PLC备课笔记继电接触器控制系统
《电器与PLC应用技术》
补充内容：继电接触器控制系统
上海应用技术学院电子电工教研室
叶真
2009.02
《电器与PLC应用技术》
学习PLC课程的基本要求：
一、电器的基本知识和继电接触器控制系统的基本知识
二、基本原理及PLC的组成
三、硬件接线，I/O口如何连接
四、扩展方法及如何配置
五、应用软件、梯形图编程方法及应用实例
参考书籍：
1.《现代电气及可编程控制技术》北京：航空航天大学出版社王永华主编
2.《可编程序控制器及常用控制电器》冶金工业出版社何友华主编
3.《PLC编程及应用》机械工业出版社（第一版）廖常初主编
4.《工厂电气控制技术》机械工业出版社方承远主编
5.《SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》
北京：西门子（中国）有限公司6．各类关于电器控制及PLC技术应用的书籍
7．补充教材后面所列的其他参考书籍
第一章电器的基础知识
任何一种继电器控制系统均由三部分组成：
（1）输入部分：由各类按钮开关、行程开关、接近开关、转换开关等主令电器构成。
主令电器——自动控制系统中用于发送控制指令的电器。
（2）逻辑部分：由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路。
继电器——一种根据某种输入信号,接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。
（3）输出部分：由各种电磁阀线圈，接通电动机的各种接触器和信号指示灯等执行电器构成。
接触器——是一种用来频繁地接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。是一种依靠电磁力的作用使触头闭合或分离来接通和断开电动机（或其他用电设备）电路的自动电器。
第一节电器的定义、分类及电磁式电器的工作原理
一、电器的定义和分类
电器——自动或手动接通和断开电路，能实现对电路或非电对象切换、保护、检测、变换和调节目的的电气元件
分类：
低压电器——交流1000V或直流1200V以下
（一）按工作电压等级分
高压电器——交流1000V或直流1200V以上
手动电器——需人工直接操作才能完成指令任务
（二）按动作原理分
自动电器——按照电的或非电的信号自动完成指令任务
（三）按用途分 1. 控制电器——用于各种控制电路和控制系统
2. 主令电器——用于自动控制系统中发送控制指令
3. 保护电器——用于保护电路及用电设备
4. 配电电器——用于电能的输送和分配
5.执行电器——用于完成某种动作或传动功能
电磁式电器——依据电磁感应原理工作
（四）按工作原理分
非电量控制电器——靠外力或某种非电物理量的变化而动作
二、电磁式电器——电气控制线路中使用量最大，类型很多，工作原理和构造基本相同
感测部分——电磁机构
主要组成部分
执行部分——触头系统
（一）电磁机构
作用：将电磁能量→机械能量→触头动作→接通或分断电路
组成：吸引线圈、铁心、衔铁等
1. 常用的磁路结构：
2. 吸引线圈：将电能转换成磁场能量。按通入吸引线圈的电流种类不同，可分为直流线圈和交流线圈
3. 铁心：直流电磁铁的铁心——整块钢材或工程纯铁制成。在直流情况下，线圈发热而铁心不发热，所以吸引线圈做成高而薄的瘦高型，且没有骨架，线圈与铁心直接接触，易于散热。
交流电磁铁的铁心——硅钢片叠铆而成。在交流情况下，铁心中有磁滞和涡流
损耗，线圈和铁心都发热，所以，吸引线圈有骨架，与铁心隔离，并做成矮胖型，有利于铁心和线圈散热。
（二）电磁吸引力与特性
在气隙值δ及外加电压值一定时：
直流电磁铁——电磁吸引力为恒定值（用直流电源励磁）
交流电磁铁——电磁吸引力随时间变化（用交流电源励磁）
t F F t F F F a t m a t m at ωω2cos 2cos 2
200-=-= 电磁吸力平均值
吸力特性——电磁吸力F at 随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线
（三）反力特性和返回系数
反力特性——反作用力F r （由触头弹簧、反作用力弹簧产生）与气隙δ的关系曲线 返回系数——释放电压（或电流）与吸合电压（或电流）的比值，用β表示（反映 电磁式电器灵敏度的参数），β大而灵敏度高。
at re
I at
re V I I U U =-
=ββ
其中：—释放电压、电流—，re re I U
—吸合电压、电流
—，at at I U （四）交流电磁机构中短路环的作用
由交流电磁吸力公式可知：F at 有两个分量：
1. 恒定分量F o ，其值为最大值的一半
2. 交变分量F ，F =F o cos2ωt ，其幅值是最大吸力值的一半，并以两倍电源频率变化
总的电磁吸力F at 从0～F atm 变化，曲线如补充教材 Fig1-3所示。由图1-3曲线可见：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反作用弹簧、触头弹簧等反作用力F r 作用。尽管电磁吸力的平均值F o 大于F r ，但在某些时候，F at 仍将小于F r （见图中斜线部分）。当F at
引入短路环——消除振动和噪声。
参见补充教材 Fig1-4。
三、电器触头系统和电弧
（一）触头系统——电器的执行部分，用于通断电路。
材料：铜质、银质
结构：桥式、指型（参见补充教材Fig1-5）
（二）电弧的产生及灭弧（参见补充教材相关的内容）
产生：触头间气体在强电场作用下的放电现象
灭弧关键：采取措施使电弧迅速冷却，从而熄灭。
第二节开关电器
一、刀开关——结构最简单，应用最广泛的手控电器。用于低压电路不频繁动作。
文字及符号：参见补充教材Fig1-10
二、转换开关（组合开关）——手控电器。在机床电气设备中，主要作为电源引入开关；或直接用于控制非频繁起动和停止的小容量异步电动机。
文字及符号：参见补充教材P13 Fig1-12
三、自动开关（自动空气断路器）——低压电路中常用的具有保护环节的断合电器。
当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时，能自动切断故障电路，保护串接其后的电气设备；正常情况下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机。
结构和工作原理：参见补充教材P13及P14 Fig1-13
图形和文字符号：参见补充教材P14 Fig1-14
第三节熔断器的工作原理及使用（属保护电器）熔断器是最简单有效的保护电器，主要用作短路保护和严重过载。
一、结构及工作原理
1. 结构：熔体（额定电流等级较多）——保险丝——既是感测元件，又是执行元件
熔管（或熔座）（额定电流等级较少）——安装熔体，熄灭电弧
2. 工作原理：熔体与被保护的电路串联。正常时，熔体允许通过一定的电流；当电路发
生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔断，切断电路，从而达到保护目的。
二、类型
1. 瓷插式
2.螺旋式
3.封闭管式
4.自复式
第四节 主令电器
主令电器——自动控制系统中用于发送控制指令——不能直接用于通断主电路
一、控制按钮——低压控制电路中，手动发出控制信号。
结构、图形、文字符号：参见补充教材P17 Fig1-18，Fig1-19
注意：按下时，常闭先开，常开后合
二、行程开关（限位开关）——利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制指令，
用于控制生产机械的运动方向、行程大小或位置保护。 结构、图形、文字符号：参见补充教材P17 Fig1-20，补充教材P18 Fig1-21
三、接近开关（无触点行程开关）——通过感辨头与被测物体间介质能量的变化来获取信号，
（含各类传感器） 用于行程控制和限位保护，还可用于高频计数、测速、 液面控制、检测零件尺寸、加工程序的自动衔接等。
按其感辨机构的工作原理可分为：高频振荡型、电容型、感应电桥型、永久磁铁型、霍尔效应型、光电型、超声波型等。
技术指标：①动作距离 ②重复精度 ③操作频率 ④复位行程
1. 晶体管停振型接近开关
工作原理：
金属检测体接近感辨头→金属检测体内产生涡流→涡流的去磁作用改变感辨头的等效参数→振荡电路的谐振阻抗和谐振频率变化→振荡停止→发出接近信号
2.光电开关（属接近开关）
作用距离较晶体管接近开关大，且可对非金属材料直接检测。
优点：体积小、功能强、速度快、精度高、抗电磁干扰能力强
反射式 放大器分离型 亮动（受光动作）
检测方式 对射式 分类 放大器内藏型 暗动（遮光动作）
?????
镜面反射式 电源内藏型
反射式光电开关工作原理框图（DU ——光敏三极管， GL ——发光管 辐射光脉冲）
振荡回路产生调制脉冲→经发射电路→发光管GL 辐射出光脉冲
被测物体进入受光器作用范围→光脉冲被反射进入光敏三极管DU→接收电路将光信
号解调成电脉冲信号→放大、同步选通整形→积分除干扰→延时（或不延时）→触发驱动器输出开关信号。
四、万能转换开关*——多档式、控制多回路的主令电器。用于各种配电装置的远距离控制、电压表或电流表的换相开关、小容量电动机的起动，调速和换向。
结构示意图：参见补充教材P19 Fig1-23。
五、主令控制器和凸轮控制器*
1. 主令控制器——频繁按顺序切换多个控制电路的主令电器。与磁力控制盘配合，实现对起重机、轧钢机及其他生产机械的远距离控制。
结构示意图： 参见补充教材P19 Fig1-24
工作原理： 参见补充教材P19。
2. 凸轮控制器——大型手动控制器。主要用于起重设备中直接控制中小型绕线式异步电 动机的起动、停止、调速、换向和制动等。
结构示意图及工作原理： 参见补充教材P19-P20。
第五节 接触器
接触器——用于频繁接通或断开交直流主电路或大容量控制电路
按主触头通过的电流种类分为：交流接触器和直流接触器。
一、交流接触器——主要用于控制笼形和绕线式电动机的起动、运行中断开以及笼形电动机
的反接制动、反向运行、点动等（参见补充教材P21 Fig1-27）
接触器图形符号：参见补充教材P24 Fig1-28
电磁机构——线圈、动铁心（衔铁）、静铁心
交流接触器 触头系统——主触头（通断主电路）、辅助触头（控制电路，电气连锁） 被
测
物
体
灭弧装置
其他部件——反作用弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构等
其中辅助触头无灭弧装置，容量较小，不能用于分合主电路；数量与接触器型号有关
工作原理：线圈通电→线圈电流建立磁场→静铁心产生电磁吸力→吸合衔铁→带动触头动作→常闭断开，常开闭合
线圈断电→电磁力消失→反作用弹簧使衔铁释放→各触头复位
二、直流接触器——结构和工作原理与交流接触器基本相同，主要用于远距离控制，电压可
至400V、电流至600A的直流电路以及频繁操作的直流电动机。
三、接触器的类型、技术参数、选择、常见故障（参见补充教材P21-P24）
（参见补充教材P22～P23表1-2和表1-3，其中交流接触器CJ10系列主触头均为三极，辅助触头为2常开、2常闭）
第六节继电器
继电器种类很多：
电压继电器
电流继电器
按输入信号的性质分：时间继电器
温度继电器
速度继电器
压力继电器
电压
电磁式继电器电流
感应式继电器
按工作原理分：电动式继电器
电子式继电器
热继电器
按输出形式分：有触点和无触点
按用途分：控制用和保护用继电器
一、电磁式继电器（重点）——结构与工作原理和接触器基本相同。
不同点：继电器可以对各种输入量的变化作出反应，而接触器只在一定的电压信号下动
作；继电器用于切换小电流的控制和保护电路，无灭弧装置而接触器用来控制大电流电路。
电磁式继电器按吸引线圈的电流种类分为：直流电磁式和交流电磁式
按继电器反映的参数分为：电流、电压、中间和时间继电器
工作状态：线圈断（失）电：“0” ，得电：“1” ；
衔铁吸合与释放时间为0.05s～0.15s。
图形符号及结构图：参见补充教材P25 Fig1-30 ，Fig1-29
（一）电磁式电流继电器KI——线圈（匝数少、导线粗、阻抗小）与被控制电路串联，以反
映电路电流的变化。有欠电流和过电流两种
欠电流继电器：电路正常时，衔铁吸合（常开闭合，常闭打开），当电流↓→10%～20%Ie
时，继电器衔铁释放
过电流继电器：电路正常时不动作，当电流超过某一整定值：1.1～4Ie时，继电器衔
铁动作（吸合）
（二）电磁式电压继电器KV——线圈（匝数多、导线细、阻抗大）与被控制电路并联，反
映电路电压的变化。根据动作电压的大小有过电压、欠电压、
零电压之分，在电力拖动系统中起电压保护和控制作用。（三）电磁式中间继电器KA——实质上为电压继电器。但触头对数较多，触头容量较大（额
定电流5-10A），动作灵敏
（四）电磁式继电器的整定及其型号（参见补充教材P25—P26）
二、时间继电器——利用电磁原理或机械动作原理实现触头延时接通或断开的自动控制电器，
用于控制动作时间
电磁式
时间继电器空气阻尼式
电动式
晶体管*（电子式，目前主要使用产品）
图形符号和文字符号：参见补充教材P26 Fig1-31，其中，b）、d）、e）为通电延时；c）、f）、g）为断电延时。
*晶体管时间继电器（有通电延时和断电延时）简介：
优点：除执行继电器外，均由电子元件组成，无机械部件
所以：精度高、体积小、寿命长、调节范围大、延时范围大、控制功率小
① 阻容延时电路的基本结构 ② 充电曲线
③ 工作过程——当电容被充电上升至鉴幅器的门限电压Ud 时，鉴幅器输出开关信号至后级电路，使执行继电器动作。延时长短与时间常数τ以及E 、Ud 、Uco 有关。
*空气阻尼式时间继电器（JS7-A 系列通电延时型）简介：
① 当线圈1通电后，衔铁3被铁心2吸合，活塞杆6在塔形弹簧8的作用下，
带动活塞12和橡皮膜10向上移动。但由于橡皮膜下方气室的空气稀薄，形成负压，使活塞杆6只能慢慢向上移动，其移动的速度视进气孔的大小而定，可通过调节螺杆13进行调整。经过一定的延时时间后，活塞杆才能移到最上端，这时通过杠杆7将微动开关15压动，使其常闭触头断开，常开触头闭合，起到通电延时的作用。
② 当线圈1断电时，电磁吸力消失，衔铁3在反力弹簧4的作用下释放，并通
过活塞杆6将活塞12推向下端，这时橡皮膜10下方气室内的空气通过橡皮膜10、弱弹簧9和活塞12的肩部所形成的单向阀，迅速从橡皮膜上方的气室缝隙中排除，杠杆7和微动开关15随之迅速复位。
③ 在线圈1通电和断电时，微动开关16在板5的作用下都能瞬时动作，即为时
C 16
1——线圈2——铁心4——反力弹簧5——推板6——活塞杆
7——杠杆8——塔形弹簧3——衔铁9——弱弹簧10——橡皮膜11——空气室壁12——活塞13——调节螺杆14——进气孔15——微动开关16——微动开关
间继电器的瞬动触头。
④若将通电延时型的时间继电器的电磁机构翻转180度安装，即为断电延时型。⑤空气阻尼式时间继电器的优点：延时范围大、结构简单、寿命长、价格低
缺点：延时误差大（±10%～±20%）、无调节刻度指示，使整定
延时值不精确。
三、热继电器——利用电流的热效应原理工作的保护电器。常用于电动机的（长时间）过载
保护
（一）结构和工作原理
热元件——串接于定子绕组中
热继电器双金属片——感测元件
触头
工作原理示意图：参见补充教材P26 Fig1-32
由于热继电器中的发热元件有热惯性，在电路中不能作瞬时过载保护，更不能作短路保护，因此，热继电器不同于过电流继电器和熔断器。
热继电器有单相、二相及三相式，其中三相式还分为有断相保护（用于电动机△连接情况）和无断相保护的。
图形符号及文字符号：参见补充教材P28 Fig1-34
（二）型号及选用——参见补充教材P27
四、速度继电器——用于笼型异步电动机的反接制动控制（又称反接制动继电器）
结构和工作原理：
转子——圆柱型永久磁铁
速度继电器定子——笼型空心圆环，矽钢片叠成，装有笼型绕组
（与笼形电动机的转子相类似）
触头
工作原理示意图：参见补充教材P28 Fig1-35
转子的轴与被控电动机的轴相连接，定子空套在转子上。
电动机转动→速度继电器的转子随之转动（使永久磁铁的磁场变成了旋转磁场）→定子内的短路笼形导体切割旋转磁场→感应电势并产生电流→电流与旋转的转子磁场作用产生转矩→定子转动→至一定角度→摆锤推动簧片动作→触头动作。当转速低于某值，转矩减小触头复位。即：转速正常时，常开闭合，常闭打开。
图形符号和文字符号：参见补充教材P28 Fig1-36
五、干簧继电器——常用于电梯电气控制中
干簧继电器是利用磁场作用来驱动继电器触头动作的。
结构：干簧管——由一组或几组导磁簧片封装在惰性气体（如氦、氮等气体）的玻璃管中，组成开关元件。
工作原理：在磁场作用下，干簧管内的两根磁簧片分别被磁化而相互吸引，接通电路；当磁场消失后，簧片靠本身的弹性分开。导磁簧片既有导磁作用，又作接触簧片即控制触头的作用。
下图中，图（a）为利用干簧继电器外的线圈通电产生磁场来驱动继电器动作的原理图。图（b）为利用外磁场驱动继电器动作的原理图。
a）线圈通电驱动型b）外磁场驱动型
习题
1．从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构？怎样区分电压线圈与电流线圈？
2．交流电磁铁中的短路环有什么作用？
3．交流、直流电磁式接触器是以什么来定义的？交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率？
4．接触器的主要技术参数有哪些？其含义是什么？
5．电磁式继电器与电磁式接触器在结构上有何不同？
6．何为电磁式继电器的吸力特性与反力特性？它们之间应如何配合？
7．电磁式继电器的主要参数有哪些？其含义如何？
8．过电压继电器、过电流、欠电流继电器的作用是什么？
9．中间继电器与接触器有何不同？在什么条件下可以用中间继电器代替接触器起动电动机？
10．熔断器的额定电流、熔体的额定电流、熔体的极限分断电流三者有何区别？
11．热继电器、熔断器的保护功能有何不同？试从工作原理上予以说明。12．电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？13．是否可用过电流继电器来作电动机的过载保护？为什么？
14．行程开关与接近开关的工作原理有何不同？
第二章典型电气控制电路分析主电路——从电源到电动机大电流通过的路径
电气原理图控制电路
辅助电路照明电路
信号电路
保护电路
第一节三相笼型异步电动机全压起动控制
一、单向全压起动控制线路（参见补充教材P30 Fig2-1）
1线路工作原理：
合上QS，主电路接通三相电源等待、控制线路通电
按下SB2→KM线圈得电→ →电动机起动运行
辅助常开闭合，自锁
按下SB1→KM线圈失电→主触头及辅助触头复位→电动机断电，停止运行2保护环节——熔断器FU（短路保护）、
热继电器FR（过载保护）
接触器的电磁机构（失压、欠压保护）
二、电动机的点动控制线路（参见补充教材P31 Fig2-2 b）
图b为带手动开关SA的点动控制线路：SB2实现点动控制，SA合上即可实现连续运转控制。分析图d工作原理如下：
1. 点动控制
按下SB2→KA线圈得电→ K A常闭打开→阻断自锁
KA常开闭合→KM线圈得电→主触头闭合→电动机起动运行放开SB2→KA线圈失电→KA触头复位→KM线圈失电→主触头打开→电动机停
2.连续控制
按下SB3→KM线圈得电→ 主触头闭合→电动机起动连续运行
辅助常开闭合，自锁
按下SB1→KM线圈失电→主触头及辅助触头复位→电动机断电，停止运行
三、三相异步电动机的正反转控制线路
在生产加工过程中，往往要求电动机能够实现可逆运行。若将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可实现逆向运行。
单向全压起动控制点动控制线路（b）
自动往复循环控制线路
机床工作台自动往复运动示意图
A ） 电动机正——停——反（缺点：必须先停机再切换）
控制线路：参见补充教材P32 Fig2-3a 。
KM2
控制过程：
主电路：合上转换开关QS→控制回路接通电源
控制回路：
（1）按下SB2→KM1线圈得电→主触头吸合，电机正转
辅助常开闭合，自锁
辅助常闭断开，阻断（互锁）KM2
（2）SB1按下→KM1失电→ 主触头断开→电机停转
各触头复位
（3）SB3按下→KM2线圈得电→ 主触头吸合，电机反转
辅助常开闭合，自锁
KM1
B）电动机正——反——停（优点：不必停机即可切换；且按钮和接触器均有互锁电路，分别称为机械联锁和电气联锁，工作可靠）
控制线路：参见补充教材P32 Fig2-3b。
控制过程：
（1）SB2复合按钮按下→KM1支路通→线圈得电→ 主触头吸合，电机正转
辅助常开闭合，自锁
辅助常闭断开，阻断（互锁）
KM2
KM2支路断
（2）SB3复合按钮按下→ KM2支路通→线圈得电→ 主触头吸合，电机反转
辅助常开闭合，自锁
辅助常闭断开，阻断（互锁）
KM1
KM1支路断
（3）SB1按下→线路失电→电机停转
注意：按钮开关：常闭先断，常开后合（参见补充教材P17 Fig1-18）
四、自动往复行程控制线路（见教案P13）
控制线路可自行分析：参见补充教材P33 Fig2-4
KM2
（a
）电动机按顺序工作的控制线路
KM2
KM1KT
（b）采用时间继电器的顺序起动控制线路五、顺序循环控制线路
生产实践中常要求各种运动部件之间能够实现按顺序工作。例如，车床主轴转动时要求油泵先给齿轮箱提供润滑油，即要求保证润滑泵电动机起动后主拖动电动机才允许起动，也就是控制对象对控制线路提出了按顺序工作的联锁要求。如下（a）图的控制线路，主电路中M1为油泵电动机，M2为主拖动电动机，控制线路中，将控制油泵电动机的接触器KM1的常开辅助触头串入控制主电动机的接触器KM2的线圈电路中，即可实现按顺序工作的联锁要求，（b）图则是利用时间继电器实现顺序控制。
控制线路：
第二节三相笼型异步电动机降压起动控制
降压起动——起动时降低加在电动机定子绕组上的电压
目的——减小起动电流
一、定子串电阻降压起动控制线路*
（参见补充教材P35 Fig2-5）
二、星型—三角形降压起动控制线路（一般4kw以上）
Y—Δ降压起动的原理：把正常运行时，定子绕组应作三角形联接的笼型异步电动机在起动时接成Y形，起动电压从380V→220V，从而减小起动电流。待转速上升后，再改接成Δ联结，投入正常运行。这是一种最常用的降压起动。
（起动电压
∆
=U
U
Y3
1
）
（起动转矩
∆
=M
M
Y3
1
）
（起动电流∆=I I Y 3
1） A ） 两个接触器的星形—三角形降压起动电路（电动机功率13kW 以下）
控制线路：参见补充教材P35 Fig2-6
控制过程：
主回路：合上转换开关QS → 控制线路接通电源
控制回路：
（1）SB2复合按钮按下 → KT 时间继电器得电（通电延时）
KM1线圈经KT 延时断开触点得电→
KM1主触头吸合（主回路）→电动机Y 形连接起动 → K M1常开触头闭合,自锁
KM1常闭触头断开,互锁KM2
（2）KT 整定时间到 延时断开常闭触头断（先）→KM1失电→电机断电
延时吸合常开触头合（后）→KM2线圈得电→
（路径:KT 延时吸合触头→SB2的复合按钮（下）→KM1常闭触头） → KM2主触头吸合→电机改为Δ联接（主回路） 电机Δ运行 KM2常开触头闭合,自锁→KM1重新得电
缺点:① 起动过程中,∵KT 延时断开常闭触头先断,而延时吸合常开触头后合,使有一瞬间 KM1失电,电机断电.后经KM2自锁,才使KM1重新得电,会引起第二次起动电流.
（但由于惯性,电机未完全停止,起动电流不会很大.）
② KT 在起动及电机运行中始终通电,对KT 不利，同时增加了故障点。
③电机的Y —Δ换接由两对KM2的常闭触头实现，触点容量较小，容易在换接过程中磨损。
B) 三个接触器的星形—三角形降压起动电路（目前一般4kW 笼形异步电动机均采用） 控制线路: 参见补充教材P36 Fig 2-7
控制过程: 主回路：合上QS→控制线路接上电源
控制回路：
（1）SB2按钮按下→ KM1线圈得电 → 主触头吸合 电动机Y
常开触头吸合，自锁 联接起动
KM3线圈得电→主触头吸合→电机Y联接
KT得电
（2）KT整定时间到→ 延时断开触点断（先）→KM3失电→主触头断开
常闭复原→
延时吸合触点合（后）
KM2线圈得电→ 主触头吸合→电动机Δ联接运行
常开触点吸合自锁
常闭触点断开，与KM3互锁，并令KT断电
相对于“两个接触器的Y—Δ降压起动控制线路”其优点：
1）KT仅在起动过程中通电，Y→Δ换接后，KT即被断电。
2）接触器主触头直接与电源相连，不会出现停机再起动的现象（即KM1中间不断电）。3）主回路中用了接触器的三个主触头，工作更可靠。
第三节三相绕线转子异步电动机的起动控制
转子回路通过滑环在外串电阻以减小起动电流、提高转子电路的功率因数和起动转矩。（请注意主电路中电动机的画法）
KM2
KM3
KM1KM3KT KM2
KM2
一、转子回路串接电阻起动控制线路
串接在三相转子回路中的起动电阻，一般接成Y形。起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。
短接方式：三相电阻不平衡短接法——每相的起动电阻轮流被短接
三相电阻平衡短接法——三相的起动电阻同时被短接
1）依靠时间继电器自动短接起动电阻的控制线路：参见补充教材P38 Fig 2-10（平衡短接法）控制过程：
SB2合上→KM1线圈得电→ 主触头闭合→电机串电阻起动
常开触点闭合→KT1线圈得电→KT1整定时间到→
KT1常开闭合→KM2得电→ 主触头闭合→切除第一段起动电阻1R
常开触点闭合→KT2线圈得电→KT2整定时间到→
KT2常开闭合→KM3得电→ 主触头闭合→切除第二段起动电阻2R
常开触点闭合→KT3线圈得电→KT3整定时间到→
KT3常开闭合→KM4得电→ 主触头闭合→切除第三段起动电阻3R→起动电阻全部切除
常开触点闭合→自锁
优点：线路中只有KM1、KM4长期通电，而所有的时间继电器和KM2、KM3的通电时间均被压缩到最低限度。节省电能，延长了器件寿命，减少了故障点。
缺点：1. 万一时间继电器损坏，线路即无法实现电动机的正常起动和运行。
2. 电动机起动过程中逐段减小电阻时，电流及转矩突然增大，会产生不必要的机械冲
击。
2）利用电动机转子电流大小的变化来控制电阻切除的控制线路（同样有上述的缺点2）：可自学，参见补充教材P39～P40 Fig 2-11
二、转子回路串频敏变阻器起动控制线路：控制线路：参见补充教材P40 Fig 2-13
（略）
*第四节三相异步电动机的调速控制
三相异步电动机的调速方法变更定子绕组极对数
改变转子电路的电阻
变频调速
PLC备课笔记070324_2
基本技能模块 点动控制、连续运行控制 一、问题的提出 在生产实践过程中，某些生产机械常要求既能正常起动，又能实现调整位置的点动工作。图示为几种常用的继电—接触器系统实现的控制线路。 图 1 异步电动机控制线路图 图（a ）为主电路。工作时，合上刀开关QS ，三相交流电经过QS ，熔断起FU ，接触器KM 主触点，热继电器FR 至三相交流电动机。 图（b ）为最简单的点动控制线路。起动按钮SB 没有并联接触器KM 的自锁触点，按下SB ，KM 线圈通电，松开按钮SB 时，接触器KM 线圈又失电，其主触点断开，电动机停止运转。 图（c ）是带手动开关SA 的点动控制线路。当需要点动控制时，只要把开关SA 断开，由按钮SB 2 来进行点动控制。当需要正常运行时，只要把开关SA 合上，将KM 的自锁触点接入，即可实现连续控制。 图（d ）中增加了一个复合按钮SB 3 来实现点动控制。需要点动运行时，按下SB 3 点动按钮，其常闭触点先断开自锁电路，常开触发后闭合接通起动控制电路，KM 接触器线圈得电，主触点闭合，接通三相电源，电动机起动运转。当松开点动按钮SB 3 时，KM 线圈失电，KM 主触点断开，电动机停止运转。
若需要电动机连续运转，由停止按钮SB 1 及起动按钮SB 2 控制，接触器KM 的辅助触点起自锁作用。 二、应用可编程控制器技术实现对三相异步电动机的点动及连续运转控制 作为可编程控制器的编程元件及基本逻辑指令的应用，本模块介绍运用基本的编程来控制电动机的点动及连续运行，进而引出可编程控制器的基本逻辑指令。 三、可编程控制器的硬件连接 实现电动机的点动及连续运行所需的器件有：起点按钮SB 1 ，停止按钮SB 2 ，交流接触器KM ，热继电器JR 及刀开关QS 等。主电路的连接如图2 所示。 图 2 输入输出接线图 由图可知，起动按钮SB 1 接于X0 ，停止按钮接于X1 ，热继电器常开触点接于X2 ，交流接触器接于Y0 ，这就是端子分配，其实质是为程序安排控制系统中的机内元件。 四、梯形图的设计 可编程控制器的基本逻辑控制功能是基于继电－接触器控制系统而设计的，而控制功能的实现是由应用程序来完成的，而用户程序是由使用者根据可编程控制器生产厂家所提供的编程语言并结合所要实现的控制任务而设计的。梯形图便是诸多编程语言中较常用的一种类型，它是以图形符号及图形符号在图中的相互
PLC与继电接触器控制的区别
PLC与继电接触器控制的区别 （PLC）基本知识 可（编程）逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或（模拟）式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 PLC编程控制器 PLC的硬件主要由处理器（（CPU））、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口（电源）、编程器及软件等部分组成。其中，CPU 是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU 之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。 PLCJ基本组成结构图 一、电源 可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它其它措施而将PLC直接连
接到交流电网上去 二、处理单元(CPU)——PLC的核心 处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒（定时器）的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据（寄存器）内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。 三、存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 四、输入输出接口电路 1.现场输入接口电路由（光耦）合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。 2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路
PLC备课笔记继电接触器控制系统
《电器与PLC应用技术》 补充内容：继电接触器控制系统 上海应用技术学院电子电工教研室 叶真 2009.02 《电器与PLC应用技术》
学习PLC课程的基本要求： 一、电器的基本知识和继电接触器控制系统的基本知识 二、基本原理及PLC的组成 三、硬件接线，I/O口如何连接 四、扩展方法及如何配置 五、应用软件、梯形图编程方法及应用实例 参考书籍： 1.《现代电气及可编程控制技术》北京：航空航天大学出版社王永华主编 2.《可编程序控制器及常用控制电器》冶金工业出版社何友华主编 3.《PLC编程及应用》机械工业出版社（第一版）廖常初主编 4.《工厂电气控制技术》机械工业出版社方承远主编 5.《SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》 北京：西门子（中国）有限公司6．各类关于电器控制及PLC技术应用的书籍 7．补充教材后面所列的其他参考书籍 第一章电器的基础知识 任何一种继电器控制系统均由三部分组成： （1）输入部分：由各类按钮开关、行程开关、接近开关、转换开关等主令电器构成。 主令电器——自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 （2）逻辑部分：由各种继电器及其触点组成的实现一定逻辑功能的控制线路。 继电器——一种根据某种输入信号,接通或断开控制电路，实现自动控制和保护电力拖动装置的自动电器。 （3）输出部分：由各种电磁阀线圈，接通电动机的各种接触器和信号指示灯等执行电器构成。 接触器——是一种用来频繁地接通或断开交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。是一种依靠电磁力的作用使触头闭合或分离来接通和断开电动机（或其他用电设备）电路的自动电器。 第一节电器的定义、分类及电磁式电器的工作原理
【实用】西门子PLC备课笔记 第二章
第二章S7-200系列可编程控制器 教学目的要求: 通过教学，使学生明确S7-200 系列可编程控制器的资源及配置。 了解内容：S7-200系列构成及性能简介、系统配置及安装、指令系统 重点难点：编成软元件及寻址、编程软件、仿真软件 教学方式：理论讲解、软件操作 展示设备：Step7-Micro/Win32，S7-200仿真软件 问题的提出：S7-200PLC以其突出的特性可广泛用于工业控制系统，其结构和工作原理如何？则是本章要讨论的问题。明确可编程控制器的基本结构和工作原理，是编制用户程序的基础。 S7系列PLC分为S7-400、S7-300和S7-200等大、中、小（微）三个子系列。 本章以S7-200系列PLC为例，叙述小型PLC系统的构成，编程用的元器件，寻址方式，I/O扩展，编程语言等PLC应用的基础知识。 一、第一节 S7-200 系列构成及性能简介 了解内容： 从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代： 第一代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，对第一代PLC 产品不再作具体介绍。 第二代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。 S7-200系列PLC：CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM 等5种型号。不同型号： 1）CPU基本相同，2）输入、输出、通讯口数量不同，3）供电不同，4）输出形式不同，5）扩展模块输入、输出扩展，模拟量扩展，定位控制，通信模块
PLC备课笔记第三章
第三章S7-200系列PLC基本指令及经验编程法 教学目的要求: 通过教学，掌握PLC基本指令及经验编程法。 了解内容： 重点难点：PLC基本指令、经验编程法 教学方式：理论讲解、软件操作 展示设备：Step7-Micro/Win32，S7-200仿真软件 问题的提出：逻辑指令是PLC最基本的指令，也是任何一个PLC应用系统不可缺少的指令。本章介绍S7-200系列CPU基本逻辑指令及梯形田、指令表构成的基本原则，并以经验法编程介绍了一些应用实例。 一、第一节 S7-200系列可编程控制器基本逻辑控制指令 编程语言：梯形图指令、语句表指令 逻辑控制指令是PLC中最基本最常见的指令 基本逻辑控制指令：（BOOL）位逻辑指令、定时器指令及计数据指令。 位逻辑指令：触点指令、线圈指令、逻辑堆栈指令、RS触发器等指令。 一、位逻辑指令 1．触点及线圈指令 触点及线圈是梯形图最基本的元素。 从元件角度出发，元件对应的存储单元置‘1’代表线圈得电，常开触点闭合，常闭触点断开；反之，存储单元置‘0’代表线圈失电，则常开触点恢复断开，常闭触点恢复接通。 从梯形图的结构而言，触点是线圈的工作条件，线圈的动作是触点运算的结果。 触点指令：含标准触点、立即触点、取反指令及正、负跳变指令。 类型：常开、常闭 触点并联、触点串联 立即触点 取反指令改变能流输入的状态 正跳变指令(EU)可用来检测由0到1的正跳变
负跳变指令(DU)可用来检测由l到0的负跳变。正，负跳变允许能流通过一个扫描周期。
线圈指令：线圈输出指令、置位复指令、立即输出指令、立即量位复位指令等。
输出 输出指令(=)将新值写入输出点的过程映像寄存器。当输出指 令执行时，S7--200将输出过程映像寄存器中的位接通或者断 开。 立即输出 当指令执行时，立即输出指令(=I)将新值同时写到物理输出点 和相应的过程映像寄存器中。 置位和复位 置位(S)和复位(R)指令将从指定地址开始的N个点置位或者复位。您可以一次置位或者复位1--255个点。 如果复位指令指定的是一个定时器位(T)或计数器位(C)，指令不但复位定时器或计数器位，而且清除定时器或计数器的当前值。 立即置位和立即复位 立即置位和立即复位指令将从指定地址开始的N个点立即置位或者立即复
PLC与继电器控制系统的比较
一、 PLC与继电器控制系统的比较 1 控制方式：继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。 2 控制速度继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 3 延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。 一、PLC与继电器控制系统的比较 1 控制方式： 继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。 PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。 2 控制速度 继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。 PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。 3 延时控制 继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难。 PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。 对此问题的相关回复: 1、PLC和继电器逻辑控制在欧洲70年代-现在从来没有抵触过。 PLC和继电器在控制系统中是相辅相成，直到现在继电器从来没有停止进一步的发展，包括SIEMENS在内从来没有承诺普通PLC是安全的，如：设备的安全控制（停电、重起、人身防护）都是由专门安全继电器来保证，所以至今欧洲还有许多专门生产商在生产、研发。 2、本人对此有不同的看法。PLC是好，但不能包罗万象，对于一个控制系统，或一台单机来说，你要怎么选择是主要的，要考虑到生产的成本。如果用800元能解决，你非要2000多元的PLC，那老板会炒你的。如果加几块控温仪表能解决的事，你非要花高价把它集成在PLC里也是不合适的，总之，不是绝对的。要针对具体的情况来使用。 3、不错，PLC和继电器，各有好处就看他们的利用环境和变量，继电器经济实惠，但有他工作的局限性，PLC也一样，用什么还是看情况而定。PLC不是完全顶替继电器电路，只不过是顶替多设备电路中的连锁及关联关系的这一部分，单台设备的手动（现场）控制，是必不可少的，也只有靠继电器回路控制才是更好的选择，PLC的厂家似乎也从来没想过去替代这些继电器设备。 与继电器线路比较PLC有何优势 1、功能强，性能价格比高 一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比，具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 2、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 可编程序控制器产品已经标准化，系列化，模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户
PLC梯形图控制程序与继电接触器控制电路两者之间的区别
PLC梯形图控制程序与继电接触器控制电路两者之间的区 别 plc梯形图控制程序与继电接触器控制电路虽然有相似之处，但却不是绝对的一一对应关系。由于PLC的结构、工作原理与继电接触器控制电路的不同，因而梯形图控制程序与继电接触器控制电路两者之间又存在着一些差异。 （1） PLC采用梯形图编程是模拟继电接触器控制系统的表示方法，因而梯形图中各元器件也沿用了继电接触器控制系统中的叫法，称之为“（软）继电器”。但是梯形图中的“软继电器”并非真实的物理继电器，每个“软继电器”各自均为PLC存储器中的一个“位寄存器”，有两种相反状态，相应位的状态为“1”时表示该继电器线圈“得电”，状态为“0”时则表示该继电器线圈“失电”，因此称其为“软继电器”。用“继电器”表示PLC中的元器件就可以按继电接触器控制系统的形式来设计梯形图程序。
（2）梯形图程序中流过的“电流”也并非真实的物理电流，而是“能流”，它只能按“从左到右”、“从上到下”的规则流动。“能流”不允许倒流。“能流”到达则对应线圈得电接通。其实“能流”只是用户程序运算中满足输出执行条件时的形象表示方式而已。“能流”流向的规则是为了顺应PLC扫描是“从左到右”、“从上到下”的顺序进行而规定的。但是继电接触器控制系统中电流则是真实的物理电流，是可以用电流表测量出来的，其流动方向也是可以根据外加电源的实际情况自由流动。 （3）梯形图程序中的常开、常闭触点不是实际的物理触点。它们只是反映与现场物理开关的状态相对应的输入、输出映像寄存器或数据寄存器中的相应位的状态，在PLC中认为常开触点是对位寄存器状态进行“读取”操作，而常闭触点则是对位寄存器进行“取反”操作。 （4）梯形图程序中的线圈不是实际物理线圈，无法用它来直接驱动现场元件的执行机构。输出线圈中的状态会直接传输到输出映像寄存器的相应位中去，然后用该输出映像寄存器位中的状态“1”（高电平）或“0”（低电平）去控制输出电路中相应电路，并经功率放
电气控制与PLC应用 将货物升降机手动上升的继电接触器控制改造为PLC控制系统实训
将货物升降机手动上升的继电接触器控制改造为PLC控制系统实训 一、实训目的 1.掌握PLC的基本逻辑指令； 2.训练PLC编程的思想和方法； 3.应用PLC技术将继电接触器控制系统改造为PLC控制系统。 二、实训器材 1.可编程控制器1台（FX2N型）； 2.交流接触器3个； 3.热继电器1个； 4.按钮开关3个(常开，其中1个用来代替热继电器的常开触头)； 5.熔断器； 6.实训控制台1个： 7.电动机1台； 8.电工常用工具1套； 9.计算机1台(已安装编程软件)； 10.连接导线若干。 三、实训内容及指导 1.控制要求 将下图所示的货物升降机手动上升的继电接触器控制（即当按下上升启动按钮时，货物升降机上升，当按下停止按钮，货物升降机停止。）改造为PLC控制系统。 货物升降机手动上升的继电接触器控制 2．I／O分配 根据系统控制要求，确定PLC的I/O（输入输出口）。 3．系统接线 根据系统控制要求和I/O点分配，画出电动机的系统接线图。 4.程序设计 根据控制要求，设计梯形图程序。 5.系统调试 （1）输入程序 通过计算机梯形图正确输入PLC中。 （2）静态调试
按PLC的I/O接线图正确连接好输入设备，进行PLC的模拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示，否则，检查并修改程序，直至指示正确。 （3）动态调试 按PLC的I/O接线图正确连接好输出设备，进行系统的空载调试，观察能否按控制要求实现货物升降机上升的手动控制：即当按下上升启动按钮时，货物升降机上升，当按下停止按钮，货物升降机停止。否则，检查电路或修改程序，直至符合控制要求。 （4）修改、打印并保存程序 动态调试正确后，练习删除、复制、粘贴、删除连线、绘制连线、程序传送、监视程序、设备注释等操作，最后，打印程序（指令表及梯形图）并保存程序。 四、实训报告 1.撰写实训预习报告 根据将货物升降机的继电接触器控制线路改造为PLC控制系统的工作过程，写出实训器材的名称、规格和数量，确定PLC的I／O分配，画出PLC控制系统的系统接线图，设计PLC 控制梯形图，并加适当的注释，写出实训操作步骤。 2．实训思考 （1）如果要在该实训基础上实现货物升降机下降，应该如何设计？ （2）总结应用PLC技术将继电接触器控制线路改造为的PLC控制系统的方法和步骤。
PLC控制与继电控制电路差异解析
PLC控制与继电控制电路差异解析 PLC控制与继电控制电路是自动控制系统中常用的两种控制方法，它们在原理、结构 和应用方面存在一定的差异。下面将从以下几个方面对它们进行比较和解析。 1. 原理差异： PLC（可编程逻辑控制器）是一种可以根据用户需求进行编程的现场控制设备，它通过对输入信号的采集和处理，再根据编程逻辑控制输出信号，完成对设备或工艺过程的控制。而继电控制电路则是通过继电器和其他电气元件组成的控制电路，利用继电器的电磁吸合 和脱扣动作来实现对设备或工艺过程的控制。 2. 结构差异： PLC控制器由CPU、输入/输出模块、通信模块等组成，其中CPU负责对输入信号的采 集和处理，同时执行用户编写的控制程序，然后通过输出模块控制输出信号。而继电控制 电路主要由继电器、接触器、开关等电气元件组成，通过这些元件进行电气连接和控制。 3. 编程差异： PLC控制器的编程是通过特定的编程软件进行，可以通过逻辑图形化编程、函数块图、指令列表等多种形式进行。用户可以根据实际控制需求编写程序，然后将程序下载到PLC 控制器中运行。而继电控制电路不需要编程，只需要按照电气原理进行电气连接和控制。 4. 应用差异： PLC控制器广泛应用于各种自动化设备和工艺过程的控制，例如工厂生产线、机械设备、自动化仓储系统等。它具有灵活性强、编程方便、可扩展性好等优点，适用于需要频 繁变更控制逻辑的场合。而继电控制电路主要应用于电气控制领域，例如住宅、商业建筑 的照明控制、电机起停控制等。它具有结构简单、可靠性高的优点，适用于一些简单的控 制任务。 PLC控制与继电控制电路在原理、结构、编程和应用方面存在一定的差异。PLC控制器适用于需要灵活变更控制逻辑的场合，而继电控制电路适用于一些简单的控制任务。两者 都有各自的优点和适用范围，在实际应用中可以根据实际需求选择合适的控制方法。
PLC学习笔记整理
PLC学习笔记整理 PLC整理（机电专业资料） 1.辅助继电器(M)相当于中间继电器，它只能在内部程序(梯形图)中使用，不能对外驱动外部负载，在梯形图用于逻辑变换和逻辑记忆作用。辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器。 （1）通用辅助继电器的元件编号为M0～M499，共500 点。它和普通的中间继电器功能一样，运行时如果通用辅助继电器线圈得电，当电源突然中断时线圈失电，若电源再次接通时，线圈仍失电。可通过参数设定将其改为断电保持辅助继电器。 （2）断电保持辅助继电器的元件编号为M500～M3071 其中M500～M1023 共524 点，可通过参数设定将其改为通用辅助继电器。M1024～M3071 共2048 点，为专用断电保持辅助继电器。其中M2800～M3071 用于上升沿，下降沿指令的接点时，有一种特殊性。 2.特殊辅助继电器特殊辅助继电器的元件编号为M8000—M8255，共有256点。特殊辅助继电器通常分为两大类。 (1)接点型(只读型)特殊辅助继电器此类辅助继电器的接点由PLC 定义，在用户程序中只可直接使用其触点。M8000：运行监控。常开接点，PLC 在运行(RUN)时接点闭合M8002：初始化脉冲。常开接点，仅在PLC 运行开始时接通一个扫描周期。M8005：锂电池电压降低。锂电池电压下降至规定值时接点闭合，可以用它的触点和输出继电器驱动外部指示灯，以提醒工作人员更换锂电池。M8011～M8014 分别为10 mS、100 mS、1 S、1min 时钟脉冲。占空比均为0.5。例M8013 为1 秒钟时钟脉冲，该接点为0.5 秒接通，0.5 秒断开。 (2)线圈型(可读可写型)特殊辅助继电器这类特殊辅助继电器由用户程序控制其线圈，当其线圈得电时能执行某种特定的操作。如：M8033、M8034 的线圈等。M8030：M8030 的线圈得电时，PLC 面板上的锂电池电压降低指示灯熄灭。M8033：M8033 的线圈得电时，在PLC 停止(STOP)时，元件映象寄存器中(Y、M、C、T、D 等)的数
电气控制与PLC知识总结
电气控制与P L C知识总结(共10页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
常用器件 接触器 一：接触器的结构和工作原理 1、接触器的作用 用来频繁地接通和分断交直流主回路或大容量控制电路。主要控制对象是电动机能远距离控制，具有欠（零）压保护。 2、接触器的结构： （1）电磁系统——电磁系统包括动铁心（衔铁）、静铁心和电磁线圈三部分，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触头动作。 （2）触头系统—— a、触头又称为触点，是接触器的执行元件，用来接通或断开被控制电路。 b、触头的分类：①按分为控制的电路分为：主触头——主触头用于接通或断开主回路，允许通过较大的电流。辅助触头——辅助触头用于接通或断开控制回路，只能通过较小的电流 ②按其原始状态分为：（线圈断电后所有触头复位，即回复到原始状态。） 常开触头（动合触点）——原始状态时(即线圈未通电)断开线圈通电后闭合的触头 常闭触头（动断触点）——原始状态时闭合，线圈通电后断开的触头。 （3）灭弧装置——触头在分段电流瞬间，触头间的气隙中产生电弧，电弧的温度能将触头烧损，并可能造成其他事故，因此，应采用适当措施迅速熄灭电弧。常采用灭弧罩、灭弧栅和磁吹灭弧装置。 3 接触器的工作原理 当电磁线圈通电后，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作，使常闭触头断开，常开触头闭合，两者是联动的、当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原，即常开触头断开，常闭触头闭合。
4接触器的图形符号、文字符号 二：交、直流接触器的特点 接触器按其主触头所控制主电路电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。 ①当交变磁通穿过铁心时，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。为减少铁损，铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。为防止交变磁通使衔铁产生强烈振动和噪声，交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环。交流接触器的灭弧装置通常采用灭弧罩和灭弧栅。 ②直流接触器线圈通以直流电流，主触头接通、切断直流主电路。 a直流接触器铁心中不产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。铁心可用整块钢制成。为散热良好，通常将线围绕制成长而薄的圆筒状。b 250A以上的直流接触器采用串联双绕组线圈。c 直流接触器灭弧较难，一般采用灭弧能力较强的磁吹灭弧装置。继电器 一、作用：用于控制和保护电路中，作信号转换用 输入电路：输入量（如电流、电压、温度、压力等）变化到一定值时继电器动作。输出电路：执行元件接通或断开控制回路。 继电器种类①电流继电器②时间继电器③电压继电器④热继电器⑤中间继电器⑥速度继电器 中间继电器
PLC
一，可编程控制器系统与继电接触器系统工作原理的差别: 首先可编程控制器系统和继电接触器系统在系统逻辑控制上的不同。继电接触器控制系统指以电磁开关为主体的低压电器元件，用导线依一定的规律将它们连接起来得到的控制系统。而可编程控制器是计算机．在它的接口上接有各种元器件，而各种元器件之间的逻辑关系是通过程序来表达的，是基于程序逻辑的。 其次从工业应用来看，这二者之间在运行时序问题上，也有着根本的不同。对于继电器的所有触点的动作是和它的线圈通电或断电同时发生的。但在PLC中，由于指令的分时扫描执行，同一个器件的线圈工作和它的各个触点的动作并不同时发生。这就是所谓的继电接触器系统的并行工作方式和PLC的串行工作方式的差别。 二，可编程控制器的分类 1，按输入/输出点数分小型机中型机大型机 2，按结构形式分整体式（单元式）模块式叠装式 3，按生产厂家分它们是美国Rockwell自动化公司所属的A-B（Allen＆Bradly）公司； GE-Fanuc公司，德国的西门子（SIEMENS）公司；法国的施耐德 （SCHNEIDER）自动化公司；日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公 司等 三，FX系列可编程控制器的基本组成 1，PLC硬件主要由中央处理单元、存储器、输入单元、输出单元、电源单元、编程器、扩展接口、编程器接口和存储器接口组成 中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。 存储器是可编程序控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和计算机一样，可编程控制器的存储器可分为只读存储器(ROM)和随机读写存储器(RAM)两大类。 输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。 可编程控制器的电源包括为可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后备电源一般为电池。 1）编程器 2）其他外部设备 PLC还配有其他一些外部设备。 盒式磁带机用以记录程序或信息。 打印机用以打印程序或制表。 2，软件分为系统软件和用户软件 系统软件又分为系统管理程序，用户指令解释程序和标准程序模块和系统调用程序系统软件是PLC厂家编制的，用于控制PLC本身的运行。它包含系统的管理程序，用户指令的解释程序，另外还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。 用户软件是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序。 四，PLC编程语言标准中有5种编程语言 顺序功能图梯形图功能块图指令表结构文本 梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变过来的。 梯形图语言是一种以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言。 指令表也叫语句表，由语句指令依一定的顺序排列而成。一条指令一般可分为两部分，助记符和操作数。
电气控制及PLC知识点
第一节低压电器概述 一、电器：高压电器： 低压电器： 二、低压电器的分类 1．按用途方式 1）低压配电电器 低压配电电器主要用于低压供电系统。分断能力强、限流效果好，动稳定和热稳定性能好。 刀开关、自动开关、隔离开关、转换开关等。 2）低压控制电器 低压控制电器主要用于电力拖动控制系统。有一定的通断能力、操作频率高，电气和机械寿命长。 接触器、继电器、控制器等。 3）低压主令器 用于发送控制指令的电器。操作频率高，抗冲击，电气和机械寿命长。 按钮、主令开关、行程开关、万能开关等。 4）低压保护电器 用于对电路和电气设备进行安全保护的电器。有一定的通断能力、反应灵敏、可靠性高。 熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。 2．按操作方式 1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关 2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器 三、电磁式电器组成 1.电磁机构 组成：铁芯，衔铁，线圈 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。 总结：a.衔铁动作与否取决于线圈两端的电压。 b.直流电磁机构的衔铁动作不改变线圈电流。 c.交流电磁机构的衔铁动作改变线圈电流。 U型电磁铁：6～7倍 E型电磁铁：10～15倍 衔铁卡住不能吸合，或者频繁动作，交流电压线圈可能烧毁。 对于可靠性要求高，或频繁动作的控制系统采用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构。 2.触点系统 1)触点（执行元件）作用：分断和接通电路的作用。 2)触点接触形式：点接触、线接触、面接触 3．灭弧装置灭弧措施：降低电弧温度和电场强度 磁吹式灭弧装置（广泛应用于直流接触器中）：磁吹灭弧装置：利用电弧电流本身灭弧，电弧电流愈大，吹弧能力也越强。 灭弧栅（常用作交流灭弧装置） 灭弧罩（用于交流和直流灭弧）：采用一个用陶土和石棉水泥做的耐高温的灭弧罩，用以降温和隔弧。 . ! .
《电气控制与PLC应用—PLC部分》—教学教案
《电气控制与PLC应用—PLC部分》—教学教案教师课时授课计划
学习情境一：送料小车自动往返PLC控制系统的设计与调试（西门子S7-200基本知识及基本指令应用）
（Programmable Logic Controller）。 在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC的定义：是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。。。。 总之，PLC不论从内部构造、功能及工作原理上看都是不折不扣的计算机，是工业现场用的计算机。 2．PLC结构
（1）组成结构 ① CPU单元 CPU是可编程控制器的控制中枢，相当于人的大脑。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。 ②存储器 可编程控制器的存储器由只读存储器ROM、随机存储器RAM和可电擦写的存储器EEPROM三大部分构成，主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 ③ I/O单元及I/O扩展接口 a:I/O单元 PLC内部输入电路作用是将PLC外部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光电耦合电路送至PLC内部电路。根据输入单元形式的不同，可分为基本I/O 单元、扩展I/O单元两大类。 b：输入输出接口电路 输入接口电路 小型继电器输出形式
大功率晶体管输出形式 c :I/O扩展接口 可编程控制器利用I/O扩展接口使I/O扩展单元与PLC的基本单元实现连接，当基本I/O单元的输入或输出点数不够使用时，可以用I/O扩展单元来扩充开关量I/O点数和增加模拟量的I/O端子。 ④外设接口 外设接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器、文本显示器，并能通过外设接口组成PLC 的控制网络。PLC通过PC/PPI电缆或使用MPI卡通过RS-485接口与计算机连接，可以实现编程、监控、连网等功能。 ⑤电源 电源单元的作用是把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。 （2）型号及含义 S7-200 CPU226 CN含义：如西门子200系列中226类型，中国大陆制造。 DC/DC/DC AC/DC/RLY 第一组字母标注PLC工作电源在PLC侧面标识出来。 DC:21~28V，常用24V 电源端子在输出侧，标为L+、M AC:85~264V，常用市电220V电源端子在输出侧，标为L1、N 注意在输入侧有端子也为L+、M,但这是PLC的一组输出电源，注意和工作电源区分 第二组字母表示输入回路电源为直流24V 第三组字母表示： DC：PLC输出类型为晶体管，外接电源为直流0~30V，每点允许电流0.75A
PLC电子教案
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课时教案
教学内容及过程 【本课程在专业培养课程体系中的地位】 【导入新课】 一、与PLC 的初次会面 PLC 是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ）的缩写，是作为传统继电-接触器的替代产品出现的。国际电工委员会（IEC ）在其颁布的可编程控制器标准草案中给PLC 做了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在其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命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则设计。”PLC 将传统的继电器控制技术和现代的计算机信息处理技术的优点有机结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备之一，成为现代工业生产自动化三大支柱（PLC 、CAD/CAM 、机器人）之一。 PPT 演示讲解 巡回指导 练习巩固 讨论交流 讲练穿插 工业控制器
二、从传统电气控制到PLC 电气控制，是一个内容十分广泛的概念，电路的通断、电动阀门的开关、电动机的启动与调速等，都属于电气控制的范畴。传统的继电接触器控制系统具有结构简单、价格低廉、容易操作、技术难度较小等优点，被长期广泛地使用在工业控制的各种领域中。 下面分别用继电器控制元件和PLC设计了一个卷扬机的正反转控制电路。通过对控制原理的分析，认识什么是PLC？图1-3为卷扬机正反转仿真图。仿真动作见课件。 图1-3 卷扬机正反转运行控制仿真图 主电路图控制电路图 图1-4 卷扬机正反转继电器控制系统图这种传统的继电器接触器控制方式控制逻辑清晰，采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修，但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大，因此，运行的可靠性较低。
PLC备课笔记第一章
《可编程序控制及应用》 备课笔记 河北联合大学 PLC课题组
学习PLC课程的基本要求： 一、基本原理及PLC的组成 二、硬件接线，I/O口如何连接 三、扩展方法如何配置 四、应用软件、梯形图编程方法及应用实例 参考书籍： 1.《现代电气及可编程控制技术》北京：航空航天大学出版社王永华主编 2.《可编程序控制器及常用控制电器》冶金工业出版社何友华主编 3.《PLC编程及应用》机械工业出版社廖常初主编 4.《工厂电气控制技术》机械工业出版社方承远主编 5.《SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器 CPU22X系统手册》 北京：西门子（中国）有限公司
绪论 教学目的要求: 通过教学，使学生明确PLC的硬件工作环境，熟悉输入接口电路和输出接口电路，掌握可编程控制器的工作原理和工作过程。 了解内容：可编程控制器的产生发展、用途和特点 重点难点：可编程控制器I/O接口电路，可编程控制器工作原理和工作过程 教学方式：PLC展示、理论讲解 展示设备：西门子S7-200 系列PLC 问题的提出：PLC以其突出的特性可广泛用于工业控制系统，其结构和工作原理如何？则是本章要讨论的问题。明确可编程控制器的基本结构和工作原理，是编制用户程序的基础。 第一节可编程序控制器的产生与发展 可编程序控制器(Programmable Controller)缩写为PC，以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工业控制装置。 表示成PLC(Programmable Logic Contro1ler)——与个人电脑PC(Personal Computer)相区别。事实上，已不再局限于逻辑控制，其运算功能，接口功能都越来越强了。 一、可编程序控制器的产生 上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算机技术本身的复杂性，编程难度高、难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要还是以继电—接触器组成控制系统。 1968年，美国最大的汽车制造商——通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用“面向控制过程，面向对象”的“自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。即：硬件：减少 软件：灵活简单
电气控制与PLC教案入门教程
《电气控制与PLC》教案
第一章常用低压电器 【课时安排】 1.1 概述10分钟 1.2 接触器20分钟 1.3 继电器20分钟 1.4 熔断器10分钟 1.5 低压隔离器10分钟 1.6 低压断路器10分钟 1.7 主令电器20分钟 总计2学时 【掌握内容】 1. 电器：概念；分类 2. 接触器：结构和工作原理；分类及特点；主要技术参数。 3. 继电器：概念；电压、电流继电器；中间继电器及固态继电器；时间继电器；热继电器；速度继电器。 4. 熔断器：原理及特性；主要技术参数；选择原则。 5. 低压隔离器：原理及分类；技术参数。 6. 低压断路器：原理及分类；技术参数。 7. 主令电器：按钮；行程开关、接近开关和光电开关；凸轮控制器与主令控制器；万能转换开关。 【教学目标】 1. 掌握电器相关的基本概念。 2. 掌握几种常用低压电器 【教学手段】课堂讲授，辅以多媒体电子课件 【教学过程】 第一节概述 一电器 1 定义：电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。 2 学习掌握电器的原因：继电器、接触器等工业电器为基础的电气控制技术具有相当重要的地位；掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必需的基础。 二分类 按工作电压：高压、低压。 按动作原理：手动、自动。 安用途：控制、配电、主令、保护、执行。 第二节接触器 一结构和工作原理 1 结构：一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。 2 工作原理：根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。
PLC教案
课题一: 可编程控制器的概述(一) 【教学目的】:1、什么是可编程序控制器 2、PLC的产生与发展 3、可编程控制器的特点 4、可编程控制器的应用 【教学重点】:什么是可编程序控制器 【教学难点】:可编程控制器的特点 【课型】:新授课 【课时】:2课时 【讲授内容】: 一、什么是可编程序控制器 1、什么是可编程序控制器？ 可编程序控制器（Programmable Controller）简称（PLC），是在继电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。它具有结构简单、可靠性高、通用性强、易于编程、使用方便等优点。 2、定义： 国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 注：近年来，可编程控制器发展很快，几乎每年都推出不少新系列产品，其功能已超出了上述定义的范围。 二、PLC的产生与发展 1、PLC的产生 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司（GM）的要求研制成第一台可编程序控制器。发展极为迅速。 产生背景： 1）继电控制系统的缺点：通用性和灵活性差、可靠性低。 继电器控制系统体积大、耗电多、可靠性低、接线复杂、不易更改、查找和排除故障困难，对生产工艺变化的适应性差，但简单易懂、价格便宜 2）1968年，美国通用汽车公司（GM公司）为适应汽车型号不断翻新（小批量、多品种、多规格、低成本和高质量），提出要用一种新型的控制装置取代继电—接触器控制装置。拟订了十项公开招标的技术要求： ①编程方便，可现场修改程序； ②维修方便，采用插件式结构； ③可靠性高于继电器控制装置； ④体积小于继电器控制盘； ⑤数据可直接送入管理计算机； ⑥成本可与继电器控制盘竞争；⑦输入可为市电； ⑧输出可为市电，容量要求在2A 以光上，可直接驱动接触器等； ⑨扩展时原系统改变最少； ⑩用户存储器大于4KB 。
电气控制与PLC应用实验指导书
目录 第一章概述 (3) 一、PLC的分类及特点 (3) 二、PLC的结构与工作原理 (5) 三、S7-200 PLC的硬件组成及指令系统 (6) 四、PLC控制系统的设计与故障诊断 (7) 五、PLC的应用及展望 (8) 第二章实训项目 (10) 实训一继电接触器控制系统 (10) 实训二 PLC认知实训 (12) 实训三装配流水线控制 (15) 实训四十字路口交通灯控制 (18) 实训五步进电机控制 (21) 实训六直流电机控制 (24) 实训七基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制 (26) 实训八 PROFIBUS-DP网络的组建 (30) 附录一 STEP7 MicroWIN软件使用入门 (32) 附录四 S7-200 PLC指令集 (39) 附录六 THPFSM-1型可编程控制器实训装置使用说明书 (41) 附录七 THPFSM-2型网络型可编程控制器综合实训装置使用说明书 (47)
第一章概述 一、PLC的分类及特点 可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller），在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 (一) PLC的分类 按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等； 按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般I/O点数>2048点；具有多CPU，16位/32位处理器，用户存储器容量8～16K，具有代表性的为西门子S7－400系列、通用公司的GE－Ⅳ系列等；中型机一般I/O点数为256～2048点；单/双CPU，用户存储器容量2～8K，具有代表性的为西门子S7－300系列、三菱Q系列等；小型机一般I/O点数<256点，单CPU，8位或16位处理器，用户存储器容量4K字以下，具有代表性的为西门子S7-200系列、三菱FX系列等； 按结构分，可分为整体式和模块式。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型PLC一般采用这种整体式结构。模块式PLC由不同I/O 点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等；扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接；整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。 按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等；高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 (二) PLC的特点 1.可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，