区（EV）。（若在触发器闭合的情况下PLC模式变为运行，则会进行同样的动作。） （3）若触发器保持闭合状态，则经过值区（EV）的值递减。定时器工作原理：（4）当经过值区（EV）的值达到零时，同号的定时器触点（T）变为ON。2）CT计数器CT：

58、减计数型的预置计数器。当计数输入端信号从OFF变为ON时计数值减1，当计数值减为0时，计数器的触点动作。当复位信号从OFF变为ON时，计数器复位。例16：梯形图助记符说明：（1）FP0型PLC初始定义计数器44个，编号C100C143。可以通过设置系统寄存器NO.5来设置计数器的个数。但是应注意，由于定时器和计数器共用一段寄存器区，所以设定TM和CT的编号要前后错开。（2）在同一程序中，相同编号的定时器只能使用一次，而该定时器的触点可以通过常开或常闭触点的形式使用多次。（3）定时器的预置值也只能是十进制常数，且存放在与计数器编号相同的预置值寄存器SV中。其范围是132767。计数器工作原理：（

59、1）若PLC模式切换到运行或在设为运行模式时接通电源，则计数器设定值传输至编号相同的设定值区（SV）。（2）在复位输入信号由ON变为OFF时，设定值区（SV）的数值被预置到经过值区（EV）。（3）每次计数输入信号X10闭合，经过值区（EV）的数值递减。（4）当经过值区（EV）的数值达到0时，具有相同编号的计数器触点（C）变为ON。3）F118（UDC）加/减计数指令F118（UDC）：指定任意寄存器（WX除外）为加/减计数器。加/减计数控制信号为ON时，加计数；加/减计数控制信号为OFF时，减计数。复位出发信号为ON时计数器复位。例17：梯形图助记符功能： 当检测到复位信号X2的下降沿（ONO

60、FF）时，数据寄存器DT10中的数据被传输到DT0中。 当X0处于OFF状态时，计数输入X1会使DT0的数值递减（减计数操作）。 当X0处于ON状态时，计数输入X1会使DT0的数值递增（加计数操作）。 当经过值DT0 = K0时，特殊内部继电器R900B（=标志）将变为ON，并且内部继电器R50也为ON。4）SR左移指令SR（shiftregister）：在移位触发信号上升沿时将指定的通用内部寄存器WR中的数据左移1位。当数据输入信号为ON时，新移进数据为1；当数据输入信号为OFF时，新移进数据为0；在复位出发信号为ON时，指定寄存器的内容清零。例18：梯形图助记符 功能： 若在X2为OFF状

61、态时X1闭合，则内部继电器的寄存器WR3（对应内部继电器R30至R3F）的内容左移一位。 若X0为ON，则将“1”移入R30；若X0为OFF，则将“0”移入R30。 若X2接通，则WR3的内容复位为0。图解过程X0为OFF，所以当X1上升沿到来时，向WR3中左移数据“0”。0移到最低位1移到最低位5）F119（LRSR）左/右移位寄存器指令F119（LRSR）：将指定寄存器区向左或向右移1位。例19：X0X1X2X3STX0STX1STX2STX3F119(LRSR)DT0DT9梯形图助记符 功能： 当左/右移位控制输入信号为ON时，进行左移；为ON时右移。 当移位输入从OFF变为ON时（复位

62、输入为OFF），由D1和D2指定的数据区（应保证所指定的D1、D2为相同类型的数据区，并且D1D2）左移或右移1位。 数据移位时，如果数据输入信号为ON，则向移位产生的空数据位（最高或最低位）中填充1；如果数据输入信号为OFF，则向移位产生的空位中填充0。 移出的数据位将被传输到特殊内部继电器R9009（进位标志）中。 如果复位输入为ON，则指定区域中的数据被清零。图解过程6.1.3基本控制指令基本控制指令可以根据控制系统的要求而改变程序的执行顺序和流程，产生跳转和循环。基本控制指令主要有结束指令ED、CNDE；主控继电器指令MC、MCE；跳转、循环指令JP、LOOP、LBL；子程序调用指令C

63、ALL、SUB、RET；步进控制指令NSTP、SSTP、CSTP、STPE；中断控制指令ICTL、INT、IRET等指令。1）结束指令ED：主程序结束指令。CNDE：条件结束指令。当触发信号接通时程序结束；否则，将继续执行该指令后面的程序。例20：梯形图助记符STX0ORY30AN/X1OTY30STX3CNDEED2）主控继电器指令MC（mastercontrol）：主控继电器开始指令。MCE（mastercontrolend）：主控继电器结束指令。功能：当预置触发信号接通时，执行MC和MCE之间的指令；当预置触发信号断开时；跳过MC和MCE之间的指令，执行MCE后面的指令。例21：梯形图助

64、记符说明：（1）MC指令不能直接从左母线开始，前面必须有触发信号。（2）MC和MCE必须成对使用，且位置不能颠倒。（3）同一对指令的编号必须相同，编号可以取031以内的任意整数。（4）主控指令对可以嵌套使用。（5）当程序不执行MC和MCE之间的指令时，处于MC和MCE之间的输出线圈和操作数如下所示：MC和MCE之间的程序中所有输出线圈（Y、R等）均处于断开状态。MC和MCE之间的程序中所有KP、SET和RST呈保持状态。计数器CT和左移寄存器SR保持原有经过值。MC和MCE之间的程序中所有TM复位。MC和MCE之间的微分指令无效。3）JP、LBL指令JP（jump）、LBL（lable）：当预

65、置触发信号接通时，跳转到与JP指令编号相同的LBL处。例22：梯形图助记符说明：（1）JP指令不能直接从左母线开始，前面必须有触发信号。（2）JP、LBL可以嵌套使用。（3）同一程序中可以使用多个编号相同的JP指令，编号可以取063之间的任意整数，但不能出现相同编号的LBL指令。（4）跳转指令不能从ED指令以前的程序跳转到ED指令之后的程序；不能在子程序或中断程序和主程序之间跳转；不能在步进程序区和非步进程序区之间跳转。（5）在执行JP指令期间，位于JP和LBL之间的指令不执行，所以它们之间的所有输出线圈断开；定时器复位；计数器的经过值和左移指令的移位寄存器的值保持。4）LOOP、LBL指令L

66、OOP、LBL：当预置触发信号接通时预置寄存器内容减1，若结果不为0，则跳转到与LOOP指令编号相同的LBL指令处，反复执行LOOP到LBL指令之间的程序，直到预置寄存器的值为0。LBL1STX0LOOP1DT0例23：梯形图助记符说明：（1）LOOP和LBL指令必须成对使用，且编号应相同。编号可以取063之间的任意整数。（2）LOOP指令不能之间从左母线开始，前面必须有触发信号。（3）LOOP、LBL可以嵌套使用。（4）跳转指令不能从ED指令以前的程序跳转到ED指令之后的程序；不能在子程序或中断程序和主程序之间跳转；不能在步进程序区和非步进程序区之间跳转。（5）在不执行LOOP指令期间，位于

67、LOOP和LBL之间的指令不执行，所以它们之间的所有输出线圈断开；定时器复位；计数器的经过值和左移指令的移位寄存器的值保持。5）子程序调用指令CALL：子程序调用指令，执行指定的子程序。SUB：子程序开始标志指令。RET：子程序结束并返回主程序。功能：当触发信号接通时，执行CALL指令，转到与CALL指令编号相同的子程序运行，子程序执行完毕，返回主程序并从CALL指令下一条指令继续运行。STX0CALL1EDSUB1RET例24：梯形图助记符说明：（1）子程序必须编写在ED指令后面，由子程序入口标志SUB开始，最后是RET指令，缺一不可。（2）子程序可以嵌套，但最多五层。6）步进控制指令SST

68、P（startstep）：步进程序开始指令。NSTP（nextstep）：激活指定的步进过程，并将当前包括该指令本身在内的步进过程复位（输出为OFF，定时器复位，计数器、移位寄存器和KP指令所用的位均保持原状态）。CSTP（clearstep）：复位指定的步进过程。STPE（stepend）：步进程序区结束指令。例25：梯形图助记符说明：（1）在一般梯形图区，由一条NSTP指令激发并进入步进区，而且该指令必须要有触发信号。步进程序区结束应有STPE指令。（2）步进程序区中，识别一个过程是从一个SSTP指令开始到下一个SSTP指令，或一个SSTP指令开始到STPE指令。（3）步进程序区中，不能使

69、用MC和MCE、JP和LBL、LOOP和LBL、ED和CNDE指令。（4）步进程序区中输出可以直接同左母线相连。（5）尽管每个步进程序是相对独立的，但是在各段程序中不能出现相同编号的输出继电器、内部继电器、定时器和计数器。步进程序还可以用于顺序控制，选择分支控制、并行分支控制，下面分别通过例题说明。例26：步进程序用于顺序控制梯形图例27：步进程序用于选择分支控制程序流程图梯形图例28：步进程序用于并行分支控制梯形图6.1.4条件比较指令比较指令和基本顺序指令中的ST、AN、OR类似，区别是前者的操作数是两个待比较的寄存器的值，后者的操作数是寄存器的位。功能：根据两个寄存器数值的比较结果执行S

70、T、AN、OR操作。例29：梯形图助记符例30：梯形图助记符例31：梯形图助记符6.2高级指令高级指令有统一的构成方式，指令都是有高级指令功能号、助记符和操作数三部分构成。说明：（1）高级指令不能直接从左母线开始，前面必须有触发信号。当触发信号接通时，每个扫描周期都执行一次高级指令。（2）如果要求高级指令在触发信号接通时执行一次，则可以在触发信号后接一个微分指令DF或DF/。高级指令按其功能分，有如下类型：数据传输指令；算术运算指令；逻辑运算指令；数据比较指令；数据转换指令；数据移位指令；位操作指令；特殊指令；6.2.1数据传输指令1）F0MV16位数据传输指令例32：梯形图助记符功能：当触发

71、信号R0接通时，将S指定的源操作数（数据寄存器DT10）中的内容传送到D指定的目的操作数（数据寄存器DT20）中。2）F1DMV32位数据传输指令例33：梯形图助记符功能：当触发信号R0接通时，将S指定的源操作数（数据寄存器DT11和DT10）中的内容传送到D指定的目的操作数（数据寄存器DT21和DT20）中。3）F2MV/16位数据求反传输指令例34：梯形图助记符功能：当触发信号R0接通时，将S指定的源操作数（DT11）的内容取反后传送到D指定的目的操作数（DT20）中。4）F5BTM位传输指令例35：梯形图助记符功能：当触发信号R0接通时，将S指定的源操作数（DT20）的第4位数据传送到D

72、指定的目的操作数（DT10）的第C（12）位上。图解过程：n的设定：5）F6DGT十六进制数据传输指令例36：梯形图助记符功能：当触发信号R0接通时，将S指定的数据寄存器DT10的十六进制的第0位的内容传送到D指定的数据寄存器DT20的十六进制的第0位。图解过程：n的设定：当n取不同数值时，十六进制数据的复制示例：6.2.2算术运算指令1）F20（）16位数据加法指令例37：梯形图助记符功能：当触发信号R0接通时，将S指定的操作数（DT1）中的内容和D指定的操作数（DT10）中的内容做加法，结果存放在D指定的操作数（DT10）中。即：2）F21（D+）32位数据加法指令例38：梯形图助记符功能

73、：当R0接通时，将DT1、DT0中的内容（32位）和DT11、DT10中的内容（32位）做加法，结果存放在DT11、DT10中。即：3）F22（）16位数据加法例39：梯形图助记符功能：当R0接通时，将DT10中的内容和DT20中的内容相加，结果存放在DT30中。即：4）F35（1）16位数据加1指令例40：梯形图助记符功能：当R0接通时，将DT0中的内容加1。即：5）F40（B+）4位BCD数据相加指令例41：梯形图助记符功能：当R0接通时，将S指定的4位BCD数和D指定的4位BCD数相加，结果存放在D指定的寄存器中。图解过程：6）F55（B+1）4位BCD数据加1指令例42：梯形图助记符功

74、能：当R0接通时，D指定的数据寄存器（DT0）中的4位BCD数据加1。图解过程：6.2.3逻辑运算指令1）F65WAN16位数据“与”运算指令例43：梯形图助记符功能：当R0接通时，将S1指定的操作数（DT10）中的内容和S2指定的操作数（DT20）中的内容做“与”运算，结果存放在D指定的目的操作数（DT30）中。图解过程：2）F66WOR16位数据“或”运算指令例44：梯形图助记符功能：当R0接通时，将S1指定的操作数（DT10）中的内容和S2指定的操作数（DT20）中的内容做“或”运算，结果存放在D指定的目的操作数（DT30）中。图解过程：3）F67XOR16位数据“异或”指令例45：梯形

75、图助记符功能：当R0接通时，将S1指定的操作数（DT10）中的内容和S2指定的操作数（DT20）中的内容做“异或”运算，结果存放在D指定的目的操作数（DT30）中。图解过程：6.2.4数据比较指令1）F60CMP16位数据比较指令例46：梯形图助记符功能：比较由S1和S2指定的两个16位数据。比较结果输出给特殊内部继电器R9009、R900A、R900B和R900C。 特殊内部继电器R9009、R900A、R900B和R900C与S1、S2的比较结果有如下关系：S1和S2的比较结果R900A（标志）R900B（=标志）R900C（标志）R9009（进位标志）有符号数比较S1S2ONOFFOFF

76、无符号数比较S1S2OFFOFF说明：在编程时，应确保标志继电器紧跟在比较指令的后面；为确保得到正确的结果，标志继电器前应使用与F60相同的触发信号。当用R9010做F60的触发信号时，标志继电器前的触发信号可省略。例47：梯形图6.2.5数据转换指令1）F80BCD16位二进制数转换为4为BCD码指令例48：梯形图助记符 功能：当触发器R0为ON时，将S指定的数据寄存器DT10中的内容转换为表示4位十进制的BCD码。转换数据存储于D指定的数据寄存器DT20中。图解过程：2）F81BIN4为BCD码转换为16位二进制数据指令。例49：梯形图助记符 功能：当触发器R0为ON时，将S指定的数据寄存

77、器DT10的内容转换为16位二进制数据。转换后的数据存储于D指定的数据寄存器DT20。图解过程：3）F84INV16位数据求反指令例50：梯形图助记符功能：当触发信号R20接通时，对D指定的16位数据的各位（0或1）求反。4）F91SEGT16位七段解码指令例51：梯形图助记符功能：当触发器R20为ON时，将数据寄存器DT0的内容转换为7段码显示的4数字位数据。转换数据存储于内部字继电器DT11和DT10。七段转换表图解过程：6.2.6数据移位指令1）F100SHR16位数据右移n位指令例52：梯形图助记符功能：当触发器R0为ON时，将数据寄存器DT0中数据右移4位。数据位3中的数据传输至特殊

78、内部继电器（进位标志）。图解过程：在这种情况下,DT0的高4位为0位址3的数据被传送到R9009(标志位)2）F120ROR16位数据循环右移指令例53：梯形图助记符功能：当触发器R0为ON时，将数据寄存器DT0中数据循环右移4位。数据位3中的数据传输至特殊内部继电器R9009(进位标志)。图解过程：6.2.7位操作指令1）F130BTS16位数据置位指令例54：梯形图助记符功能：当触发器R0为ON时，按照DT2中指定的数据位,将数据寄存器DT0中的对应数据位设置为ON。图解过程：当DT2=K7时, 操作结果如下:2）F132BTI16位数据位取反指令例55：梯形图助记符功能：当触发器R0为O

79、N时，按照DT2中指定的数据位,将数据寄存器DT0中的对应数据位反转。图解过程：当DT2=K7时, 操作结果如下:1第7章PLC的编程及应用7.1PLC的编程特点7.1.1梯形图与继电控制图的区别1）并行工作与串行工作2）软继电器与软接点继电控制图梯形图7.1.2梯形图的化简及变换在进行梯形图编程时，应注意到PLC的工作特点，对梯形图进行适当的化简和变换，以提高程序执行速度、减少存储空间。1）由于PLC采用循环扫描工作方式，扫描顺序是自上而下、自左向右。因此编程时，也应按此顺序，避免输入/输出滞后现象。输入/输出滞后2个扫描周期输入/输出滞后1个扫描周期2）对于有复杂逻辑关系的程序段，应按照先

80、复杂后简单的原则编程。这样可以减少存储空间。STX0ANX5STX1ORSANX2ANSSTX3ORSSTX4OTY0STX4ORX0ANX5OTY0ORX3ANX1ANX23）应避免出现无法编程的梯形图。触点处在垂直分支上或母线上的梯形图均无法编程，应按其逻辑关系做等效变换。7.2基本应用程序举例7.2.1自锁、互锁控制自锁控制互锁控制-1互锁控制-27.2.2报警程序控制要求：当控制系统发生故障时，能及时报警（警灯闪、警铃响）。操作人员发现后，按下响应开关，警灯常亮，警铃停响。故障排除，报警信号撤销，警灯灭。报警控制时序图报警控制梯形图7.2.3二分频程序此程序的功能：输出信号的频率是输入信号频率的1/2。PLC控制梯形图输入输出时序图7.2.4时间控制1）长延时程序梯形图时序图2）断电延时电路梯形图时序图7.2.5顺序控制1）用定时器实现顺序控制2）用移位指令实现7.3PLC控制系统的设计与应用电动机正、反转控制1）I/O分配：输入输出SB1：X0KM1：Y0SB2：X1KM2：Y1SB3：X22）画梯形图3）PLC外部接线图第8章FPWIN-GR编程软件介绍