科威PLC教程--差异之中认识科威PLC(二) 点击：1830 | 回复：8
发表于：2007-11-01 09:57:00
楼主
第二章 PLC的工作原理
PLC是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中一些编程元件也沿用了继电器这一名称。如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、时间继电器、记数器等。这种用计算机内部资源描述成继电器，实际上是一种“软继电器”与继电器系统中的物理继电器在功能上有相似之处。由于以上原因，在介绍PLC工作原理之前，首先介绍物理继电器和其他常用电器元件的结构和工作原理。
2.1 继电器及常用电器元件
2.1.1 按钮
按钮是手动开关，在自动控制系统中，它常用来作为开始启动或最后停止的命令。由于这种命令一般由操作人员发出，故做成手动开关。按钮一般分为常开按钮、常闭按钮及复合按钮等几种形式，其图形及文字说明如图2.1所示。
常开按钮：平时触点是分开的，手动按下去后触点闭合，手离开触点又恢复原状。
常闭按钮：平时触点是闭合的，手动按下去后触点分开，手离开触点又恢复原状。
复合按钮：把常开和常闭装在一起的按钮。
2.1.2 行程开关
行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器。它的作用原理与按钮类似，当运动部件运动到某一位置，正好碰撞行程开关的顶杆时，行程开关触点动作，发出控制信号，行程开关和按钮不同点在于行程开关是靠外加的机械力使触点动作，而按钮是靠人工动手而动作。行程开关的图形和文字符号如图2.2所示。现在常用光电耦合、电磁感应等原理做成无触点的行程开关。
2.1.3 接近开关
接近开关（无触点开关）是利用晶体管的导通和截止来控制设备的启、停。当接近开关作为PLC的输入点信号，其接线方法如图2.3所示。只要把它的“输出”、“地”分别接在PLC的输入端子X0与COM上，电源接在PLC的“+24V”端子即可。接近开关利用其晶体管的导通与截止来控制PLC输入信号X0的有无。
2.1.4 电磁阀
继电器和电磁阀作为PLC的主要输出器件(负载)，在自动控制领域广泛应用。开关量控制最简单的电磁阀就是一个控制水管、油管和汽管的带有磁力线圈的阀芯开关，只有开和闭两种状态。利用电磁原理，给线包加电，阀芯吸合，打开管路：线包失电，管路关闭。我们家里使用的全自动洗衣机，它的进水和出水全靠电磁阀控制。
2.1.5 熔断器
熔断器又称保险丝，是一种利用熔化作用切断电路的保护器，其原理是当通过的电流过大时，会产生足够大的热量使熔片或熔丝熔化，从而使电路断开，保护电器设备的安全。其图形及文字符号如图2.4所示。
2.1.6 继电器
图2.5（a）是继电器结构示意图，它主要由电磁线圈、铁芯、触点和复位弹簧组成。继电器有两种不同触点，在线圈断电时处于断开状态的触点称为常开触点（如图2.5（a、b）中的触点3、4），处于闭合状态的触点称为常闭触点（如图2.5（a、b）中的触点1、2）。
当线圈通电时，电磁铁产生磁力，吸引衔铁，使常闭触点断开，常开触点闭合，线圈电流消失及复位弹簧使衔铁返回原来的位置。常开触点断开，常闭触点闭合。图2.5（b） 为继电器的线圈、常开触点、常闭触点在电路图中的符号。一只继电器可能有若干对常开触点和常闭触点，在继电器电路图中，一般用相同的由字母、数字组成的文字符号（KM2）来标注同一个继电器的线圈和触点。
2.1.7 接触器
图2.6是用交流接触器控制异步电动机的主电路，控制电路和有关波形图。接触器的结构和工作原理与继电器基本相同。区别仅在于继电器触点的额定电流小，而接触器是用来控制大电流负载的，它可以控制额定电流为几十安至几千安的异步电机。按下启动按钮A1，它的常开触点接通，电流经过A1的常开和停止按钮A2，作为过载保护用的热继电器JR的常开触点，流过交流接触器KM的线圈接触器的衔铁被吸合，使主电路中的3对常开触点闭合。异步电动机M的三相电流被接通电动机开始运行，控制电路中接触器KM的辅助常开触点同时接通，放开启动按钮及A1的常开触点断开，电流经KM的辅助常开触点和A2，JR的常闭触点流过KM的线圈。电动机继续运行，KM的辅助常开触点实现的这种功能为“自保”或“自锁”。它使继电器电路具有类似于R-S触发器的记忆功能。
在电动机运行时按停止按钮A2，它的常闭触点断开，使KM的线圈失电，KM的主触点断开，异步电动机的三相电流被切断，电动机停止运行，同时控制电路中的KM辅助常开触点断开。当停止按钮A2被放开，其常闭触点闭合及KM线圈仍然失电，电动机继续保持停止运行状态。图2.6给出了有关信号的波形图。
图中用高电平表示“1”状态（线圈通电，按钮被按下）用低电平表示“0”状态（线圈断电，按钮被放开）。图2.6中的控制电路在继电器系统和PLC的梯形图中被大量使用，它被称为“启动-保持-停止”电路。
2.1.8 时间继电器、
又称“延时继电器”，其机构与电磁式继电器非常相似，它利用各种延时的方法，使得线圈中的电流变化缓慢，从而使得衔铁在线圈通电或断电瞬间不能立即吸合或释放，时间继电器的图形及文字符号如图2.7所示。它在PLC中又称定时器，当定时器的输入接通时开始定时，定时时间到，即定时器接通定时器相应的触点动作。
PLC是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中一些编程元件也沿用了继电器这一名称。如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态继电器、时间继电器、记数器等。这种用计算机内部资源描述成继电器，实际上是一种“软继电器”与继电器系统中的物理继电器在功能上有相似之处。由于以上原因，在介绍PLC工作原理之前，首先介绍物理继电器和其他常用电器元件的结构和工作原理。
2.1 继电器及常用电器元件
2.1.1 按钮
按钮是手动开关，在自动控制系统中，它常用来作为开始启动或最后停止的命令。由于这种命令一般由操作人员发出，故做成手动开关。按钮一般分为常开按钮、常闭按钮及复合按钮等几种形式，其图形及文字说明如图2.1所示。
常开按钮：平时触点是分开的，手动按下去后触点闭合，手离开触点又恢复原状。
常闭按钮：平时触点是闭合的，手动按下去后触点分开，手离开触点又恢复原状。
复合按钮：把常开和常闭装在一起的按钮。
2.1.2 行程开关
行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器。它的作用原理与按钮类似，当运动部件运动到某一位置，正好碰撞行程开关的顶杆时，行程开关触点动作，发出控制信号，行程开关和按钮不同点在于行程开关是靠外加的机械力使触点动作，而按钮是靠人工动手而动作。行程开关的图形和文字符号如图2.2所示。现在常用光电耦合、电磁感应等原理做成无触点的行程开关。
2.1.3 接近开关
接近开关（无触点开关）是利用晶体管的导通和截止来控制设备的启、停。当接近开关作为PLC的输入点信号，其接线方法如图2.3所示。只要把它的“输出”、“地”分别接在PLC的输入端子X0与COM上，电源接在PLC的“+24V”端子即可。接近开关利用其晶体管的导通与截止来控制PLC输入信号X0的有无。
2.1.4 电磁阀
继电器和电磁阀作为PLC的主要输出器件(负载)，在自动控制领域广泛应用。开关量控制最简单的电磁阀就是一个控制水管、油管和汽管的带有磁力线圈的阀芯开关，只有开和闭两种状态。利用电磁原理，给线包加电，阀芯吸合，打开管路：线包失电，管路关闭。我们家里使用的全自动洗衣机，它的进水和出水全靠电磁阀控制。
2.1.5 熔断器
熔断器又称保险丝，是一种利用熔化作用切断电路的保护器，其原理是当通过的电流过大时，会产生足够大的热量使熔片或熔丝熔化，从而使电路断开，保护电器设备的安全。其图形及文字符号如图2.4所示。
2.1.6 继电器
图2.5（a）是继电器结构示意图，它主要由电磁线圈、铁芯、触点和复位弹簧组成。继电器有两种不同触点，在线圈断电时处于断开状态的触点称为常开触点（如图2.5（a、b）中的触点3、4），处于闭合状态的触点称为常闭触点（如图2.5（a、b）中的触点1、2）。
当线圈通电时，电磁铁产生磁力，吸引衔铁，使常闭触点断开，常开触点闭合，线圈电流消失及复位弹簧使衔铁返回原来的位置。常开触点断开，常闭触点闭合。图2.5（b） 为继电器的线圈、常开触点、常闭触点在电路图中的符号。一只继电器可能有若干对常开触点和常闭触点，在继电器电路图中，一般用相同的由字母、数字组成的文字符号（KM2）来标注同一个继电器的线圈和触点。
2.1.7 接触器
图2.6是用交流接触器控制异步电动机的主电路，控制电路和有关波形图。接触器的结构和工作原理与继电器基本相同。区别仅在于继电器触点的额定电流小，而接触器是用来控制大电流负载的，它可以控制额定电流为几十安至几千安的异步电机。按下启动按钮A1，它的常开触点接通，电流经过A1的常开和停止按钮A2，作为过载保护用的热继电器JR的常开触点，流过交流接触器KM的线圈接触器的衔铁被吸合，使主电路中的3对常开触点闭合。异步电动机M的三相电流被接通电动机开始运行，控制电路中接触器KM的辅助常开触点同时接通，放开启动按钮及A1的常开触点断开，电流经KM的辅助常开触点和A2，JR的常闭触点流过KM的线圈。电动机继续运行，KM的辅助常开触点实现的这种功能为“自保”或“自锁”。它使继电器电路具有类似于R-S触发器的记忆功能。
在电动机运行时按停止按钮A2，它的常闭触点断开，使KM的线圈失电，KM的主触点断开，异步电动机的三相电流被切断，电动机停止运行，同时控制电路中的KM辅助常开触点断开。当停止按钮A2被放开，其常闭触点闭合及KM线圈仍然失电，电动机继续保持停止运行状态。图2.6给出了有关信号的波形图。
图中用高电平表示“1”状态（线圈通电，按钮被按下）用低电平表示“0”状态（线圈断电，按钮被放开）。图2.6中的控制电路在继电器系统和PLC的梯形图中被大量使用，它被称为“启动-保持-停止”电路。
2.1.8 时间继电器、
又称“延时继电器”，其机构与电磁式继电器非常相似，它利用各种延时的方法，使得线圈中的电流变化缓慢，从而使得衔铁在线圈通电或断电瞬间不能立即吸合或释放，时间继电器的图形及文字符号如图2.7所示。它在PLC中又称定时器，当定时器的输入接通时开始定时，定时时间到，即定时器接通定时器相应的触点动作。
发表于：2007-11-21 10:52:00
8楼
下面引用由jiangjian在 2007-11-6 22:46:00 发表的内容：
to yjin<br> 人嘛!不要太自以为是嘛！难道你不用学这些简单的东西就会吗？对于初学…
--------------------------------------------------------------------------------------------
您可能理解错 yjin的意思了，他好象说的是，别人是凑字数很不好，詹工这样的是写得好的，我是这么理解的，具体是不是这个意思看yjin他本人了 了。
to yjin<br> 人嘛!不要太自以为是嘛！难道你不用学这些简单的东西就会吗？对于初学…
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您可能理解错 yjin的意思了，他好象说的是，别人是凑字数很不好，詹工这样的是写得好的，我是这么理解的，具体是不是这个意思看yjin他本人了 了。
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