習(xí)題課-電氣11級-重修第一頁，共91頁。電氣控制及PLC技術(shù)電氣工程學(xué)院自動化系楊霞2014年4月第二頁，共91頁。3電氣控制及PLC技術(shù)習(xí)題課

講解內(nèi)容：常用低壓電器和典型控制線路PLC基礎(chǔ)、組成、原理PLC的指令系統(tǒng)PLC的編程語言和方法習(xí)題練習(xí)第三頁，共91頁。4常用低壓電器1.基本的起、保、停繼電--接觸器控制及組成器件:接觸器和按鈕。2.自動控制開關(guān)：行程開關(guān)、各種繼電器(熱繼電器、時間繼電器、速度繼電器等）。3.開關(guān)和保護器件：刀開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器。接觸器：自動接通或斷開大電流電路的電器。它可以頻繁地接通或分斷交直流電路，并可實現(xiàn)遠距離控制。繼電器：繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸點可以通過大電流，而繼電器的觸點只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。熱繼電器：主要用于電力拖動系統(tǒng)中電動機負載的過載保護。熔斷器：是一種簡單而有效的保護電器，在電路中主要起短路保護作用。低壓斷路器：也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分斷負載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機。它功能相當于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護電器。

第四頁，共91頁。5起保?？刂凭€路、多地點控制線路；掌握三相異步電動機基本控制環(huán)節(jié)：起動、正反轉(zhuǎn)、制動電氣控制電路。三相異步電動機按順序工作的連鎖控制線路；起動控制電路：如星形—三角形降壓起起動線路；制動控制線路：如三相籠型異步電動機反接制動控制電路；工作臺往復(fù)運動控制線路。

典型控制線路第五頁，共91頁。6典例1：電動機起保停控制電路

習(xí)題課第六頁，共91頁。7典例2：電動機可逆運行控制電路

習(xí)題課第七頁，共91頁。8典例3：電動機多地點控制線路習(xí)題課第八頁，共91頁。9典例4-1：兩臺電動機順序起逆序?？刂齐娐?/p>

習(xí)題課第九頁，共91頁。10典例4-2：三臺電動機順序起逆序?？刂齐娐?/p>

習(xí)題課第十頁，共91頁。11典例5：星形—三角形降壓起動控制電路

習(xí)題課第十一頁，共91頁。12典例6：電動機可逆運行自動往返控制電路

習(xí)題課第十二頁，共91頁。13典例7：電動機反接制動控制電路

習(xí)題課第十三頁，共91頁。典例8：動力頭滑臺鉆孔加工電器自動控制線路

習(xí)題課第十四頁，共91頁。分析：（一）工作：1.合刀開關(guān)QS；2.按下啟動按鈕SB1；接觸器線圈KM1上電，進給，到SQ1切換狀態(tài)，KM2得電，KM1失電復(fù)位；返回，到SQ2切換，循環(huán)往復(fù)。（二）保護：1.短路保護FU；2.過載保護FR；3.自鎖、互鎖保護；4.PE接地保護；5.欠壓保護（接觸器）。典例9：行程控制實現(xiàn)工作臺自動往復(fù)運動控制線路習(xí)題課第十五頁，共91頁。夾緊放松典例10：橫粱自動夾緊控制線路習(xí)題課第十六頁，共91頁。典例11：單按鈕控制一臺電機的起動、運行和停止習(xí)題課第十七頁，共91頁。18PLC的產(chǎn)生、定義、發(fā)展過程、特點、功能、使用方法及PLC的應(yīng)用狀況和發(fā)展趨勢。PLC硬件組成、軟件組成、工作原理及主要性能技術(shù)指標、使用設(shè)計步驟?；局噶詈蛻?yīng)用指令，程序執(zhí)行控制類指令及指令構(gòu)成。S7-200系列PLC數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件（內(nèi)部資源）11個。

PLC的梯形圖：要素4個，連接原則。PLC基礎(chǔ)、組成、原理第十八頁，共91頁。19PLC的基本位邏輯關(guān)系語句指令（9個：符號、梯形圖程序繪法、工作原理，時序圖）PLC特殊輸出類語句指令：定時器指令、計數(shù)器指令、比較指令、程序控制類指令。

程序控制類指令主要包括：系統(tǒng)控制（END、STOP、WDR指令）、跳轉(zhuǎn)（JMP/LBL指令）、循環(huán)（FOR/NEXT指令）、子程序調(diào)用（CALL指令）和順序控制（SCR/SCRT/SCRE指令）等指令。另：空操作指令（NOP），邏輯取反指令（NOT）。PLC的功能類指令（自學(xué)）PLC的指令系統(tǒng)第十九頁，共91頁。20PLC編程語言是多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的PLC產(chǎn)品采用的編程語言的表達方式也不相同，但基本上可歸納兩種類型：

一是采用字符表達方式的編程語言，如語句表等；

二是采用圖形符號表達方式編程語言，如梯形圖等。

1.梯形圖語言(LAD)2.語句表語言（STL）

3.功能塊圖(FBD)4.順序功能表圖（SFC）

5.高級語言

PLC程序設(shè)計常用的方法：主要有經(jīng)驗設(shè)計法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設(shè)計法、邏輯設(shè)計法等。PLC的編程語言和方法第二十頁，共91頁。21習(xí)題1．梯形圖邏輯關(guān)系分析：當下圖中各輸入繼電器都為1時，Q0.1和Q0.2各為何值？答：Q0.1=1Q0.2=0習(xí)題課第二十一頁，共91頁。22習(xí)題2．梯形圖邏輯關(guān)系分析：當下圖中各輸入繼電器都為1時，Q0.1和Q0.2各為何值？

答：I0.0=1時Q0.1=1Q0.2=1；I0.1=1時Q0.1=0Q0.2=0

習(xí)題課第二十二頁，共91頁。23習(xí)題3．梯形圖邏輯關(guān)系分析：下面梯形圖程序，當輸入繼電器I0.0~I0.3分別接通，程序輸出結(jié)果如何？

答：當I0.0接通時，Q0.0有輸出，若I0.1接通，執(zhí)行END指令，終止用戶程序，并返回主程序的起點。接通I0.2，則Q0.1有輸出，若將I0.3接通，則執(zhí)行STOP指令，立即終止程序執(zhí)行，CPU轉(zhuǎn)為STOP方式。

習(xí)題課第二十三頁，共91頁。24習(xí)題4-1．梯形圖邏輯關(guān)系分析：下面梯形圖程序完成的是定時器擴展，問I0.0=1后，經(jīng)多少時間Q0.0=1？

答：3000s+600s=3600s

習(xí)題課第二十四頁，共91頁。25習(xí)題4-2．梯形圖邏輯關(guān)系分析：下面梯形圖程序完成的是定時器擴展，問I0.0=1后，經(jīng)多少時間Q0.0=1？

答：60s×60=3600s

習(xí)題課第二十五頁，共91頁。26習(xí)題5．梯形圖邏輯關(guān)系分析：下面梯形圖程序完成的是計數(shù)器擴展，問I0.1接通多少次，Q0.0=1？

答：100×2000次=200000次習(xí)題課第二十六頁，共91頁。27答案:首先：network2Q0.0其次：network3Q0.1最后：network1Q0.2習(xí)題6．PLC工作原理分析：當I0.0為高電平后，其余元件：Q0.0、Q0.1、Q0.2得電的順序。

習(xí)題課第二十七頁，共91頁。28習(xí)題7．梯形圖程序執(zhí)行步數(shù)分析：為了減少編程步數(shù)，縮短程序掃描時間，須遵循“頭重腳輕”。

（a）沒有遵循“頭重腳輕”，5步（b）遵循“頭重腳輕”，4步習(xí)題課

第二十八頁，共91頁。29LDI0.1LDI0.2LDI0.3AI0.4OLDALD=Q0.1LDI0.3AI0.4OI0.2AI0.1=Q0.1習(xí)題8．梯形圖程序執(zhí)行步數(shù)分析：為了減少編程步數(shù)，縮短程序掃描時間，須遵循“左重右輕”。

（a）沒有遵循“左重右輕”，7步（b）遵循“左重右輕”，5步習(xí)題課第二十九頁，共91頁。30習(xí)題9．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課注意：第三十頁，共91頁。31網(wǎng)絡(luò)1LDI0.0OI0.1ONM0.0=Q0.0網(wǎng)絡(luò)2LDNQ0.0AI0.2OM0.1ANI0.3OM0.2=M0.1習(xí)題10．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課第三十一頁，共91頁。32LDI0.0OI0.1LDI0.2AI0.3LDI0.4ANI0.5OLDOI0.6ALDONI0.7=Q0.0梯形圖語句表習(xí)題11．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課第三十二頁，共91頁。33LDI0.0//裝載常開觸點LPS//壓入堆棧LDI0.1//裝載常開觸點OI0.2//或常開觸點ALD//塊與操作=Q0.0//輸出線圈LRD//讀棧LDI0.3//裝載常開觸點OI0.4//或常開觸點ALD//塊與操作=Q0.1//輸出線圈LPP//出棧AI0.5//與常開觸點=Q0.2//輸出線圈習(xí)題12．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課第三十三頁，共91頁。34LD

I0.0O

Q0.0AN

I0.1LDNI0.2O

Q0.2A

I0.3LDNI0.4A

I0.5OLDALDOI0.6=Q0.3習(xí)題13．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課第三十四頁，共91頁。35LDI0.7ANI0.6LDI0.3ONI0.1AM0.1OLDLDI0.5AI0.3OI0.4ALDONM0.2=Q0.4習(xí)題14．梯形圖程序與語句表指令形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課第三十五頁，共91頁。36習(xí)題15．梯形圖程序與語句表

形式相互轉(zhuǎn)換

習(xí)題課LD I0.1AN T37LDN M0.1AN T37OI0.2NOTOLDLD M0.0O M0.1ALDO M0.0=

M0.0TON T37,100AN T37S M0.1,1R M0.0,1LD M0.0EULD M0.1EDLD I0.0O SM0.1CTUD C1,+1000LDW<= C1,+100= Q0.0LDW>= C1,+900= Q0.1LD C1= Q0.2第三十六頁，共91頁。37習(xí)題課習(xí)題16．時序圖分析：已知I0.0波形，分析Q0.0的時序圖。

第三十七頁，共91頁。38習(xí)題課習(xí)題17．時序圖分析：已知I0.0波形，分析Q0.0的時序圖。

第三十八頁，共91頁。39習(xí)題課習(xí)題18．時序圖分析：已知I0.0波形，分析Q0.0的時序圖。

第三十九頁，共91頁。40習(xí)題18．時序圖分析：已知I0.0波形，分析Q0.0的時序圖。

習(xí)題課二分頻電路程序第四十頁，共91頁。41延時接通延時斷開習(xí)題課習(xí)題19-1．時序圖分析：Q0.1延時接通/斷開撥動開關(guān)第四十一頁，共91頁。42延時接通延時斷開習(xí)題課習(xí)題19-2．時序圖分析：Q0.1延時接通/斷開第四十二頁，共91頁。43亮3S滅2S習(xí)題課習(xí)題20-1．時序圖分析：閃爍電路撥動開關(guān)第四十三頁，共91頁。44亮3S滅2S習(xí)題課習(xí)題20-2．時序圖分析：閃爍電路第四十四頁，共91頁。45亮3S滅2S習(xí)題課習(xí)題20-3．時序圖分析：閃爍電路第四十五頁，共91頁。習(xí)題課習(xí)題20-4．時序圖分析：閃爍電路(某設(shè)備要實現(xiàn)一個報警控制功能,當報警信號成立(BJ=ON)時,一方面蜂鳴器鳴叫,另一方面,警燈閃爍,閃爍方式為:亮2s,滅1s,警燈閃爍3次后,自動停止報警。)第四十六頁，共91頁。習(xí)題課習(xí)題20-5．時序圖分析：閃爍電路(某設(shè)備要實現(xiàn)一個報警控制功能,當報警信號成立(BJ=ON)時,一方面蜂鳴器鳴叫,另一方面,警燈閃爍,閃爍方式為:亮2s,滅1s,警燈閃爍3次后,自動停止報警。)第四十七頁，共91頁。1、采用正跳變指令實現(xiàn)的方法（一）習(xí)題課習(xí)題21-1．單按鈕控制啟動/停止方法第四十八頁，共91頁。1、采用正跳變指令實現(xiàn)的方法（二）習(xí)題課習(xí)題21-2．單按鈕控制啟動/停止方法第四十九頁，共91頁。2、采用正跳變指令和置位/復(fù)位指令（一）習(xí)題課習(xí)題21-3．單按鈕控制啟動/停止方法第五十頁，共91頁。2、采用正跳變指令和置位/復(fù)位指令（二）習(xí)題課習(xí)題21-4．單按鈕控制啟動/停止方法第五十一頁，共91頁。3、采用計數(shù)器實現(xiàn)的方法（一）習(xí)題課習(xí)題21-5．單按鈕控制啟動/停止方法第五十二頁，共91頁。3、采用計數(shù)器實現(xiàn)的方法（二）習(xí)題課習(xí)題21-6．單按鈕控制啟動/停止方法第五十三頁，共91頁。54時序圖KM△

Q0.2KM1

Q0.0SB2

I0.1SB1

I0.02s梯形圖輸入信號信號元件及作用I0.0I0.1SB1：正轉(zhuǎn)SB2：停止輸出信號控制對象及作用Q0.0Q0.2Q0.3KM1KM△KMYKMY

Q0.3習(xí)題課習(xí)題22-1．時序圖梯形圖設(shè)計：Y/△降壓起動運行星角第五十四頁，共91頁。55時序圖KM△

Q0.2KM1

Q0.0SB2

I0.1SB1

I0.02s輸入信號信號元件及作用I0.0I0.1SB1：正轉(zhuǎn)SB2：停止輸出信號控制對象及作用Q0.0Q0.2Q0.3KM1KM△KMYKMY

Q0.3習(xí)題課習(xí)題22-2．時序圖梯形圖設(shè)計：Y/△降壓起動0.4s第五十五頁，共91頁。波形圖Q0.1Q0.0主軸電機油泵電機I0.1I0.05s5s梯形圖油泵電機主軸電機兩電機順序接通/斷開電路分析習(xí)題23．時序圖梯形圖設(shè)計第五十六頁，共91頁。57習(xí)題課習(xí)題24-1．時序圖梯形圖設(shè)計：單向順序起動控制電路

第五十七頁，共91頁。58習(xí)題課習(xí)題24-2．時序圖梯形圖設(shè)計：單向順序停止控制電路

第五十八頁，共91頁。59習(xí)題課習(xí)題25．時序圖梯形圖設(shè)計：順序起/逆序?？刂频谖迨彭摚?1頁。60習(xí)題課習(xí)題26．時序圖梯形圖設(shè)計：延時起動控制

第六十頁，共91頁。61習(xí)題課習(xí)題27．時序圖梯形圖設(shè)計：延時停止控制

第六十一頁，共91頁。62習(xí)題課習(xí)題28．時序圖梯形圖設(shè)計：輸出的起保?？刂?/p>

第六十二頁，共91頁。63習(xí)題29：某大廈欲統(tǒng)計進出大廈的人數(shù)，在唯一的門廊里設(shè)置了兩個光電檢測器，當有人進出時就會遮住光信號，檢測器就會輸出on狀態(tài)，反之位off狀態(tài)。

當檢測器A（I0.0）的光信號被遮住時，若檢測器B（I0.1）發(fā)出上升沿信號時，可以認為有人進入大廈，若B發(fā)出下降沿信號，可以認為有人走出大廈。63第六十三頁，共91頁。64習(xí)題30：庫存鋼卷管理（可放1000個）。進庫出庫信號：光電開關(guān)檢測；進庫出庫統(tǒng)計：加減計數(shù)器。當庫存低于下限100時，燈HL1亮；庫存大于900時，燈HL2亮；庫存達到上限1000時，報警器HA響，停止進庫。第六十四頁，共91頁。65習(xí)題31：在按鈕I0.0按下后Q0.0變?yōu)椤?”，并自保持；I0.1輸入4個脈沖后（用加計數(shù)器C1計數(shù)），T37開始計時，T37定時3s后Q0.0變?yōu)椤?”，同時C1復(fù)位，在PLC剛開始執(zhí)行用戶程序時，C1也被復(fù)位。試編寫梯形圖程序。

第六十五頁，共91頁。66習(xí)題32：用接在I.0輸入端的光電開關(guān)檢測傳送帶上通過的產(chǎn)品，有產(chǎn)品通過時I0.0為ON，如果在10s內(nèi)沒有產(chǎn)品通過，由Q0.0發(fā)出報警聲信號，Q0.1發(fā)出燈光信號，用I0.1輸入端外接的開關(guān)解除報警信號，試編寫梯形圖程序。

第六十六頁，共91頁。67習(xí)題33-1：每隔4秒鐘順序起動三臺電動機第六十七頁，共91頁。68習(xí)題33-2：每隔4秒鐘順序起動三臺電動機第六十八頁，共91頁。69習(xí)題34-1：按下啟動按鈕SB1按鈕時，第一臺電機啟動，5s后第二臺電機啟動，再過5s，第三臺啟動，20分鐘后三臺電機全部自動停止工作，另按急停按鈕SB2全部電機也停止工作。第六十九頁，共91頁。70習(xí)題34-2：按下啟動按鈕SB1按鈕時，第一臺電機啟動，5s后第二臺電機啟動，再過5s，第三臺啟動，20分鐘后三臺電機全部自動停止工作，再過5s開始將以上過程循環(huán)進行。第七十頁，共91頁。習(xí)題34-3：有三臺電機M1、M2、M3，要求啟動順序為：先啟動M1，經(jīng)T37：60s延時后啟動M2，再經(jīng)T38：60s延時后啟動M3。停車時要求：先停M3，經(jīng)T39：30s延時后再停M2，再經(jīng)T40：30s延時后停M1。

電路中有2個輸入點，即啟動按鈕I0.0、停止按鈕I0.l；3個輸出點，即分別對應(yīng)M1的Q0.1、M2的Q0.2和M3的Q0.3第七十一頁，共91頁。72習(xí)題34-4：有2臺電機M1與M2，要求M1啟動5秒后M2啟動，運行20分鐘后自動停止，如此循環(huán)3次；運行過程中可同時將M1和M2停機。

設(shè)I0.0為啟動開關(guān)；I0.1為停止開關(guān)。電機M1線圈Q0.1；電機M2線圈Q0.2第七十二頁，共91頁。73習(xí)題34-5：有2臺電機M1與M2，要求M1啟動5分鐘后M2啟動，每臺電機運行20分鐘后自動停止，如此循環(huán)3次；運行過程中可同時將M1和M2停機。

設(shè)I0.0為啟動開關(guān)；I0.1為停止開關(guān)。電機M1線圈Q0.0；電機M2線圈Q0.15分鐘20分鐘20分鐘第七十三頁，共91頁。74習(xí)題35：根據(jù)所給時序圖繪制基本邏輯指令實現(xiàn)的功能流程圖習(xí)題課第七十四頁，共91頁。75習(xí)題36：根據(jù)所給時序圖繪制基本邏輯指令實現(xiàn)的功能流程圖

習(xí)題課第七十五頁，共91頁。76習(xí)題37：根據(jù)所給時序圖繪制基本邏輯指令實現(xiàn)的功能流程圖

習(xí)題課第七十六頁，共91頁。T38Q0.0T37I0.0T37M0.1M0.2SM0.1M0.0T38用功能圖法—基本邏輯指令設(shè)計的梯形圖程序撥動開關(guān)習(xí)題課習(xí)題38-1：用順序功能圖法實現(xiàn)：閃爍電路分析7777M0.0M0.2T38M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1M0.2M0.1T37M0.0M0.2+20T37INTONPT+30T38INTONPTQ0.0第七十七頁，共91頁。7878用功能圖法—步進指令設(shè)計的梯形圖程序T38Q0.0T37I0.0T37S0.1S0.2SM0.1S0.0T38撥動開關(guān)習(xí)題課習(xí)題38-2：用順序功能圖法實現(xiàn)：閃爍電路分析第七十八頁，共91頁。79順序控機床的主軸電機和油泵電機的要求：按下起動按鈕SB1后，應(yīng)先開油泵電機，延時5s后再開主軸電機。按下停止按鈕SB2后，應(yīng)先停主軸電機，5s后再停油泵電機。KM1為油泵電機交流接觸器，KM2為主軸電機交流接觸器。主軸電機油泵電機KM2KM1SB2SB15s5s時序圖習(xí)題課習(xí)題39：用順序功能圖法實現(xiàn)：兩電機順序接通/斷開電路分析第七十九頁，共91頁。80(c)梯形圖SM0.1M0.3T38M0.1M0.0M0.0M0.1M0.0I0.0M0.2M0.150T37M0.2M0.1T37M0.3M0.2Q0.1INTONPTM0.3M0.3M0.3T38M0.1M0.2Q0.0M0.2I0.1M0.0INTONPT50Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T38I0.0I0.1T37M0.1M0.2M0.3SM0.1M0.0(b)順序功能圖第八十頁，共91頁。81Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38T38I0.0I0.1T37S0.1S0.2S0.3SM0.1S0.0(b)順序功能圖用功能圖法步進指令設(shè)計梯形圖程序（）SCRT（）SCRTT37S0.0SM0.1（）S1SCRS0.0S0.1I0.0（）SCRET37（）SCRESCRS0.1S0.2SM0.0INTONPT+50Q0.0（）SCR（）SCRES0.2SCRS0.3S0.3（）SCRT（）SCREI0.1SM0.0Q0.0Q0.1（）（）SM0.0INTONPTT38+50Q0.0（）T38S0.0SCRT（）第八十一頁，共91頁。82要求：按下按鈕SB1，電機KM1、KMY啟動并正轉(zhuǎn)；2秒后，KMY斷開，電機KM△接通，并一直運行；按SB2，電機停止運作。

I/O分配：輸入信號信號元件及作用I0.0I0.1SB1：正轉(zhuǎn)SB2：停止輸出信號控制對象及作用Q0.0Q0.2Q0.3KM1KM△KMY習(xí)題40：用順序功能圖法實現(xiàn)：電機Y-△降壓起動電路分析習(xí)題課第八十二頁，共91頁。83I0.1Q0.0T37I0.0T37M0.1M0.2SM0.1M0.0Q0.2Q0.0Q0.3用功能圖法—基本邏輯指令設(shè)計的梯形圖程序M0.2M0.1T37M0.0M0.1Q0.0M0.2M0.2（）（）Q0.2S1（）Q0.3R1（）M0.0M0.2I0.1M0.1M0.0SM0.1M0.1M0.0I0.0M0.2M0.1+20T37INTONPT（）（）Q0.2R1（）Q0.3S1（）第八十三頁，共91頁。84I0.1Q0.0T37I0.0T37S0.1S0.2SM0.1S0.0Q0.2Q0.0Q0