「干货」电气控制与PLC （考试必备）

互推小编 2024-01-11

按钮：按钮开关一般由按钮帽、复位弹簧、桥式常闭触点、常开触点、支柱连杆及外壳等部分组成。
接触器：接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件组成。
熔断器：熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管组成。
KM：接触器 KT：时间继电器 FR：热继电器 FU：熔断器

KA：中间继电器 SB：按钮

行程开关：由触点系统、操作机构和外壳组成常见的有直动式和滚轮式。
电器：凡是自动和手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象进行切换、控制、保护、检测、变换和调节目的的电器元件统称为电器。
高压电器：是指额定电压为3KV及以上的电器。
低压电器：是指交流电压为1000V或直流电压为1200V以下的电器。
低压电器的分类

①按工作原理分类

电磁式电器

非电量控制电器

②按用途分类

控制电器

主令电器

保护电器

配电电器

执行电器

③按操作方式分类

手动电器

自动电器

10、低压断路器选择

①低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。

②低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路最大短路电流。

③欠电压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。

④过电流脱扣器的额定电流应大于或等线路的最大负载电流。

11、熔断器的选择

熔断器的额定电流应大于等于熔体的额定电流，其额定电压应大于或等于线路额定电压。

热继电器：主要用于电动机的过载保护、断相保护、三相电流不平衡运行的保护及他电气设备发热状态的控制。
热继电器结构：由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成。
热继电器工作原理：发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。
组合开关结构：由多层动触点和静触点组成。
组合开关作用：主要用于机床设备的电源引入开关，也可用来通断5KW以下电机电路或小电流电路。
互锁含义：将对方的常闭触头串联在自己线圈回路中，同一时间只能一只接触器得电的控制方式称为互锁或连锁。
互锁作用：互锁电路避免了两只接触器同时得电，从而防止了由于误操作造成的主回路两相短路事故的发生。
自锁含义：利用接触器本身的常开辅助触点而使线圈保持得电的控制方式叫做自锁。
时间继电器：时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的自动控制电器，其种类很多，常用的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等。
时间继电器的分类：通电延时型时间继电器、断电延时型时间继电器
通电延时型时间继电器：当加入输入信号后其延时触点经过一定时间才会动作常开触点闭合常闭触点断开。当输入信号消失后其触点立即复原。
断电延时型时间继电器：当加入输入信号后其触点立即动作，当输入信号消失后，其延时触点经过一定时间才会复原。
制动有两个含义：一是使电动机在切断电源后能迅速停止；二是限制电动机转速。三相异步电动机的制动方法有下列两类：机械制动和电气制动机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速停转，应用较普遍的是电磁抱闸，它主要用于起重机械上吊重物时，使重物迅速而又准确地停留在某一位置上。电气制动是在电动机转子上加一个与转向相反的制动电磁转矩，使电动机转速迅速下降，或稳定在另一转速。电气制动通常形式为能耗制动、反接制动。
速度继电器：速度继电器又称为反接制动继电器，主要用于三相交流异步电动机的反接制动控制。
感应式速度继电器：主要由定子、转子和触点三部分组成，在结构原理上与交流异步电动机类似，是靠电磁感应原理实现触点动作的。
普通卧式车床的结构，主要由床身、主轴变速箱、进给箱、挂轮箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。
车床的运动形式

主运动：主轴通过卡盘带动工件旋转

进给运动：溜板带动刀架的纵向或横向直线运动

辅助运动：刀架的快速移动和尾架的移动等

钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。

30、摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、主轴、工作台等组成。

31、钻床的运动形式

主运动：主轴带动钻头的旋转运动。

进给运动：钻头的上下移动。

辅助运动：主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动、摇臂与外立柱一起相对于内立柱回转运动。

镗床是用于孔加工的机床，与钻床比较，镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较精确的零件，如一些箱体零件（机床主轴箱、变速箱等）。镗床的加工形式主要是用镗刀镗削在工件上已铸出或已粗钻的孔，除此之外，大部分镗床还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔等加工。
卧式镗床主要运动形式

主运动：镗杆（主轴）旋转或平旋盘（花盘）旋转。

进给运动：主轴轴向（进、出）移动、主轴箱（镗头架）的垂直(上、下）移动、花盘刀具溜板的径向移动、工作台的纵向（前、后）和横向（左、右）移动。

辅助运动：有工作台的旋转运动、后立柱的水平移动和尾架垂直移动。

PLC控制系统一般由控制器（PLC）、控制电器（接触器）、保护电器和电动机等环节组成。
PLC的硬件由微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出单元（I/O接口）、编程器及电源等部分组成。

36、CPU：CPU是PLC的运算控制中心。PLC在CPU的控制下，协调系统内部各部分的工作，执行监控程序和用户程序，进行信息和数据的逻辑处理，产生相应的内部控制信号，实现对现场各个设备的控制。

37、存储器

存储器分系统存储器（ROM）和用户存储器（RAM）。

38、输入/输出接口

（1）输入接口：输入接口电路用来接收和采集现场输入信号。输入接口通过输入电路将输入元件（如按钮、开关、继电器的触点、传感器等）的状态转换成CPU能够识别和处理的信号，并存储到输入映像寄存器中。

（2）输出接口：输出接口电路就是PLC的负载驱动回路。为适应控制的需要，PLC输出分继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种形式。为提高PLC抗干扰能力，每种输出电路都采用了光电或电气隔离技术。

39、PLC的工作模式

RUN模式：上电自动运行，可由上位系统控制其停止，此时不能对其编写程序循环往复的执行扫描工作，每个工作过程完成5个阶段，当程序中插入STOP指令也可停止PLC运行。

TERM模式：上电不运行，工作模式STOP或RUN可以由上位系统控制其是否运

行，同时还可以监视程序运行的状态，进行特殊的端口调试，多用于联网的PLC或现场调试时使用。

STOP模式：上电不运行，上位系统也没办法让其运行起来，但PLC仍完成内部

处理和通信处理两阶段的内容，可以对PLC编写程序、数据、系统设置等。

40、上部端子（输出及PLC电源接线端子）

（1）L1、N 分别接电源的相线和中性线。电源电压为85~265V AC。

（2）Q0.0~Q1.1 输出继电器端口，接负载。输出继电器用Q表示，采用八进制

编号。S7-200系列PLC可扩展到128位，即Q0.0~Q0.7，Q1.0~Q1.7，…，

Q15.0~Q15.7。

41、下部端子（输入及传感器电源接线端子）

（1）L＋内部24V DC电源正极，为外部传感器或输入继电器供电。

（2）M 内部24V DC电源负极，接外部传感器负极或输入继电器公共端。

（3）I0.0~I1.5 输入继电器端口，接输入信号。输入继电器用I表示，采用八进制编号。S7-200系列PLC可扩展到128位，即I0.0~I0.7， I1.0~I1.7，…，I15.0~I15.7。

（4）1M、2M 输入继电器的公共端口，接内部24V DC电源负极。其中I0.0~I0.7的公共端口为1M；I1.0~I1.5的公共端口为2M。

当PLC内部程序中的输出点线圈断开时，对应的输出点的内部触点断开，COM端则与输出端子断开。若是晶体管输出，则输出端M接（-），L端接（+），输出点为正电压，因此负载一端接输出点，另一端接（-）极。
PLC扫描工作方式

（1）读输入（输入采样）

（2）执行程序

（3）处理通信请求

（4）执行CPU自诊断

（5）写输出（输出刷新）

44、PLC有两种基本的工作状态：运行（RUN）状态与停止（STOP）状态

45、PLC在开机后，完成自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新五个工作阶段，称为一个扫描周期。

46、完成一次扫描后，又重新执行上述过程，可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。

47、梯形图：是一种图形编程语言，沿用继电器的触点、线圈、串并

联等术语和图形符号，是PLC系统中使用的最基本、最普遍的编程语言。

输入继电器：每一个输入继电器都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接受外部开关信号。其状态只能由外部开关决定，PLC不能改变输入信号状态。输入继电器只能由外部信号驱动，而不能由PLC指令来驱动

48、输出继电器是PLC通过运行用户程序，控制输出端子的状态，从而通过输出端子来控制外部负载的通与断。输出继电器只能由PLC指令来驱动，外部信号不能直接驱动PLC的输出继电器。

49、输入/输出指令：标准触点指令中如果有操作数，则为BOOL型，操作数

的编址范围可以是：I、Q、M、SM、T、C、S、VL。

LD、LDN、OUT 指令

指令的作用

LD（Load）: 取指令，常开触点与母线连接。

LDN(Load Not)：常闭触点与母线连接。

= ：驱动线圈的输出指令。

编程元件

LD、LDN：I，Q，M，SM，T，C，V，S

=：Q，M，SM，T，C， S

指令的说明

LD、LDN用于将触点接到母线上。

LD、LDN还与块操作指令ALD、OLD相配合，用于分支电路的起点。

=不能用于I；并联输出OUT指令可连续使用任意次。

51、LD、LDN、= 指令

指令的作用

A(And)：与指令，用于串联单个常开触点；

AN(And Not)：与反指令，用于串联单个常闭触点。

编程元件

A、AN ：I，Q，M，SM，T，C，V，S

指令的说明

A和AN指令用于单个触点与左边触点的串联，可连续使用。

执行OUT指令后，通过与指令可驱动其它线圈输出。

52、O、ON 指令

指令的作用

O（Or）：或指令，用于并联单个常开触点；

ON(OR Not)：或反指令，用于并联单个常闭触点。

指令的说明

O、ON编程元件： I，Q，M，SM，T，C，V，S ；

O、ON指令仅用于单个触点与前面触点的并联；

53、置位、复位指令的应用

①S（Set）指令也称为置位指令。由置位线圈、置位线圈的位地址（bit）和置位线圈数目才（n）构成；置位即置1，复位即置0。置位和复位指令可以将位存储区的某一位开始的一个或多个（最多可达255个）同类存储器位置1或置0。

②R（Reset）指令也称为复位指令。由复位线圈、复位线圈的位地址（bit）和复位线圈数目才（n）构成；将位存储区的指定位（位bit）开始的N个同类存储器位复位。当用复位指令时，如果是对定时器T位或计数器C位进行复位，则定时器位或计数器位被复位，同时，定时器或计数器的当前值被清零。

边沿脉冲指令

脉冲上升沿指令（EU）和脉冲下降沿指令（ED）的梯形图、指令、逻辑功能和操作数如表所示。

（1）EU指令对其之前的逻辑运算结果，在上升沿产生

一个扫描周期的脉冲。

（2）ED指令对其之前的逻辑运算结果，在下降沿产生

一个扫描周期的脉冲。

55、定时器的概念：定时器是PLC编程元件的一种，在运行过程中，当定时器的输入条件满足时，当前值开始按一定的单位增加，当定时器的当前值到达设定值时，定时器发生动作，从而满足各种定时逻辑控制的需要。定时器的当前值是存储器当前累积的计数值，用16位符号整数来表示，最大值为32767。定时器的编号用T和常数编号（最大为255）。

56、定时器的分辨和设定时间：定时器的实际设定时间T=设定值PT×分辨率，举例如使用定时器T37(100ms定时器)，设定值为100，则实际时间为T=100×100=10000ms。

57、接通延时定时器：TON指令在启用输入端使能后，开始计时。当前值（Txxx）大于或等于预设时间（PT）时，定时器触点接通。当输入端断开时，接通延时定时器当前值被清除，触点断开达到预设值后，定时器仍继续计时，达到最大值32767时，停止计时。

58、有记忆的接通延时定时器：有记忆接通延时定时器具有记忆功能，它用于对许多间隔的累积定时。上电周期或首次扫描时，定时器的当前值为掉电前的

值，当输入端接通时，当前值从上次的保持值继续计时，当累积当前值达到设定值时，定时器常开触点接通，若此时，输入端仍为接通状态，当前值可计数到32767。

断开延时定时器：断开延时定时器指令（TOF）用于在输入关闭后，延迟固定的一段时间再关闭输出。启用输入打开时，定时器位立即置位，当前值被设为0。输入关闭时，定时器继续计时，直到当前值等于设定值，时间达到预设时间，定时器位复位。
跳转指令

①使能输入有效时，使程序跳转到同一程序中的指定标号n处执行。跳转指令和标号指令必须配合使用，而且只能使用在同一程序中，如主程序、同一主程序或同一中断程序。跳转指令不能在不同的程序块中相互跳转。

②执行跳转后被跳过程序段中的各元件状态为

Q、M、S、C等元件的位保持跳转前的状态。

计数器C停止计数，当前值存储器保持跳转前的计数值。

对定时器来说，因刷新方式不同而工作状态不同。

在跳转期间，分辨率为1ms和10ms的定时器会一直保持跳转前的工作状态，原来工作的继续工作，到设定值后，其位的状态也会改变，输出触点动作，其当前值存储器一直累计到最大值32767才停止。对分辨率为100ms的定时器来说，跳转期间停止工作，但不会复位，存储器里的值为跳转时的值，跳转结束后，若输入条件允许，可继续计时，但已失去了准确计时的意义，所以在跳转段里的定时器要慎用。