电气控制与PLC复习ppt

一、常用低压电器常用低压电器第一节低压电器概述一、低压电器的定义和分类二、电磁式低压电器的基本结构和工作原理第二节接触器第三节继电器第四节开关电器第五节熔断器第六节主令电器第七节其它电器一、低压电器的定义和分类低压电器：通常是指在交流1000V、直流1200V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。高压电器：交流1000V以上、直流1200V以上。第一节概述二、电磁式低压电器的基本结构和工作原理1.电磁机构（感测部件）低压电器一般都有两个基本部分：感受部分和执行部分。２.触头系统（执行部件）用来接通和分断电路3.灭弧系统第二节接触器定义：是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其它大容量用电回路的自动控制电器。主要的控制对象是电动机。结构组成：电磁机构（线圈、铁心、衔铁）触点系统（主触头、辅助触头）灭弧装置分类：交流接触器、直流接触器接触器的电气符号文字符号：KM图形符号：线圈主触点辅助常开触点辅助常闭触点第三节继电器继电器的定义：是一类通过检测各种电量（电流、电压等）或非电量（温度、时间、速度、压力）的信号变化使触点动作，来接通或断开小电流控制电路的电器。广泛地用于电动机或线路保护及生产过程自动化控制。继电器与接触器的区别：继电器：用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。不分主、辅触点。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一般只能在电压作用下动作。有主、辅触点之分。普通电磁式继电器电压继电器电流继电器中间继电器中间继电器定义：在控制电路中起信号传递、放大等作用的继电器。文字符号：KA图形符号：吸引线圈常闭触点常开触点时间继电器定义：当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。用于将定时信号转换为开关信号，能够按设定时间开闭控制电路。分类:按延时方式分为通电延时和断电延时两种。热继电器热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进行过载保护和断相保护，以防止电动机过热损坏。文字符号：FR图形符号：发热元件常闭触头常开触头第四节开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统中，用做电源的隔离、电气设备的保护和控制。主要有刀开关、低压断路器等。刀开关文字符号：QS图形符号：单极三极刀熔开关低压断路器定义：低压断路器俗称为自动开关、空气开关，是一种既有手动开关作用，又能自动进行短路、过载、欠压保护的电器。文字符号：QF图形符号三极单极第五节熔断器作用熔断器串接在所保护电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。文字符号：FU图形符号：第六节主令电器自动控制系统中用于发布控制命令的电器称为主令电器。主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。主令电器种类繁多，按其作用可分为：•按钮•行程开关•接近开关•光电开关•万能转换开关文字符号：SB图形符号：常开触点SB常闭触点SB复合触点SB按钮的电气符号行程开关的电气符号文字符号：SQ电气符号：常开触点SQ常闭触点SQ二、异步电动机的控制2.1电气控制电路基本控制规律由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有自锁与互锁的控制、点动与连续运转的控制、多地联锁控制、顺序控制与自动循环的控制等。2.2三相异步电动机起动﹑停止控制电路直接起动减压起动三相异步电动机的同步转速600pf1n=min）r/(p123456n0/(r/min)300015001000750600500f1=50Hz时,不同极对数时的同步转速如下:同步转速1.直接起动供电变压器容量足够大小容量笼型电动机直接起动优点:电气设备少，线路简单缺点:起动电流大，引起供电系统电压波动2.三相笼型电动机减压起动三相笼型电动机减压起动限制起动电流缺点:虽可减小起动电流，但降低了起动转矩适用:空载或轻载起动定子绕组串电阻(或电抗器)起动星－三角形减压起动自耦变压器减压起动延边三角形起动三相笼型电动机的减压起动方法定子绕组串电阻减压起动控制线路按时间原则实现控制，依靠时间继电器KT延时动作来控制各电器元件的先后顺序动作正﹑反转控制电路正﹑反转自动循环电路2.5三相异步电动机正反转控制电路KMR鼠笼式电机的正反转控制(3)--双重联锁电气联锁KMFSB1KMFFRKMRKMRKMF机械联锁双保险机械联锁（复合按钮的常闭触头）电气联锁（接触器的常闭触头）~SBRSBF三、直流电机的控制励磁绕组获得电流的方式称作励磁方式。励磁方式分为他励、并励、串励和复励。a)b)c)d)a）他励b）并励c）串励d）复励励磁方式2、他励直流电动机的电路原理Ra3、他励直流电动机的起动aaaREUI=如直接加额定电压起动，Ia可能突增到额定电流的十多倍为了限制启动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻启动或降低电枢电压启动。4、他励直流电动机的制动（1）能耗制动（3）回馈制动（或称再生制动）（2）反接制动一、降低电枢端电压调速5、他励直流电动机的调速二、弱磁调速六、PLC概述§6.2PLC的定义和分类PLC的定义：可编程逻辑控制器（PLC）PLC的分类按结构形式分：一体化紧凑型PLC：电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子S7-200系列。标准模块式结构化PLC：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。按控制规模分类按PLC的控制规模分类,可以将PLC分为大型机、中型机和小型机。小型机的控制点一般在256点之内。中型机的控制点一般不大于2048点大型机的控制点一般多于2048点。§6.4PLC的结构PLC的硬件基本结构1.CPU中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢,由运算器和控制器组成,可以实现逻辑运算和数字运算、协调控制系统内部各部分的工作。PLC常用的CPU有通用微处理器、单片机、ARM等,按其处理数据的位数可分为4位、8位、16位和32位等。2.存储器存储器是PLC存放系统程序、用户程序和用户数据的存储区。系统程序是PLC中出厂内置的软件,类似于计算机中的ROM芯片；用户程序是用户根据各自工艺逻辑控制要求编写的专用程序。用户数据存储区主要用于存储系统运行中需要临时保存的数据、计算中间值结果及用户数据备份等。S7-200用EEPROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。3.输入输出接口4.I/O扩展接口5.通信接口6.电源PLC使用AC220V电源或DC24V电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC24V电源。PLC的软件系统1.PLC的系统软件PLC的软件由系统程序和用户程序组成。系统程序是由PLC生产商采用汇编语言编写的，生成机器语言固化于ROM型系统程序存储器中，用于控制PLC本身的运行,用户不能更改。2.PLC的用户程序用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是一般存放在指定的存储区内。3.PLC的编程语言IEC1131-3为PLC制定了5种标准的编程语言,包括图形化编程语言和文本化编程语言。图形化编程语言包括梯形图(LD,ladderdiagram)、功能块图(FBD,functionblockdiagram)、顺序功能图(SFC,sequentialfunctionchart)。文本化编程语言包括指令表(IL,instructionlist)和结构化文本(ST,structuredtext)。§6.6逻辑运算与PLC的工作原理1.PLC的操作模式RUN模式执行用户程序，“RUN”LED亮。STOP模式不执行用户程序，可以下载程序。2．PLC的循环扫描工作方式初始化后PLC循环不停地分5个阶段处理各种任务。每次循环的时间称为扫描周期。（1）读取输入外部输入电路接通时，对应的过程映像输入寄存器为ON(1状态)，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。反之过程映像输入寄存器为OFF(0状态）。（3）处理通信请求（4）CPU自诊断（5）改写输出（2）执行用户程序如果没有跳转指令，CPU逐条顺序地执行用户程序。执行程序时，对输入/输出的读写通常是通过过程映像输入/输出寄存器，而不是实际的I/O点。S7-200系列PLC的硬件系统1．硬件系统基本构成一、S7-200系列PLC的硬件系统2．主机结构及性能特点1）22X系列PLC主机(CPU模块)型号及外形CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226CPU226XM不同型号CPU的硬件配置S7-200系列PLC的内部资源及寻址方式1．软元件1）软元件（软继电器）软元件是PLC内部的具有一定功能的器件,由电子线路、寄存器和存储器单元等组成。2）软元件的地址●不同的软元件具有不同的功能，存储在不同的区域,给每个区域起个名称，如I、Q、AC、T等称为区域号；●每个区域中还有很多单元，每个单元又有唯一编号，称为区域内编号。★软元件的地址=区域号+区域内编号●每一个软元件的地址是唯一的，编程时只需给出软元件的地址，无需知道存储器的物理地址。●每一种PLC的软元件的种类和数量是有限的。3．软元件介绍（1）输入继电器（I）（2）输出继电器（Q）（3）通用辅助继电器（M）（4）特殊标志继电器（SM）（5）变量存储器（V）（6）局部变量存储器（L）（7）顺序控制继电器（S）（8）定时器（T）（9）计数器（C）（10）模拟量输入映像寄存器（AI）（11）模拟量输出映像寄存器（AQ）（12）高速计数器（HC）（13）累加器（AC）3．CPU存储区域的寻址方式1S7-200PLC的数据类型有四种：2）寻址方式●S7-200PLC的寻址方式◎直接寻址◎间接寻址●S7-200PLC直接寻址时软元件的地址格式：（1）位寻址格式A：软元件名称（区域号）X：字节地址Y：字节内的位地址：0～7（2）特殊器件的寻址格式●有一些元件采用特殊器件的寻址格式:※定时器（T）※计数器（C）※高速计数器（HC）※累加器（AC）地址包括：元件名称和编号,其格式:如:T2、C10、HC2、AC3(3)数据的寻址格式●S7-200PLC中数据地址包括：元件名称、数据类型和存储区域内的首字节地址。其格式：T：数据类型T按照数据长度划分,与有/无符号、整数/实数无关。X：首字节地址最高字节地址●输入继电器（I）●输出继电器（Q）●通用辅助继电器（M）●特殊标志继电器（SM）●变量存储器（V）●局部变量存储器（L）●顺序控制继电器（S）●模拟量输入映像寄存器（AI）●模拟量输出映像寄存器（AQ）可用数据格式进行寻址的软元件有：４.CPU存储区域的间接寻址●间接寻址：当对某个存储单元读写数据时,指令中给出的是数据地址的地址--地址指针。◆使用间接寻址方式存取数据的方法▲可以作为指针的元件有：●变量存储器（V）●局部变量存储器（L）●累加器（AC1、AC2、AC3）七、水塔水位自动控制基本指令包括基本逻辑指令，算术、逻辑运算指令，数据处理指令，程序控制指令等。（一）、基本位操作指令1、指令格式梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令操作数寻址范围：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等。位逻辑指令基本位操作指令格式LADSTL功能bitbitbitLDBIT、LDNBIT用于网络段起始的常开/常闭触点常开/常闭触点串联，逻辑与/与非指令常开/常闭触点并联，逻辑或/或非指令线圈输出，逻辑置位指令ABIT、ANBITOBIT、ONBIT=BIT3）A(And)：与操作指令，用于常开触点的串联。4）AN(AndNot)：与操作指令，用于常闭触点的串联。5）O(Or)：或操作指令，用于常开触点的并联。6）ON(OrNot)：或操作指令，用于常闭触点的并联。7）=(Out)：置位指令，线圈输出。1）LD(Load)：装载指令，用于常开触点与左母线连接，每一个以常开触点开始的逻辑行都要使