项目一 初识PLC控制系统·上（课件）《PLC应用技术》（机械工业出版社）同步精品课堂

项目一 初识PLC控制系统·上 《PLC应用技术》（机械工业出版社） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 1.学会识别和使用按钮、行程开关、热继电器、熔断器、接触器等 PLC 外围设备。 3.准确描述三菱 FX 系列 PLC 的特点、型号含义及硬件组成 4.清晰阐述 PLC 控制系统的基本构成与工作原理 2.能够熟练识别三菱 FX 系列 PLC 及各类输入、输出设备、熔断器、断路器的实物与图形符号 新知学习 情景导入 同学们，想象咱们学校有个大型的智能仓库，里面存放着各种教学物资。平常取放物资时，得人工操作，又累又容易出错。要是能有个系统，人在办公室按下按钮，仓库的门自动打开，搬运货物的小车按设定路线精准运行，放完东西还能自动回来，多方便！这就用到了 PLC 控制系统。今天，咱们就来深入探究其中的奥秘，了解三菱 FX 系列 PLC 如何运作，还有像按钮、行程开关这类输入设备，交流接触器等输出设备，以及熔断器、断路器怎样保障系统安全稳定运行。 新知学习 一、学习任务 1.项目任务 本项目的任务是安装工作台自动往返PLC控制系统的硬件电路。系统控制要求如下： (1)起停控制。按下左移按钮 SB1，工作台左移；按下右移按钮 SB2，工作台右移；按下停止按钮 SB3，系统停止工作。 (2)保护措施。系统具有必要的短路保护和过载保护。 新知学习 一、学习任务 (3)往返控制。如图1-1所示，工作台在位置A和位置B之间做自动往返运动。当工作台左移到位置A时，行程开关S01动作，工作台改为右移；当工作台右移至位置B时，行程开关S02动作，工作台改为左移。 新知学习 一、学习任务 2.任务流程图 本项目的任务流程如图1-2所示。 新知学习 二、PLC控制系统 微型计算机的硬件系统主要由主机、输人设备和输出设备组成。与之相同，PLC控制系统除了要有起运算控制作用的“大脑”——PLC外，还需要有向PLC提供输入信号的输入设备和接收、执行PLC输出信号的输出设备。认识这三部分硬件设备并将其正确连接起来是构建 PLC控制系统，控制工作台自动往返的第一步。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 可编程序逻辑控制器是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算电子装置，简称PC或PLC，为了区别于微型计算机“PC”，人们习惯称它为PLC。FX系列PLC是日本三菱公司生产的小型可编程序逻辑控制器，其产品有下FX1S、FX1N、FXN、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC等系列，它们是FX0、FX1、及FX2系列PLC的换代产品。图1-3所示的PLC为FX系列的部分产品，这些产品的基本指令和步进指令相同，外部特征基本相似。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 新知学习 FX1S-30MR FX1N-40MR FX2-24MR FX2N-48MR FX3U-48MR 三、三菱 FX 系列 PLC 如图1-4所示，FX3U-48MR型PLC的面板主要由输入端子、输出端子、指示部分和接口部分等组成。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 1)输入、输出端子。如图 1-5 所示，PLC 的上侧端子为输入端子，下侧端子为输出端子。各端子的用途见表1-2。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 注：1、输出端子YO~Y3使用公共端子COM1，Y4~Y7使用公共端子COM2，Y10~Y13 使用公共端子COM3Y14~Y17使用公共端子COM4，Y20~Y27使用公共端子COM5。 2、同组输出端子不能使用不同电源，使用时一定要查阅PLC使用手册，根据负载的大小、电源等级及电源类型，合理分配，正确使用。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 2)指示部分。PLC的指示部分由输入指示LED(IN)、输出指示 LED(OUT)、电源指示LED(POWER)、运行指示LED(RUN)、电池电量指示 BATT 和程序出错指示LED(ERROR)等组成，各部分动作情况见表1-3。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 3)接口部分。打开PLC的接口盖板和而板盖板，可看到图1-5所示的常用外部接口，各接口的作用见表1-4。 4)RUN/STOP 开关。将开关拨至“RUN”位置时，PLC运行；拨至“STOP”位置时，PLC停止运行，用户可以进行程序的读写、编辑和修改。 新知学习 三、三菱 FX 系列 PLC 5)型号及其含义。三菱FX系列PLC的型号及其含义如下: 新知学习 四、输入设备 (1)按钮 按钮是一种最常用的主令电器，在控制电路中用于手动发出控制信号。图1-6 所示为 LA 系列部分按钮的外形图。 新知学习 四、输入设备 1)型号及其含义。LA系列按钮的型号及其含义如下。 新知学习 四、输入设备 2)结构与符号。如图1-7所示，按钮一般 由按钮帽、复位弹簧、桥式动触点、静 触点支柱连杆及外壳等组成。当按钮被 按下时，按钮的动断触点断开、动合触 点闭合；松开后在弹簧力的作用下其动合触点复位断开、动断触点复位闭合。按钮的文字符号是SB。 新知学习 四、输入设备 (2)行程开关 行程开关也称为位置开关，是一种根据运动部件的位置而自动接通或断开控制电路的开关电器，主要用于检测工作机械的位置，发出命令以控制其运动方向或行程长短。如图所示为LX系列部分行程开关的外形图。 新知学习 四、输入设备 1)型号及其含义。行程开关的型号及其含义如下： 新知学习 四、输入设备 2)结构与符号。如图1-9所示，行程开关一般由触点系统、操作机构和外壳等组成当生产机械运动部件碰压行程开关时，其动断触点断开，动合触点闭合。 新知学习 四、输入设备 (3)热继电器 热过载继电器简称热继电器(后统称热继电器)，是一种利用电流热效应而工作的低压电器，主要用于电动机的过载保护和断相保护。如图是JRS系列部分热继电器的外形图。 新知学习 四、输入设备 1)型号及其含义。JRS系列热继电器的型号及其含义如下图。 例如，热继电器JRS2-63/F，其中，JRS2是指国内行业热继电器型号，63是指框架电流规格，F为独立式安装，可以用正泰电器NR4-63/F产品替代。 新知学习 四、输入设备 2)结构与符号。如图1-11所示，热继电器一般由热元件、动作机构、触点系统、电流整定装置、复位机构和温度补偿元件等组成。当所保护的电动机或电器设备过载时，流过热继电器热元件的电流产生的热量足以使双金属片弯曲到一定程度，从而推动导板使动断触点断开、动合触点闭合。 新知学习 五、输出设备 交流接触器。交流接触器是一种用于频繁接通或断开交、直流主电路或大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器，主要用于控制电动机、电热设备、电焊机等。如图所示为CJX系列部分交流接触器的外形图。 新知学习 五、输出设备 1)型号及其含义。CJX系列交流接触器的型号及其含义如下： 新知学习 五、输出设备 2)结构与符号。如图1-13所示，交流接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧装置及辅助部件等组成。 新知学习 五、输出设备 其工作原理为：接触器线圈加上额定电压后，在静铁心中产生磁通，该磁通对其衔铁产生克服复位弹簧拉力的电磁吸力，使衔铁通过传动机构带动其触点动作，即动断触点断开、动合触点闭合；当接触器线圈两端的电压值降到一定数值(欠电压或失电压)时，铁心中的磁通下降或消失，电磁吸力减小到不足以克服复位弹簧的反作用力时，衔铁就在复位弹簧的作用力下释放复位，使动合触点复位分断、动断触点复位闭合。 新知学习 六、认识熔断器及断路器 (1)熔断器 熔断器是一种在低压配电网络和电力拖动系统中起短路保护作用的低压电器。如图所示为部分熔断器的外形与符号。当电路发生短路故障时，通过熔断器的电流就会达到或者超过某一个电流规定值，使熔管中的熔体熔断，从而分断电路，起到保护作用。 新知学习 六、认识熔断器及断路器 (2)断路器 断路器又称自动空气开关，是一种具有过载、短路及欠电压保护功能的开关电器，主要用于不频繁接通和断开电路以及控制电动机运行等场合。图1-15 所示为部分断路器的外形与符号。 新知学习 随堂练习 01 热继电器是如何实现过载保护的？ 02 简述熔断器和断路器在电路保护中的作用及区别。 课堂练习 1.PLC 控制系统的核心部件是（ ）​ A. 输入模块 B. 输出模块 C. CPU 模块 D. 电源模块 答案：C​ 解析：CPU 模块如同 PLC 的大脑，负责运算和控制，协调各模块工作，是核心部件。输入、输出模块用于信号传输，电源模块提供电力，均非核心。 课堂练习 2.三菱 FX 系列 PLC 中，FX3U - 48MR 型号中 “48” 代表（ ）​ A. 输入点数 B. 输出点数 C. 总 I/O 点数 D. 扩展模块数量 答案：C​ 解析：在三菱 FX 系列 PLC 型号命名规则中，数字常代表总 I/O 点数，这里 “48” 即表示该 PLC 主机的输入输出总点数为 48 点。 课堂练习 3.按钮在 PLC 控制系统中属于（ ）​ A. 输入设备 B. 输出设备 C. 控制设备 D. 保护设备 答案：A​ 解析：按钮用于人为发出控制信号，如启动、停止等，信号传入 PLC，所以是输入设备。交流接触器等才是输出设备，PLC 是控制设备，熔断器等是保护设备。 课堂练习 4.热继电器主要用于（ ）​ A. 短路保护 B. 过载保护 C. 欠压保护 D. 过压保护 答案：B​ 解析：热继电器利用电流热效应，当电路过载、电流过大时，双金属片发热弯曲，推动触点动作，切断控制电路，实现过载保护。熔断器用于短路保护，其他选项并非热继电器功能。 课堂练习 5.三菱 FX 系列 PLC 中，计数器 C0 的计数范围是（ ）​ A. 1 - 99 B. 1 - 199 C. 1 - 32767 D. 1 - 65535 答案：C​ 解析：三菱 FX 系列 PLC 普通计数器 C0 - C99 为 16 位增计数器，计数范围是 1 - 32767，不同类型计数器计数范围不同。 课堂练习 6.交流接触器的吸引线圈额定电压为 220V，若接在 380V 电源上，会导致（ ）​ A. 接触器正常工作 B. 线圈烧毁 C. 触点无法闭合 D. 触点无法断开 答案：B​ 解析：吸引线圈额定电压 220V，接 380V 远超其额定值，会使线圈电流过大，发热严重，最终烧毁线圈，无法正常工作，影响触点动作。 课堂练习 7.熔断器的熔体额定电流应（ ）电路正常工作电流。​ A. 小于 B. 等于 C. 大于等于 D. 远大于 答案：C​ 解析：熔断器熔体额定电流需大于等于电路正常工作电流，才能在正常工作时不熔断，同时在短路等异常大电流时及时熔断保护电路，若小于或远大于都不合理。 课堂练习 8.PLC 控制系统中，输入信号一般通过（ ）与 PLC 相连。​ A. 中间继电器 B. 交流接触器 C. 熔断器 D. 输入模块 答案：D​ 解析：输入信号（如按钮、行程开关等信号）通过输入模块接入 PLC，实现信号转换与传输。中间继电器用于信号转换与放大，交流接触器控制主电路，熔断器保护电路，均非输入信号与 PLC 连接的部件。 课堂小结 感谢观看 $$