2010《电气控制与PLC》- Chapter 05 -Final

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《电气控制与PLC》课程简介

电气控制与‎P LC课程‎简介一、课程特点简‎介〈电气控制与‎P L C〉课程包括电‎气控制技术‎和可编程序‎控制技术（PLC）两部分。

其中，电气控制技‎术含低压电‎器及控制环‎节、电动机基本‎控制线路和‎常用电气控‎制线路三大‎内容，重点是实用‎电气控制线‎路的原理及‎应用，主要介绍常‎用低压控制‎电器的作用‎、符号、型号及选用‎，典型控制线‎路的组成、动作原理、线路特点、常见故障及‎处理等；可编程序控‎制技术含可‎编程序控制‎器的组成与‎原理、指令系统、典型应用、安装与维护‎四大内容，重点是可编‎程序控制器‎的指令系统‎及应用，主要介绍可‎编程序控制‎器的组成原‎理、指令系统、常用程序、典型应用及‎安装维护等‎。

电子信息工‎程技术、自动化技术‎、机电一体化‎技术、数控技术等‎多个专业均‎开设电气控‎制与 PLC课程‎，但由于专业‎培养目标不‎同，各专业对本‎课程要求不‎同，教学时数也‎有差异，所以在教学‎内容的取舍‎方面要有针‎对性，大致分为三‎种形式：(1) 电气控制技‎术为主、PLC为辅‎电气控制技‎术主要介绍‎常用低压控‎制电器和典‎型控制线路‎，通过车、磨、铣、钻、镗等机床电‎气控制线路‎的分析，重点掌握线‎路特点、常见故障及‎处理办法，可编程序控‎制技术只介‎绍可编程序‎控制器的组‎成原理和基‎本指令。

(2) 电气控制技‎术与PLC‎并重电气控制技‎术主要介绍‎常用低压控‎制电器和典‎型控制线路‎，通过车、磨、铣、钻、镗等机床电‎气控制线路‎的分析，重点掌握控‎制线路特点‎、常见故障及‎处理办法，可编程序控‎制技术除介‎绍可编程序‎控制器的基‎本指令外，还要介绍部‎分高级指令‎，重点掌握P‎L C程序设‎计和应用。

(3) PLC为主‎、电气控制技‎术为辅，且两者紧密‎结合通过典型环‎节控制线路‎的分析，熟悉控制电‎器和控制线‎路的动作原‎理，除主要介绍‎可编程序控‎制器的基本‎指令外，还介绍部分‎高级指令，重点掌握P‎L C程序设‎计和应用。

电气控制与Plc第5章-S7-200-PLC的基本指令及程序设计

(Q0.0)
KA2
(M0.1)
KM2
(Q0.1)
KM1
(Q0.0)
KM2
(Q0.1)
KA1
(M0.0)
图5-4 电气原理图
LD M0.0 A I0.0 = Q0.0
LD Q0.0
AN M0.1
=
Q0.1
AN Q0.1
=
M0.0
(a) 梯形图
图5-5 触点串联指令编程使用举例
(b) 语句表
触点并联指令使用说明：
EXIT
5.1.2 触点串连指令
与指令：用于单个常开触点的串联连接。指令格式：A bit
与反指令：用于单个常闭触点的串联连接。指令格式：AN bit
例3-2 触点串联指令的应用举例。图5-4为电气原理图（已标地址），图5-5为对应的梯形图和语句表。
KA1
(M0.0)
SB
(I0.0)
KM1
EXIT
5.1.9 逻辑堆栈操作指令
S7－200 PLC使用了一个9层堆栈来处理所有逻辑操作，逻辑堆栈指令主要用来完成对触点进行的复杂连接，配合ALD、OLD指令使用。
1．指令
1）逻辑入栈指令指令格式：LPS
2）逻辑读栈指令指令格式：LRD
3）逻辑出栈指令指令格式：LPP
4）装入堆栈指令指令格式：LDS n
I0.1 I0.2 Q0.1,Q0.2
(b) STL
(c) 时序图
图5-14 S/R指令使用举例
EXIT
S/R指令使用说明
➢S/R指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和 L。 ➢ N的常数范围为1～255，N也可为：VB、IB、QB、 MB、SMB、SB、LB、AC、常数、*VD、*AC和*LD。一般情况下使用常数。 ➢ 对位元件来说一旦被置位，就保持在通电状态，除非对它复位；而一旦被复位就保持在断电状态，除非再对它置位。

(完整版)【电气控制与PLC】课后习题及答案解析

第一章参考答案1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？答:（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中,起通断、保护、控制或调节作用的电器。

（2）低压电器的分类方法很多,按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。

2．什么是额定电流?什么是约定发热电流？两者有什么区别？答：（1) 额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。

（2）约定发热电流:在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。

额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。

3．我国的低压电器经历了哪几代？答:我国的低压电器产品大致可分为如下四代。

第一代产品：20世纪60年代至70年代初；第二代产品：20世纪70年代末至80年代；第三代产品：20世纪90年代；第四代产品：20世纪90年代末至今。

4．低压电器的发展趋势是什么？答:（1)智能化（2）电子化(3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高5．防止触电有哪些措施？答:（1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距.(2）防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压（4) 使用漏电保护装置(5）合理使用防护用具(6）加强安全用电管理6．接地有哪些种类？保护接地有哪些形式?答：按照接地的目的可将接地分为如下几类：①工作接地。

②保护接地，也称安全接地。

③过电压保护接地。

④防静电接地.7．保护接地要注意哪些问题?工作接地要注意哪些问题？答：保护接地要注意的问题：①电气设备都应有专门的保护导线接线端子（保护接线端子),并用‘’符号标记，也可用黄绿色标记。

不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子.②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上，接地排要接入大地，接地电阻要小于4。

电气控制与PLC技术

6.2 PLC与组态软件构成的监控系统
一、组态软件概述二、S7-200系列PLC与力控软件组成的监控系统实例
6.3 PLC控制系统设计
一、PLC控制系统的设计内容及设计步骤二、PLC的软硬件设计及调试三、PLC程序设计常用的方法四、PLC程序设计步骤五、生产线自动装箱控制系统设计实例分析
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读书笔记
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里面关于元器件按钮、开关、继电器、传感器的原理及选用原则比较受用，但涉及PLC的知识偏原理化、扁平化。
目录分析
01
1.1低压电器概述
02
1.2低压配电电器
03
1.3主令电器
04
1.4低压保护电器
06
1.6时间继电器
05
1.5接触器
1.1低压电器概述
一、电器及低压电器的定义二、低压电器的分类
5.4计数器指令
一、计数器的种类二、计数器指令的格式及工作原理三、指令说明四、计数器应用分析五、计数器应用实例分析
5.5数据处理功能指令
一、数据处理功能指令的格式及运行二、数据处理指令三、移位和循环指令四、转换指令五、比较指令六、数据运算指令七、数据处理功能指令的应用
5.6程序控制指令及其应用
一、空气阻尼式时间继电器的结构和工作原理
2.2继电器接触器控制系统的基本控
制电路
2.1电气控制线路图
2.3继电器接触器控制线路设计简介

电气控制与PLC课后习题答案

电气控制与PLC课后习题答案第一章1-4熔断器的额定电流，熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值时所能承受大的电流；熔体的额定电流是熔体长期工作而不致熔断的电流；熔体的极限分断电流是指在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的最大电流值，在电路中出现的最大电流值一般指短路电流值1-8热继电器与熔断器的作用有何不同（1-9热继电器在电路中的作用是什么）在电器控制中，熔断器使用时串联在电路中，当电路或用电设备发生短路或过载时，熔体能自身熔断，切断电路，阻止事故蔓延，因而能实现短路或过载保护，无论是在强电系统或弱电系统中都得到广泛的应用。

热继电器是利用电流的热效应原理工作的电器，用于三相异步电动机的长期过载保护1-10时间继电器与中间继电器在电路中各起什么作用时间继电器起到延时的作用中间继电器起到中间放大的作用1-12什么是主令电器，常用的主令电器有哪些主令电器是用来发布命令，改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制，其主要类型有按钮，行程开关，万能转换开关，主令控制器，脚踏开关等1-13接触器的作用是什么接触器是用来频繁地接通或断开交直流主电路或大容量控制电路等大电流电路1-16接触器是怎样选择的主要考虑哪些因素①接触器的类型选择②额定电压的选择③额定电流的选择④吸引线圈额定电压选择⑤接触器触头数量，种类选择；（其中③④为主要指标）第二章2-1自锁环节怎样组成它起什么作用并具有什么功能自锁是由命令它通电的主令电器的常开触点与本身的常开触点相并联组成（有两个元件并联在一起的），这种由接触器（继电器）本身的触点来使其线圈长期保持通电的环节叫“自锁”环节“自锁”环节具有对命令的“记忆”功能，当启动命令下达后，能保持长期通电即长动，而当停机命令或停电出现后失去自锁不会自行启动，又叫零压保护，防止电源电压恢复时，电动机突然启动运转，造成设备和人身事故2-2什么是互锁环节，它起到什么作用互锁是指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相制约，又称为联锁控制。

《电气控制与PLC应用技术(第2版)》第五章习题答案

6.不同分辨率的定时器当前值是如何刷新的？答：1ms 分辨率定时器当前值每隔 1ms 刷新一次，在一个扫描周期中可能要刷新多次，不和扫描周期同步；10ms 分辨率定时器在每个扫描周期的开始对定时器的位和当前值刷新，定时器的位和当前值在整个扫描周期内保持不变；100ms 分辨率定时器只有在定时器指令执行时，定时器的位和当前值才被刷新。
7. 写出图 5-60 所示梯形图的语句表程序。答案：
LD I0.0
O I0.3
LD I0.1
O I0.4
ALD
AN I0.2
= Q0.1
LD Q0.1
TON T38，30
LD T38
S
Q0.2，4
LD I1.0
R Q0.2，4
8.写出图 5-62 所示梯形图的语句表程序。答：语句表如下：
LD I0.0 EU SHRB M0.0，V10.0，4 LD V10.0 S Q1.0，2 LD V10.1 R Q1.1，1 LD V10.2 S Q1.2，3 LD V10.3 R Q1.4，1
12.用置位、复位指令设计一台电动机的起、停控制程序。答：
种类输入信号
名称启动按钮 SB1 停止按钮 SB2
I/O 地址分配表
地址
种类
I0.0 输出信号
I0.1
名称接触器 KM
地址 Q0.0
3
13.用顺序控制继电器(SCR)指令设计一个居室通风系统控制程序，使三个居室的通风机自动轮流地打开和关闭，轮换时间为 1h。答：
第五章习题参考答案
1.S7-200 PLC 的指令参数所用的基本数据类型有哪些？答：S7-200 系列 PLC 的基本数据类型有布尔型(BOOL)、字节型(BYTE)、无符号整数型 (WORD)、有符号整数型(INT)、无符号双字整数型(DWORD)、有符号双字整数型(DINT)、实数型(REAL)。

电气控制与PLC实训章 (5)

需要说明的是，未定义的特殊辅助继电器可在用户程序中使用。
辅助继电器的常开、常闭接点在PLC内可无限次使用。
第பைடு நூலகம்章
4) 状态器(S) 状态器S是构成状态转移图的重要器件，它与后述的步进顺控指令配合使用。通常，状态器软件有下面五种类型： (1) 初始状态器S0～S9共10点。 (2) 回零状态器S10～S19共10点。 (3) 通用状态器S20～S499共480点。 (4) 保持状态器S500～S899共400点。 (5) 报警用状态器S900～S999共100点。这100个状态器器件可用作外部故障诊断输出。 S0～S499没有断电保持功能，但是用程序可以将它们设定为有断点保持功能的状态。状态器的常开、常闭接点在PLC内可以使用，且使用次数不限。不用步进顺控指令时，状态器S可以作辅助继电器M在程序中使用。此外，每一个状态继电器还提供一个步进触点，称为STL触点，在步进控制的梯形图中使用。
第5章图5.6 ANB指令使用说明(一)
第5章图5.7 ANB指令使用说明(二)
第5章
6. 多重输出指令MPS、MPD、MPP (1) MPS：进栈指令； (2) MRD：读栈指令； (3) MPP：出栈指令。 PLC中有11个存储运算中间结果的存储器，称为栈存储器。进栈MPS指令就是将运算中间结果存入栈存储器。使用一次MPS指令，该时刻的运算结果就压入栈存储器第一级，再使用一次MPS 指令，此次的运算结果压入栈的第一级，上一次压入的数据依次向栈的下一级移动。使用出栈指令MPP就是将存入栈存储器的各数据依次上移，最上级数据读出后就从栈内消失。
第5章
(3) 特殊辅助继电器M8000～M8255(256点)。PLC内有256个特殊辅助继电器，这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能，通常分为下面两大类。

电气控制与PLC原理及应用(第二版)周亚军章 (5)

2．运动控制越来越多的生产设备对定位机构提出了位置、速度和轨迹控制的要求，针对这一需求，PLC产品都有专门的运动控制模块，可以实现单轴/双轴/多轴的位置、速度控制和轨迹规划，将运动控制和顺序控制有机地结合起来，从而将PLC的应用领域拓展到许多精密机械加工、生产制造设备的控制中。
第5章可编程控制器概述
第5章可编程控制器概述
(5) 定时与计数功能不同。继电接触器控制系统采用的定时器体积大、精度低、调整困难，一般不具备计数功能；PLC 则有大量的软定时器和计数器，精度高、范围宽、调整方便。
(6) 设计与调试方式不同。继电接触器系统设计方法有限，对于复杂继电接触器系统缺少通用的解决办法，设计完成的线路硬件元件和连线众多，施工工作量大，调试过程中发现问题所需修改周期长。
3．闭环过程控制目前，PLC都具有模拟量输入/输出功能及PID控制功能，可以对温度、压力、流量等模拟量实现闭环控制。解决方案也非常灵活，既可以采用软件PID指令实现控制功能，也可以采用硬件PID模块，后者通过增加硬件成本减轻了软件设计工作量，实时性好，更适合对象比较复杂的生产设备。
第5章可编程控制器概述
另外，在数字量I/O点数、模拟量I/O点数及各类模块的数量上都朝着大容量发展，如西门子S7-400可扩展到32 KB DI/DO。由于控制系统规模上去了，用户程序量必然也会增加，所以PLC大型化也包含存储容量的增加。
第5章可编程控制器概述
2．微型化、多功能化趋势大型化是为了拓展PLC的应用领域，而在PLC的强项——小型设备的控制上，则需要在降低成本、提高速度、改善结构方面作出努力。微型化、多功能化可以使控制系统体积减小、成本下降、结构趋于模块化，配置灵活，易于改造。目前，超小型PLC的I/O点数少则几个，多则数百个，甚至个别的超小型 PLC可以扩展到上千个。如此规模即便是复杂对象也能胜任。

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第1节概述
机设本科生课程
Research Institute of Robotics and Automation(RIRA), HEBUT
20
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
2. 插件式结构(一体式、单体式) (1) 大中型机都采用该结构，部分小型机也采用此结构。
10
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
2. 中型机
具有开关量和模拟量控制功能，同时具有数字计算能力；
一般具有8位和12位A/D转换器和多路D/A转换器；指令丰富，在已固化程序内，具有比例、积分、微分调节、整数/浮点运算、二进制/BCD码转换等功能模块；适用于有温度控制和开关动作要求的复杂机械及连续生产过程的控制场合。
21
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
2. 插件式结构 (1) 大中型机都采用该结构，部分小型机也采用此结构。
(2) 这种PLC由框架和模块组成：
框架上有电源和开关，对整个系统供电。框架中有总线连接板和模块插座。电源可能式单独模块，也可能集成于CPU模块中。 (3) 模块：
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
1. 整体式结构(一体式、单体式)
3. 现在的可编程序控制器－PC（或工业PC）：
除具有早期的逻辑控制外，同时还可以进行算术运算、模拟量控制。美国电气制造协会（NEMA）于1980年将它正式命名为可编程序控制器(Programmable Controller)，简称PC。
第1节概述
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第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
1. 整体式结构(一体式、单体式)
12
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
2. 中型机
第1节概述
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例如：美国GE公司的GE-III系列，德州仪器公司的PM550，日本 OMRON公司的C-200H，德国西门子公司S5-115U，美国AB公司的PLC5 系列产品。
第1节概述
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(2) 这种PLC由框架和模块组成：
框架上有电源和开关，对整个系统供电。框架中有总线连接板和模块插座。电源可能式单独模块，也可能集成于CPU模块中。 (3) 模块：
输入模块、输出模块、AD模块、DA模块、通信模块、位置控制模块等。
第1节概述
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13
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
3. 大型机
与工业控制计算机功能相近，具有计算、控制和调节功能，具有网络结构和通讯联网能力；
控制点数一般都在1000点以上，配备监视系统（CRT，工业触摸屏），能够显示过程的动态流程、记录曲线、PID调节参数选择图；配备多种智能板，构成一台多功能系统；
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
3. 大型机
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
1. 小型机
第1节概述
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可以和其他型号控制器互连、和上位机互连，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。
适合于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
输入模块、输出模块、AD模块、DA模块、通信模块、位置控制模块等。
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
1. 小型机
第1节概述
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LG 公司PLC
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
2. 中型机
富士MICREX-SX系列PLC
第1节概述
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二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
3. 大型机
第1节概述
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
1. 小型机
第1节概述
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例如：三菱（Mitsubishi）公司F-40，立石（Omron）公司 CPM2A，富士公司NB2-90，美国德州仪器公司TI-100，通用电气公司GE-I，德国西门子公司S5-100U和S7-200等。
第1节概述
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二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
1. 整体式结构(一体式、单体式) (1) 一般小型机都采用整体式结构；
(2) 中央处理单元、存储器、输入输出接口和电源都安装在一个机壳内，结构紧凑；
(3) 机箱的上下两侧分别安装输入、输出接线端子及电源进线，并有相应的LED指示IO状态； (4) 整体式PLC一般配备多种专用特殊功能单元：位置控制单元、温度控制单元、PID控制模块等，使PLC功能得到扩展。
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电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (一) 按容量和功能分－（小型、中型和大型）
1. 小型机
第1节概述
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2. 插件式结构
第1节概述
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23
电气控制与 PLC (Electric Control and PLC)
二、PLC的分类 (二) 按硬件结构分
2. 插件式结构