可編程序邏輯控制器基礎知識培訓許勝善2019-7-22可編程序邏輯控制器基礎知識培訓許勝善1第一章

常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統的構成和工作原理

第三章PLC系統的軟硬件結構介紹

第四章常見的PLC種類和故障第一章常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統2第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1.2電氣控制電路圖的繪制和分析方法

第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器31.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產、輸送、分配和應用起控制、調節、檢測及保護等作用的工具。能夠按照外界指定信號手動或自動地接通和斷開電路，實現對電路的控制的電器叫做控制電器。如熔斷器，開關，電磁式控制電磁鐵。（1）電器的分類：按工作電壓等級分：高壓電器和低壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V按動作原理分：手動電器和自動電器按控制電器的輸出形式分：有觸點控制電器，如：開關，接觸器。無觸點控制電器如：可控硅，固態繼電器，大功率三極管等。1.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產、輸送、分配4（2）電氣控制經歷了一下幾個階段：手動控制繼電接觸器控制順序控制器控制加工中心機床，自適應數控機床，直接數字程序控制機床，計算機群控系統，分布式控制系統，柔性控制系統（3）電氣控制系統的發展：大功率半導體器件，大規模集成電路，計算機控制技術、檢測技術，現代控制理論（2）電氣控制經歷了一下幾個階段：5常用低壓電器1、接觸器2、繼電器3、熔斷器4、低壓短路器5、主令控制器常用低壓電器1、接觸器61.1觸點常開觸點和常閉觸點有源觸點和無源觸點1.1觸點常開觸點和常閉觸點71.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分斷交直流回路和大容量控制電路，主要控制對象是電動機，能夠實現遠距離控制，并具有欠壓，零壓保護。（1）結構和工作原理： 接觸器主要有電磁系統，觸頭系統和滅弧系統組成電磁系統包括：動鐵心（銜鐵），靜鐵心，電磁線圈。U型鐵芯的交流電磁機構的勵磁線圈電流通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達到銜鐵吸合后額定電流的5~6倍，E型鐵心將達到10~15倍，如果銜鐵卡住不能吸合或頻繁操作，交流勵磁線圈則可能被燒壞觸頭系統：是接觸器的執行部件，用來接通或斷開被控電路，觸頭按控制電路分主觸頭和輔助觸頭。滅弧裝置：開端電路的電流超過一定數值或者觸頭兩端電壓超過一定數值。電弧的危害：觸頭燒毀，電路切斷時間延長，弧光短路，引起火災。滅弧措施：降低電弧溫度，減少電弧兩端電壓滅弧方法：滅弧罩，滅弧圈。1.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分斷交直流回路和大容量控8PLC基礎知識培訓91.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通，分斷交流電路；主要解決幾個問題：鐵心中產生渦流和磁滯損耗引起鐵心發熱，當腳邊磁通過零時，電磁吸力為零，時銜鐵產生強烈震動和噪聲。解決方法：鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路進，加硅增加鐵心電阻，鐵心斷面上按裝一個銅質的短路環。（2）直流接觸器1、直流接觸器線圈通以直流電，主觸頭接通，分斷直流主電路2、直流基礎其的特點：鐵心用整塊鋼塊制成，線圈做成長而薄的圓筒狀1.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器10（3）接觸器的主要技術數據和選擇1、接觸器的型號和代表意義例如：CJ20-40/03交流接觸器代號：設計序號；額定電流；額定工作電壓代號：03—380V06—660V11—1140V（4）接觸器的選用原則1、負載電源種類：交流和直流2、主觸點額定電壓、額定電流：交流220，380，660，1140V；直流：110V，220V，440V，660V主觸點額定電流，一般根據電機容量Pd計算額定電流，Ie>=Pd*1000/KUdK-經驗系數，取1~1.43、輔助觸點種類，數量及觸點額定電流4、電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓（3）接觸器的主要技術數據和選擇111.4繼電器：是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制電路.種類：電磁繼電器，固體繼電器，舌簧繼電器，高頻繼電器，光繼電器，聲繼電器。(1)時間繼電器從得到輸入信號（線圈的通電或斷開）開始，到生產相應的輸出信號（觸點的閉合和斷開）有一個符合一定準確度的延時過程的繼電器。 通電延時型：接受輸入信號后，要延遲一段時間，輸出信號才能發生變化，當輸入信號消失后，輸出即時復位。 時間繼電器有多種類型，如：直流電磁式繼電器（小于5s）：空氣阻尼式時間繼電器（0.4~180s）：半導體式時間繼電器（0.2-300s）：電動機式時間繼電器（延時較長），機械發條式時間繼電器等1.4繼電器：是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制12直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套，即可構成時間繼電器。它是利用電磁阻尼原理產生延時的，由電磁感應定律可知，在繼電器線圈通斷電過程中銅套內將感應電勢，并流過感應電流，此電流產生的磁通總是反對原磁通變化。

電器通電時，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用相對也小，因此銜鐵吸合時延時不顯著(一般忽略不計)。

而當繼電器斷電時，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵延時釋放而起到延時作用。因此，這種繼電器僅用作斷電延時。

這種時間繼電器延時較短，JT3系列最長不超過5s，而且準確度較低，一般只用于要求不高的場合直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個13空氣式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲得延時的。它由電磁系統、延時機構和觸點三部分組成，電磁機構為直動式雙E型，觸點系統是借用LX5型微動開關，延時機構采用氣囊式阻尼器。

空氣阻尼式時間繼電器，既具有由空氣室中的氣動機構帶動的延時觸點，也具有由電磁機構直接帶動的瞬動觸點，可以做成通電延時型，也可做成斷電延時型。電磁機構可以是直流的，也可以是交流的。空氣式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲14PLC基礎知識培訓15時間繼電器的選擇：電源電壓（線圈電壓和觸頭電壓）控制回路所需要的延時方式（通電延時還是斷電延時）延時時間范圍及誤差延時觸頭和瞬時觸頭類型，數量及容量時間繼電器的類型（電子式，空氣阻尼式）時間繼電器的選擇：16熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，在電路中用作電機的過載保護。在一般情況下，可選用兩種結構的熱繼電器，對在電網電壓嚴重不平衡、工作環境惡劣的條件下工作的電動機，可選用三相結構的熱繼電器，對于三角形接線的電機，為了實現斷相保護，可選用帶斷相保護裝置的熱繼電器熔斷器：電磁式繼電器：結構，電磁系統，觸頭系統，釋放彈簧熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，在17PLC基礎知識培訓18熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護作用熔斷器主要由熔斷和安裝熔體的絕緣管組成當電路發生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分段電路，起到保護作用常用熔斷器及文字符號：插入式熔斷器螺旋式熔斷器無填料密閉式熔斷器有填料密閉式熔斷器快速熔斷器自恢復熔斷器熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護作用19PLC基礎知識培訓20熔斷器的主要特性安妙特性：時間越長，通過的電流越小極限分斷能力：在一定條件下切斷短路電流的極限能力熔斷器的選用：根據線路的要求，使用場合和安裝條件選擇，熔斷器額定電壓選擇：大于或等于線路的工作電壓，電流選擇：大于或等于所裝熔體的額定電流。熔體額定電流的選擇：阻性負載：熔體額定電流>=負載工作電流在配電系統中，由多級熔斷器保護，后一級熔體的額定電流比前一級熔體的額定電流要大一個數量級單臺電機熔體額定電流=（1.5~2.5）負載工作電流多臺電機熔體額定電流>=（1.5~2.5）*容量最大電機的額定電流+所有負載工作電流之和快速熔斷器的選擇快速熔斷器在交流電路或直流電路中時熔體額定電流>=整流系數*最大整流電流（2）快速熔斷器介入整流橋臂與整流元件串聯時熔體額定電流>=1.5*整流元件額定電流熔斷器的主要特性21低壓開關和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護功能的開關結構：操作機構、觸頭、保護裝置、滅弧裝置類型：萬能式低壓斷路器，塑料外殼式；快速低壓斷路器；限流低壓短路器選用：短路器的額定電壓和額定電流大于或等于線路設備的正常工作電壓和工作電流短路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流漏電保護器：當低壓電網發生人生觸電或設備漏電時，漏電保護器能迅速自動切斷電源，從而避免造成事故結構：電流互感器；基準值比較器：開關裝置漏電保護器分為電流型和電壓型，電流型分為電磁式和電子式低壓開關和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護功能的開關22主令電器：主要式用來切換控制電路一、按鈕按鈕在低壓控制電路中用于手動觸發控制信號按鈕的選擇：主要式分局場合所需的觸點數，觸電形式，結構和顏色二、位置開關（行程開關）用以反應工作機械行程位置，將機械位置信號轉變為電信號行程開關主要根據場合所需的點數，形式和結構來選擇主令電器：主要式用來切換控制電路23接觸器斷路器繼電器之間有什么區別和聯系接觸器：是用在主電路系統上，控制單一設備，如某臺電機，也是一種開關，但它能被控制，如用繼電器控制，適合作頻繁動作，但一般容量比較小，沒有保護功能，事故時不能自己跳閘；

斷路器：也是用在主電路系統上，即可控制單一設備，又可控制多個設備，但不適合頻繁動作，容量可作的很大，有保護功能，事故時能自己跳閘；

繼電器：是輔助電路上的，不能通過大電流，是典型的“小”東西控制“大”東西。

舉一個例子，某一條線路帶一個小型電機，電機開5分鐘停5分鐘；這要在線路的出口安裝斷路器，當電機出現問題時及時跳閘，在電機的電源入口處串入接接觸器，用它實際控制電機的開、停，用繼電器組成5分鐘延時電路，來控制接觸器。接觸器斷路器繼電器之間有什么區別和聯系接觸器：是用在24電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制線路根據GB4728-1984《電氣圖用圖形符號》,GB6988-1987《電氣技術的文字符號制定通則》主電路標號由文字符號和數字符組成，如引入線要用L1,L2,L3;電源開關后用U,V,W等。控制線路由三位或三位以下的數字組成，交流控制電路負載左側用奇數標號，右側用偶數標號。直流控制電路正極按奇數標號，負極按偶數標號。電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制25電氣原理圖電氣原理是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單，層次分明。便于分析電路工作原理的優點原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源的電機的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖左邊。控制電路通過小電流。由按鈕、觸頭、線圈等組成，電氣原理圖電氣原理是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單，層次262、電器元件的圖形，文字符號采用國家統一標準。3、同一元件的個部件可以不畫在一起。但需用同一文字符號標出。4、全部觸頭都按“平常”狀態畫出。5、控制電路的分支線路，按動作先后順序排列，交叉連接點用墨點標出。2、電器元件的圖形，文字符號采用國家統一標準。27PLC基礎知識培訓283、電氣安裝接線圖電氣接線圖式按照電器元件的實際位置和實際接線繪制的，根據電器元件布置最合理，連接導線最經濟的原則安排。它為安裝電器設備、電器元件之間進行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據。3、電氣安裝接線圖29繪制電器安裝接線圖應按照以下原則1、各電器元件按照規定的圖形、文字繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起，各電器元件位置應和實際位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的連接必須通過端子排進行，各電器元件的文字符號及端子排的編號應與原理圖的一致，并按照原理圖的順序進行連接。3、走向相同的多根導線可以用單線表示4、畫連接導線時，應表明導線的規格、型號、根數和穿線管的尺寸。繪制電器安裝接線圖應按照以下原則1、各電器元件按照規定的圖形30可編程序控制器系統概述控制系統的歷史沿革一.繼電接觸器控制系統(20世紀20年代）二.半導體邏輯元件控制系統（20世紀60年代）三.小型計算機工業控制系統（20世紀70年代）四.PLC控制系統（20世紀70年代）五.工業現場總線控制系統（20世紀80年代）可編程序控制器系統概述控制系統的歷史沿革31可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統:用導線將各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起來組成控制系統，控制各種生產機械，這就是大家所熟悉的傳統的繼電接觸器控制系統。可編程序控制器系統概述32可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統特點：由于它結構簡單、容易掌握、價格便宜，能在一定范圍內（特別是在工作模式固定、工作方式簡單的場合）滿足自動控制的需要，因而使用面甚廣，在一定時期內在工業控制領域中曾占主導地位。繼電接觸器控制系統存在的問題（1）隨著生產的發展，控制要求愈來愈可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統特點：33可編程序控制器系統概述復雜，采用繼電器的類型和數量就不得不大量增加，電器之間的連接也就非常復雜，使控制柜的體積非常龐大，大大增加了生產控制柜的難度；（2）在繼電接觸器控制系統中，一個繼電器或一條連線出現故障，都會造成整個系統運行的不正常，而且由于系統的復雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便；可編程序控制器系統概述復雜，采用繼電器的類型和數量就不得不大34(3)當生產工藝或對象改變時，原來的接線和控制柜就要改接或更換，因此繼電接觸器控制系統的通用性和靈活性都遠遠不夠。因此，為了滿足現代生產的需求，人們自然對控制系統提出了更可靠、更經濟、更通用、更靈活、易維修等要求。可編程序控制器系統概述(3)當生產工藝或對象改變時，原來的接線和控制柜就要改接或更35半導體邏輯元件控制裝置半導體邏輯元件：是一種由半導體電子器件（各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等）組成的自動化元件，它種類很多，如各種邏輯門（與、或、非）、觸發器、延時元件、振蕩器、開關放大器、電平檢測器、接近開關、交流可控硅開關等。可編程序控制器系統概述半導體邏輯元件控制裝置可編程序控制器系統概述36半導體邏輯元件控制裝置：用半導體邏輯控制元件，按某種控制需要構成相應的無觸點邏輯控制系統及控制裝置；也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。最常用的一種順序控制裝置就是利用二極管矩陣來實現輸入輸出邏輯關系，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動作的順序，從而大大增加了控制系統的靈活性。可編程序控制器系統概述半導體邏輯元件控制裝置：用半導體邏輯控制元件，按某種控制37小型計算機工業控制:由于價格昂貴，輸入、輸出電路為專用電路，編程技術復雜等原因（因為當時計算機的接口技術、編程技術還遠遠沒有達到目前的水平），因而并未得到推廣應用。可編程序控制器系統概述小型計算機工業控制:可編程序控制器系統概述38PLC控制系統的提出六十年代末期，美國的汽車制造業競爭激烈，各生產廠家汽車型號不斷更新，其加工的生產線亦必須隨之改變，對整個控制系統要重新配置，因此，1968年美國通用汽車公司（GM）公開招標，對控制系統提出具體要求：（1）編程簡單，可在現場修改程序；（2）維修方便，采用模塊化結構，即插件式；（3）可靠性高于繼電器控制系統，能在惡劣環境下工作；可編程序控制器系統概述PLC控制系統的提出可編程序控制器系統概述39可編程序控制器系統概述（4）體積小于繼電器控制柜；（5）價格便宜，成本應可與繼電器控制系統競爭；（6）輸入、輸出可以采用市電，電流輸出達到一定要求（2A以上），可直接驅動繼電器和電磁閥；（7）具有數據通訊功能，數據可直接送入管理計算機；（8）易于系統擴展，在擴展系統時只要很小變更；可編程序控制器系統概述（4）體積小于繼電器控制柜；40可編程序控制器系統概述（9）用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB以上。這些要求實際上提出了將繼電器控制系統的簡單易懂、使用方便、價格低的優點與計算機的功能完善、靈活性、通用性好的特點結合起來，將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉變為計算機的軟件邏輯編程的設想。可編程序控制器系統概述（9）用戶程序存儲器容量至少能擴展到41可編程序控制器系統概述PLC的歷史1。1969年美國數字設備公司（DEC）根據GE公司的招標要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生產線上首次應用成功。當時人們把它稱為可編程序邏輯控制器PLC（ProgrmmableLogicController），當時只用它取代繼電接觸器控制，功能僅限于執行繼電器邏輯、計時、計數等。可編程序控制器系統概述PLC的歷史42可編程序控制器系統概述1971年日本開始生產可編程序控制器；1973年歐洲開始生產可編程序控制器。到現在世界各國一些著名的電氣制造商幾乎都在生產PLC裝置，如美國的A-B、GE、德國的西門子、日本的三菱、OMROM等。現在PLC已作為一個獨立的工業設備被列入生產中，成為當代電控裝置的主導。可編程序控制器系統概述1971年日本開始生產可編程序控制器；43可編程序控制器系統概述PLC的定義國際電工委員會（IEC）1985年1月對可編程序控制器作過如下定義：“可編程序控制器是一種數字運算的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體、易于擴充功能的原則設計。”可編程序控制器系統概述PLC的定義44可編程序控制器系統概述可編程序控制器系統的基本特點及在工業控制中的應用一、可編程序控制器系統的基本特點

（1）編程簡單（2）控制系統構成簡單，通用性強（3）抗干擾能力強，可靠性高（4）體積小，維護方便可編程序控制器系統概述可編程序控制器系統的基本特點及在工業控45可編程序控制器系統概述（5）縮短設計、施工、投產調試的周期（6）其他功能：PLC除了上述特點之外，它具有開關量輸入／輸出，模擬量輸入／輸出，和大量的內部中間繼電器、時間繼電器（定時器）、計數器等，具有邏輯控制、順序控制、信號／數據處理（算術處理、數據處理）等功能，并具有各種接口功能（可配備一般的I/O接口模塊和一些智能模塊如通訊模塊、高精度定位模塊、遠程I/O控制等），現在的PLC還具有強大的網絡功能，可以通過各種通訊口將數據直接傳送給上位機，以實現上位機的數據采集和監控。可編程序控制器系統概述（5）縮短設計、施工、投產調試的周期46可編程序控制器系統概述二、可編程序控制器系統的基本組成與工作原理

1。可編程序控制器系統的基本組成

編程設備外部設備輸入模塊CPU模塊微處理器存貯器輸出模塊外部設備電源模塊可編程序控制器系統概述二、可編程序控制器系統的基本組成與工作47可編程序控制器系統概述（1）CPU模塊

CPU模塊是可編程序控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲器兩部分組成。微處理器:可以采用大規模或超大規模集成電路微處理器芯片構成存儲器:可編程序控制器的存貯器包括系統存貯器和用戶存貯器兩部分可編程序控制器系統概述（1）CPU模塊48可編程序控制器系統概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊輸入／輸出模塊:是可編程序控制器與現場設備連接的接口。輸入模塊：用來接收和采集現場設備的輸入信號，包括開關量輸入信號和模擬量輸入信號。輸出模塊：用來向各執行機構輸出控制信號，包括開關量輸出信號和模擬量輸出信號。可編程序控制器系統概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊49可編程序控制器系統概述輸入輸出模塊的分類：（1）數字量輸入輸出模塊；（2）模擬量輸入輸出模塊；（3）特殊模塊：如高速計數器模塊、熱電偶 或熱電阻模塊、各種定位與 編碼器模塊、BASIC模塊、 各種通訊模塊等。可編程序控制器系統概述輸入輸出模塊的分類：50可編程序控制器系統概述（3）編程設備：使用專用或通用編程器（PC 機）對PLC設備編寫控制程 序；（4）電源模塊：將外部電源轉化為PLC設備 需要的各種等級的電源 （24VDC、5VDC等）。可編程序控制器系統概述（3）編程設備：使用專用或通用編程器（51可編程序控制器系統概述2.可編程序控制器的基本工作原理

可編程序控制器在程序執行時，采用不斷循環執行程序的工作方式。概括地說，可編程序控制器采用了“不斷循環順序掃描”的工作方式，CPU從第一條指令開始，按編程順序逐條地執行用戶程序，直到用戶程序結束為止，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描。可編程序控制器就是這樣周而復始地重復上述的掃描循環。可編程序控制器系統概述2.可編程序控制器的基本工作原理52可編程序控制器系統概述PLC運行框圖：通電及內部處理掃描過程硬件診斷及出錯處理可編程序控制器系統概述PLC運行框圖：通電及掃描過程硬件診53可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第一部分：是上電及內部處理，上電后對整個系統進行一些初始化工作，如硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保護設定及其它初始化處理（類似電腦的開機自檢）。可編程序控制器系統概述PLC運行流程：54可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第二部分掃描過程（實際上包含三個部分）： 首先是輸入掃描（讀取數據）； 其次是程序掃描階段（即程序運行）； 最后是輸出掃描階段（控制輸出）。可編程序控制器系統概述PLC運行流程：55可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第三部分是診斷及出錯處理：可編程序控制器每掃描一次，就執行一次自診斷，檢查諸如CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O通訊是否異常或出錯，如查出錯誤或異常，CPU面板上的指示燈就會指示，并在特殊寄存器中存入出錯代碼。若出現致命錯誤，CPU就會被強制成STOP方式，停止掃描（即程序停止運行）。可編程序控制器系統概述PLC運行流程：56可編程序控制器系統概述掃描周期：通常規定，從掃描過程的某一點開始，經過一個循環重新回到該點所需要的時間稱為掃描周期。如果忽略可編程序控制器的通訊服務時間、更新時鐘及進行自診斷的時間、忽略I/O刷新的響應滯后時間，掃描周期就是程序執行時間和I/O掃描時間之和。常用1千條（1K）指令所需的時間來說明可編程序控制器的掃描速度（通常是1ms~10ms/k指令）。可編程序控制器系統概述掃描周期：通常規定，從掃描過程的某一點57可編程序控制器系統概述四、可編程序控制器的國內外發狀況及發展趨勢

（1）產品規模向大、小兩個方向發展（2）體系結構開放化及通信功能標準化（3）I/O模塊智能化及專用化（4）編程組態軟件圖形化（5）發展集成技術及容錯技術可編程序控制器系統概述四、可編程序控制器的國內外發狀況及發58可編程序控制器處理器及I/O模塊概述一、可編程序控制器系統的組成

組成：PLC主要由電源、處理器(CPU)、輸入/輸出單元(I/O)、特殊輸入/輸出單元及一些外部單元(如編程器等)組成。可編程序控制器處理器及I/O模塊概述59可編程序控制器處理器及I/O模塊安裝：常安裝于通用的輸入/輸出框架上裝有CPU模塊的框架稱為基本框架，其它為擴展框架。基本框架與擴展框架之間如果距離較近(一般不超過30m)，可通過擴展本地I/O(并行)通信口與多個本地擴展框架相連；如果距離較遠(一般少于3000m)，可以通過遠程I/O口連接。可編程序控制器處理器及I/O模塊安裝：常安裝于通用的輸入/輸60可編程序控制器處理器及I/O模塊典型結構：可編程序控制器處理器及I/O模塊典型結構：61可編程序控制器處理器及I/O模塊二、可編程序控制器的主要性能指標

1、存儲容量：生產廠家在生產可編程序控制器 時，已按照機器型號的不同，設置了不同容量 的存儲器，小到1K~幾K，大至1~2M；2、控制容量：就是I/O容量，也叫I/O能力，通常 按離散量(數字量)個數計；3、掃描周期；4、指令功能及軟件支持；5、網絡與通信。可編程序控制器處理器及I/O模塊二、可編程序控制器的主要性62可編程序控制器處理器及I/O模塊例：AB公司PLC–5系列處理器

CPU1771框架：可編程序控制器處理器及I/O模塊例：AB公司PLC–5系列處63可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5處理器類型：基本型處理器：1771-5/15，-25增強型處理器：PLC–5/11，–5/40，–5/60，–5/80擴展本地I/O型處理器：1771-5/60L控制網型處理器：1771-5/20C，-5/40C，-5/80C以太網型處理器：1771-5/20E，-5/40E，-5/80E可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5處理器類型：64可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5/11PLC-5/20PLC-5/30PLC-5/40PLC-5/60PLC-5/80100K64K48K32K16K8KMemorySizeI/O可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5/11PLC-5/65可編程序控制器處理器及I/O模塊一、PLC處理器的共同特性

支持多種編程語言：梯形邏輯圖、結構文本語言、順序功能流程圖（SFC）。控制性能優越的主控程序：編程人員可以任意使用順序功能流程圖、梯形圖和結構文本來完成多達16個主控程序，每個主控程序對應一個實際的設備或功能塊，在實際應用中可使用若干個主控程序。可編程序控制器處理器及I/O模塊一、PLC處理器的共同特性66可編程序控制器處理器及I/O模塊3.支持由定時器和事件驅動的處理器中斷子程序，支持PID算法，通用指令系列包括基本和擴展的ASCII字符串指令以及包括對數、指數、三角、統計等浮點運算功能。4.內置可組態RS–232/422/423串行口，以及最大距離可達3048m的DH+網、遠程I/O(可組態)鏈路通信口。5.口令和權限操作保護。可編程序控制器處理器及I/O模塊3.支持由定時器和事件驅動67可編程序控制器處理器及I/O模塊二、PLC處理器外型圖：Keyswitch(Prog/Rem/Run)SerialChannelChannel2A:DH+/RIOChannel2B:DH+/RIOChannel1A:DH+/RIOChannel1B:DH+/RIOMemoryBackupSlotBatteryHolderBatteryIndicator

ProcessorRun/FaultIndicator

ForceIndicator

ASCIIPortStatusIndicator

Channel2Aand2BStatusChannel1Aand1BStatusEEPROMMemory可編程序控制器處理器及I/O模塊二、PLC處理器外型圖：Ke68可編程序控制器處理器及I/O模塊1.前面板:（1）鑰匙開關:用來設定可編程序控制器的工作狀態,共(PROG/REM/RUN)三種狀態.其中:當開關處于“REM”即遠程(Remote)狀態時，可以通過編程軟件設定處理器工作在“編程”、“調試”或“運行”狀態。使用鑰匙是為了在調試完畢后使處理器固定在運行狀態，防止程序被意外修改。可編程序控制器處理器及I/O模塊1.前面板:69可編程序控制器處理器及I/O模塊（2）指示燈電池指示燈“BATT”:燈(紅)亮表示電池盒里的電池該更換了。一般該指示燈亮后，應在10天內及時更換電池，否則可能因CMOSRAM的失效而造成程序的丟失。

可編程序控制器處理器及I/O模塊（2）指示燈70可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器運行/故障(綠/紅)指示器燈“PROC”:顯示處理器當前的工作情況燈(綠)亮：表示運行正常燈(紅)亮：表示處理器故障強制指示燈“FORCE”：顯示用戶有無強制I/O。燈亮：表示被強制輸入強制：用戶強制輸入數據文件中的位；輸出強制：能使用戶強制實際的輸出模板而保留其輸出數據文件處在原始狀態。可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器運行/故障(綠/紅)指71可編程序控制器處理器及I/O模塊串行口狀態指示燈：閃綠表示通信正常通信口指示燈（1A、1B；2A、2B）：

固綠表示通信正常（3）通信口：串行口：25針支持由EIARS-232C和RS-423，也與RS-422A兼容

1A、1B口：1A缺省為DH+，1B缺省為RIO2A、2B口：2A缺省為DH+，2B缺省為RIO編程口：為8針小型DIN插座，該編程終端 插座是和通道1A和2A的3針插座 并聯連接的。可編程序控制器處理器及I/O模塊串行口狀態指示燈：閃綠表示通72可編程序控制器處理器及I/O模塊（4）電池盒（5）EEPROM模塊插槽：用于當電池失效是時，通過開關設定處理器在上電時從EEPROM中讀取程序送到CMOSRAM或在CMOSRAM失效(程序丟失)時將EEPROM中的內容傳送到CMOSRAM，以避免因維護人員的疏忽而造成程序的丟失。

可編程序控制器處理器及I/O模塊（4）電池盒73可編程序控制器處理器及I/O模塊三、其他處理器1.以太網PLC處理器增強型PLC處理器都提供了一個內連連接器，它允許直接與控制處理器或以太網模塊相連，這種連接使處理器可以訪問以太網。“以太網處理器”：是指具備嵌入的TCP/IP通信能力的PLC處理器。可編程序控制器處理器及I/O模塊三、其他處理器74可編程序控制器處理器及I/O模塊2.控制網PLC處理器：控制網(ControlNet)是基于開放網絡技術的一種新的解決方案——生產者/客戶模式（即工業現場總線）。生產者/客戶模式允許網絡上的所有節點同時從單個的數據源獲取相同的數據。這種模式最主要的特點是：因數據的發送與客戶數量無關而提高了傳送效率；因數據可同時到達網上的每個節點而實現準確的同步化；具有較高的數據傳送率(5Mbps)。可編程序控制器處理器及I/O模塊2.控制網PLC處理器：控75可編程序控制器處理器及I/O模塊

NetworkAddressRotarySwitchesRedundantCoaxCableConnectorsNetworkAccessPortAB1212ABBatteryPLC-5/40CProgrammableControllerProgREMRunBATTPROCFORCOMMAB可編程序控制器處理器及I/O模塊NetworkAddre76可編程序控制器處理器及I/O模塊3.擴展本地I/O處理器處理器可以和擴展本地I/O適配器模塊組成擴展本地I/O鏈以提高I/O刷新速率。注意處理器只能作為掃描器而不能組態為控制器。擴展本地I/O鏈是一條并行鏈，它使一個處理器可多掃描16個擴展本地I/O框架。擴展本地I/O框架數據刷新時間低于0.5ms，框架間連接距離可達30.5m(100英尺)。但是必須在最后一塊適配器上安裝終結器來終結I/O鏈，否則系統將不能運行。

可編程序控制器處理器及I/O模塊3.擴展本地I/O處理器77可編程序控制器處理器及I/O模塊DatalinerPanelViewDistributed1771I/O1771ChassiswithALXAdapterDH+/RIO(1)LocalChannel(2)RIO/DH+Channels遠程I/O本地I/O可編程序控制器處理器及I/O模塊DatalinerPanel78可編程序控制器處理器及I/O模塊4.小型可編程處理器

（1）固定式S控制器：將電源、輸入與輸出以及處理器集中在一個單元，并提供一個2槽的擴展框架。（2）模塊式控制器：將電源、輸入與輸出以及處理器分別組裝成獨立的模塊，不同的模塊組合成滿足不同要求的控制系統。可編程序控制器處理器及I/O模塊4.小型可編程處理器79可編程序控制器處理器及I/O模塊

集成式小型PLC可編程序控制器處理器及I/O模塊集成式小型PLC80可編程序控制器處理器及I/O模塊標準型PLC可編程序控制器處理器及I/O模塊標準型PLC81可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5SLC-5/04EthernetDH+PIorContrologixEthernetGatewayDH+EthernetPLC-5withBuilt-inEthernetSLC-5/05NEW1/98Ethernet網絡通訊模式系統架構可編程序控制器處理器及I/O模塊PLC-5SLC-5/04E82可編程序控制器處理器及I/O模塊DH485SLC-500FixedPICAICSLC-5/04OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOAICAICAICPIC現場總線通訊模式系統架構可編程序控制器處理器及I/O模塊DH485SLC-500PI83可編程序控制器處理器及I/O模塊模塊式處理器及I/O框架

可編程序控制器處理器及I/O模塊模塊式處理器及I/O框架84可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器模塊擴展I/O模塊

基座

1抽取式接線終端塊2擴展I/O接口和可移動ESD屏障3輸入LED4輸出LED5通信口6狀態指示LED7內存模塊/實時時鐘(可選)8后備電池(可選)9電池10終端蓋和標簽11數據存取儀(可選)12工作模式開關可編程序控制器處理器及I/O模塊處理器模塊擴展I/O模塊85可編程序控制器處理器及I/O模塊2.3I/O模塊

一、I/O模塊概述1。直接I/O模塊：是在模塊上擁有獨立的輸入或輸出通路，對應于可編程序控制器數據映象區上的位或字。這些位或字對應相應I/O回路上信號的值，使得用戶程序可直接存取I/O值。直接I/O模塊根據與傳感器或執行機構的傳輸方式，可進一步分為數字量(亦稱離散量)模塊和模擬量模塊。可編程序控制器處理器及I/O模塊2.3I/O模塊86可編程序控制器處理器及I/O模塊直接I/O工作過程

可編程序控制器處理器及I/O模塊直接I/O工作過程87可編程序控制器處理器及I/O模塊2。智能I/O模塊：可在模板上處理輸入量來控制輸出量，而不必由用戶通過數據表來控制。這就是說不是所有的I/O在數據表上都有直接對應值。智能I/O模塊可以有數字I/O回路，模擬I/O回路或兼而有之。可編程序控制器處理器及I/O模塊2。智能I/O模塊：可在模88可編程序控制器處理器及I/O模塊智能I/O工作狀態可編程序控制器處理器及I/O模塊智能I/O工作狀態89可編程序控制器處理器及I/O模塊二、數字I/O模塊（1）數字I/O模塊：是直接I/O模塊中最基本的I/O模塊，模塊中的I/O回路可與按鈕或限位開關的開/關傳感器相連、也可與馬達啟動器的指示燈或報警器等開關量執行機構相連。可編程序控制器數據表上相應位的狀態直接控制輸出；輸入直接控制可編程序控制器數據表上的相應位。

可編程序控制器處理器及I/O模塊二、數字I/O模塊90可編程序控制器處理器及I/O模塊數字輸入模塊的面板及接線圖數字輸出模塊的面板及接線圖可編程序控制器處理器及I/O模塊數字輸入模塊的面板及接線圖數91可編程序控制器處理器及I/O模塊指示器狀態(顏色)故障描述或系統狀態采取措施模塊活動ON(綠)正常指示無模塊活動ON(綠)而且輸入狀態ON(紅)檢查輸入電壓如果有電壓輸入，無須采取措施；若無電壓輸入，重新安裝模塊。模塊活動ON(綠)而且輸入狀態OFF輸入設備不正常或模塊的輸入故障1.檢查輸入設備2.如果輸入設備正常,重新安裝模塊。本無電壓加到輸入端無模塊活動OFF而且輸入狀態ON(紅)或OFF除非模塊活動指示器亮，否則無效；當活動指示器不亮,指示器不能反映處理器狀態1.檢查框架電源與模塊輸入電源2.如果電源正常,重新安裝模塊。可編程序控制器處理器及I/O模塊指示器狀態(顏色)故障描述92可編程序控制器處理器及I/O模塊三、模擬量I/O模塊

模擬量I/O模塊：在模擬量信號和可編程序控制器數據表之間進行A/D或D/A轉換。包括標準模擬量的輸入/輸出及直接熱電阻和熱電偶輸入；這些模塊可用軟件設置信號濾波，可對每個I/O設置有效范圍。隔離措施有輸入信號與電源噪聲隔離，輸入回路之間信號隔離。(A/D轉換器)分辨率有8位、12位等不同精度。模擬量輸入/輸出方式可設定為電流型和電壓型。可編程序控制器處理器及I/O模塊三、模擬量I/O模塊93可編程序控制器處理器及I/O模塊四、特殊I/O模塊除了通用的I/O模塊之外，可編程序控制器還有許多特殊的I/O模塊，應用于特定的場合，這些模塊往往能自己處理輸入量，對輸出進行控制，屬智能模塊。如線性定位模塊、伺服控制模塊、力矩控制模塊、高速計數模塊等等。可編程序控制器處理器及I/O模塊四、特殊I/O模塊94可編程序控制器處理器及I/O模塊五、通訊模塊1。遠程I/O掃描器模塊

PLC處理器可以組態成掃描器或適配器模式，也有專用的掃描器模塊2。遠程I/O

適配器模塊 遠程I/O適配器模塊為PLC掃描器與多種I/O模塊之間提供了通信連接。適配器支持1/2槽、1槽及2槽尋址模式。

可編程序控制器處理器及I/O模塊五、通訊模塊95可編程序控制器處理器及I/O模塊MotionControlThirdPartyDevices-1771I/O-BlockI/O-PanelView-RediPanel-Dataliner-Drives-CNCRIOScannerRIOScannerRIOAdapterRIOAdapterRIOScannerRIOScannerDH+ProgrammingTerminal3.可編程序控制器處理器及I/O模塊MotionThird-196謝謝！謝謝！97可編程序邏輯控制器基礎知識培訓許勝善2019-7-22可編程序邏輯控制器基礎知識培訓許勝善98第一章

常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統的構成和工作原理

第三章PLC系統的軟硬件結構介紹

第四章常見的PLC種類和故障第一章常用低壓電器和電氣控制線路

第二章PLC系統99第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1.2電氣控制電路圖的繪制和分析方法

第一章常用低壓電器和電氣控制線路1.1常用低壓電器1001.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產、輸送、分配和應用起控制、調節、檢測及保護等作用的工具。能夠按照外界指定信號手動或自動地接通和斷開電路，實現對電路的控制的電器叫做控制電器。如熔斷器，開關，電磁式控制電磁鐵。（1）電器的分類：按工作電壓等級分：高壓電器和低壓電器：交流電壓1200V，直流電壓1500V按動作原理分：手動電器和自動電器按控制電器的輸出形式分：有觸點控制電器，如：開關，接觸器。無觸點控制電器如：可控硅，固態繼電器，大功率三極管等。1.1常用低壓電器

概述：電器是對于電能的生產、輸送、分配101（2）電氣控制經歷了一下幾個階段：手動控制繼電接觸器控制順序控制器控制加工中心機床，自適應數控機床，直接數字程序控制機床，計算機群控系統，分布式控制系統，柔性控制系統（3）電氣控制系統的發展：大功率半導體器件，大規模集成電路，計算機控制技術、檢測技術，現代控制理論（2）電氣控制經歷了一下幾個階段：102常用低壓電器1、接觸器2、繼電器3、熔斷器4、低壓短路器5、主令控制器常用低壓電器1、接觸器1031.1觸點常開觸點和常閉觸點有源觸點和無源觸點1.1觸點常開觸點和常閉觸點1041.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分斷交直流回路和大容量控制電路，主要控制對象是電動機，能夠實現遠距離控制，并具有欠壓，零壓保護。（1）結構和工作原理： 接觸器主要有電磁系統，觸頭系統和滅弧系統組成電磁系統包括：動鐵心（銜鐵），靜鐵心，電磁線圈。U型鐵芯的交流電磁機構的勵磁線圈電流通電而銜鐵尚未吸合的瞬間，電流將達到銜鐵吸合后額定電流的5~6倍，E型鐵心將達到10~15倍，如果銜鐵卡住不能吸合或頻繁操作，交流勵磁線圈則可能被燒壞觸頭系統：是接觸器的執行部件，用來接通或斷開被控電路，觸頭按控制電路分主觸頭和輔助觸頭。滅弧裝置：開端電路的電流超過一定數值或者觸頭兩端電壓超過一定數值。電弧的危害：觸頭燒毀，電路切斷時間延長，弧光短路，引起火災。滅弧措施：降低電弧溫度，減少電弧兩端電壓滅弧方法：滅弧罩，滅弧圈。1.2接觸器：接觸器用來頻繁地接通和分斷交直流回路和大容量控105PLC基礎知識培訓1061.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器交流接觸器線圈通以交流電，主觸頭接通，分斷交流電路；主要解決幾個問題：鐵心中產生渦流和磁滯損耗引起鐵心發熱，當腳邊磁通過零時，電磁吸力為零，時銜鐵產生強烈震動和噪聲。解決方法：鐵心用硅鋼片沖壓迭制而成，減少渦流路進，加硅增加鐵心電阻，鐵心斷面上按裝一個銅質的短路環。（2）直流接觸器1、直流接觸器線圈通以直流電，主觸頭接通，分斷直流主電路2、直流基礎其的特點：鐵心用整塊鋼塊制成，線圈做成長而薄的圓筒狀1.3.交流接觸器和直流接觸器（1）交流接觸器107（3）接觸器的主要技術數據和選擇1、接觸器的型號和代表意義例如：CJ20-40/03交流接觸器代號：設計序號；額定電流；額定工作電壓代號：03—380V06—660V11—1140V（4）接觸器的選用原則1、負載電源種類：交流和直流2、主觸點額定電壓、額定電流：交流220，380，660，1140V；直流：110V，220V，440V，660V主觸點額定電流，一般根據電機容量Pd計算額定電流，Ie>=Pd*1000/KUdK-經驗系數，取1~1.43、輔助觸點種類，數量及觸點額定電流4、電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓（3）接觸器的主要技術數據和選擇1081.4繼電器：是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制電路.種類：電磁繼電器，固體繼電器，舌簧繼電器，高頻繼電器，光繼電器，聲繼電器。(1)時間繼電器從得到輸入信號（線圈的通電或斷開）開始，到生產相應的輸出信號（觸點的閉合和斷開）有一個符合一定準確度的延時過程的繼電器。 通電延時型：接受輸入信號后，要延遲一段時間，輸出信號才能發生變化，當輸入信號消失后，輸出即時復位。 時間繼電器有多種類型，如：直流電磁式繼電器（小于5s）：空氣阻尼式時間繼電器（0.4~180s）：半導體式時間繼電器（0.2-300s）：電動機式時間繼電器（延時較長），機械發條式時間繼電器等1.4繼電器：是一種根據特定形式的輸入信號而動作的自動控制109直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套，即可構成時間繼電器。它是利用電磁阻尼原理產生延時的，由電磁感應定律可知，在繼電器線圈通斷電過程中銅套內將感應電勢，并流過感應電流，此電流產生的磁通總是反對原磁通變化。

電器通電時，由于銜鐵處于釋放位置，氣隙大，磁阻大，磁通小，銅套阻尼作用相對也小，因此銜鐵吸合時延時不顯著(一般忽略不計)。

而當繼電器斷電時，磁通變化量大，銅套阻尼作用也大，使銜鐵延時釋放而起到延時作用。因此，這種繼電器僅用作斷電延時。

這種時間繼電器延時較短，JT3系列最長不超過5s，而且準確度較低，一般只用于要求不高的場合直流電磁式時間繼電器在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個110空氣式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲得延時的。它由電磁系統、延時機構和觸點三部分組成，電磁機構為直動式雙E型，觸點系統是借用LX5型微動開關，延時機構采用氣囊式阻尼器。

空氣阻尼式時間繼電器，既具有由空氣室中的氣動機構帶動的延時觸點，也具有由電磁機構直接帶動的瞬動觸點，可以做成通電延時型，也可做成斷電延時型。電磁機構可以是直流的，也可以是交流的。空氣式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器，是利用空氣阻尼原理獲111PLC基礎知識培訓112時間繼電器的選擇：電源電壓（線圈電壓和觸頭電壓）控制回路所需要的延時方式（通電延時還是斷電延時）延時時間范圍及誤差延時觸頭和瞬時觸頭類型，數量及容量時間繼電器的類型（電子式，空氣阻尼式）時間繼電器的選擇：113熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，在電路中用作電機的過載保護。在一般情況下，可選用兩種結構的熱繼電器，對在電網電壓嚴重不平衡、工作環境惡劣的條件下工作的電動機，可選用三相結構的熱繼電器，對于三角形接線的電機，為了實現斷相保護，可選用帶斷相保護裝置的熱繼電器熔斷器：電磁式繼電器：結構，電磁系統，觸頭系統，釋放彈簧熱繼電器：熱繼電器式利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，在114PLC基礎知識培訓115熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護作用熔斷器主要由熔斷和安裝熔體的絕緣管組成當電路發生短路故障時，熔體被瞬時熔斷而分段電路，起到保護作用常用熔斷器及文字符號：插入式熔斷器螺旋式熔斷器無填料密閉式熔斷器有填料密閉式熔斷器快速熔斷器自恢復熔斷器熔斷器：熔斷器在電路中主要起短路保護作用116PLC基礎知識培訓117熔斷器的主要特性安妙特性：時間越長，通過的電流越小極限分斷能力：在一定條件下切斷短路電流的極限能力熔斷器的選用：根據線路的要求，使用場合和安裝條件選擇，熔斷器額定電壓選擇：大于或等于線路的工作電壓，電流選擇：大于或等于所裝熔體的額定電流。熔體額定電流的選擇：阻性負載：熔體額定電流>=負載工作電流在配電系統中，由多級熔斷器保護，后一級熔體的額定電流比前一級熔體的額定電流要大一個數量級單臺電機熔體額定電流=（1.5~2.5）負載工作電流多臺電機熔體額定電流>=（1.5~2.5）*容量最大電機的額定電流+所有負載工作電流之和快速熔斷器的選擇快速熔斷器在交流電路或直流電路中時熔體額定電流>=整流系數*最大整流電流（2）快速熔斷器介入整流橋臂與整流元件串聯時熔體額定電流>=1.5*整流元件額定電流熔斷器的主要特性118低壓開關和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護功能的開關結構：操作機構、觸頭、保護裝置、滅弧裝置類型：萬能式低壓斷路器，塑料外殼式；快速低壓斷路器；限流低壓短路器選用：短路器的額定電壓和額定電流大于或等于線路設備的正常工作電壓和工作電流短路器的極限通斷能力大于或等于電路最大短路電流漏電保護器：當低壓電網發生人生觸電或設備漏電時，漏電保護器能迅速自動切斷電源，從而避免造成事故結構：電流互感器；基準值比較器：開關裝置漏電保護器分為電流型和電壓型，電流型分為電磁式和電子式低壓開關和低壓斷路器：低壓斷路器是一種具有多種保護功能的開關119主令電器：主要式用來切換控制電路一、按鈕按鈕在低壓控制電路中用于手動觸發控制信號按鈕的選擇：主要式分局場合所需的觸點數，觸電形式，結構和顏色二、位置開關（行程開關）用以反應工作機械行程位置，將機械位置信號轉變為電信號行程開關主要根據場合所需的點數，形式和結構來選擇主令電器：主要式用來切換控制電路120接觸器斷路器繼電器之間有什么區別和聯系接觸器：是用在主電路系統上，控制單一設備，如某臺電機，也是一種開關，但它能被控制，如用繼電器控制，適合作頻繁動作，但一般容量比較小，沒有保護功能，事故時不能自己跳閘；

斷路器：也是用在主電路系統上，即可控制單一設備，又可控制多個設備，但不適合頻繁動作，容量可作的很大，有保護功能，事故時能自己跳閘；

繼電器：是輔助電路上的，不能通過大電流，是典型的“小”東西控制“大”東西。

舉一個例子，某一條線路帶一個小型電機，電機開5分鐘停5分鐘；這要在線路的出口安裝斷路器，當電機出現問題時及時跳閘，在電機的電源入口處串入接接觸器，用它實際控制電機的開、停，用繼電器組成5分鐘延時電路，來控制接觸器。接觸器斷路器繼電器之間有什么區別和聯系接觸器：是用在121電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制線路根據GB4728-1984《電氣圖用圖形符號》,GB6988-1987《電氣技術的文字符號制定通則》主電路標號由文字符號和數字符組成，如引入線要用L1,L2,L3;電源開關后用U,V,W等。控制線路由三位或三位以下的數字組成，交流控制電路負載左側用奇數標號，右側用偶數標號。直流控制電路正極按奇數標號，負極按偶數標號。電器控制線路的繪制由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電器控制122電氣原理圖電氣原理是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單，層次分明。便于分析電路工作原理的優點原則：1、主電路和控制電路分開畫。主電路包括從電源的電機的電路，大電流通過的部分，用粗線條畫在原理圖左邊。控制電路通過小電流。由按鈕、觸頭、線圈等組成，電氣原理圖電氣原理是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單，層次1232、電器元件的圖形，文字符號采用國家統一標準。3、同一元件的個部件可以不畫在一起。但需用同一文字符號標出。4、全部觸頭都按“平常”狀態畫出。5、控制電路的分支線路，按動作先后順序排列，交叉連接點用墨點標出。2、電器元件的圖形，文字符號采用國家統一標準。124PLC基礎知識培訓1253、電氣安裝接線圖電氣接線圖式按照電器元件的實際位置和實際接線繪制的，根據電器元件布置最合理，連接導線最經濟的原則安排。它為安裝電器設備、電器元件之間進行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據。3、電氣安裝接線圖126繪制電器安裝接線圖應按照以下原則1、各電器元件按照規定的圖形、文字繪制，同一電器元件各部件必須畫在一起，各電器元件位置應和實際位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的連接必須通過端子排進行，各電器元件的文字符號及端子排的編號應與原理圖的一致，并按照原理圖的順序進行連接。3、走向相同的多根導線可以用單線表示4、畫連接導線時，應表明導線的規格、型號、根數和穿線管的尺寸。繪制電器安裝接線圖應按照以下原則1、各電器元件按照規定的圖形127可編程序控制器系統概述控制系統的歷史沿革一.繼電接觸器控制系統(20世紀20年代）二.半導體邏輯元件控制系統（20世紀60年代）三.小型計算機工業控制系統（20世紀70年代）四.PLC控制系統（20世紀70年代）五.工業現場總線控制系統（20世紀80年代）可編程序控制器系統概述控制系統的歷史沿革128可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統:用導線將各種繼電器、定時器、接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起來組成控制系統，控制各種生產機械，這就是大家所熟悉的傳統的繼電接觸器控制系統。可編程序控制器系統概述129可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統特點：由于它結構簡單、容易掌握、價格便宜，能在一定范圍內（特別是在工作模式固定、工作方式簡單的場合）滿足自動控制的需要，因而使用面甚廣，在一定時期內在工業控制領域中曾占主導地位。繼電接觸器控制系統存在的問題（1）隨著生產的發展，控制要求愈來愈可編程序控制器系統概述繼電接觸器控制系統特點：130可編程序控制器系統概述復雜，采用繼電器的類型和數量就不得不大量增加，電器之間的連接也就非常復雜，使控制柜的體積非常龐大，大大增加了生產控制柜的難度；（2）在繼電接觸器控制系統中，一個繼電器或一條連線出現故障，都會造成整個系統運行的不正常，而且由于系統的復雜，給查找和排除故障帶來困難，維修非常不便；可編程序控制器系統概述復雜，采用繼電器的類型和數量就不得不大131(3)當生產工藝或對象改變時，原來的接線和控制柜就要改接或更換，因此繼電接觸器控制系統的通用性和靈活性都遠遠不夠。因此，為了滿足現代生產的需求，人們自然對控制系統提出了更可靠、更經濟、更通用、更靈活、易維修等要求。可編程序控制器系統概述(3)當生產工藝或對象改變時，原來的接線和控制柜就要改接或更132半導體邏輯元件控制裝置半導體邏輯元件：是一種由半導體電子器件（各種晶體管、電阻、電容和硅可控整流元件等）組成的自動化元件，它種類很多，如各種邏輯門（與、或、非）、觸發器、延時元件、振蕩器、開關放大器、電平檢測器、接近開關、交流可控硅開關等。可編程序控制器系統概述半導體邏輯元件控制裝置可編程序控制器系統概述133半導體邏輯元件控制裝置：用半導體邏輯控制元件，按某種控制需要構成相應的無觸點邏輯控制系統及控制裝置；也可用邏輯元件組成通用的順序控制裝置。最常用的一種順序控制裝置就是利用二極管矩陣來實現輸入輸出邏輯關系，只要改變矩陣板上二極管插頭的位置就可以改變動作的順序，從而大大增加了控制系統的靈活性。可編程序控制器系統概述半導體邏輯元件控制裝置：用半導體邏輯控制元件，按某種控制134小型計算機工業控制:由于價格昂貴，輸入、輸出電路為專用電路，編程技術復雜等原因（因為當時計算機的接口技術、編程技術還遠遠沒有達到目前的水平），因而并未得到推廣應用。可編程序控制器系統概述小型計算機工業控制:可編程序控制器系統概述135PLC控制系統的提出六十年代末期，美國的汽車制造業競爭激烈，各生產廠家汽車型號不斷更新，其加工的生產線亦必須隨之改變，對整個控制系統要重新配置，因此，1968年美國通用汽車公司（GM）公開招標，對控制系統提出具體要求：（1）編程簡單，可在現場修改程序；（2）維修方便，采用模塊化結構，即插件式；（3）可靠性高于繼電器控制系統，能在惡劣環境下工作；可編程序控制器系統概述PLC控制系統的提出可編程序控制器系統概述136可編程序控制器系統概述（4）體積小于繼電器控制柜；（5）價格便宜，成本應可與繼電器控制系統競爭；（6）輸入、輸出可以采用市電，電流輸出達到一定要求（2A以上），可直接驅動繼電器和電磁閥；（7）具有數據通訊功能，數據可直接送入管理計算機；（8）易于系統擴展，在擴展系統時只要很小變更；可編程序控制器系統概述（4）體積小于繼電器控制柜；137可編程序控制器系統概述（9）用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB以上。這些要求實際上提出了將繼電器控制系統的簡單易懂、使用方便、價格低的優點與計算機的功能完善、靈活性、通用性好的特點結合起來，將繼電接觸器控制硬接線邏輯轉變為計算機的軟件邏輯編程的設想。可編程序控制器系統概述（9）用戶程序存儲器容量至少能擴展到138可編程序控制器系統概述PLC的歷史1。1969年美國數字設備公司（DEC）根據GE公司的招標要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在GM公司汽車生產線上首次應用成功。當時人們把它稱為可編程序邏輯控制器PLC（ProgrmmableLogicController），當時只用它取代繼電接觸器控制，功能僅限于執行繼電器邏輯、計時、計數等。可編程序控制器系統概述PLC的歷史139可編程序控制器系統概述1971年日本開始生產可編程序控制器；1973年歐洲開始生產可編程序控制器。到現在世界各國一些著名的電氣制造商幾乎都在生產PLC裝置，如美國的A-B、GE、德國的西門子、日本的三菱、OMROM等。現在PLC已作為一個獨立的工業設備被列入生產中，成為當代電控裝置的主導。可編程序控制器系統概述1971年日本開始生產可編程序控制器；140可編程序控制器系統概述PLC的定義國際電工委員會（IEC）1985年1月對可編程序控制器作過如下定義：“可編程序控制器是一種數字運算的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體、易于擴充功能的原則設計。”可編程序控制器系統概述PLC的定義141可編程序控制器系統概述可編程序控制器系統的基本特點及在工業控制中的應用一、可編程序控制器系統的基本特點

（1）編程簡單（2）控制系統構成簡單，通用性強（3）抗干擾能力強，可靠性高（4）體積小，維護方便可編程序控制器系統概述可編程序控制器系統的基本特點及在工業控142可編程序控制器系統概述（5）縮短設計、施工、投產調試的周期（6）其他功能：PLC除了上述特點之外，它具有開關量輸入／輸出，模擬量輸入／輸出，和大量的內部中間繼電器、時間繼電器（定時器）、計數器等，具有邏輯控制、順序控制、信號／數據處理（算術處理、數據處理）等功能，并具有各種接口功能（可配備一般的I/O接口模塊和一些智能模塊如通訊模塊、高精度定位模塊、遠程I/O控制等），現在的PLC還具有強大的網絡功能，可以通過各種通訊口將數據直接傳送給上位機，以實現上位機的數據采集和監控。可編程序控制器系統概述（5）縮短設計、施工、投產調試的周期143可編程序控制器系統概述二、可編程序控制器系統的基本組成與工作原理

1。可編程序控制器系統的基本組成

編程設備外部設備輸入模塊CPU模塊微處理器存貯器輸出模塊外部設備電源模塊可編程序控制器系統概述二、可編程序控制器系統的基本組成與工作144可編程序控制器系統概述（1）CPU模塊

CPU模塊是可編程序控制器的核心模塊，它主要由微處理器和存儲器兩部分組成。微處理器:可以采用大規模或超大規模集成電路微處理器芯片構成存儲器:可編程序控制器的存貯器包括系統存貯器和用戶存貯器兩部分可編程序控制器系統概述（1）CPU模塊145可編程序控制器系統概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊輸入／輸出模塊:是可編程序控制器與現場設備連接的接口。輸入模塊：用來接收和采集現場設備的輸入信號，包括開關量輸入信號和模擬量輸入信號。輸出模塊：用來向各執行機構輸出控制信號，包括開關量輸出信號和模擬量輸出信號。可編程序控制器系統概述（2）輸入／輸出（I/O）模塊146可編程序控制器系統概述輸入輸出模塊的分類：（1）數字量輸入輸出模塊；（2）模擬量輸入輸出模塊；（3）特殊模塊：如高速計數器模塊、熱電偶 或熱電阻模塊、各種定位與 編碼器模塊、BASIC模塊、 各種通訊模塊等。可編程序控制器系統概述輸入輸出模塊的分類：147可編程序控制器系統概述（3）編程設備：使用專用或通用編程器（PC 機）對PLC設備編寫控制程 序；（4）電源模塊：將外部電源轉化為PLC設備 需要的各種等級的電源 （24VDC、5VDC等）。可編程序控制器系統概述（3）編程設備：使用專用或通用編程器（148可編程序控制器系統概述2.可編程序控制器的基本工作原理

可編程序控制器在程序執行時，采用不斷循環執行程序的工作方式。概括地說，可編程序控制器采用了“不斷循環順序掃描”的工作方式，CPU從第一條指令開始，按編程順序逐條地執行用戶程序，直到用戶程序結束為止，然后又返回第一條指令開始新的一輪掃描。可編程序控制器就是這樣周而復始地重復上述的掃描循環。可編程序控制器系統概述2.可編程序控制器的基本工作原理149可編程序控制器系統概述PLC運行框圖：通電及內部處理掃描過程硬件診斷及出錯處理可編程序控制器系統概述PLC運行框圖：通電及掃描過程硬件診150可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第一部分：是上電及內部處理，上電后對整個系統進行一些初始化工作，如硬件初始化、I/O模塊配置檢查、停電保護設定及其它初始化處理（類似電腦的開機自檢）。可編程序控制器系統概述PLC運行流程：151可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第二部分掃描過程（實際上包含三個部分）： 首先是輸入掃描（讀取數據）； 其次是程序掃描階段（即程序運行）； 最后是輸出掃描階段（控制輸出）。可編程序控制器系統概述PLC運行流程：152可編程序控制器系統概述PLC運行流程：第三部分是診斷及出錯處理：可編程序控制器每掃描一次，就執行一次自診斷，檢查諸如CPU、電池電壓、程序存儲器、I/O通訊是否異常或出錯，如查出錯誤或異常，C