PLC-1 第一章 电器基础 第1节 概述、第2节 直观分析法

1、 可编程控制器l1、常用电器及其控制系统概述l 常用电器及元件l 继电器控制系统简介l2、继电器式控制线路分析方法l 直观分析法l 逻辑代数分析法 l1、可编程控制器的产生与发展l2、可编程控制器的功能及特点l3、可编程控制器的构成及工作原理l 基本组成l 工作原理l (程序执行流程与一般计算机的区别) l1、S7-300PLC硬件及配置方式 l2、S7-300PLC存储区及寻址（地址分配）l3、S7-300PLC硬件系统组态（STEP 7使用）l3、S7-300PLC指令系统l5、S7-300PLC用户程序结构与编程 l为配合实验环节，在相应章节中穿插介绍STEP 7组态与编程软件的相关内容

2、。 l1、硬件系统设计l 控制系统设计步骤l 硬件系统设计主要考虑因素l2、软件系统设计l 组合型逻辑设计l 时序型逻辑设计顺序功能图(SFC) 设计方法l 时序型逻辑设计动作顺序表设计方法：l1 1 吕炳仁编吕炳仁编. . 断续控制系统断续控制系统. . 电子工业出版社电子工业出版社. .l2 2 柳春生柳春生. . 电器控制与电器控制与PLC(PLC(西门子西门子S7-300S7-300机型机型). ). 机械工业出版社机械工业出版社. . l3 3 西门子公司西门子公司. .深入浅出西门子深入浅出西门子S7-S7- 300PLC300PLC. . 北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出

3、版社. .l4 4 廖常初廖常初. .大中型大中型PLCPLC应用教程应用教程. . 机械工业出版社机械工业出版社. . 第一章第一章 基础知识基础知识第第1 1节节 常用电器及其控制系统概述常用电器及其控制系统概述一、一、常用电器常用电器l 分为检测电器、控制电器和执行电器。l1、检测电器检测电器 用于信号检测并将其转换为开关量信号。l1) 按钮和手动开关按钮和手动开关l作用：用于短时接通或分断小电流电路。l按钮分类l 按接点的闭合形式可分为常开型按钮（动合按钮）、常闭型按钮（动断按钮）、及复合型按钮。l 按复位形式可分为非自锁和自锁型（或不带锁和带锁型）。l表示符号：l常开型按钮常开型按钮

4、NONOl常闭型按钮常闭型按钮NCNCl复合型按钮l按钮开关(带锁/自锁型按钮)l手动开关l2)检测开关l作用：用于工艺信号检测,并将其转换为开关量动作.l分类及表示符号：l行程开关（限位开关）、接近开关 信号检测开关 例如温度、压力、流量、液位检测开关；电流、电压、转速检测开关等。常用信号检测开关表示符号TT温度开关温度开关PP压力开关压力开关FF流量开关流量开关LL液位开关液位开关nn速度开关速度开关过热开关过热开关l2、控制电器控制电器 按照控制要求，对检测部分送来的开关量信号进行逻辑运算或延时操作等，并将结果送至执行部分。l1) 中间继电器中间继电器l作用：用于逻辑运算及触点的转换和扩

5、展。l构成：由电磁机构和触点部分等组成。l构成及工作原理构成及工作原理示意图中为1对常开（NO）和1对常闭（NC）触点。桥式动触头桥式动触头静触头静触头静触头静触头l构成及工作原理构成及工作原理i / I线圈控制可以是线圈控制可以是24VDC24VDC、220VAC220VAC、380VAC380VAC。l构成及工作原理构成及工作原理i / Il表示符号：R继电器线圈继电器线圈常开触点常开触点常闭触点常闭触点l构成及工作原理构成及工作原理l2) 时间继电器时间继电器l作用：用于延时操作。 l构成：由电磁机构、延时装置和触点等部分组成。l表示符号：TR继电器线圈继电器线圈延时闭合，瞬时断开延时闭

6、合，瞬时断开延时断开，瞬时闭合延时断开，瞬时闭合瞬时闭合，延时断开瞬时闭合，延时断开瞬时断开，延时闭合瞬时断开，延时闭合KTl3、执行电器执行电器 作用：用于驱动受控对象。 l1) 接触器l作用：用于接通或断开主电路或大容量控制电路。l表示符号：K接触器线圈接触器线圈常开触点常开触点常闭触点常闭触点主触点主触点辅助触点辅助触点l2) 电磁阀l作用：用于流体管路的控制。l分类：按动作形式分为带电打开和带电关闭。 l表示符号：带电关闭，失电打开带电关闭，失电打开带电打开，失电关闭带电打开，失电关闭电磁线圈阀门FOFC二、继电器式控制系统简介二、继电器式控制系统简介l1、报警系统报警系统l1) 作用

7、l 主要起自动监视作用。当工艺参数偏离规定值或运行状态出现异常时发出声光信号，以便提醒操作人员采取措施，使生产正常进行。l2) 报警系统的一般动作过程l 正常报警确认复原l3) 报警系统分类l 一般闪光报警系统l区别瞬时原因闪光报警系统l区别第一原因闪光报警系统l一般闪光报警系统的动作要求一般闪光报警系统的动作要求不响不响不响不响消音消音响响不响不响警铃警铃亮亮灭灭平光平光闪烁闪烁不亮不亮报警灯报警灯试灯试灯复原复原确认确认报警报警正常正常状态状态元件元件l区别瞬时原因闪光报警系统的动作要求的动作要求l 报警信号为持续信号时的动作要求与一般闪报警信号为持续信号时的动作要求与一般闪光报警系统相同

8、。光报警系统相同。l 报警信号为瞬时信号时的动作要求：报警信号为瞬时信号时的动作要求：不响不响消音消音响响不响不响警铃警铃亮亮灭灭闪烁闪烁不亮不亮报警灯报警灯试灯试灯确认（复原）确认（复原）报警报警正常正常状态状态元件元件不响不响不响不响消音消音响响不响不响警铃警铃亮亮灭灭灭灭闪烁闪烁不亮不亮报警灯报警灯试灯试灯复原复原确认确认报警报警正常正常状态状态元件元件过程可简化为：过程可简化为：l2、联锁系统联锁系统l1) 作用l 实现异常情况的自动处理及特定过程的顺序操作。l2) 分类l （1）由工艺参数偏离规定范围引发的联锁； （2）保证设备正常运转或设备之间正常联络所需的联锁。l3) 基本功能要

9、求l （1）保证联锁动作符合工艺要求；l （2）应设置联锁报警功能；l （3）应设置联锁系统投运显示。l4) 可供选择的附加功能l （1）联锁延时；l （2）联锁的投运与切除l （3）手动紧急联锁l (4）联锁的自锁/复位第第2 2节节 继电器式控制线路继电器式控制线路 分析方法分析方法1 1直观分析法直观分析法一、组合型线路的分析一、组合型线路的分析l1、分析步骤：、分析步骤：l1）了解动作要求，即输入与输出的对应关系；l2）分清输入、输出及中间环节；l3）分析线路（直接读图）；l4）绘制图表。 2 2、分析举例：、分析举例： 某控制系统的动作要求如下：（1）开关SW1闭合时，关闭A阀和B阀

10、；（2）检测开关SW2闭合时，关闭A阀，只开B阀；（3）检测开关SW3闭合时，关闭A阀，只开B阀； 同时要求阀门打开时，相应的指示灯点亮。 注：A、B两阀均为带电关闭。l控制系统线路图如下图(自然状态未上电)：R1、R2、R3不带电，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不带电，A、B阀打开。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀SW1SW2LSW3nl系统上电，各元件状态无变化。R1、R2、R3不带电，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不带电，A、B阀打开。即状态未改变。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2

11、-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW1闭合时：闭合时：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlAL1亮、亮、R1带电带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR1的触点状态翻转的触点状态翻转(R1-1闭合闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlVS2带电，带电，B阀关闭阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1

12、R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nl同时经同时经R2-1、R3-1使使VS1带电，带电，A阀关闭阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW1断开，断开，AL1灭，灭，R1失电失电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR1-1断开，断开，VS1、VS2失电，失电，A、B阀打开阀打开R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW

13、2闭合时：闭合时：AL1R1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlAL2亮、亮、R2带电带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR2的触点状态翻转的触点状态翻转(R2-1断开，断开，R2-2闭合闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR2-2闭合使闭合使VS1带电，带电，A阀关闭阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3

14、-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW2断开，系统复原。断开，系统复原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW3闭合时：闭合时：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlAL3亮、亮、R3带电带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR3的触点状态翻转的触点状态翻转(R3-1断开，断开，R3-2闭合闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-

15、1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlR3-2闭合使闭合使VS1带电，带电，A阀关闭阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nlSW3断开，系统复原。断开，系统复原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nl动作表动作表VS2VS1AL3AL2AL1R3R2R1SW3SW2SW1说说 明明AL3亮亮A开、开、B关关01100100100AL2亮亮A开、开、B关关01010010010AL1亮亮A、B全关全关1

16、1001001001灯全灭灯全灭A、B全开全开00000000000SW3闭合闭合SW2闭合闭合SW1闭合闭合正常正常执执行行中中间间输输入入状态状态元件元件l1 1、分析步骤：、分析步骤：l1）了解动作要求（动作顺序、输入与输出关系）；l2）分清输入、输出及中间环节；l3）分析线路；l4）绘制图表。二、时序型线路的分析二、时序型线路的分析l 加热槽温度报警联锁系统控制要求：当温度超限时发出报警信号（灯亮及铃响），同时有联锁动作，即关闭VS阀。按PB按钮确认后，铃消音。待温度正常后，VS重新打开，同时报警灯灭。l注：VS为带电关闭。2 2、分析举例：、分析举例：TS加热槽VS控制箱控制箱蒸汽蒸

17、汽l控制系统线路图（自然状态）控制系统线路图（自然状态）R1VSBL TSR1-2阀阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTl系统上电：各部件无动作系统上电：各部件无动作R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNl温度超限时：温度超限时：TS闭合闭合R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlTS闭合使闭合使R1带电带电R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlR1的触点状态翻转（的触点状态翻转（R1-1、R1-2闭合）闭合）R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNlR1-1闭合

18、使闭合使VS带电，阀关闭带电，阀关闭R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBlR1-2闭合使闭合使AL灯亮、灯亮、BL 带电铃响带电铃响TLNl按按PB后，后，R2带电带电R1VSBL TSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBlR2带电，触点状态翻转（带电，触点状态翻转（R2-1闭，闭，R2-2断断 ）铃消音）铃消音TLNlPB按钮复原后，因按钮复原后，因R2-1自锁作用，自锁作用，R2仍带电仍带电R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNl温度正常后，温度正常后，TS断开，断开，R1失电失电R1VSBL TSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR1的触点状态翻转（的触点状态翻转（R1-1、R1-2断开）断开）R1VSBL TSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR2失电，失电， AL灯灭灯灭R1VSBL TSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNlR2失电使其触点状态翻转，系统复原失电使其触点状态翻转，系统复