第三章PLC基礎掌握PLC工作原理、結構特點。熟悉基本邏輯指令、順序控制指令及常用的功能指令。具備PLC應用系統(tǒng)設計初步能力。參考資料“可編程控制器原理及應用”鐘肇新華南理工大學出版社“可編程序控制器（PC）例題習題及實驗指導書”楊長能重慶大學出版社“可編程序控制器（PC）原理與應用”朱紹祥上海交通大學出版社“可編程序控制器應用技術”田瑞庭機械工業(yè)出版社三菱可編程控制器MELSEC-F使用手冊課程特點及學習要求特點：本課程實踐性很強，突出可編程控制器的應用。要求：掌握可編程控制器原理，從自動化產(chǎn)品的角度，了解其使用，包括產(chǎn)品選型，控制系統(tǒng)設計，安裝調(diào)試。認真做好每一次實驗。第三章可編程控制器概述可編程控制器的產(chǎn)生

可編程控制器（ProgrammableLogicController)簡稱PLC。自1969年第一臺PLC面世以來，已成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器。與機器人、CAD/CAM并稱為工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。

1968年美國通用汽車公司提出的替代繼電器控制系統(tǒng)的新型控制器的十項指標：1）編程簡單、現(xiàn)場可修改程序；2）維護方便、采用插件式結構；3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；4）體積小于繼電器控制系統(tǒng)；5）數(shù)據(jù)可以直接送入計算機；6）成本可與繼電器系統(tǒng)競爭；7）輸入可為市電；8）輸出可為市電，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等；9）通用性強、易于擴展；10）用戶存儲器大于4K。國際電工委員會（IEC）PLC的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC的特點

可靠性高，抗干擾能力強。編程直觀、簡單。環(huán)境要求低，適應性好。功能完善，接口功能強。PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)之比較，見P2表1-1PLC的分類按輸入（INPUT）和輸出（OUTPUT）點數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大型和超大型。按結構形式，分為：整體式和模塊式。PLC的應用和發(fā)展早期的PLC改造原有的繼電接觸器控制系統(tǒng)。廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中，如各種順序控制等。主要用于有大量開關量和少數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)。PLC的發(fā)展趨勢：1、小型化、專用化和低價格；2、大型、高速、多功能和分布式全自動網(wǎng)絡化。3-2PLC的組成與工作原理組成：中央處理單元（CPU）存儲器輸入輸出單元（I/O單元）電源單元編程器2-1外形的樣子PLC編程器7-1中央處理單元（CPU）通用微處理器；FX2系列采用可編程控制器使用的微處理器是16位的8096單片機。存儲器：包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存放系統(tǒng)管理程序。用戶存儲器存放用戶編制的控制程序。輸入輸出單元（I/O）：是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。輸入部件是開關、按鈕、傳感器等。輸出部件是電磁閥、接觸器、繼電器。輸入接口電路2-2輸出接口電路繼電器輸出**晶體管輸出晶閘管輸出2-3電源一般市電（220）直流24VPLC有24V（DC直流）輸出。編程器外圍設備利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器，檢查程序。

PLC工作原理工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當處于RUN狀態(tài)時，上述掃描周期不斷循環(huán)。掃描過程。圖2-19PLC掃描工作過程輸入處理程序執(zhí)行輸出處理2-20PLC的編程器件PLC內(nèi)部有許多具有不同功能的器件：輸入繼電器X、輸出繼電器Y、定時器T、計數(shù)器C、輔助繼電器M、狀態(tài)寄存器S等。為了區(qū)別實際的物理器件，上述PLC內(nèi)部的器件稱為軟元件。不同廠家、同一產(chǎn)家的不同型號的PLC的軟元件的數(shù)量、種類都不一樣。FX2可編程控制器編程器件輸入繼電器（X）

是PLC接收外部開關信號的接口，輸入繼電器常開觸點、常閉觸點使用次數(shù)不限。繼電器采用八進制編碼，X0--X177，最多128點。輸出繼電器（Y）Y0--Y177用來傳送信號到外部負載的元件。輸入繼電器常開觸點、常閉觸點使用次數(shù)不限。

輔助繼電器（M）

通用輔助型：M0-M499共500個

保持型：M500-M1023共524個

特殊型：M8000-M8255共256個狀態(tài)寄存器（S）

初始化用：S0-S9共10個回零狀態(tài)器：S10-S19

通用型：S20-S499共480個保持型：S500-S899共400個定時器（T0—T255）----時間繼電器常規(guī)定時器T0-T199：200個點100ms。設定范圍0.1—3276.7s。T200-T245：46個點10ms。設定范圍0.01—327.67s。計數(shù)器（C0—C255）通用型：C0-C99保持型：C100-C199指針（P/I）跳轉(zhuǎn)：分支指令，P0-P63，64點。中斷：I0□□-I8□□（共9個）數(shù)據(jù)寄存器（D）通用：D0-D199，200點。保持：D200-D511，312點。特殊：D8000-D8255（共256個）變址寄存器：V、Z（共2個）常數(shù)（K/H）K-十進制數(shù)；H-十六進制數(shù)

FX-20P簡易編程器的使用目的了解和熟悉FXON-40MR可編程控制器的外部結構和外接線方法。了解和熟悉編程器的使用方法。實驗裝置（略）實驗內(nèi)容程序的鍵入和讀出、簡單的編輯。三菱PLC介紹表3-1FX系列系統(tǒng)配置型號命名：P21基本技術性能表3-17表3-18第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計算的功率

Ps(PT)<pi軸功率P：壓縮機軸的輸入功率絕熱指示效率等溫指示效率機械效率總效率（絕熱、