维修电工基础知识ppt

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维修工培训材料 培训内容 一、维修电工概述 二、安全用电 三、电气识图 四、继电接触控制 五、PLC结构及控制原理 一、维修电工概述 一、维修电工概述 二、安全用电 2.1 人身安全 2.2 用电安全技术简介 教学目的 1、掌握用电安全技术(包括接地保护、接零保护和漏电保护) 2、了解一般情况下对人体的安全电流和电压，了解触电事故的发生，了解安全用电的原则。 3、 培养逻辑思维和利用知识解决实际问题的能力。 重点、难点    安全用电的技术是维修人员今后工作中保障自身安全的准则之一，因此是本章内容的重点。    对于触电事故的发生，无论是高压触电还是低压触电都具有不可实验与体验性，要求具有较强的理解能力和分析能力，所以是本章的难点。 二、安全用电 二、安全用电 （3）电流的作用时间 二、安全用电 （4） 电流路径 电流通过头部可使人昏迷； 通过脊髓可能导致瘫痪； 通过心脏会造成心跳停止， 血液循环中断； 通过呼吸系统会造成窒息。 因此， 从左手到胸部是最危险的电流路径； 从手到手、 从手到脚也是很危险的电流路径； 从脚到脚是危险性较小的电流路径。 （5） 人体电阻 人体电阻是不确定的电阻，皮肤干燥时一般为100 KΩ左右，而一旦潮湿可降到1 KΩ 。人体不同，对电流的敏感程度也不一样，一般地说，儿童较成年人敏感，女性较男性敏感。患有心脏病者，触电后的死亡可能性就更大。 (6) 安全电压 安全电压是指人体不戴任何防护设备时，触及带电体不受电击或电伤。人体触电的本质是电流通过人体产生了有害效应，然而触电的形式通常都是人体的两部分同时触及了带电体，而且这两个带电体之间存在着电位差。因此在电击防护措施中，要将流过人体的电流限制在无危险范围内，也即将人体能触及的电压限制在安全的范围内。国家标准制定了安全电压系列，称为安全电压等级或额定值，这些额定值指的是交流有效值，分别为：42V、36V、24V、12V、6V等几种。 2. 常见的触电原因 人体触电主要原因有两种：直接或间接接触带电体以及跨步电压。直接接触又可分为单极接触和双极接触。 1） 单极触电 当人站在地面上或其他接地体上， 人体的某一部位触及一相带电体时， 电流通过人体流入大地(或中性线)， 称为单极触电， 如图1.１所示。图1.1-1（a）为电源中性点接地运行方式时，单相的触电电流途径。图1.1-1（b）为中性点不接地的单相触电情况。一般情况下，接地电网里的单相触电比不接地电网里的危险性大。 二、安全用电 （a） 中性点直接接地 （b） 中性点不直接接地 图1.1-1 单相触电? 2） 双极触电 双极触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体， 以及在高压系统中， 人体距离高压带电体小于规定的安全距离， 造成电弧放电时， 电流从一相导体流入另一相导体的触电方式， 如图1.1-２所示。 两相触电加在人体上的电压为线电压， 因此不论电网的中性点接地与否， 其触电的危险性都最大。 二、安全用电 图1.1-2 双极触电 二、安全用电 3） 跨步电压触电 当带电体接地时有电流向大地流散， 在以接地点为圆心， 半径20 m的圆面积内形成分布电位。 人站在接地点周围， 两脚之间(以0.8 m计算)的电位差称为跨步电压Uk， 如图1.1-3所示，　由此引起的触电事故称为跨步电压触电。高压故障接地处，或有大电流流过的接地装置附近都可能出现较高的跨步电压。离接地点越近、两脚距离越大，跨步电压值就越大。一般10米以外就没有危险。 二、安全用电 4） 剩余电荷触电 剩余电荷触电是指当人触及带有剩余电荷的设备时， 带有电荷的设备对人体放电造成的触电事故。 设备带有剩余电荷， 通常是由于检修人员在检修中摇表测量停电后的并联电容器、电力电缆、 电力变压器及大容量电动机等设备时， 检修前、 后没有对其充分放电所造成的。 二、安全用电 3. 防止触电 产生触电事故有以下原因： （1） 缺乏用电常识， 触及带电的导线。 （2） 没有遵守操作规程， 人体直接与带电体部分接触。 （3） 由于用电设备管理不当， 使绝缘损坏， 发生漏电， 人体碰触漏电设备外壳。 （4） 高压线路落地， 造成跨步电压引起对人体的伤害。 （5） 检修中， 安全组织措施和安全技术措施不完善， 接线错误， 造成触电事故。 （6） 其他偶然因素， 如人体受雷击等。 二、安全用电 1) 安全制度 (1) 在电气设备的设计、 制造、 安装、 运行、 使用和维护以及专用保护装置的配置等环中， 要严格遵守国家规定的标准和法规。 (2) 加强安全教育， 普及安全用电知识。 (3) 建立健全安全规章制度， 如安全操作规程、 电气安装规程、 运行管理规程、 维护检修制度等， 并在实际工作中严格执行。 二、安全用电 2) 安全措施 (1) 停电工作中的安全措施。 在线路上作业或检修设备时， 应在停电后进行， 并采取下列安全技术措施： ① 切断电源。 ② 验电。 ③ 装设临时地线。 二、安全用电 此外， 对电气设备还应采取下列一些安全措施: ① 电气设备的金属外壳要采取保护接地或接零。 ② 安装自动断电装置。 ③ 尽可能采用安全电压。 ④ 保证电气设备具有良好的绝缘性能。 ⑤ 采用电气安全用具。 ⑥ 设立保护装置。 ⑦ 保证人或物与带电体的安全距离。 ⑧ 定期检查用电设备。 1.2 用电安全技术简介 低压配电系统是电力系统的末端，分布广泛，几乎遍及建筑的每一角落，平常使用最多的是380／220V的低压配电系统。从安全用电等方面考虑，低压配电系统有三种接地形式，IT系统、TT系统、TN系统。TN系统又分为TN—S系统、TN—C系统、TN—C—S系统三种形式。 1）IT系统 IT系统就是电源中性点不接地、用电设备外壳直接接地的系统，如图1.3-1所示。IT系统中，连接设备外壳可导电部分和接地体的导线，就是PE线。 2）TT系统 TT系统就是电源中性点直接接地、用电设备外壳也直接接地的系统，如图1.3-2所示。通常将电源中性点的接地叫做工作接地，而设备外壳接地叫做保护接地。TT系统中，这两个接地必须是相互独立的。设备接地可以是每一设备都有各自独立的接地装置，也可以若干设备共用一个接地装置，图1.3-2中单相设备和单相插座就是共用接地装置的。 3）TN 系统 TN系统即电源中性点直接接地、设备外壳等可导电部分与电源中性点有直接电气连接的系统，它有三种形式，分述如下。 (1)TN—S系统 TN—S系统如图1.3-3所示。图中中性线N与TT系统相同，在电源中性点工作接地，而用电设备外壳等可导电部分通过专门设置的保护线PE连接到电源中性点上。在这种系统中，中性线N和保护线PE是分开的。TN—S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接。TN—S系统是我国现在应用最为广泛的一种系统(又称三相五线制）。新楼宇大多采用此系统。 （2）TN-C系统 TN-C系统如图1.3-4所示，它将PE线和N线的功能综合起来，由一根称为保护中性线PEN，同时承担保护和中性线两者的功能。在用电设备处，PEN线既连接到负荷中性点上，又连接到设备外壳等可导电部分。此时注意火线（L)与零线(N)要接对，否则外壳要带电。 TN-C现在已很少采用，尤其是在民用配电中已基本上不允许采用TN—C系统。 （3）TN-C-S系统 TN-C-S系统是TN-C系统和TN—S系统的结合形式，如图1.3-5所示。TN-C-S系统中，从电源出来的那一段采用TN-C系统只起能的传输作用，到用电负荷附近某一点处，将PEN线分开成单独的N线和PE线，从这一点开始，系统相当于TN-S系统。TN-C-S系统也是现在应用比较广泛的一种系统。这里采用了重复接地这一技术。此系统在旧楼改造适用。 为降低因绝缘破坏而遭到电击的危险，对于以上不同的低压配电系统型式，电气设备常采用保护接地、保护接零、重复接地等不同的安全措施。 2）种类：漏电保护器按不同方式分类来满足使用的选型。如按动作方式可分为电压动作型和电流动作型；按动作机构分，有开关式和继电器式；按极数和线数分，有单极二线、二极、二极三线等等。按动作灵敏度可分为： 高灵敏度：漏电动作电流在30mA以下； 中灵敏度：30~1000mA； 低灵敏度：1000mA以上。  二、安全用电 二、安全用电   (3) 配电屏与控制屏的框架， 室内、 外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架， 安装在配电线路杆上的开关设备、 电容器等电力设备的金属外壳。 (4) 在非沥青路面的居民区中， 高压架空线路的金属杆塔、 钢筋混凝土杆， 中性点非直接接地的低压电网中的铁杆、 钢筋混凝土杆， 装有避雷线的电力线路杆塔。 (5) 避雷针、 避雷器、 避雷线等。 二、安全用电 3、 电气设备的接地范围 根据安全规程规定， 下列电气设备的金属外壳应该接地或接零。 (1) 电机、 变压器、 电器、 照明器具、 携带式及移动式用电器具等的底座和外壳， 如手电钻、 电冰箱、 电风扇、 洗衣机等。 (2) 交流、 直流电力电缆的接线盒， 终端头的金属外壳， 电线、 电缆的金属外皮， 控制电缆的金属外皮， 穿线的钢管； 电力设备的传动装置， 互感器二次绕组的一个端子及铁心。 二、安全用电 (3) 配电屏与控制屏的框架， 室内、 外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架， 安装在配电线路杆上的开关设备、 电容器等电力设备的金属外壳。 (4) 在非沥青路面的居民区中， 高压架空线路的金属杆塔、 钢筋混凝土杆， 中性点非直接接地的低压电网中的铁杆、 钢筋混凝土杆， 装有避雷线的电力线路杆塔。 (5) 避雷针、 避雷器、 避雷线等。 电 气 识 图 　a、分清回路（以继电器的输出线圈为一个回路） 。 　b、了解每个回路（线圈通电）所需条件。最后分析其联动作用。 c、自锁：用线圈自身的常开触点并联到自身电路的启动按钮两端，实现自身线圈的长期得电。 　d、互锁：用线圈自身的常闭触点串联到其它回路中，防止其它回路（线圈）得电。 ３)端子排，其作用： a、实现电路中按钮、限位开关、指示灯（信号灯）接线（软线）和配电盘接触器及其它继电器接线（硬 线）实现连接的端子。 b、实现配线盘与配线盘之间的连接。 c、实现配线盘与电动机之间的连接。 3 .3电气编号图（安装图） 　 1) 近端标号法：来何处？ 2) 远端标号法：去何方！ 接线端子号标注的是同一根导线另一端接到电器的位置，书写方式如：2：1其含义 是接到2号器件的1号端子位置。我们学习远端标号的接线，一般按以下步骤进行： 首先，画出器件位置排列图，并在位置涂上标注器件号和端子号。 其次，根据位置图的编号，在控制原理图中写出对应端子的号码。 最后，根据原理图画接线图。 a、画出器件位置排列图，并在位置图上标注器件号和端子号。 四、继电-接触控制 自动开关（断路器） 自动开关又称自动空气断路器。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时能自动切断电路，有效地保护串接在其后的电气设备．在正常条件下，也可用于不频繁地接通和断开电路及控制电动机，因此自动开关是低压线路中常用的具有齐备保护功能的控制电器。由于自动开关具有可以操作、动作值可调、分断能力较高，以及动作后一般不需要更换牢部件等优点．因此得到了广泛应用 交流接触器 电磁式的接触器是利用电磁吸力的作用使主触点闭合或断开电动机电路或负载电路的控制电器。用它可以实现频繁的远距离操作，它具有比工作电流大数倍的接通相分断能力。接触器最主要的用途还是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。因此，它是电力拖动控制系统中员重要的也是最常用的控制电器。 接触器按其主触点控制的电路中的电流分为直流接触器和交流接触器。 电磁继电器主要包括电流继电器、电压继电器和中间继电器。选用时主要依据继电器所保护或所控制对象对继电器提出的要求，如触头的数量、种类，返回系数，控制电路的电压、电流、负载性质等。出于继电器触头容量较小，所以经常将被头并联使用。有时为增加触头的分断能力，也有把触头串联起来使用的。 ． 行程开关 行程开关的功能是相应于移动机械的位置产生电信号。设备使用于任何气候条件。 熔断器 熔断器担负的主要任务是为电线电缆作过载与短路保护，不论短路电流值有多高，它都能切断。其次，也适宜用作设备和电器的保护 控制按钮是一种接通或分断小电流电路的主令电器，其结构简单．应用广泛。触头允许通过的电流较小．一般不超过5A，主要用在低压控制电路中．手动发出控制信号。 ‘ 控制按钮由按钮帽，复位弹簧，桥式动、静触头和外壳等组成。一般为复合式．即同时具有常开、常闭触头。按下时常闭触头先断开，然后常干)f触头闭合。去掉外力后在复恢弹簧的作用下，常开触头断开，常闭秒久头复位。 行程开关的功能是相应于移动机械的位置产生电信号。设备使用于任何气候条件。 电气控制原理图 4.2 三相异步电动机的基本控制电路 5.1 可编程序控制器产生与发展 5.2 可编程序控制器的特点与分类 5.3 可编程序控制器的组成与工作过程 5.4 可编程序控制器的硬件基础 5.5 可编程序控制器的软件基础 5.6 可编程序控制器网络基础 5.7 可编程序控制器 5.1 可编程序控制器产生与发展 可编程序控制器广泛地应用于工业控制。它通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有可靠性高、稳定性和实时处理能力强的优点。可编程序控制器是把计算机技术与继电器控制技术有机结合起来，为工业自动化提供的几乎完美的现代化自动控制装置。 1)接线程序控制系统 在现代化生产过程中，许多自动控制设备、自动化生产线，均需要配备电气控制装置。 电气控制装置的输入信号有按钮、开关、时间继电器、压力继电器、温度继电器、过流过压继电器；电气控制装置的输出信号有接触器、继电器、电磁阀。这些信号只有闭合与断开两种工作状态。这类物理量被称为开关量或数字信号。 另一类设备，其输入信号是压力传感器、温度传感器、湿度传感器等信号，输出信号是伺服电机、电动阀、距离、速度等控制信号。这类物理量是一种连续变化量，叫做模拟量或模拟信号。 以往的电气控制装置主要采用继电器、接触器或电子元件来实现，由连接导线将这些器件按照一定的工作程序组合在一起，以完成一定的控制功能，这种控制叫做接线程序控制。 接线程序控制的电气装置体积大，生产周期长，接线复杂，故障率高，可靠性差。控制功能略加变动，就需重新组合、改变接线。 2 )可编程序控制器产生 1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。使不熟悉计算机的人也能方便地使用，并提出十项招标指标。 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台可编程序控制器PDP—14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。该设备用计算机作为核心设备。其控制功能是通过存储在计算机中的程序来实现的，这就是人们常说的存储程序控制。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）。 进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得可编程序控制器逐步形成了具有特色的多种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控制的应用范围。故称为可编程序控制器（Programmable Controller，简称PC）。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写名字。 3)存贮程序控制系统 例如，有两个开关K1、K2。控制要求，只有两个开关都接通时小灯D1 才亮。当D1亮２秒钟后 小灯D2开始亮。当开关 K3切断时两个小灯就同 时熄灭。 (1) 接线程序控制 (2）存贮程序控制 （PLC控制） 4 )可编程序控制器发展 同计算机的发展类似，目前可编程序控制器正朝着两个方向发展。 一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。 如OMRON公司的CQM1、 SIEMENS公司的S7-200一类可编程序控制器。 这种可编程序控制器 可以广泛地取代继电器 控制系统，用于单机控 制和规模比较小的自动 化生产线控制。 二是朝着大型、高速、多功能和多层分布式全自动网络化方向发展。 这类可编程序控制器一般为多处理器系统，有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能，还具备数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。 通过网络 可以与上 位机通讯， 配备数据 采集系统、 数据分析 系统、彩 色图像系 统的操纵 台，可以 实现自动 化工厂的 全面要求。 5. 2 可编程序控制器的特点与分类 国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器作了如下的规定：“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贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、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、都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”这段话完全道出了可偏程序控制器的特点和应用领域。 1)可编程序控制器的特点 可编程序控制所以被广泛使用，是由它的突出的特点和优越的性能分不开的。归纳起来，可编程序控制器主要具有以下特点。  可靠性高 例如三菱Ｆ１和Ｆ２可编程序控制器平均无故障时间可以达到30万小时（约34年）。  环境适应性强 在环境温度-20℃~65℃、相对湿度为35％~85％情况下可正常工作。  灵活通用  使用方便、维护简单 整个连接过程仅需要一把螺丝刀即可完成。 2)可编程序控制器的分类 可编程序控制器是由现代化大生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。 (1) 按控制规模分类 可编程序控制器可以分为大型机、中型机和小型机。  小型机 : 小型机的控制点一般在256点之内，适合于单机控制或小型 系统的控制。 日本OMRON公司 CQM1 处理速度 0.5~10ms/ 1k字 存贮器 3.2~7.2k 数字量192点，模拟量44路 德国SIEMENS S7-200 处理速度 0.8~1.2ms 存贮器 2k 数字量248点，模拟量35路  中型机: 中型机的控制点一般不大于2048点，可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。 日本OMRON公司 C200HG 处理速度 0.15~ 0.6 ms/ 1k字 存贮器 15.2~31.2k 数字量1184点 德国SIEMENS S7-300 处理速度 0.8~1.2ms 存贮器 2k 数字量1024点，模拟量128路 网络 PROFIBUS 工业以太网 MPI  大型机 大型机的控制点一般大于2048点，不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。 日本富士公司 F200 处理速度 2.5ms / 1k字 存贮器32k I/O点3200 日本OMRON CV2000 处理速度 0.125ms / 1k字 存贮器62k I/O点2048 德国SIEMENS S7-400 处理速度 0.3ms / 1k字 存贮器512k I/O点12672 德国AEG A500处理速度 1.3ms / 1k字 存贮器62k 64k I/O点5088 （2）按控制性能分类 可编程序控制器可以分为高档机、中档机和低档机。  低档机 这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。 比如，日本OMRON公司生产的C60P就属于这一类。  中档机 这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。 比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。  高档机 这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。 比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。  （2）按结构去划分  整体式 整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。  组合式 组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如 CPU模块、输入模块、 输出模块、电源模块等 等。其中各模块功能比 较单一，模块的种类却 日趋丰富。比如，一些 可编程序控制器， 除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。  叠装式 叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。 例：SIEMENS S7系列PLC分类 小型机 : 中型机: 大型机 5.3 可编程序控制器的组成与工作过程 1)可编程序控制器的组成  中央处理单元（CPU） 是系统的核心部 件，是由大规模或超 大规模的集成电路微 处理芯片构成， 主要 完成运算和控 制任务，可以接收并 存贮从编程器输入的 用户程序和数据。 进入运行状态后， 用扫描的方式接收输入装置的状态或数据，从内存逐条读取用户程序，通过解释后按指令的规定产生控制信号。执行数据的存取、传送、比较和变换等处理过程。完成用户程序所设计的逻辑或算术运算任务，根据运算结果控制输出设备。可编程序控制器中的中央处理单元多数使用８位到32位字长的单片机。  存贮器单元 按照物理性能存贮器可以分为两类。 随机存贮器（RAM）由一系列寄存器阵组成，每位寄存器可以代表一个二进制数，在刚开始工作时，它的状态是随机的，只有经过置“１”或清“０”的操作后，它的状态才确定。若关断电源，状态丢失。这种存贮器可以进行读、写操作，主要用来存贮输入输出状态，计数、计时以及系统组态参数。为防止断电后数据丢失，可采用后备电池进行数据保护。 只读存贮器有两种。一种是不可擦除ROM，这种存贮器只能写入一次，不能改写。另一种是可擦除EPROM和E2PROM ，这种存贮器经过擦除以后还可以重写。其中EPROM只能用紫外线擦除内部信息，E2PROM 可以用电擦除内部信息。只读存贮器主要用来存贮程序。  电源单元 可编程序控制器配有开关电源，电源的交流输入端一般都有脉冲吸收电路，交流输入电压范围－般都比较宽，抗干扰能力比较强。有些可编程序控制器还配有大容量电容作为数据后备，停电可以保持50小时。 一般直流５Ｖ电源供可编程序控制器内部使用，直流24Ｖ电源供输入输出端和各种传感器使用。  输入输出单元 输入单元用于处理输入信号，对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等，把输入信号的逻辑值安全可靠地传递到可编程序控制器内部。输入单元有直流输入模块、交流输入模块和交直流输入模块。 输出单元用于把用户程序的逻辑运算结果输出到可编程序控制器外部，输出单元具有隔离PLC内部电路和外部执行元件的作用，还具有功率放大的作用。输出单元有晶体管输出模块、可控硅输出模块和继电器输出模块。 功能模块是一些智能化了的输入和输出模块。比如，温度检测模块、位置检测模块、位置控制模块、PID控制模块等。 中央处理单元与输入输出设备的连接，是由输入单元和输出单元完成的。  接口单元 接口单元包括扩展接口、编程器接口、存贮器接口和通讯接口。  外部设备 可编程序控制器的外部设备主要有编程器、文本显示器、操作面板、打印机等等。 2)可编程序控制器的工作过程 PLC最主要的方式是周期扫描方式。 可以细分成下面几个过程。  上电处理过程 PLC上电后，要进行 上电的初始化处理。 占用的时间为T0 。  共同处理过程 共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查I/O总线、检查扫描周期、检查程序存储器。该过程占用的时间为T1 。  通讯服务过程 当PLC和微机构成通讯网络或由PLC构成网络时，需要有通讯服务过程。该过程占用的时间为T2 。  外设服务过程 当PLC接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外设服务过程。该过程占用的时间为T3 。  程序执行过程 该过程用于执行用户程序。从输入映像区读入输入信息，根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。该过程占用的时间为T4。显然T4和PLC的速度、用户程序长短及指令种类有关。  I/O刷新过程 这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。输入信号刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。该过程占用时间为T5。显然T5和可编程序控制器所带的输入输出模块的种类和点数多少有关。 可编程序控制器的扫描周期T和上述各个过程的关系录为： T=T1+T2+T3+T4+T5  关于PLC的时间滞后问题 PLC对输入和输出信号的响应是有延时的，这就是滞后现象。为了确保PLC在任何情况下都能正常无误地工作，一般情况下，输入信号的脉冲宽度必须大于一个扫描周期T。 还应该注意一个问题是输出信号的状态是在输出刷新时才送出的。因此，在一个程序中若给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输出映像区。只有最后一次赋的值才能送到输出端。 5.4 可编程序控制器的硬件基础 可编程序控制器是用来执行具体的控制，具体的工艺要求和具体的工作环境决定了可编程序控制器的选择具体的I/O模块和系统配置。 1．可编程序控制器的接口模块 接口模块负责把外部设备的信息转换成CPU能够接收的信号，同时把CPU发送到外部设备的信号转换成能够驱动外部设备的电平。接口模块不仅能起到转换电平的作用，还可以起到外部设备的电信号与CPU的隔离作用，同时也可以起到抗干扰和滤波等作用。 （1）数字量输入/输出模块 直流输入模块 直流输入模块的输入电路 交流输入模块 交流输入模块的输入电路 直流输出模块 直流输出模块的输出电路 交流输出模块 交流输出模块的输出电路 继电器输出模块 继电器输出模块的输出电路 (2)  模拟量输入/输出模块 模拟量输入模块： 模拟量输入模块又 叫A/D模块。 A/D模块把 模拟信号转换成数字信号。 转换速度和分辨率是A/D模 块的重要指标。 模拟量输出模块： 模拟量输出模块又叫 D/A模块。D/A模块把数字信 号转换成模拟信号。数字量 的位数和转换速度是D/A模 块的重要指标。 (3)  功能模块 高速计数器模块： 高速计数器可以对CPU 扫描速度无法控制的高速 事件进行计数，可设置多种不同操作模式。 （单相计 数器 ，双向计数器 ，正交计数器 等多种 工作模式。） CT001-V1高速计数器有六种工作模式。 线性计数方式，循环计数方式，予置方式，门式， 锁式，采样方式。 输入的控制和 8路输出通过I/O接口连接。 门式:控制门IN1=ON时计数。 锁式：控制门IN1脉冲到计数，控制门IN2脉冲到锁定 当前计数值。 采样方式：控制门IN1脉冲到计数，采样时间到停止计 数。 PID模块： PID控制器管理输出数值，以便将偏差(e)为零，使系 统达到稳定状态。 PID01可以有两路输入（电压电流均可），可以通过 程序也可以通过参数设定器设定参数。两路输出量通过 输出口输出。 (4)   扩展接口模块 扩展接口模块的作用是扩大可编程序控制器规模 的接口。一般来说扩展接口模块可以分为两种，一种 是近程扩展接口，一种是远程扩展接口。近程扩展接 口是为了扩大可编程序控制器的控制规模，远程扩展 接口是为了增大可编程序控制器的控制距离。 (5) 通讯接口模块 通讯接口模块是微机和可编程序控器之间、可编 程序控制器和可编程序控制器之间的通讯接口。 2. 可编程序控制器的配置 PLC的配置可分为三种：基本配置、近程扩展配置和远程扩展配置。 (1) 可编程序控制器的基本配置  整体式PLC的基本配置 具有整体式结构的可编程序控制器的配置是由基本单元自身构成。这类可编程序控制器的编址一般在基本单元上都已给出。 例如：OMRON公司的C60P基本单元含32点输入和28点输出，编址是以字(16位)为单位连续的。其地址的表示分两部分，第一部分为通道号，第二部分为位号。地址0012表示第0通道的第0位。 输入信号的编址： 0000、0001、… 0014、0015 0100、0101、… 0114、0115 输出信号的编址： 0500、0501、… 0511 0600、0601、… 0614、0615  叠装式PLC的基本配置 具有叠装式结构的可编程序控制器的配置与整体式结构的可编程序控制器的基本配置是相同的。 例如SIEMENS公司的S7－200可编程序控制器的CPU224的基本单元内含14点DC输入，编址是以字节(8位)为单位连续的。其地址的表示分两部分，第一部分为字节号，第二部分为位号。地址I0.6表示输入第0个字节的第0位。 输入信号的编址： I0.0、I0.1、…I0.6、I0.7 I1.0、I1.1、…I1.5 输出信号的编址： Q0.0、Q0.1、…Q0.6、Q0.7 Q1.0、Q1.1 3)组合式PLC的基本配置 例如，OMRON公司C200H 采用8个I/O插槽底板构成基 本配置。 输入输出信号编址： 00000、00001、… 00014、00015 … 00700、00701、… 00714、00715 (2) 可编程序控制器的近程扩展配置  整体式结构PLC的近程扩展配置 具有整体式结构的可编程序控 制器的配置是由一个基本单元和多 个扩展单元构成。如果控制点数不 符合需要，可再接一个或多个扩展单元，直到满足要求为止。这类可编程序控件器的编址一般在基本单元上都已给出，其扩展单元的编址的通道号（有的可编程序控制器指的是字节号）与基本单元连续。  叠装式结构PLC的近程扩展配置 这类可编程序控件器的编址一般在基本单元上都已给出，其扩展单元的编址的通道号（有的可编程序控制器指的是字节号）与基本单元连续。  组合式结构PLC的近程扩展配置 具有组合式结构可编能序控制器的近 程扩配置可以由主机（基本单元）和一台或 多台扩展机组成。主机下面依次为１号扩展 机、２号扩展机等等。 OMRON公司C200H可编程序控制器 主机能带２个扩展机，其编址方法是主机的 I/O通道号从000到009通道，１号扩展的I/O 通道号从010到019通道，２号扩展机的I/O通 道号从020到029通道。 4. 可编程序控制器的远程扩展配置 当有部分现场信号相对集中，而又与其他现场信号相距较远时，可采用远程扩展方式。远程扩展机主要用于扩大控制距离。I/O模块和部分功能模块可在远程扩展机上使用。在远程方式下，远程I/O模块作为远程主站可安装在主机及其近程扩展机上，远程扩展机作为远程从站安装在现场。  例如 OMRON公司的C200H可以有两个远程主站，一个远程主站又可以带５个从站远程扩展。如果其配置为一台主机带二台近程扩展机，其中主机有一个远程I/O模块、１号扩展扩机有一个远程I/O模块。主机带３个从站，１号扩展机带２个从站。 这个系统是这样编址的，主机起始通道号为000、１号扩展机起始通道号为010，２号扩展机起始通道号为020。从站的编号为０到４。０号从站的起始通道号为050，１号从站的起始通道号为060，２号从站的起始通道号 为070， ３号从站的 起始通道号 为080， ４号从站的 起始通道号 为090。 当然最大通 道号应在系统监控程序设定之内。 5.5 可编程序控制器的软件基础 可编程序控制器的软件分为两大部分，系统监控程序和用户程序。 系统监控程序是由可编程序控制器的制造者编制的，用于控制可编程序控制器本身的运行。另一部分为用户程序。它是由可编程序控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。 1. 系统监控程序 系统监控程序分成系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块和系统调用几部分。  系统管理程序 系统管理程序是系统监控程序中最重要的部分，整个可编程序控制器的运行都由它主管。 其一是运行管理，控制可编程序控制器何时输入、何时输出、何时运算、何时自检、何时通讯等等，进行时间上的分配管理。 其二是进行存贮空间的管理，即生成用户环境，由它规定各种参数、程序的存放地址。将用户使用的数据参数，存贮地址转化为实际的数据格式和物理存放地址。它将有限的资源变为用户可直接使用的诸多元件。通过这部分程序，用户看到的不是实际存贮地址，而是按照用户数据结构排列的元件空间和程序存贮空间。 其三是系统自检程序。它包括各种系统出错检验、用户程序语法检验、警戒时钟运行等。在系统管理程序的控制下，整个可编程控制器就能有序地正确工作。  用户指令解释程序、编辑程序 任何计算机最终都是根据机器语言来执行的，而机器语言的编制又是非常麻烦的。例如，在可编程序控制器中可以采用梯形图编程。将人们易懂的梯形图程序变为机器能识别的机器语言程序，这就是解释程序的任务。    标准程序模块和系统调用 这部分是由许多独立的程序块组成的，各自能完成不同的功能，有些完成输入、输出，有些完成特殊运算等。可编程序控制器的各种具体工作都是由这部分程序来完成的。 整个系统监控程序是一个整体，它质量的好坏很大程度上影响可编程序控制器的性能。因为通过改进系统监控程序就可在不增加任何硬设备的条件下改善可编程序控制的性能。 2. 用户程序 用户程序是可编程序控制器的使用者编制的针对具体工程的应用程序。编程语言可以是语句表、梯形图、系统流程图。 用户程序是线性地存贮在系统监控程序指定的存贮区间内的，它的最大容量也是由系统监控程序限制了的。 可编程序控制器的编程和微型机的编程一样，用户程序需要一个编 程环境、一个程序结构、一个编程方法。 (1) 用户环境 用户环境也是由系统监控程序生成的。它包括用户数据结构、用户 元件区、用户程序存贮区、用户参数、文件存贮区等．  用户数据结构 位数据： 这是一类逻辑量(1位二进制数)，其值为“０”或“１” ，它表示 触点的通、断。触点接通状态为ON，触点断开状态为OFF。 字节数据： 其位长为８位，其数制形式有多种形式。一个字节可以表示 ８位二进制数、２位十六进制数、２位十进制数。 字数据： 其数制、位长、形式都有很多形式。 一个字可以表示16位二进制数、４位十六进制数、４位十进 制数（BCD码）。  用户数据存贮区 用户使用的每个输入输出端，以及内部的每一个存贮单元都称为元 件。各种元件都有其固定的存贮区（例如输入输出映像区），即存贮地址 。如输入输出继电器、内部继电器、定时器、计数器和数据区。  用户程序语言 语句表(STL)： A I0.0 A I0.1 = Q0.0 梯形图(LAD)： 功能块图(FBD)： 5.6 可编程序控制器网络基础 可编程序控制器有多种通讯模块，利用这些通讯模块，配以适当的通讯适配器可以构成PLC-PLC网络和微机-PLC网络。 1 网络主站与从站的概念 有的设备如上位PC机、PG编程器等可以读取其它节点的数据，向其它节点写入数据，对其它节点进行初始化。这类设备掌握了通讯的主动权，叫主站。还有些设备只能让主站读取数据，让主站写入数据。而不能读取其它节点的数据，也无权向其它节点写入数据，这类设备在这种通讯网络中是被动的，把这类设备叫从站。 2 网络协议的概念 PPI方式（PPI是一个主／从协议）。 MPI方式（MPI可以是主／主 协议，也可以是主／从 协议。） PROFIBUS方式（PROFIBUS协 议用于分布式 I/O设备 的高速通讯。） 3．网络部件 通讯接口 网络连接器 网络电缆 网络中继器 4．网络参数 波特率，起始符， 结束符，校验位， 字符数… 3． SIEMENS S7系列PLC网络系统 5.7 可编程序控制器 应用 例1： 供料车控制 按下1号按钮，小车前进到1号位置停止，停10秒后返回原地。 按下2号按钮，小车前进到2号位置停止，停10秒后返回原地。  程序设计说明： I0.0--原地 I0.1-- 1号位置 I0.2-- 2号位置 I0.3-- 1号按钮 I0.4-- 2号按钮 Q0.0—小车前进 Q0.1--小车返回 M0.0--小车前进到位停止标志 M0.1--小车到1号位前进标志 M0.2--小车到2号位前进标志 M0.3--小车返回原地后退标志 T0----小车停留时间  程序清单： 设计思路 例2 配料控制 例3 S7系统配有PROFIBUS总线的网络YpI红软基地