开关量控制的基础知识
PLC基础知识(PLC入门必看)
7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
8 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC
Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable
Logic Controller（PLC）。
3 CPU的构成
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
5 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
【浙教版(2024)】信息科技六年级下册第8课开关量的与运算教案
3.引导学生思考：在控制系统中，如何利用与运算实现开关量的控制？
1.认真听讲，回顾前一节课的知识点。
2.积极思考教师提出的问题，尝试回答。
通过回顾和引导，激发学生对新知识的探究欲望，为新课的讲解做好铺垫。
讲授新课
1.讲解与运算的基本概念，开关量的定义及特点。
课堂练习
1.出示一些简单的与运算题目，让学生进行练习。
2.针对学生的错误和问题进行指导、纠正。
3.引导学生总结解题思路和方法。
1.积极参与课堂练习，认真思考并回答
通过课堂练习，
让学生更好地掌
握与运算的方法
问题。
2.针对自己的错误和问题，及时纠正并总结方法。
和技巧，提高解决实际问题的能力。同时，通过指导、纠正和总结，帮助学生形成正确的解题思路和方法。
课堂小结
在本节课中，我首先通过举例和讲解的方式，帮助学生理解了开关量的概念和与运算的基本原理。随后，我安排学生进行小组讨论，鼓励他们自己总结出与运算的规则和在控制系统中的应用。最后，我进行了总结和答疑，强调了本节课的重点和难点，并回答了学生的疑问。
在本节课中，学生们积极参与了小组讨论，分享了自己的理解和想法。他们通过思考和讨论，逐渐理解了开关量的概念和与运算的原理，并自己总结出了与运算的规则和应用。此外，学生们还通过练习和思考，加深了对本节课内容的理解和掌握。
2.详细阐述开关量的与运算的原理和实现方法。
3.结合实例，展示与运算在控制系统中的应用。
4.强调与运算在开关量控制中的重要性。
1.认真听讲，理解与运算的基本概念和开关量的特点。
2.学习与运算的实现方法和在控制系统中的应用。
3.积极思考并理解与运算在开关量控制中的重要性。
《第6课 连续量与开关量》作业设计方案-小学信息技术浙教版23六年级下册
《连续量与开关量》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 理解连续量与开关量的概念；2. 掌握在电路中如何使用连续量和开关量；3. 了解在硬件设备中使用这些量的方法。
二、作业内容1. 实验一：制作简单的开关电路任务：使用开关量控制LED灯的亮灭。
设计一个简单的电路，包括一个开关和一个LED灯。
要求：了解开关量的状态变化（开/关），并观察LED灯的相应反应。
2. 实验二：使用传感器测量温度任务：使用温度传感器来检测环境温度，并使用连续量进行控制。
设计一个电路，将温度传感器与电脑连接，通过编程控制LED灯的亮灭。
要求：理解温度传感器的原理，了解连续量的变化对LED灯的影响。
3. 阅读材料：学习连续量和开关量的基础知识学生需要阅读教材中关于连续量和开关量的部分，了解它们在电子电路中的重要作用。
三、作业要求1. 独立完成：每个学生需独立完成的作业，不能抄袭或与他人合作。
2. 实验报告：学生需记录实验过程和结果，并撰写实验报告。
3. 思考问题：在阅读材料过程中，学生应思考连续量和开关量的基础知识，并尝试解答相关问题。
四、作业评价1. 评价标准：根据实验报告的完成情况、电路设计是否合理、实验结果是否正确以及阅读材料中的理解程度进行评价。
2. 评价方式：教师评价与学生互评相结合。
五、作业反馈请学生在完成作业后，将自己的作业成果拍照或扫描，发到教师指定的平台上，以便于我们及时给予反馈和指导。
同时，也欢迎学生在完成作业过程中遇到问题时，及时向教师提问，我们会尽快给予解答。
通过本次作业，学生将能够亲手制作开关电路和温度传感器电路，了解连续量和开关量的概念和在硬件设备中的应用。
同时，学生还需要阅读教材中的相关知识，进一步加深对连续量和开关量的理解。
通过独立完成作业和与他人合作完成实验，学生将能够更好地掌握这些基础知识，为后续的电子电路设计和编程打下坚实的基础。
最后，教师将根据学生的作业成果和表现给予评价和反馈，帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
plc基础知识入门到精通
PLC绪论
（4） PLC不如单片机运算速度快 （5） PLC不如单片机数据处理能力强
小结：PLC用于控制，稳定可靠，抗干扰能力强，使用
方便，单片机通用性和适应性较强
第三十页，编辑于星期五：四点 二十二分。
可编程控制器基础知识 一、PLC基本结构
二、PLC基本工作原理 三、PLC编程语言
去现场
第三十三页，编辑于星期五：四点 二十二分。
基本组成
1、输入部件 输入部件是PLC与工业生产现场被控对象之间的 连接部件。是现场信号进入PLC的桥梁。
（１）开关量输入电路
１）直流输入 ２）交流输入 （2）输入信号接线图
１）汇点式 ２）分隔式
2、输出部件 输出部件也是PLC与现场设备之间的连接部件，其功
第十八页，编辑于星期五：四点 二十二分。
基本控制线路
（3） 自耦变压器降压起动控制线路
第十九页，编辑于星期五：四点 二十二分。
基本控制线路
三种降压起动方式优缺点： （1）串起动电阻起动的优点：结构简单、成本低、动
作可靠。缺点：消耗电能。适用场合：要求起动平稳的中 小容量电动机以及起动不频繁的场合。
4、功能强、通用性好;
5、开发周期短、成功率高; 6、体积小、重量轻、功耗低；
三、分类
1、按结构形式：整体式、模块式 2、按I/O点数和存储容量：小型（256点、8K步）、 中型（20 48点、32K步）、大型（2048点以上、32K步以 上） 3、按功能：低档机、中档机、高档机
四、应用
1、开关量逻辑控制
第三十一页，编辑于星期五：四点 二十二分。
I/O I/O
I/O
基本组成
16个PLC入门基础知识
从事工控作业的人员都知道，工业生产和科技的发展都离不开PLC的自动化控制，PLC可以广义的理解为：集中的继电器延伸控制柜，实际的生产应用中，PLC大大的节省了工业控制的成本，加强了设备的集中管理和自动控制，想要学好PLC，首先PLC的基础需要扎实。
1，从PLC 的组成来看, 除CPU ，存储器及通信接口外,与工业现场（5）电源。
3、PLC 开关量输出接口有哪几种类型?各有什么特点?晶闸管输出型:一般情况下，只能带交流负载,响应速度快,动作频率高;晶体管输出型:一般情况下，只能带直流负载,响应速度快,动作频率高;继电器输出型:一般情况下，可带交、直流负载,但其响应时间长,动作频率低。
4、按结构型式分, PLC 有哪几种类型?各有什么特点?（1）整体式:将CPU 、电源、I/O部件都集中在一个机箱内,结构紧凑、价格低,一般小型PLC 采用这种结构;（2）模块式:将PLC 的各个部分分成若干个单独的模块,可根据需要选配不同模块组成一个系统, 具有配置灵活、方便扩展和维修的特点, 一般中、大型PLC 采用这种结构。
模块式PLC 由框架或基板和各种模块组成, 模块装在框架或基板的插座上。
扫描周期与CPU 运行速度、PLC 硬件配置和用户程序长短有关。
6、 PLC 采用什么方式执行用户程序?用户程序执行过程包括哪些阶（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系统的抗干扰能力;（3）控制速度上:PLC 的触点实际上是触发器,指令执行的时间在微秒级;（4）定时和计数上:PLC 采用半导体集成电路作定时器, 时钟脉冲由晶振提供,延时精度高,范围宽。
PLC 具有继电器系统不具备的计数功能;（5）可靠性和可维护性上:PLC 采用微电子技术,可靠性高,所具有的自检功能能及时查出自身故障,监视功能方便调试和维护。
8、 PLC 为什么会产生输出响应滞后现象?如何提高 I/O响应速度?因为PLC 采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式,输入端的状态只在每个扫描周期的输入采样阶段才能被读入, 而程序的执行结果只在输出刷新阶段才被送出; 其次PLC 的输入、输出延延迟, 用户程序的长度等均能引起输出响应滞后。
plc基础知识
plc基础知识PLC基础知识（一）PLC指的是可编程逻辑控制器，是现代自动化控制系统的重要组成部分。
相比传统的继电器控制系统，PLC具有更高的稳定性、可靠性、灵活性和扩展性。
在工业生产、交通运输、医疗设备等众多领域中，PLC被广泛应用。
1. PLC的基本组成PLC由五个基本部分组成：输入模块、中央处理器（CPU）、存储器、输出模块和编程设备。
其中，输入模块用于输入各种信号，例如传感器信号；中央处理器是PLC的大脑，用于判断输入信号状态并控制输出设备；存储器用于存储用户编写的程序和数据；输出模块用于控制输出设备，例如电机、液压和气动执行机构等；编程设备用于编写和修改PLC程序。
2. PLC的工作原理PLC的工作原理是基于输入信号的状态来判断输出信号的状态。
当输入信号满足一定的逻辑条件时，中央处理器会根据用户编写的程序控制输出模块输出相应的信号。
PLC输入信号一般为数字信号，包括开关量、计数器、计时器等。
开关量指的是只有两种状态（开/闭）的信号，如开关状态、按钮状态等；计数器是一种输入信号，用于产生数值输出，表示一定时间内某一事件的出现次数，例如计数器在生产线上用于计数已经通过的产品数；计时器也是一种输入信号，用于产生时间输出，例如在生产线上用于控制某一步骤的持续时间。
3. PLC的应用领域PLC被广泛应用于各个领域，例如工业自动化控制、交通运输、楼宇自控、空气调节、能源与环境等。
在工业自动化控制领域中，PLC可以用于控制整个生产线，通过检测控制整个流程，提高生产效率和品质。
在楼宇自控领域中，PLC可以用于控制建筑物内的灯光、温度、空调等设备，提高舒适度，降低能源消耗。
4. PLC的优势和不足PLC作为一种高效可靠的控制系统，其优势在于：1) 稳定性：PLC具备稳定性高、抗干扰性强、故障率低、寿命长等特点。
2) 灵活性：PLC可以编写和修改程序，可以灵活的应对各类控制要求。
3) 扩展性：PLC具备可扩展性高等特点，可以随着应用需求的变化而进行升级。
义务教育版2024六年级信息科技第二单元 第7课 开关量的与运算 教案
课题开关量的与运算单元第二单元学科信息科技年级六年级教材分析【学情分析】我们通过开与关操作，可以启动和关闭计算机、控制微波炉、呼叫电梯、控制空调……通过观察与实践就会发现，开与关实际代表两个“指令”，它们就是控制系统中的一种数据。
那么这是一种什么数据呢？控制系统中还有其他类型的数据吗？这些数据是如何进行运算的呢？本单元属于课程标准中“逻辑与运算”部分的内容，对应课程标准中“通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算”这条内容要求。
通过第一单元的学习，学生已经了解控制系统的工作过程，本单元引导他们从数据角度探究控制系统，让他们进一步知道数据的重要性，初步掌握控制系统中的三种逻辑运算。
【内容结构】学习目标1. 信息意识：能结合流程图，大体说出哪些环节产生开关量，意识到开关量在控制系统中的作用。
2. 计算思维：通过分析实际生活中解决问题的过程，了解其中隐含的与、或、非运算，掌握三种逻辑运算的规则以及在控制系统中的应用。
3. 数字化学习与创新：通过分析系统中的控制逻辑以及开展实验，提升计算思维能力，提升数字化学习与创新能力。
4. 信息社会责任：认识到按规则和规范使用控制系统是保障控制系统安全的前提。
重点生活中人们处理事务时的与运算规则。
难点控制系统中开关量的与运算规则。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图激趣导入【建构】思考、注意引发学生思考，【学习活动2】二、发现生活中更多的与运算小组讨论，每人至少分享2~3 件自己经历过需要进行与运算的事件。
如果控制系统在工作时，两个开关量都为真（即同时满足两个条件）才能让系统输出预期的结果，这种控制逻辑属于“与”，要进行与运算。
【学习活动3】三、分析人体感应光控灯中的控制逻辑一种人体感应光控灯，用人体红外传感器采集人体红外数据，用光敏传感器采集光照强度数据。
只有同时满足“有人体红外数据”和“光照强度低于标准”这两个条件时，这盏灯才会亮。
浙教版六年级下册信息 第7课《开关量的生成》教案
第七课开关量的生成
单元
第二单元
学科
信息科技
年级
六年级
教材分析
《开关量的生成》一课内容选自浙教版《小学信息科技（六年级下册）》第二单元《控制系统中的运算》第7课。本课在整个单元中起着承上启下的作用，学习内容从之前学习理论知识转而衔接到算法，为后续制作喷雾系统打下坚实的基础；在本课锻造学生思维模型，学会从整体入手来分析计算系统的关键环节，这为后续学习更为复杂的控制系统奠定基础。
小组合作，完成大任务。
并展示汇报。
【教师活动】
逐步在学生的汇报过程中完成讲解与纠错。
学习迁移，此过程对于掌握了阈值和开关量生成的学生来说，是一次很好的再尝试和巩固，对前阶段掌握不好的学生是再一次进行学习，照顾了不同层次学生的需求。
课堂练习与总结
【教师活动】
带领学生回顾该节课的知识点，并布置课后作业。
【任务三讨论】
小组合作讨论，完成题目。
展示汇报。
【教师活动】
任务三的问题和学生一起讨论修改出正确的答案，此时学生对阈值有了初步的了解，再开启“画外音”练习，为两个系统设计合适的阈值，此时完成对阈值该知识点的掌握。
【学生活动】
思考并回答“画外音”的题目。
【教师活动】
继续由任务二的图示出发，要求系统的搭建需要解决控制器的问题。给出提示，让学生根据书本案例，完成对红外感应驱逐系统的讲解。由于两个系统阈值一致，因此这项任务难度不高，让学生对阈值控制生成开关量有了初步浅显的认识。
【学生活动】
小组讨论，完成任务2。
情境剧情的导入，能让学生在解密探究的过程中顺利的进行上下节课的衔接，同时引导学生回顾之前学习的内容，为这节课学习阈值和开关量的生成打下基础。
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一 开关量信号和开关量变送器
在实际系统中，由于某种原因，被控参数 超过给定值并达到某一规定数值时，控制系统会 自动发出报警信号，这个信号不再是连续变化的 模拟量信号，而是以开关触点动作给出的开关量 信号。
开关量信号的输入输出一般只有两种状态， 即“有"和“无”，或者“开”和“关”。象这 种具有两种状态的信息称为开关量信息。在热工 过程自动控制中，这种以开关量信息作为控制信 号的控制系统称为热精工品P开PT 关量控制系统。
触点系统 灭弧装置
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2 中间继电器 主要作用是在电路中起信号的传递和转
换作用；中间继电器可以实现多路控制，并 可将小功率的控制信号转换为大容量的触点 动作，以驱动电气执行元件工作，有的也可 控制小容量电动机的启停。 3 热继电器
对电动机和其他用电设备进行过载保护。
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七、流量开关 流量开关也称流量控制器或流量继电器。流量
开关的种类很多，按其工作原理来分，可分成差压 式、电磁式、活塞式、浮子式、翼板式和叶片式等。
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1.3 常用控制电器
一 手动电器 1 按钮
按钮开关是一种最简单的手动主令电器 ，由操作人员通过按钮对系统发出指令。
精种具有多种操作位置、能
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5、“三取二”信号法 为了既减小误动作率又减小拒动作故
障率，可采用“三取二信号”法，如汽包 水位保护信号。
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6、信号表决法 在某些热工保护系统中装设多个检测
元件，设置逻辑表决电路进行信号处理。 如层燃烧器有火焰和无火焰的表决。
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1.2 开关量变送器
一、微动开关 微动开关是多种开关量变送器的核心部
件，微动开关种类很多，结构也很不相同。 举例：铍青铜弹簧片为核心部件的微动
开关
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二、行程开关 行程开关也称限位开关。
它装在预定的位置上，当被控 设备运动到此位置时，装在运 动部件上的突起部分(挡铁)碰 撞行程开关，使常闭触点断开， 切断控制电路，设备停止运动， 同时还可送出设备的终止状态， 作为控制反馈信号送给控制装 置。
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五、温度开关 0-100摄氏度范围内：固体膨胀式温度开关 100-250摄氏度范围内：气体膨胀式温度开关 250摄氏度以上：温度变送器转换成模拟量信息，
再通过电量转换开关转换为开关量。
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六．液位开关 液位开关种类很多，常见的主要有浮子
式和电极式两种。浮子式液位开关是利用容 器内的液体对浮子的浮力来监测液位的。当 液位变动达到一定数值时，浮子带动的磁钢 将使外部的舌簧管触点动作，送出开关量信 号
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三．压力开关 压力开关用来将被测压力转换成为开关
信号。 当介质的压力达到(高于或低于)切换 值时，输出开关量信息。
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四、差压开关 差压开关也称差压控制器或差压继电器，传感
器大多采用膜片或波纹管。差压开关和压力开关的 区别仅是，压力开关的测量传感元件是单室的，而 差压开关的测量传感元件是双室的。
够换接多个电路的手动电器。一般用来控制 电动机的启停，电动门的开大或关小，联锁 回路的接通和断开等。
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二 自动电器 1 交流接触器
接触器是一种可以频繁接通和切断交直 流电动机等各种电气设备主电路的自动开关。 接触器是利用电磁吸引原理使电路接通和断 开的，因此，它可以用在远距离自动控制操 作场合。 构成：电磁系统
3）切换差(死区)
在大部分开关量控制系统中，不但不要求切换 差为零，相反还要求
它有足够大的数值并
且还有调节范围，以
避免执行机构频繁动
作。
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二、开关量信息的获取方法 1 通过各种形式的开关量变速器获得 2 通过模拟量转换至开关量 3 通过各种设备的辅助触点及控制电路获得
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三、开关量信号的摄取方法 开关量控制系统的完好状态由正确“动作”
和正确“不动作”组成。 故障状态也有两种，即“不正确动作”和
“不正确不动作”。 误动作：系统不应该动作而动作；
拒动作：系统应该动作而不动作。
误动作率:P
或p
误动作次数 实际动作次数
拒动作率:Q 或q
拒动作次数 应当动作次数
可靠性:系统在规定的工作条件下和预定的时 间内持续完成规定功能的概率。
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1 开关量变送器 能够输出标准开关量信号的控制仪表，
称为开关量变送器。如：行程开关、料位开 关、压力开关、温度开关等装置，称为相应 的开关量变送器。 当输入＜P1时，输出1—2通 当输入＞P1+ΔP时，输出1—3通；
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2、主要技术要求
在火电厂中，开关量变送器的主要任务是，将
被测物理量或机械量按照一定的预期参考值转换成 标准的开关量电信号输出。
开关量变送器主要技术要求有下列几点：
1）动作的稳定性
在选择开关量变送器时，应该选择重复偏差值 小的产品，即要求其
动作值和返回值的稳
定性好，长期工作中
均能保持在原有的整
定值上。
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2）动作的可靠性
火电厂开关量控制系统中，开关量变送器的工
作间歇时间长，要求既不能“拒动”，又不能“误 动”。 系统不应该动作而动作称为误动作；系统应 该动作而不动作称为拒动作。
1、单一信号法 是指用单个检测元件组成信号单元的方法；
2、信号串联法 为了减少信号单元的误动作率，将反映同一
故障的检测元件触点进行串联； 3、信号并联法
为了减少信号单元的拒动作率，将反映同一 故障的检测元件触点进行串联；
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4、信号串并联法 为了综合信号串联后误动作率降低和信号
并联后拒动作率降低的优点，将两个信号先串联 然后进行并联。