电气控制与PLC第四章PPT课件
合集下载
《电气控制与plc》课件
总结
电气控制与 PLC 的应用前景及意义
展望电气控制与PLC的应用前景和意义。
学习心得与建议
分享学习电气控制与PLC的心得和建议。
电气控制与 PLC 的学习路线
介绍学习电气控制与PLC的路径和方法。
了解PLC程序的设计流程和步骤。
5
PLC 程序调试与测试
学会如何调试和测试PLC程序。
PLC 基本应用
机床自动控制系统案例分析
以机床自动控制为例，介绍PLC在 工业领域的应用。
工业自动化控制案例分析
通过工业自动化控制案例，展示 PLC的广泛应用。
智能家居控制系统案例分析
通过智能家居控制系统案例，探讨 PL计原理和常用的设计方法。
电气控制系统设计流程
掌握电气控制系统的设计流程和步骤。
PLC 基础
1
PLC 概述
了解PLC的基本概念和作用。
PLC 基本结构
2
学习PLC的组成部分和工作原理。
3
三种基本编程语言
掌握PLC中常用的Ladder语言、功能块图语
PLC 程序设计流程
4
言和指令表语言。
《电气控制与plc》PPT课 件
本课件将介绍电气控制与PLC的基础知识，包括电气控制概述、电气元件、电 路图符号、PLC概述、PLC基本结构和三种基本编程语言等内容。
电气控制基础
电气控制概述
了解电气控制的基本概念和应 用领域。
电气元件
掌握常见的开关、电源和电机 类元件。
电路图符号
学习电气控制中常用的符号和 标记。
可编程序控制器PLCppt课件(共32张PPT)
现代PLC都采用微处理器〔CPU）、只读存储器 〔ROM〕随机存储器〔RAM〕或单片机为核心，几乎 完全计算机化，各种智能模块不断开发出来，其在工业 控制中的作用越来越广。
国际电工委员会(IEC) 1987对可编程控制器定 义：
可编程控制器是一种进行数字运算的电子系 统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控 制器．它采用了可编程序的存储器，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，并通过数字式或模拟式 的输入和输出，控制各种类型机械的生产过 程．可编程控制器及其有关外围设备，都按易于 与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原 则设计．
▪ 从接线逻辑到存储逻辑
▪ PLC控制系统将取代继电接触器控制系 统，但取代的是控制部分，控制系统信号 的采集和驱动输出部分仍然由电气元器件 承担。
可编程控制器的硬件组成
按钮
继电器触点 输 入 单 元
行程开关
CPU
输
存储器
出 单
元
电源部分
编程器或其他设备
整体型CPU模块的原理图
接触器 电磁阀
指示灯
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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程． 可编程控制器及其有关外围设备，都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．
继电器系统：先软件设计，后硬件安装。 能输入和输出多种形式信号－ －数字量信号和模拟量信号
经历四个发展阶段 崛起阶段〔1969-1975〕采用８位微处理
器芯片 成熟阶段〔1975-1979〕拓展了模拟量控
制功能 通信阶段〔1979-1985〕拓展了网络通信
功能 加速阶段〔1985-如今〕CRT显示功能，
国际电工委员会(IEC) 1987对可编程控制器定 义：
可编程控制器是一种进行数字运算的电子系 统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控 制器．它采用了可编程序的存储器，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，并通过数字式或模拟式 的输入和输出，控制各种类型机械的生产过 程．可编程控制器及其有关外围设备，都按易于 与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原 则设计．
▪ 从接线逻辑到存储逻辑
▪ PLC控制系统将取代继电接触器控制系 统，但取代的是控制部分，控制系统信号 的采集和驱动输出部分仍然由电气元器件 承担。
可编程控制器的硬件组成
按钮
继电器触点 输 入 单 元
行程开关
CPU
输
存储器
出 单
元
电源部分
编程器或其他设备
整体型CPU模块的原理图
接触器 电磁阀
指示灯
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，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程． 可编程控制器及其有关外围设备，都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．
继电器系统：先软件设计，后硬件安装。 能输入和输出多种形式信号－ －数字量信号和模拟量信号
经历四个发展阶段 崛起阶段〔1969-1975〕采用８位微处理
器芯片 成熟阶段〔1975-1979〕拓展了模拟量控
制功能 通信阶段〔1979-1985〕拓展了网络通信
功能 加速阶段〔1985-如今〕CRT显示功能，
电气控制技术与PLC第 4 章
在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济。
线路
(1) 控制线路应标准。尽量选用标准的、常用的或经过实
际考验过的线路和环节。必要时，可以使用逻辑代数化简电 路，优化电路结构。
元件 (2)
尽量减少电器数量，采用标准件，尽可能选用相同型
号的电器元件，以减少备用量。
9
(3)尽量缩短连接的数量和长度
6.变频变压调速；
27
4.2 电气控制线路 的设计方法
28
电气控制线路的设计方法
电气控制线路的设计方法通常有两种:
一种是一般设计法，也叫经验设计法。它是根据生产工 艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。 一种是逻辑设计法，它根据生产工艺要求，利用逻辑
代数来分析、设计线路。
29
4.2.1
大感应 电动势
并联放电 电阻R
断开时
误动作
18
(2)应尽量避免电器依次动作的现象
在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一 个电器的现象。
(a) 不合理接线 (b) 合理接线 图3.5 减少多个电气元器件依次通电
19
(3) 避免出现寄生电路
寄生电路: 控制电路在正常工作或 事故情况下，发生意外接通 的电路叫寄生电路。若控制 电路中存在寄生电路，将破
固有动 作时间
释放延 时作用
图3.7 触点的“竞争”与“冒险” 21
(5) 正确连接电器的触头
避免在电器触头上引起短路。
拉弧短路
图4.8 正确连接电器的触头
22
4、完善的保护环节
电气控制线路应具有完善的保护环节，用以保护电网、 电动机、控制电器以及其他电器元件，消除不正常工作时的 有害影响，避免因误操作而发生事故。 1、短路保护：常用的短路保护元器件有熔断器和自动空 气开关； 2、过载保护：常用的过载保护器件是热继电器； 3、过流保护：过流保护：常用电磁式过电流继电器实 现； 4、零电压与欠电压保护：措施：零压保护继电器；在用 按钮操作的设备中，利用按钮的自动恢复作用和接触器的自 锁作用；
线路
(1) 控制线路应标准。尽量选用标准的、常用的或经过实
际考验过的线路和环节。必要时，可以使用逻辑代数化简电 路，优化电路结构。
元件 (2)
尽量减少电器数量，采用标准件，尽可能选用相同型
号的电器元件，以减少备用量。
9
(3)尽量缩短连接的数量和长度
6.变频变压调速；
27
4.2 电气控制线路 的设计方法
28
电气控制线路的设计方法
电气控制线路的设计方法通常有两种:
一种是一般设计法，也叫经验设计法。它是根据生产工 艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。 一种是逻辑设计法，它根据生产工艺要求，利用逻辑
代数来分析、设计线路。
29
4.2.1
大感应 电动势
并联放电 电阻R
断开时
误动作
18
(2)应尽量避免电器依次动作的现象
在线路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一 个电器的现象。
(a) 不合理接线 (b) 合理接线 图3.5 减少多个电气元器件依次通电
19
(3) 避免出现寄生电路
寄生电路: 控制电路在正常工作或 事故情况下，发生意外接通 的电路叫寄生电路。若控制 电路中存在寄生电路，将破
固有动 作时间
释放延 时作用
图3.7 触点的“竞争”与“冒险” 21
(5) 正确连接电器的触头
避免在电器触头上引起短路。
拉弧短路
图4.8 正确连接电器的触头
22
4、完善的保护环节
电气控制线路应具有完善的保护环节，用以保护电网、 电动机、控制电器以及其他电器元件，消除不正常工作时的 有害影响，避免因误操作而发生事故。 1、短路保护：常用的短路保护元器件有熔断器和自动空 气开关； 2、过载保护：常用的过载保护器件是热继电器； 3、过流保护：过流保护：常用电磁式过电流继电器实 现； 4、零电压与欠电压保护：措施：零压保护继电器；在用 按钮操作的设备中，利用按钮的自动恢复作用和接触器的自 锁作用；
电气控制与PLC应用(三菱FX3U系列)课件项目4任务4
知识点——典型电路的编程
2）定时器与计数器配合
由4-46（a）时序图可以看出，Y1、Y2 和Y3的控制逻辑和间隔5s一个的“时间点” 有关，每个时间点都有电动机启停。由于间 隔的时间相同，所以“时间点”的建立可借 助振荡电路及计数器。振荡电路的振荡周期 为5s，C0、C1、C2和C3的计数设定值依次 为1、2、3和4，则以控制开关SA接通时开始 算起，计数器C0、C1、C2和C3的计数当前 值达到设定值时，依次的计时时间为5s、
分别计时或按累计计时的编程如何实现? 长延时又如何处理?
定时器的使用有两种方法，即按分别计时的方法或按累计计时的方法
C
任务实施
PLC控制程序设计
按分别计时的方法编程
图4-44 三台电动机循环启停运转控制的时序图 和梯形图
C
任务实施
PLC控制程序设计
按累计计时的方法编程
图4-45 三台电动机循环启停运转控制的时序图和梯形图
10s、15s和20s。
图4-46 定时器与计数器配合 使用时的时序图和梯形图
知识点——典型电路的编程
2）定时器与计数器配合
➢ 定时器和计数器配 合可以实现扩展延时时 间，其延时时间为相应 的定时器设定值乘以计 数器的设定值。
图4-46 定时器与计数器配合 使用时的时序图和梯形图
知识点——典型电路的编程
（4）大容量计数电路 1）多个计数器相加串级
➢计数次数为各计数 器的设定值之和。
图4-47 两个计数器相加串级
知识点——典型电路的编程
（3）大容量计数电路 2）多个计数器相乘串级
➢计数次数为各计数 器的设定值之积。
图4-48 两个计数器相乘串级
知识点——典型电路的编程
《电气控制与PLC》课件
4
HMI等。
了解了如何使用PLC和通信模块进行 内部和外部的信息传递和控制。
PLC高级应用
PLC程序设计方法
介绍了常见的PLC程序设计方法，包括结构 化程序设计和模块化程序设计。
PLC调试方法和技巧
详细介绍了PLC调试的方法和技巧，包括硬 件调试和编程调试。
PLC设计案例分析
学习了PLC实际设计的案例分析，包括生产 线控制和自动化流水线控制。
智能化制造
1
工业4.0与智能化制造
了解了工业4.0和智能化制造控制领域中的最新技术和应用。
2
智能传感器技术
学习了智能传感器技术中广泛使用的物联网技术和嵌入式系统技术。
3
人工智能技术
详细介绍了人工智能技术在工业控制领域中的应用，包括深度学习和机器视觉等。
4
云计算技术
了解了云计算技术在工业控制领域中的应用，包括云平台和云数据分析。
详细介绍了电气元件的常见种类，包括开关、 传感器、电机等。
电路图和接线图
了解了电路图和接线图的常用符号以及如何 进行设计和绘制。
PLC基础
硬件组成
介绍了PLC的硬件组成，包括 中央处理器、输入和输出模块 等。
软件组成
学习了PLC的软件组成，包括 编程软件、仿真软件等。
指令
详细介绍了PLC的基本指令和 指令表达方式，包括二进制编 码和指令符号。
电气控制与PLC
本课件介绍了电气控制和PLC的基础知识以及最新应用。通过本课件，您可 以了解到电气控制和PLC对工业制造领域的重要性。
电气控制基础
电气控制概述
介绍了什么是电气控制，包括控制的范畴和 对象。
电气符号及其规定
学习了标准件及其分类
PLC基础知识介绍PPT课件
• PLC输入接口-----用户设备需输入PLC的各种控制信号，如限位开关、操作按钮、 选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量(要通过模数变换 进入机内)等，通过输入接口电路将这些信号转换成中央处理单元能够接收和处理 的信号，用这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据。
• PLC输出接口-----路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电 信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。
第四章 PLC基础知识
基本内容： PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。
重点： 定义、基本功能、工作方式。
难点： 工作方式、扫描时间。
第一节 PLC基础知识 一、 PLC的产生与历史 二、 可编程控制器的定义 三、 PLC的现状及发展趋势 四、PLC的特点 五 、PLC的基本功能 六、 PLC与其他工业控制系统的比较
• 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高
的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。
第二节 PLC基本原理
• 2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用 • 2.2 PLC工作过程特点及主要性能指标 • 2.4 PLC分类
2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用
2.1.1 PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。
• PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子， 然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很
就可适应生产工艺的改变。
快掌握使用 ，便于推广应用。
• 从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面 • PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的
进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所 可靠性。
取代。
• PLC输出接口-----路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电 信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。
第四章 PLC基础知识
基本内容： PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。
重点： 定义、基本功能、工作方式。
难点： 工作方式、扫描时间。
第一节 PLC基础知识 一、 PLC的产生与历史 二、 可编程控制器的定义 三、 PLC的现状及发展趋势 四、PLC的特点 五 、PLC的基本功能 六、 PLC与其他工业控制系统的比较
• 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高
的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。
第二节 PLC基本原理
• 2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用 • 2.2 PLC工作过程特点及主要性能指标 • 2.4 PLC分类
2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用
2.1.1 PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。
• PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子， 然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很
就可适应生产工艺的改变。
快掌握使用 ，便于推广应用。
• 从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面 • PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的
进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所 可靠性。
取代。
电气控制与PLC应用技术-S7-200 PLC 第4版 第4章 S7-200 系统配置与接口模块
12KB
18KB
24KB
30KB
8KB
12KB
16KB
20KB
6
1
256位输入/256位输出
56个输入/56个输出
256
256
0.15μs
2个，分辨率为1ms
以太网：1个
RS485端口：1个
附加串行端口：1个（带有可选RS232/485口8个：以太网
4.1 S7-200 SMART控制系统的基本构成
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
3.人机界面HMI
人机界面HMI是用于操作人员与控制系 统之间进行对话和相互作用的专用设备。
目前S7-200 SMART支持的HMI主要有： 文本显示单元TD400C、Smart 700 IE触摸 屏和SMART 1000 IE触摸屏。
触摸屏
伺 服 驱 动 系 统
4.1 S7-200 SMART PLC控制系统的基本构成
两种数字量输入接线方式：
漏型输入：回路电流从外部输入设备流向CPU DI端 源型输入：回路电流从CPU DI端流向外部输入设备
4.1 S7-200 SMART PLC控制系统的基本构成
两种数字量输出接线方式：
注意： 晶体管输出时，只支持源型输出（回路电流从CPU DO端流 向外部设备）。
S7-200 SMART PLC有两种不同类型的CPU模块： （1）标准型CPU 可以连接扩展模块，适用于I/O规模较大、逻辑控制较为复杂 的应用场合。如SR20/30/40/60 CPU、 ST20/30/40/60 CPU 。 （2）经济型CPU 不能连接扩展模块，通过主机本体满足相对简单的控制要求。 如CR40 CPU、CR60 CPU。
现代电气控制及PLC应用技术(第三版)复习材料 ppt课件
④ 每个器件及它们的部件都需用一确定的图形符号 表示，且每个器件有一个文字符号。属于同一个 器件的各个部件采用同一文字符号表示；
⑤ 同一器件的不同部件，无论在电路图中的位置， 均采用同一文字符号标记；
⑥ 一个完整的电路图至少应包括主电路、辅助电路、 材料表三个基本组成部分；
ppt课件
23
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
25
2.2 基本电气控制线路
综述 1.设备设施 可为人们提供各种产品、必需品或各种
方便的机械装置。
间接控制、灵活性
2.设备的构成 机、电、气(液)及其组合。最好、易于自动化
3.设备工作状态 直为接控满制足、灵用活性户差要、 求直稍、接强产控于制机品、控工灵、活艺性等，设 备所具备的运行功不能适于：复启杂控动制 、调速、延时、制动等等。
压保护功能。
特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、各种脱扣器。
ppt课件
17
小结
一、本章主要内容为低压电器的基本知识； 二、熟悉主要低压电器的结构、掌握它们的
工作原理； 三、主要低压电器：
接触器、中间继电器、热继电器、低压断 路器、行程开关等； 四、掌握主要低压电器的电气符号。
⑨ 原理图中应标出下列数据：
ⅰ 各个电源电路的电压值、极性或频率及相数; ⅱ 某些元件的特性(电阻、电容的量值等); ⅲ 万能转换开关等类似器件的触点通断表；
⑩ 图中的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、 数量、技术数据，均应统计列表，并绘制在电路图中。
ppt课件
24
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
列进行； ⅱ辅助电路标记 沿前向通道信号流的方向，以自然递增数
⑤ 同一器件的不同部件，无论在电路图中的位置， 均采用同一文字符号标记；
⑥ 一个完整的电路图至少应包括主电路、辅助电路、 材料表三个基本组成部分；
ppt课件
23
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
25
2.2 基本电气控制线路
综述 1.设备设施 可为人们提供各种产品、必需品或各种
方便的机械装置。
间接控制、灵活性
2.设备的构成 机、电、气(液)及其组合。最好、易于自动化
3.设备工作状态 直为接控满制足、灵用活性户差要、 求直稍、接强产控于制机品、控工灵、活艺性等，设 备所具备的运行功不能适于：复启杂控动制 、调速、延时、制动等等。
压保护功能。
特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、各种脱扣器。
ppt课件
17
小结
一、本章主要内容为低压电器的基本知识； 二、熟悉主要低压电器的结构、掌握它们的
工作原理； 三、主要低压电器：
接触器、中间继电器、热继电器、低压断 路器、行程开关等； 四、掌握主要低压电器的电气符号。
⑨ 原理图中应标出下列数据：
ⅰ 各个电源电路的电压值、极性或频率及相数; ⅱ 某些元件的特性(电阻、电容的量值等); ⅲ 万能转换开关等类似器件的触点通断表；
⑩ 图中的全部电机、电器元件的型号、文字符号、用途、 数量、技术数据，均应统计列表，并绘制在电路图中。
ppt课件
24
2.1 电气控制线路图的图形、符号及绘制原则
列进行； ⅱ辅助电路标记 沿前向通道信号流的方向，以自然递增数
《电气控制与PLC》第4章.pptx
第4章 FX系列PLC及其编程工具
FX 系列PLC的硬件配置图
Date: 10/27/2020
Page: 16
深圳职业技术学院
第4章 FX系列PLC及其编程工具
FX 系列PLC的网络通信能力
Date: 10/27/2020
Page: 17
深圳职业技术学院
第4章 FX系列PLC及其编程工具
4.3.1 硬件
Date: 10/27/2020
Page: 2
深圳职业技术学院
第4章 FX系列PLC及其编程工具
4.1 FX系列PLC概述 4.1.1 三菱小型PLC的发展历史
三菱 小型
PLC
在20世纪90年代初F系列被F1系列和F2系列取代 FX2、FX1、FX2C、FX0、FX0N、FX0S等系列产品 目前，FX1S、FX1N、FX2N、FX3G和FX3U 5个子系列
Date: 10/27/2020
Page: 3
深圳职业技术学院
第4章 FX系列PLC及其编程工具
4.1.2 型号名称的含义
❖型号的命名方式
FX
D—DC电源 A1—AC电源 H—大电流输出扩展模块 V—立式端子排的扩展模块 C—接插口输入输出方式 F—输入滤波器1ms 扩展模块 L—TTL输入扩展模块 S—独立端子（无公共端）扩展模块
Date: 10/27/2020
Page: 20
深圳职业技术学院
第4章 FX系列PLC及其编程工具
4.3.1 硬件
❖2.1系统存储器——系统程序存储器+系统数据存储 器
基本单元主要由CPU、存储器、I/O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 ，是PLC控制的 核心；扩展单元是扩展I/O点数的装置，内 部有电源；扩展模块用于增加I/O点数和改 变I/O点数的比例，内部无电源，由基本单 元或扩展单元供电。扩展单元和扩展模块 内无CPU，必须与基本单元一起使用。特 殊功能模块是一些具有特殊用途的装置。
电气控制与PLC控制基础理论-第四章
PLC中的编程元件称为“软继电器”或编程“软元件”，有输入继电器X、输出继电器Y、辅助（中间）继电 器M、定时器T、计数器C等。
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章 电气控制系统的设计
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
3. 反复审核电路是否满足设计要求 8
(二)、经验设计法特点
1. 容易掌握，但一般不易得到最佳设计方案
电 器
2. 要求设计者有一定的设计经验，在设计中往往
与 会有一些因素没有考虑到而影响电路的可靠性。
PLC
控 制
3. 当线路达不到要求时，多用增加触点或电器数
量的方法来解决，所以设计的线路往往不经济。
4. 需要反复修改设计。
9
(三)、经验设计法举例
9、编写设计计算说明书和使用说明书
1
二、电气控制线路设计的一般原则
（一）最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路 的要求
电 （二）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、
器 与
经济
PLC
控 制
2
PLC
电 器 与 控 制
3
PLC
(三）保证控制线路工作的可靠性和安全性 不能串联接入如两个电器的线圈，若需两个电器 同时工作时，其线圈应并联连接。
12
设计电路的改进
1. 采用行程开关SQ1检测放松程度，完全放松
电 器
后SQ1受压（SQ1常开闭合、常闭断开）。
与
2. 采用过电流继电器反映横梁的夹紧程度，当
PLC
控
夹紧到一定的程度时，电流增大到过电流继
制
电器的整定值，使其动作（常开闭合、常闭
断开）。
3. 采用行程开关SQ2、SQ3对横梁上、下行程 作限位保护
You Know, The More Powerful You Will Be
17
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
18
电 器 与 控 制
4
PLC
电 器 与 控 制
5
PLC
电 器 与 控 制
6
第二节 电力拖动方案确定原则和电机的选择
一、确定拖动方式
电 器
二、确定调速方案
与 三、电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要求
PLC
控 制
7
第三节 电气控制线路的经验设计法
一、经验设计法
(一)、经验设计法基本步骤
电 器
二、逻辑分析设计法
1. 利用逻辑函数化简来简化电路
2. 继电接触器线路的逻辑函数
电 ⑴ 逻辑函数实现方法
器
与 以执行元件（如接触器、继电器线圈）作为逻辑函数的输出变
PLC
量，而以检测信号中间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑
控 制
变量，按一定规律列出其逻辑函数表达式。
下图为一开关逻辑函数，即启—停—保电路。
13
改进后横梁控制电路
电 器 与
PLC
控
I
制
I
KA2 KA1 放松 夹紧 下降 上升
14
改进后横梁控制电路的分析
1. 按下SB1，KA1线圈得电，KM4
线圈得电，夹紧电动机M2工作
将横梁放松。
电 器
2.
横梁放松到位，SQ1受压，其常
与
闭断开，KM4线圈失电，M2停
I
PLC
止；SQ1常开闭合，KM1线圈
电 器 与 控 制
11
初步设计电路存在的问题
1. 按SB1后，KM1、KM4同
时得电，横梁上升与放松
电 器
同时进行。按SB2也同样，
与
不满足工艺要求。
PLC
控 2. 按下按钮后，放松线圈
制
KM4一直通电，没有检测
元件检查横梁的放松程度。
3. 松开按钮后，横梁不再上 升，夹紧线圈始终得电，
横梁持续夹紧不能自动停 止。
SB1 为 启 动 信 号 按 钮 ， SB2 为 关断信号按钮，KA的常开触点为 自保持信号。它的逻辑函数为
fKA＝（SB1＋KA）·SB2
16
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
3. 反复审核电路是否满足设计要求 8
(二)、经验设计法特点
1. 容易掌握，但一般不易得到最佳设计方案
电 器
2. 要求设计者有一定的设计经验，在设计中往往
与 会有一些因素没有考虑到而影响电路的可靠性。
PLC
控 制
3. 当线路达不到要求时，多用增加触点或电器数
量的方法来解决，所以设计的线路往往不经济。
4. 需要反复修改设计。
9
(三)、经验设计法举例
9、编写设计计算说明书和使用说明书
1
二、电气控制线路设计的一般原则
（一）最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路 的要求
电 （二）在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、
器 与
经济
PLC
控 制
2
PLC
电 器 与 控 制
3
PLC
(三）保证控制线路工作的可靠性和安全性 不能串联接入如两个电器的线圈，若需两个电器 同时工作时，其线圈应并联连接。
12
设计电路的改进
1. 采用行程开关SQ1检测放松程度，完全放松
电 器
后SQ1受压（SQ1常开闭合、常闭断开）。
与
2. 采用过电流继电器反映横梁的夹紧程度，当
PLC
控
夹紧到一定的程度时，电流增大到过电流继
制
电器的整定值，使其动作（常开闭合、常闭
断开）。
3. 采用行程开关SQ2、SQ3对横梁上、下行程 作限位保护
You Know, The More Powerful You Will Be
17
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
18
电 器 与 控 制
4
PLC
电 器 与 控 制
5
PLC
电 器 与 控 制
6
第二节 电力拖动方案确定原则和电机的选择
一、确定拖动方式
电 器
二、确定调速方案
与 三、电动机的选择和电动机的启动、制动和反向要求
PLC
控 制
7
第三节 电气控制线路的经验设计法
一、经验设计法
(一)、经验设计法基本步骤
电 器
二、逻辑分析设计法
1. 利用逻辑函数化简来简化电路
2. 继电接触器线路的逻辑函数
电 ⑴ 逻辑函数实现方法
器
与 以执行元件（如接触器、继电器线圈）作为逻辑函数的输出变
PLC
量，而以检测信号中间单元及输出逻辑变量的反馈触点作为逻辑
控 制
变量，按一定规律列出其逻辑函数表达式。
下图为一开关逻辑函数，即启—停—保电路。
13
改进后横梁控制电路
电 器 与
PLC
控
I
制
I
KA2 KA1 放松 夹紧 下降 上升
14
改进后横梁控制电路的分析
1. 按下SB1，KA1线圈得电，KM4
线圈得电，夹紧电动机M2工作
将横梁放松。
电 器
2.
横梁放松到位，SQ1受压，其常
与
闭断开，KM4线圈失电，M2停
I
PLC
止；SQ1常开闭合，KM1线圈
电 器 与 控 制
11
初步设计电路存在的问题
1. 按SB1后，KM1、KM4同
时得电，横梁上升与放松
电 器
同时进行。按SB2也同样，
与
不满足工艺要求。
PLC
控 2. 按下按钮后，放松线圈
制
KM4一直通电，没有检测
元件检查横梁的放松程度。
3. 松开按钮后，横梁不再上 升，夹紧线圈始终得电，
横梁持续夹紧不能自动停 止。
SB1 为 启 动 信 号 按 钮 ， SB2 为 关断信号按钮，KA的常开触点为 自保持信号。它的逻辑函数为
fKA＝（SB1＋KA）·SB2
16
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More