揭阳职业技术学院
毕业论文（设计）
题目：基于PLC的学校作息时间控制系统学生姓名王东指导教师廖兴展
系（部）机电工程系专业电气自动化
班级 091学号 09454114
提交日期201 年月日答辩日期 201 年月日
201 年月日
基于PLC的学校作息时间控制系统
摘要
本文介绍一种用三菱PLC控制学校的作息时间控制系统，详细地阐述了系统组成、系统硬件接线和系统软件设计，并详细介绍了系统工作原理。该系统具有外设电路配置简单、扩展方便、操作容易、可靠性高、实用性强等特点，集电铃、路灯、宿舍楼道照明灯、教室楼道照明灯、广播、宿舍大门开启关闭、宿舍网络连接断开，实现了作息时间无人控制的自动化、科学化管理与操作。
关键词：作息时间控制 PLC I/O接线软件设计
Abstract
This article introduced that one kind the daily schedule controlsystem which controls with PLC, elaborated in detail the systemcomposition, the system hardware wiring and the system softwaredesign, and introduced the system principle of work in detail. Thissystem has the peripheral device electric circuit disposition to besimple, the expansion is convenient, the operation is easy, thereliability is high, usability strong and so on characteristics,collection electric bell, street light, dormitory lamp, classroomlamp, music broadcast automatic control in a body, , has realized the daily schedulenobody control automation, the scientific management and theoperation.
key word：Daily schedule control; PLC; I/Owiring; Software design
目录
摘要..............................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................................II 目录.............................................................................................................................III 引言.. (1)
一、PLC的应用领域、发展方向及未来展望 (2)
1.1 PLC的应用领域 (2)
1.2可编程控制器的发展方向 (2)
1.3 PLC未来展望....................................................................... (3)
二、作息时间控制系统的方案论证 (4)
2.1 方案论证 (4)
2.2 控制要求 (5)
三、作息时间PLC控制系统程序设计 (6)
3.1输入输出点分配 (6)
3.2作息时间控制器连接图 (7)
3.3作息时间控制系统的程序设计 (7)
四、作息时间PLC控制系统硬件设计 (12)
4.1硬件设计图 (12)
4.2硬件焊接注意 (12)
4.3焊接操作步骤 (13)
4.4实物图 (13)
五、测试 (15)
六、总结 (16)
致谢 (17)
参考文献 (18)
附录一 (19)
附录二 (23)
引言
可编程序控制器（Programmable Controller）简称PC，在办公室自动化和工业自动化中广泛使用的个人计算机（Personal Cmputer）也简称PC，为了避免混淆，现在一般将可编程序控制器简称PLC（Programmable Logic Controller）。现在的可编程序控制器是以微处理器为基础的新型工业控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的崭新产品。1985年国家电工委员会（IEC）的可编程序控制器标准草案第三稿对可编程序控制器作了如下定义：“可编程序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、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
可编程序控制器从诞生至今，在短短的30年来里，得到了异常迅猛的发展，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。
一、PLC的应用领域、发展方向及未来展望
1.1 PLC的应用领域
随着PLC的性能价格比的不断提高，过去许多采用专用计算机或继电器控制的场合，都可使用PLC来代替。PLC的应用范围不断扩大，主要有以下几个方面：
1、开关量逻辑控制。
这是PLC最广泛的应用。逻辑控制是用PLC取代传统继电器和顺序控制器，实现单机或自动化生产线控制。PLC的输入/输出信号都是开关量信号，这种控制与继电器控制非常接近，常作为继电器控制的替代方式。
2、运动控制。
运动控制是指通过配用PLC生产厂家提供的单轴或多轴等位置控制模块、高速计数模块等来控制步进电机和伺服电机，从而使运动部件能以适当的速度或加速度实现平滑的直线运动或圆周运动。
3、闭环过程控制。
通过配用A/DD/A转换模块及智能PID模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行闭环PID调节控制，使这些物理参数保持在设定值上。
4、数据处理。
现代PLC具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。
5、通信。
PLC的通信包括PLC之间的通信、PLC和其它智能设备的通信。随着计算机控制技术的发展，现代的PLC可以实现工厂自动化通信网络系统。
1.2可编程控制器的发展方向
PLC是一门综合技术，其发展与微电子技术和计算机技术密切相关。随着可编程序控制器应用领域的不断扩大，它本身也在不断发展。目前PLC主要朝两个方向发展
1、小型化方向发展
目前的小型PLC大都局限在开关量的输入输出，而且CPU和其余7部件组装在一个箱体内，今后的小型PLC也将增加模拟量的处理功能，而且也将有灵活的组态特性，并且能与其它机型连用。小型PLC的基本特点是价格低廉、经济可靠，适用于回路或设备的单机控制，便于“机电仪”一体化。但免不了要牺牲
一些用户使用的方便性。既要简单经济，又要不断增强功能和使用的方便性是小型PLC 的发展方向。
2大型化方向发展
主要包含以下几个方面：
①功能不断加强。不仅具有逻辑运算、计数、定时等基本功能，还具数值运算、模拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通讯等功能。
②网络功能是PLC发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机或工作站，这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的PLC联网及不同厂家生产的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易地实现。
③应用范围不断扩大:不仅能进行一般的逻辑控制，还能进行中断控制、智能控制、过程控制为、远程控制等。
④用于过程控制的PLC往往对存贮器容量及速度要求较高，为此，开发了高速模拟量输入模块，专用独立的PID控制器，多路转换器等，使得数字技术和模拟量技术在可编程序控制器中得到统一。
⑤编程软件的多样化和高级化：采用多种编程语言，有面向顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言；还有与计算机兼容的高级语言，如BASICC及汇编语言；另外还有专用的高级语言，例如三菱的MELSAP采用编译的方法将语句变为梯形图程序；也有采用布尔逻辑语言的。PLC也将具有数据库，并可实现整个网络的数据库共享，还将不断发展自适应控制和专家系统。
⑥构成形式的分散化和集散化。PLC与I/0口分散，PLC本身也可分散，分散的PLC 可以连用，这样可将集中控制存在的“危险集中”化为“危险分散”。分散的PLC与上位机结合构成集散系统，分散地进行控制，这就便于构成多层分布式控制，以实现整个工厂或企业的自动化控制和管理
1.3 PLC未来展望
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS （Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
二、作息时间控制系统的方案论证
2.1 方案论证
采用PLC控制，PLC有以下几个优点：
1、可靠性高，抗干扰能力强
PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10~1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
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。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。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，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2、硬件配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3、易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
4、容易改造
系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造。
PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
5、体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
2.2 控制要求
作息时间控制的控制要求如下：
1.按下启动按钮，控制器开始计时工作。
2.可按所设置的时间要求打铃。
3.可根据需要控制其他装置。
4.作息时间表见表1。
表1 PLC作息时间控制器作息时间表
三、作息时间PLC控制系统程序设计
PLC 提供了较完整的编程语言，以适应PLC 在工业环境中的应用。利用编程语言，按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变继电器的硬接线线路，这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送到PLC 内部的存储器中，它也能方便地读出、检查与修改。PLC 提供的编程语言通常由三种：梯形图、功能图、及布尔逻辑编程。梯形图(Ladder Programming)是应用最广的，梯形图编程有时称为继电器梯形图逻辑图编程。它使用的最广是因为它和以往的继电器控制线路很接近。梯形图是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电气操作原理相呼应。它的最大优点是形象、直观和实用，为广大电气技术人员所熟知。PLC 的梯形图与电气控制系统梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。PLC的梯形图使用的时内部继电器、定时器/计数器，都是由软件实现的，其主要特点为使用方便、修改灵活。功能图编程（Function Chart Programming）是一种较新的编程方法。它的作用使用功能图来表达一个顺序控制过程。
布尔逻辑编程(Boolean Logic Programming)包括“与”（AND）、或(OR)、非(NOT)以及定时器、计数器、触发器等。
3.1 输入输出点分配
PLC作息时间控制器输入输出点分配表见表2。
表2 PLC作息时间控制器输入输出点分配表
3.2 作息时间控制器接线图
PLC作息时间控制器接线图如图1所示。
图1 PLC作息时间控制器接线图
3.3作息时间控制系统的程序设计
控制系统程序设计包括分脉冲程序的设计，宿舍大门开启关闭、宿舍网络连接、学校上下课打铃、广播、教学楼楼道照明、宿舍楼道照明、学校路灯程序设计以及PLC作息时间控制器总梯形图。
3.3.1 时间控制程序的设计
时间控制程序梯形图如图2所示。
图2 时间控制程序梯形图
在梯形图中，M8014为1分钟脉冲，M8013为1秒钟脉冲。C0为5分钟计数器，当开关X001闭合时，C0当前值每过1分钟加1，当C0当前值等于K5时，即时间过了5分钟。C1为288格计数器，其当前值每5分钟加1。
梯形图中，5分钟快速调整与实验开关X002每按一次加1，格数设定快速调整与试验开关X003每1秒钟加1。
3.3.2 宿舍大门、宿舍网络连接、广播、灯程序设计
宿舍大门、宿舍网络连接、广播、灯程序设计。当到达规定的时间时，该时间段所对应的辅助继电器将得电，其常开触点闭合，从而对宿舍大门、宿舍网络连接、广播、灯进行控制。
1.宿舍大门开启关闭控制梯形图如图3所示。
图3 宿舍大门开启关闭控制梯形图
当到开门的时间时，继电器M7得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器Y0线圈通电并自锁，此时宿舍大门开启。
当到关门的时间时，继电器M70得电，常闭触点得电断开，使得串接在辅助继电器Y0线圈中的常闭触点断开，输出继电器Y0断电，关闭宿舍大门。
2.宿舍网络连接断开控制梯形图如图4所示。
图4 宿舍网络连接断开控制梯形图
当学生宿舍到网络连接06：00的时间时，继电器M4得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器Y5线圈通电并自锁，此时学生宿舍网络连接。
当学生宿舍到网络断开23：00的时间时，继电器M70得电，常闭触点得电断开，使得串接在辅助继电器Y5线圈中的常闭触点断开，输出继电器Y5断电，宿舍网络连接断开。
3.学校广播开启关闭控制梯形图如图5所示。
图5 学校广播开启关闭控制梯形图
ZCP比较指令与C1当前值进行比较，当C1当前值在K144～K150之间时，学校广播进入中午时间播放段，继电器M76得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器
Y2线圈通电，此时学校广播开启；当C1当前值不在K144～K150之间时，继电器M76失电，触电失电断开，使得输出继电器Y2线圈失电，此时学校中午广播时间结束。
ZCP比较指令与C1当前值进行比较，当C1当前值在K216～K222之间时，学校
广播进入下午时间播放段，继电器M79得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器
Y2线圈通电，此时学校广播开启；当C1当前值不在K216～K222之间时，继电器M79失电，触电失电断开，使得输出继电器Y2线圈失电，此时学校下午广播时间结束。
4.学校教学楼楼道照明控制梯形图如图6所示。
图6 学校教学楼楼道照明控制梯形图
当学校教学楼楼道照明控制到开启18：30的时间时，继电器M55得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器Y3线圈通电并自锁，此时学校教学楼楼道照明系统开启。
当学校教学楼楼道照明控制到关闭23：30的时间时，继电器M73得电，常闭触点得电断开，使得串接在辅助继电器Y3线圈中的常闭触点断开，输出继电器Y3断电，学校教学楼楼道照明系统关闭。
5.学校路灯、宿舍楼道照明控制梯形图如图7所示。
图7 学校路灯、宿舍楼道照明控制梯形图
当学校路灯、宿舍楼道照明控制到开启18：30的时间时，继电器M55得电，常开触点得电闭合，使得输出继电器Y4线圈通电并自锁，此时学校路灯、宿舍楼道照明系统开启。
当学校路灯、宿舍楼道照明控制到关闭02：00的时间时，继电器M1得电，常闭触点得电断开，使得串接在辅助继电器Y4线圈中的常闭触点断开，输出继电器Y4断电，学校路灯、宿舍楼道照明系统关闭。
四、作息时间PLC控制系统硬件设计
4.1硬件设计图
图8硬件设计图
设计思路和分析：PLC应用电路只有两种，一是输入，二是输出。所以设计过程要考虑是美观和应用性强，同时因为课题要求，所以只需要用到开关还有LED来显示是否有输入和输出。设计上就不用考虑很多，但是在实际上PLC控制系统的设计中，经常碰到系统的输入信号、输出设备较多、而现有的PLC输入、输出点不够用的问题。通常的解决办法是提高PLC选用的档次，或者加装扩展单元，增加输入、输出点。但PLC的每一个I/O点平均价格通常高达几十、上百元，且增加扩展单元的点数也有限制。因此，节省使用PLC 的输入、输出点，达到精减控制系统结构、降低设备投资费用的目的具有一定的实际意义。
4.2硬件焊接注意
1.焊接时间不宜过久，但要完全熔着，以免造成冷焊。
2.焊点的表面要平滑、有光泽。
3.焊点完全冷却前，不可移动。
4.电烙铁不用时要放置于电烙铁架上，并随时保持烙铁头的清洁。
5.焊接完毕，要在烙铁头镀上薄层焊锡，避免氧化，并等冷却后再收存。
4.3焊接操作步骤
（1）从烙铁架上拿出电烙铁，以45度靠紧焊接面进行预热；
（2）然后将焊锡丝同时伸向被焊的元件脚及焊盘，一起接触被焊处；
（3）焊锡丝熔化，向焊接处推入焊锡丝，使焊锡润湿焊盘与元件脚，当焊点上的焊锡成圆锥形时即抽离焊锡丝（应控制焊锡丝的熔化量不能过多，以免造成浪费；
（4）在焊锡完全熔化后，移去烙铁头。如焊锡过多，可把烙铁头上的焊锡甩干净，然后不用焊锡丝或极少量的焊锡丝重焊一遍，移去时正好吸去多余的焊锡；
（5）如果焊点有连焊，也应将焊锡线（其中有助焊剂）与烙铁头一起接触在连焊的焊点之间，待焊锡丝与助焊剂一起熔化后，移去焊锡丝，再将烙铁头侧放着向下移走，吸去多余的焊锡；
（6）如果要用电烙铁去除焊盘孔中的锡（即挑孔），应该将印制板拿高，把烙铁头置于比印制板低的位置，将烙铁头在焊盘孔上擦几下，可以将焊盘孔中的焊锡吸流到烙铁头上去。如果印制板较小，可以用烙铁将焊盘上的锡熔化，然后迅速开烙铁，将印制板在工作台上轻敲一下，使焊盘上的熔锡振落；
（7）将烙铁头上的多余焊锡甩在废锡盒中，再将电烙铁插入烙铁筒中。
（8）正常焊接时，电烙铁与平面应保持角度是45度。
（9）手拿锡线时，锡线头长度应留出3- 5CM。
（10）焊点的标准是：焊点呈锥形，焊锡要适量，表面有光泽，光滑，清洁等。
（11）常见的不良焊点有：虚焊，假焊，漏焊，锡球，锡尖等。
（12）烙铁尖上有锡渣时在焊锡棉上擦掉，焊锡棉要清洗干净，使用时要保持湿润。
（13）烙铁使用后必须放在烙铁架上，不充许传递，防止意外烫伤。
（14）元件脚突出线路板太短会导致锡球或焊。
（15）排焊时，要把握用锡量，速度要快，拖到最后点应还有助焊剂。
（16）防止不良焊点的发生除要正确有焊接技术外，还应注意待焊接面必须是清洁的，如发现待焊接面不洁净，必须先处理光亮后，方可重焊。
4.4实物图
焊接后的实物图如图9，板上的的插孔是用来接PLC的输入还有输出线的，而LED灯是用来显示是否有输入还有就是输出的显示的。十个按钮都是自锁按钮，用来表示输入的控制信号。
图9 事物焊接图
五、测试
为了对做好的实验控制面板进行测试，将程序写入三菱PLC进行简易的测试，其效果图如下。图10是开启程序运行的效果，图11是开启大门时的运行效果，图12是网络连接、开启广播时的运行效果，图13是打铃、教学楼楼道照明、学校路灯、宿舍楼道照明开启时的运行效果；图14是检测一分钟时的效果，图15是检测五分钟时的效果。
图10 图11
图12 图13
图14 图15
六、总结
经过设计得出了一个具有外设电路配置简单、扩展方便、操作容易、可靠性高、实用性强等特点的PLC作息时间控制系统，该PLC作息时间控制器在一定的时间内能够自动打铃，放、关广播，开、关宿舍大门，及宿舍楼道照明灯、教学楼楼道照明灯、学校路灯，自动连接、断开学生宿舍网络，且通过改变输入PLC的程序能够灵活改变冬、夏季节作息时间，还具有手动控制按钮。实现了作息时间无人控制的自动化、科学化管理与操作。
因为我以前的基础知识掌握得不牢固，在这次设计中确实是遇到了很多的问题，但在这过程，我又学会了很多东西，在以前的课程小设计中，有些能马马虎虎过去的问题，就糊里糊涂过去了，可这次是一切正规化，不能有半点含糊，因此压力又大了很多，但是只要有一个明确的目标，就乐在其中。
在这次毕业设计的过程中，让我了解PLC的组成、特点、应用的领域以及设计的方法和步骤，让我更深入的学习了PLC在实际上的运用，在设计时参阅了大量的资料，了解到知识的重要性，学到了更多。
电气控制及P L C习题及 答案 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
习题及答案 《电气控制及PLC应用》 第一部分电气控制部分 项目一电动机正反转控制线路 1．电路中FU、KM、KA、FR和SB分别是什么电器元件的文字符号 答：熔断器、接触器、继电器、热继电器、按钮 2．鼠笼型异步电动机是如何改变旋转方向的 答：改变电动机三相电源的相序即可改变电动机的旋转方向，而改变三相电源的相序只需任意调换电源的两根进线 3．什么是互锁（联锁）什么是自锁试举例说明各自的作用。 答：自锁：典型的应用是用自己的常开触点与开启按钮并联，锁定回路。即使开启按钮弹开了，由于有自锁触点的连接，仍可形成回路。这种接法就叫做“自锁”。 互锁：典型的应用是将继电器A的常闭触点串联在其他回路当中，而其他回路中继电器B的常闭触电串联在继电器A的回路中。当继电器A的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器B的回路。相反，如果继电器B的线圈先得电时，它的常闭触电会断开继电器A的回路。这样互相牵制，起到一定的逻辑作用。这种接法就叫“互锁”。 4．低压电器的电磁机构由哪几部分组成 答：电磁系统主要由线圈、铁芯（静铁芯）和衔铁（动铁芯）3部分组成 5．熔断器有哪几种类型试写出各种熔断器的型号。熔断器在电路中的作用是什么
答：熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、螺旋自复式熔断器等。其中，有填料封闭管式熔断器又分为刀形触点熔断器、螺栓连接熔断器和圆筒形帽熔断器。 瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT无填料密封式RM快速熔断器RS 熔断器的作用：熔断器是在控制系统中主要用作短路保护的电器，使用时串联在被保护的电路中，当电路发生短路故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动分断电路，起到保护作用。 6．熔断器有哪些主要参数熔断器的额定电流与熔体的额定电流是不是一样 （1）额定电压（2）额定电流（3）分断能力（4）时间—电流特性 不一样，熔断器的额定电流与熔体的额定电流是两个不同的概念，通常一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。 7．熔断器与热继电器用于保护交流三相异步电动机时能不能互相取代为什么 答：不能，熔断器短路保护，热继电器过载保护 8．交流接触器主要由哪几部分组成简述其工作原理。 答：1）电磁机构电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。 （2）触点系统包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。
第一章课后习题参考答案 2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性？吸力特性与反力特性 之间应满足怎样的配合关系？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与气隙长度的关系曲线称 作反力特性。电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且 彼此靠近。 3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么 现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁 芯松散得到现象。 原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。 5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。 直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。 8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？ 答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。 三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。
plc控制系统设计的一般步骤 丰炜PLC说明资料1-PLC系统设计及选型方法 在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程控制器(PLC)可以轻松的解决，PLC已成为解决自动控制问题最有效的工具之一，越来越广泛的应用于工业控制领域中，本文简要叙述了PLC控制系统设计的步骤及PLC的基本选型方法，供大家参考。 一、可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤 （ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 这是整个系统设计的基础，以后的选型、编程、调试都是以此为目标的。 a ．被控对象就是所要控制的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。 （ 2 ）确定 I/O 设备 根据被控对象的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器、编码器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀、变频器、伺服、步进等。 （ 3 ）选择合适的 PLC 类型 根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、 I/O 模块的选择、特殊模块、
电源模块的选择等。 （ 4 ）分配 I/O 点 分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （ 5 ）编写梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。 （ 6 ）进行软件测试 将程序下载到 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。 （ 7 ）应用系统整体调试 在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。 （ 8 ）编制技术文件 系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图等。
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。
PLC控制系统的基本类型 plc控制系统有以下4种类型。 1．单机控制系统 单机控制系统是由1台PLC控制1台设备或1条简易生产线，如图1所示。单机控制系统构成简单，所需要的I/O点数较少，存储容量小，选择PLC的型号时，无论目前是否有通信联网的要求，都应当选择有通信功能的PLC，以适应将来系统功能扩充的要求。 2．集中控制系统 集中控制系统是由1台PLC控制多台设备或几条简易生产线，如图2所示。这种控制系统的特点是多个被控对象的位置比较接近，且相互之间的动作有一定的联系。由于多个被控对象通过同1台PLC控制，因此各个被控对象之间的数据、状态的变化不需要另设专门的通信线路。 集中控制系统的最大缺点是如果某个被控对象的控制程序需要改变或PLC出现故障时，整个系统都要停止工作。对于大型的集中控制系统，可以采用冗余系统来克服这个缺点，此时要求PLC的I/O点数和存储器容量有较大的裕量。
图1 单机控制系统 图72 集中控制系统 3．远程I/O控制系统 远程I/O控制系统就是I/O模块不是与PLC放在一起，而是远距离地放在被控对象附近。远程I/O通道与PLC之间通过同轴电缆连接传递信息。同轴电缆长度要根据系统的需要选用。远程I/O控制系统的构成如图3所示。其中使用3个远程I/O通道(A、B、D)和一本地I/O 通道(C)。 图3 远程I/O控制系统 4．分布式控制系统 分布式控制系统有多个被控对象，每个被控对象由1台具有通信功能的PLC控制。
分布式控制系统的特点是多个被控对象分布的区域较大，相互之间的距离较远，每台PLC可以通过数据通信总线与上位机通信，也可以通过通信线与其他的PLC交换信息。分布式控制系统的最大好处是：某个被控对象或PLC出现故障时，不会影响其他的PLC。 PLC控制系统的发展非常快，在单机控制系统、集中控制系统、分布式控制系统之后，目前又提出了PLC的EIC综合化控制系统，即将电气控制(Electric)，仪表控制(Instrumentation)和计算机(Computer)控制集成于一体，形成先进的EIC控制系统。基于这种控制思想，在进行PLC控制系统的总体设计时，要考虑到如何同这种先进性相适应，并有利于系统功能的进一步扩展。
《电气控制及PLC应用》复习资料 一、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．电磁式电器分为（直流）和（交流）两大类，都是利用（电磁铁）的原理制成的。 6．刀开关接线时，电源进线应接在（静插座）一边的进线端，用电设备应接在（动触刀）一边的出线断。 7．使用铁壳开关时，外壳应可靠（接地），防止以外漏电造成触电事故 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。 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”）。 23．状态转移图中，每一状态提供：（驱动负载）、（指定转换条件）、（置位新状态）三个功能。 二、选择题 1．接触器属于（A ）电器。 A．有触点B．无触点 2．吸引线圈的作用是将（A ）。 A．电能转换为磁场能B．磁场能转换为电能 3．（A ）不会产生涡流和磁滞损耗。 A．直流接触器B．交流接触器 4．根据外界输入信号来控制电路通断的自动切换电器是（ B ）。 A．接触器B．继电器 5．常用的过载保护电器是（ C ）。 A．接触器B．继电器C．热继电器D．自动空气断路器 6．常用的短路保护电器是（ D ）。 A．接触器B．继电器C．热继电器D．自动空气断路器
基于PLC 控制的液压控制系统 [ 摘要] 采用可编程控制器(PLC)代替继电器控制器，对机械手的液压驱动系统进行控制，通过输入输出接口 建立与机械手液压系统开关量和模拟量的联系，实现机械手搬运工件的顺序动作和自动控制，达到准确度高、控 制方便、可靠性好的目标，大大提高了生产率和自动化程度，减少了系统故障，具有很强的实用性。 [ 关键词] PLC；液压控制；机械手 1、前言( Introduction) 目前PLC 在工业生产过程控制自动化和传统产业技术改造等方面得到了广泛应用, 与传统的继电器控制相比, PLC 具有控制系统构成简单、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、易于编程、体积小、可在线修改、设计与调试周期短、便于安装和维修等突出优点, 而且一般不需要采取什么特殊措施, 就能直接在工业环境中使用, 更加适合工业现场的要求, 使用PLC 控制液压控制系统能提高系统的整体性能,具有较明显的优越性。本文介绍基于PLC 控制的某液压机械手的典型液压控制回路及其PLC 控制方法。 2、控制要求分析(Analys is of control demands ) 在生产现场工作开始后, 机械手在一个工作循环中需要依次完成以下顺序动作: 下降、夹紧、上升、左移、下降、松开、上升、右移( 共8个顺序动作) , 这是一个典型的顺序控制问题。采用PLC 实现机械手的自动循环控制, 需要在某些动作位置设置位移传感器或行程开关来检测动作是否到位, 并确定从一个动作转入到下一个动作的条件。根据机械手的动作要求, 选用3 个液压缸来完成该8 个顺序动作: 升降缸1 在工件两个位置( 原位与目标位置) 上方的下降和上升运动, 移动缸2 的左移和右移运动, 夹紧缸3 的夹紧和松开动作。缸1 下降或上升到位时应停止运动, 缸2 左移或右移到位时也应停止运动, 故需分别设置一行程开关S1、S2、S3、S4。根据机械手的动作过程和要求, 绘制出系统的控制功能流程图, 如图1 所示。
随着PLC技术的不断发展，PLC的应用范围日益广泛，使得当今的电气工程技术人员在设计电气控制系统时，会有更多的机会考虑选用PLC控制。在传统的继电器-接触器控制系统和PLC控制系统、微机控制系统这三种控制方式中，究竟选取哪一种更合适，这需要从技术上的适用性、经济上的合理性进行各方面的比较论证。这里提供以下几点依据，以供在考虑是否选用PLC控制时参考： （1）输入、输出量以开关量为主，也可有少量模拟量。 （2）I/O点数较多。这是一个相对的概念。在70年代，人们普遍认为I/O 点数应在70点以上选用PLC才合算；到了80年代，降为40点左右；现在，随着PLC性能价格比的不断提高，当总点数达10点以上就可以考虑选用PLC了。 （3）控制对象工艺流程比较复杂，逻辑设计部分用继电器控制难度较大。 （4）有较大的工艺变化或控制系统扩充的可能性。 （5）现场处于工业环境，而又要求控制系统具有较高的工作可靠性。 （6）系统的调试比较方便，能在现场进行。 （7）现场人员有条件掌握PLC技术。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关PLC产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城。https://www.doczj.com/doc/053488332.html,/
PLC控制系统设计 PLC控制系统设计的一般步骤可以分为以下几步：熟悉控制对象并计算输入/输出设备、PLC选型及确定硬件配置、设计电气原理图、设计控制台（柜）、编制控制程序、程 序调试和编制技术文件。 一、明确控制要求，了解被控对象的生产工艺过程 熟悉控制对象设计工艺布置图这一步是系统设计的基础。首先应详细了解被控对象 的工艺过程和它对控制系统的要求，各种机械、液压、气动、仪表、电气系统之间的关系，系统工作方式（如自动、半自动、手动等），PLC与系统中其他智能装置之间的关系，人 机界面的种类，通信联网的方式，报警的种类与范围，电源停电及紧急情况的处理等等。 此阶段，还要选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号指示灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动 机、电磁阀等）。 同时，还应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，并分类统计出各输 入量和输出量的性质及数量，是数字量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的大小等级，为PLC的选型和硬件配置提供依据。 最后，将控制对象和控制功能进行分类，可按信号用途或按控制区域进行划分，确定检测设备和控制设备的物理位置，分析每一个检测信号和控制信号的形式、功能、规模、 互相之间的关系。信号点确定后，设计出工艺布置图或信号图。 二、PLC控制系统的硬件设计 随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多。近年来，从国外引进的PLC 产品、国内厂家或自行开发的产品已有几十个系列，上百种型号。PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因 此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。 1、PLC机型的选择 PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的
PLC 设计与调试 课程名称电气控制与PLC应用技术 设计题目基于PLC控制的中央空调系统专业班级自动化 1141 姓名高海风 学号 1104421110 指导教师蔡长青张卓 起止时间 2014.6.9-2014.6.20
课程设计考核和成绩评定办法 1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。 2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。 3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。 4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。 5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。 课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注：1. 课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4 纸，实习报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写。
12/13学年第二学期 PLC应用技术课程设计任务书 指导教师：蔡长青张卓班级：自动化1141、2班地点：PLC512教室课程设计题目：基于PLC控制的中央空调系统 一、课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的PLC控制技术的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行PLC控制系统设计的初等训练，掌握用PLC进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤，为从事PLC相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1、控制面板介绍 空调的控制面板如上图所示，使用时，按动启动按钮，根据使用者的需求从左到右依次选择工作模块。 （1）制冷制热模块的选择是根据人的操作决定，同时可以选择吹风，定时模式，温度比较是PLC中自动进行的。 （2）当室内温度达到设定温度值时，通过PLC自动控制，室内风机停止，当室内温度重新超出设定温度值时，室内风机自动启动。
授课计划 授课时数:2 授课教师: 授课时间: 课题：第一章常用低压电器 教学目的：了解低压电器的分类，熟悉各个低压电器的图形符号，掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学重点：掌握常用低压开关的电气符号和文字符号 教学难点：正确地画出各低压开关的符号 教学类型：一体化 教学方法： 情景模拟法 教学过程： 引入新课：小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？ 讲授新课： [一] 引入新课 小时候总听父母交代出去玩耍时切记不可到高压线附近，那么什么是高压电呢？相对的有没有低压电呢？我们生活中的用电是高压还是低压？通常我们是怎么区分高低压的呢？今天我们要学习的就是低压电。 [二]讲授新课 一、概述 电器对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用，是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额
定电压在1200V以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。 二、低压电器的分类 1、按用途分：在电路中所处的地位和作用可分为控制电器和配电电器两大类。 2、按动作方式分：自动切换电器和非自动切换电器两大类。 3、按有无触点分：有触点和无触点电器两大类。 4、按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器 三、低压电器的型号表示法： 四、低压电器的主要技术数据 在使用电器元件时，必须按照产品说明书中规定的技术条件选用。主要技术指标有： 1、额定电流：在规定条件下，保证开关器正常工作时的电流值 2、额定电压：在规定条件下，保证电器正常工作的电压值 3、绝缘强度：指电器元件的触头处于分段状态时，动静触头之间耐受的电压值 4、耐潮湿性：指保证电器可靠工作的允许环境潮湿条件。 5、极限允许温升：电器的到点不见通过电流时将引起发热和温升。
烟台机械工程学校教案 课程名称：电气控制与PLC 教师姓名：尹旭涛 系别：机电一体化
课程概况 课程名称: 电气控制与PLC 总学时：52 周学时：4 教学起始周：第1周——第13周 授课班级及时间： 班级：高二机电1班 时间： 教材概况（主编、出版社、版次等）： 主编：吴丽 出版社：高等教育出版社 版次：2009年9月第2版 教辅概况：
课时授课计划 一、授课具体时间：第1周 二、授课课题：第3章PLC概述 三、教学目的要求： （1）了解 PLC的产生、 PLC的特点、PLC的分类 （2）掌握PLC的编程语言、PLC的应用领域及发展趋势 四、教学重点难点： （1）（重点）PLC的产生 （2）（重点）PLC的特点 （3）（重点）PLC的分类 （4）（难点）PLC的编程语言 五、教学方法、用具： 教学方法：多媒体教课 教学用具：三角板 六、教学过程（包括教学内容、辅助手段、板书设计、课堂练习、教学进程时间分配、课外作业等）：
第3章可编程控制器概述 3.1 可编程控制器的产生 3.1.1 PLC的由来 可编程逻辑控制器（Programmable Logical Controller）简称PLC。 3.1.2 PLC的定义 国际电工委员会（IEC）在1987年2月颁布了PLC的标准草案（第三稿），草案对PLC作了如下定义。 3.2 可编程控制器的特点 1．可靠性高，抗干扰强 2．功能强大，性价比高 3．编程简易，现场可修改 4．配套齐全，使用方便 5．寿命长，体积小，能耗低 6．系统的设计、安装、调试、维修工作量少，维修方便 3.3 可编程控制器的分类 3.3.1 按输入/输出点数分 根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可将PLC分为以下3类。 1．小型机 小型PLC I/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右。 2．中型机 中型PLC的I/O总点数在256～2048点之间，用户程
P L C控制系统方案文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
***公司***PLC自动控制系统设计方案 ***公司 2015年6月25日 一项目简介 本系统是给空化热能机提供自动化控制的配套设备。传统的做法需靠操作人员的实际经验去启动或者停止主泵，循环泵，调整手动阀门的开度，手动打开或者关闭排污阀，手动打开或者关闭进水阀门补水，系统运行的优劣要靠工作人员的业务能力等决定，实际温度的变化范围大，室内温度舒适度差。配套本系统后，业主无需手动操作，只需通过触摸屏设定或者修改系统参数就可以实现空化能热泵的自动控制。 系统方案 二系统自动控制方案 1. 系统自动控制方案 此控制系统采用西门子新出的1200系列PLC，其强大的通讯能力和强大的扩展能力深受市场的好评，上位机采用威纶通的HMI。控制系统分为手动和自动两种控制模式，手动控制模式下，可以随意的打开或者关闭系统内的阀门，启动或者停止系统内的泵。自动控制模式下，系统可以按照设定程序自动运行，当实际测得温度值高于系统设定的温度值后，可以自动停止主泵或者可以关闭电动球阀，一保证室内舒适度，这样也可以起到节能的功效，系统要求的温度可以实时的设置。另外，还可以分时段设置温度的参考值，满足不同用户
的不同需要，实时显示现场就地监测仪表的数值值，显示泵的运行和故障等信息，故障报表可以显示系统的故障信息，方便设备的故障排除，数据记录功能可以将温度和压力的值实时的记录，方便系统的运行和后续工艺的升级等。 2. 系统控制流程图 系统自动控制流程图如下图所示： 3. PLC框架图 系统的控制框架图如下图所示： 三、控制对象 1．主泵： 数量：1台 功率：3 KW 作用：系统热源的制造者 2．循环泵： 数量：1台 功率： KW 作用：主要作用是保证水在系统内正常的循环 3．压力检测： 数量：1只 技术参数：二线制,4-20ma 作用：检测系统的压力 4．温度检测： 数量：1只
***公司***PLC自动控制系统设计方案 ***公司 2015年6月25日 一项目简介 本系统是给空化热能机提供自动化控制的配套设备。传统的做法需靠操作人员的实际经验去启动或者停止主泵，循环泵，调整手动阀门的开度，手动打开或者关闭排污阀，手动打开或者关闭进水阀门补水，系统运行的优劣要靠工作人员的业务能力等决定，实际温度的变化范围大，室内温度舒适度差。配套本系统后，业主无需手动操作，只需通过触摸屏设定或者修改系统参数就可以实现空化能热泵的自动控制。 系统方案 二系统自动控制方案 1. 系统自动控制方案 ~ 此控制系统采用西门子新出的1200系列PLC，其强大的通讯能力和强大的扩展能力深受市场的好评，上位机采用威纶通的HMI。控制系统分为手动和自动两种控制模式，手动控制模式下，可以随意的打开或者关闭系统内的阀门，启动或者停止系统内的泵。自动控制模式下，系统可以按照设定程序自动运行，当实际测得温度值高于系统设定的温度值后，可以自动停止主泵或者可以关闭电动球阀，一保证室内舒适度，这样也可以起到节能的功效，系统要求的温度可以实时的设置。另外，还可以分时段设置温度的参考值，满足不同用户的不
同需要，实时显示现场就地监测仪表的数值值，显示泵的运行和故障等信息，故障报表可以显示系统的故障信息，方便设备的故障排除，数据记录功能可以将温度和压力的值实时的记录，方便系统的运行和后续工艺的升级等。 2. 系统控制流程图 系统自动控制流程图如下图所示： 3. PLC框架图 系统的控制框架图如下图所示： 三、控制对象 1．主泵： 数量：1台 ! 功率：3 KW 作用：系统热源的制造者 2．循环泵： 数量：1台 功率： KW 作用：主要作用是保证水在系统内正常的循环 3．压力检测： 数量：1只 < 技术参数：二线制,4-20ma 作用：检测系统的压力 4．温度检测： 数量：1只
1. 选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用___交流接触器_______；控制直流负载则选用_______直流接触器___。 2. 当接触器线圈得电时，使接触器______常开触头______闭合、____常闭触头______断开。 3. 中间继电器的作用是将一个输入信号变成______多个____输出信号或将信号_____放大____。 4. 当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过~倍的额定电流而不熔断。当流过熔断器的电流_________过载_____时，熔体熔断切断电路。 5. 试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器：_______刀开关 _____、_______转换开关_____。 6. 试举出两种主令电器：________按钮______、_____行程开关_________。 7. PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期包括____输入采样，用户程序执行，输出刷新__ ______、______________、______________三个阶段。 9. JO2-51-2型10kW异步电动机，电源频率为50Hz，转子额定转速n N=2930 r/min，则其额定转差率s N=_________。 10. 试举出交流异步电动机的三种调速方法：__调压调速，串级调速，变频调速（或矢量控制______________________、__________________________、____________________________。 11. 试举出FP1的两种特殊功能：_________________、_________________。 1~5. ×√√××6~10. ×√√×√ 二、判断题（正确划“√”，错误划“×”。每小题1分，共10分） （）1. 交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致圈烧毁。 （）2. 低压断路器具有失压保护的功能。 （）3. 行程开关、限位开关、位置开关是同一种开关。 （）4. 三相笼型异步电动机的电气控制线路中，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 （）5. 在反接制动控制线路中，必须采用以时间为变化参量进行控制。 （）6. 绘制电气原理图时，电器应是未通电时的状态；二进制组件应是“1” 时的状态；机械开关应是接通的状态。 （）7. 小型PLC的I/O点数一般在128点以下。 （）8. FP1的CT计数器为预置计数器，当计数输入端信号由OFF变为ON 时，计数器减1；当计数值减为0时，计数器为ON，使其接点动作。（）9. ED是有条件结束指令，而CNDE是无条件结束指令。 （）10. 直流电动机闭环调速系统的机械特性比开环系统的机械特性硬得多。
第一章 1-2单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？ 短路环断裂时不能形成回路，F2=0则会产生振动。 当短路环脱落后，会振动和噪音。 1-8热继电器与熔断器的作用有何不同？ 热继电器用于过载保护，当过载时触头断开，还可以继续使用；可以有两相和三相结构，一相过载时，可以切断 三相。 熔断器用于短路保护，当镕体断后就必须更换；一相过载时就会镕断一相。 1-11感应式速度继电器怎样实现动作的？用于什么场合？ 主要由转子、定子和触头组成。转子是一个圆柱形永久磁铁，定子是一个笼型空心圆环，由硅钢片叠成，并装有笼型的绕组。速度继电器的转轴应与被控电动机的轴相联接，当电动机轴旋转时，速度继电器的转子随之转动。这样定子圆环内的绕组便切割转子旋转磁场，产生使圆环偏转的转矩。偏转角度与电动机的转速成正比。当转速使定子偏转到一定角度时，与定子圆环连接的摆锤推动触头，使常闭触头分断，当电动机转速进一步升高后，摆锤的继续偏转，使动触头与静触头的常开触头闭合。当电动机转速下降时，圆环偏转角度随之下降，动触头在簧片作用下复位（常开触头断开，常闭触头闭合）。 当电动机制动转速下降到一定值时，由速度继电器切断电动机控制电路。 1-13接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。在功能上接触器除能自动切换外，还具有手动开关所缺乏的远距离操作功能和失压（或欠压）保护功能，但没有自动开关所具有的过载和短路保护功能。接触器生产方便，成本低，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机、电容器组等。是电力拖动自动控制线路中应用最广泛的电器元件。 交流接触器铁心为双E型，由硅钢片叠成。在静铁心端面上嵌入短路环。对于CJ0、CJ10系列交流接触器，大都采用衔铁作直线运动的双E直动式或螺管式电磁机构。而CJ12、CJ12B系列交流接触器，则采用衔铁绕轴转动的拍合式电磁机构。线圈做成短而粗的形状，线圈与铁心之间留有空隙以增加铁心的散热效果。 直流接触器所不同的是除触头电流和线圈电压为直流外，其触头大都采用滚动接触的指形触头，辅助触头则采用点接触的桥形触头。铁心由整块钢或铸铁制成，线圈制成长而薄的圆筒形。为保证衔铁可靠地释放，常在铁心与衔铁之间垫有非磁性垫片。 1-17画出下列电器元件的图形符号，并标出其文字符号。 第二章习题解答 2-4有二台电动机，试拟定一个既能分别起动、停止，又可以同时起动、停车的控 制线路。
1---5、接触器的作用是什么？根据结构特征如何区分交、直流接触器？ 答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。 直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。 1---9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。 答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。 1---11、中间继电器与接触器有何异同？ 答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁机构的工作原理。不同点：中间继电器用于小电流控制电路中，起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制；接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电器，分主、辅助触点，大多有灭弧装置
1-----16控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电路中各起什么作用 控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 转换开关作用：转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。行程开关作用：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。接近开关作用：不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。 光电开关作用：可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。 2---1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完
PLC控制系统习题 第一章 1.简述可编程序控制器的定义。 2.可编程序控制器有哪些主要特点 3.与一般的计算机控制系统相比可编程序控制器有哪些优点 4与继电器控制系统相比可编程序抨制器有哪些优点 5.可编程序控制器可以用在哪些领域 第二章 1. 整体式可编程序控制器与模块式可编程序控制器各有什么特点分别适用于什么场合 2. R A M与EEPR0M各有什么特点使用RAM存储用户程序时应注意什么问题 3. 交流数字输人模块与直流输人模块分别适用于什么场合 4. 数字输出模块有哪几种类型它们各有什么特点 5. 简述可编程控制器的工作过程 第三章 2．写出图3-23所示梯形图的语句表程序。 3．写出图3-24所示梯形图的语句表程序。 8．用接在I0．0输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时I0．0为0N，如果在10S内没有产品通过，由Q0．0发出报警信号，用I0．1输入端外接的开关解除报留信号。画出梯形图，并写出对应的指令表程序。 9．在按钮I0．0按下后，Q0．0变为1状态并自保持(见图3—27)，I0．1输入3个脉冲
后(用 c1计数)，T37开始定时，5s后Q0 0变为。状态，同时c1被复位，在可编程序控制器刚开始执行用户程序时，c1也被复位，设计出梯形图。 10．用s，R和跳变指令设计满足图3—28所不波形的梯形图。 11．画出图3—29中Q0．0的波形图。 12．画出图3—30中M0．0的波形图。 13．指出图3—31中的错误。 第4章 3．试设计满足图4—21所示波形的梯形图。 4．试设计满足图4—22所示波形的梯形图。 5．画出国4—23所示波形对应的顺序功能图。 6．冲床的运动示意图图4—24所示。初始状态时机械手在最左边，10 .4为0N,冲头在最上面，10．3为0N；机械手松开(Q0．0为0FF)。按下起动按钮I0．0，Q0．0变为0N，工件被夹紧并保持，2s后Q0．1变为0N，机械子右行，直到碰到I0．1．以后将顺序完成以下动作：冲头下行，冲头上行，机械手左行，机械手松开(Q0．0被复位)，延时2s后，系统返回初始状态。各限位开关提供的信号是相应步之间的转换条件。画出控制系统的顺序功能图。 7．小车在初始状态时停在中间，限位开关为0N，按下起动按钮I0．3，小车按图4—25所示的顺序运动，最后返回并停在初始位置。画出控制系统的顺序功能图。
PLC控制系统概述 1.1 PLC控制器S7-200简介 ---- S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 ---- S7-200系列出色表现在以下几个方面： --------* 极高的可靠性 --------* 极丰富的指令集 --------* 易于掌握 --------* 便捷的操作 --------* 丰富的内置集成功能 --------* 实时特性 --------* 强劲的通讯能力 --------* 丰富的扩展模块 ----S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 CPU 224XP: 本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。 1.2 自控系统配套外围设备
电气控制与PLC理论考试试卷（10） 注意事项 1.请首先按照要求在试卷的标封处填写您的姓名、学号和班级的名称。 2.请仔细阅读名称题目的回答要求，在规格的位置填写您的答案。 3.不要在试卷上乱画，不要在标封区填写无关内容。 4.答卷时限为100min 一、填空题（每空1分，共20 分） 1、笼型异步电动机降压起动控制方式有，和降压起动。 2、热继电器是对电动机进行保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备保护的电器。 3、笼型异步电动机常用的制动方式有：和。 4、电气控制图一般分为和两部分。 5、按国标规定，“停止”按钮必须是色，“启动”按钮必须是色。 6、FP1指令系统可分为和两大类。 7、R901C是特殊辅助继电器。 8、说明下列指令意义： ST， OT， AN/KP ，SET RST。 二、选择题：（每题２分，共20分） 1、由于电弧的存在，将导致（）
A.电路分断时间加长 B.电路分断时间缩短 C.电路分断时间不变 D.分断能力提高 2、熔断器的额定电流与熔体的额定电流（） A.是一回事 B.不是一回事 C.不确定 3、甲乙两个接触器，欲实现互锁控制，则应（） A.在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点 B.在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点 C.在两接触器的线圈电路中互串对方的动断触点 D.在两接触器的线圈电路中互串对方的动合触点 4、断电延时型时间继电器它的延时动合触点为（） A.延时闭合的动合触点 B.瞬动动合触点 C.瞬时闭合延时断开的动合触点 D.瞬时断开延时闭合的动合触点 5、电压继电器与电流继电器的线圈相比，具有的特点是（） A.电压继电器的线圈与被測电路串联 B.电压继电器的线圈匝数多，导线细，电阻大 C.电压继电器的线圈匝数少，导线粗，电阻小 D.电压继电器的线圈匝数少，导线粗，电阻大 6、同一电器的各个部件在图中可以不画在一起的图是（） A.电气原理图 B.电器布置图 C.电气按装接线图 D.电气系统图 7、下列电器中不能实现短路保护的是（） A.熔断器 B.热继电器 C.过电流继电器 D.空气开关 8、在延时精度要求不高，电源电压波动较大的场合应选用（） A.空气阻尼式时间继电器 B.晶体管式时间继电器 C.电动式时间继电器 D.上述三种都不合适 9、CJ20－160型交流接触器在380V时的额定电流是（） A.160A B.20A C.100A D.80A 10、按钮，行程开关，万能转换开关按用途或控制对象分属于下列哪一类（） A.低压保护电器 B.低压控制电器 C. 低压主令电器 D.低压执行电器 三、判断题：（每题１分，共10分） 1、接触器不具有欠压保护的功能。（）