电气控制与PLC第五章
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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。
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。
电气控制与S7-1500 PLC应用技术 第5章工业安全系统
5.4 安全控制系统的一般组成
➢ 安全控制系统一般包括三个子系统：检测装置、安全控制模块和安全执行 装置。
① 检测装置（安全传感器）：包括急停按钮、安全门锁、安全光栅、安全光幕、激光扫描 器、拉绳开关、脚踏开关、安全地毯、双手按钮等；
② 安全控制模块：安全继电器或安全PLC等； ③ 安全执行装置：主要作用是隔离危险，通常需要带有反馈回路，用于安全控制模块对执
① 在双通道中采用常开和常闭触点的组合，这种方式又称为非对等连接。 ② 在冗余结构中采用不同类型的器件，例如在检测物体是否接近时，同
时采用接近开关和行程开关。
➢ 使用相同类型器件而产生的同样原因的失效称为共因失效， 采用相异技术就是要避免发生共因失效。
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（4）交叉电路检测
➢ 最简单的冗余方式为双通道冗余，对于冗余系统配置，用于 检测和执行的子系统必须是双通道冗余。
➢ 满足SIL3或PL e的安全保护产品，其内部逻辑和输出回路均 为冗余配置。如急停按钮、安全光幕、安全继电器等。
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（3）采用相异技术
➢ 采用有不同操作原理或不同类型器件的控制电路，可以减少 相同原因故障和失效可能引起的危险，例如：
5.5 安全控制系统采用的典型技术
（7）区分复位方式 ➢自动复位
只要满足开启条件，装置无需手动确认即可启动。如果不会造成任何风险， 用于危险区域的安全装置（如位置开关、光栅等）都可以使用自动复位功能。
➢手动复位
满足开启条件时，通过按动复位按钮来启动。
➢监控复位
满足开启条件时，通过按动复位按钮来启动。与手动复位的区别是，监控复 位会在复位时监控复位按钮是否正确运行。 紧急停止时，必须使用监控复位。
电气控制与plc应用技术课后答案(全)
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。
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。
《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》教案
《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 概述介绍电气控制的基本概念、原理和分类。
解释电气控制系统的组成和作用。
1.2 低压电器介绍低压电器的分类和功能。
讲解常用低压电器的结构和工作原理。
1.3 电气控制线路分析简单的电气控制线路实例。
介绍电气控制线路的设计方法和步骤。
第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、功能和应用领域。
解释PLC的工作原理和基本结构。
2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点。
讲解PLC编程的基本规则和方法。
2.3 PLC的硬件组成介绍PLC的硬件组成部分及其功能。
讲解PLC的输入输出接口和通信接口。
第三章：PLC编程与应用3.1 基本指令讲解PLC基本指令的功能和用法。
通过实例讲解基本指令的应用。
3.2 功能指令介绍PLC功能指令的分类和功能。
讲解常用功能指令的用法和应用。
3.3 PLC控制系统设计介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。
通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。
第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析4.1 案例一：电动机的控制分析电动机控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现电动机的控制。
4.2 案例二：conveyor传送带的控制分析conveyor传送带控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。
第五章：PLC的故障诊断与维护5.1 PLC故障诊断方法介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。
讲解如何进行PLC故障诊断和排除。
5.2 PLC的维护与保养介绍PLC的维护保养内容和注意事项。
讲解PLC的日常维护和故障预防措施。
第六章：PLC在工业自动化中的应用案例6.1 案例三：温度控制系统的应用分析温度控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。
6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用分析液体自动控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现液体自动控制系统的控制。
电气控制与PLC控制基础理论-第五章
程序流程指令（FNC00～FNC09）
（2）子程序调用与返回指令（FNC01，FNC02） 子程序调用与返回指令的操作元件及程序步等表示如下：
CALL FNC01 （P） （16） 子程序调用
SRET FNC02 子程序返回
操作元件：指针P0～P62 程 序 步 数 ： CALL 和 CALL （ P ） …3步 标号Pxx…1步
助记符、名称
功能
梯形图表示及可用软元件
程序步
PLS（Pulse）上升沿脉冲
上升沿微分输出
2
PLF（Pulse Fall）下降沿脉冲
下降沿微分输出
2
表5-10 PLS，PLF指令的相关参数
PLS，PLF指令
图5-14（a）和图5-14（b）的动作是相同的，两种情况都在X010由OFF→ON变化时，M6接通一个扫描 周期，如图5-14（c）所示。
线圈驱动
Y，M，S，T，C
表5-1 LD，LDI，OUT指令的相关参数
1
Y，M：1 T：3 C：3～5
AND，ANI指令
AND，ANI指令的功能、梯形图表示、可用软元件、所占的程序步见表5-2。 AND，ANI指令为单个触点的串联连接指令。AND用于常开触点。ANI用于常闭触点。串连接点的数量 无限制。
程序流程指令（FNC00～FNC09）
（4）主程序结束指令（FNC06） 主程序结束指令的操作元件及程序步等表示如下：
FEND FNC06 主程序结束
操作元件：无 程序步数：1步
说明：主程序结束FEND指令表示子程序结束。程序执行到FEND时，进行输出处理、输入处理、监视定 时器刷新，完成以后返回第0步。子程序及中断程序必须写在FEND指令与END指令之间，如图5-21所示。
电气控制与plc应用技术课件教学配套课件黄永红第五章
S7-200 CPU输入、输出的操作
I/O映像区实际上就是外部输入输出设备状态的映像区，PLC 通过I/O映像区的各个位与外部物理设备建立联系。I/O映像区 每个位都可以映像输入、输出模块上的对应端子状态。
3. 辅助继电器(M)
• 辅助继电器（M）的地址格式为： • 位地址：M［字节地址］.［位地址］，如M0.2、
］，如LB33、LW44、LD55。 • CPU226模块局部存储器的有效地址范围为：L（
0.0～63.7）；LB（0～63）；LW（0～62）；LD （0～60）。
6. 顺序控制继电器（S）
• 顺序控制继电器（S）用于顺序控制或步进控制。 • 顺序控制继电器（S）使用时可以按位、字节、字
、双字访问，其地址格式为： • 位地址：S［字节地址］.［位地址］，如S3.1、
5.1 S7-200 PLC的编程语言
1.梯形图(LAD) 2. 功能块图(FBD) 3. 语句表(STL)
1.梯形图(LAD)
▲ 梯形图（LAD）与电 气控制电路图相呼应。 ▲沿用了继电器、触点、 串并联等术语 ▲简化了图形符号 ▲增加了特殊功能的指令 ▲信号流向清楚、简单、 直观、易懂。
I0.0 Q0.1
=I
Q3.1
LD
I3.1
AN
I3.2
=I
Q3.1
语句表可以编写梯形图和功能块图无法 编写的程序。
5.2 S7-200 PLC的数据类型与存储区域
5.2.1 位、字节、字、双字和常数
常数的几种表示形式：
进制 二进制 十进制 十六进制 ASCII 浮点数
书写格式
举例
2#二进制数值
2#0101011100010
5119.7）；VB（0～5119）；VW（0～5118）；VD（0～ 5116）。
《电气控制与PLC》教案
《电气控制与PLC》教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制系统简介了解电气控制系统的概念、组成及分类掌握电气控制系统的图形符号和文字符号1.2 低压电器熟悉常用的低压电器元件及其功能掌握低压电器的图形符号和文字符号1.3 电气控制电路图的识读与分析学习电气控制电路图的识读方法练习分析简单的电气控制电路第二章：PLC基本原理2.1 PLC简介了解PLC的概念、发展历程及分类掌握PLC的组成、工作原理及应用领域2.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装、启动及操作界面掌握编程软件的基本功能及使用方法2.3 PLC编程基础熟悉PLC编程的基本规则和方法掌握PLC编程的基本语句和功能指令第三章：PLC控制系统设计与应用3.1 PLC控制系统设计步骤学习PLC控制系统设计的基本步骤和方法了解PLC控制系统设计中的注意事项3.2 PLC控制系统的应用案例分析实际应用案例，了解PLC控制系统在各个领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法3.3 PLC控制系统的设计与仿真学习PLC控制系统的设计与仿真方法练习使用PLC仿真软件进行控制系统的设计与调试第四章：电气控制与PLC控制系统的设计与实施4.1 电气控制与PLC控制系统的设计结合具体项目，进行电气控制与PLC控制系统的设计掌握设计过程中各环节的关键技术4.2 电气控制与PLC控制系统的实施学习电气控制与PLC控制系统的实施方法了解实施过程中的注意事项及故障处理方法4.3 电气控制与PLC控制系统的设计与实施案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统的设计与实施过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第五章：电气控制与PLC控制系统的设计与优化5.1 电气控制与PLC控制系统的设计优化学习电气控制与PLC控制系统设计优化的方法掌握设计优化过程中各环节的关键技术5.2 电气控制与PLC控制系统的性能评估与改进了解电气控制与PLC控制系统性能评估的方法学习控制系统性能改进的方法和技巧5.3 电气控制与PLC控制系统的设计与优化案例分析实际案例，了解电气控制与PLC控制系统设计与优化过程掌握案例中控制系统的设计、编程、调试及运行维护方法第六章：电气控制与PLC控制系统的安全与保护6.1 电气控制与PLC控制系统安全技术学习电气控制与PLC控制系统安全技术的基本知识了解常见的安全保护装置及其功能6.2 电气控制与PLC控制系统故障诊断与保护掌握电气控制与PLC控制系统故障诊断的基本方法学习故障保护措施及实施方法6.3 电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用探讨电气控制与PLC控制系统在恶劣环境下的应用问题学习相应的防护措施和技术第七章：电气控制与PLC控制系统在工业自动化中的应用7.1 工业自动化与电气控制的关系理解工业自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉工业自动化系统的分类和组成7.2 PLC在工业自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在工业自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法7.3 电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用学习电气控制与PLC控制系统在自动化生产线中的应用了解自动化生产线的构成、工作原理及运行维护第八章：电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的应用8.1 交通运输领域电气控制与PLC控制系统概述了解交通运输领域电气控制与PLC控制系统的基本应用掌握相关系统的组成和功能8.2 PLC在交通运输领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在交通运输领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法8.3 电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新与发展探讨电气控制与PLC控制系统在交通运输领域的技术创新学习新技术在相关领域中的应用和前景第九章：电气控制与PLC控制系统在楼宇自动化中的应用9.1 楼宇自动化与电气控制的关系理解楼宇自动化的概念及其与电气控制的关系熟悉楼宇自动化系统的分类和组成9.2 PLC在楼宇自动化中的应用案例分析实际案例，了解PLC在楼宇自动化中的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法9.3 电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用学习电气控制与PLC控制系统在智能楼宇中的应用了解智能楼宇的构成、工作原理及运行维护第十章：电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的角色10.1 新能源与电气控制的关系探讨新能源领域电气控制的重要性及其应用学习新能源领域电气控制的技术特点和发展趋势10.2 PLC在新能源领域的应用案例分析实际案例，了解PLC在新能源领域的应用掌握案例中PLC控制系统的原理、编程及调试方法10.3 电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中的挑战与机遇探讨电气控制与PLC控制系统在未来发展趋势中所面临的挑战分析未来的机遇以及如何应对挑战，保持技术的持续发展。
电气控制与PLC教案
电气控制与PLC教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述介绍电气控制的基本概念、分类和应用领域解释电气控制系统的组成和功能1.2 常用低压电器介绍开关、接触器、继电器、熔断器等低压电器的原理和应用分析各种低压电器的符号和功能1.3 电气控制线路设计讲解电气控制线路的设计原则和方法分析典型电气控制线路的实例和应用第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础2.1 PLC概述介绍PLC的定义、发展历程和应用领域解释PLC的组成和基本工作原理2.2 PLC编程语言介绍PLC编程语言的种类和特点讲解梯形图、指令表、功能块图等编程语言的语法和应用2.3 PLC的安装与维护介绍PLC的安装要求和方法讲解PLC的维护保养措施和安全操作注意事项第三章：PLC编程与应用实例3.1 基本逻辑控制编程讲解PLC的基本逻辑控制功能，如启动、停止、互锁、互斥等分析典型逻辑控制编程实例3.2 定时与计数控制编程讲解PLC的定时与计数功能及其应用分析定时与计数控制编程实例3.3 数据处理与传输编程讲解PLC的数据处理与传输功能，如数据存储、数据运算、数据转换等分析数据处理与传输编程实例第四章：电气控制系统的设计与应用4.1 电气控制系统设计的一般步骤介绍电气控制系统设计的一般步骤和方法讲解设计过程中的注意事项和技术要求4.2 电气控制系统的应用实例分析典型电气控制系统的应用实例，如机床、电梯、自动化生产线等讲解电气控制系统在不同领域的应用特点和技术要求4.3 PLC在电气控制系统中的应用实例分析PLC在电气控制系统中的应用实例讲解PLC在电气控制系统中的应用优势和注意事项第五章：电气控制与PLC的故障诊断与维修5.1 电气控制系统的故障诊断与维修介绍电气控制系统的故障类型和诊断方法讲解电气控制系统的维修措施和注意事项5.2 PLC系统的故障诊断与维修介绍PLC系统的故障类型和诊断方法讲解PLC系统的维修措施和注意事项5.3 电气控制与PLC故障诊断与维修实例分析电气控制与PLC故障诊断与维修的实例讲解故障排除的方法和技巧第六章：PLC通讯与网络技术6.1 PLC通讯基础介绍PLC通讯的基本概念、分类和标准讲解串行通讯和并行通讯的原理及其应用6.2 PLC网络技术介绍PLC网络的基本概念、分类和结构讲解工业以太网、工业现场总线等PLC网络技术的原理和应用6.3 PLC通讯与网络实例分析PLC通讯与网络的实例，如远程I/O、Modbus、Profibus等讲解PLC通讯与网络在工业自动化中的应用和优势第七章：人机界面（HMI）与PLC应用7.1 HMI概述介绍HMI的定义、功能和分类讲解HMI与PLC的连接方式及其应用领域7.2 HMI界面设计介绍HMI界面设计的原则和方法讲解文本、图形、动画等HMI界面元素的设计和应用7.3 HMI与PLC应用实例分析HMI与PLC在工业自动化中的应用实例，如生产线监控、电梯控制等讲解HMI与PLC协同工作的原理和优势第八章：电气控制与PLC在工业自动化中的应用8.1 自动化生产线控制系统介绍自动化生产线的组成、工作原理及其分类讲解电气控制与PLC在自动化生产线中的应用实例8.2 控制系统介绍的组成、分类和工作原理讲解电气控制与PLC在控制系统中的应用实例8.3 电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用分析电气控制与PLC在工业自动化领域的其他应用实例，如楼宇自动化、环保设备等讲解电气控制与PLC在工业自动化中的重要作用和前景第九章：电气控制与PLC项目的实施与验收9.1 项目实施流程介绍电气控制与PLC项目实施的基本流程讲解项目实施过程中的注意事项和技术要求9.2 项目调试与优化讲解电气控制与PLC项目的调试方法与技巧介绍项目调试过程中的优化措施和评估方法9.3 项目验收与维护讲解电气控制与PLC项目的验收标准与流程介绍项目维护保养措施和安全操作注意事项第十章：电气控制与PLC技术的发展趋势10.1 新型PLC技术介绍新型PLC技术的特点和应用领域分析新型PLC技术的发展趋势及其对工业自动化领域的影响10.2 电气控制与PLC技术的融合与发展讲解电气控制与PLC技术在工业自动化领域的融合趋势分析电气控制与PLC技术在智能制造、物联网等领域的应用前景10.3 电气控制与PLC技术在新能源领域的应用介绍电气控制与PLC技术在新能源领域的应用实例，如风力发电、太阳能发电等讲解电气控制与PLC技术在新能源领域的作用和前景重点和难点解析一、电气控制基础中的低压电器符号和功能分析。
电气控制与PLC应用技术智慧树知到答案章节测试2023年
绪论单元测试1.本课程的目标包括哪些方面？（） A:能够对典型电气控制系统进行分析设计 B:具备电气系统分析、设计与安装调试技能 C:熟练进行PLC程序设计与调试 D:掌握PLC程序设计方法 E:掌握电气控制系统基本控制电路 F:了解常用低压电器答案:ABCDEF第一章测试1.复合按钮在按下时其触头动作情况是( )。
A:常开触头接通与常闭触头断开同时进行 B:常闭触头先断开，常开触头后接通 C:常开触头先接通，常闭触头后断开 D:不一定答案:B2.灭弧装置的作用是( )。
A:使电弧分段 B:使电弧产生磁力 C:熄灭电弧 D:引出电弧答案:C3.按钮、行程开关、万能转换开关等电器属于（）。
A:保护电器 B:不一定 C:开关电器 D:主令电器答案:D4.熔断器的作用是( )。
A:控制行程 B:控制速度 C:短路或严重过载 D:弱磁保护答案:C5.下面( )不是接触器的组成部分。
A:触点系统 B:电磁机构 C:脱扣机构 D:灭弧装置答案:C6.变压器是传递( )的电气设备 A:电流 B:阻抗 C:电能 D:电压答案:C7.关于接触电阻，下列说法中正确的是( )。
A:由于接触电阻的存在，会导致电压损失B:由于接触电阻的存在，触点的温度降低C:由于接触电阻的存在，触点工作不可靠 D:由于接触电阻的存在，触点容易产生熔焊现象答案:ACD8.下列条件中，符合降压变压器的是（）。
A:I1＜I2 B:I1=I2 C:N1＞N2 D:K＞1 答案:ACD9.刀开关安装时，手柄要向上装。
接线时，电源线接在上端，下端接用电器。
（） A:错 B:对答案:B10.三相变压器的联结组为Y/d-11意思是一次绕组为星形连接。
二次绕组为三角形连接。
一次侧线电压和二次侧线电压相位差为330度。
（） A:错 B:对答案:B第二章测试1.三相异步电动机反接制动时串入电阻，在限制了制动电流的同时，也限制了。
（） A:起动电压 B:制动电压 C:起动电流 D:制动转矩答案:D2.三相异步电动机采用能耗制动，切断电源后，应将电动机（）。
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➢ R与C组成高频滤波电路。 ➢ 双向晶闸管开通响应时间≤1ms，关断响应时间≤10ms。 ➢ 在输出负载回路中的电源只能选用交流电源。
电气控制与PLC第五章
（四）电源
PLC的电源分两类： 1）开关电源 用于驱动PLC各个工
作部分的电源。 2）后备电源 在停机或突然失电时，
保证RAM中的信息不丢失。
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
• （二）模块式结构 • 模块式结构又叫积木式。 • 把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如
CPU模块，输入模块，输出模块，电源模块， 通讯模块等等。另外有一块带有插槽的母板， 实质上就是计算机总线。把这些模块按控制系 统需要选取后，都插到母板上，就构成一个完 整的PLC。 • 特点：系统构成非常灵活，安装，扩展，维修 都很方便。 • 缺点是体积比较大。
电气控制与PLC第五章
1）继电器式输出接口电路
➢ 继电器：既是输出开关器件，又是隔离器件。 ➢ R和LED组成输出状态显示器。 ➢ R和C组成RC灭弧电路。 ➢ 继电器触点动作的响应时间约为10ms。 ➢ 继电器输出模块的负载回路，可选用直流电源，也可选用交流
电源。 ➢ 在电阻性负载时，输出的最大负载电流为2A/点
• 按应用规模及功能分类
1）超小型， I/O点数≤64点 2）小型机， 64点≤ I/O点数≤256点，如OMRON公司的
C-60P。 3）中型机， 128点< I/O总点数<512点，如美国公司的
PLC5系列产品。 4）大型机， 512点< I/O总点数<8192点，如德国Siemens
公司的S5-150U。 5）超大型， I/O总点数≥8192点
控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有
关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形 成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
电气控制与PLC第五章
•一 可编程控制器的基本概念
• 可编程序控制器是以微处理器为基础， 综合了计算机技术、自动控制技术和通 讯技术而发展起来的一种新型、通用的 自动控制装置。
声隔离的作用。
•输入单元： •输出单元：
ID212
OC225
电气控制与PLC第五章
1.输入接口电路
• 输入接口电路将现场输入的信 号变成CPU能接受的信号。按信号电 源的不同可分为直流输入和交流输入 两种类型。
电气控制与PLC第五章
1）直流输入接口电路
• 两个电阻的作用
分别是分压和限流。 • 光耦合器:抗干扰, 将电信号转换为光信号 进行传输；电平转换， 将DC24V输入信号转 换成TTL（5V）标准 信号。
电气控制与PLC第五章
• 两个电阻的作用分 别是分压和限流。 • 电容是滤波的。 • 光耦合器:抗干扰, 将电信号转换为光信号 进行传输；电平转换， 将DC24V输入信号转换 成TTL（5V）标准信号。
电气控制与PLC第五章
2）交流输入接口电路
电气控制与PLC第五章
2.输出接口电路
• 输出接口电路将CPU的决策 信号变成驱动控制对象执行的控 制信号。输出接口电路有三种形 式：继电器式、晶体管式和晶闸 管式。
电气控制与PLC第五章
• 2、 指令表（instruction list）
• 指令表也叫语句表 ➢ 程序由一条一条语句来表示，它和微机的指令
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
• （三）叠装式结构 • 叠装式结构是单元式和模块式相结合的
产物。 • 将CPU，I/O口及电源模块仍然作成独
立的，不使用模块式PLC中的母板，采 用电缆联接各个单元，在控制设备中安 装时可以一层层地安装。 • 特点：配置灵活，体积小。
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
•三 可编程控制器的特点及应用
PLC的特点
• 可靠性高，抗干扰能力强 • 配套齐全，功能完善，适用性强 • 编程方法简单，容易掌握 ，深受工程技
术人员欢迎 • 系统设计周期短，维护方便，改造容易 • 体积小、重量轻、功耗低
电气控制与PLC第五章
PLC的应用
• 开关量逻辑控制 • 模拟量控制 • 运动控制 • 闭环过程控制 • 数据处理 • 通讯联网
电气控制与PLC第五章
（三）输入、输出接口
功能：
在内部，由于本身工作电压
比较低（一般5V左右），而输入、
输出信号电压一般比较高（如直
流 24V 和 交 流 220V ） ， 所 以 不 能
直接与外部输入、输出装置连接，
而由输入、输出接口电路转接。
这样，输入、输出接口电路除了
传递信号外，还有电平转换和噪
• PLC目前已成为一种最重要、最普及、 应用场合最多的工业控制器。与机器人、 数控技术并称为工业生产自动化的三大 支柱。
电气控制与PLC第五章
•二 可编程控制器的诞生与发展
1968年 美国GM汽车公司提出的替代继电 器控制系统的新型控制器的十项指标：
1） 编程简单、现场可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可以直接送入 计算机；
•电源单元： • PA209R
电气控制与PLC第五章
（五）外部设备
➢ 编程器一般都具有下列5种功能： 1）编辑功能 2）编程功能 3）监视功能 4）检查功能 5）命令功能
➢ 编程器还具有与EPROM写入器、 打印机、盒式录音机等外围设备通 信的功能。
➢ 计算机应用相应的编程软件也可作 为PLC的编程器。
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2）晶体管式输出接口电路
➢ 晶体管为输出开关器件，光耦合器为隔离器件。 ➢ 晶体管输出模块所带负载只能使用直流电源。 ➢ 在电阻性负载时，最大负载电流为0.5A/点，通断响
应时间均＜0.2ms。
电气控制与PLC第五章
3）晶闸管式输出接口电路
➢ 双向晶闸管为输出开关器件，由他组成的固态继电器 （AC SSR）具有光电隔离作用，作为隔离元件。
6）成本可与继电器系 统竞争；
7）输入可为115V； 8）输出可为115V，2A，
能直接驱动电磁阀、 交流接触器等；
9）通用性强、易于扩 展；
10）用户存储器大于 4K。
电气控制与PLC第五章
•PLC 的 产生与发展
•第一代：从第一台PLC诞生到上个世纪70年代初
•● CPU使用中小规模集成电路，采用磁芯存储器。 •● 功能简单（只有计数/定时功能）。 •● 可靠性较差，略强于继电器控制。 •● 机种单一，没形成系列。
•CPU单元： •CS1G-H
电气控制与PLC第五章
（二）存储器
存储器一般由存储体、地址译码电路、读写控制电路和数 据寄存器组成。用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量和 其他信息。
常用的存储器： 1）只读存储器（ROM） 存放系统程序。 2）随机存储器（RAM） 存入用户程序、逻辑变量和其 他一些信息。PLC使用锂电池作为RAM的备用电源，或采用 快闪存储器（如CPM1A）。
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• （二）应用软件 • 应用软件也叫做用户软件。是用户
为达到某种控制目的，采用PLC厂家提 供的编程语言自主编制的程序。同一台 PLC用于不同控制目的时就需要编制不 同的应用软件。用户软件存入PLC后如 需要改变控制目的可多次改写。
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应用软件编程语言的表达方式
• 应用软件的编制需使用可编程控制器生 产厂方提供的编程语言。不同的PLC使 用不同的编程语言。
– 梯形图 – 指令表 – 顺序功能表 – 功能块图 – 结构文本
电气控制与PLC第五章
•1、梯形图（Ladder Diagram）
• 梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相 互关系表示控制关系的编程语言。
电气控制与PLC第五章
•四 可编程控制器的组成及其功能
可编程控制器的组成
电气控制与PLC第五章
（一）中央处理器(CPU)
➢ 系统的控制中枢，由控制电路、运 算器、寄存器组成。
➢ 功能： 1)接受并存储从编程器键入的用户 程序和数据。 2)检查硬件的工作状态，如：电源、 存储器、I/O以及定时器的状态，并 诊断用户程序的语法错误。 3)运行时，读指令→执行指令→取 下一条指令，处理中断。
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• PLC与编程器的连接 电气控制与PLC第五章
• 五 可编程控制器的结构及软件
1 可编程控制器的结构
• 按硬件的结构类型分类
• （一）单元式 • 把CPU、RAM、ROM、I/O接口、编程器或EPROM
写入器相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等 装配在一起的整体装置。 • 优点：结构紧凑，体积小，成本低，安装方便。 • 缺点：输入输出点数是固定的，不一定能适合具体的 控制现场的需要。 • 有时整体PLC的输入口或输出口要扩展，这就又需要 一种只有一些接口而没有CPU也没有电源的装置。 • 为了区分这二种装置，人们把前者叫做基本单元，而 把后者叫做扩展单元。
电气控制与PLC第五章
•PLC及其控制系统的发展趋势
• PLC的性能
• 对小型PLC • 向着体积更小、速度更高、功能增强、价格低廉的方 向发展。使之更利于取代继电器控制。 • 对大中型PLC •向着更大容量、更高速度、更多的功能、更高的可靠 性、易于连络通信的方向发展。使之更利于对大规模、 复杂系统的控制。
电气控制与PLC第五章
2 可编程控制器的软件
• 软件的分类
• PLC的软件包含系统软件和应用软件两种。 （一）系统软件
• 系统软件包含系统的管理程序，用户的解释 程序，另外还包括一些供系统调用的专用标 准程序块等。
• 系统管理程序用以完成机内运行相关时间分 配、存储空间分配管理及系统自检等工作。
电气控制与PLC第五章
（四）电源
PLC的电源分两类： 1）开关电源 用于驱动PLC各个工
作部分的电源。 2）后备电源 在停机或突然失电时，
保证RAM中的信息不丢失。
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
• （二）模块式结构 • 模块式结构又叫积木式。 • 把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如
CPU模块，输入模块，输出模块，电源模块， 通讯模块等等。另外有一块带有插槽的母板， 实质上就是计算机总线。把这些模块按控制系 统需要选取后，都插到母板上，就构成一个完 整的PLC。 • 特点：系统构成非常灵活，安装，扩展，维修 都很方便。 • 缺点是体积比较大。
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1）继电器式输出接口电路
➢ 继电器：既是输出开关器件，又是隔离器件。 ➢ R和LED组成输出状态显示器。 ➢ R和C组成RC灭弧电路。 ➢ 继电器触点动作的响应时间约为10ms。 ➢ 继电器输出模块的负载回路，可选用直流电源，也可选用交流
电源。 ➢ 在电阻性负载时，输出的最大负载电流为2A/点
• 按应用规模及功能分类
1）超小型， I/O点数≤64点 2）小型机， 64点≤ I/O点数≤256点，如OMRON公司的
C-60P。 3）中型机， 128点< I/O总点数<512点，如美国公司的
PLC5系列产品。 4）大型机， 512点< I/O总点数<8192点，如德国Siemens
公司的S5-150U。 5）超大型， I/O总点数≥8192点
控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有
关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形 成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
电气控制与PLC第五章
•一 可编程控制器的基本概念
• 可编程序控制器是以微处理器为基础， 综合了计算机技术、自动控制技术和通 讯技术而发展起来的一种新型、通用的 自动控制装置。
声隔离的作用。
•输入单元： •输出单元：
ID212
OC225
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1.输入接口电路
• 输入接口电路将现场输入的信 号变成CPU能接受的信号。按信号电 源的不同可分为直流输入和交流输入 两种类型。
电气控制与PLC第五章
1）直流输入接口电路
• 两个电阻的作用
分别是分压和限流。 • 光耦合器:抗干扰, 将电信号转换为光信号 进行传输；电平转换， 将DC24V输入信号转 换成TTL（5V）标准 信号。
电气控制与PLC第五章
• 两个电阻的作用分 别是分压和限流。 • 电容是滤波的。 • 光耦合器:抗干扰, 将电信号转换为光信号 进行传输；电平转换， 将DC24V输入信号转换 成TTL（5V）标准信号。
电气控制与PLC第五章
2）交流输入接口电路
电气控制与PLC第五章
2.输出接口电路
• 输出接口电路将CPU的决策 信号变成驱动控制对象执行的控 制信号。输出接口电路有三种形 式：继电器式、晶体管式和晶闸 管式。
电气控制与PLC第五章
• 2、 指令表（instruction list）
• 指令表也叫语句表 ➢ 程序由一条一条语句来表示，它和微机的指令
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
• （三）叠装式结构 • 叠装式结构是单元式和模块式相结合的
产物。 • 将CPU，I/O口及电源模块仍然作成独
立的，不使用模块式PLC中的母板，采 用电缆联接各个单元，在控制设备中安 装时可以一层层地安装。 • 特点：配置灵活，体积小。
电气控制与PLC第五章
电气控制与PLC第五章
•三 可编程控制器的特点及应用
PLC的特点
• 可靠性高，抗干扰能力强 • 配套齐全，功能完善，适用性强 • 编程方法简单，容易掌握 ，深受工程技
术人员欢迎 • 系统设计周期短，维护方便，改造容易 • 体积小、重量轻、功耗低
电气控制与PLC第五章
PLC的应用
• 开关量逻辑控制 • 模拟量控制 • 运动控制 • 闭环过程控制 • 数据处理 • 通讯联网
电气控制与PLC第五章
（三）输入、输出接口
功能：
在内部，由于本身工作电压
比较低（一般5V左右），而输入、
输出信号电压一般比较高（如直
流 24V 和 交 流 220V ） ， 所 以 不 能
直接与外部输入、输出装置连接，
而由输入、输出接口电路转接。
这样，输入、输出接口电路除了
传递信号外，还有电平转换和噪
• PLC目前已成为一种最重要、最普及、 应用场合最多的工业控制器。与机器人、 数控技术并称为工业生产自动化的三大 支柱。
电气控制与PLC第五章
•二 可编程控制器的诞生与发展
1968年 美国GM汽车公司提出的替代继电 器控制系统的新型控制器的十项指标：
1） 编程简单、现场可 修改程序； 2）维护方便、采用插 件式结构； 3）可靠性高于继电器 控制系统； 4）体积小于继电器控 制系统； 5）数据可以直接送入 计算机；
•电源单元： • PA209R
电气控制与PLC第五章
（五）外部设备
➢ 编程器一般都具有下列5种功能： 1）编辑功能 2）编程功能 3）监视功能 4）检查功能 5）命令功能
➢ 编程器还具有与EPROM写入器、 打印机、盒式录音机等外围设备通 信的功能。
➢ 计算机应用相应的编程软件也可作 为PLC的编程器。
电气控制与PLC第五章
2）晶体管式输出接口电路
➢ 晶体管为输出开关器件，光耦合器为隔离器件。 ➢ 晶体管输出模块所带负载只能使用直流电源。 ➢ 在电阻性负载时，最大负载电流为0.5A/点，通断响
应时间均＜0.2ms。
电气控制与PLC第五章
3）晶闸管式输出接口电路
➢ 双向晶闸管为输出开关器件，由他组成的固态继电器 （AC SSR）具有光电隔离作用，作为隔离元件。
6）成本可与继电器系 统竞争；
7）输入可为115V； 8）输出可为115V，2A，
能直接驱动电磁阀、 交流接触器等；
9）通用性强、易于扩 展；
10）用户存储器大于 4K。
电气控制与PLC第五章
•PLC 的 产生与发展
•第一代：从第一台PLC诞生到上个世纪70年代初
•● CPU使用中小规模集成电路，采用磁芯存储器。 •● 功能简单（只有计数/定时功能）。 •● 可靠性较差，略强于继电器控制。 •● 机种单一，没形成系列。
•CPU单元： •CS1G-H
电气控制与PLC第五章
（二）存储器
存储器一般由存储体、地址译码电路、读写控制电路和数 据寄存器组成。用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量和 其他信息。
常用的存储器： 1）只读存储器（ROM） 存放系统程序。 2）随机存储器（RAM） 存入用户程序、逻辑变量和其 他一些信息。PLC使用锂电池作为RAM的备用电源，或采用 快闪存储器（如CPM1A）。
电气控制与PLC第五章
• （二）应用软件 • 应用软件也叫做用户软件。是用户
为达到某种控制目的，采用PLC厂家提 供的编程语言自主编制的程序。同一台 PLC用于不同控制目的时就需要编制不 同的应用软件。用户软件存入PLC后如 需要改变控制目的可多次改写。
电气控制与PLC第五章
应用软件编程语言的表达方式
• 应用软件的编制需使用可编程控制器生 产厂方提供的编程语言。不同的PLC使 用不同的编程语言。
– 梯形图 – 指令表 – 顺序功能表 – 功能块图 – 结构文本
电气控制与PLC第五章
•1、梯形图（Ladder Diagram）
• 梯形图语言是一种以图形符号及其在图中的相 互关系表示控制关系的编程语言。
电气控制与PLC第五章
•四 可编程控制器的组成及其功能
可编程控制器的组成
电气控制与PLC第五章
（一）中央处理器(CPU)
➢ 系统的控制中枢，由控制电路、运 算器、寄存器组成。
➢ 功能： 1)接受并存储从编程器键入的用户 程序和数据。 2)检查硬件的工作状态，如：电源、 存储器、I/O以及定时器的状态，并 诊断用户程序的语法错误。 3)运行时，读指令→执行指令→取 下一条指令，处理中断。
电气控制与PLC第五章
• PLC与编程器的连接 电气控制与PLC第五章
• 五 可编程控制器的结构及软件
1 可编程控制器的结构
• 按硬件的结构类型分类
• （一）单元式 • 把CPU、RAM、ROM、I/O接口、编程器或EPROM
写入器相连的接口、输入输出端子、电源、指示灯等 装配在一起的整体装置。 • 优点：结构紧凑，体积小，成本低，安装方便。 • 缺点：输入输出点数是固定的，不一定能适合具体的 控制现场的需要。 • 有时整体PLC的输入口或输出口要扩展，这就又需要 一种只有一些接口而没有CPU也没有电源的装置。 • 为了区分这二种装置，人们把前者叫做基本单元，而 把后者叫做扩展单元。
电气控制与PLC第五章
•PLC及其控制系统的发展趋势
• PLC的性能
• 对小型PLC • 向着体积更小、速度更高、功能增强、价格低廉的方 向发展。使之更利于取代继电器控制。 • 对大中型PLC •向着更大容量、更高速度、更多的功能、更高的可靠 性、易于连络通信的方向发展。使之更利于对大规模、 复杂系统的控制。
电气控制与PLC第五章
2 可编程控制器的软件
• 软件的分类
• PLC的软件包含系统软件和应用软件两种。 （一）系统软件
• 系统软件包含系统的管理程序，用户的解释 程序，另外还包括一些供系统调用的专用标 准程序块等。
• 系统管理程序用以完成机内运行相关时间分 配、存储空间分配管理及系统自检等工作。