【文档说明】电气控制与PLC应用技术.pdf，共(410)页，4.405 MB，由小魏子文库上传

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绪绪绪绪论论论论�1.电气控制技术的产生与发展电气控制技术的产生与发展电气控制技术的产生与发展电气控制技术的产生与发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展电气控制技术是随着科学技术的不断发展、、、、生产工艺不断提出新的

要求生产工艺不断提出新的要求生产工艺不断提出新的要求生产工艺不断提出新的要求，，，，从手动从手动从手动从手动控制到自动控制控制到自动控制控制到自动控制控制到自动控制，，，，从简单的控制设备到复杂的控制系统从简单的控制设备到复杂的控制系统从简单的控制设备到复杂的控制系统从简单的

控制设备到复杂的控制系统，，，，从有触点的硬接线控制系统到从有触点的硬接线控制系统到从有触点的硬接线控制系统到从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储控制系统以计算机为中心的存储控制系统以计算机为中心的存储控制系统以计算机为中心的存储控制系统。。。。（（（（1））））电力拖

动自动控制系统的组成电力拖动自动控制系统的组成电力拖动自动控制系统的组成电力拖动自动控制系统的组成（（（（2））））电气控制技术的发展电气控制技术的发展电气控制技术的发展电气控制技术的发展�2.可编程控制器可编程控制器可编程控制器可编程控制器（（（（PLC））））的产生与

发展的产生与发展的产生与发展的产生与发展由于继电器——接触器控制系统的结构特点制约着它的发展，在1968年，美国通用汽车（GM）公司率先提出了研制新型工业控制器的设想。一年后，由美国数据设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器，即是

早期的工业电脑（PLC）。在微电子技术和计算机技术发展的带动下，使PLC在处理速度和控制功能上都有了很大提高，不仅可以进行开关量的逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，且具有数据处理、PID控制和数据通信功能，发展成为一种新型的工业自动控制标准装置

。近年来随着电力电子技术、检测传感技术、机械制造技术的发展，PLC在通信能力以及控制领域等方面都不断有新的突破，正朝着电气控制、仪表控制、计算机控制一体化和网络化的方向发展。�3.本课程的性质本课程的性质本课程的性质本课程的性质、、、、内容和任务要求内容和任务要求内容和任务要求内容和

任务要求主要内容主要内容主要内容主要内容：：：：（（（（1））））工业控制系统中的继电器工业控制系统中的继电器工业控制系统中的继电器工业控制系统中的继电器—接触器控制系统接触器控制系统接触器控制系统接触器控

制系统；；；；（（（（2））））PLC控制系统控制系统控制系统控制系统；；；；（（（（3））））变频器的基本应用变频器的基本应用变频器的基本应用变频器的基本应用。。。。学习方法建议学习方法建议学习方法建议学习方法建议：（（（（1

））））打好继电器打好继电器打好继电器打好继电器——接触器控制系统的基础接触器控制系统的基础接触器控制系统的基础接触器控制系统的基础，，，，进而学习掌握进而学习掌握进而学习掌握进而学习掌握PLC控制系统的应用

控制系统的应用控制系统的应用控制系统的应用；；；；（（（（2））））注意学习内容的普及和发展需要注意学习内容的普及和发展需要注意学习内容的普及和发展需要注意学习内容的普及和发展需要；；；；（（（（3））））学习时应注意掌握基本原理和应用规律学习

时应注意掌握基本原理和应用规律学习时应注意掌握基本原理和应用规律学习时应注意掌握基本原理和应用规律；；；；（（（（4））））加强实践技能训练做到理论和实践结合加强实践技能训练做到理论和实践结合加强实践技能

训练做到理论和实践结合加强实践技能训练做到理论和实践结合。。。。第第第第1章章章章常用电动机控制电路常用电动机控制电路常用电动机控制电路常用电动机控制电路�1.1概概概概述述述述继电器继电器继电器继电器—接触器控制电路由各种低压电器所组成接触器控制电路由各种低压电器所组成接触器控制电

路由各种低压电器所组成接触器控制电路由各种低压电器所组成。。。。一个最简单的三相异步电动机控制电路一个最简单的三相异步电动机控制电路一个最简单的三相异步电动机控制电路一个最简单的三相异步电动机控制电路，，，，可以用一个闸刀开关可以用一个闸

刀开关可以用一个闸刀开关可以用一个闸刀开关控制电动机的启动运行和停止控制电动机的启动运行和停止控制电动机的启动运行和停止控制电动机的启动运行和停止。。。。实际应用中要达到自动控制的要求实际应用中要达到自动控制的要求实际应用中要达到自动控制的要求实际应用中要达到自动

控制的要求，，，，电路中需要借助各种开关电路中需要借助各种开关电路中需要借助各种开关电路中需要借助各种开关、、、、继电器继电器继电器继电器、、、、接触器等电器元件接触器等电器元件接触器等电器元件接触器等

电器元件，，，，它们能够根据操作人员所发出的控制它们能够根据操作人员所发出的控制它们能够根据操作人员所发出的控制它们能够根据操作人员所发出的控制指令信号指令信号指令信号指令信号，，，，实现对电动机的自动控制实现对电动机的

自动控制实现对电动机的自动控制实现对电动机的自动控制、、、、保护和监测等功能保护和监测等功能保护和监测等功能保护和监测等功能。。。。1.2三相异步电动机直接启动控制电路三相异步电动机直接启动控制电路三相异

步电动机直接启动控制电路三相异步电动机直接启动控制电路�1.2.1三相异步电动机的启动问题三相异步电动机的启动问题三相异步电动机的启动问题三相异步电动机的启动问题三相异步电动机的启动过程是指三相异步电动机从接入电网开始转动时起，到达额定转速为止这一段过程。三相异步电动机在启动时启动

转矩并不大，但定子绕组中的电流增大为额定电流的4～7倍。这么大的启动电流将带来下述不良后果。（1）启动电流过大造成电压损失过大，使电动机启动转矩下降。同时可造成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。（2）使电动机绕组发热，绝缘老化，

从而缩短了电动机的使用寿命。（3）造成过流保护装置误动作。因此：三相异步电动机的启动控制方式有两种：一种是直接启动控制；另一种是降压启动控制。�1.2.2用刀开关直接控制的三相异步电动机单向运用刀开关直接控制的三相异步电动机单向运用刀开关直接控制的三相异步电

动机单向运用刀开关直接控制的三相异步电动机单向运转电路转电路转电路转电路1.刀开关刀开关刀开关刀开关胶壳开关胶壳开关胶壳开关胶壳开关铁壳开关铁壳开关铁壳开关铁壳开关组合开关组合开关组合开关组合开关闸刀开关的图形和文字符号闸刀开关的图形和文字符号闸刀开关的图

形和文字符号闸刀开关的图形和文字符号2.采用刀开关控制的异步电动机启动电路实物示意图电气控制线路图电路的工作原理是：（1）合上电源开关QS三相异步电动机通电电动机启动；（2）断开QS电动机断电停转。�1.2.3.

使用空气断路器直接控制电动机单使用空气断路器直接控制电动机单使用空气断路器直接控制电动机单使用空气断路器直接控制电动机单向运转的电路向运转的电路向运转的电路向运转的电路空气断路器是一种具有过负载空气断路器是一种具有过负载空气断路器是一

种具有过负载空气断路器是一种具有过负载、、、、过热过热过热过热、、、、电源电源电源电源欠压欠压欠压欠压、、、、过压等保护功能于一体的电器过压等保护功能于一体的电器过压等保护功能于一体的电器过压等保护功能于一体的电器。。。。多种断路器的外形多种断

路器的外形多种断路器的外形多种断路器的外形空气断路器的基本结构在合闸后，搭钩将锁键钩住，使主触点闭合，电动机通电启动运行。扳动手柄于“分”的位置(或按下“分”的按钮)，搭钩脱开，主触点在复位弹簧的拉力作用下断开，切断电动机电源。除手动分断之外。

空气断路器还可以分别由三个脱扣器自动分断，实现对应的保护功能。常用几种熔断器的外形�1.2.4.用接触器直接控制电动机单向用接触器直接控制电动机单向用接触器直接控制电动机单向用接触器直接控制电动机单向运转的电路运转的电路运转的电路运转的电路实现对电动机的控制除前面介绍的刀

开关外，电动机控制电路所使用的电器还有熔断器、接触器、热继电器和按钮开关等几种低压电器。（（（（1））））熔断器熔断器熔断器熔断器熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉、控制有效的短路保护电器，它串联在电路中。（（（（2））））接触器接触器接触器接触器接触器是一种自动化的

控制电器，接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路。交流接触器从结构上可分为电磁系统、触点系统和灭弧装置三大部分。（3)热继电器热继电器热继电器热继电

器热继电器正是根据电动机过载保护的需要而设计的，它利用电流热效应原理和反时限特性，当热量积聚到一定程度时使触点断开切断电路，实现对电动机的过载保护。注意：熔断器和热继电器这两种保护电器，都是利用电流的热效应原理作过流保护的，但它们的

动作原理不同，用途也有所不同，不能混淆。（（（（4））））按钮开关按钮开关按钮开关按钮开关按钮开关是一种手动电器按钮开关是一种手动电器按钮开关是一种手动电器按钮开关是一种手动电器，，，，常称作控制按钮或按钮常称作控制按钮或按钮常称作控制按钮或按钮常称作控制按钮或按钮。。。。主

主主主要用于人们对电路发出控制指令要用于人们对电路发出控制指令要用于人们对电路发出控制指令要用于人们对电路发出控制指令。。。。为了便于操作人员识别，避免发生误操作，生产中用不同的颜色和符号来区分按钮的功

能及作用，不能乱用，特别是红色按钮一定是用于停止控制。（5）接触器控制电动机单向运转的电路控制原理：(1)合上电源开关QS：接通电源；(2)启动控制：按下启动按钮SB2接触器KM电磁线圈得电吸合KM主触点闭合电动机M得电启动运转KM辅助动合触点闭合自锁控制(3)停

止控制：按下停止按钮SB1接触器KM电磁线圈断电释放KM主触点断开电动机M断电停止KM辅助动合触点断开自锁控制解除（4）过载保护：当电动机在运行中出现过载并达到一定程度时热继电器FR动作FR动断触点断开接触器KM电磁线圈断电释放KM主触点断

开电动机M断电停止�（5）失压保护上述电路如在工作中突然停电而又恢复供电，由于接触器KM断电时自锁触点已断开，这就保证了在未再次按下启动按钮SB2时接触器KM不动作，因此不会因电动机自行启动而造成设备和人身事故。这种在突然停电时能够自动切

断电动机电源的保护功能称为失压(或零压)保护，由接触器KM实现。�（6）欠压保护上述电路如果电源电压过低(如降至额定电压的85％以下)，则接触器线圈产生的电磁吸力不足，接触器会在复位弹簧的作用下释放，从而切断电动机电源，防止电动机在电压不足的情况下运行，这

种保护功能称为欠压保护，同样由接触器KM实现。�1.2.5三相异步电动机的顺序控制和多点控制电三相异步电动机的顺序控制和多点控制电三相异步电动机的顺序控制和多点控制电三相异步电动机的顺序控制和多点控制电路路路路1．．．．顺序控制电路顺序控制

电路顺序控制电路顺序控制电路（（（（1））））主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制主电路实现顺序控制；电动机M2的主电路接在M1的控制接触器KM1的主触点后面，只有KM1主触点闭合，M1启动后，M2才能得电运行。（2）控制电路实现顺序控制。（a)(b)(c)上图（a）

为M1、M2顺序启动同时停止；图（b）为M1、M2顺序启动而分别停止；图（c）则为M1、M2顺序启动而M2先停后M1才能停止。2．多点（异地）控制电路多点控制的基本原理是将启动按钮的动合触点并联（SB3、SB4），这样不论在什么地方只要按下其中一个按钮KM的线圈均可得电工作；而将停止按钮的动断触点

相串联（SB1、SB2）就可以实现异地停止控制。1.2.6三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路三相异步电动机的正反转控制电路�1.使用倒顺开关控制的正反转控制电路电路的工作原理是：操作倒顺开关QS，把手柄板至“顺”的位置时，QS的触点往

上接通，电动机与电源的连接相序为L1—D1、L2—D2、L3—D3电动机正转运行；当把手柄板至“倒”的位置时，QS的触点往下接通，电动机与电源的连接相序为L1—D2、L2—D1、L3—D3电动机反转运行；当把手柄板至“停”的位置时，QS的触点

断开，电动机断电停止。�2.使用交流接触器控制的正反转控制电路双重联锁正反转控制电路该电路可实现电动机的直接正反转切换，其控制过程如下：（1）正转控制（设开始启动）（2）反转控制（设由原来正转切换）可让学生自行分析�1.2.7行程位置控制电路行程位置控制电路行

程位置控制电路行程位置控制电路行程开关是一种将机械信号转换为电信号行程开关是一种将机械信号转换为电信号行程开关是一种将机械信号转换为电信号行程开关是一种将机械信号转换为电信号，，，，以控制运动以控制运动以控制运动以控制运动部件位置或行程的自

动控制电器部件位置或行程的自动控制电器部件位置或行程的自动控制电器部件位置或行程的自动控制电器，，，，它也属于主令电器它也属于主令电器它也属于主令电器它也属于主令电器。。。。实现机床的工作台自动往复运动的电动机拖动控制电路1

.3三相异步电动机降压启动控制电路三相异步电动机降压启动控制电路三相异步电动机降压启动控制电路三相异步电动机降压启动控制电路�1.3.1三相笼型异步电动机降压启动控制电路三相笼型异步电动机降压启动控制电路三相笼型异步电动机降压启动控制电路三相笼型异步

电动机降压启动控制电路1.串电阻串电阻串电阻串电阻(电抗电抗电抗电抗)降压启动控制电路降压启动控制电路降压启动控制电路降压启动控制电路�1.3.2自耦变压器降压启动控制电路自耦变压器降压启动控制电路自耦变压器降压启动控制电路自耦变压器

降压启动控制电路自耦变压器降压启动是利用自耦变压器二次绕组的不同抽头降自耦变压器降压启动是利用自耦变压器二次绕组的不同抽头降自耦变压器降压启动是利用自耦变压器二次绕组的不同抽头降自耦变压器降压启动是利用自耦变压器二

次绕组的不同抽头降压启动压启动压启动压启动，，，，待启动正常后再转回额定工作电待启动正常后再转回额定工作电待启动正常后再转回额定工作电待启动正常后再转回额定工作电压压压压，，，，这样既能适应不同负这样既能适应不同负这样既能适应不同负这样既能适应不同负载启动的需要载启

动的需要载启动的需要载启动的需要，，，，又能获得较大的启动转矩又能获得较大的启动转矩又能获得较大的启动转矩又能获得较大的启动转矩，，，，常被用来启动容量较大常被用来启动容量较大常被用来启动容量较大常被用来启动容量较大的三相异步电动机的三相异步电动机的三相异步电动机的三相异

步电动机。。。。（（（（1））））启动时启动时启动时启动时，，，，将手柄向上扳至将手柄向上扳至将手柄向上扳至将手柄向上扳至“起动起动起动起动”位置位置位置位置，，，，图中左右两组图中左右两组图中左右两组图中左右两组(各三个各三个各三个各三个)触点

闭合触点闭合触点闭合触点闭合，，，，电电电电动机定子绕组接入自耦变压器降压启动动机定子绕组接入自耦变压器降压启动动机定子绕组接入自耦变压器降压启动动机定子绕组接入自耦变压器降压启动。。。。（（（（2））））当

电动机转速将近升至额定转速时当电动机转速将近升至额定转速时当电动机转速将近升至额定转速时当电动机转速将近升至额定转速时，，，，可将手柄向下扳至可将手柄向下扳至可将手柄向下扳至可将手柄向下扳至“运行运行运行运行”位置位置位置位置，，，，左左左左、、、、右两组触点

断开右两组触点断开右两组触点断开右两组触点断开，，，，将自耦变压器从线路中切除将自耦变压器从线路中切除将自耦变压器从线路中切除将自耦变压器从线路中切除；；；；中间一组触点闭合中间一组触点闭合中间一组触点闭合中间一组触点闭合，，，，电动机电动机电动机电动机全压运行全压运行全压运行全

压运行。。。。（（（（3））））要停机时要停机时要停机时要停机时，，，，只须按下停机按钮只须按下停机按钮只须按下停机按钮只须按下停机按钮SB，，，，使失压脱扣器使失压脱扣器使失压脱扣器使失压脱扣器KV的线圈断电而造成衔铁的线圈断电而造成衔铁的线圈断电而造成衔铁的线圈断电而造成衔铁释

放释放释放释放，，，，通过机械脱扣装置将运行一组触点断开通过机械脱扣装置将运行一组触点断开通过机械脱扣装置将运行一组触点断开通过机械脱扣装置将运行一组触点断开，，，，同时手柄会自动跳回同时手柄会自动跳回同时手柄会自动跳回同时手柄会自动跳回“停

机停机停机停机”位置位置位置位置，，，，启动器所有的触点都断开启动器所有的触点都断开启动器所有的触点都断开启动器所有的触点都断开，，，，电动机断电电动机断电电动机断电电动机断电，，，，为下一次启动做准备为下一次

启动做准备为下一次启动做准备为下一次启动做准备。。。。�1.3.3星形星形星形星形—三角形三角形三角形三角形（（（（Y/ΔΔΔΔ））））降压启动控制电路降压启动控制电路降压启动控制电路降压启动控制电路1．．．．

星形星形星形星形—三角形降压启动的原理三角形降压启动的原理三角形降压启动的原理三角形降压启动的原理星形星形星形星形—三角形降压启动又称为三角形降压启动又称为三角形降压启动又称为三角形降压启动又称为Y/ΔΔΔΔ降压启动降压启动降压启动降压启动。。。。它是利用三相异步它是利用三相异步它是利用三

相异步它是利用三相异步电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结电动机在正常运行时定子绕组为三角形联结（（（（ΔΔΔΔ形形形形），），），），而在启动时而在启动时而在启动时而在启动时先将定子绕组接成星形先将定子

绕组接成星形先将定子绕组接成星形先将定子绕组接成星形（（（（Y形形形形），），），），使每相绕组承受的电压为电源的相使每相绕组承受的电压为电源的相使每相绕组承受的电压为电源的相使每相绕组承受的电压为电源的相电压电压电压电压（（（（220V））））降低启动电压降低启动电压降低启

动电压降低启动电压，，，，限制启动电流限制启动电流限制启动电流限制启动电流，，，，待启动正常后再把定待启动正常后再把定待启动正常后再把定待启动正常后再把定子绕组改接成三角形子绕组改接成三角形子绕组改接成三角形子绕组改接成三角形（（（（

ΔΔΔΔ形形形形））））每相绕组承受的电压为电源的线电压每相绕组承受的电压为电源的线电压每相绕组承受的电压为电源的线电压每相绕组承受的电压为电源的线电压（（（（380V））））正常运行正常运行正常运行正常运行。。。。2.时间继电器时间继电器时间继电器时间继电器自动控制的电路中使

用了时间继电器自动控制的电路中使用了时间继电器自动控制的电路中使用了时间继电器自动控制的电路中使用了时间继电器（（（（KT））））对电动机启动延时对电动机启动延时对电动机启动延时对电动机启动延时进行控制进行控制进行控制进行控制。。。。时间继电器也称延

时继电器时间继电器也称延时继电器时间继电器也称延时继电器时间继电器也称延时继电器，，，，当对其输入信号后当对其输入信号后当对其输入信号后当对其输入信号后，，，，需要需要需要需要经过一段时间经过一段时间经

过一段时间经过一段时间(延时延时延时延时)，，，，输出部分才会动作输出部分才会动作输出部分才会动作输出部分才会动作。。。。时间继电器主要用作时间时间继电器主要用作时间时间继电器主要用作时间时间继电器主要用作时间上的控制上的控制上的控制上的控制

。。。。1—延时闭合瞬时断开动合触点；2—延时断开瞬时闭合动断触点；3—瞬时闭合延时断开动合触点；4—瞬时断开延时闭合动断触点；5—断电延时线圈；6—通电延时线圈3.星形—三角形降压启动自动控制电路电路的起动过程如下；KM1线圈得电电动机M星形联结自锁按下起动按钮

SB2KM2线圈得电降压起动KT线圈得电开始计时（起动时间）延时时间到KT动断触点延时断开KM2断电KT动合触点延时闭合KM3通电电动机M三角形联结自锁全压运行1.3.4三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路三

相绕线转子异步电动机降压启动控制电路三相绕线转子异步电动机降压启动控制电路转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电阻转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电阻转子绕线式异步电动机可以通过电刷在转子绕组中串接外加电阻转子绕线式异步电动机可以

通过电刷在转子绕组中串接外加电阻减小启动电流减小启动电流减小启动电流减小启动电流，，，，根据交流电动机的运转特性根据交流电动机的运转特性根据交流电动机的运转特性根据交流电动机的运转特性，，，，当增大转子电路电阻当

增大转子电路电阻当增大转子电路电阻当增大转子电路电阻时时时时，，，，其机械特性变软其机械特性变软其机械特性变软其机械特性变软，，，，在一定的负载转矩下转速下降在一定的负载转矩下转速下降在一定的负载转矩下转

速下降在一定的负载转矩下转速下降，，，，这样可以在一这样可以在一这样可以在一这样可以在一定范围内调节电动机的转速定范围内调节电动机的转速定范围内调节电动机的转速定范围内调节电动机的转速，，，，而且在减小启动电流的同时可以获得较而且在减小启动电流的同时可以获得较而且在减小启动电

流的同时可以获得较而且在减小启动电流的同时可以获得较大的启动转矩大的启动转矩大的启动转矩大的启动转矩。。。。（（（（1））））按时间原则控制按时间原则控制按时间原则控制按时间原则控制控制过程中选择时间作为变化参量进行控制的方式称为时间原则

控制过程中选择时间作为变化参量进行控制的方式称为时间原则控制过程中选择时间作为变化参量进行控制的方式称为时间原则控制过程中选择时间作为变化参量进行控制的方式称为时间原则。（（（（2））））按电流原则控制按电流原则控制按电流原则控制按电流原则控制控制过程中选择电流作为变化参量进行控制的方式

称为电流原则。当按下起动按钮SB1后，电动机转子串入全部电阻（R1、R2、R3）启动，由于启动时转子电流较大，三个电流继电器全部动作，它们串接在控制电路中的动断触点同时全部断开。随着电动机的转速逐渐上升，转子电流逐

渐减小使三个电流继电器KA1KA2KA3依次释放，其动断触点依次闭合，控制KM1KM2KM3逐级短接转子电阻R1R2R3。中间继电器KA起延缓作用，保证在三个电流继电器动作后才能接通KM1、KM2、KM3

电路，防止在起动瞬间三个接触器直接通电。（3）中间继电器（KA）它的主要作用是用来传递信号或同时控制多个电路和起中间转换作用，也可用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。中间继电器的结构和工作原理与小型交流接触器基本相同，只是它的电磁系统小些，触点没有主、辅之分，而且触点

数量较多。1.3.5频敏变阻器控制电路频敏变阻器控制电路频敏变阻器控制电路频敏变阻器控制电路频繁变阻器是一种随电动机启动过程转速的升高(转子电流频率下降)而阻抗值自动下降的器件。它的阻值能随启动过程的进行自动而又平滑地减小，使启动过程能平滑地进行。主电路在电动机定子电路接入电流互感器TA、电流

表A、热继电器FR的发热元件和中间继电器KA的动断触点，是为了在正常运行时接入热继电器进行过载保护，而起动时发热元件被短接，防止误动作。电流表A经电流互感器串入电路，便于对电动机定子电流的测量。电动机转子电路接入频敏变阻器RF，由接触器KM2主触点在起动完毕后将其短接。转

换开关SA用于选择手动控制或自动控制。1.4三相异步电动机调速控制电路三相异步电动机调速控制电路三相异步电动机调速控制电路三相异步电动机调速控制电路�1.4.1三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速三相异步电动机的调速根据异步电动机的转速公式

根据异步电动机的转速公式根据异步电动机的转速公式根据异步电动机的转速公式：：：：n＝（＝（＝（＝（1－－－－s））））60f／／／／p，，，，可可可可见三相异步电动机的调速方法可以有下列三种见三相异步电动机的调速方法可以有下列

三种见三相异步电动机的调速方法可以有下列三种见三相异步电动机的调速方法可以有下列三种：：：：(1)改变异步电动机转差率改变异步电动机转差率改变异步电动机转差率改变异步电动机转差率s的调速的调速的调速的调速。。。。(2)改变异步电动机定子绕组磁极对数改变异步电动机

定子绕组磁极对数改变异步电动机定子绕组磁极对数改变异步电动机定子绕组磁极对数p的变极调速的变极调速的变极调速的变极调速。。。。(3)改变电源频率改变电源频率改变电源频率改变电源频率f的变频调速的变频调速的变频调速的变频调速。。。。�1.4.2变转差率调速变转差率调速变

转差率调速变转差率调速异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比。。。。因此因此因此因此，，，，改变改变改变改变异步电动机的

定子电压也就是改变电动机的转矩和机械特异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩和机械特异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩和机械特异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩和机械特性性性性，，，，从而实现调速从而实现调速从而实现调速从而实现调速，，，，这

是一种比较简单的方法这是一种比较简单的方法这是一种比较简单的方法这是一种比较简单的方法。。。。特别是晶闸特别是晶闸特别是晶闸特别是晶闸管技术的发展使管技术的发展使管技术的发展使管技术的发展使交流调压调速电路得到广

泛应用交流调压调速电路得到广泛应用交流调压调速电路得到广泛应用交流调压调速电路得到广泛应用。。。。1.4.3变磁极调速控制电路变磁极调速控制电路变磁极调速控制电路变磁极调速控制电路按照三相异步电动机的工作原理按照三相异步电动机的工作原理按照三相异步电

动机的工作原理按照三相异步电动机的工作原理，，，，在电源频率恒定的前提下在电源频率恒定的前提下在电源频率恒定的前提下在电源频率恒定的前提下，，，，异步电异步电异步电异步电动机的同步转速与旋转磁场的磁极对数成反比动机的同步转速与

旋转磁场的磁极对数成反比动机的同步转速与旋转磁场的磁极对数成反比动机的同步转速与旋转磁场的磁极对数成反比，，，，磁极对数增加一倍时磁极对数增加一倍时磁极对数增加一倍时磁极对数增加一倍时，，，，同同同同步转速就下降一半步转速就下降一半步转速就下降一半步

转速就下降一半，，，，电动机转子的转速也近似下降一半电动机转子的转速也近似下降一半电动机转子的转速也近似下降一半电动机转子的转速也近似下降一半。。。。通过改变异步电通过改变异步电通过改变异步电通过改变异步电动机旋转

磁场磁极对数来改变其同步转速动机旋转磁场磁极对数来改变其同步转速动机旋转磁场磁极对数来改变其同步转速动机旋转磁场磁极对数来改变其同步转速，，，，即可以调节电动机的转速即可以调节电动机的转速即可以调节电动机的转速即可以调节电动

机的转速。。。。双速异步电动机的定子绕组接线图双速异步电动机的定子绕组接线图双速异步电动机的定子绕组接线图双速异步电动机的定子绕组接线图。（。（。（。（a））））图中电动机定子绕组接成图中电动机定子绕组接成图中电动机定子绕组接成图中电动机定子绕组接

成三角形三角形三角形三角形联结联结联结联结，，，，这时这时这时这时p＝＝＝＝2，，，，n＝＝＝＝1500r／／／／min，，，，为低速运行为低速运行为低速运行为低速运行；；；；而在而在而在而在（（（（b））））图图图图中电动机定子绕组接成双星形中电动机定子绕组接成双星形中电动机定

子绕组接成双星形中电动机定子绕组接成双星形YY联结联结联结联结，，，，则这时则这时则这时则这时p＝＝＝＝1，，，，n＝＝＝＝3000r／／／／min，，，，为高速运行为高速运行为高速运行为高速运行。。。。�双速异步电动机的调速控制电路双速异步电动机的调速控

制电路双速异步电动机的调速控制电路双速异步电动机的调速控制电路电路的工作原理如下：（1）先合上电源开关QS；（（（（2））））低速运转低速运转低速运转低速运转（（（（3））））高速运转高速运转高速运转高速运转（4）停止按下SB1KM2、KM3失电释放电动机M断电停止。1.4.4

变频调速变频调速变频调速变频调速�1．．．．基本原理基本原理基本原理基本原理变频调速就是利用电动机的同步转速随电机电源频率变化的特性，通过改变电动机的供电频率进行调速的方法。由异步电动机的转速公式可知，当磁极对数p不变时，电

动机的转速与电源频率f成正比，同步转速随电源频率线性地变化，这就是变频调速的原理。�2、、、、变频调速的应用变频调速的应用变频调速的应用变频调速的应用交流异步电动机的变频调速以其高效的驱动性能和良好的控制特性已越来越受到重视，另外交流变频调速系统在节约

能源方面有着很大的优势。1.5三相异步电动机制动控制电路三相异步电动机制动控制电路三相异步电动机制动控制电路三相异步电动机制动控制电路电动机的制动控制是指在电动机的轴上加上一个与其旋转方向相反的转矩，使电动机减速或快速停止。根据产生制动力矩

的方法，停车制动的方式有两大类，机械制动和电气制动。�1.5.1三相异步电动机的机械制动装置三相异步电动机的机械制动装置三相异步电动机的机械制动装置三相异步电动机的机械制动装置机械制动最常用的装置是电磁抱闸，它主要由制动电磁铁和闸瓦制动器两大部分组成。如图所示：电磁抱闸断电制

动型电动机制动控制电路，其基本原理是：制动电磁铁的电磁线圈(有单相和三相两种)与三相异步电动机的定子绕组相并联，闸瓦制动器的转轴与电动机的转轴相连。按下起动按钮SB2，接触器KM线圈通电，其自锁触点和主触点闭合，电动机M得电。同时，抱闸电磁线圈通电，电磁

铁产生磁场力吸合衔铁，带动制动杠杆动作，推动闸瓦松开闸轮，电动机起动运转。停车时，按下停车按钮SB1，KM线圈断电，电动机绕组和电磁抱闸线圈同时断电，电磁铁衔铁释放，弹簧的弹力使闸瓦紧紧抱住闸轮，电动机立即停止转动。1.5.2电气制动控制电路电气制动控制电

路电气制动控制电路电气制动控制电路�1.反接制动控制电路反接制动控制电路反接制动控制电路反接制动控制电路反接制动实质上是在制动时通过改变异步电动机定子绕组中三相电源相序，产生一个与转子惯性转动方向相反的反向转矩来进行制动的。速度继电器是按照预定速度快慢而动作的继电器，速度

继电器的转子与电动机的轴相连，当电动机正常转动时，速度继电器的动合触点闭合；当电动机停车转速接近零时，动合触点打开，切断接触器的线圈电路。防止电动机会反向升速，发生事故。反接制动控制电路电路的控制过程为：①启动②停机(制动)�2.能耗制动控制电路能

耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动就是在三相异步电动机脱离交流电源的同时在定子绕组通入直流电，产生一个静止磁场。此时电动机转子因惯性继续旋转切割磁场而在转子绕组中产生感应电流，又在磁场中受电磁力的作用产生电磁转矩。这一转矩

总是与电动机的旋转方向相反，起制动的作用。在制动的过程中，转子因惯性转动的动能转变成电能而消耗在转子电路中，所以称为“能耗”制动。能耗制动的特点是制动平稳，制动效果好，且电动机停转后不会反向起动。但需要提供制动用的直流电源，多通过整流器

整流供电。能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路能耗制动控制电路电路的工作过程为：①起动过程②停机(制动)本章小结本章小结本章小结本章小结�本章的主要内容是三相交流异步电动机的继电器—接触器控制电路。继电器—接触器控制电路是由

各种低压电器所组成的。本章将各种低压电器穿插在相关电路中进行介绍，主要有：各种开关(刀开关、转换开关、行程开关，以及各种断路器、按钮开关)、熔断器、接触器、各种继电器(热继电器、时间继电器、中间继电器、速度继电器)等。�结合

实践教学，应注意认识这些电器的外形、结构、原理、用途、使用方法和主要参数。并熟悉这些电器的文字和图形符号。这是分析电动机控制电路的基础，�本章通过三相异步电动机的起动、调速、制动等控制电路，介绍了继电器—接触器控制电路的基本控制环节和保护环节。在学习这些电路时，应该在理解电动机运行特性的

基础上，通过分析电路工作过程，着重注意掌握这些电路的主要特点以及各个电路的异同之处。例如：电路中自锁和互锁的作用；时间控制、行程位置控制和电流控制、速度(转速)控制的方法和特点；短路、过载、失压、欠压、限位等保护作用的原理等等。在本章中介绍的控制电动机在两种运行状态之间转换的电路有手动控

制也有自动控制，所用的控制电器也有不同，如星形—三角形起动和能耗制动的时间控制、自动往复运动的行程位置控制、反接制动的速度控制、绕线转子异步电动机转子串电阻起动的电流控制等等，应注意各个电路的特点，分析其规律，抓住其异同，融会贯通掌握好电动机控制电

路最基本的环节。这也是为后续章节的分析和学习打好基础的需要。《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术》》》》电子教案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划

教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第第第第2章章章章常用机械设备的电气控制常用机械设备的电

气控制常用机械设备的电气控制常用机械设备的电气控制�2.1概概概概述述述述�2.1.1常用机床设备简介常用机床设备简介常用机床设备简介常用机床设备简介在机械加工的过程中由于工艺的要求在机械加工的过程中由于工艺

的要求在机械加工的过程中由于工艺的要求在机械加工的过程中由于工艺的要求，，，，机床必须具有多种的机机床必须具有多种的机机床必须具有多种的机机床必须具有多种的机械运动配合械运动配合械运动配合械运动配合，，，，而这些机械运动往往是

通过电气系统对电动机的控制而这些机械运动往往是通过电气系统对电动机的控制而这些机械运动往往是通过电气系统对电动机的控制而这些机械运动往往是通过电气系统对电动机的控制来配合实现的来配合实现的来配合实现的来配合实现的。。。。我国将机床按其作用我国将机床按其作用我国将机床按其作用我国将机

床按其作用、、、、结构结构结构结构、、、、性能性能性能性能、、、、特点及使用范特点及使用范特点及使用范特点及使用范围分为十二大类围分为十二大类围分为十二大类围分为十二大类。。。。可见电气控制系统在机床电路的实际应用中非

常普遍可见电气控制系统在机床电路的实际应用中非常普遍可见电气控制系统在机床电路的实际应用中非常普遍可见电气控制系统在机床电路的实际应用中非常普遍，，，，控制对控制对控制对控制对象和要求的不同使电路结构也差别很大象和要求的不同使电路结构

也差别很大象和要求的不同使电路结构也差别很大象和要求的不同使电路结构也差别很大，，，，本章以一些常用机床的电本章以一些常用机床的电本章以一些常用机床的电本章以一些常用机床的电气控制电路为例进行分析气控制电路为例进行分析气控制电路为例进行分析气控制

电路为例进行分析，，，，通过学习提高对接触器控制电路的认通过学习提高对接触器控制电路的认通过学习提高对接触器控制电路的认通过学习提高对接触器控制电路的认识识识识，，，，加深对交流电动机控制方法的理解加深对交

流电动机控制方法的理解加深对交流电动机控制方法的理解加深对交流电动机控制方法的理解。。。。2.1.2电气控制系统图的构成规则和绘图的基本电气控制系统图的构成规则和绘图的基本电气控制系统图的构成规则和绘图的基本电气控制系统图的构成规则和绘图的基本方法方法方法方法�电气控制系统图一

般有三种：电气原理图、电器元件布置图与电气安装接线图。�１．电气控制电路图绘制的基本方法（1）符号的使用1)图形符号电气图中的图形符号由符号要素、一般符号、限定符号等部分组成。2)文字符号电气设备中的文字符号

用来标明电路、电气设备、装置和元器件的名称、功能、状态和特征等，文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。①基本文字符号分单字母和双字母两种，均用大写字母表示。单字母符号将各种电器元件、设备和装置划分为23大类。例如继电器--接触器控制电路中常用的有：K表示继电器或接触器类；M表示电动机

；F表示保护器件；S表示控制、记忆、信号电路的开关器件选择器；T表示变压器等。双字母符号的第一位必须与上述23大类单字母符号相对应，表示器件大类，第二位表示附加信息。如：K表示继电器或接触器类，KT表示时间继电器，KM表示接触器。②辅助文字符号用来表示电器

、装置、电气设备和元件的功能、状态、特征等，由l～3位大写字母组成。如：A表示电流或模拟信号、AC表示交流、PEN表示保护接地与中性线共用等。（2）图线的使用电气图中常用图线有实线、虚线、点画线等。实线是绘制图中主要内容的基本线，用来画

符号的轮廓线和导线；虚线是辅助线，用来画机械联动线、屏蔽线、不可见线等；点画线常用作分界线和围框线。�2.电气原理图绘制的基本原则电气原理图绘制的基本原则电气原理图绘制的基本原则电气原理图绘制的基本原则用图形符号和文字符号表示电

路各电器元件连接关系和电用图形符号和文字符号表示电路各电器元件连接关系和电用图形符号和文字符号表示电路各电器元件连接关系和电用图形符号和文字符号表示电路各电器元件连接关系和电路工作原理的图形称为电气原理图路工作原理的图形称为电气原理图路工作原理的图形称为电气原理图路工作原理的图形

称为电气原理图。。。。绘制电气原理图应遵循的一些基本原则绘制电气原理图应遵循的一些基本原则绘制电气原理图应遵循的一些基本原则绘制电气原理图应遵循的一些基本原则：：：：l））））原理图分主电路和辅助电路两部分原理图分主电路和辅助电路两部分原理图分主

电路和辅助电路两部分原理图分主电路和辅助电路两部分。。。。2））））原理图使用国家标准规定的图形符号和文字符号绘制原理图使用国家标准规定的图形符号和文字符号绘制原理图使用国家标准规定的图形符号和文字符号绘制原理图使用国家标准规定的图形符号和文字

符号绘制，，，，不不不不表现电器元件的外形和机械结构表现电器元件的外形和机械结构表现电器元件的外形和机械结构表现电器元件的外形和机械结构，，，，同一电器的不同组件可按工同一电器的不同组件可按工同一电器的不同组件可按工同一电器的不同组件

可按工作原理需要分开绘制作原理需要分开绘制作原理需要分开绘制作原理需要分开绘制，，，，但应标注相同的文字符号但应标注相同的文字符号但应标注相同的文字符号但应标注相同的文字符号。。。。3））））原理图中的所有触点都按未动作时的通断情况绘制原理图中的所有触点都按未动作时的通断情况

绘制原理图中的所有触点都按未动作时的通断情况绘制原理图中的所有触点都按未动作时的通断情况绘制，，，，有电有电有电有电连接的交叉导线应在交叉点画上圆点连接的交叉导线应在交叉点画上圆点连接的交叉导线应在交叉点画上圆点连接的交叉导线应在交叉点画上圆点。。。。

4））））接触器或继电器线圈的下方应标明其对应的文字符号接触器或继电器线圈的下方应标明其对应的文字符号接触器或继电器线圈的下方应标明其对应的文字符号接触器或继电器线圈的下方应标明其对应的文字符号，，，，并并并并列触点表列触点表列触点表列触点表。。。。5））））控制电路的接点标记控制电路的接点标记

控制电路的接点标记控制电路的接点标记（（（（线号线号线号线号））））采用三位及三位以下阿拉伯采用三位及三位以下阿拉伯采用三位及三位以下阿拉伯采用三位及三位以下阿拉伯数字按等电位原则标注数字按等电位原则标注数字按等电位原则标注数字按等电位原则标注。。。。6））））主电路各接点

标记要按规定原则标注主电路各接点标记要按规定原则标注主电路各接点标记要按规定原则标注主电路各接点标记要按规定原则标注。。。。7））））整张图纸的图面按回路划分成若干个图区整张图纸的图面按回路划分成若干个图

区整张图纸的图面按回路划分成若干个图区整张图纸的图面按回路划分成若干个图区，，，，图区编号用阿图区编号用阿图区编号用阿图区编号用阿拉伯数字写在图面下部的方框内拉伯数字写在图面下部的方框内拉伯数字写在图面下部的方框内拉伯数字写在图面下部的方框内。。。。C

620普通车床的电气控制原理图3.电气安装图电气安装图是用来指示电气控制系统中各电器元件的实际安装位置和接线情况的。在图中电器元件用实线框表示，而不必按其外形形状画出。①体积大和较重的电器设备应安装在电器安装板的下方，而发热元器件应安装在电器安装板的

上面。②强电、弱电应分开，强电要加防护，弱电应加屏蔽，以策安全和防止外界干扰。③需要经常维护、检修、调整的电器元件应安装于便于操作的位置，不宜过高或过低。④电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称，不宜过密，应留有一定间距，便于散热和维护。4.电气系统安装接线图电气系统

安装接线图电气系统安装接线图电气系统安装接线图电气系统安装接线图用来表明电气设备之间的接线关系，清楚的表明电气设备外部元件之间的电气连接。电气系统安装接线图主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图一起使用。电气系统接线图的

绘制原则是：�①各电气元件均按实际安装位置绘出，电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。�②各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。�③不在同一控制柜、控制屏等控制单元上的电器零件之间的

电气连接必须通过端子板进行，并标明去向。�④在电气系统安装接线图中布线方向相同的导线用线束表示，连接导线应注明导线的规格(数量、截面积等)；若采用线管走线时，须留有一定数量的备用导线。还应注明线管的尺寸和材料。C620普通车床的电气安装接线图普通车床的电气安装接线图普通车床的电

气安装接线图普通车床的电气安装接线图2.1.3生产机械设备电气控制电路图的读图方法生产机械设备电气控制电路图的读图方法生产机械设备电气控制电路图的读图方法生产机械设备电气控制电路图的读图方法要学会读懂机床电气线路图，必须在熟练掌握电气控制的基本方法、控制形式等并充分了解各种机床机

械运动的基础上，对其电气控制电路进行分析加深理解。熟悉机、电配合及动作情况，掌握各种典型机床的电气控制原理。其基本读图方法是：(1)看说明书，对设备有一个总体的了解，从设备的基本结构、运动情况、工艺要求、操作方法，到设备对电力拖动的要求，电气控制和保护的具体方法等。(2)看主电

路，了解电力拖动系统由几台电动机所组成，并结合工艺要求了解电动机的运行特点(如起动、制动方式，是否正反转，有无调速要求等)，各电动机使用了那些电器实行控制和保护。(3)分析控制电路，按照设备的工艺要求和动作顺序，对

应控制电路的各种基本环节，分析各个控制环节的工作原理和过程。(4)分析保护要求，结合设备各个系统的配合情况，找出各个环节之间的联系、工作程序和联锁关系，配合控制电路的全面分析。可总结为“化整为零看局部，综合为

整看全图”。(5)最后看其他辅助电路(如检测、信号指示、照明电路等)。2.2CA6140型普通车床的电气控制电路型普通车床的电气控制电路型普通车床的电气控制电路型普通车床的电气控制电路�2.2.1车床的电力拖动形式和控制要求车床的电力拖动形式和控制要求车床的电

力拖动形式和控制要求车床的电力拖动形式和控制要求普通车床对电力拖动及其控制有以下基本要求普通车床对电力拖动及其控制有以下基本要求普通车床对电力拖动及其控制有以下基本要求普通车床对电力拖动及其控制有以下基本要求：：：：(1)主拖

动电动机采用笼型异步电动机主拖动电动机采用笼型异步电动机主拖动电动机采用笼型异步电动机主拖动电动机采用笼型异步电动机，，，，由于车床采用机械的方由于车床采用机械的方由于车床采用机械的方由于车床采用机械的方法调速和反转传动法调速和

反转传动法调速和反转传动法调速和反转传动，，，，因此对电动机没有电气调速及反转的控因此对电动机没有电气调速及反转的控因此对电动机没有电气调速及反转的控因此对电动机没有电气调速及反转的控制要求制要求制要求制要求；；；；主轴电动机采用直接起动主轴电动机采用直接起动主轴电动机采用直接起动主轴电动机采用

直接起动。。。。(2)在车削加工时在车削加工时在车削加工时在车削加工时，，，，为防止刀具和工件温度过高为防止刀具和工件温度过高为防止刀具和工件温度过高为防止刀具和工件温度过高，，，，需要由需要由需要由需要由—台冷台

冷台冷台冷却泵电动机来提供冷却液却泵电动机来提供冷却液却泵电动机来提供冷却液却泵电动机来提供冷却液。。。。—般要求冷却泵电动机在主轴电般要求冷却泵电动机在主轴电般要求冷却泵电动机在主轴电般要求冷却泵电动机在主轴电动机起动后才能起动动机起动后才能起动

动机起动后才能起动动机起动后才能起动，，，，主轴电动机停机主轴电动机停机主轴电动机停机主轴电动机停机，，，，冷却泵电动机也同冷却泵电动机也同冷却泵电动机也同冷却泵电动机也同时停机的顺序控制时停机的顺序控制时停机的顺序控制时停机的顺序控制。。。。(3)为了方便操作有

的车床还配有为了方便操作有的车床还配有为了方便操作有的车床还配有为了方便操作有的车床还配有—台刀架快速移动电动机台刀架快速移动电动机台刀架快速移动电动机台刀架快速移动电动机，，，，采采采采用点动控制用点动控制用点动控制用点动控制。

。。。(4)具有短路具有短路具有短路具有短路、、、、过载过载过载过载、、、、欠压欠压欠压欠压、、、、失压等保护环节失压等保护环节失压等保护环节失压等保护环节。。。。(5)具有安全的局部工作照明装置具有安全的局部工作照明装置具有安全的局部工作照明

装置具有安全的局部工作照明装置。。。。�2.2.2CA6140型普通车床的主要结构和运动形式型普通车床的主要结构和运动形式型普通车床的主要结构和运动形式型普通车床的主要结构和运动形式CA6140型车床是型车床是型车床是型车床是—种普通车床种普通车床种普通车床种普通车床，，，，其基本结构和控制

电器位其基本结构和控制电器位其基本结构和控制电器位其基本结构和控制电器位置如图所示置如图所示置如图所示置如图所示，，，，主要由床身主要由床身主要由床身主要由床身、、、、主轴变速箱主轴变速箱主轴变速箱主轴变速箱、、

、、主轴主轴主轴主轴(主轴上带有用于主轴上带有用于主轴上带有用于主轴上带有用于夹持工件的卡盘夹持工件的卡盘夹持工件的卡盘夹持工件的卡盘)、、、、挂轮箱挂轮箱挂轮箱挂轮箱、、、、进给箱进给箱进给箱进给箱、、、、溜板箱溜板箱溜板箱溜板箱、

、、、溜板与刀架溜板与刀架溜板与刀架溜板与刀架、、、、尾尾尾尾架架架架、、、、丝杆等组成丝杆等组成丝杆等组成丝杆等组成。。。。2.2.3CA6140型普通车床电气控制电路分析型普通车床电气控制电路分析型普通车床电气控制电路分析型普通车床电气控制电路分析�1．电源电路（

图区1、2）电源采用三相380V交流电源，由带漏电保护断路器QF引入，总熔断器FU由用户电源提供，PE为接地保护线路。�2．主电路（图区3、4、5、6）主电路有三台电动机的供电电路组成，主轴电动机M1的短路保护由电源电路的断路器QF响应，而冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3的短路保

护，分别由熔断器FU1、FU2实现。三台电动机分别由交流接触器KM1、KM2、KM3控制直接起动，单向运转。由热继电器FR1、FR2分别实现对M1、M2的过载保护，由于M3是短时工作制，所以不需要过载保护。３．控制电路（图区7、8、9、10）(1)控制电路电源的控

制合上QF接通电源。控制电路由控制变压器TC提供110V电源，FU3作短路保护。(2)主轴电动机的控制起动时：按下绿色按钮SB1→接触器KM1通电并自锁→主轴电动机M1起动运行；停机时：按下装在SB1旁边的红色蘑菇形按钮SB2→接触器KM1断电→主轴电

动机M1停止转动，SB2在按下后可自行锁住，要复位需向右旋。(3)冷却泵电动机的控制冷却泵电动机M2由旋钮开关SA1操纵，通过KM2控制。(4)刀架快速移动电动机的控制刀架快速移动电动机M3由按钮SB3点动控制。

刀架快速移动的方向则由装在溜板箱上的十字形手柄控制。４．照明与信号指示电路（图区11、12）照明与信号指示电路的电源同样由TC提供，EL为车床工作照明灯，电压为24V；HL为电源指示灯，电压为6V。HL和EL分别由

FU4和FU5作短路保护。５．电气保护环节除短路和过载保护外，该电路还设有由行程开关SQ1、SQ2组成的安全保护环节。2.3Z535型立式钻床的电气控制电路型立式钻床的电气控制电路型立式钻床的电气控制电路型立式钻床的电气控制电路�2.3.1立式钻床的主要

结构和运动形式立式钻床的主要结构和运动形式立式钻床的主要结构和运动形式立式钻床的主要结构和运动形式�2.3.2立式钻床的电力拖动形式和控制要求立式钻床的电力拖动形式和控制要求立式钻床的电力拖动形式和控制要求立式钻床的电力拖动形式和控制要求立式钻床的电力拖动及其控制要求是：�

(1)钻床的主轴运动和进给运动由主轴电动机带动。主轴电动机直接起动，能够正反转；由于采用机械方法调速，所以对电动机没有调速要求。�(2)加工过程的冷却液由—台冷却泵电动机提供。�(3)具有常规的电气保护环节和安全的

局部照明装置。2.3.3Z535型立式钻床电气控制电路分析型立式钻床电气控制电路分析型立式钻床电气控制电路分析型立式钻床电气控制电路分析�1．电源电路（图区1）电源采用三相380V交流电源，由QS1引入，FU1作全电路

的短路保护，PE为接地保护线路。�2．主电路（图区2、3、4）M1为主轴电动机，用于主轴的钻孔加工操作，分别由接触器KM1、KM2作正反转控制，热继电器FR作过载保护。M2为冷却泵电动机，由QS2控制运行，FU2作M2及控

制、照明电路的短路保护。�3．控制电路（图区5、6、7）Z535钻床的控制电路相对比较简单。由操纵手柄压动三个微动开关SQ1、SQ2、SQ3来控制KM1、KM2，实现M1的正反转控制：�(1)M1正转控制：将操纵手柄置于向下位置→压动SQ1与SQ2→SQ1

与SQ2的动合触点(1-2)、(2-3)闭合→KM1通电→M1正转。如果松开手柄，SQ2的动合触点(2-3)断开，但KM1由其自锁触点(8-3)经SQ3的动断触点(2-8)支路自锁而保持通电。�(2)M1反转控制：将操纵手柄置于向上位

置→压动SQ1与SQ3→SQ1与SQ3的动合触点(1-2)、(2-6)闭合→KM2通电→M1反转。如果松开手柄→SQ3的动合触点(2-6)开时，KM2由自锁触点(5-6)经SQ2的动断触点(2-5)支路保持通电。�(3)M1停止控制：当操纵手柄置于中间位置时，SQ1的动合触点(1-2)

断开→KM1（或KM2）断电→M1停机。2.4X62W型万能铣床的电气控制电路型万能铣床的电气控制电路型万能铣床的电气控制电路型万能铣床的电气控制电路�2.4.1铣床的主要结构和运动形式铣床的主要结构和运动形式铣床的主要结构和运动形式铣床的主要结构和运动形式铣床的运动

形式主要有铣床的运动形式主要有铣床的运动形式主要有铣床的运动形式主要有：：：：（（（（1））））主运动主运动主运动主运动，，，，主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动主轴带动刀杆和

铣刀的旋转运动；；；；（（（（2））））进给运动进给运动进给运动进给运动，，，，包括工作台带动工件在水平的纵包括工作台带动工件在水平的纵包括工作台带动工件在水平的纵包括工作台带动工件在水平的纵、、、、横方向及垂直方向三横方向及垂直方向三横方向及垂直方向

三横方向及垂直方向三个方向上的运动个方向上的运动个方向上的运动个方向上的运动；；；；（（（（3））））辅助运动辅助运动辅助运动辅助运动，，，，是工作台在三个方向上的快速移动是工作台在三个方向上的快速移动是工作台在三个方向上的快速移动是工作台

在三个方向上的快速移动。。。。1一底座一底座一底座一底座2一进给电动机一进给电动机一进给电动机一进给电动机3一升降台一升降台一升降台一升降台4一进给变速手柄及变速盘一进给变速手柄及变速盘一进给变速手柄及变速盘一进给变速手柄及变速盘5一溜板一溜板一溜板一溜板6一转动部分一

转动部分一转动部分一转动部分7一工作台一工作台一工作台一工作台8--刀杆支架刀杆支架刀杆支架刀杆支架9一悬梁一悬梁一悬梁一悬梁l0--主轴主轴主轴主轴ll一主轴变速盘一主轴变速盘一主轴变速盘一主轴变速盘12--主

轴变速手柄主轴变速手柄主轴变速手柄主轴变速手柄13--床身床身床身床身14一主轴电动机一主轴电动机一主轴电动机一主轴电动机2.4.2铣床的电力拖动形式和控制要求铣床的电力拖动形式和控制要求铣床的电力拖动形式和控制要求铣床的电力拖动形式和控制要求�X62W万能铣床对电力拖动及

其控制有以下要求万能铣床对电力拖动及其控制有以下要求万能铣床对电力拖动及其控制有以下要求万能铣床对电力拖动及其控制有以下要求：：：：①①①①主轴电动机主轴电动机主轴电动机主轴电动机M1为空载直接起动为空载直接起动为空

载直接起动为空载直接起动，，，，为满足顺铣和逆铣工作方式转换为满足顺铣和逆铣工作方式转换为满足顺铣和逆铣工作方式转换为满足顺铣和逆铣工作方式转换的要求的要求的要求的要求，，，，电动机要求有正电动机要求有正电动机要求有

正电动机要求有正、、、、反转反转反转反转，，，，停车时要求主轴电动机设制动停车时要求主轴电动机设制动停车时要求主轴电动机设制动停车时要求主轴电动机设制动控制控制控制控制。。。。②②②②M2电动机负责拖动工作台横向电动机负责拖动工作台横向电动机负责拖动工作台横向电动机负

责拖动工作台横向、、、、纵向和垂直三个方向的进给运纵向和垂直三个方向的进给运纵向和垂直三个方向的进给运纵向和垂直三个方向的进给运动动动动，，，，选用直接起动方式选用直接起动方式选用直接起动方式选用直接起动方式，，，，进给方向的选择由操作手柄配合相应进给方向的选择由操作手柄配合相应进给方

向的选择由操作手柄配合相应进给方向的选择由操作手柄配合相应机械传动来实现机械传动来实现机械传动来实现机械传动来实现，，，，且每个方向均有正且每个方向均有正且每个方向均有正且每个方向均有正、、、、反向运动反向运动反向运动反向运动，，，，即

要求即要求即要求即要求M2有有有有正正正正、、、、反转反转反转反转。。。。③③③③使用圆工作台时使用圆工作台时使用圆工作台时使用圆工作台时，，，，工作台不能有其他方向进给工作台不能有其他方向进给工作台不能有其他方向进给工作台不能有其他方向进给，，，，因此圆工作台因此圆工作台因此

圆工作台因此圆工作台旋转与三个方向的进给运动间设有联锁控制旋转与三个方向的进给运动间设有联锁控制旋转与三个方向的进给运动间设有联锁控制旋转与三个方向的进给运动间设有联锁控制。。。。④④④④主轴与进给工作顺序为有序联锁控制主轴与进给工作顺序为有序联锁控制主轴与进给工作顺序为有序联锁控制主轴与进给工

作顺序为有序联锁控制，，，，要求加工开始时铣刀先旋要求加工开始时铣刀先旋要求加工开始时铣刀先旋要求加工开始时铣刀先旋转转转转，，，，进给运动才能进行进给运动才能进行进给运动才能进行进给运动才能进行；；；；加工结束时加工结束

时加工结束时加工结束时，，，，进给运动要先于铣刀停进给运动要先于铣刀停进给运动要先于铣刀停进给运动要先于铣刀停止止止止。。。。⑤⑤⑤⑤为提高生产效率为提高生产效率为提高生产效率为提高生产效率，，，，工作台各方向调整运动均为快速移动工作台各方向调整运动均为快速移动

工作台各方向调整运动均为快速移动工作台各方向调整运动均为快速移动。。。。⑥⑥⑥⑥由由由由M3电动机拖动冷却泵电动机拖动冷却泵电动机拖动冷却泵电动机拖动冷却泵，，，，在铣削加工时提供必要的冷却液在铣削加工时提供必要的

冷却液在铣削加工时提供必要的冷却液在铣削加工时提供必要的冷却液。。。。⑦⑦⑦⑦为方便操作为方便操作为方便操作为方便操作，，，，各部分起各部分起各部分起各部分起、、、、停控制均为两地控制停控制均为两地控制停控制均为两地控制停控制均

为两地控制。。。。⑧⑧⑧⑧具有必要的安全保护功能和三台电动机之间有联锁控制功能具有必要的安全保护功能和三台电动机之间有联锁控制功能具有必要的安全保护功能和三台电动机之间有联锁控制功能具有必要的安全保护功能和三台电动机之间有联锁控制功能。。。。2.4.3X62W型万能铣床电气控制电路分析型

万能铣床电气控制电路分析型万能铣床电气控制电路分析型万能铣床电气控制电路分析�1.电源及主电路电源及主电路电源及主电路电源及主电路（（（（图区图区图区图区1、、、、2、、、、3、、、、4））））三相电源由电源开关QS1

引入，FU1作全电路的短路保护。主轴电动机M1的运行由接触器KM1控制，换相开关SA3预先选定转向。进给电动机M2由KM3、KM4实现正反转控制。在M1起动运行之后才能由QS2控制冷却泵电动机M3作单向旋转。三台电动机分别由热继电器FR1、F

R2、FR3作过载保护。2．．．．控制电路控制电路控制电路控制电路(图区图区图区图区5、、、、6、、、、7、、、、8、、、、9、、、、10、、、、11)�（（（（1））））控制电路的电源控制电路的电源控制电路的电源控制电路的电源（（（（5、、、、6））））控制

电路的电源由控制变压器TC1提供110V工作电压，FU4作变压器二次侧的短路保护。电磁离合器和制动器需要的直流工作电源由整流变压器TC2降压后经VC桥式整流器提供，FU2、FU3分别作交、直流侧的短路保护。电路的主轴制动器YC1，工作台常速进给和快速进给分别是控制电磁离合器Y

C2、YC3。�（（（（2））））主轴电动机主轴电动机主轴电动机主轴电动机M1的控制的控制的控制的控制（（（（5、、、、6、、、、7、、、、8））））在SA3选好方向后，M1的运行由交流接触器KM1控制。为操作方便，在机床的不同位置各安装了—套起动和停机

按钮：SB2和SB6装在床身上，SB1和SB5装在升降台上。对M1的控制包括有主轴的起动、停机制动、换刀制动和变速冲动。�（（（（3））））工作台进给运动控制工作台进给运动控制工作台进给运动控制工作台进给运动控制①①①①工作台的纵向工作台的纵向工作台的纵向工作台的纵向（（（（左左左左、、

、、右右右右））））进给运动进给运动进给运动进给运动将纵向进给操作手柄扳向右边→→→→行程开关SQ5动作→→→→其动断触点SQ5-2先断开，动合触点SQ5-1后闭合→→→→KM3通电动作M2正转→→→→工作台向右运动。若将操作手柄扳向左边，则SQ6动作

→→→→KM4通电→→→→M2反转→→→→工作台向左运动。②②②②工作台的垂直工作台的垂直工作台的垂直工作台的垂直（（（（上上上上、、、、下下下下））））与横向与横向与横向与横向（（（（前前前前、、、、后后后后））））进给运进给运进给运进给运动动动动工作台

垂直与横向进给运动由—个十字形手柄操纵，十字形手柄有上、下、前、后和中间五个位置：将手柄扳至“向下”或“向上”位置时，分别压动行程开关SQ3和SQ4，控制M2正转和反转，并通过机械传动机构使工作台分别向下和向上运动；例如，将十字形手柄扳至“向上”位置→→

→→SQ4动作→→→→动断触点SQ4-2先断开，动合触点SQ4-1后闭合→→→→KM4线圈通电→→→→M2反转工作台向运动。而当手柄扳至“向前”或“向后”位置时，虽然同样是压动行程开关SQ3和SQ4，但此时机械传动机构则使工作台分别向前和向后

运动。当手柄在中间位时，SQ3和SQ4均不动作，工作台停止运动。③③③③进给变速冲动进给变速冲动进给变速冲动进给变速冲动将进给变速的蘑菇形手柄拉出，转动变速盘，选择好速度。然后，将手柄继续向外拉到极限位置，随即推回原位，变速结束。就在手柄拉到极限位置的瞬间，行程开关SQ2被压动，SQ2－1先断开，

SQ2－2后接通，接触器KM3得电，进给电动机M2瞬时正转。在手柄推回原位时，SQ2复位，进给电动机只瞬动一下，完成变速冲动。④④④④工作台快速进给工作台快速进给工作台快速进给工作台快速进给当工作台工作在进给状态时，按下快移按钮SB3或SB4（两地控制），接触器KM2得电吸合，其动断触点切断YC2

，动合触点接通YC3，使进给传动系统跳过齿轮变速链，电动机直接拖动丝杠套，工作台快速进给，进给方向仍由进给操纵手柄决定。此外，由于与KM1的动合触点并联了KM2的—个动合触点，所以在M1不起动的情况下，也可以进行快速进给。�（（（

（4））））圆工作台的控制圆工作台的控制圆工作台的控制圆工作台的控制在使用圆工作台时，将控制开关SA2扳至“接通”位置，此时SA2-2接通而SA2-1、SA2-3断开。圆工作台的旋转运动也是由进给电动机M2拖动。在主轴电动机

M1起动的同时，KM3通电，使M2正转，带动圆工作台旋转(圆工作台只需要单向旋转)。由KM3的通电路径可见，只要扳动工作台进给操作的任何—个手柄，SQ3～SQ5其中—个行程开关的动断触点断开，都会切断KM3

，使圆工作台停止运动，从而保证了工作台的进给运动和圆工作台的旋转运动不会同时进行。�（（（（5））））控制电路的联锁与保护控制电路的联锁与保护控制电路的联锁与保护控制电路的联锁与保护①进给运动与主轴运动的联锁只有在主轴起动之后，工作台的进给

运动才能进行。②工作台六个运动方向的联锁只要两个操纵手柄同时扳动，进给电路立即切断，实现了工作台各方向进给间的联锁控制。③工作台进给与圆工作台的联锁使用圆工作台时，必须将两个进给操纵手柄都置于中间位置。④进给运动方向上的极限位置保护机械和电气相结合的方式，由

挡块确定各进给方向上的极限位置。�3．冷却泵和照明电路（图区３）冷却泵只有在主电动机起动后才能起动，所以主电路中将M3接在主接触器KM1触点之后，另外还可用开关QS2控制。SA4为灯开关，由照明变压器TC3提供24V的工作电压给照明灯EL，FU5作短路保护。2.5T6

8型卧式镗床的电气控制电路型卧式镗床的电气控制电路型卧式镗床的电气控制电路型卧式镗床的电气控制电路�2.5.1卧式镗床的主要结构和运动形式卧式镗床的主要结构和运动形式卧式镗床的主要结构和运动形式卧式镗床的主要结构和运动形式1.卧式镗床的运动形式包

括卧式镗床的运动形式包括卧式镗床的运动形式包括卧式镗床的运动形式包括：：：：主运动——是镗轴和平旋盘的旋转运动。进给运动——镗轴的轴向移动，平旋盘上刀具溜板的径向移动，工作台的横向移动，工作台的纵向移动和主轴箱的垂直移动。辅助运动——工作台的旋转，尾架随同

主轴箱的升降和后立柱的水平移动。2.5.2卧式镗床的电力拖动形式和控制要求卧式镗床的电力拖动形式和控制要求卧式镗床的电力拖动形式和控制要求卧式镗床的电力拖动形式和控制要求卧式镗床的主运动和进给运动多用使用同—台异步电动机拖动，具体要

求如下：（1）双速笼型异步电动机作为主拖动电机。（2）进给运动和主轴及花盘旋转用同一台电动机拖动，(3)主轴电动机能正反向点动，并有准确的制动。(4)主轴电动机低速时直接起动，高速时先低速起动，延时后转为高速运转。（5）主轴变速和进给变速设低速冲动环节。（6）各运动部件能实现快速移动。

（7）工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给设有联锁。2.5.3T68卧式镗床电气控制电路分析卧式镗床电气控制电路分析卧式镗床电气控制电路分析卧式镗床电气控制电路分析�1.电源和主电路电源和主电路电源和主电路

电源和主电路（（（（图区图区图区图区1~7））））三相电源由转换开关QS引入，由熔断器FU1作短路保护。机床采用两台电动机拖动，一台是主轴电动机M1，作为主轴旋转及常速进给的动力，同时还带动润滑油泵；另—台为快速进给电动机M2，作为各进给运动的快速移动的动力。�2.控制电路控制电路控制

电路控制电路（（（（图区图区图区图区11~30））））（1）主轴电动机的起动和运行（2）主轴电动机的制动（3）主轴电动机的点动（4）主轴变速和进给变速（5）快速移动（6）联锁保护2.6交流桥式起重机的电气控制交流桥式起重机的电气控制交流桥式起重机的电气控制交流桥式起重机的电气控制�2.

6.1桥式起重机概述桥式起重机概述桥式起重机概述桥式起重机概述起重机是专门用来起吊和短距离搬移重物的一种生产机械，通常也称为行车、吊车或天车。按其结构的不同，分为桥式、塔式、门式、旋转式和缆索式等，桥式起重机按照起重量人为三个等级：5t和10t为小型起重机，15～50t为中型起重机，50t

以上为重型起重机。1．桥式起重机的主要结构及运动形式（1）起重机由大车电动机驱动沿车间两边的轨道作纵向前后运动。（2）小车及提升机构由小车电动机驱动沿桥梁上的轨道作横向左右运动。（3）在升降重物时由起重电动机驱动作垂直上下运动。�2．桥式起重

机对电气控制的特点和要求(1)桥式起重机的主要特点：1）桥式起重机的工作条件比较差，由于安装在车间的上部，有的还是露天安装，往往处于高温、高湿度、易受风雨侵蚀或多粉尘的环境；同时，还经常处于频繁的起动、制动、反转状态，要求受较大的机械冲击。故多采用绕线转子异步电动机拖动。2）有合理的升降速度，

空载、轻载要求速度快，以减少辅助工时；重载时要求速度慢。3）在提升之初或重物下降到指定位置附近时需要低速运行，因此应将速度分为几档，以便灵活操作。4）具有一定的调速范围，普通起重机的调速范围一般为3︰1，要求较高的则要达到（5～10）︰1

(2)控制要求：1）提升第一级作为预备级，是为了消除传动间隙和张紧钢丝绳，以避免过大的机械冲击。所以起动转矩不能过大，一般限制在额定转矩的一半以下。2）由于起重机的负载力矩为位能性反抗力矩，因而电动机可运转在电动状态、再生发电状态和倒拉反接制动状态。3）为了保证人身与设备的安全，停车必须采用安全可

靠的制动方式。4）应具有必要的短路、过载、零位和终端保护。3．起重机提升机构的工作状态（1）提升重物时电动机工作状态提升重物时，电动机承受两个阻力转矩，一个重物自重产生的位能转矩，另一个是在提升过程中传动系统存在的摩擦转矩T。当电动机电磁转矩克服这两个阻力转矩时，重物将被

提升。（2）下降重物时电动机的工作状态①反转电动状态当空钩或轻载下放重物时，由于负载的位能转矩小于摩擦转矩,这时依靠重物自重不能下降，为此电动机必须依重物下降方向施加电磁转矩强迫重物或空钩下放，此时电动机工作在反转电动状态，又称强力下

放重物。②再生发电制动状态当以高于电动机同步转速的速度稳定下降，这时电动机工作在再生发电制动状态。③倒拉反接制动状态当重物较重，为获得低速下降，可采用倒拉反接制动下放。2.6.25t桥式起重机控制电路桥式起重机控制电路桥式起重机控制电路桥式起重机控制电路在中小型起重机的平移机构和小型起重机

的提升机构控制中得到广泛应用。凸轮控制器就是利用凸轮来操作多组触点动作的控制器，它是一种大型手动控制电器，常用于直接操作与控制转子绕线式异步电动机的起动、停止、正反转、调速等。1．凸轮控制器的结构原理凸轮控制器的结构由机械结构、电气结构、防护结

构三部分组成。凸轮控制器的工作原理是，当转轴在手轮扳动下转动时，固定在轴上的凸轮同轴一起转动，当凸轮的凸起部位顶住动触点杠杆上的滚子时，便将动触点与静触点分开或接通。使用凸轮控制器的控制电路原理图中的凸轮控制器，以其

圆柱表面的展开图表表示。凸轮控制器有编号为1~12的十二对触点，以竖画的细实线表示；而凸轮控制器的操作手轮右旋（控制电动机的正转）和左旋（控制电动机的反转）各有五个挡位，加上一个中间位置（称为“零位”）共有十一个挡位，用横画的细虚线表示；每对触点在各个挡位是否接通，则以在横竖

线交点处的黑圆点“·”表示，有黑圆点表示接通，无黑圆点表示断开。�2．．．．凸轮控制器控制的凸轮控制器控制的凸轮控制器控制的凸轮控制器控制的5t桥式起重机小车桥式起重机小车桥式起重机小车桥式起重机小车（（（（吊钩吊钩吊钩吊钩））））控制控制控制控制电路原理电路原理电路原理电路原理

M2为小车（或吊钩）驱动电动机，采用转子绕线式三相异步电动机，在转子电路中串入三相不对称电阻R2，用作起动及调速控制。YB2为制动电磁铁，其三相电磁线圈与M2（定子绕组）并联。QS为电源引入开关，KM为控制线路电源的接触器。KA0和KA2为过流继电

器，其线圈（KA0为单线圈，KA2为双线圈）串联在M2的三相定子电路中，而其动断触点则串联在KM的线圈支路中，无论哪个触点动作都可使KM线圈断电而停机。�（1）M2的起动和正反转控制电路每次操作之前，应

先将QM2置于零位，舱门安全开关SQ6关闭。由图可见QM2的触点10、11、12在零位接通；然后合上电源开关QS，按下起动按钮SB，接触器KM线圈通过QM2的触点12通电，KM的3对主触点闭合，接通M2的电源，然后可以用QM2操纵电动机M2的运行

。QM2的触点10、11与KM的动合触点一起构成正转或反转时的自锁电路。凸轮控制器QM2的触点1～4用以换相，控制M2的正反转，由图可见QM2右旋五挡触点2、4均接通，M正转；而左旋五挡则是触点1、3接通，按电源的相序，M为反转；在零位时4对触点均断开。�（2）M2的调速控制凸轮控制器Q

M2的触点5～9用以改变电阻R2接入M2的转子回路，以实现对M2起动和转速的调节。由图2.24可见这5对触点在中间零位均断开，而在左、右旋各五挡的通断情况是完全对称的：在(左、右旋)第一挡触点5～9均断开，三相不对称电阻R2全部串入M2的

转子电路，此时M2的机械特性最软；置第二、三、四挡时触点5、6、7依次接通，将R2逐级不对称地切除，使电动机的转速逐渐升高；当置第五挡时触点5～9全部接通，R2被全部切除，M2运行在自然特性曲线上。�(3)安全保护功能吊车控制电路具有过流、零压、零位、欠压、行程终端限位保护和安全保护共六种

保护功能。①过流保护采用过流继电器作过流(包括短路、过载)保护，过电流继电器KA0、KA2的动断触点串联在KM线圈支路中。②零压保护采用按钮开关SB起动，SB动合触点与KM的自锁动合触点相并联的电路，都具有零压(失压)保护功能。③零位保护采用

凸轮控制器控制的电路在每次重新起动时，还必须将凸轮控制器旋回中间的零位，使触点12接通，才能够按下SB接通电源，这一保护作用称之为“零位保护”。④欠压保护接触器KM本身具有欠电压保护的功能，当电源电压不足时(低于额定电压的85％)，KM因电磁吸力不足而复位，其动合主触点和自锁触点都

断开，从而切断电源。⑤行程终端限位保护行程开关SQ1、SQ2分别作M2正、反转(如M2驱动小车，则分别为小车的右行和左行)的行程终端限位保护，其动断触点分别串联在KM的自锁支路中。⑥安全保护在KM的线圈电路中，还串入了舱门安全开关SQ6和事故紧急开

关SA1。在平时，应关好驾驶舱门，使SQ6被压下(保证桥架上无人)，才能操纵起重机运行；一旦发现紧急情况，可断开SA1紧急停车。�3．5t交流桥式起重机控制电路５t交流桥式起重机电气控制的全电路如下图。�（1）主电路5t桥式起重机的大

车较多采用两台电动机分别驱动，图中共有四台绕线转子异步电动机拖动，分别由三只凸轮控制器控制。起重吊钩电动机M1由QM1控制；小车驱动电动机M2由QM2控制；大车驱动电动机M3和M4由QM3同步控制。凸轮控制器QM3

共有17对触点，比QM1、QM2多了5对触点，用于控制另一台电动机的转子电路，因此可以同步控制两台绕线式异步电动机。�（2）控制电路控制电路电源由接触器KM控制，过流继电器KA0~KA4作过流保护，其中KA1~KA4为双线圈式，分别保护M1，M2、M3与M4；KA0为单线圈式，单独串联在主电

路的一相电源线中，作总电路的过流保护。SQ5为吊钩M1上行限位，SQ1、SQ2为小车M2左右行限位；SQ3、SQ4为大车M3、M4前后行限位控制。�（3）保护电路保护电路由接触器、过电流继电器、位置开关等组成，用于控制和保护起重机，实现电动

机过流保护、失压保护以及零位、限位保护。本章小结本章小结本章小结本章小结电气控制系统图包括电气原理图、电器布置图和电气安装接线图，电气原理图反映电路中各个电器元件的连接关系和电气工作原理，电器布置图反映各电器元件的实际安装位置，而电气安装接线图则反映电气设备

各控制单元内部元件之间的接线关系。各种图都要求按照国家标准统一的图形和文字符号及标准画法来绘制。应注意掌握各种电气图的构成规则，掌握生产机械设备电气控制系统图的读图方法。CA6140型普通车床、Z535型立式钻床、X62W型万

能铣床和T68型卧式镗床及小型起重机等，都是机械加工中的常用机床在进行复习小结时，应注意掌握各电路的特点和控制要求。1.CA6140型普通车床的主轴电动机M1与冷却泵电动机M2的联锁控制，由行程开关SQ1、SQ2组成的断电保护环节。2.Z535型立式钻床主轴电动机的正

反转控制和自动进给控制。3.X62W型万能铣床控制电路的主要特点是进给控制电路部分。4.T68型卧式镗床控制电路的特点是：主轴和进给电动机M1为双速电动机，由KM4、KM5控制定子绕组由三角形联结转换成双星形联结，进行低一高速转换。低速时可直接起动；高速时，先低速起动然后自动转

换成高速运行。5．凸轮控制器是一种大型的手动控制电器，常用于直接控制转子绕线式异步电动机的起动、反转、变速和制动。《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术》》》》电子教

案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主

编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第第第第3章章章章可编程控制器的基础知识可编程控制器的基础知识可编程控制器的基础知识可编程控制器的基础知识�PLC实质上是一种工业专用的计算机，它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口，更能适应于工业控制要求的编程语言。�PLC系统的实

际组成与计算机控制系统的组成基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。3.1PLC的硬件结构的硬件结构的硬件结构的硬件结构�中央处理器（CPU）�存储器�输入／输出单元及接口�电源等组成�各部分之间都通过总线连接，总线分电源

总线、控制总线、地址总线和数据总线。3.1.1中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器（（（（CPU））））�PLC中所采用的CPU随机型不同而有所不同，常有三种：通用微处理器，单片微处理器芯片，位片式微处理器。3.1.

1中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器（（（（CPU））））�主要作用有：（1）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。（2）用扫描的方式接收现场输入设备状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。（3）检

查电源、PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等。（4）PLC进入运行状态后，从存储器中读取用户程序并进行编译，执行并完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务。（5）根据运算的结果，完成指令规定的各种操作，再经输出部件实现输出控制

、制表打印或数据通信等功能。3.1.2存储器存储器存储器存储器�存储器有两种，一种是可进行读／写操作的随机存取的存储器RAM；另一种为只能读出不能写入的只读存储器ROM，包括PROM，EPROM，EEPROM3.1.2存储器存储器存储器存储器�PLC配有系统程序存储器（EPROM或EEPROM）

和用户程序存储器（RAM）。�系统存储器用来存储系统程序，而系统程序不需要用户干预�用户存储器用来存放用户编写的应用程序或用户数据（如控制过程中需要不断改变的信息、输入、输出信号、定时值、计数值等），

存于RAM中的程序可随意修改。当用户程序确定不变后，可将其固化在只读存储器中。3.1.2存储器存储器存储器存储器�EPROM存储器是一种由用户根据需要编程，可以反复修改的只读存储器。�当用户程序确定不变后，可将其固化在

EPROM存储器中。写入时加高电平，擦除时用紫外线照射。而EEPROM存储器除可用紫外线照射擦除外，还可用电擦除。3.1.2存储器存储器存储器存储器�RAM一般分为程序存储区和数据存储区。程序存储区用以存储用户程序，数据存储区用以存储输入、输出与接点

和线圈的状态以及特殊功能要求的有关数据。现在许多PLC直接采用EEPROM作为用户程序存储器。�PLC中已提供了一定容量的存储器供用户使用，若不够用，大多数PLC还提供了存储器扩展功能。3.1.3输入输入输入输入／／／／输出输出

输出输出(I/O)接口接口接口接口�I/O接口是PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件。�I/O接口的输入/输出信号有：数字量、开关量和模拟量三种形式，用户涉及量最多的是开关量。PLC的对外功能就是通过各类I／O接口的外接线，实现对工业设备或生产过程的检测与控制。�I/O接口一般都具

有光电隔离和滤波，其作用是把PLC与外部电路隔离开来，以提高PLC的抗干扰能力。3.1.3输入输入输入输入／／／／输出输出输出输出(I/O)接口接口接口接口�PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同常有三种形式：�继电器输出型，CP

U输出时接通或断开继电器的线圈，继电器的触点闭合或断开，通过继电器触点控制外部电路的通断，既可带直流负载，也可带交流负载；�晶体管输出型，通过光耦合使开关晶体管截止或饱和导通以控制外部电路，只能带直流负载；�双向晶闸管输出型，采用的是光触发型双向晶闸管，只能带交流负载。�继电器

输出型有较大的输出电流，而晶体管输出型和双向晶闸管输出型的输出电流都较小。1.开关量输入接口(1)直流输入接口当输入端的开关接通时，光电耦合器导通，输入信号送入PLC用户程序的数据存储区，以供CPU作逻辑或数值运算用，同时LED指示灯亮，显示输入端接通。接口电路所使

用的电源，一般由PLC内自身的电源供给，但也有的PLC要由用户提供，称为用户电源。1.开关量输入接口(2)交流／直流输入接口各输入电路只能有一个公共端子，称为汇点输入方式也可能没有公共端子，彼此独立，互不影响，称为分隔式输入方式。其

工作原理与直流输入接口基本相同，所不同的是外接电源除直流电源外，还可用12～24V交流电源。1.开关量输入接口(3)交流输入接口为减少高频信号串入，电路中设有高频去耦电路。2.开关量输出接口�开关量输出接口的作用是将PLC的输入信号，即

用户程序的逻辑运算结果传给外部负载即用户输出设备，并将PLC内部的低电平信号转换为外部所需要电平的输出信号，并具有隔离PLC内部电路与外部执行元件的作用。2.开关量输出接口(1)直流输出接口(晶体管输出型)当需要某一输出端产生输出时，

由CPU控制，将用户程序数据区域相应的运算结果调至该路输出电路，输出信号经光电耦合器输出，使晶体管导通，并使相应的负载接通，同时输出指示灯亮，指示该路输出端有输出。负载所需直流电源由用户提供。2.开关量输出接口(2)交流输出接口(

晶闸管输出型)当需要某一输出端产生输出时，由CPU控制，将用户程序数据区域相应的运算结果调至该路输出电路，输出信号经光电耦合器输出，使晶体管导通，并使相应的负载接通，同时输出指示灯亮，指示该路输出端有输出。负载所需交流电源由用户提供。

2.开关量输出接口�(3)交/直流输出接口(继电器输出型)采用继电器作开关器件，既可带直流负载，也可带交流负载2.开关量输出接口�为了满足工业自动化生产更加复杂的控制需要，PLC还配有很多I/O扩展模块接口。2.

开关量输出接口3.1.4电源电源电源电源�PLC一般采用高质量的开关式稳压电源为内部电路供电，向CPU、存储器及输入／输出接口提供各自所需的直流电压。电源的性能将直接影响PLC的功能和工作的可靠性。3.1.5编程器编程器编程器编程器�编程器是P

LC的一个附件，主要由键盘、显示器、工作方式选择开关和外存储器插口等部件组成，用于向PLC的用户存储器编写、输入、调试程序。PLC运行时，可通过编程器测试、监控PLC的输入输出接点及其它内部资源的状态。3.2PLC的软件的软件的软件的软件�PLC的软件是其工作所用各种程序的组合，包括系

统软件和应用软件。3.2.1系统软件系统软件系统软件系统软件�PLC的系统软件主要是系统的管理程序和用户指令的解释程序，由PLC的制造厂家编写，已固化在系统程序存储器中，用户不能直接读写和修改。它一般包括系统诊断程序、编译程序、信息传送

程序、监控程序等。3.2.2应用软件应用软件应用软件应用软件�应用软件又称用户程序，是用户根据现场不同的控制要求，用PLC的编程语言编制的应用程序，这相当于设计接触器－继电器控制系统的控制电路图。程序由编程器输入到PLC的内存中，可以方

便地读出、检查和修改。�PLC的编程语言有很多种，不同的PLC厂家采用的编程语言有所不同，但基本可分为两大类：一是用文字符号来表达程序，二是用图形符号来表达程序。1.梯形图语言�梯形图编程语言（LadderDiagram）。这是目前PLC使用最广、最受电气技术人员欢迎的一

种编程语言。因为，梯形图不但与传统继电器控制电路图相似，设计思路也与继电器控制图基本一致，还很容易由电气控制线路转化而来。逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，容易掌握，通过丰富的指令系统可实现许多接触器－继电器电路难以实现的

功能，充分体现了微机控制的特点。(a)继电器控制电路图(b)梯形图图3.9继电器控制电路图与梯型图的对比1.梯形图语言�(1)PLC梯形图与继电器控制电路图的比较控制电路采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成，所以接线复杂且故障点多，同时不易灵活改变。由PLC构成的控制系统，它的

控制部分采用“可编程”的PLC，而不是实际的继电器线路。因此，PLC控制系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，1.梯形图语言�由于PLC的用户程序（软件）代替了继电器控制电路（硬件）。因此，对于使用者来说，可以将PLC等效成是许许多多各种各样的“软继电器”和“

软接线”的集合，而用户程序就是用“软接线”将“软继电器”及其“触点”按一定要求连接起来的“控制电路”。1.梯形图语言(2)PLC梯形图构成的基本规则①梯形图中PLC的内部寄存器触点的基本符号有两种：动合触点及动断触点。

同一标号的触点可反复多次地使用。②梯形图中的输出“线圈”也用符号表示,同一标号的输出继电器作为输出变量只能够使用一次，但其触点可反复多次地使用。③梯形图按从左至右、从上至下的顺序画出,每一逻辑行必须从起始母线开始画起，左侧先画动合触点或动断触点,并注意要把

并联接点多的画在最左端；最右侧是输出变量（即输出继电器“线圈”），输出变量可以并联但不能串联。在输出变量的右侧也不能有动合触点或动断触点梯形图构成的一个原则是：“左重右轻，上重下轻”。2.助记符语言（指令语句表）�对于小型PLC在生产现场编制、调试程序时，可使用手持编程器进行，但它的屏幕较

小，只能采用助记符语言来表示操作命令输入到PLC中。它类似于微机的汇编语言，但更为简单易于使用。地址操作码操作数0LDX0011ORY0012ANIX0023OUTY0014LDX0035OUTY0026END3.功能表图语言�功能表图语言是一种较新的编程方法，又称

状态流程图语言。对于控制要求比较高的场合，一般采用状态流程图方法设计用户程序。它将一个完整的控制过程分为若干状态步，各状态步具有不同的动作，它们之间有一定的转换条件，转换条件满足就实现状态转移，上一状态动作结束，下一状态动作开始。3.3PLC的工作方式的工作

方式的工作方式的工作方式�PLC确定了工作任务，装入了专用程序成为一种专用机，它采用循环扫描的工作方式，系统工作任务管理及用户程序的执行都通过循环扫描的方式来完成，也称为循环扫描的工作机制。3.3PLC的工作方

式的工作方式的工作方式的工作方式�PLC的工作过程可以分为四个阶段：一般内部处理扫描阶段通信服务与自诊断阶段执行用户程序扫描阶段数据输入/输出扫描阶段3.3.1输入处理阶段输入处理阶段输入处理阶段输入处理阶段�在输入处理阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输

入信号（开或关）读入到与之对应的输入映像寄存器中寄存起来，此时输入映像寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映像寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才被重新读入.3.3.2

程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段程序执行阶段�在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则按先上后下，先左后右的顺序进行。每扫描到一条指令时，所需要的输入状态或其它元素的状态分别由输入映像寄存器和元素映像

寄存器中读出，然后作由程序确定的逻辑运算或其它数字运算，最后根据程序中有关的指令将运算结果存入确定的输出映像区有关单元。3.3.3输出处理阶段输出处理阶段输出处理阶段输出处理阶段�当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。此时PLC将输出映像

寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动用户输出设备（外部负载），这就是PLC的本次工作周期运行结果的实际输出。3.4PLC的主要性能和分类的主要性能和分类的主要性能和分类的主要性能和分类�3.4.1PLC的主要性能指标的主要性能指标的主要性能指标的

主要性能指标1.I/O点数点数点数点数(指指指指PLC主机的输入主机的输入主机的输入主机的输入、、、、输出端子数输出端子数输出端子数输出端子数总和总和总和总和，，，，是衡量是衡量是衡量是衡量PLC性能的重要指标性能的重

要指标性能的重要指标性能的重要指标。。。。)2.存储容量存储容量存储容量存储容量(存储容量是指用户程序存储器的存储容量是指用户程序存储器的存储容量是指用户程序存储器的存储容量是指用户程序存储器的容量容量容量容量)3.扫描速度扫描速度扫描速度

扫描速度(PLC执行用户程序的速度执行用户程序的速度执行用户程序的速度执行用户程序的速度)4.指令种类指令种类指令种类指令种类(指令功能的强弱指令功能的强弱指令功能的强弱指令功能的强弱、、、、数量的多少数量的多少数量的多少数量的多少)5.内部继电

器的种类内部继电器的种类内部继电器的种类内部继电器的种类(种类与数量越多种类与数量越多种类与数量越多种类与数量越多，，，，表示表示表示表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强的存储和处理各种信息的能力越强的存储和处理各种信息的能力越强的存储和处理各种信息的能力越强。。。。)6.特殊功能模块特殊功能

模块特殊功能模块特殊功能模块（（（（配接各种高功能模块配接各种高功能模块配接各种高功能模块配接各种高功能模块，，，，以以以以实现一些特殊的专门功能实现一些特殊的专门功能实现一些特殊的专门功能实现一些特殊的专门功能

））））3.4.2PLC的分类的分类的分类的分类�1.按结构形式分类一般分为整体式和模块式两种(1)整体式把CPU、存储器及I/O接口等单元集中装配在印刷电路板上，并同电源单元一起装在一个机体内，形成一个整体，通常把它称为主机。(2)模块式把CPU和输入、输出等单元做成

独立的模块，即CPU模块、输入模块和输出模块，电源模块等3.4.2PLC的分类的分类的分类的分类�2.按I／0点数分类小型I/O点数为256点以下中型I/O点数为256以上、2048点以下大型I/O点数为2

048点以上3.4.3PLC的发展趋势的发展趋势的发展趋势的发展趋势1.向高速度、大容量、多功能、网络化方向发展2.向小型化、低成本、简易实用方向发展3.提高系统的可靠性4.编程语言多样化《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PL

C应用技术应用技术应用技术应用技术》》》》电子教案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应

用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第第第第4章章章章FX2N系列系列系列系列PLC的硬的硬的硬的硬件系统配置件系统配置件系统配置件系统配置�现代

工业生产自动化三大支柱机器人PLC计算机辅设计与制造第第第第4章章章章FX2N系列系列系列系列PLC的硬件系统配置的硬件系统配置的硬件系统配置的硬件系统配置�PLCPLCPLCPLC是一种专门用于工业控制的计算机是一种专门用于工业控制的计算机

是一种专门用于工业控制的计算机是一种专门用于工业控制的计算机。。。。为满足不断发展的大规模工业生产柔性控制的要求而逐步发展起来的。最早用于取代继电器控制线路其功能基本限于开关量逻辑控制，仅执行逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能。但随着微电子技术和计算机技术的飞速

发展，ＰＬＣ的功能已大大超出了原先的逻辑运算。�可编程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储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过

程。可编程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。第第第第4章章章章FX2N系列系列系列系列PLC的硬件系统配置的硬件系统配置的硬件系统配置的硬件系统配置第第第第4章章章章FX2N系列系列系列系列PLC的硬件系统配置的硬件系统配置

的硬件系统配置的硬件系统配置�FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行速度高达0.08s，远远超过了很多大型可编程控制器，用户储存容量可扩展到16K步，最大可以扩展到256个I/O点，有5种模拟量输

入/输出模块、高速计数器模块、脉冲输出模块、4种位置控制控制模块、多数RS–232C/RS–422/RS–485串行通信模块或功能扩展板，以及模拟定时器功能扩展板。使用特殊功能模块和功能扩展板，可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。4.

1PLC的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构CPU存存存电电电电输入单元输出单元编程器或其他设备按按接触器电磁阀指示灯行程开关继电器触点4.1PLC的基本结构的基本结构的基本结构的基本结构�中央处理单元（CPU）�存储器�输入、输出（I/O）单元�电源1.中央处理单

元（CPU）�将各种输入信号取入存储器将各种输入信号取入存储器将各种输入信号取入存储器将各种输入信号取入存储器。。。。�编译编译编译编译、、、、执行指令执行指令执行指令执行指令。。。。�把结果送到输出端把结果送到输出端把结果送到输出端把结果送到输出端。。。。�响应

各种外部设备的请求响应各种外部设备的请求响应各种外部设备的请求响应各种外部设备的请求2.存储器PLC内部存储器内部存储器内部存储器内部存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据

存储器用户程序及数据存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器系统程序存储器：：：：主要存放系统管理和监控程序及主要存放系统管理和监控程序及主要存放系统管理和监控程序及主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的

程序对用户程序作编译处理的程序对用户程序作编译处理的程序对用户程序作编译处理的程序。。。。系统程序已由厂家固系统程序已由厂家固系统程序已由厂家固系统程序已由厂家固定定定定，，，，用户不能更改用户不能更改用户不能更改用户

不能更改。。。。用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器用户程序及数据存储器：：：：主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据用程序及各种暂存数据用程序及各种暂存数据用程序及各种暂存数据、、、、中间结果中间结果中间结果

中间结果。。。。3.输入、输出（I/O）单元1.开关量输入接口直流输入单元交流输入单元作用：把现场的开关量信号变成ＰＬＣ内部处理的标准信号直流输入单元内部电路COM输入1输入nPLC输入端,开关类元件工作电流流向交流输入单元内部电路COM

输入1输入n.上上上上“＋＋＋＋”下下下下“－－－－”下下下下“＋＋＋＋”上上上上“－－－－”开关量输出口1.开关量输出接口1.继电器输出方式2.晶体管输出方式3.晶闸管输出方式�作用：把ＰＬＣ内部的标准信号转换成现场执行机构所需的开关量信号继电器输出方式PLC继电器负载COMＰＬＣ内部电路

ＰＬＣ外围电路继电器型输出接口用于交/直流两种电源,但接通断开频率低晶体管输出方式PLC负载COM24V晶体管输出方式有较高的接通断开频率,但只适于直流驱动场合输入输出扩展接口输入输出扩展接口输入输出扩展接口输入输出扩展接口输入输出

扩展接口输入输出扩展接口输入输出扩展接口输入输出扩展接口用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入用于将扩充外部输入/输出端子数扩展单元输出端子数扩展单元输出端子数扩展单元输出端子数扩展单元与基本单元与基本单元与基

本单元与基本单元（（（（即主机即主机即主机即主机））））联接在一起联接在一起联接在一起联接在一起。。。。4.电源�PLC一般采用高质量的开关式稳压电源为内部电路供电，向CPU、存储器及输入／输出接口提供各自所需的

直流电压。�电源的性能将直接影响PLC的功能和工作的可靠性。4.2FX2N系列的内部寄存器配置系列的内部寄存器配置系列的内部寄存器配置系列的内部寄存器配置�输入输入输入输入／／／／输出输出输出输出（（（（I/O））））继电器继电器继电器继电器�辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器（（

（（M））））�状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存器（（（（S））））�定时器定时器定时器定时器（（（（T））））�计数器计数器计数器计数器（（（（C））））�数据寄存器数据寄存器数据寄存器数据寄存器（（（（D））））�指针指针指针指针（（（（P、、、、I））））4

.2.1输入输入输入输入／／／／输出输出输出输出（（（（I/O））））继电器继电器继电器继电器�输入继电器（X）作用作用作用作用是将用户输入设备发来的开关信号输入PLC编号采用八进制八进制八进制八进制数表示触点数在编程时没有限制，即有无数无数无数无数对动合和动断触点供编程使用Y0COMX0X0

COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点输入信号输入信号输入信号输入信号输入端子输入端子输入端子输入端子梯形图梯形图梯形图梯形图电电电电电电电电公共端公共端公共端公共端输入继电存输入继电存输入继电存输入继电

存输出继电存输出继电存输出继电存输出继电存公共端公共端公共端公共端输出端子输出端子输出端子输出端子输出负载输出负载输出负载输出负载Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开

触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点输入信号输入信号输入信号输入信号输入端子输入端子输入端子输入端子梯形图梯形图梯形图梯形图电电电电电电电电公共端公共端公共端公共端输入继电存输入继电存输入继电存输入继电存

输出继电存输出继电存输出继电存输出继电存公共端公共端公共端公共端输出端子输出端子输出端子输出端子输出负载输出负载输出负载输出负载4.2.1输入输入输入输入／／／／输出输出输出输出（（（（I/O））））继电器继电器继电器继电器�输出继电器（Y）作用作用作用作用是将PL

C程序的结果输出传给负载只能由内部程序指令来驱动，不能由外部信号驱动不能由外部信号驱动不能由外部信号驱动不能由外部信号驱动有无数无数无数无数对动合和动断触点供编程使用输出继电器的线圈只能使用一次一次一次一次Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开触

点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触点常闭触点输入信号输入信号输入信号输入信号输入端子输入端子输入端子输入端子梯形图梯形图梯形图梯形图电电电电电电电电公共端公共端公共端公共端输入继电存输入继电存输入继电存输入继电存输

出继电存输出继电存输出继电存输出继电存公共端公共端公共端公共端输出端子输出端子输出端子输出端子输出负载输出负载输出负载输出负载Y0COMX0X0COM1Y0X0X1Y0Y0Y0X0X0常开触点常开触点常开触点常开触点常闭触点常闭触点常闭触

点常闭触点输入信号输入信号输入信号输入信号输入端子输入端子输入端子输入端子梯形图梯形图梯形图梯形图电电电电电电电电公共端公共端公共端公共端输入继电存输入继电存输入继电存输入继电存输出继电存输出继电存输出继电存输出继电存公共端公

共端公共端公共端输出端子输出端子输出端子输出端子输出负载输出负载输出负载输出负载4.2.2辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器（（（（M））））�辅助继电器不能直接驱动外部负载辅助继电器不能直接驱动外部负载辅助继电器不能直接驱动外部负载辅助继电器不能直接驱动外部负载，，，，供供供供内部编

程使用内部编程使用内部编程使用内部编程使用�触点在触点在触点在触点在PLC内部编程时可无限次使用内部编程时可无限次使用内部编程时可无限次使用内部编程时可无限次使用�线圈在一个程序中只能使用一次线圈在一个程序中只能使用一次线圈在一个程序中只能使用一次线圈在

一个程序中只能使用一次�采用十进制编号采用十进制编号采用十进制编号采用十进制编号4.2.2辅助继电器辅助继电器辅助继电器辅助继电器（（（（M））））�通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器通用辅助继电器M0M0M0M0～～～～M499M499M499M499（（（（

500500500500点点点点））））�掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器掉电保持辅助继电器M500M500M500M500～～～～M1023M1023M1023M1023（（（（524524524524点点点点））））�特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊

辅助继电器特殊辅助继电器M8000M8000M8000M8000～～～～M8255M8255M8255M8255（（（（256256256256点点点点））））4.2.2辅助继电器辅助继电器辅助继电器

辅助继电器（（（（M））））�特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器触点型触点型触点型触点型特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器特殊辅助继电器M8000：：：：运行监视器运行监视器运行监视器运行监视器（（（（在在在在PLC运行中接通运行中接通运行中接通运

行中接通））））M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通）M8011：：：：产生10ms时钟脉冲的特殊辅助继电器。线圈型特殊辅助继电器线圈型特殊辅助继电器线圈型特殊辅助继电器线圈型特殊辅助继电器M8033：：：：PLC停止时保持输出映像存储器和数

据寄存器内容停止时保持输出映像存储器和数据寄存器内容停止时保持输出映像存储器和数据寄存器内容停止时保持输出映像存储器和数据寄存器内容。。。。M8034：：：：将将将将PLC的输出全部禁止的输出全部禁止的输出

全部禁止的输出全部禁止。。。。M8039：：：：PLC按按按按D8039中指定的扫描时间工作中指定的扫描时间工作中指定的扫描时间工作中指定的扫描时间工作4.2.3状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存

器（（（（S））））�它用来记录系统运行中的状态，与步进顺控指令STL配合应用�状态寄存器与辅助继电器一样有无数的动合和动断触点�状态寄存器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M使用�FX2N系列可通

过程序设定将S0～S499设置为有断电保持功能的状态器4.2.3状态寄存器状态寄存器状态寄存器状态寄存器（（（（S））））�状态有状态有状态有状态有五种五种五种五种类型类型类型类型：：：：初始状态初始状态初始状态初始状态S0S0S0

S0～～～～S9S9S9S9共共共共10101010点点点点回零状态回零状态回零状态回零状态S10S10S10S10～～～～S19S19S19S19共共共共10101010点点点点通用状态通用状态通用状态通用状态S20S20S20S20～～～～S

499S499S499S499共共共共480480480480点点点点保持状态保持状态保持状态保持状态S500S500S500S500～～～～S899S899S899S899共共共共400400400400点点点点报警用状态报警用状态报警用状

态报警用状态S900S900S900S900～～～～S999S999S999S999共共共共100100100100点点点点4.2.4定时器定时器定时器定时器（（（（T））））�FX2N系列中定时器时可分为通用

定时器系列中定时器时可分为通用定时器系列中定时器时可分为通用定时器系列中定时器时可分为通用定时器和积算定时器和积算定时器和积算定时器和积算定时器。。。。�定时器实际是内部脉冲计数器定时器实际是内部脉冲计数器定时器实际是内部脉冲计数器定时器实际是内部脉冲计数器，

，，，可对可对可对可对内部内部内部内部1ms1ms1ms1ms、、、、10ms10ms10ms10ms和和和和100ms100ms100ms100ms时钟脉冲进行时钟脉冲进行时钟脉冲进行时钟脉冲进行加计数加计数加计数加计数，，，，当达到用户设定值时当达到用户设定值时当达到

用户设定值时当达到用户设定值时，，，，触点触点触点触点动作动作动作动作。。。。4.2.4定时器定时器定时器定时器（（（（T））））�通用定时器通用定时器通用定时器通用定时器的特点是不具备断电保持功能的特点是不具备断电保持功能的特点是不具备

断电保持功能的特点是不具备断电保持功能，，，，即当输入即当输入即当输入即当输入电路断开或电路断开或电路断开或电路断开或停电停电停电停电时定时器复位时定时器复位时定时器复位时定时器复位。。。。�通用定时器通用定时器通用定时器通用定时器（（（（T0T0T0T0～～～～T245T245T245T245）

）））100ms100ms100ms100ms定时器定时器定时器定时器T0T0T0T0～～～～T199T199T199T199共共共共200200200200点点点点，，，，设定范围设定范围设定范围设定范围0.10.10.10.1～～～～3276.7s3276.7s3276.7

s3276.7s10ms10ms10ms10ms定时器定时器定时器定时器T200T200T200T200～～～～T245T245T245T245共共共共46464646点点点点，，，，设定范围设定范围设定范围设定范围0.010.010.0

10.01～～～～327.67s327.67s327.67s327.67s。。。。4.2.4定时器定时器定时器定时器（（（（T））））�积算定时器具有积算定时器具有积算定时器具有积算定时器具有计数累积计数累积计数累积计数累积功能功能功能功能�在定时过程中如果断电或定时器线圈在定时过程

中如果断电或定时器线圈在定时过程中如果断电或定时器线圈在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，，，，积算定时器将保持当积算定时器将保持当积算定时器将保持当积算定时器将保持当前的计数值前的计数值前的计数值前的计数值（（（（当前值当前值当前值当前值），）

，），），通电或定时器线圈通电或定时器线圈通电或定时器线圈通电或定时器线圈ON后继续累积后继续累积后继续累积后继续累积，，，，即其即其即其即其当前值具有保持功能当前值具有保持功能当前值具有保持功能当前值具有保持功能，，，，只有将积算定时器复位只有将积算定时器复位只有

将积算定时器复位只有将积算定时器复位，，，，当前值才变为当前值才变为当前值才变为当前值才变为0。。。。�积算定时器积算定时器积算定时器积算定时器（（（（T246T246T246T246～～～～T255

T255T255T255））））1ms1ms1ms1ms定时器定时器定时器定时器T246T246T246T246～～～～T249T249T249T249共共共共4444点点点点，，，，设定范围设定范围设定范围

设定范围0.0010.0010.0010.001～～～～32.767s32.767s32.767s32.767s100ms100ms100ms100ms定时器定时器定时器定时器T250T250T250T250～～～～T255T255T255T255共共共共6666

点点点点，，，，设定范围为设定范围为设定范围为设定范围为0.10.10.10.1～～～～3276.7s3276.7s3276.7s3276.7s4.2.4定时器定时器定时器定时器（（（（T））））积算定时器积算定时器积算定时器积算定时器当当当当X0接通时接通时接通时接通

时，，，，T253当前值计数器当前值计数器当前值计数器当前值计数器开始累积开始累积开始累积开始累积100ms时钟脉冲的个数时钟脉冲的个数时钟脉冲的个数时钟脉冲的个数。。。。当当当当PLC电源经电源经电源经电源经t

0后断开后断开后断开后断开，，，，而而而而T253尚尚尚尚未计数到设定值未计数到设定值未计数到设定值未计数到设定值K345，，，，则当前计则当前计则当前计则当前计数值保留数值保留数值保留数值保留。。。。电源接通并使电源接通并使电源接通并使电源接通并使X0再次接通后再次接通后再次接通后再

次接通后，，，，T253从保留的当前计数值开始继从保留的当前计数值开始继从保留的当前计数值开始继从保留的当前计数值开始继续累积续累积续累积续累积。。。。经过经过经过经过t1时间时间时间时间，，，，当前计数值达到当前计数值达到当前计数值达到当前计数值达到K345时

时时时，，，，定时器的常开触头定时器的常开触头定时器的常开触头定时器的常开触头T253接接接接通通通通，，，，使线圈使线圈使线圈使线圈Y0接通接通接通接通。。。。累积总时间为累积总时间为累积总时间为累积总时间为

345××××0.1s=34.5s。。。。当复位输入当复位输入当复位输入当复位输入X1接通时接通时接通时接通时，，，，定时器才定时器才定时器才定时器才复位复位复位复位，，，，当前值变为当前值变为当前值变为当前值变为0，，，，常开触头也常开触头也常开触头也常

开触头也随之复位随之复位随之复位随之复位。。。。4.2.5计数器计数器计数器计数器（（（（C））））�FX2N系列计数器分为内部计数器和高速计数器两类�内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号（如X、Y、M、S、T等）进行计数16位增计数器（C0～C1

99）共200点，其中C0～C99为通用型，C100～C199共100点为断电保持型32位增/减计数器（C200～C234）共有35点，其中C200～C219（共20点）为通用型，C220～C234（共15点）为断电保持型。4.2.5计数器计数器计数器计数器（（（（C））））16位增计数器

位增计数器位增计数器位增计数器X0为复位信号为复位信号为复位信号为复位信号，，，，当当当当X0为为为为0N时时时时C0复位为零开始进入计数状态复位为零开始进入计数状态复位为零开始进入计数状态复位为零开始进入计数状态。。。。Xl是计数输入是计数输入是计数输入是计数输入，，，，每当每当每当每当X1

接通一接通一接通一接通一次计数器当前值增加次计数器当前值增加次计数器当前值增加次计数器当前值增加1。。。。若计数器计数设定为若计数器计数设定为若计数器计数设定为若计数器计数设定为10，，，，则计则计则计则

计数当前值到达数当前值到达数当前值到达数当前值到达10后计数器后计数器后计数器后计数器C0的的的的常开触头接通常开触头接通常开触头接通常开触头接通，，，，使线圈使线圈使线圈使线圈Y0接通接通接通接通。。。。即使输入即使输入即使输入即使输入X1再接通再接通再接通再接通，，，，计数器的计数器

的计数器的计数器的当前值也保持不变直至复位输当前值也保持不变直至复位输当前值也保持不变直至复位输当前值也保持不变直至复位输入入入入X0再次接通再次接通再次接通再次接通，，，，执行执行执行执行RST复位复位复位复位指令为止指令为止指令为止指令为止。。。

。4.2.5计数器计数器计数器计数器（（（（C））））�X10X10X10X10控制控制控制控制M8200M8200M8200M8200实现计数方实现计数方实现计数方实现计数方式选择式选择式选择式选择，，，，若若若若X10X10X10X10闭合闭合闭合闭合，，，，为减为减为减为减计数方式

计数方式计数方式计数方式。。。。�X12X12X12X12为计数输入为计数输入为计数输入为计数输入，，，，C210C210C210C210的设的设的设的设定值为定值为定值为定值为5555。。。。�X10X10X10X10断开断开断开断开，，，，控

制控制控制控制M8200M8200M8200M8200为为为为OFFOFFOFFOFF，，，，置为加计数方式置为加计数方式置为加计数方式置为加计数方式。。。。�当当当当X12X12X12X12计数输入累加至计数输入累加至计数输入累加至计数输入累

加至5555时时时时，，，，计数存的常开触头计数存的常开触头计数存的常开触头计数存的常开触头C200C200C200C200接通接通接通接通，，，，输出继电存线输出继电存线输出继电存线输出继电存线圈圈圈圈Y0Y0Y0Y0通电通电通电通电。。。。32位增位增位增位增/减计数器减计

数器减计数器减计数器4.2.5计数器计数器计数器计数器（（（（C））））�当前值大于当前值大于当前值大于当前值大于5555时计数存时计数存时计数存时计数存仍为仍为仍为仍为ONONONON状态状态状态状态，，

，，只有当只有当只有当只有当前值由减至前值由减至前值由减至前值由减至4444时时时时，，，，计数计数计数计数存才变为存才变为存才变为存才变为OFFOFFOFFOFF，，，，输出保输出保输出保输出保持为持为持为持为OFFOFFOFFOFF状态状态状态状态。。。。�复位输

入复位输入复位输入复位输入X11X11X11X11接通时接通时接通时接通时，，，，计数存的当前值为计数存的当前值为计数存的当前值为计数存的当前值为0000，，，，输出触点也随之复位输出触点也随之复位输出触点也

随之复位输出触点也随之复位。。。。32位增位增位增位增/减计数器减计数器减计数器减计数器4.2.6数据寄存器数据寄存器数据寄存器数据寄存器（（（（D））））�通用数据寄存器（D0～D199）只要不写入其它数据只要不写入其它数据只要不写入其它数据只要不写入其它

数据，，，，已写入的数据不会变化已写入的数据不会变化已写入的数据不会变化已写入的数据不会变化。。。。但是但是但是但是PLCPLCPLCPLC状态由运状态由运状态由运状态由运行行行行→→→→停止时停止时停止时停止时，，，，全部数据均清零全部数据均清零全部数据均清零全部数

据均清零。。。。�断电保持数据寄存器（D200～D7999）只要不改写只要不改写只要不改写只要不改写，，，，原有数据不会丢失原有数据不会丢失原有数据不会丢失原有数据不会丢失。。。。�特殊数据寄存器（D8000～

D8255）这些数据寄存器供监视这些数据寄存器供监视这些数据寄存器供监视这些数据寄存器供监视PLCPLCPLCPLC中各种元件的运行方式用中各种元件的运行方式用中各种元件的运行方式用中各种元件的运行方式用�变址寄存器（V/Z）用于改变

元件的编号用于改变元件的编号用于改变元件的编号用于改变元件的编号（（（（变址变址变址变址）。）。）。）。变址寄存器可以像其它数据寄存变址寄存器可以像其它数据寄存变址寄存器可以像其它数据寄存变址寄存器可以像其它数据

寄存器一样进行读写器一样进行读写器一样进行读写器一样进行读写4.2.7指针指针指针指针（（（（P、、、、I））））�作用：指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。�分类分支用指针输入中断指针定时中断指针记数中断指针。指针指针指针指针（（（（P、、、、I））

））�分支用指针共128点分支用指针。它用来指示跳转指令（JUMP）的跳转目标或子程序调用指令（CALL）调用子程序的入口地址。�中断指针中断指针是用来指示某一中断程序的入口位置。执行中断后遇到IRET（中断返回）指令，则返回主程

序。《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术》》》》电子教案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教

材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第第第第5章章章章FX2N系列系列系列系列PLC指令系统指令系统

指令系统指令系统PLC指令系统优点用软件编程逻辑代替传统的硬布线逻辑实现控制作用。PLC的编程语言面向被控对象、面向操作者，易于为熟悉继电器控制电路的电气技术人员理解和掌握。第第第第5章章章章FX2N系列系列系列系列PLC指令系统指令系统指令系统

指令系统PLC的编程语言种类�顺序功能图�梯形图语言（最常用）�功能块图�指令表（常用）�结构文本5.1.1梯形图语言梯形图语言梯形图语言梯形图语言�PLC的梯形图与继电器控制系统的梯形图的基本思想是一致的，只是在使用符号及表达式上有一定

的区别。5.1.1梯形图语言梯形图语言梯形图语言梯形图语言�左右两条垂线称作左母线和右母线。�串联作为逻辑串联相当于“与”�并联作为逻辑并联相当于“或”�在A、B接通或C、D触点接通后，线圈M才能被激励5.1.2指令表语言指令表语言指令表语言指令表语言�可编程控

制器的最基础的编程语言。�所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。5.1.3顺序功能（状态转移）图语言�用顺序功能流程图来表达一个顺序控制过程。�可以通过控制过程进行控制，并显示该过程的状态。将用户应用的逻辑分成状态和转移条

件，来代替一个长的梯形图程序。�这些状态和转移条件的显示可以看到在某一定时间中机器处于什么状态。5.2基本指令及编程方法基本指令及编程方法基本指令及编程方法基本指令及编程方法�基本指令共27条�可用于编制基本逻辑控制、顺序控制等中等规模的用户程序，也是复杂综合系统的基础指

令。�基本指令一般由指令助记符和操作数两部分组成。�助记符为指令英文的缩写�操作数表示执行指令的对象，通常为各种软元件的编号或寄存器的地址。5.2.1LD、、、、LDI和和和和OUT指令指令指令指令LD（（（（读取读取读取读取）：）：）：）：用于常开接点接到母

线上的逻辑运用于常开接点接到母线上的逻辑运用于常开接点接到母线上的逻辑运用于常开接点接到母线上的逻辑运算起始算起始算起始算起始。。。。LDI(LDI(LDI(LDI(读取反读取反读取反读取反))))：：：：用于常闭接点接到母线

上的逻辑运用于常闭接点接到母线上的逻辑运用于常闭接点接到母线上的逻辑运用于常闭接点接到母线上的逻辑运算起始算起始算起始算起始。。。。指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：LDLDLDLD元件号元件号元件号元件号；；；；LDILDILDILDI元件号元件号元

件号元件号其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括XXXX、、、、YYYY、、、、MMMM、、、、SSSS、、、、TTTT、、、、CCCC。。。。程序步为程序步为程序步为程序步为1111另外另外另外另外，，，，与后续的与后续的

与后续的与后续的ANBANBANBANB指令组合指令组合指令组合指令组合，，，，在电支点处也可使用在电支点处也可使用在电支点处也可使用在电支点处也可使用。。。。5.2.1LD、、、、LDI和和和和OUT指令

指令指令指令指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：OUTOUTOUTOUT元件号元件号元件号元件号其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括YYYY、、、、MMMM、、、、SSSS、、、、TTTT、、、、CCCCYYYY、、、、MMMM：：：：程序步为

程序步为程序步为程序步为1111特特特特MMMM：：：：程序步为程序步为程序步为程序步为2222TTTT：：：：程序步为程序步为程序步为程序步为3333CCCC：：：：16bit16bit16bit16bit，，，，程序步为程序步为程序步为程序步为333332bit32

bit32bit32bit，，，，程序步为程序步为程序步为程序步为5555对输入继电存不能使用对输入继电存不能使用对输入继电存不能使用对输入继电存不能使用，，，，并行输出可多次使用并行输出可多次使用并行输出可多次使用并

行输出可多次使用OUTOUTOUTOUT5.2.1LD、、、、LDI和和和和OUT指令指令指令指令当输入继电器X000的动合触点(与X001动合触点都)闭合时，PLC执行OUTY000指令，输出继电器Y000的线圈被驱动，其动合触点闭

合，动断触点断开。或X001动断触点闭合时（非动作），输出继电器Y001的线圈被驱动。5.2.2AND指令和指令和指令和指令和ANI指令指令指令指令ANDANDANDAND，，，，与指令与指令与指令与指令，，，，用于单个常开接点的串联用于单个常开接点的串联用于单个常开接点的串联用于单个常开接点

的串联ANIANIANIANI，，，，与非指令与非指令与非指令与非指令，，，，用于单个常闭接点的串联用于单个常闭接点的串联用于单个常闭接点的串联用于单个常闭接点的串联指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：ANDANDANDAND元件号元件号元件号元件号；；；；AN

IANIANIANI元件号元件号元件号元件号其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括XXXX、、、、YYYY、、、、MMMM、、、、SSSS、、、、TTTT、、、、CCCC程序步为程序步为程序步为程序步为1111AND

ANDANDAND与与与与ANIANIANIANI这两条指令可以多次重复使用这两条指令可以多次重复使用这两条指令可以多次重复使用这两条指令可以多次重复使用5.2.2AND指令和指令和指令和指令和ANI指令指令指令指令当X000动合触点与X001动合触点都闭合

时，输出继电器Y000的线圈才被驱动。当X002动合触点闭合，同时X003动断触点也闭合（非动作）时，输出继电器Y001的线圈才被驱动。5.2.3OR指令和指令和指令和指令和ORI指令指令指令指令OROROROR，，，，或指令或指令或指令或指令，，，，用于单个常开接点的并联用于单个常开接点的并联用

于单个常开接点的并联用于单个常开接点的并联ORIORIORIORI，，，，或非指令或非指令或非指令或非指令，，，，用于单个常闭接点的并联用于单个常闭接点的并联用于单个常闭接点的并联用于单个常闭接点的并联(1)OR(1)OR(1)OR(1)OR、、、、ORIORIORIORI指令

用于单个触点的并联连接指令指令用于单个触点的并联连接指令指令用于单个触点的并联连接指令指令用于单个触点的并联连接指令说明说明说明说明：：：：指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：OROROROR元件号元件号元件号元件号；；；；ORIORIORIORI元件号元件号元件号元件号

其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括其操作元件包括XXXX、、、、YYYY、、、、MMMM、、、、SSSS、、、、TTTT、、、、CCCC程序步为程序步为程序步为程序步为1111(2)(2)(2)(2)两个以上接点串联连接电路块并联连接时两个以上接点串联连接电路块并联连接时两个以

上接点串联连接电路块并联连接时两个以上接点串联连接电路块并联连接时，，，，要用后述的要用后述的要用后述的要用后述的ORBORBORBORB指令指令指令指令(3)OR(3)OR(3)OR(3)OR、、、、ORIORIORIORI是从该指令的当前步开始是从该指

令的当前步开始是从该指令的当前步开始是从该指令的当前步开始，，，，对前面的对前面的对前面的对前面的LDLDLDLD、、、、LDILDILDILDI指令并联连接指令并联连接指令并联连接指令并联连接的的的的,,,,并联的次数无限制并联的次数无限制并联的次数无限制并联

的次数无限制5.2.3OR指令和指令和指令和指令和ORI指令指令指令指令�输入继电器X000和X001的逻辑关系是“或”逻辑。当X000动合触点或X001动合触点中有一个是闭合时，输出继电器Y001的线圈就被驱动。�辅助继电器M1和定时器T1的动断触点的逻辑关系也是“或”。当辅助继电器M1

的动合触点闭合或定时器T1的动断触点闭合时，输出继电器Y000的线圈被驱动。5.2.4END指令指令指令指令�END指令（结束指令）：结束指令。功能：程序结束标示。END指令没有操作数。�程序最后写入END指令，则END指令以后的程序不再执行，直接输出处

理。5.2.5ANB指令指令指令指令两个或两个以上接点并联的电路称为两个或两个以上接点并联的电路称为两个或两个以上接点并联的电路称为两个或两个以上接点并联的电路称为并联电路块并联电路块并联电路块并联电路块，，，，电支电支

电支电支电路电路电路电路并联电路块与前面电路串联连接时并联电路块与前面电路串联连接时并联电路块与前面电路串联连接时并联电路块与前面电路串联连接时，，，，应使用应使用应使用应使用ANBANBANBANB指令指令指令指令。。。

。指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：ANBANBANBANB无操作元件无操作元件无操作元件无操作元件程序步为程序步为程序步为程序步为1111电支的电支的电支的电支的起点起点起点起点用用用用LDLDLDLD、、、、LDILDILDILDI指令指令指令指令

并联电路块结束后并联电路块结束后并联电路块结束后并联电路块结束后，，，，使用使用使用使用ANBANBANBANB指令与前面电路指令与前面电路指令与前面电路指令与前面电路串联串联串联串联。。。。ANBANBANBANB指令简称与块指令指令简称与块指令指令简称

与块指令指令简称与块指令5.2.5ANB指令指令指令指令并联块并联块并联块并联块块串接块串接块串接块串接单个元件并联单个元件并联单个元件并联单个元件并联用用用用ANDANDANDAND指令指令指令指令5.2.5ORB5.2.5ORB指令指令指令指令指令指令指令指令两个或两个以上的接

点串联连接的电路叫串联两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块电路块电路块电路块。。。。对串联电路块并联连接时对串联电路块并联连接时对串联电路块并联连接时对串

联电路块并联连接时，，，，有有有有：：：：(1)(1)(1)(1)电支电支电支电支开始开始开始开始用用用用LDLDLDLD、、、、LDILDILDILDI指令指令指令指令，，，，电支电支电支电支终点终点终点终点用用用用ORBORBORBOR

B指令指令指令指令。。。。(2)(2)(2)(2)ORBORBORBORB指令为无目标元件指令为无目标元件指令为无目标元件指令为无目标元件，，，，它不表示触点它不表示触点它不表示触点它不表示触点。。。。(3)(3)(3)(3)可以看成电路块之间的一段连接线可以看成电路块之

间的一段连接线可以看成电路块之间的一段连接线可以看成电路块之间的一段连接线。。。。指令格式指令格式指令格式指令格式：：：：ORBORBORBORB无操作元件无操作元件无操作元件无操作元件程序步为程序步为程序步为程序步为11115.2.5ORB5.2

.5ORB指令指令指令指令指令指令指令指令串联电路块ORBORBORBORBORB指令相当指令相当指令相当指令相当一段连线一段连线一段连线一段连线串联电路块串联电路块串联电路块串联电路块并联连接并联连接并联连接并联连接5.2.6多路输出指令多路输出指令多路输出指令多路输出指令

1.MPS/MRD/MPP指令指令指令指令�多路输出是指一个触点或触点组控制多个逻辑行的梯形图结构。�MPS：入栈指令。功能：记忆到MPS为止的状态。�MRD：读栈指令。功能：读出用MPS指令记忆的状态。�MPP：出栈指令。功能

：读出用MPS指令记忆的状态。并清除这些状态。5.2.6多路输出指令多路输出指令多路输出指令多路输出指令1.MPS/MRD/MPP指令指令指令指令MPSMRDMPPMPS、MRD、MPP指令不带元件编号，都是独立指令。MPS和MPP指令必须成对使用，而且连

续使用应少于11次。5.2.6多路输出指令多路输出指令多路输出指令多路输出指令2.MC／／／／MCR指令指令指令指令�MC指令（主控指令）通过MC指令的操作元件Y或M的动合触点将左母线临时移到一个所需的位置，产生一个临时左母线，形成一个主控电路块。�MCR指令（主控

复位指令）取消临时左母线，即将左母线返回到原来位置，结束主控电路块。MCR指令是主控电路块的终点。5.2.6多路输出指令多路输出指令多路输出指令多路输出指令2.MC／／／／MCR指令指令指令指令5.2.7SET指令和指令和指令

和指令和RST指令指令指令指令�SET指令（置位指令）其功能是：动作保持(相当于继电器系统的自锁功能)�RST指令（复位指令）其功能是：消除动作保持5.2.7SET指令和指令和指令和指令和RST指令指令指令指令X1X

2Y05.2.8PLS指令和指令和指令和指令和PLF指令指令指令指令�PLS指令（上升沿脉冲指令）其功能是：在输入信号的上升沿产生脉冲输出.�PLF指令（下升沿脉冲指令）其功能是：在输入信号的下降沿产生脉冲输出。5.2.8PLS指令和指令和指令和指令和PLF指令指令指令

指令X1X2M1M2扫描周期扫描周期5.2.9NOP指令指令指令指令�NOP指令是一条空操作指令，用于程序的修改。其无操作数。用NOP指令取代已写入的指令，可以改变电路。执行程序全清操作后，全部指令都变成NOP。5.3步进指令

及编程方法步进指令及编程方法步进指令及编程方法步进指令及编程方法�FX系列PLC除20条基本指令外，还有两条功能很强的步进顺控指令，简称步进指令。�采用步进指令编程，方法简单，思路清晰，规律性较强，工作效率高，给调试、修改程序带来很大的方便，可以解决较复杂的顺序控制问题。5.3.1顺序控制及状

态流程图顺序控制及状态流程图顺序控制及状态流程图顺序控制及状态流程图�顺序控制：就是按照生产工艺所要求的动作规律，在各个输入信号的作用下，根据内部的状态和时间顺序，使生产过程的各个执行机构自动地、有秩序地进行操作�在顺序控制中，生产过程是按顺序、有步骤

地连续工作，因此，可以将一个较复杂的生产过程分解成若干步骤，每一步对应生产过程中一个控制任务，也称一个工步（或一个状态）。在顺序控制的每个工步中，都应含有完成相应控制任务的输出执行机构和转移到下一工步的转移条件。顺序控制特点

：�（1）每个工步（或状态）都应分配一个状态控制元件，确保顺序控制能按控制要求顺序进行。�（2）每个工步（或状态）都具有驱动负载的能力，能使该工步的输出执行元件动作。�（3）每个工步（或状态）在转移条件满足时，都会转移到下一个工步，而上一工步

自动复位。状态流程图�状态流程图就是用状态来描述控制任务和过程的流程图。�一个完整的状态必须包括：该状态的控制元件该状态所驱动的负载向下一个状态转移的条件向下一个状态转移的方向状态流程图�当状态继电器S20接通时，顺序控制进入该状态。�输出继电器Y

000被驱动，SET指令使Y001置位，定时器线圈被驱动，开始定时。�当1s的延时时间一到，T0动合触点闭合。�如果X000动合触点也闭合，则转移到下一步的条件满足，顺序控制将由S20状态转移到S21状态。�S20状态将自

动复位，该状态下的动作停止，Y000和T0随之复位，Y001由于SET指令的作用，仍保持接通。用RST指令才能复位。状态20状态转移的条件状态转移的条件状态转移的条件状态转移的条件状态21状态状态状态状态20时输出信号时输出信号时输出信号时输

出信号5.3.2步进顺控指令步进顺控指令步进顺控指令步进顺控指令�STL指令将步进触点接到左母线。STL指令的操作数是状态继电器S。�RET指令使副母线返回到原来左母线的位置。状态程序的结尾必须使用RET指令。

RET指令没有操作元件。3.步进指令使用说明步进指令使用说明步进指令使用说明步进指令使用说明�步进触点与左母线相连时，具有主控和跳转作用。�状态继电器的S0～S999，只有在使用SET指令以后才具有步进控制功能，提供步进触点。�顺控程

序在不同的步可多次驱动同一线圈。�状态转移过程中，会出现在一个扫描周期的时间内两个状态同时动作的可能。因此，在两个状态中不允许同时动作的负载之间必须有联锁措施。�状态继电器使用时可以按编号顺序使用，也可以任意选择使用，但不允许重复使用。�在状态内的副母线将LD、LDI指令写入后，对不需要触点控制

的直接输出就不能再编程。4.状态流程图与梯形图的转状态流程图与梯形图的转状态流程图与梯形图的转状态流程图与梯形图的转换换换换�首先要注意初始状态的进入条件。初始状态一般由控制系统的结束状态进入，以实现顺序控制系统连续循环动作的要求。�在PLC初次上电时，必须采用其他的方法预先驱动初

始状态，使之处于工作状态。5.步进指令的编程方法步进指令的编程方法步进指令的编程方法步进指令的编程方法（1）分配PLC的输入点和输出点，列出输入点和输出点分配表。（2）画出PLC的外部接线图。（3）根据控制要求，画出顺序控制的状态流程图。（4）根据状态流程

图，画出相应的梯形图。（5）根据梯形图写出对应的指令语句表。（6）输入程序，调试运行。小车送料运行过程�小车可以在A、B两地之间前进和后退，在A、B两地分别装有后限位开关和前限位开关。小车到达B处停车，延时1min后返回。当小车处于A处时，按下起动按钮SB1，小车由初始状态向前运动。小车前进

到前限位时，前限位开关SQ1闭合，小车暂停卸料，延时1min后小车后退，小车后退到后限位时，后限位开关SQ2闭合，小车暂停装料，延时1min后小车又开始前进，如此循环工作下去。前进后退A（后限位）B（前限位）状态流程图X002SQ2行程开关Y002KM2后退接

触器X001SQ1行程开关Y001KM1前进接触器X000SB1起动按钮输出输入初始化脉冲M8002，进入初始状态S0按下起动按钮X000，进入前进运行状态S20,驱动前进接触器Y001。到前限位行程开关SQ1处X0

01动作进入延时工作状态S21定时器T1线圈开始计时时间到，状态S21转移到S22后退运行状态，驱动后退接触器Y002后退到后限位行程开关SQ2处X002动作进入延时工作状态S23，T2线圈开始计时时间一到，其动合触点T2闭合，状态S23转移到S20

小车送料运行指令5.3.3多流程步进顺序控制多流程步进顺序控制多流程步进顺序控制多流程步进顺序控制�多流程的顺序控制是具有两个以上的顺序动作的过程，其状态流程图也具有两个以上的状态转移支路。�常见的有选择性分支与汇合、并行性分支与汇合、选择性分支与并行性分支的组合、跳转与循环1.选择性分支与汇合选

择性分支与汇合选择性分支与汇合选择性分支与汇合�从多个分支流程中选择其中一个分支流程的状态流程图称为选择性分支状态流程图。状态流程图中，状态S20只能从两个分支流程中选择一个分支流程转移，具体向哪一个分支转移，由转移条件决定。当X001接通时

,S20转移S21分支流程当X004接通时，S20转移S31分支流流程当X003或X006接通时，在S40汇合1.选择性分支与汇合选择性分支与汇合选择性分支与汇合选择性分支与汇合分支分支分支分支汇合汇合汇合汇合2

．．．．跳转与循环跳转与循环跳转与循环跳转与循环�当转移条件满足时，程序跳过几个状态继续执行以后的程序，称为跳转。�通过跳转，再次执行已经执行过的程序，称为循环。�跳转与循环使用OUT指令驱动状态元件。1.跳转跳转跳转跳转�

当X001接通时，按顺序执行。�当X004接通时，状态S20转移S23，跳过状态S21和状态S22，实现了跳转功能。2.循环循环循环循环�状态S22置位后，当转移条件X004接通时，状态S22转移到状态S20，重复执行状态S21和状态S22的动作，实现了循环功能。5.4功能指令及编程方法功能指令及

编程方法功能指令及编程方法功能指令及编程方法�条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�子程序调用子程序调用子程序调用子程序调用CALL与子程序返回指令与子程序返回指令与子程序返回指令与子程序返回指令SRET�主程序结束指令主程序结束指令主程序结束

指令主程序结束指令FEND�警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令WDT�循环指令循环指令循环指令循环指令FOR、、、、NEXT�比较指令比较指令比较指令比较指令CMP�传送指令传送指令传送指令传送指令MOV�加法指令加法指令加法指令加法指令A

DD与减法指令与减法指令与减法指令与减法指令SUB�乘法指令乘法指令乘法指令乘法指令MUL与除法指令与除法指令与除法指令与除法指令DIV5.4.1功能指令的基本格式功能指令的基本格式功能指令的基本格式功能指令的基本格式�FX2N系列PLC的功

能指令由功能号、助记符和操作数三部分组成�功能号：每一条功能指令均有一个功能号，功能指令按功能FNC00～FNC249编号。用手持编程器进行功能指令输入时只要按FNC键再加编号�助记符：根据功能命名指令，助记符就是其英文名称或

缩写�操作数：大多数功能指令都有1到4个操作数，是功能指令涉及或产生的数据，分为用于说明指令的源操作数（用S表示）、目标操作数（用D表示）和用于表示常数的其他操作数（用n或m表示）。5.4.2功能指令的执行形式功能指令的执行形式功能指令的执行形式功能指令的执行形式�FX2

N系列PLC的功能指令执行形式有连续执行型和脉冲执行型两种。�对连续执行型指令，当执行条件满足时，则每一扫描周期指令均被执行；�对脉冲执行型指令，当执行条件由不满足到满足时，仅执行一次。对不需要每个扫描周期都执行的指令，用脉冲执行方式可缩短程序处理时间。�功能指令执行形式的表示

方法：指令助记符的后面没有“P”是连续执行型指令，指令助记符的后面有“P”是脉冲执行型指令。5.4.3功能指令的数据长度功能指令的数据长度功能指令的数据长度功能指令的数据长度�功能指令根据处理数据的长度分为16位指令和32位指令

。�FX系列PLC中数据寄存器D、计数器C0～C199的当前值寄存器存储的都是16位的数据。每位都只有“0”或“1”两个数值。�FX系列PLC中相邻两个数据寄存器可以组合起来，存储32位的数据。其中32位指令用D表示，无D表示16位指令。如DADD表示32位

加法指令。5.4.4操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式�功能指令操作数的数据形式可以是位元件、位元件组、字元件。�位元件：一个二进制数据位，具有“1”和“0”两种数值，可对应继电器“ON”和“OFF

”两种状态，因此也称为“软继电器”。5.4.4操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式�位元件组合：将4个顺序的位元件组合为一操作单元，称为位元件组，用KnP的形式表示连续的位元件组，P为位元件的首地址，n为组数。例如K2M0表示由M0～M7组成的两个位元件组。通常

在使用位元件组时，X和Y位元件的首地址最低位设为0，例如K1X0、K4X10、K3Y20等。5.4.4操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式操作数的数据形式�字元件：16个二进制数据位组成一个

字元件，也称为单字元件，例如：D、T、C、V和Z相邻的两个单字元件可构成双字元件（对32个二进制数据位进行处理）。当指令对双字元件进行操作时，在指令格式中，须在助记符的前面加“D”表示。�功能指令的操作数也可以是指针寄存器、十进制常数K或十六进制常数H。5.4.5

变址寄存器变址寄存器变址寄存器变址寄存器�FX系列PLC内部有两个变址寄存器V和Z，和普通的数据寄存器一样，是进行数据读写的16位数据寄存器。变址寄存器在传送、比较等功能指令中，用来修改操作对象的元件号5.4.6常用功能指令介绍常用功能指令

介绍常用功能指令介绍常用功能指令介绍1．．．．条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�CJ：连续执行型条件跳转指令�功能：用于跳过顺序执行程序中的某一部分，达到控制程序流程的目的。�编号为FNC00。�操作数为Pn。跳转指针P指出了程序跳转的目的地。�可有1

28点指针(P0～P127)。�条件跳转指令脉冲执行型表示为CJP。1．．．．条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�X000断开，则CJ指令不执行，程序按顺序执行下去。�X000闭合，则执行CJ指令1．．．．条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�多条跳转

指令可以使用相同的指针，但同一编号的指针在程序中只能出现1次，否则程序出错。�X001接通时�X001分断，X003接通1．．．．条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�如果用特殊辅助继电器M8000触点（常态为ON）驱动跳转指令，此时条件跳转指令

相当于无条件跳转1．．．．条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令条件跳转指令CJ�)跳转期间被OUT、SET、RST指令驱动的继电器Y、M、S保持跳转前的状态。2.子程序调用子程序调用子程序调用子程序调用CALL与子程与子程与子程与子程序返回指令序返回指令序返回指令序返回

指令SRET�CALL：连续执行型子程序调用指令。�功能：调用子程序。�编号为FNC01。�操作数Pn是跳转指针P，它标明子程序的入口地址。�n的取值范围为0～62�子程序调用指令也可以是脉冲执行型，表示为CALLP。2.子程序调用子程序调用子程序调用子程序调用CALL与子程与

子程与子程与子程序返回指令序返回指令序返回指令序返回指令SRET�SRET：子程序返回指令。�功能：结束子程序，返回调用子程序指令的下一条指令处继续运行。�编号为FNC02。�SRET指令无操作数。2.子程序调用子程序调用子程序调用子程序

调用CALL与子程与子程与子程与子程序返回指令序返回指令序返回指令序返回指令SRET�在编程时，常将公共程序段或多次执行的程序段单独编写在主程序的后面，作为子程序，供主程序调用。�子程序须在主程序之后编写，并以主程序结束指令

FEND(FNC06)将两部分分开。2.子程序调用子程序调用子程序调用子程序调用CALL与子程与子程与子程与子程序返回指令序返回指令序返回指令序返回指令SRET�X000闭合�执行P0的子程序�执行到子程序返回指令�主程序继续运行3.主程序结

束指令主程序结束指令主程序结束指令主程序结束指令FEND�FEND：主程序结束指令�功能：表示主程序结束和子程序区的开始。�编号FNCO6�无操作数。4.警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令WDT�WDT：警戒时钟指令�功能：用于

控制程序中监控定时器刷新。�编号FNC07，无操作数。4.警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令WDT�在程序的执行过程中，监控定时器起监视PLC是否正常运行的作用，其定时时间的默认值为200ms。�当PLC工作时的扫描周

期（从0步到END或FEND指令）大于它的定时时间，则当监控定时器的定时时间到，PLC将停止运行。4.警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令警戒时钟指令WDT�将一个扫描周期为240ms的程序分为2个120ms的程序，在两个程序之间插入WDT指令

，执行完第一段程序，WDT指令将程序监控定时器复位，重新开始计时，使程序按顺序执行完第二段程序。�若希望PLC正常工作时的扫描周期均大于监控定时器的定时时间，则可以通过修改特殊数据寄存器D8000的数值改变监控定时器的定时时间。5.循环指令循环指令循环指令循环指令FOR、、、、N

EXT�FOR：循环开始指令�编号FNC08，�操作数为N用来表示循环次（N=1~32767），可以取任意的数据格式，如果N为负数，当N=1处理，循环可嵌套5层。5.循环指令循环指令循环指令循环指令FO

R、、、、NEXT�NEXT：循环结束指令�编号FNC09，无操作数。�功能：在程序运行时，将FOR指令与NEXT指令之间的程序重复执行N次，再执行NEXT指令之后的程序。循环次数N由操作数指定5.循环指令循环指令循环指令循环指令FOR、、、、NE

XT�外层循环程序A嵌套了内层循环B，循环A执行5次，每执行一次循环A，就要执行10次循环B。�因此循环B一共50次�利用循环中的CJ指令可跳出FOR-NEXT之间的循环区5.循环指令循环指令循环指令循环指令FOR、、、、NEXT�FOR与NEXT指令总是成对使用的，FOR指

令应放在NEXT的前面。�如果执行FOR-NEXT循环的时间太长，应注意扫描周期是否超出警戒时钟的设定时间。6.比较指令比较指令比较指令比较指令CMP�CMP指令：比较指令。�功能：将源操作数[S1．]和[S2．]代数比较

，结果送到目标操作数[D．]中。�编号：FNC10。�源操作数为[S1]和[S2]可取任意数据格式。�目标操作数[D]可取为Y、M、S等。功能：将源操作数[S1．]和[S2．]代数比较，结果送到目标操作数[

D．]中。6.比较指令比较指令比较指令比较指令CMP�当动合触点X000接通时，执行CMP指令。比较指令将十进制常数100与计数器C10的当前值比较，比较结果送到M0~M2。�X000为OFF时不进行比较，M0~M2

的状态保持不变。�如比较结果为[S1]>[S2]，M0为ON；[S1]=[S2]，M1为ON；[S1]<[S2]，M2为ON。7.传送指令传送指令传送指令传送指令MOV�MOV指令：传送指令。�功能：将源操作数[S．]中的数据

传送到目标操作数[D．]中。�编号FNC12�源操作数可取所有的数据类型；�目标操作数为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。功能：将源操作数[S．]中的数据传送到目标操作数[D．]中。7.传送指令传送指令传送指令传送指令MOV�当动合触点X000接通时，执行MOV指令。源操作数K100自

动转换成二进制数传送到目标操作数D10中。�当动合触点X000断开时，不执行MOV指令，数据保持不变。8.加法指令加法指令加法指令加法指令ADD�ADD指令：加法指令�功能：将源操作数[S1．]和[S2．]中的二进

制数相加，结果送到目标操作数[D.]中。�编号FNC20�源操作数为K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z；�目标操作数为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。D0+D2D10X001接通时

8.减法指令减法指令减法指令减法指令SUB�SUB指令：减法指令。�功能：将源操作数[S1．]和[S2．]中的二进制数相减，结果送到目标操作数[D．]中。�编号FNC21�源操作数为K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z；�目

标操作数为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。功能：将源操作数[S1．]和[S2．]中的二进制数相减，结果送到目标操作数[D．]中。9.乘法指令乘法指令乘法指令乘法指令MUL�MUL指令指令指令指令：：：：乘法指令乘法指令乘法指令乘法指令�功能功能

功能功能：：：：将源操作数将源操作数将源操作数将源操作数[S1．．．．]和和和和[S2．．．．]中的二进制数相乘中的二进制数相乘中的二进制数相乘中的二进制数相乘，，，，结果送到指结果送到指结果送到指结果送到指

定的目标操作数定的目标操作数定的目标操作数定的目标操作数[D．．．．]中中中中。。。。�编号编号编号编号FNC22�源操作数为源操作数为源操作数为源操作数为K、、、、H、、、、KnX、、、、KnY、、、、KnM、、、、KnS、、、、T、、、、C、、、、D、、、

、V、、、、Z；；；；�目标操作数为目标操作数为目标操作数为目标操作数为KnY、、、、KnM、、、、KnS、、、、T、、、、C、、、、D、、、、V、、、、Z。。。。X001接通时16位运算×D0×D2D1

1,D1032位运算D1,D0×D3,D2D13,D12,D11,D10�DIV指令：除法指令�功能：将源操作数[S1．]和[S2．]中的二进制数相乘除，结果送到指定的目标操作数[D．]中。�编号FN

C23�源操作数为K、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z�目标操作数为KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。功能：将源操作数[S1．]和[S2．]中的二进制数相乘除，结果送到指定的

目标操作数[D．]中。9.除法指令除法指令除法指令除法指令DIVX001接通时16位运算D0÷D2商(D10)余数（D11）32位运算D1，D0÷D3，D2商(D11，D10)余数（D13，D12）9.除法指令除法指令除法指令除法

指令DIV5.5.梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则�1．左母线（梯形图中最左边的垂直线）只接各类继电器的触点.�右母线（梯形图中最右边的垂直线）只接各类继电

器的线圈（不包括输入继电器）。�在步进指令程序中，允许同一编号的线圈多次出现。�输入继电器的线圈由其对应输入点的外部输入信号驱动5.5.梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则�“对

输入：左重右轻、上重下轻；�对输出：上轻下重”。《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术》》》》电子教案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电

技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第第第第6章章章章PLC控制系统的设计控制系统的设计控制系统的设计

控制系统的设计、、、、装配与维护装配与维护装配与维护装配与维护�需要根据PLC的特点时行系统设计。�PLC与继电器控制系统也存在本质区别.硬件设计与软件设计可分开进行是PLC的一大特点。6.1PLC控制系统的一般设控制系统的一般设控制系统的一般设控制系统的一般设计方法与步骤计

方法与步骤计方法与步骤计方法与步骤�在PLC控制系统的设计中应遵循如下基本设计原则①实现设备、生产机械、生产工艺的全部动作；②满足设备、生产机械对产品的加工质量以及生产效率的要求；③确保系统安全、稳定、可靠地工作；④尽可能地简化控制系统的结构，降低生产、

制造成本；⑤充分提高自动化程度，减轻劳动强度；⑥改善操作性能，便于维修。6.1.2选用选用选用选用PLC控制系统的依据控制系统的依据控制系统的依据控制系统的依据�被控对象处于较差的工业环境，而对于工作过程的可靠性、安全性要求又较高，继电器—接触器控制不能满足要求

时。�被控对象的工艺流程和加工的产品类型经常变化，需要经常改变控制电路结构和修改参数，而继电器—接触器控制难以实现时。�控制系统所需的I/O点数较多，而控制要求复杂，继电器—接触器控制需要用大量的中间继电器、时间继电器等元件时。�需要与其它设备实现通信或进行联网时。6.1.3P

LC控制系统控制系统控制系统控制系统设计的基本步骤设计的基本步骤设计的基本步骤设计的基本步骤�分析工艺过程的特点、控制要求�确定输入／输出设备�PLC的选择�电源模块选择1．分析工艺过程的特点、控制要求�详细分析被控对象、

控制过程和要求,工艺流程并列出了所有的功能和指标要求后，PLC与继电器控制系统和工业控制系统进行比较，加以选择。2.确定输入／输出设备�根据控制要求确定系统的总体配置要求选用合适用户输入、输出设备。�输入设

备有按钮、行程开关、选择开关、传感器等.�输出设备有接触器、电磁阀、指示灯等。3．PLC的选择�输入／输出（I/O）点数的估算�存储器容量的估算�功能的选择根据统计的输入／输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入／输出点数估算数据。按数字量I/O点数的10～15倍

，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。4．电源模块选择电源模块的额定输出电流应大于CPU模块、I/O模块及专用模块等消耗电

流的总和6.1.4程序设计程序设计程序设计程序设计�PLC程序设计步骤与内容主要有以下几点：①对于复杂的控制系统，需绘制系统控制流程图，用以清楚地表明动作的顺序和条件。对于简单的控制系统，这一步可以省去。②设计梯形图。这是

程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计实践经验。③根据梯形图编写指令。④用计算机或编程器将程序键入到用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。⑤对程序进行调试

和修改，直到满足要求为止。⑥编制技术文件。6.2PLC控制系统设计举例控制系统设计举例控制系统设计举例控制系统设计举例�生产工艺要求：当起动控制SB1按下时，泵1，泵2通电运行，由泵1将冷却液从循环槽打入冷却槽，经沉淀槽再由泵2

打入循环槽，运行15分钟后，泵1和泵2停止工作。在泵1、泵2运行期间，当沉淀槽液面达到高液面时，液位传感器S1通，此时，泵1停，泵2继续运行；在泵1、泵2运行期间，当沉淀槽液面达到低液面时，液位传感器S2通，此时，泵2停，泵1继续运行；当按下停止按钮SB

2时，泵1、泵2停（1）控制任务评估�输入点有SB1、SB2、S1、S2�输出点有KM1和KM2。�I/O总点数为6点。�控制工艺不是太复杂，但此类生产工艺需经常变动，并要求控制系统有扩展功能。为避免损失，对系统的可靠性、抗干扰能力较高。经综合分析，采用PLC

控制系统。(2)PLC机型选择�控制系统开关量输入共有4个，分别为起动按钮SB1、停车按钮SB2、液面传感器S1、液面传感器S2�电压全部为交流220V�开关量输出共有2个，分别为泵1接触器KM1和泵2接触器KM2。�所需的驱动功率不大，不用考虑输出功率的扩展。不存在模拟输入、输出，不需要模拟量

输入、输出模块。（3）系统设计�硬件设计I/O分配表S2，低液面传感器X003S1，高液面传感器X002泵2Y001SB2，停止按钮X001泵1Y000SB1，起动按钮X000控制对象输出继电器作用输入继电器输出输入系统设计�软件

设计梯形图起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1分钟低液位系统设计X000动合触点闭合Y000，Y001得电泵1、泵2开始运行。同时辅助继电器M1线圈得电，T0定时器开始计时起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1分钟低液位系统设计分断分断分断分断失电失电失电到达预定的15分钟

时，T0的动断触点断开Y000与Y001线圈失电，泵1和泵2停转。串联在辅助继电器M1回路的T0动断触点断开，使M1失电而打开自锁为下次操作做准备。起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1分钟低液位系统设计分断失电达到高液面液

面传感器S1的动合触点X002分断，泵1停止工作。同时X002的动合触点闭合，上升沿脉冲指令使M2产生一脉冲，定时器T1开始定时工作起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1分钟低液位系统设计分断失电1分钟后，T1的动断触点分断，泵2停车。起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1

分钟低液位系统设计起动按钮SB1到达15分钟高液面高液面1分钟低液位分断失电失电分断分断失电当沉淀槽的液位下降到低液位时，S2的动合触点X003由通变断，使泵2停同时X003的动断触点闭合，使M4产生一脉冲，T2延时1分钟使泵1断电停车。在延时期间，

即使液面上升，泵1仍然工作，直到1分钟时间到才停止。失电外部接线图6.3PLC的安装与配线的安装与配线的安装与配线的安装与配线6.3.1PLC对工作环境的要求对工作环境的要求对工作环境的要求对工作环境的要求1．工作环境温度要求在0～55ºC，避免�光直接照射

，注意PLC周围的通风和散热条件要足够2．相对湿度一般要求在35%～85%，因此不能安装在容易有�露及雨�的场所3．应避免强�、频繁的�动，若无法避免，则应采取减�措施4．避免有过量粉尘、油�或易�、�蚀性气体的场所5．应远离强干扰源（如高频设备、大型动力设备等）6．不能与高压设备安装在同一控制

柜内。6.3.2PLC系统的配线系统的配线系统的配线系统的配线�PLC系统的配线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元接线等。1．电源接线�应注意不同系列、型号、规格的PLC的电源类型和接线方法。FX系列PLC使用直流24V、交流100V～120V或200V～240V的工业电源。使用

直径为0.2cm的双�线作为电源线。FX系列PLC必须在所有外部设备通电后才能开始工作2．接地�PLC的接地线应为专用接地线，其直径应在2mm以上。�接地电阻应小于100�。�PLC的接地线不能和其他设备共用，特别是

不要与电动机、变压器等动力。设备共通接地�PLC的各单元的接地线相连。3．I/O端接线�(1)输入端接线输入开关可以是各种有触点的机械开关，或无触点的电子开关。主要有汇点式和分组式两种接线方式。(a)汇点式(b)分组式3．I/O

端接线�输入端子接线应注意以下几点：�输入线尽可能远离输出线、高压线及电机等干扰源。�切勿将外接电源加到交流型PLC的内�式直流电源的输出端子上。�切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上。3．I/O端接线(2)输出端接线分为

独立输出和公共输出两种，公共式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；独立式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。(a)公共式输出(b)独立式输出4.扩

展单元接线。�若一台PLC的输入输出点数不够时，PLC的基本单元与其他扩展单元连接起来使用。具体配置视不同的机型而定，当要进行扩展配置时，请参�有关的用户手�。6.4PLC的维护与检修的维护与检修的维护与检修的维

护与检修6.4.1维护检查维护检查维护检查维护检查�PLC的主要构成元器件是以半导体器件为主体，考虑到环境的影响，随着使用时间的增长，元器件总是要老化的。因此定期检修与做好�常维护是非常必要的。一般每半年应对PL

C进行一次全面检查。各单元是否可靠，固定电缆的连接器是否完全插紧，外部配线的��是否松动安装状态测电压变化是否在标准范围内I/O端电源不积尘、无异物积尘情况温度0～55�；湿度35％～85％以下，不结露外部环境测量电压波动范围是否在标准范围内。波

动范围：85％～110％供电电压供电电源检修内容�断标准检修�目表表表表6.2PLC的检修内容和标准的检修内容和标准的检修内容和标准的检修内容和标准6.4.2故障检修故障检修故障检修故障检修�PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备故障，都

可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。6.4.2故障检修故障检修故障检修故障检修�主要包括以下几方面的检修：1.总体检查根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障2.电源故障检查电源灯不亮需对供电系统进行检查。3.运行故障检查电源正常，运行指示灯不

亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行，需进行检查。6.4.2故障检修故障检修故障检修故障检修4.输入输出故障检查输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线，接

线端子，保�管等元件状态有关5.外部环境的检查影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、��与粉尘，以及�蚀性��等。����电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术����电子教�电子教�电子教�电子教�主主主主编编编编伍金浩伍金

浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫李乃夫李乃夫李乃夫第7章PLC控制系统应用举例7.1

机械手控制机械手控制机械手控制机械手控制�机械手是工业领域中经常用到的一种控制对象。它可以完成许多工作，如搬物、装配、切割等工作。应用非常广泛。应用PLC能实现所规定的动作，可以简化线路，节省成本，提高劳动生产率。7.1.1控制要求控制要求控制要求

控制要求�用于将左工作台的工件搬运到右工作台上。�机械手的全部动作由气�驱动，而气�由电磁阀控制。其上升/下降、左移/右移运动由双线圈两位电磁阀控制。即当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降，但要保持现有的工作状态

。在上升电磁阀通电时，机械手上升；当电磁阀断电后，机械手停止上升。机械手的放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制，线圈通电时，机械手夹紧；线圈断电时，机械手放松。在机械手右移并准备下降时，必须检查右工作台，确认无工件时才允许机械手下降。7.1.1控制要求控制要

求控制要求控制要求�，动作过程分为8步：从原点→下降→夹紧（T�）→上升→右移→下降→放松（T�）→上升→左移到原点。�这是一个顺序控制系统。可采用步进梯形指令进行设计7.1.1控制要求控制要求控制要求控制要求7.1.1控制要求控制要求控制要求控制要求�为便于控制系统调试和维护，应设置有手动和自

动转换功能。�当手动/自动转换开关置于“手动”位置时，按下相应的起动按钮可实现上升、下降、左移、右移、夹紧、放松的手动控制和回原点控制两种操作方式。�将手动/自动转换开关置于“自动”位置时，可进行机械手自动回�原点控制的“回原点”控制；每按一次起动前进一个工步的“步进操作”；按下起动按钮

后自动完成一个周期动作后停止的“单周期操作”以及按下一次起动按钮后从原点开始，自动连续不断地周期性循环。�在按下停止按钮，机械手将完成正在进行的这个周期动作，返回原点后停止。7.1.2用户用户用户用户I/O设备及所需设备及所需设备及所需设备及所需PLC的的的的I/O点数点数点数点数�

在动作过程中，上升、下降、左移、右移、夹紧及原点指示为输出信号。�放松和夹紧共用一个线圈，线圈得电时夹紧，失电时放松，故放松不作为单独为输出信号。7.1.2用户用户用户用户I/O设备及所需设备及所需设备及所需设备及所需PLC的的的的I/O点

数点数点数点数�在工作方式的选择开关一个，控制“手动”、“回原点”、“步进”、“单周期”和“连续”5个输入点，这5个输入不能同时为ON；�在手动时运动选择“左右”、“上/下”、“夹/松”用三个输入点，�有无工件检测开关用光电开关用光电开关实现，�一个输入点；�原点、起动、停止3个按钮，�用3个输

入点；�用行程开关分别控制上、下、左、右位置检测，�4个输入点�工件的夹紧与放松采用延时控制，不再设置检测装置。�系统的输入全部采用动合触点。�输入/输出点应考虑有15%的余量。7.1.3分配分配分配分配PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出端子输出端子输出端子输出端子，，，，

PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出接线图输出接线图输出接线图输出接线图�1．输入/输出端口分配停止按钮SB3X017起动按钮SB2X016原点按钮SB1X015连续操作SA2-5X014单周期操作SA2-4X013步时操作SA2-3X

012回原点操作SA2-2X011手动操作SA2-1X010夹紧/放松SA1-3X007上升/下降SA1-2X006原点指示灯Y005左移/右移SA1-1X005左行电磁阀Y004无工件检测开关SQ6X004右行电磁阀Y003左限位开关SQ4X00

3夹紧电磁阀Y002右限位开关SQ3X002上升电磁阀Y001上限位开关SQ2X001下降电磁阀Y000下限位开关SQ1X000控制对象输出继电器作用输入继电器输出输入2．PLC输入、输出端子接线图7.1.4设计设计设计设计PLC控制程序控制程序控制程序控制程序�控

制程序主要由手动操作和自动操作两控制程序主要由手动操作和自动操作两控制程序主要由手动操作和自动操作两控制程序主要由手动操作和自动操作两部分组成部分组成部分组成部分组成，，，，自动操作程序包括步进操作自动操作程序包括步进操作自动操作程序包括步进操作自动操作

程序包括步进操作、、、、单周期操作和连续操作程序单周期操作和连续操作程序单周期操作和连续操作程序单周期操作和连续操作程序。。。。1．初始化程序�初始化指令IST的功能编号为FNC60，它与STL指令一起使用，专门用来设置有多种工作方式的控制系统的初始状态

和设置有关的特殊辅助继电器的状态，可以大大简化复杂的顺序控制程序的设计。�IST指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL电路应放在它的后面。1．初始化程序�用来设置初始状态和原点位置条件。�IST指令中的S20和S27用来指定在自动操作中用到的最

小和最大状态继电器的元件号，所以在安�输入继电器的元件号X020~X026应按照设定的顺序来设定。�IST中的源操作数可取X、Y和M1．初始化程序�IST指令的源操作数X10用来指定与工作方式有关的输入继电器的首元件

，它实际上指定X10~X017的八个输入继电器，这八个输入继电器的意�1．初始化程序�由原点的各传感器驱动，特殊辅助继电器M8044检测机械手是否在原点。它的ON状态作为自动方式时允许状态转换的条件。�由特殊辅助继电器M8000驱动功能

指令FNC60（IST），设定为初始状态。�使用IST指令后，系统的手动、自动、单周期、步进、连续和回原点这几种工作方式的切换是由系统程序自动完成的。2．手动操作左/右上升/下降夹紧/放松2．手动操作左右复位机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位2．手动操作

左右机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位复位2．手动操作左右机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位机械手在上限位复位2．手动操作左/右上升/下降夹紧/放松2．手动操作上下复位2．手动操作上下复位2．手动操作上下复位2

．手动操作夹紧放松复位2．手动操作夹紧放松复位2．手动操作夹紧放松复位2．手动操作左/右夹紧/放松上升/下降3．回原点初始状态回原点按下原点按钮SB1，通过状态器S10～S12作机械手的回零操作。自动返回原点结束后特殊辅助继电器M8043

（回原点完成置1）。3．回原点初始状态回原点到上限位，X001闭合到左限位，X003闭合4．自动操作�由于特殊辅助继电器M8041（转换起动）和M8044（原点位置条件）是从自动程序的初始步S2转换到下一步S20的转换条件。M80

41和M8044都是在初始化程序设定的，在程序运行中不再改变。4．自动操作机械手在原点位置启动转换机械手下降4．自动操作下降至下限位机械手夹紧开始1�计时4．自动操作定时时间到机械手上升4．自动操作上升到上限位机械

手右移4．自动操作到达右限位检测到有工件机械手下降4．自动操作机械手到达下限位T1开始计时4．自动操作定时时间到机械手上升4．自动操作到达上限位机械手左移4．自动操作到达左限位机械手左移停止机械手完成一个周期动作回到原点7.2��机控制��机控制��机控制��机控制���机代替繁重的手

工��，减轻了人们的劳动。随着生活水平的��提高，全自动��机是通过将人的��动作编制成各种指令，控制各电气部件运行。全自动��机通过可编程序控制器来实现��过程。7.2.1控制要求控制要求控制要求控制要求�全自动��机集��、��和脱水于一个�内。�

��时，波轮运转，�不转，内�起���的作用�脱水时，脱水�以约900r/min的速度运转，利用离心力将��物中的水�出，起到脱水�的作用。���与脱水由离合器控制。��时，离合器的内轴带动波轮正反向旋转；脱水时，离合器的外轴带动脱水�单方向旋转，将�物�干。进、�水

由进水阀、�水阀自动控制。进水水位由水位开关控制。��、��与脱水等全过程由PLC控制.�事先选择好某一程序，开启��机电源与水源，即可完成全部��过程。7.2.1控制要求控制要求控制要求控制要求���机的工作流程由进水、��、�水、脱水4个进程组成。�在PLC�入运行时，系统处于初始状态

。�按下起动按钮，准备运行。选择好水位后，按下起动按钮后进始进水，水位达到设定值时，停止进水，并开始��，正转3�后,暂停1�,反转2�，反复循环200次后�水20�。再进行脱水10�，即完成一次从进水到脱水的大循环。在选择标准程序则大循环3次；选择简易程序大循环

2次。完成全部过程，自动停机。7.2.2用户用户用户用户I/O设备及所需设备及所需设备及所需设备及所需PLC的的的的I/O点数点数点数点数���机的进水、正转、反转、�水和脱水为输出信号.�工作方式的选择按钮，有标准程序模式和简易程序模式2个输入点。�起动以及高、中、低水

位有个输入点，系统的输入点全部采用动合触点。7.2.3分配分配分配分配PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出端子输出端子输出端子输出端子简易程序X005脱水Y004标准程序X004电机反转Y003低水位X003电机正转Y002中水位X002�水阀Y0

01高水位X001进水阀Y000起动按钮X000控制对象输出继电器作用输入继电器输出输入2.PLC输入、输出端子接线图�PLC输入、输出端子接线图如图7.2.4设计设计设计设计PLC控制程序控制程序控制程序控制程序�系统包括有标准程序与

简易程序控制，控制程序包括步进操作，循环操作程序。1.系统设置及起动�初始脉冲M8002使初始状态S0置为1�使标准程序和简易程序的循环次数清零。1.系统设置及起动�按下X000将系统起动�选择运行模式按下X0

04进行标准设置按下X005进行简易设置1.系统设置及起动�调节水位开关（X001、X002、X003）�为系统设定初始状态，并为系统的起动提供了条件2.进水�在初始条件就绪后。状态器S20置1，进水阀得电。��机进入进

水程序。�在设定高水位（X001），即M1置1，状态转移S21，进行进水计时25��设定中水位（X002），即M2置1，状态转移S31进行进水计时15��设定低水位（X003）即M3置1，状态转移S41，进行进水计时10�。2.进水�在设定时间到后，全部转移

状态S22，使Y000失电。进水阀停止进水。3.���进水完毕后，状态转移到S23，将标准程序和简易程序的计数器清零后状态转移到S24�输出继电器Y002得电，电机开始正转,定时器T002为正转计时，正转定时时间3��状态转移到S25，定时器T004

计时，电机暂停1��定时时间到，状态转移到S26输出继电器Y003得电，电机开始反转�定时器T005计时，反转时间2�后.状态转移到S24�重复以上过程。计数器C0为标准��程序计数，使以上过程反复200次；C1则为简易��程序计数10

0次。4.�水与脱水�在��完成后，状态转移到S27，输出继电器Y001置1，�水阀得电�水。�T7进行�水计时20�。定时时间到，状态转移到S28。输出继电器Y004置1，进入脱水状态�定时器T8进行脱水10�的计时。在脱水时间到后状态又回复到S20，进行下一次的

大循环。�计数器C2计算标准程序大循环的次数、C3计算简易程序大循环的次数。�在完成所设定的循环次数后，回复到初始状态。��程序结束。7.3恒压变频供水控制恒压变频供水控制恒压变频供水控制恒压变频供水控制�.随着

变频调速技术的��完善,以变频调速为�心的�能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力�等供水设备,电机的起动平稳,起动电流可限制在额定电流以内,从而避免了起动时对电网的冲击,而且由于泵的平均转速降低了,又可延长泵与阀门等的使用寿命.更重要的是水泵的耗电功率与

电机的转速的三次方成正比关系,所以水泵调速运行的节能效果非常明显.7.3.1控制要求控制要求控制要求控制要求�用PLC、变频器设计一个有�段速度的恒压供水系统。该系统有3台水泵，2台用于运行，1台备用，运行与备用7天轮换一次。在用水高�时，1台水泵工频全速运行，另1台水泵变频运行；

用水低�时，仅1台水泵变频运行。3台水泵分别由电动机M1、M2、M3拖动，而3台电动机又分别由变频接触器KM1、KM3、KM5和工频接触器KM2、KM4、KM6控制。7.3.1控制要求控制要求控制要求控制要求�变频器的�段速度及变频与工频切换由管网压力继电器的压力上限接

点与下限接点控制。�段速度与变频器的控制端子的对应关系如表7.3所示在水泵�入工频运行时，电动机的过载保护通过热继电器实现，并有报警信号的指示。45403530252015HzRLRLRLRL接点RMRMRMRM接点RHRHRHRH接点7654321速度7.3.2用

户用户用户用户I/O设备及所需设备及所需设备及所需设备及所需PLC的的的的I/O点数点数点数点数�根据控制要求，本系统的调速成主要由变频器�段调速成来控制，变频器的控制端子的信号通过PLC的输出继电器来提供（即通过PLC控制变频器的RL、RM、RH以及STF、MRS端子与SD端子的通和

断）6个输出点。�另外工频工作状态由KM2、KM4、KM6进行控制，变频工作状态由KM1、KM3、KM5进行控制.都由PLC进行控制。�PLC的输出信号的变化是通过管网压力继电器的压力上限接点与下限接点来控制。7.3.3分配分配分配分配PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出端子输出

端子输出端子输出端子，，，，PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出接线图输出接线图输出接线图输出接线图输出停止MRSY014RLY013RMY012RHY011正转起动STFY010报警信号Y007FR3X007KM6Y006FR2X006KM5Y005FR1X005KM

4Y004停止按钮X003KM3Y003水压上限X002KM2Y002水压下限X001KM1Y001起动按钮X000控制对象输出继电器作用输入继电器输出输入7.3.3分配分配分配分配PLC的输入的输入的输入的输入、、、、输出端输出端输出端输出端子子子子，，，，PLC的输

入的输入的输入的输入、、、、输出接线图输出接线图输出接线图输出接线图7.3.4设计设计设计设计PLC控制程序控制程序控制程序控制程序�本程序由工频、变频�换控制运行与变频运行控制两种情况组成。1.系统初始化�系统运行通电后，M8000为ON，使系统进入

初始状态S0�在初始化脉冲M8002的动合触点闭合一个扫描周期,使工频控制辅助继电器和变频控制输出继电器Y10(接变频器的STF控制端口)复位,。同时使S20～S27和C1～C3整体复位�在按下停止按钮后,

使X003闭合,使系统进入初始状态,使整个系统停止工作.1.系统初始化�在水泵在工频运行的情况下，某一组电动机过载时,热继电器动作，使X005、X005、X006闭合，输出继电器Y012使水泵停转并通过指示灯进行显示。�按下启动按钮，开始进入

工作状态。2.变频运行控制�状态器S20置ON，输出继电器Y10状态保持,Y1闭合(即接通变频器RH与STF控制端子)，水泵以变频器输出频率为15Hz频率运行。�定时器T0计时,2�后，若水压达到水压上限X002置ON,使工频状态控制继电器M10复位,停止工频运行

�若水压较低，仍处于水压下限时，X001仍闭合，状态器S21置ON2.变频运行控制�状态器S21置ON，输出继电器Y2闭合（即接通变频器RM与STF控制端子），水泵以变频器输出频率20Hz运行�定时器T1计时2�后，水位达到水压上限则转到上

一状态器S20运行�水压仍处于下限时，则进入下一状态器S22运行2.变频运行控制�S22接通RL控制端子�S23接通RM、RL控制端子2.变频运行控制�S24接通RH、RL控制端子�S25接通RH、RM控制端子�S26接通RH、RM、R

L控制端子�水压达到上限值时，转到S25状态器运行；水压仍然是下限时，内部辅助继电器M10置1，则进入工频控制3．变频、工频�换运行控制�状态器S30置ON，输出继电器Y1得电，使主电路KM1闭合，与变频运行控制系统结合，使

M1水泵变频运行。在变频状态下M1水泵未能使水压达到上限时，辅助继电器M10置1，输出继电器Y4得电，使主电路KM4闭合，M2水泵以工频状态运转。3．变频、工频�换运行控制�特殊辅助继电器M8014产生1min周期的��信号给计数器C0进行7天的计时。�达到设定时间后，C0闭合，输出继电器

Y14得电，接通变频器控制端子MRS，使变频器输出停止。在延时1s切换控制后，使状态器S31置ON。其工作过程相同，《《《《电气控制与电气控制与电气控制与电气控制与PLC应用技术应用技术应用技术应用技术》》》

》电子教案电子教案电子教案电子教案主主主主编编编编伍金浩伍金浩伍金浩伍金浩曾庆乐曾庆乐曾庆乐曾庆乐中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材中等职业教育机电技术应用专业规划教材丛书主编丛书主编丛书主编丛书主编李乃夫

李乃夫李乃夫李乃夫8.1变频器的用途和构造变频器的用途和构造变频器的用途和构造变频器的用途和构造8.1.1变频器的构成变频器的构成变频器的构成变频器的构成1.主电路主电路主电路主电路变频器的发展已有数十年的��变频器的发展已有数十年

的��变频器的发展已有数十年的��变频器的发展已有数十年的��，，，，在变频器的发展在变频器的发展在变频器的发展在变频器的发展过程中也�出现过多种类型的变频器过程中也�出现过多种类型的变频器过程中也�出现过多种类型的变频器过程中也�出现过多种类型

的变频器，，，，但是目前成为�但是目前成为�但是目前成为�但是目前成为�场主流的变频器基本上有着下图场主流的变频器基本上有着下图场主流的变频器基本上有着下图场主流的变频器基本上有着下图8.1所示的基本结构所示的基本结构所示的基本结构所

示的基本结构:图8.1通用变频器的构成变频器的主电路主要由变频器的主电路主要由变频器的主电路主要由变频器的主电路主要由整流电路整流电路整流电路整流电路、、、、直流中间电路直流中间电路直流中间电路直流中间电路和和和和逆变电路逆变电路逆变电路逆变

电路三部三部三部三部分以及有关的辅助电路组成分以及有关的辅助电路组成分以及有关的辅助电路组成分以及有关的辅助电路组成。。。。（1）整流电路整流电路的主要作用是对电网的交流电源进行整流后给逆变电路和控制电路提供

所需要的直流电源。（2）直流中间电路虽然利用整流电路可以从电网的交流电源得到直流电压或直流电流．但是这种电压或电流含有频率为电源频率六倍的电压或电流�波。为了保证逆变电路和控制电源能够得到较高质量的直流电流或电压，必须对整流电路的输出进行平滑，以减少电压或电流的波动，这就是直流中间电

路的作用。而正因为如此，直流中间电路也被称为平滑电路。（3）逆变电路逆变电路是变频器最主要的部分之一。它的主要作用是在控制电路的控制下将直流中间电路输出的直流电压（电流）转换为具有所需频率的交流电压（电流）。逆变电路的输出即为变频器

的输出，它被用来实现对异步电动机的调速控制。2.控制电路控制电路控制电路控制电路与主电路相对应，为主电路提供所需驱动信号的电路称为变频器的控制电路。控制电路的主要作用是根据事先确定的变频器控制方式产生进行V/f或电流控制时所需要的各种门极驱动

信号或基本驱动信号。此外，变频器的控制电路还包括对电流、电压、电动机速度进行检测的信号检测电路，为变频器和电动机提供保护的保护电路，对外接口电路和对数字操作�的控制电路，如图8.2所示。图8.2通用变

频器的控制电路框图8.1.2变频器的功能变频器的功能变频器的功能变频器的功能随着变频器技术的发展随着变频器技术的发展随着变频器技术的发展随着变频器技术的发展，，，，变频器�其是高性能通用型变频器的功变频器�其是高性能通用型变频器的功变频器�其是高性能通用型变频器的功变频器�其是高性能通用型变频器的

功能越来越丰富能越来越丰富能越来越丰富能越来越丰富,这�主要介绍和频率设定有关的功能这�主要介绍和频率设定有关的功能这�主要介绍和频率设定有关的功能这�主要介绍和频率设定有关的功能。。。。1.多级转速设定功能多级转速设定功能多级转速设定功能多级转速设定功能多级转速设定功能是为了使

电动机能够以预定的速度按一定的程多级转速设定功能是为了使电动机能够以预定的速度按一定的程多级转速设定功能是为了使电动机能够以预定的速度按一定的程多级转速设定功能是为了使电动机能够以预定的速度按一定的程序运行序运行序运行序运行。。

。。用户可以通过对多功能端子的组合选择记忆在内存中的频率用户可以通过对多功能端子的组合选择记忆在内存中的频率用户可以通过对多功能端子的组合选择记忆在内存中的频率用户可以通过对多功能端子的组合选择记忆在内存中的频率指令指令指令指令。。。。与用模拟信号设定输入频率相

比与用模拟信号设定输入频率相比与用模拟信号设定输入频率相比与用模拟信号设定输入频率相比，，，，采用这种控制方式时可以达采用这种控制方式时可以达采用这种控制方式时可以达采用这种控制方式时可以达到对频率进行�确设定和避免��影响的目的到对频

率进行�确设定和避免��影响的目的到对频率进行�确设定和避免��影响的目的到对频率进行�确设定和避免��影响的目的。。。。此外此外此外此外，，，，该功能还为和该功能还为和该功能还为和该功能还为和PLC进行连接提供了方便的条件进行连接提供了方便的条件进行连

接提供了方便的条件进行连接提供了方便的条件。。。。2.频率上下限设定功能频率上下限设定功能频率上下限设定功能频率上下限设定功能频率上下限设定功能是为了限制电动机的转速频率上下限设定功能是为了限制电动机的转速频率上下限设定功能是为了限制电动机的转速频率上下限设定

功能是为了限制电动机的转速，，，，从而达到保护机从而达到保护机从而达到保护机从而达到保护机械设备的目的而设置的械设备的目的而设置的械设备的目的而设置的械设备的目的而设置的。。。。它通过设置频率指令的上下限它通过设

置频率指令的上下限它通过设置频率指令的上下限它通过设置频率指令的上下限，，，，相对于输入相对于输入相对于输入相对于输入信号的信号�置值和信号增�完成信号的信号�置值和信号增�完成信号的信号�置值和信号增�完成信号的信号�置值和信号增�完成。。。。3.特定频率设定禁止功能

特定频率设定禁止功能特定频率设定禁止功能特定频率设定禁止功能(频率跳越功能频率跳越功能频率跳越功能频率跳越功能)由于在进行调速控制的过程中由于在进行调速控制的过程中由于在进行调速控制的过程中由于在进行调速控制的过程中，，，，机械设备在某

些频率上可能因与机械设备在某些频率上可能因与机械设备在某些频率上可能因与机械设备在某些频率上可能因与系统的固有频率形成共�而造成较大�动系统的固有频率形成共�而造成较大�动系统的固有频率形成共�而造成较大�动系统的固有频率形成共�而造成较大�动．．．．应该避开这些共�频率应该避开这些共

�频率应该避开这些共�频率应该避开这些共�频率。。。。该功能就是为了这个目的而设置的该功能就是为了这个目的而设置的该功能就是为了这个目的而设置的该功能就是为了这个目的而设置的。。。。它可以用于泵它可以用于泵它可以用于泵它可以用于泵、、、、风机风机风机风机，，，，机床等机机床等机机床等机机床等机械

设备械设备械设备械设备，，，，以达到防止机械系统发生共�的目的以达到防止机械系统发生共�的目的以达到防止机械系统发生共�的目的以达到防止机械系统发生共�的目的。。。。4.禁止加减速功能为了提高变频器的可操作性，在加减速过程中，可以通过外部信

号，使频率的上升／下降在短时间暂时保持不变，如图8.3所示。图8.3频率保持功能5.加减速时间切换加减速时间切换功能的作用是利用外部信号对变频器的加减速时间进行切换。该功能主要用于机械设备的紧急停止，用一台变频器控制两台不同用途的电动机，或在调速控制过程中对加减速速率进行切换等用途。6.S型加减速

功能S型加减速功能的作用是为了使被驱动的机械设备能够进行无冲击的起／停和加减速运行，在选择了该功能时，变频器在收到控制指令后可以在加减速的起点和终点使频率输出的变化成为弧形从而达到减轻冲击的目的。8.2变频器的工作原理变频器的工作原理变频器的工作原理变频器

的工作原理8.2.1逆变电路的基本工作原理逆变电路的基本工作原理逆变电路的基本工作原理逆变电路的基本工作原理1．．．．逆变电路的工作原理逆变电路的工作原理逆变电路的工作原理逆变电路的工作原理逆变电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源逆变电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源逆变

电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源逆变电路的基本作用是将直流电源转换为交流电源。。。。图图图图8.4给出了一个三相逆变电路给出了一个三相逆变电路给出了一个三相逆变电路给出了一个三相逆变电路。。。。在这个逆变电路中在这个逆变电路中在这个

逆变电路中在这个逆变电路中，，，，由六个开由六个开由六个开由六个开关组成了一个三相桥式电路关组成了一个三相桥式电路关组成了一个三相桥式电路关组成了一个三相桥式电路。。。。交替打开和关断这六个开关交替打开和关断这六个开关交替打开和关断这六个开关交替打开和关断这六个开关，，，，就可以在输出端得到相位

上各相差就可以在输出端得到相位上各相差就可以在输出端得到相位上各相差就可以在输出端得到相位上各相差120度度度度(电气角电气角电气角电气角)的三相交流的三相交流的三相交流的三相交流电源电源电源电源。。。。该交流电源的频率由开关频率决定该交

流电源的频率由开关频率决定该交流电源的频率由开关频率决定该交流电源的频率由开关频率决定．．．．而�值则等于直而�值则等于直而�值则等于直而�值则等于直流电源的�值流电源的�值流电源的�值流电源的�值。。。。为了改变该交流电源的相序从而达到改变异为了改变该交流

电源的相序从而达到改变异为了改变该交流电源的相序从而达到改变异为了改变该交流电源的相序从而达到改变异步电动机转向的目的步电动机转向的目的步电动机转向的目的步电动机转向的目的，，，，只要改变各个开关打开和关断的顺序只要改

变各个开关打开和关断的顺序只要改变各个开关打开和关断的顺序只要改变各个开关打开和关断的顺序即可即可即可即可。。。。因为这些开关同时又起着改变电流流向的作用因为这些开关同时又起着改变电流流向的作用因为这些开关同时又起着改变电流流向的作用因为这些开关同时又起着改变电流流向的作用，，，，所以所以所以所

以它们又被称为换流开关或换流器件它们又被称为换流开关或换流器件它们又被称为换流开关或换流器件它们又被称为换流开关或换流器件。。。。在图8.4给出的逆变电路的原理图中，当位于同一桥�上的两个开关同时处于开通状态时将会出现短路现象，���换流器件。所以在实际的变频器

逆变电路中还设有各种相应的辅助电路，以保证逆变电路的正常工作和在发生意外情况时对换流器件进行保护。图8.4逆变电路基本工作原理脉冲�度调制波（PWM）是改变输出电压的脉�的�空比（��值不变），来代替等效的波形。将正

�波的一个周期分成N等�，并把每一等�所包围的面积用一个等�矩形脉冲来表示，且矩形波的中点与相应正�波等�的中点重合，就得到与正�波等效的脉�调制波，称为SPWM。如图8.5所示。图8.5正�波脉�调制波8.2.2变频器的控制原理工作

原理变频器的控制原理工作原理变频器的控制原理工作原理变频器的控制原理工作原理逆变电变频器按工作原理分类逆变电变频器按工作原理分类逆变电变频器按工作原理分类逆变电变频器按工作原理分类，，，，有有有有V/f控

制变频器控制变频器控制变频器控制变频器、、、、SF控控控控制变频器制变频器制变频器制变频器和和和和VC控制变频器控制变频器控制变频器控制变频器三种三种三种三种。。。。1.V/f控制变频器路的工作原理控制变频器路的工作原理控制变频器

路的工作原理控制变频器路的工作原理V/f控制就是保证输出电压�频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，�重时将��电机。因

此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。2.SF控制变频器控制变频器控制变频器控制变频器SF控制变频器又称转差频率控制变

频器。在对交流调速系统进行研�的过程中人们发现，如果在对异步电动机进行控制过程中能够像控制直流电动机那样，用直接控制电�电流的方法控制转矩，那么就可以用异步电动机来得到与直流电动机同样的静、动态特性。而转差频

率控制就是这样一种直接控制转矩的方法。3.VC控制变频器控制变频器控制变频器控制变频器VC控制变频器又称�量控制变频器。�量控制的基本思想是�照直流电动机的调速特点，把异步电动机的定子电流，即变频器输出电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的

电流分量(转矩电流)。因此，通过控制电动机定子电流的大小和相位(即定子电流�量)就可以分别对电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制电动机转矩的目的，进而控制电动机的转速。�量控制分两类：（1）带速度反�的�量控制（2）无速度反��量控

制8.3变频器的配线变频器的配线变频器的配线变频器的配线（（（（以三�以三�以三�以三�FR－－－－A500系列为例系列为例系列为例系列为例））））变频器的端子接线如图变频器的端子接线如图变频器的端子接线如图变频器的端子接线如图8.6

所示所示所示所示。。。。为安全起见，变频器主电路电源输入通过电磁接触器及漏电断路器或无熔丝断路器与插头接入，电源的开闭，用电磁接触器来实施。变频器的输入端和输出端是绝对不变频器的输入端和输出端是绝对不变频器的输入端和输出端是绝对不变频器的

输入端和输出端是绝对不允许接错的允许接错的允许接错的允许接错的。万一将电源进线接到了U，V，W端，则不管哪个逆变管导通，都将引起两相间的短路而将逆变管�速��。图8.6端子接线图（1）接线说明①端子“SD”、“SE”和“5”为I/O信

号的公共端子，相互隔离,请不要将这些公共端子互相连接或接地；②控制回路端子的接线应使用屏蔽线或双�线,而且必须与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线；③由于控制回路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的

场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的接点或使用双生接点；④控制回路建议用0.75mm的电缆接线。如果使用1.25mm或以上的电缆,在布线太多和布线不�当时,前�将�不上,导致操作面板或参数单元接触不良。（2）端子�的�列在变频器控制

回路,端子安�如图8.8所示。图8.8控制回路端子�布8.4三�通用变频器三�通用变频器三�通用变频器三�通用变频器FR－－－－A500系列的使用系列的使用系列的使用系列的使用8.4.1变频器的使用变频器的使用变频器的使用变

频器的使用1.操作面板简介操作面板简介操作面板简介操作面板简介用操作面板(FR－DU04),可以设定运行频率,监视操作命令,设定参数,显示错误和参数��。（1）操作面板各部分的名称和作用如下图8.9所示是操作面板示意图。图8.

9操作面板示意图（2）操作界面切换按操作面板上的�MODE�键，可以进行五个操作界面的切换，如图8.10所示，即监示模式、频率设定模式、参数设定模式、运行模式及�助模式。图8.10操作界面的切换注注注注：：：：频率设定模式，仅在操作模式为PU操作模式时显示。2.变频器的

基本操作模式变频器的基本操作模式变频器的基本操作模式变频器的基本操作模式（1）监示模式监示模式下监示器显示运转中的指令，可以通过“SET”键切换显示的内容，有频率监示（Hz指示灯亮）、电流监示（A指示灯亮）、电压监示（V指示灯亮）及报警监示四种监

示模式，如图8.11所示。注注注注：：：：①按下标有*1的SET键超过1.5�能把电流监示模式改为上电监示模式；②按下标有*2的SET键超过1.5�能显示包括最近4次的错误指示；③监示显示在运行中也能改变。图8.11频率、电流、

电压及报警监视示意图（2）频率设定模式在PU操作模式下，用�/�键改变设定频率，用�RUN�键（�FWD�或�REV�键）检验设定运行频率值，如图8.12所示。图8.12频率设定模式注注注注：：：：此模式只在PU操作模式时显示。（3）参数设定模式除一部分参数之外，

参数的设定仅在用Pr.79选择PU操作模式时可以实施。①一个参数值的设定既可以用数字键设定也可以用�/�键增减。②按下SET键1.5�写入设定值并更新。例:将Pr.79“操作模式选择”的设定值,由“2”(外部操作模式)变更为“1”(PU操作模式)的情况

如图8.13所示。图8.13参数设定模式（4）操作模式Pr.79“操作模式选择”=0时，如下图8.14所示，有PU操作模式、PU点动模式、外部操作模式三种操作模式。此外，当Pr.79“操作模式选择”选择不同的参数时，还有组合操作模式、程序运行模式等等。图8.14操作模式选择（5）�助模式主要有

报警记录报警记录报警记录报警记录、清除报警记录清除报警记录清除报警记录清除报警记录、清除参数清除参数清除参数清除参数、全部清除全部清除全部清除全部清除、用户清除用户清除用户清除用户清除及读软读软读软读软件�本号件�本号件�本号件�本号六种模式，如图8.15所示。图8.1

5�助模式①报警记录用键能显示最近的4次报警。(带有“.”的表示最近的报警。)当没有报警存在时，显示E.__0。如图8.16所示。图8.16报警记录显示②报警记录清除清除所有报警记录。如图8.17所示。图8.17清

除所有报警记录③参数清除将参数值初始化到出厂设定值，�准值不被初始化。Pr.77设定为“1”时(即选择参数写入禁止)，参数值不能被消除。如图8.18所示。注注注注：：：：Pr.75“复位选择／PU脱离检测／PU

停止选择”不被初始化。图8.18参数清除④全部消除将参数值和�准值全部初始化到出厂设定值。如图8.19所示。图8.19初始化到出厂设定⑤用户消除初始化用户设定参数，其它参数被初始化为出厂设定值。如图8.20所示。图8.20初始化用户设定参数8.4.2.主要

参数的功能及意�主要参数的功能及意�主要参数的功能及意�主要参数的功能及意�1.输出频率范围(Pr.1，，，，Pr.2，，，，Pr.18)(1)Pr.1：上限频率；Pr.2：下限频率；Pr.18：高速上限频率。(2)用Pr.1设定输出频率的上限，即使有高于此设定值的频率指令输入

，输出频率也被�位在上限频率。(3)在120Hz以上运行时，用参数Pr.18设定输出频率的上限。(当Pr.18被设定时，Pr.1自动地变为Pr.18的设定值。或者，如果Pr.1被设定，Pr.18自动地切换到Pr.1的频率。)(4

)用Pr.2设定输出频率的下限。如图8.21所示。图8.21输出频率范围2.基波频率，基波频率电压(Pr.3，，，，Pr.19，，，，Pr.47，，，，Pr.113)(1)Pr.3：基底频率；Pr.1

9：基底频率电压；Pr.47：第二V/F（基底频率）；Pr.113：第三V/F（基底频率）。(2)用Pr.3，Pr.47和Pr.113设定基波频率(电机额定频率)，能设定三种不同的基波频率，并且可从中选择所需要的频率。(3)当RT信号为ON时，Pr.47“第二V/F（基波频率）”有效，当X9

信号ON时，Pr.113“第三V/F（基底频率）”有效。(4)用Pr.19设定基波电压(电机的额定电压等)。如图8.22所示：图8.22基波频率，基波电压3.多段速度运行(Pr.4,Pr.5,Pr.6,Pr.

24～～～～Pr.27,Pr.232～～～～Pr.239)决定运行速度，可用端子转换到该速度。(1)Pr.4：3速设定(高速)；Pr.5：3速设定(中速)；Pr.6：3速设定(低速)；Pr.24～Pr.27：多段速度设定(4至7段速度设定)；Pr.232～Pr.239：多段速度设定(8至1

5段速度设定)。(2)可通过开启、关闭外部触点信号（RH，RM，RL，REX信号），选择各种速度。(3)借助于点动频率（Pr.15），上限频率（Pr.1）和下限频率（Pr.2）的组合，最多可以设定18种速度。(4)在外部操作模式或

PU/外部并行模式（Pr.79=3，4）中有效。(5)运行期间参数值也能被改变。如图8.23所示：图8.23多段速度运行a）�段速度运行b）十五段速度运行4.加减速时间(Pr.7,Pr.8,Pr.20,Pr.21,Pr.44,Pr.45

，，，，Pr.110，，，，Pr.111)用于设定电机加减速时间。慢慢地加减速时设定为较大值，快速加减速时设定为较小值。(1)Pr.7：加速时间；Pr.8：减速时间；Pr.20：加/减速基准频率；Pr.21：加/减速时间单位；Pr.44：第二加/减速时间；

Pr.45：第二减速时间；Pr.110：第三加/减速时间；Pr.111：第三减速时间。(2)可用Pr.21设定加减速时间和最小设定单位:设定值“0”(出厂设定)···0～3600s(最小设定单位:0.1s)设定值“1”···················0～360s(最小

设定单位:0.01s)(3)用Pr.7，Pr.44和Pr.110设定从0Hz到达Pr.20所设定频率的加速时间。(4)用Pr.8，Pr.45和Pr.111设定从Pr.20所设定频率到达0Hz的减速时间。(5)当RT信号为ON时，Pr

.44和Pr.45有效；当X9信号为ON时，Pr.110和Pr.111有效；当RT和X9同事为ON时，Pr.110和Pr.111有效。(6)当Pr.45设定为“9999”时，减速时间与加速时间(Pr.44，Pr.110)相同。如图8.24所示。图8.2

4加减速时间5.起动频率(Pr.13)起动频率能设定在0～60Hz之间，如果设定频率小于Pr.13“起动频率”的设定值，变频器将不能起动。例如，当Pr.13设定为5Hz时，只有当设定频率达到5Hz时，电机才能起动运行。如图8

.25所示。图8.25起动频率6.点动运行(Pr.15，，，，Pr.16)Pr.15“点动频率”Pr.16“点动加减速时间”注意：点动运行的加速时间和减速时间不能分别设定，请把Pr.15“点动频率”的设

定值设定在Pr.13“起动频率”的设定值之上。如图8.26所示：图8.26点动运行7.频率跳变(Pr.31～～～～Pr.36)此功能可用于避开机械系统固有频率产生的共�。可以使其跳过共�发生的频率点，最多可设

定三个区域。跳�频率可以设定为各区域的上点或下点。1A，2A或3A的设定值为跳变点，用这个频率运行。如图8.27所示：图8.27频率跳变8.参数写入禁止选择（Pr.77）可选择参数写入禁止或允许，此功能用于防止参数值被意外改写。如表8.2所示。即使运行时也可以写入，但Pr.

23，Pr60～61，Pr.66，Pr.71，Pr.79～81，Pr83～84，Pr.95～96，Pr100～109，Pr135～139，Pr.180～Pr.186，Pr.190～Pr.195的参数值在运行时不能被写入，当修

改这些参数设定值时，需停止运行。2不可写入参数。Pr.22，Pr.75，Pr.77和Pr.79“操作模式选择”可写入，且禁止“参数清除”、“所有参数清除”和“用户清除”1仅限于PU操作模式的停止中可以写入（在附

录（一）参数表中加有底�表示的参数值任何时�都可以设定）0功能Pr.77设定值表8.2参数写入禁止选择9.操作模式选择（Pr.79）用于选择变频器的操作模式。其中用操作面板、参数单元的操作称为PU操作

；用外部信号的操作称为外部操作；用PU操作和外部操作的组合称为外部/PU组合操作。出厂设定值为外部操作模式。如表8.3所示。切换到除外部操作模式以外的模式(运行时禁止)X16信号ON·············切换

到外部切换模式X16信号OFF···········切换到PU切换模式8外部操作模式(PU操作互锁)X12信号ON——可切换到PU操作模式(正在外部运行时输出停止)X12信号OFF——禁止切换到PU操作模式7切换模式——运行时可进行PU操作,外部操作和计算机通�操作的切换。6程序

运行模式可设定10个不同的运行起动时间,旋转方向和运行频率各三组。运行开始——STF,定时器复位——STR组数选择——RH,RM,RL5外部/PU组合操作模式2运行频率——外部输入信号(端子2,4,1,点动,多段速度选择)起动信号——从

PU输入(FWD键,REV键)4外部/PU组合操作模式1运行频率——从PU设定(直接设定,或)�/�键设定)或外部输入信号(仅限多段速度设定)起动信号——外部输入信号(端子STF,STR)3外部操作模式2PU操作模式1PU或外部操作模式0功能Pr.79设定值表8.3操作模式8.4.3

运行操作运行操作运行操作运行操作1．．．．多段速度运行多段速度运行多段速度运行多段速度运行操作操作操作操作�三�变频的多段速度运行共有15种运行速度,通过外部接线端子的控制可以运行在不同的速度上,特别在PLC联合起来控制更方便,在需要经常改变

速度的生产机械上得到广泛的应用。�若进行�段速度控制。根据实际需要在PU模式（参数单元操作）下设定基本运行参数，再通过设定Pr.4～Pr.6和Pr.24～Pr.27�参数(在外部、组合、PU模式下均可设定)，在操作模式选择方面选择外部操作模式或PU组合操作模式

，可通过Pr.79=3设定。按图8.28在接通RH与SD的情况下，接通STF与SD，电动机以速度1运行（高速）正转运行。在接通RM与SD情况下，接通STF与SD，电动机以速度2（中速）正转运行。如此类推。在同时

接通RH、RM、RL与SD情况下，接通STF与SD，电动机以速度7正转运行。若需要反转，只需将STF改接为STR。�十五段速度运行控制是在�段的基础上，将Pr.186=8，使CS端子功能变为REX功能。在Pr.232～Pr.239下设定运行参数。图8.28�段速度运行接线示意图2．．．．多段

速度运行多段速度运行多段速度运行多段速度运行PLC控制控制控制控制�例：用PLC、变频器设计一个电动机三速运行的控制系统，控制要求如下：�按下起动按钮，电动机以30Hz速度运行，5s后转为45Hz速度运行，再过5s后转为20Hz速度运行，按停止按钮，电动机即停

止。电动机的三速运行，采用变频器的多段运行来控制，变频器的多段运行通过PLC的输出端子来控制，即通过PLC输出端子控制变频器的RL、RM、RH以及STF与SD端子的通和断。变频器的参数设定变频器的参数设定变频器的参数设定变频器的参数设定30HzPr.

6多段速度设定（3速）45HzPr.5多段速度设定（2速）20HzPr.4多段速度设定（1速）3Pr.79操作模式的选择电动机的额定电流Pr.9电子过流保护2SPr.8减速时间2SPr.7加速时间50HzPr.3基底频率0HzPr.2下限频率50HzPr.1上限频率设定值参数号参数名称PL

C的输入的输入的输入的输入/输出端口分配输出端口分配输出端口分配输出端口分配复位(RES)Y0043速(RH)Y0032速(RM)Y0021速(RL)Y001起动X001运行信号(STF)Y000停止X000

控制对象输出继电器作用输入继电器输出输入设计设计设计设计PLC控制程序控制程序控制程序控制程序根据控制要求分析本系统是典型的顺序控制，设计梯形图如下：系统接线图系统接线图系统接线图系统接线图系统调试时，将PLC

与变频器连接好后，通过变频的操作面板观�变频器的输出频率是否符合要求。在按下起动按钮X001时，变频器输出30Hz，5s后，变频器输出45Hz，再过5S后输出20Hz，任何时�按下停止按钮X000，变频器2s减速至停止。PLC的控制

原理读者可以参考前面章节自行分析。本章小结本章小结本章小结本章小结本章主要�述了变频器的基本知识及其原理，并结合三�通用变频器FR-A5400，介绍了变频器的使用。1．变频器的主电路主要由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关的辅助电路组成；2．变频

器的功能主要介绍了和频率设定有关的功能，如多级转速设定功能、频率上下限设定功能、特定频率设定禁止功能(频率跳越功能)、禁止加减速功能、加减速时间切换功能、s型加减速功能等；3．变频器的工作原理主要是逆变电路的工作原理、变频器的控制原理——V/f

控制变频器、SF控制变频器、VC控制变频器及这三种控制方式的比较；4．以三�FR－A500系列为例，详细介绍了变频器外部端子的接线、主电路的接线、控制电路的接线、变频器型号外观和结构、操作面板，基本操作模式方面具体介绍了监示模式、频率设定模式

、参数设定模式、操作模式和�助模式五种基本模式，并列出了变频器主要参数的功能及意�。5.通过变频器与PLC相配合完成电气控制实例，说明其在提高自动化程度，满足生产工艺的调速要求上的重要性。