1、第12章 電氣自動(dòng)控制技術(shù)12.4 可編程控制器12.1 常用低壓控制電器12.2 電氣自動(dòng)控制線路12.3 控制線路的繪制及識(shí)圖常識(shí)本章要求：1. 了解常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、功能和用途。2. 掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3. 掌握過(guò)載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。4. 掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過(guò)程。能讀懂簡(jiǎn)單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制電路。5. 了解可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理。了解可編程控制器的幾種基本編程方法。熟悉常用的編程指令。學(xué)會(huì)使用梯形圖編制簡(jiǎn)單的程序。第12章 電氣自動(dòng)控制技術(shù) 應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱(chēng)為電力拖動(dòng)。利用繼電器、接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的控制和

2、保護(hù)，稱(chēng)為繼電接觸控制。 本章主要介紹幾種常用的低壓電器，基本的控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的典型線路。 實(shí)現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱(chēng)為控制電器，如刀閘、按鈕、繼電器、接觸器等。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號(hào)。第12章 電氣自動(dòng)控制技術(shù)12.1 常用控制電器12.1.1 組合開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān)又稱(chēng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，由數(shù)層動(dòng)、靜觸片組裝在絕緣盒而成的。動(dòng)觸點(diǎn)裝在轉(zhuǎn)軸上，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸使動(dòng)觸片與靜觸片接通與斷開(kāi)?？蓪?shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。圖12.1.1為用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)三相電動(dòng)機(jī)起?？刂频慕泳€圖。 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)中的彈簧可使動(dòng)、靜觸片快速斷開(kāi)，利于熄滅電弧。但轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的觸片通流能力有限，一般用于交流38

3、0V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開(kāi)關(guān)。M3圖 12.1.1 用組合開(kāi)關(guān)起停電動(dòng)機(jī)的接線圖12.1.2 按鈕(手動(dòng)切換電器)(b) 結(jié)構(gòu)按鈕常用于接通和斷開(kāi)控制電路。按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)如圖所示。按鈕開(kāi)關(guān)的外形和符號(hào)(a) 外形圖常閉觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開(kāi)靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)名稱(chēng)常閉按鈕(停止按鈕)常開(kāi)按鈕(起動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕1234123按鈕帽動(dòng)畫(huà)交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)12.1.3 接觸器用于頻繁地接通和斷開(kāi)大電流電路的開(kāi)關(guān)電器。(a) 外形(b) 結(jié)構(gòu)12. 1.3 接觸器用于頻繁地接通和斷開(kāi)大電流電路的開(kāi)關(guān)電器。M3線圈輔助觸點(diǎn)鐵心

4、銜鐵電源電機(jī)主觸點(diǎn)常閉常開(kāi)動(dòng)畫(huà)彈簧符號(hào)線圈KM 用于主電路 流過(guò)的大電流 (需加滅弧 裝置)用于控制電路流過(guò)的小電流 (無(wú)需加滅弧裝置)KM動(dòng)合(常開(kāi))輔助觸點(diǎn)動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM屬于同一器件的線圈和觸點(diǎn)用相同的文字表示接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。動(dòng)合(常開(kāi))主觸點(diǎn)KM常用的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。 如CJ10系列主觸點(diǎn)額定電流5、10、20、40、75、120A等數(shù)種；額定工作電壓通常是220V或380V。12.1.4 繼電器 繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于： 接觸器的主觸點(diǎn)可以通過(guò)大電流； 繼電器的體積和觸點(diǎn)容量

5、小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過(guò)小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。1. 電流及電壓繼電器電流繼電器：可用于過(guò)載或過(guò)載保護(hù)，電壓繼電器：主要作為欠壓、失壓保護(hù)。2. 中間繼電器 中間繼電器觸頭容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，用于控制線路。 通常用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來(lái)控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。(b) 符號(hào)KA線圈常開(kāi)觸頭KA常閉觸頭KA(a) 外形中間繼電器外形與符號(hào)3. 時(shí)間繼電器 是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。適用于定時(shí)控制+直流電磁式結(jié)構(gòu)圖阻尼銅套銜鐵工作原理：當(dāng)銜鐵未吸合時(shí)，磁路氣隙大，線圈電感小，通電后激磁電流很快建立，將銜

6、鐵吸合，繼電器觸點(diǎn)立即改變狀態(tài)。而當(dāng)線圈斷電時(shí)，鐵心中的磁通將衰減，磁通的變化將在銅套中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，阻止磁通衰減，當(dāng)磁通下降到一定程度時(shí)，銜鐵才能釋放，觸頭改變狀態(tài)。因此繼電器吸合時(shí)是瞬時(shí)動(dòng)作，而釋放時(shí)是延時(shí)的，故稱(chēng)為斷電延時(shí)。(1)直流電磁式 時(shí)間繼電器a) 通電延時(shí)繼電器b) 斷電延時(shí)繼電器KT線圈通電延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)KT通電延時(shí)斷開(kāi)常閉觸點(diǎn)KTKT線圈(b)符號(hào)斷電延時(shí)斷開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn)KT斷電延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)KT延時(shí)繼電器的外形與結(jié)構(gòu)(a) 外形(2) 空氣式延時(shí)繼電器通電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常開(kāi)觸頭 延時(shí)閉合 常閉觸頭 延時(shí)打開(kāi) 微動(dòng)開(kāi)關(guān)2微動(dòng)開(kāi)關(guān)1常開(kāi)觸頭

7、常閉觸頭線圈通電 銜鐵向下吸合 連桿動(dòng)作 觸頭動(dòng)作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動(dòng)鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔(2) 空氣式時(shí)間繼電器斷電延時(shí)的空氣式時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)示意圖常閉 延時(shí)閉合 常閉 延時(shí)斷開(kāi) 常開(kāi)觸頭常閉觸頭空氣式時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大(有 0.4 60 s 和0.4 180s兩種)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。時(shí)間繼電器的型號(hào)有JS7-A和JJSK2等多種類(lèi)型。12. 1.5 熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。熱繼電器外形與結(jié)構(gòu)(a) 外形(b) 結(jié)構(gòu) 發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)

8、。發(fā)熱元件杠桿12.1.5 熱繼電器工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。動(dòng)畫(huà)12.1.6 熔斷器符號(hào)FU熔斷器額定電流IF的選擇(1) 電燈、電爐等電阻性負(fù)載IF IL(3) 頻繁起動(dòng)的電機(jī)(2) 單臺(tái)電機(jī)用于低壓線路中的短路保護(hù)。 常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。12. 1.7 行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))(b)示意圖 結(jié)構(gòu)與按鈕類(lèi)似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊(a)外形圖ST常開(kāi)觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)ST(c) 符號(hào)行程開(kāi)關(guān)的外形符號(hào)可實(shí)現(xiàn)短路、過(guò)載、失壓保護(hù)。12.1.8 自動(dòng)空氣斷路器(自動(dòng)開(kāi)關(guān))鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)

9、閉合 過(guò)流 脫扣器 欠壓 脫扣器銜鐵釋放動(dòng)畫(huà)自動(dòng)空氣斷路器原理圖連桿裝置釋放彈簧 繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。 在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際位置，突出的是電氣原理。電器自動(dòng)控制原理圖的繪制原則及讀圖方法：1. 按國(guó)家規(guī)定的電工圖形符號(hào)和文字符號(hào)畫(huà)圖。2. 控制線路由主電路(被控制負(fù)載所在電路) 和控制電路 (控制主電路狀態(tài))組成。 3. 屬同一電器元件的不同部分(如接觸器的線圈和 觸點(diǎn))按其功能和所接電路的不同分別畫(huà)在不同 的電路中，但必須標(biāo)注相同的文字符號(hào)。4. 所有電器的圖形符號(hào)均按無(wú)電壓、無(wú)外力作用下 的正常

10、狀態(tài)畫(huà)出，即按通電前的狀態(tài)繪制。5. 與電路無(wú)關(guān)的部件(如鐵心、支架、彈簧等) 在控 制電路中不畫(huà)出。分析和設(shè)計(jì)控制電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：使控制電路簡(jiǎn)單，電器元件少，而且工作又要準(zhǔn) 確可靠 (2) 盡可能避免多個(gè)電器元件依次動(dòng)作才能接通另一 個(gè)電器的控制電路。(3) 必須保證每個(gè)線圈的額定電壓，不能將兩個(gè)線圈 串聯(lián)。熔斷器FU交流接觸器KM組合開(kāi)關(guān)Q按扭SBSB1SB235熱繼電器FRM342112.2 鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路1.直接起動(dòng)(a)結(jié)構(gòu)圖主電路控制電路12.2 鼠籠式電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的控制線路(1) 電路SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.保險(xiǎn)絲熱繼電器發(fā)熱元件開(kāi)關(guān)

11、接觸器主觸點(diǎn)起動(dòng)按鈕停止按鈕接觸器線圈接觸器輔助觸點(diǎn)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)動(dòng)畫(huà)(b)原理圖控制電路一、直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)SB1KMSB2FRKM FRKMFUQ3M.熱繼電器過(guò)載保護(hù)保險(xiǎn)絲短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)主電路控制電路電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器 FU和過(guò)流繼電器等。 欠壓是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱(chēng)自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和

12、欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。 過(guò)載保護(hù)是為防止三相電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中電流超過(guò)額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)和電流繼電器保護(hù)。KMFRKM.KMSB1SB2.控制電路合上開(kāi)關(guān)Q起動(dòng)(2) 控制原理KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動(dòng)按鈕SB2 , KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電轉(zhuǎn)動(dòng)KM主電路 FR3MFUQQ動(dòng)畫(huà)合上開(kāi)關(guān)Q(2) 控制原理FRKM.KMSB1SB2.控制電路KM輔助觸點(diǎn)閉合自鎖。按下起動(dòng)按鈕SB2 , KM線圈通電，KM主觸點(diǎn)閉合， 電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通電起動(dòng)KM轉(zhuǎn)動(dòng)主電路 FR3MFUQQ松開(kāi)起動(dòng)按鈕SB2 利

13、用自身輔助觸點(diǎn)，維持線圈通電的作用稱(chēng)自鎖自鎖(2) 控制原理FRKM.KMSB1SB2.控制電路通電主電路 FRFUQ3MQ轉(zhuǎn)動(dòng)KM自鎖停車(chē) 按下停止按鈕SB1 , KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開(kāi), 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，取消自鎖。(2) 控制原理轉(zhuǎn)動(dòng)停車(chē) 按下停止按鈕SB1 , KM線圈斷電KM主觸點(diǎn)斷開(kāi), 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。KM輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，取消自鎖。 停轉(zhuǎn)FRKM.KMSB1SB2.控制電路通電主電路 FRFUQ3MQ斷電KM去掉KM輔助觸點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。2. 既能長(zhǎng)期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路 按下起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開(kāi)起動(dòng)按鈕 ，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3的作用：(1) 使接觸器線

14、圈KM通電；(2) 使線圈KM不能自鎖。KMSB2FRKMSB1SB3復(fù)合按鈕2. 既能長(zhǎng)期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路KMSB2FRKMSB1SB3后閉合先斷開(kāi)按下SB3閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)時(shí)：自鎖觸點(diǎn)不起作用通電KMSB2FRKMSB1SB3先斷開(kāi)后閉合斷開(kāi)斷電2. 既能長(zhǎng)期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路松開(kāi)SB32. 既能長(zhǎng)期工作又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路KMSB2FRKMSB1SB3松開(kāi)SB3電機(jī)停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)用途:試車(chē)、檢修以及車(chē)床主軸的調(diào)整等。先斷開(kāi)后閉合斷開(kāi)斷電KM1FUQKM2M1M233.SBSB1KM1KM1SB2KM2KM2按SB1通電閉合再按SB2閉合通電閉合閉合1. 控制順序：M1起動(dòng)后M2才能

15、起動(dòng)。M2既不能單獨(dú)起動(dòng)，也不能單獨(dú)停車(chē)。M1轉(zhuǎn)動(dòng)3. 電機(jī)的順序控制M2轉(zhuǎn)動(dòng).動(dòng)畫(huà)M13這樣的順序控制是否合理？ 兩電機(jī)各自要有獨(dú)立的電源；這樣接，主觸頭(KM1)的負(fù)荷過(guò)重。KM1KM2M23思考KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1 例1：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2才能起動(dòng)；停車(chē)時(shí): M2停車(chē)后M1才能停車(chē)。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？起動(dòng)：通電通電閉合閉合SBKM1FR1 例：兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆

16、積在運(yùn)輸機(jī)上，要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止：起動(dòng)時(shí): M1起動(dòng)后 M2才能起動(dòng)；停車(chē)時(shí): M2停車(chē)后M1才能停車(chē)。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制？KM2SBKM2FR2KM1停止：斷電斷電斷開(kāi)斷開(kāi)12.3 鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路 將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根線對(duì)調(diào)一下，即可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 需要用兩個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。 當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 SBF和SBR決不允許同時(shí)按下，否則造成電源兩相短路。正反轉(zhuǎn)的控制線路3MFRFU正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)KMR動(dòng)畫(huà)KMFKMF.KMRFRQKMFSB.SBFKMF正轉(zhuǎn)接觸器正轉(zhuǎn)按鈕 正反轉(zhuǎn)控

17、制電路必須保證正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)接觸器不能同時(shí)動(dòng)作。反轉(zhuǎn)接觸器SBRKMRKMR.反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)按下SBFSBKMF 在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)接觸器只允許一個(gè)通電工作的控制作用，稱(chēng)為“聯(lián)鎖”?！奥?lián)鎖”觸點(diǎn)利用接觸器的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱(chēng)電氣聯(lián)鎖。 缺點(diǎn)： 改變轉(zhuǎn)向時(shí)必須先按停止按 鈕。解決措施：在控制電路中加入機(jī)械連鎖。KMRSBFKMFKMFSBRKMRKMR.通電斷開(kāi)斷電電機(jī)正轉(zhuǎn)閉合機(jī)械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖利用復(fù)合按鈕的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制稱(chēng)機(jī)械聯(lián)鎖。鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMRKMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先

18、斷開(kāi)斷電閉合通電斷開(kāi)停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機(jī)反轉(zhuǎn)12.4 行程控制自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：1. 能正向運(yùn)行也能 反向運(yùn)行2. 到位后能自動(dòng)返 回行程控制： 控制某些機(jī)械的行程，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)一定行程位置時(shí)利用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。STaSTb電機(jī)正程限位開(kāi)關(guān)STaSTb逆程STaSTb前進(jìn)(正轉(zhuǎn)）后退12按SBF時(shí)KMF通電(其常閉斷開(kāi)， 常開(kāi)閉合)KMF斷電KMR通電行程開(kāi)關(guān)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：擋塊動(dòng)畫(huà)電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)預(yù)定位置，擋塊1撞擊STbSBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR停止正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn)(工作臺(tái)后退)12. 5 時(shí)間控制1. Y 換接起動(dòng)控制線路Y接法 KM3 KM1FU

19、Q接法動(dòng)畫(huà).SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2KM2通電通電.SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時(shí)繼電器通電延時(shí)斷開(kāi)復(fù)合按鈕起動(dòng)過(guò)程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接常閉斷開(kāi)常開(kāi)閉合常閉延時(shí)斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)Y接起動(dòng)常閉斷開(kāi)常開(kāi)閉合自鎖KT通電KM3通電通電瞬時(shí)閉合KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接KT通電起動(dòng)過(guò)程：按SB2KM1通電KM2斷電繞組Y接KM2斷電常閉斷開(kāi)常開(kāi)閉合常閉延時(shí)斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)Y接起動(dòng)常閉斷開(kāi)常開(kāi)閉合自鎖KM3通電通電通電.

20、SB1.SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電松開(kāi)SB2, 電機(jī)仍處于Y 接起動(dòng)狀態(tài)。KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時(shí)繼電器通電延時(shí)斷開(kāi)KM1斷電常開(kāi)斷開(kāi)常閉閉合當(dāng) KT 常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)時(shí)斷電復(fù)合按鈕KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時(shí)繼電器通電延時(shí)斷開(kāi)復(fù)合按鈕斷電KM1斷電常開(kāi)斷開(kāi)常閉閉合當(dāng) KT 常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)時(shí)通電斷電KM2通電常閉斷開(kāi)KM

21、3斷電常閉閉合繞組 接Y接斷開(kāi)KM1接通電源KM2繞組聯(lián)接KM3繞組Y聯(lián)接通電通電SB1SB2KTKM1KM3KM2KM3KM1KM1KTKM2KTKM2通電斷電通電延時(shí)繼電器通電延時(shí)斷開(kāi)復(fù)合按鈕KM1斷電常開(kāi)斷開(kāi)常閉閉合當(dāng) KT 常閉觸點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)時(shí)通電斷電KM2通電常閉斷開(kāi)KM3斷電常閉閉合繞組 接Y接斷開(kāi)通電電機(jī)接運(yùn)行KM1通電2. 鼠籠式電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路斷電延時(shí)繼電器直流電源斷電延時(shí)斷開(kāi).SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2.KM2FU23MFRKM1QFU1動(dòng)畫(huà)正常運(yùn)行：按SB2KM1通電KM1主觸點(diǎn)閉合電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)常開(kāi)閉合 自鎖常閉斷開(kāi)KM2 斷電KT通電, 常開(kāi)閉合K

22、M1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始KT控制切斷直流電源時(shí)間斷電延時(shí)斷開(kāi)通電通電斷電斷電延時(shí)繼電器SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始KT控制切斷直流電源時(shí)間通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電延時(shí)斷開(kāi)制動(dòng)時(shí)：按SB1KM1斷電KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)電機(jī)脫離三相電源常開(kāi)斷開(kāi)常閉閉合斷電KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始KT控制切斷直流電源時(shí)間斷電延時(shí)斷開(kāi)通電通電斷電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電通電斷電KT斷電KM2通電制動(dòng)開(kāi)始制動(dòng)時(shí)：按SB1KM1斷電KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)電機(jī)脫離三

23、相電源常閉閉合常開(kāi)斷開(kāi)KM1接通電機(jī)電源KM2接通直流電源制動(dòng)開(kāi)始KT控制切斷直流電源時(shí)間通電通電通電SB1KM1SB2FRKM1KTKTKM1KM2斷電斷電KT斷電KM2通電制動(dòng)開(kāi)始制動(dòng)時(shí)：按SB1KM1斷電KM1主觸點(diǎn)斷開(kāi)電機(jī)脫離三相電源常閉閉合常開(kāi)斷開(kāi)延時(shí)KT觸點(diǎn)斷開(kāi)KM2斷電制動(dòng)結(jié)束斷電延時(shí)斷開(kāi)斷電正反轉(zhuǎn)控制線路3MFRFUQ.KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR 下圖所示的鼠籠式電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路中有幾處錯(cuò)誤，請(qǐng)改正之。12.4 可編程控制器12.4.1可編程控制器概述1.定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子操作系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，它采

24、用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制器系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體和易于擴(kuò)充其功能的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)2. 可編程控制器的發(fā)展：它的起源可以追溯到60年代，美國(guó)通用汽車(chē)公司為了適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)不斷翻新的需要，對(duì)生產(chǎn)線上的控制設(shè)備提出了新的要求，為此研制了第一臺(tái)可編程控制器用于生產(chǎn)線上，通過(guò)改變存儲(chǔ)在里面的指令的方法來(lái)改變生產(chǎn)線的控制流程，從而提供了繼電器控制系統(tǒng)無(wú)法比擬的靈活性。但這一時(shí)期它主要是代替繼電器系統(tǒng)完成順序控制，雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想

25、，實(shí)際只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱(chēng)為可編程邏輯控制器 簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logical Controller）。 進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，可以進(jìn)行模擬量控制、位置控制，特別是遠(yuǎn)程通訊功能的實(shí)現(xiàn)，易于實(shí)現(xiàn)柔性加工和制造系統(tǒng)，因此將其稱(chēng)為可編程控制器（Programmable Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PC ,但為了與個(gè)人電腦PC相區(qū)別，仍將其稱(chēng)為PLC。PLC已被稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。 目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。

26、 各種PLC的具體結(jié)構(gòu)雖然多種多樣，但其結(jié)構(gòu)和工作原理大同小異，都是以微處理器為核心的電子電氣系統(tǒng)。PLC各種功能的實(shí)現(xiàn)，不僅基于其硬件的作用，而且要靠其軟件的支持。 PLC內(nèi)部主要由主機(jī)、輸入 /輸出接口、電源、編程器、擴(kuò)展接口和外部設(shè)備接口等幾部分組成。12.4.2 可編程控制器的工作原理1. 可編程控制器的結(jié)構(gòu)及各部分的作用模擬量輸入行程開(kāi)關(guān)繼電器觸點(diǎn)各種開(kāi)關(guān)傳感器CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用光電隔離裝置繼電器、可控硅、晶體管電路編程器打印機(jī)計(jì)算機(jī)(1) 主機(jī) CPU是PLC的核心，一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作

27、。它就是我們常說(shuō)的電腦芯片。(1) 運(yùn)行用戶(hù)程序。(2) 監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)。(3) 作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 主機(jī)部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器：主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對(duì)用戶(hù)程序作編譯處理的程序。系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶(hù)不能更改。 用戶(hù)程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：主要存放用戶(hù)編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)、中間結(jié)果。 內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類(lèi)：一類(lèi)是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，另一類(lèi)是用戶(hù)程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(2) 輸入/輸出(I/O)接口 輸入接口用于接收輸入設(shè)備（如：按鈕、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等）的控制信號(hào)。 輸出接口用于將經(jīng)主機(jī)處理過(guò)的結(jié)果通過(guò)輸出電路去驅(qū)動(dòng)輸

28、出設(shè)備（如:接觸器、電磁閥、指示燈等）。(3) 電源 電源指為CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配備的直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(4) 編程器 編程器是PLC很重要的外部設(shè)備，它主要由鍵盤(pán)、顯示器組成。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩類(lèi)。小型PLC常用簡(jiǎn)易編程器，大、中型PLC多用智能編程器。編程器的作用是編制用戶(hù)程序并送入PLC程序存儲(chǔ)器。利用編程器可檢查、修改、調(diào)試用戶(hù)程序和在線監(jiān)視PLC工作狀況。現(xiàn)在許多PLC采用和計(jì)算機(jī)聯(lián)接，并利用專(zhuān)用的工具軟件進(jìn)行編程或監(jiān)控。(6) 外部設(shè)備接口 I/O擴(kuò)展接口用于將擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)擴(kuò)展單元與基本單元（即主機(jī)）聯(lián)接在一起。(5) 輸入輸出擴(kuò)展接口

29、此接口可將編程器、打印機(jī)、條形碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相連。2. 可編程控制器的工作原理 PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個(gè)過(guò)程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段，整個(gè)過(guò)程掃描并執(zhí)行一次所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀寫(xiě)輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新輸入端子輸入鎖存器輸入狀態(tài)寄存器輸出鎖存器輸出狀態(tài)寄存器輸出端子程序執(zhí)行讀讀寫(xiě)一個(gè)掃描周期2. 可編程控制器的工作原理 PLC采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的工作方式，這個(gè)過(guò)程可分為輸入采樣，程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段，整個(gè)過(guò)程掃描并執(zhí)行一次所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。(1

30、) 輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，以掃描方式順序讀入所有輸入端的通/斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)，并將此狀態(tài)存入輸入狀態(tài)寄存器，即輸入刷新。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入。(2) 程序執(zhí)行階段 PLC在執(zhí)行階段，按先左后右，先上后下的步序，執(zhí)行程序指令。其過(guò)程如下：從輸入狀態(tài)寄存器和其它元件狀態(tài)寄存器中讀出有關(guān)元件的通/斷狀態(tài)，并根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)的狀態(tài)寄存器中。(3) 輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，將各物理繼電器對(duì)應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存器的通/斷狀態(tài)，在輸出刷新階段轉(zhuǎn)

31、存到輸出寄存器，去控制各物理繼電器的通/斷，這才是PLC的實(shí)際輸出。 由PLC的工作過(guò)程可見(jiàn)， 在PLC的程序執(zhí)行階段，即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)立即改變，要等到下一個(gè)周期輸入處理階段才能改變。暫存在輸出狀態(tài)寄存器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束，CPU集中將這些輸出信號(hào)全部輸出給輸出鎖存器，這才成為實(shí)際的CPU輸出。因此全部輸入、輸出狀態(tài)的改變就需要一個(gè)掃描周期，換言之，輸入、輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期。3. 可編程控制器的主要技術(shù)性能(1) I/O點(diǎn)數(shù) 指PLC外部輸入和輸出端子數(shù)。(2) 用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量 用來(lái)衡量PLC所能存儲(chǔ)用戶(hù)程序的多少。(3) 掃描速度 指掃

32、描1000步用戶(hù)程序所需的時(shí)間，以ms/千步為單位。(4) 指令系統(tǒng)條數(shù) 指PLC具有的基本指令和高級(jí)指令的種類(lèi)和數(shù)量。種類(lèi)數(shù)量越多，軟件功能越強(qiáng)。(5) 編程元件的種類(lèi)和數(shù)量 編程元件指：輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用“字”寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。其種類(lèi)和數(shù)量是衡量PLC的一個(gè)指標(biāo)。代表字母 元件名稱(chēng) 編號(hào)范圍 輸入繼電器 輸出繼電器 輔助繼電器 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 通用“字”寄存器 XYRTCWRX0XF 共16點(diǎn)Y0Y7 共8點(diǎn)R0R62F 共1008點(diǎn)T0T99 共100點(diǎn)C100C143 共44點(diǎn)WR0WR62 共63個(gè)FP1C24編程元件的表示形

33、式及編號(hào)范圍4. 可編程控制器的主要功能和特點(diǎn)(1) 主要功能開(kāi)關(guān)邏輯控制定時(shí)/計(jì)數(shù)控制步進(jìn)控制數(shù)據(jù)處理過(guò)程控制運(yùn)動(dòng)控制通信聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換(2) PLC的主要特點(diǎn)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。由于采用大規(guī)模集成電路和微處理器，使系統(tǒng)器件數(shù)大大減少，并且在硬件的設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中采取了一系列隔離和抗干擾措施，使它能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，具有很高的可靠性。編程簡(jiǎn)單，使用方便。通用性好，具有在線修改能力。PLC硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以靈活地組態(tài)以適應(yīng)不同的控制對(duì)象，控制規(guī)模和控制功能的要求。且可通過(guò)修改軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)在線修改的能力，因此其功能易于擴(kuò)展，具有廣泛的工業(yè)通用性?？s短設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)的

34、周期，維護(hù)容量。目前PLC產(chǎn)品朝著系列化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，只需根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，選用相應(yīng)的模塊進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，同時(shí)用軟件編程代替了繼電控制的硬連線，大大減輕了接線工作，同時(shí)PLC還具有故障檢測(cè)和顯示功能，使故障處理時(shí)間縮短。體積小，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。12.2 可編程控制器的程序編制12.2.1 可編程控制器的編程語(yǔ)言 同其它電腦裝置一樣，PLC的操作是依其程序操作進(jìn)行的，而程序是用程序語(yǔ)言表達(dá)的，并且表達(dá)的方式多種多樣，不同的生產(chǎn)廠家，不同的機(jī)種，采用的表達(dá)方式不同，但基本上可歸納為：梯形圖語(yǔ)言語(yǔ)句表語(yǔ)言布爾代數(shù)語(yǔ)言流程圖語(yǔ)言目前常用1. 梯形圖 是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種圖形語(yǔ)言。它繼承了繼電器