站上培训-电气控制技术与PLC基础知识

1、电气控制技术与PLC基础知识主讲人： 日期：目目 录录电气控制技术1 1 PLC 基础知识2 2CONTENTS简单的交流电气控制实物接线图简单的交流电气控制实物接线图一、电气控制技术一、电气控制技术220V交流接触器时间继电器水泵实物接线图交流接触器时间继电器水泵实物接线图浮漂控制浮漂控制中间继电器中间继电器线圈电压线圈电压 ，中间继电器，中间继电器常闭触点常闭触点控控接触器接触器线圈线圈交流接触器基本组成交流接触器主要由四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；(2)触头系统,包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置,一般

2、容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。 工作原理当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时动作,主触点闭合,和主触点机械相连的辅助常闭触点断开，辅助常开触点闭合，从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,和主触点机械相连的辅助常闭触点闭合，辅助常开触点断开，从而切断电源。电气符号站上常见电气控制箱站上常见电气控制箱1#1#、2#2#空压机控制箱空压机控制箱站上常见电气控制箱站上常见电气控制

3、箱1#1#、2#2#空压机控制箱空压机控制箱电流互感器电流互感器站上常见电气控制箱站上常见电气控制箱1#1#、2#2#空压机控制箱空压机控制箱电流互感器电流互感器电流表电流表站上常见电气控制箱站上常见电气控制箱1#1#、2#2#空压机控制箱空压机控制箱24V24V开关电源开关电源露点仪控制单元露点仪控制单元二 、PLC的基本概念培训目标培训目标主要内容主要内容l描述描述PLCPLC的发展由来的发展由来l介绍介绍PLCPLC的基本结构与的基本结构与性能指标性能指标l阐述阐述PLCPLC的基本工作原的基本工作原理理.PLC.PLC的由来的由来.PLC.PLC的定义的定义.PLC.PLC的特点的特点

4、4.PLC4.PLC的分类的分类5.PLC5.PLC的基本结构的基本结构6.PLC6.PLC的工作原理的工作原理1.PLC1.PLC的由来的由来l2020世纪世纪6060年代末，汽车制造工业竞争激烈，传统继电器电路适应生产工年代末，汽车制造工业竞争激烈，传统继电器电路适应生产工艺不断更新的需要。继电器电路的弊端：艺不断更新的需要。继电器电路的弊端：1 1） 动作速度慢。动作速度慢。2 2） 绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。坏。3 3） 继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重继电器的

5、触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。的后果。4 4） 对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。重的。5 5） 在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。消耗了大量的电能。6 6） 继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。7 7

6、） 继电器线路出现故障时没有自诊断功能，很难直接找到故障所在的部继电器线路出现故障时没有自诊断功能，很难直接找到故障所在的部位，检修时间长。位，检修时间长。.PLC.PLC的定义的定义l 它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。程。.PLC.PLC的特点的特点 1 1、编程简单，使用面向控制操作的控制逻辑语言。、编程简单，

7、使用面向控制操作的控制逻辑语言。比如，梯形图、指令表、顺序功能流程图和编程语言等，技术工人易于掌握和使用，便比如，梯形图、指令表、顺序功能流程图和编程语言等，技术工人易于掌握和使用，便于普及和应用。于普及和应用。2 2、可靠性高，抗干扰能力强，适于在恶劣的生产环境下运行。、可靠性高，抗干扰能力强，适于在恶劣的生产环境下运行。1 1）硬件措施：屏蔽、滤波、隔离等）硬件措施：屏蔽、滤波、隔离等2 2）软件措施：故障的检测与处理、信息的保护与恢复等，以提高可靠性，适应生产现场）软件措施：故障的检测与处理、信息的保护与恢复等，以提高可靠性，适应生产现场的要求。的要求。3 3、分散的模块化结构。、分散的

8、模块化结构。1 1）可针对各类不同控制需要进行组合，便于扩展；）可针对各类不同控制需要进行组合，便于扩展；2 2）也易于检查故障和维修更换，从）也易于检查故障和维修更换，从而大大提高了效率。而大大提高了效率。3 3）目前较高档的）目前较高档的PLCPLC还配有各类智能化模板，如：模拟量还配有各类智能化模板，如：模拟量I/OI/O模板，模板，PIDPID过程控制模板，过程控制模板，I/OI/O通讯模板，视觉输入、伺服及编码等专用模板等等，大大提高了通讯模板，视觉输入、伺服及编码等专用模板等等，大大提高了PCPC的功能与适应性的功能与适应性.PLC.PLC的特点的特点4 4、接口简单，维护方便、接

9、口简单，维护方便 1 1）可编程控制器可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。）可编程控制器可直接与现场强电设备相连接，接口电路模块化。2 2） 有完善的自诊断和监视功能。可编程控制器对于其内部工作状态，通信状态，有完善的自诊断和监视功能。可编程控制器对于其内部工作状态，通信状态，异常状态和异常状态和 I/O I/O 点的状态均有显示。可以方便的查出故障原因，迅速作出处理。点的状态均有显示。可以方便的查出故障原因，迅速作出处理。5 5、体积小，功耗低、体积小，功耗低1 1）采用了大规模集成电路技术和微处理器技术故小体积、功耗低。）采用了大规模集成电路技术和微处理器技术故小体积、功耗低。 2

10、 2）易于装入机）易于装入机械设备内部，实现机电一体化械设备内部，实现机电一体化4.PLC4.PLC的分类的分类l根据生产厂家的产品类型、系列分类根据生产厂家的产品类型、系列分类l根据的点数和存储器容量分类根据的点数和存储器容量分类、小型、小型PLC的的I/O点数在点数在256 点以下，用户程序存储器容量为点以下，用户程序存储器容量为2K字以下字以下（1K=1024，存储一个，存储一个1或或0的二进制码称为一位，一个字为的二进制码称为一位，一个字为16位）。位）。、中型、中型PLC的的I/O点数在点数在2562048之间，用户程序存储器容量一般为之间，用户程序存储器容量一般为28K字。字。、大

11、型、大型PLC的的I/O点数在点数在2048点以上。用户程序存储器容量达点以上。用户程序存储器容量达8K字以上。字以上。l按照结构分类按照结构分类可分为整体式和模块式。可分为整体式和模块式。l按照的功能强弱分配按照的功能强弱分配可分为低档机、中档机和高档机。可分为低档机、中档机和高档机。5.PLC5.PLC的基本结构的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：计算机相同，如图所示：编程器中央处理单元输入电路输出电路系统程序存储器RAM存储器电源6.PLC6.PLC的工作原理的工作原理PL

12、CPLC：循环扫描的工作方式：循环扫描的工作方式 CPUCPU从第一条指令开始按指令步序号作周期性从第一条指令开始按指令步序号作周期性的循环扫描，如果无跳转指令的循环扫描，如果无跳转指令, ,则从第一条指令开则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。环称为一个扫描周期。一个扫描周期主要分为三个阶段：一个扫描周期主要分为三个阶段： 输入采样阶段输入采样阶段 程序执行阶段程序执行阶段 输出刷新阶段输出刷新阶段 用户输出设备输入端子输入锁存

13、器输入映象寄存器输出映象寄存器输出锁存器输出端子程序执行用户输入设备写读读输入刷新 程序执行输出刷新一个扫描周期输入采样 PLC PLC的扫描工作过程的扫描工作过程以以PLC梯形图为例，比较下面两个程序的异同：梯形图为例，比较下面两个程序的异同：程序：程序：程序一只用了一次扫描周期，就完成了对的刷新；程序二要用四次扫描周期，才能完成对的刷新。三、的功能三、的功能、逻辑控制、逻辑控制、定时控制、定时控制、计数控制、计数控制、步进（顺序）控制、步进（顺序）控制、控制、控制、数据控制、数据控制、通信和联网、通信和联网、其他、其他四、四、PLCPLC各部分的作用各部分的作用、CPU诊断诊断PLC电源、

14、内部电路的工作状态及编电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。制程序中的语法错误。采集现场的状态或数据，并送入采集现场的状态或数据，并送入PLC的寄的寄存器中。存器中。逐条读取指令，完成各种运算和操作。逐条读取指令，完成各种运算和操作。 将处理结果送至输出端。将处理结果送至输出端。 响应各种外部设备的工作请求。响应各种外部设备的工作请求。 、存储器、存储器 系统程序存储器：用以存放系统管理程序、系统程序存储器：用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。监控程序及系统内部数据。PLC出厂前已将其出厂前已将其固化在只读存储器固化在只读存储器ROM或或PROM中，用户不中，用户不能更改。

15、能更改。用户存储器：包括用户程序存储区及工作数用户存储器：包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM构成，其中的存储内容可读出并构成，其中的存储内容可读出并更改。更改。PLC产品手册中给出的产品手册中给出的“存储器类型存储器类型”和和“程程序容量序容量”是针对用户程序存储器而言的。是针对用户程序存储器而言的。 输出接口电路输出接口电路：采用光电耦合电路，将采用光电耦合电路，将CPU处理处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。有三种动接触器、电磁

16、阀等外部设备的通断电。有三种类型：类型：继电器输出型：继电器输出型：为有触点输出方式，用于接通或断开开关为有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路频率较低的直流负载或交流负载回路。内内部部电电路路L LE ED DL L: :负负载载C CO OM ML LL L输输出出端端子子晶闸管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关晶闸管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载。频率较高的交流电源负载。内内部部电电路路L LE ED D输输出出端端子子L L: :负负载载C CO OM ML LL L晶体管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开

17、开关晶体管输出型：为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。频率较高的直流电源负载。集电极开路集电极开路L L: :负负 载载输输 出出 端端 子子L LE ED D内内部部电电路路C CO OM ML LL L、电源、电源 电压稳定可靠电压稳定可靠 220VAC 220VAC 24VDC 24VDC 、输入输出接口（放电源前面）、输入输出接口（放电源前面）若主机单元的若主机单元的I IO O点数不能满足需要时，可通过此点数不能满足需要时，可通过此接口用扁平电缆线将接口用扁平电缆线将I IO O扩展单元与主机相连，以扩展单元与主机相连，以增加增加I IO O点数。点数。PLC

18、PLC的最大扩展能力主要受的最大扩展能力主要受CPUCPU寻址寻址能力和主机驱动能力的限制。能力和主机驱动能力的限制。 五、常用五、常用PLCPLC输入元器件输入元器件输入元器件是PLC信号输入部分，主要由按钮、行程开关、继电器触点、按钮、行程开关、继电器触点、光电开关、霍尔开关、接近开关、数字开关、旋转编码器光电开关、霍尔开关、接近开关、数字开关、旋转编码器等等。按钮开关按钮开关行程开关行程开关常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件光电开关光电开关(1) 漫反射光电开关漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，

19、于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件（2）镜反射式光电开关镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。光电开关光电开关常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件（3）对射式光电开关对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式

20、光电开关是最可靠的检测模式。光电开关光电开关常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件（4）槽式光电开关槽式光电开关通常是标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。（5）光纤式光电开关光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。光电开关光电开关常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件6）接近开关接近开关（1）电感式接近开关电感式接近开关：由LC高频振荡器和

21、放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应头时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用于接近开关，使接近开关振荡能力衰减，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是金属物体。 （2）电容式接近开关电容式接近开关的测量头通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是物体的本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的介电常数发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通和关断。电容式接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是液体或粉状物体。 常用常用PLCPLC输入元器件输入元器件7）数字开关数字开关数字开关常用的

22、是8421拨码开关,每片开关后面有5个接点,分别是8、4、2、1和C,C为公共端，设定的数值为8421的组合 。 常用常用PLCPLC输出元器件输出元器件1）信号元器件信号元器件 作用：用来对电气控制系统中的某些信号的状态、报警信息等进行指示。 常用的信号元器件有： 指示灯指示灯 电铃电铃 蜂鸣器蜂鸣器常用常用PLCPLC输出元器件输出元器件2）执行元器件执行元器件 作用：根据PLC的输出控制逻辑，执行动作命令的元器件。 常用的执行元器件有：接触器、电磁铁、电磁阀、继电器、变频器信号端子。接触器接触器常用常用PLCPLC输出元器件输出元器件2）执行元器件执行元器件 作用：根据PLC的输出控制逻

23、辑，执行动作命令的元器件。 常用的执行元器件有：接触器、电磁铁、电磁阀、继电器、变频器信号端子。电磁铁电磁铁常用常用PLCPLC输出元器件输出元器件2）执行元器件执行元器件 作用：根据PLC的输出控制逻辑，执行动作命令的元器件。 常用的执行元器件有：接触器、电磁铁、电磁阀、继电器、变频器信号端子。电磁阀电磁阀常用常用PLCPLC输出元器件输出元器件2）执行元器件执行元器件 作用：根据PLC的输出控制逻辑，执行动作命令的元器件。 常用的执行元器件有：接触器、电磁铁、电磁阀、继电器、变频器信号端子。继电器继电器 PLCPLC控制电机正传反转的控制图控制电机正传反转的控制图 PLCPLC控制电机的图

24、控制电机的图站上常见小型站上常见小型PLCPLC3#3#空压机空压机PLCPLC控制箱控制箱站上常见小型站上常见小型PLCPLC3#3#空压机空压机干燥机干燥机PLCPLC控制箱控制箱站上常见小型站上常见小型PLCPLC3#3#空压机空压机干燥机干燥机PLCPLC控制箱控制箱触摸屏和指示灯触摸屏和指示灯站上常见小型站上常见小型PLCPLC循环水泵房循环水泵房PLCPLC控制箱控制箱站上常见小型站上常见小型PLCPLC循环水泵房循环水泵房PLCPLC控制箱控制箱触摸屏面板触摸屏面板和蜂鸣器、急停按和蜂鸣器、急停按钮开关钮开关六、六、 GE FANUC PLC GE FANUC PLC简介简介培训

25、目标培训目标主要内容主要内容了解GE PLC的产品种类 1 1. GE FANUC Series 90TM Micro PLC . GE FANUC Series 90TM Micro PLC 简介简介 2 2. GE FANUC Series 90TM 90-30 PLC . GE FANUC Series 90TM 90-30 PLC 简介简介 3 3. GE FANUC Series 90TM 90-70 PLC . GE FANUC Series 90TM 90-70 PLC 简介简介. GE FANUC Series 90TM Micro PLC 简介简介 90 TM Micro P

26、LC是GE FANUC 系列家族的一员。其紧凑的物理设计，简易的安装方式，强大的控制功能，和极具竞争力的价格，可用于许多经费紧张，低成本的小规模控制场合。（）（） Micro PLC 的类型的类型14点 Micro；28点 Micro；23点 Micro（带2 AI/1 AO）；14点扩展 Micro。（）技术参数（）技术参数 CPU14点点 Micro PLC28点点 Micro PLC程序执行时间1.8ms/K1.0ms/K标准功能块执行时间 48s29s内存容量3K6K内存类型RAM、Flash、EEPROM数据寄存器2562048内部线圈10241024计时/计数器80600编程语言梯

27、形图梯形图串行口1个口RS422：SNP、RTU2个口RS422：SNP、RTU I/O电源电源输入点数输入点数输入类型输入类型输出点数输出点数输出类型输出类型IC693UDR00185-265VAC8 DI24VDC6继电器IC693UDR00210-30VDC8 DI24VDC6继电器IC693UDR00385-265VAC8 DI85-132VAC685-265VACIC693UDR00585-265VAC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UAL00685-265VAC13 DI2 AI24VDCAnalog911 AQ继电器24VDCAnalogIC693UAA007

28、85-265VAC16 DI85-132VAC1285-265VACIC693UDR01024VDC16 DI24VDC111继电器24VDCIC693UEX01185-265VAC8 DI24VDC6继电器（）（） Micro PLC Micro PLC 的特点的特点两个外置可调电位器（对其他两个外置可调电位器（对其他I/O设置门限值）；设置门限值）；软件组态功能（无软件组态功能（无DIP开关）；开关）；直流输入可组态成直流输入可组态成5KHz的高数计数器；的高数计数器；直流输出可组态成直流输出可组态成PWM（脉宽调制（脉宽调制19hz 2Khz）信号；）信号；28点点/23点点Micro PLC 支持实时时钟；支持实时时钟；14点的扩展模块最多可扩展到点的扩展模块最多可扩展到84点（点（28点点 Micro）和）和79点（点（23 点点Micro）；）；23点点Micro PLC提供提供2路模拟量输入路模拟量输入1路模拟量输出；路模拟量输出；内置内置RS-422通讯口支持通讯口支持SNP主从协议、主从协议、RTU从站协议；从站协议；28/23点点Micro PLC支持支持ASCII输出。输出。（） Micro PLC的扩展（）Micro PLC 的通讯RS-42