PLC第一章 第1节 概述、第2节 直观分析法

可编程控制器主要内容：一、基础知识1、继电器控制系统概述常用电器及元件继电器控制系统简介2、继电器式控制线路分析方法直观分析法逻辑代数分析法二、FP1可编程控制器1、概述可编程控制器的产生与发展可编程控制器的功能及特点可编程控制器的构成及工作原理2、FP1可编程控制器构成及工作原理FP1硬件及配置方式FP1地址分配（编址）FP1指令系统FP1编程方法三、可编程控制器应用系统设计1、硬件系统设计控制系统设计步骤硬件系统设计主要考虑因素2、软件系统设计组合型逻辑设计时序型逻辑设计—顺序功能图(SFC)设计方法时序型逻辑设计—动作顺序表设计方法四、S7-300可编程控制器1、S7-300PLC的硬件及配置硬件模块系统配置2、S7-300PLC寻址及指令系统地址分配常用指令3、S7-300PLC编程STEP7软件介绍硬件设置编程方法参考书：[1]周美兰等编.《PLC电气控制与组态设计》.科学出版社.[2]吕炳仁编.《断续控制系统》.电子工业出版社.[3]廖常初．大中型PLC应用教程．北京：机械工业出版社.[4]西门子公司.《深入浅出西门子S7-300PLC》.北京航空航天大学出版社.第一章基础知识第1节继电器式控制系统概述一、常用电器分为检测电器、控制电器和执行电器等。1、检测电器用于信号检测并将其转换为开关量信号。1)按钮和手动开关作用：用于短时接通或分断小电流电路。按钮分类按接点的闭合形式可分为常开型按钮（动合按钮）、常闭型按钮（动断按钮）、及复合型按钮。按复位形式可分为非自锁和自锁型（或不带锁和带锁型）。表示符号：常开型按钮NONO常闭型按钮NCNC复合型按钮按钮开关(带锁/自锁型按钮)手动开关2)检测开关作用：用于工艺信号检测,并将其转换为开关量动作.分类及表示符号：行程开关（限位开关）、接近开关信号检测开关例如温度、压力、流量、液位检测开关；电流、电压、转速检测开关等。常用信号检测开关表示符号TT温度开关PP压力开关FF流量开关LL液位开关nn速度开关过热开关2、控制电器按照控制要求，对检测部分送来的开关量信号进行逻辑运算或延时操作等，并将结果送至执行部分。1)中间继电器作用：用于逻辑运算及触点的转换和扩展。构成：由电磁机构和触点部分等组成。构成及工作原理示意图中为1对常开（NO）和1对常闭（NC）触点。桥式动触头静触头静触头构成及工作原理i/I线圈控制可以是24VDC、220VAC、380VAC。构成及工作原理i/I表示符号：R继电器线圈常开触点常闭触点构成及工作原理2)时间继电器作用：用于延时操作。构成：由电磁机构、延时装置和触点部分等组成。表示符号：TR继电器线圈延时闭合，瞬时断开延时断开，瞬时闭合瞬时闭合，延时断开瞬时断开，延时闭合KT3、执行电器作用：用于驱动受控对象。1)接触器作用：用于接通或断开主电路或大容量控制电路。表示符号：K接触器线圈常开触点常闭触点主触点辅助触点2)电磁阀作用：用于流体管路的控制。分类：按动作形式分为带电打开和带电关闭。表示符号：带电关闭，失电打开带电打开，失电关闭电磁线圈阀门FOFC二、继电器式控制系统简介1、报警系统1)作用主要起自动监视作用。当工艺参数偏离规定值或运行状态出现异常时发出声光信号，以便提醒操作人员采取措施，使生产正常进行。2)报警系统的一般动作过程正常——报警——确认——复原3)报警系统分类一般闪光报警系统区别瞬时原因闪光报警系统区别第一原因闪光报警系统一般闪光报警系统的动作要求不响不响消音响不响警铃亮灭平光闪烁不亮报警灯试灯复原确认报警正常状态元件区别瞬时原因闪光报警系统的动作要求报警信号为持续信号时的动作要求与一般闪光报警系统相同。报警信号为瞬时信号时的动作要求：不响消音响不响警铃亮灭闪烁不亮报警灯试灯确认（复原）报警正常状态元件不响不响消音响不响警铃亮灭灭闪烁不亮报警灯试灯复原确认报警正常状态元件过程可简化为：2、联锁系统1)作用实现异常情况的自动处理及特定过程的顺序操作。2)分类（1）由工艺参数偏离规定范围引发的联锁；（2）保证设备正常运转或设备之间正常联络所需的联锁。3)基本功能要求（1）保证联锁动作符合工艺要求；（2）应设置联锁报警功能；（3）应设置联锁系统投运显示。4)可供选择的附加功能（1）联锁延时；（2）联锁的投运与切除（3）手动紧急联锁(4）联锁的自锁/复位第2节继电器式控制线路分析方法1——直观分析法一、组合型线路的分析1、分析步骤：1）了解动作要求，即输入与输出的对应关系；2）分清输入、输出及中间环节；3）分析线路（直接读图）；4）绘制图表。2、分析举例：某控制系统的动作要求如下：（1）开关SW1闭合时，关闭A阀和B阀；（2）检测开关SW2闭合时，关闭A阀，只开B阀；（3）检测开关SW3闭合时，关闭A阀，只开B阀；同时，要求阀门打开时相应的指示灯点亮。注：A、B两阀均为带电关闭。控制系统线路图如下图(自然状态—未上电)：R1、R2、R3不带电，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不带电，A、B阀打开。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀SW1SW2LSW3n系统上电，各元件状态无变化。R1、R2、R3不带电，AL1、AL2、AL3不亮，VS1、VS2、不带电，A、B阀打开。即状态未改变。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW1闭合时：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nAL1亮、R1带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR1的触点状态翻转(R1-1闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nVS2带电，B阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3n同时经R2-1、R3-1使VS1带电，A阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW1断开，AL1灭，R1失电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR1-1断开，VS1、VS2失电，A、B阀打开R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW2闭合时：AL1R1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nAL2亮、R2带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR2的触点状态翻转(R2-1断开，R2-2闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR2-2闭合使VS1带电，A阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW2断开，系统复原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW3闭合时：R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nAL3亮、R3带电R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR3的触点状态翻转(R3-1断开，R3-2闭合)R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nR3-2闭合使VS1带电，A阀关闭R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3nSW3断开，系统复原。R1AL1R2AL2R3AL3VS2VS1R1-1R2-2R3-2R2-1R3-1B阀A阀LNSW1SW2LSW3n动作表VS2VS1AL3AL2AL1R3R2R1SW3SW2SW1说明AL3亮A开、B关01100100100AL2亮A开、B关01010010010AL1亮A、B全关11001001001灯全灭A、B全开00000000000SW3闭合SW2闭合SW1闭合正常执行中间输入状态元件1、分析步骤：1）了解动作要求（动作顺序、输入与输出关系）；2）分清输入、输出及中间环节；3）分析线路；4）绘制图表。二、时序型线路的分析加热槽温度报警联锁系统控制要求：当温度超限时发出报警信号（灯亮及铃响），同时有联锁动作，即关闭VS阀。按PB按钮确认后，铃消音。待温度正常后，VS重新打开，同时报警灯灭。VS为带电关闭。2、分析举例：TS加热槽VS控制箱蒸汽控制系统线路图（自然状态）R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBT系统上电：各部件无动作R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLN温度超限时：TS闭合R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNTS闭合使R1带电R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1的触点状态翻转（R1-1、R1-2闭合）R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1-1闭合使VS带电，阀关闭R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBR1-2闭合使AL灯亮、BL带电铃响TLN按PB后，R2带电R1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBTLNR1VSBLTSR1-2阀R2ALR1-1R2-1R2-2PBR2带电，触点状态翻转（R2-1闭，R2-2断）铃消音TLNPB按钮复原后，因R2-1自锁作用，R2仍带电R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLN温度正常后，TS断开，R1失电R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNR1的触点状态翻转（R1-1、R1-2断开）R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNR2失电，AL灯灭R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLNR2失电使其触点状态翻转，系统复原R1VSBLTSR1-2阀ALR1-1R2-1R2-2PBR2TLN绘制动作顺序表：VSBLALR2R1PBTS灯灭铃不响阀打开灯亮铃停阀关闭灯亮铃响阀关闭灯不亮铃不响阀打开说明执行中间输入TS→1PB→1TS→0复原确认报警正常状态元件条件动作顺序表动作表表达方式有自锁点无自锁点线路特征与当前输入及上一周期的各元件状态有关只与当前输入状态有关输出状态时序型线路组合型线路类型项目三、组合型线路与时序型线路比较