2 PLC的等效电路
双向可控硅内部等效电路
双向可控硅内部等效电路双向可控硅是一种广泛应用于电源控制、自动化控制、交通信号灯等方面的电子元件。
其工作原理主要是在输入信号控制下实现电导或者阻断功率电路。
为了更好地理解双向可控硅的工作原理，需要了解其内部等效电路。
双向可控硅内部等效电路主要是由四个电极组成的。
其中，两个主要的电极是正向选择性地控制着输出电压，并且能够把电流从一个端口传输到另一个端口。
这两个主电极通常称之为阳极和阴极。
其次是控制端，它是由一个输入信号控制着安全输出端和基极之间的电流的流过率。
第四个电极位于阳极和控制端之间，通常被称之为反向一极，主要起到反向保护作用。
为了进一步理解双向可控硅的内部等效电路，可以分步骤进行分析。
第一步骤是分析信号输入，即控制端。
当控制端输入一个正脉冲信号时，信号被传输到与阴极相连的PN结，并在此产生一个电流。
电流通过PN结，被送入与阳极相连的PN结，然后转化为控制信号，并以一种可控的方式向阳极和反向一极传播。
第二个步骤是分析电流的传导，即如何将电流传输到输出端。
在双向可控硅内部等效电路中，阳极和阴极之间的PN结的电导受到输入信号的控制，可以根据需要选择导电或阻断电源电路。
在导电状态下，阳极被划分为更多的P区，而阴极被划分为更多的N区。
这样一来，电流可以从阳极传输到阴极，从而实现电源电路的控制。
第三个步骤是反向保护。
反向一极的主要作用是在反向电压产生时提供保护。
当电流从控制端流入反向一极时，PN结被击穿并产生一个反向电压，通过这个反向电压反向一极可以有效地保护控制端和阳极。
通过上述分析，可以更好地理解双向可控硅内部等效电路的工作原理。
在实际应用中，双向可控硅广泛应用于电力电子领域，例如交流电源中的变流器和功率控制器，直流电源中的电池充电器等。
在未来，双向可控硅将继续在工业自动化、交通信号灯等方面发挥重要作用。
三FX2N系列PLC的编程元件软元件
三FX2N系列PLC的编程元件软元件三 FX系列PLC的编程元件(软元件) 2N, 软元件, 是PLC内的一种类似于传统继电器的编程元件(有的书上称为软继电器)，除输入输出有点特殊外，都是用PLC内部的存储单元的状态来表示的。
, 不同厂家、不同系列的PLC，其编程元件的功能和编号(地址)也不相同，因此在编写PLC程序时，必须熟悉所选用PLC的每条指令所涉及的编程元件的功能和编号。
, FX系列中几种常用型号PLC的编程元件及编号如下表所示。
, FX系列PLC编程元件的编号由字母和数字组成，X、Y用八进制编号，其它均用十进制编号。
通过对FX系列PLC的9类软元件的讲解来全面了解FX系列PLC的内部2N 软继电器。
FX系列PLC的内部软继电器及编号PLC型号 FX2N FX0S FX1S FX0N FX1N 编程元件种类 (FX2NC) 输入继电器X X0,X17 X0,X17 X0,X43 X0,X43 X0,X77 (按8进制编号) (不可扩展) (不可扩展) (可扩展) (可扩展) (可扩展) 输出继电器Y Y0,Y15 Y0,Y15 Y0,Y27 Y0,Y27Y0,Y77 (按8进制编号) (不可扩展) (不可扩展) (可扩展) (可扩展) (可扩展) 辅助普通用 M0,M495 M0,M383 M0,M383 M0,M383 M0,M499 继电器保持用M496,M511 M384,M511 M384,M511 M384,M1535 M500,M3071 M 特殊用M8000,M8255(具体见使用手册)初始状态用 S0,S9 S0,S9 S0,S9 S0,S9 S0,S9 状态返回原点用 - - - -S10,S19 寄存器普通用 S10,S63 S10,S127 S10,S127 S10,S999 S20,S499 S 保持用 - S0,S127 S0,S127 S0,S999 S500,S899信号报警用 - - - - S900,S999100ms T0,T49 T0,T62 T0,T62 T0,T199 T0,T19910ms T24,T49 T32,T62 T32,T62 T200,T245 T200,T245 定时器 1ms - T63 -- T 1ms累积 - T63 - T246,T249 T246,T249100ms累积 - - - T250,T255 T250,T25516位增计数C0,C13 C0,C15 C0,C15 C0,C15 C0,C99 (普通)16位增计数C14、C15 C16,C31 C16,C31 C16,C199 C100,C199 (保持)计数器 32位可逆计数- - - C200,C219 C200,C219 C (普通)32位可逆计数- - - C220,C234 C220,C234 (保持)高速计数器 C235,C255(具体见使用手册)16位普通用 D0,D29 D0,D127 D0,D127 D0,D127 D0,D199 数据 16位保持用D30、D31 D128,D255 D128,D255 D128,D7999 D200~D7999 寄存器 16位特殊用D8000,D8069 D8000,D8255 D8000,D8255 D8000,D8255 D8000,D8195 D 16位变址用 V V0,V7 V V0,V7 V0,V7Z Z0,Z7 Z Z0,Z7 Z0,Z7嵌套用 N0,N7 N0,N7 N0,N7 N0,N7 N0,N7 指针跳转用 P0,P63 P0,P63P0,P63 P0,P127 P0,P127 N、P、I 输入中断用 I00*,I30* I00*,I50* I00*,I30* I00*,I50* I00*,I50*定时器中断 - - - - I6**,I8**计数器中断 - - - - I010,I060 常数 16位 K:-32,768,32,767 H:0000,FFFFH K、H 32位 K:-2,147,483,648,2,147,483,647 H:00000000,FFFFFFFF一、输入继电器(X) (X000,X377(256点))输入继电器电路图1) X由线圈和触点组成,线圈连输入端子，专用于接受PLC外部开关信号;将外部输入信号状态(接通时为“1”，断开时为“0”)读入并存储在输入映象寄存器中。
FX2N系列PLC概述
（2）高速计数器（C235～C255）
单相单计数输入高速计数器（C235～C245）（如图3.13） 单相双计数输入高速计数器（C246～C250）（如图3.14） 双相高速计数器（C251～C255）（如图3.15）
PLC在软件设计中需要各种各样的逻辑器件和 运算器件，称之为编程元件
它们用来完成程序所赋予的逻辑运算、算术运 算、定时、计数等功能 为便于区别，称PLC的编程元件为软元件 ，每 种软元件根据其功能给一个名称并用相应的字母 表示，如输入继电器X、输出继电器Y、定时器T、 计数器C、辅助继电器M、状态继电器S、数据寄 存器D等（见图3.2）
表3.7 计数器的地址号与功能
16位增计数型计数器 计数器 普通型 地址号 C0～C99 ,100点 ① 断电保持型 C100～C199 ,100点② 32位增/减计数型计数器 -2 147483648～+2147483647 普通型 C200～C219, 20点① 断电保持型 C220～C234, 15点②
第3章 FX2N可编程序控制器
教学提示：FX2N系列可编程控制器是日本三菱公司小 型PLC的代表产品之一。本章主要介绍FX2N系列可编程 控制器的系统特点、型号说明、技术指标、硬件配置及其 等效元件等基本内容，是学习FX2N系列PLC的基础 教学要求： 学习、使用可编程控制器首先要熟悉可编 程控制器的基本配置情况，例如PLC的技术指标、各单元 的功能、输入输出点数、编程器及其他外部设备的使用等 内容。要熟练使用可编程控制器必须牢牢掌握两个重要基 本内容——等效元件及编程指令。本章详细介绍了FX2N 系列可编程控制器的内部等效元件，这部分内容应熟练掌 握，尤其是各等效元件的功能、使用方法及编号范围应重 点掌握
图3.2 编程元件
第二章 PLC的基础知识1
. 输出驱动放大继电器 .
L8 J8 COM 图2-8 继电器输出模块原理图
（6）开关量输入／输出模块等效电路：
A0 00000 A1 00001 外部输入信号 内部继电器 A15 （即位）
00100 B0 00101 B1
00111 00015 B11
COM
图2-9
通道:4个二进制位构成一个数字。2个数字，或8个二 进制位构成一个字节。2个字节构成一个字。字也可以 称为通道。一个通道含16位，或者说含16个继电器。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
数字 3
数字 2
数字 1
数字 0
左字节
右字节
区:相同类型通道的集合。数据区、定时/计数器区、 内部继电器区等 。不同类型的PLC所具有的区的种类、 容量差别较大。
PLC为用户提供的继电器
输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊 功能继电器、移位寄存器、计时／计数器等。 其中输入输出继电器一般与外部输入、输出设 备相连接，而其他继电器与外部设备没有直接 联系，因此可统称为内部继电器。
2.1.2 PLC 常用术语 位:是PLC中逻辑运算的基本元素，通常也称为内 部继电器。位可以作为条件参与逻辑运算，相当 于继电器的触点，但可以无限次地使用。位也可 以作为输出，存放逻辑运算的结果，相当于继电 器的线圈。在程序中一个位只能进行一次输出操 作。 I/O点:可以和输入设备相连接的触电（位）称为输 入点，可以和输出设备相连接的触电（位）称为 输出点，输入点和输出点通称为PLC的I/O点。常 用I/O点数来表征PLC的规模。
2.2 可编程序控制器的基本组成
2.2.1 PLC的硬件组成
PLC填空题简答题
填空题1．按用途分类，低压电器分为（控制电器）、（主令电器）、（保护电器）、（配电电器）和（执行电器）。
2．按执行机能分类，低压电器分为（有触点）电器和（无触点）电器。
3．按工作原理分类，低压电器分为（电磁式电器）和（非电量控制电器）。
4．电磁机构由（吸引线圈）、（铁心）、（衔铁）等几部分组成。
5．电磁式电器分（直流）和（交流）两大类，都利用（电磁铁）的原理制成的。
8．接触器主要由（电磁系统）、（触点系统）、和（灭弧装置）组成。
9．（直流）接触器不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。
10．继电器是一种根据（外界输入）信号来控制电路通断的自动切换电器。
11．继电器和接触器相比用于切换（小电流）的控制电路和保护电路，故继电器没有（灭弧）装置，也无（主辅）触点之分。
12．速度继电器主要用于笼型异步电动机的（反接）制动控制。
13．接近开关又称做（无触点）行程开关。
14．熔断器主要由（熔体）和（安装熔体的熔管）组成。
15．断路器主要由（触点）、（灭弧系统）和（脱扣器）组成。
16．常用的短路保护电器是（熔断器）和（自动空气断路器）。
17．常用的过载保护电器是（热继电器）。
18．PLC的硬件是由（主机）、（I/O扩展模块）和各种外部设备组成。
19．PLC的软件系统由（系统程序）和（用户程序）组成。
20．PLC执行程序的过程分为（输入采样或输入处理）、（程序执行）和（输出刷新或输出处理）三个阶段。
9、PLC的每一个扫描过程分为三个阶段，分别是：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新三个阶段。
9、PLC用户程序的完成分为输入处理、程序执行、输出处理三个阶段。
这三个阶段是采用循环扫描工作方式分时完成的。
21．通常一条PLC指令由（步序号）、（助记符）和（元件号）三部分组成。
22．PLC等效电路中的继电器并不是实际的继电器，为了将其与实际继电器区别，通常把它们称为（“软继电器”）。
6、PLC的输出指令OUT是对继电器的线圈进行驱动的指令，但它不能用于输入继电器。
电气控制与plc应用技术课件学习资料
第三类为字与bit的混合，即同一元件既有bit元件，又有 字元件。例如T（定时器）和C（计数器），它们的触点 为bit，设定值寄存器和当前值寄存器则为字。
➢ 高档PLC 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩 阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数 运算、制表及表格传送等。高档PLC机具有更强的通信 联网功能。
10/22/2024
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第3章
4.按生产厂家分
目前世界上PLC产品按地域分成三大块：美国、欧洲和 日本。日本和美国的PLC产品较相似。占PLC市场80%以上 的生产公司有：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（MITSUBISH）公司。
4.数据处理功能 大多数可编程序控制器都具有数据处理功能，能进行数据并行 传送、比较运算；BCD码的加、减、乘、除等运算；还能进行字的 按位“与”、“或”、“异或”、求反、逻辑移位、算术移位、数 据检索、比较、数制转换等操作。
10/22/2024
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第3章
5.计数控制 可编程序控制器具有计数控制功能。它为用户提供若干个计数 器并设置了记数指令。计数值可由用户在编程时设定，并能在运行 中被读出与修改，有些可编程序控制器还设置了加计数、减计数两 种不同的记数方式。
(1)能用于工业现场。 (2)能改变其控制“逻辑”，而不需要变动组成它的元件和修
改内部接线。 (3)出现故障时易于诊断和维修。 ➢ 1969 年，美国数字设备公司 （DEC 公司 ） 研制出了世界
PLC控制技术 任务2 三相异步电机长动控制
事件（输出）
事件保持条件
按下启动按钮 （ X000 ）
松开启动按钮 （ X000 ）
三相异步电动机长动控制
1.2工作目标
✓ 深刻理解编程元件本质； ✓ 掌握输入继电器X和输出继电器Y的特征； ✓ 初步了解梯形图基本结构； ✓ 理解PLC工作原理； ✓ 能够理解起保停回路，并编写简单梯形图程序。
三相异步电动机长动控制
02
PART TWO
知识准备
三相异步电动机长动控制
2.1 编程本质
2.2 位元件基本特征
10101
X7
X6
X5
X4
X3
010
X2
X1
X0
X0=0
线圈断电
X1=1
线圈通电
三相异步电动机长动控制
2.2 位元件基本特征
位元件（软继电器）与继电器比较
三相异步电动机长动控制
2.3 输入继电器X
01
X0 (X0)
X0
SB
接线端子 输入继电器
X0
COM 电源
输入继电器X0等效电路
PLC控制技术（三菱FX3U机型）
任务2：三相异步电机长动控 制
主讲：吕家将
三相异步电动机长动控制
目录
CONTNETS
01 任务描述 02 知识准备 03 任务实施 04 每课一问 05 知识延伸
三相异步电动机长动控制
01
PART ONE
任务描述
三相异步电动机长动控制
1.1 任务描述
按下启动按钮SB1，三相异步电机M1 旋转并保持。 按下停止按钮SB2，三相异步电机M1 停止。
PLC编程语言
✓ 顺序功能图 (流程图语言) ✓ 梯形图 ✓ 功能块图 ✓ 语句表 ✓ 结构文本
Chp2用网络等效简化电路分析 PPT课件
Ro R1 R2 2 3 5 uoc uS R1iS 6V 2 2A 10V
根据上式所得到的单口网络等效电路是电阻Ro和电压 源uoc的串联，如图(b)所示。
例2－8 图2-18(a)单口网络中,已知uS=5V,iS=4A,G1=2S, G2=3S。 求单口网络的VCR方程,并画出单口的等效电路。
电阻电路分析
第二章 用网络等效简化电路分析
网络等效的本质
本质：当某单口网络输出电压电流关系（VCR）确定时，用 VCR相同的单口去代替该单口，则未被替换部分的工 作情况不受影响，但分析可变得简单。
替换：含源线性电阻单口，电阻单口
图2－1 思考：接口u，i由什么决定，如何决定？
VCR曲线交点
§2.1电阻分压电路与分流电路
由一些独立电源和线性电阻元件组成的
线性电阻单口网络，可以等效为一个线性电 阻和电压源的串联，或者等效为一个线性电 阻和电流源的并联。可以通过计算端口VCR
方程，得到相应的等效电路。
基本方法： （1）用外加电源法求出单口的VCR方程 （2）根据VCR关系画出等效电路。
§2.2电阻单口网络 三、含源线性电阻单口(重点)
向一致性确定支路电流的正负号。
§2.1电阻分压电路与分流电路
如图，求 i1,i2,i3 ?
i=10A
R1=2k欧
-
+
R2=4k欧
R3=4k欧
§2.2电阻单口网络
电路分析的简化方法（单口等效）：
基本概念：只有两个端图钮2－与1 其它电路相连接的网络，称 为二端网络。当强调二端网络的端口特性，而不关心网 络内部的情况时，称二端网络为单口网络，简称为单口 (One-port)。思考：端口特性指什么？
plc基本原理
43
输入输出方式
〄直接方式 〄刷新方式
控制方式取决于使用的CPU 组件型号
44
直接方式
45
刷新方式
〄为了对部分输入 /输出组件存储 区以直接方式存 取可使用SEG （部分刷新）指 令
46
在直接方式下
• 对应的输入 组件状态变 化后，输出 组件的状态 变化最多延 时一个扫描 时间
24
•中央处理单元
现代PLC使用的CPU主要有以下几种〆 〄 通用微处理器，如8080、6800、Z80A、8086等。通用 微处理器的价格便宜，通用性强。 〄 单片机，如8051等。单片机由于集成度高、体积小、 价格低和可扩充性好，很适合在小型PLC上使用，也 广泛地用于PLC的智能I/O模块。 〄 位片式微处理器，如AMD2900系列等。位片式微处理 器是独立于微型机的另一分支。它主要追求运算速度 快，它以4位为一片。用几个位片级联，可以组成任 意字长的微处理器。
3
一、PLC是什么〇
〄 可编程序控制器定义Programmable Logical Controller (1985年，国际电工委员会) 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为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、模拟 式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。 〄 PC、PLC、个人计算机、工业PC的区别〇
（2）外存储器 （3）打印机
（4）EPROM写入器
35
第四部分 PLC的工作原理
〄PLC的循环扫描工作过程
〄PLC的I/O滞后现象
〄PLC对输入点计数的频率问题
36
新技术讲座
I0.4单周期
二、PLC简介
（十）可编程控制器程序设计语言
自动操作步进梯形图
二、PLC简介
（十）可编程控制器程序设计语言
【例2】 如图7.3.1所示，有一送料车自动循环送料。小车处于起始位置时， CK0闭合；系统启动后，小车在起始位置装料，20秒后向右运动，到CK1 位置时，CK1闭合；小车下料后再返回起始位置，再用20秒的时间装料， 其后向右运动到CK2位置，此时CK2闭合；小车下料后返回起始位置。以 后重复上述过程，直至有复位信号输入。 小车的工作循环过程如下： 启动→装料→第一次向右运动→第一次返回→第二次装料→第二次向 右运动→第二次返回→……
二、PLC简介
（六）可编程控制器的工作原理
形象理解PLC的工作方式
二、PLC简介
（七）可编程控制器的分类
1、按结构形式分 （1）整体式：小型一般采用这一种。 基本单元：CPU、I/O接口、I/O扩展口等。 扩展单元：I/O 、电源，没有 CPU （2）模块式：由框架或基板和各种模块组成。大中型一般 采用 这一种 （3）叠装式：整体式和模块式结合起来 2、按I/O点数分 (1)小型PLC：I/O点数小于256点 （2）中型PLC：I/O点数为256点以上，2048点以下 （3）大型PLC：I/O点数为2048点以上
CV1000H
CV1000 VAX 服务 器
C1000H
路由 器
中继 器 电缆 MANSE5 路由 器
512K Modem
中继 器
路由 器
网络 操作系 统 ALPHA2100 MANSE5
污 水 处 理 厂 控 制 网 络 系 统 图
PC
RAH OLA水处 理厂控 制监控 站
Hub
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从PLC控制系统与电器控制系统比较可知，PLC的用户程序（软件）代替了
继电器控制电路（硬件）。因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许许多
多各种各样的“软继电器”和“软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”
将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。
为了更好的理解这种等效关系，下面通过一个例子来说明。如图1所示为三相
异步电动机单向起动运行的电器控制系统。其中，由输入设备SB1、SB2、FR的
触点构成系统的输入部分，由输出设备KM构成系统的输出部分。
图1 三相异步电动机单向运行电器控制系统
a）主电路 b）控制电路
如果用PLC来控制这台三相异步电动机，组成一个PLC控制系统，根据上述分
析可知，系统主电路不变，只要将输入设备SB1、SB2、FR的触点与PLC的输入
端连接，输出设备KM线圈与PLC的输出端连接，就构成PLC控制系统的输入、
输出硬件线路。而控制部分的功能则由PLC的用户程序来实现，其等效电路如图
2所示。
图2 PLC的等效电路
图中，输入设备SB1、SB2、FR与PLC内部的“软继电器”X0、X1、X2的“线
圈”对应，由输入设备控制相对应的“软继电器”的状态，即通过这些“软继电
器”将外部输入设备状态变成PLC内部的状态，这类“软继电器”称为输入继电
器；同理，输出设备KM与PLC内部的“软继电器”Y0对应，由“软继电器”Y0
状态控制对应的输出设备KM的状态，即通过这些“软继电器”将PLC内部状态
输出，以控制外部输出设备，这类“软继电器”称为输出继电器。
因此，PLC用户程序要实现的是：如何用输入继电器X0、X1、X2来控制输出
继电器Y0。当控制要求复杂时，程序中还要采用PLC内部的其它类型的“软继
电器”，如辅助继电器、定时器、计数器等，以达到控制要求。
要注意的是，PLC等效电路中的继电器并不是实际的物理继电器，它实质上
是存储器单元的状态。单元状态为“１”，相当于继电器接通；单元状态为“０”，
则相当于继电器断开。因此，我们称这些继电器为“软继电器”。