顺控和保护讲稿(第一、二、三章)

1、第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 热工开关量控制技术的内容热工开关量控制技术的内容图1-1 反馈控制和顺序控制的基本构成什么是开关量？什么是开关量控制？火电机组自动化包含哪些控制系统？开关量控制系统有那几方面的应用？第二节第二节 开关量控制系统的组成开关量控制系统的组成图1-2 顺序控制装置与系统的构成开关量控制系统的组成逻辑控制装置的逻辑控制原理本课程的知识体系本课程的知识体系本课程辅助教学软件本课程辅助教学软件-Automation Studio简介简介第二章第二章 开关量变送器及执行部件开关量变送器及执行部件第一节第一节 开关量变送器开关量变送器一、开关量变送器的类型二、开关量变送器的

2、技术指标可靠性、重复性、切换值和切换差图2-1 切换值与死区三、开关量变送器的工作过程示例图2-2 膜片型压力开关的结构和输出曲线第二节第二节 执行机构执行机构一、电动执行机构1.电动阀门的组成图2-3 电动阀门组成方框图2.对电动执行机构控制的技术要求二、液动执行机构三、气动执行机构 逻辑代数方程与解析 可靠性理论基础第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第一节第一节 继电器逻辑控制原理及实例继电器逻辑控制原理及实例一、常用控制电器及符号二、继电器原理线路图绘制的一般原则三、典型应用线路图3-1 报警线路 图3-2 联锁控制电路图 电机正反转控制电路 图 电机正反转反复控制电

3、路 图3-3 顺序启动线路 图 步进逻辑控制线路 图3-4 备用电源自动投入电路 图3-5 电动门控制电路 图3-6 高压用电动机控制电路 注意和避免的几个的问题第二节第二节 可编程序控制器定义和应用综述可编程序控制器定义和应用综述一、可编程控制器的特点（1.PLC出现 2.PLC定义和特点）二、可编程序控制器的分类三、编程语言四、编程工具第三章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第三节第三节 可编程序控制器工作过程和可编程序控制器工作过程和I/O接线接线图3-7 PLC的构成框图一、可编程序控制器的工作过程图3-8 PLC扫描过程 图3-9 PLC用户程序工作过程二、可编程序控制

4、器的I/O接线图3-10 直流输入电路（PLC典型输入电路 ）图3-11 继电器输出单元（PLC典型输出电路 ）三、可编程序控制器的I/O接口的抗干扰设计第四节第四节 可编程序控制器的软件可编程序控制器的软件及编程语言及编程语言一、梯形图（Ladder diagram）图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b） 二、语句表（Instruction list）三、功能模块图（Function block diagram）图3-18 功能模块图示例 四、顺序功能图语言（Sequential function chart）图3-20 顺序功能图示例五、结构文本（Structured text）第三

5、章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第五节第五节 梯形图编程和实例梯形图编程和实例 （PLC中的内部资源）一、梯形图语言图3-21 梯形图的构成和规则 图3-22 梯形图的实例二、梯形图资源的图符表示表3-2 接点表3-3 线圈 图3-23 计时与计数 图3-24 记忆功能表达三、梯形图的顺序控制功能（略）四、梯形图的标准（略）五、与继电器电路图的比较（并行与串行处理、单向和双向工作）图3-25 移位作用 （移位寄存器的图符和作用）图3-26 把梯形图看作继电器回路图时六、梯形图的缺点七、应用实例例1 闪烁电路 例2 脉宽可调单脉冲电路 例3 三相异步电机的Y-降压启动电路 第三

6、章第三章 开关量控制装置及应用开关量控制装置及应用第六节第六节 顺序功能图结构及应用顺序功能图结构及应用 一、SFC的思考方法图3-34 典型自动化系统框图二、应用规则和结构图3-35 SFC的基本图形转换规则及动画演示图3-36 单序列结构图3-37 选择结构表3-11 多分支和并行结构的规则图3-38 当型循环结构图3-39 直到型循环结构图3-40 层次化图3-41 重复使用同一序列图3-42 宏观化图3-43 并行分割三、应用实例图3-44 SFC表达示例图3-45 SFC表达管理进程示例功能模块图及实例功能模块图及实例一、功能模块图的特点1.以功能模块为单位，每个功能模块有明确的逻辑

7、关系或功能，分析理解控制方案简单容易；2.用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程；3.适于规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统。由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。 二、应用实例例1 闪烁电路例2 电机启停控制的四种编程例2 设备顺序AB/BA选择逻辑第七节第七节 顺序控制的编程方法顺序控制的编程方法图1-1 反馈控制和顺序控制的基本构成 相同：控制目的相同、控制系统组成相似；相同：控制目的相同、控制系统组成相似；不同：控制目标不同、工作原理不同、控制规律不同。不同：控制目标不同、工作原理不同、控制规律不同。顺序控制中检测信号并

8、非必须的图1-2 顺序控制装置与系统的构成 图2-1 切换值与死区 逻辑“1”输出信号输入信号输出高报警输出低报警动作值动作值返回值返回值逻辑“0”死区死区图2-2 膜片型压力开关的典型结构和输出曲线 (a) (b) F1F2+F3() F1F2 ()动作值忽略开关力矩返回值忽略开关力矩图2-3 电动阀门组成方框图 图2-4 气动薄膜执行机构结构及两种作用方式 气压信号流体簿膜弹簧阀座阀芯（a）气压信号流体（b）气压信号流体图3-1 报警线路 1KA1X11KA1HLX22KA11KA22KA23KA13KA22KA2HL2SB1SB3KAHA图3-2 联锁控制电路 M2M12#输料皮带1#输

9、料皮带1FU1KM35 M1FRM11FR1KM11KM2SB1SB2FU2KM24 M2FRM22FR2KM14SB3SB1KM22KMQ图3-3 顺序启动线路 1FU1KM24 M1FR1MYV2SB1SB2FU2KM1-3 M2FR1SP1KA1HL1KM2KM1KM11FRP1KA2IKA12SP2KA2HLP2KA12KA22FR2M图3-4 备用电源自动投入电路 1FU1KM132FU2KM131QK2QK2KM41KM1KM42KM1#电源2#电源至用电设备图3-5 电动门控制电路 图3-6 高压用电动机控制电路 图3-7 PLC的构成框图 输入接口中央处理单元存储器输出接口编程

10、单元地址总线控制总线数据总线电源单元SQ开关或传感器继电器触点行程开关模拟量输入指示灯电磁装置电动机其它执行装置或接触器 M图3-8 PLC扫描过程 内部处理通信操作输入处理程序执行输出处理停止运行图3-9 PLC用户程序工作过程 输入端子输出端子输入映像寄存器输出映像寄存器输出锁存电路X1Y1X2Y1X3Y2输入采样程序执行输出刷新读读读写图-10 直流输入电路 CCOMLEDR2R1内部电路PLC24VDC图3-11 继电器输出单元 COMLEDR输出锁存器PLC负载内部电路图3-12 输入漏电流的处理 传感器输入电源PLC泄放电阻R图3-13 输出漏电流的处理 负载电源PLCCOMOUT

11、泄放电阻R负载图3-14 输出冲击电流的处理 负 载 电 源PLCCOMOUT负 载 电 源PLCCOMOUT泄 放 电 阻R泄 放 电 阻R(a)(b)图3-15 感性负载的浪涌抑制器 INC O M二 极 管P LCO U TC O MP LCLD C 输 入L浪 涌 抑 制 器交 流 负 载 ：继 电 器 接 点或 双 向 可 控硅 输 出O U TC O MP LCL直 流 负 载 ：继 电 器 接 点或 晶 体 管 输出二 极 管(a)(b)(c)图3-16 输出负载的抗干扰负载负载交流电源时：C：0.5F20%,min耐压：最小1500VR：5030%,0.5w直流电源时：选择一个

12、二极管，其击穿电压和额定电流取决于负载(a)(b)1KA1KA1S1S2SQ2KMX1X2Y1Y2X3Y1图3-17 继电器逻辑图（a）和梯形图（b） 图3-18 功能模块图示例 X1X2X3Y1Y2图3-19 功能块图的不同图例 &AND=ORNOT与门电路 或门电路 非门电路 图3-20 顺序功能图示例 步1步2步3动作（或命令）1动作（或命令）2转换条件1转换条件2图3-21 梯形图的构成和规则 I1Q1I5Q2I7I12I2I3I6I10I8I13I4I11I9Q3接点、线、线圈的粗线部表示ON状态图3-22 梯形图的实例 图3-23 接点的动作 类型符号动作a接点b接点正方向变化检测

13、接点负方向变化检测接点XXXPXNa接点ONOFFX10ON10OFFb接点X1100接点右接点右T1100接点右接点右T注：T：控制周期变化检测接点用于记忆接点左侧的状态图3-24 线圈的动作 图3-25 计时 I1Q1TONEN QPT ET10sPT:设定值；ET:当前值；EN:输入；Q:输出T0 K10I1T0计时器；K10设定值（1）（2）（a）计时表现（常用的二种形式）QEN闭合延迟计时器TON断开延时计时器TOF脉冲TP（b）计时种类ET 0PTPT00QENET PTPT00QENET 0PTPT00PT以下0PTPT图3-26 记忆 图3-1 顺序运算功能 顺序运算功能内 容

14、1逻辑运算信号与、或、非及串行、并行的执行2输出把逻辑运算结果送到外部输出或内存3置位与复位只在信号变化时把输出置位（开）、复位（关）4移位把ON、OFF信号顺序送到移位寄存器5脉冲（微分）检测信号的上升沿、下降沿变化6主控制程序的块切换7计时根据计时器计时8计数由计数器记录信号变化的次数表3-2 数值运算功能数值运算功能内 容1四则运算加减乘除的固定小数点或浮点小数的运算2加、减指定运算对象的内容加1或减13函数运算三角函数、对数、开方运算4PID运算模拟量数值化的比例（P）、积分（I）、微分（D）运算5求补运算二进制的正负数间的符号变换6比较运算判定数值间的大于、小于、等于7常数产生产生二

15、进制数、十六进制数、BCD码8码制变换二进制数和BCD码变换图3-27 移位寄存器 图3-28 把梯形图看作继电器回路图时 2100634175891011101图3-27 顺控系统设计过程图3-28 燃油炉示意图 图3-29 程启过程功能设计 图3-30 程停过程功能设计 图3-31 水位超限保护框图 表3-10 I/O点编号的分配输入设备输入设备输入点编号输入点编号输出设备输出设备输出点编号输出点编号启动按钮启动按钮X0X0燃油预热器接燃油预热器接触器触器Y0Y0停止按钮停止按钮X1X1鼓风机接触器鼓风机接触器Y1Y1蒸汽压力开关蒸汽压力开关X2X2点火变压器接点火变压器接触器触器Y2Y2

16、水位上限开关水位上限开关X3()X3()、X5()X5()瓦斯阀瓦斯阀Y3Y3水位下限开关水位下限开关X4()X4()、X6()X6()喷油泵接触器喷油泵接触器Y4Y4图3-32 SFC与STL指令 图3-33 采用步进指令完成的详细设计 控控制制装装置置控控制制对对象象（机机械械、传传感感器器、传传动动装装置置）操作者指令原材料指令报告报警产品图3-34 典型自动化系统框图 图3-35 SFC的基本图形03c命令A04d命令B命令A命令B(a)(b)图3-36 单序列结构 图3-37 选择结构 表3-11 多分支和并行结构的规则 图3-38 当型循环结构图3-39 直到型循环结构 图3-40

17、 层次化图3-41 重复使用同一序列图3-42 宏观化图3-43 并行分割 图3-44 SFC表达示例 图3-45 SFC表达管理进程示例 图3-46 采用具有保持功能的指令实现带循环的单序列 图3-47 采用具有保持功能的指令实现带循环的选择序列 图3-48 采用具有保持功能的指令实现带循环的并行序列 图3-49 采用辅助继电器实现带循环的单序列 图3-50 采用辅助继电器实现带循环的选择序列 图3-51 采用辅助继电器实现带循环的并行序列 图3-52 采用以转换条件为依据实现带循环的单序列 图3-53 采用以转换条件为依据实现带循环的选择序列 图3-54 采用以转换条件为依据实现带循环的并行序列 图3-55 采用移位寄存器的方法实现带循环的单序列 启动条件一启动条件一启动条件二启动条件二启动条件三启动条件三转换条件一转换条件一转换条件二转换条件二转换条件转换条件起始步起始步结束结束第二步第二步第一步第一步启动一次风机启动一次风机A润滑油泵润滑油泵关一次风机关一次风机A出口风门出口风门将静叶调节节距关最小将静叶调节节距关最小启动一次风机启动一次风机A电机电机投一次风机投一次风机A静叶自动静叶自动开一次风机开一次风机A出口风门出口风门一次风机一次风机A程序启动程序启动X0TOT1K30