电气控制与PLC重点整理

低压电器通常是指在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、
保护、控制或调节作用的电器产品。
配电系统对电器的要求是：在系统发生故障的情况下，动 作准确，工作可靠，有足够的热稳
定性和电稳定性。
控制电器主要用于电力拖动控制系统和用 电设备的通断控制，对控制电器的要求是：工作准
确可靠，操作频率高，寿命长等。
熔断器的 常用型号有：RL6、RL7、RT12、RT14、RT15、RT16（NT）、RT18、RT19（AM 3）、
RO19、RO20、RTO等，在选用时可根据使用场合酌情选择。



R



熔断器
熔体额定电流



熔断器额定电流

类型代号


设计代号



1．刀开关的选用：
①按用途和安装位置选择合适的型号和操作方式。
②额定电压和额定电压必须符合电路要求。
③校验刀开关的动稳定性和热稳定性，如不满足要求，就应选大一级额定电流的刀开关。

电气原理图

电器布置图
电气控制系统图
电气安装接线图

用规定的图形符号，按主电路和辅助电路相互分开并依据各电器元件动作顺 序等原则所绘制
的线路图，称为电气原理图。它包括所有电器元件的导电部件和接线端点，不表示电气元 件
的形状、大小和安装方式。
交换率 A·B=B·A
2、结合率 A·（B·C）=（A·B）·C
A+（B+C）=（A+B）+C
3、分配率 A·（B+C）=A·B+A·C
A+（B·C）=（A+B）·（B+C）
4、重迭率 A·A=A，A+A=A
5、吸收率 A+A·B=A， A·(A+B)=A
A+A·B=A+B， A+A·B=A+B
、非非率 A=A

7、反演率 A+B=A·B， A·B=A+B
PLC的基本结构：1 、CPU模块（有微处理器和存储器组成）2、信号板3、信号模块4、通
信模块（S7-1200最多 可以添加三块RS-485或RS232，可以使用ASCⅡ通信协议，USS驱
动协议，modbus RTU主站协议和modbus RTU从站协议）5、SIMATIC HMI精简系列面板6、
编程软件。
CPU模块的内部的工作电压一般是DC5V，而PLC 的外部输入输出信号电压一般为DC24V
或AC220V
PLC的特点：
1、编程方法简单易学（梯形图是使用的最多的PLC编程语言）
2、功能强，性能价格比高
3、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
4、可靠性高，抗干扰能力强
5、系统的设计安装调试工作量少
6、维修工作量小，维修方便
7、体积小，耗能低
PLC应用领域
1、开关量逻辑控制
2、运动控制
3、闭环过程控制
4、数据处理
5、通信联网
S7-1200用户程序结构简介
1、模块化编程
2、组织块（程序循环组织块，启动组织块，中断组织块）
3、功能
4、功能块
5、数据块（背景数据块，全局数据块）
CPU的工作模式：运行RUN，停机STOP，启动STARTUP
PLC的工作原理：
1、操作系统与用户程序
2、CPU的工作模式
3、工作模式的切换
4、冷启动与暖启动
5、RUN模式与CPU的操作
下载了用户程序的快和应组讲 后，下一次切换到RUN模式时，CPU执行冷启动，启动是复
位输入，初始化输出，复位存储器，即清 除工作存储器。
冷启动之后，在下一次下载之前的STOP到RUN模式的切换均为暖启动，暖启动时 ，所以
非保持的系统数据和用户数据被初始化，不会清除保持性存储区。
暖启动不对存储器复 位，可以用在线与诊断视图的CPU操作员面板上的MRES按钮来复位
存储器。
S7-1200 CPU模块：CPU 1211C(6入4出) CPU 1212C（8入6出） CPU 1214C（14入10
出）
CPU的共性：集成的24V传感器负载电源可供传感器和编码器使用
2点集成的模拟量输入（0~10v）输入电阻100KΩ，10位分辨率

继电器输出的电源范围为：DC5 ~30V 或AC5~250V，最大电流2A，白炽灯负载为DC30W
或AC200W
可以使用梯形图和功能块图这两种编程语言
两个DC24V MOSFET输出点的最大输出电流为0.5A 最大白炽灯负载为DC 5W,可以输出最
高20KHZ的脉冲列
SB1232模拟量输出信号板，其输出分辨率为12 位的-10~+10V电压，负阻抗大于等于< br>1000Ω，或输出分辨率为11位的0~20mA电流信号。
STEP 7 Basic
SIMATIC STEP 7 Basic是西门子公司开发的高集成度工程组态系统，包括面向任 务的HMI
智能组态软件SIMATIC WINCC BASIC
CPU模块的参数设置
1、设置系统存储器字节与时钟存储器字节
2、设置PL插上电后启动方式
3、设置实时时钟
4、设置读写保护和密码
5、设置循环时间和通信负载
6、组态网络时间同步
IEC61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准
定 时器：S7-1200有脉冲定时器(TP)、接通延迟定时器(TON)、关断延迟定时器(TOF)、保持< br>型接通延时定时器(TONR).

10、计数器：加计数器(CTU)、减计数器( CTD)和加减计数器(CTUD)。PV为预置计数值，
CV为实际计数值。

1 1、系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式。单步工作方式常用于系统
的调试。

12、公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不同的工作方式之间相互切换的
处理。

13、比较指令：范围内与范围外比较指令IN_RANGE指令的参数V AL满足
MIN<=VAL<=MAX,或OUT_RANGE指令的参数VAL满足VALMAX。

14、数据转换指令：指令 (参数IN、OUT的数据类型可以使By te、Word、DWord、
SInt、Int、DInt、USInt、UInt、BCD16、B CD32和Real，IN还可以是常数。) ；2.浮点数
转换为双整数的指令 (ROUND指令 ：将浮点数转换为四色五入的双整数。CEIL指令：将
浮点数转换为大于或等于它的最小双整数。FL OOR:将浮点数转换为小于或等于它的最大双
整数。TRUNC:将浮点数转换截为取整的双整数)； _X指令
(OUT=VALUE(MAX-MIN)+MIN)；_X(OUT=(VALUE- MIN)(MAX-MIN)).

15、数据传输指令：指令2、SWAP指令3、全局数据块与数组FILL- BLK与
UFILL-BLK指令5、MOVE-BLK与UMOVE- BLK指令6、块填充与块传送指令
16、移位与循环移位指令：1、移位指令（SHR SHL）2、循环移位指令（ROR ROL）

二、简答题
1.可编程控制器的定义是什么？为什么说可编程控制器是一种数字的电
子系统？
答： 国际电工委员会（IEC）于1985年在颁布的可编程控制器标准草案
第二稿中，给P LC做了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算器，是
一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境 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，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控
制各种机械或生产过程。”因为P LC实际上是一个计算机，内部处理的是
数字信号，所以说是一种数字的电子系统。”
因为PLC实际上是一个计算机，内部处理的是数字信号，所以说是一种
数字的电子系统
2．简述可编程控制器的结构？
可编程控制器是由中央处理器，存储器，IO单元，电源单元 ，编程器，
扩展接口，编程器接口，存储器接口等部分组成。
3．简述可编程控制器的常用编程语言？
答：PLC常用的编程语言有：顺序功能图（SFC ），梯形图（LD），功能
块图（FBD），指令表（IL），结构文本（ST）。
4．简述PLC的主要功能。
答：1、逻辑控制功能。逻辑控制功能实际上就是位处理功能， 是可编程
控制器的最基本的功能之一。2、定时控制功能。3、计数控制功能。4、
步进控制功 能。5、数据处理功能。6、过程控制功能。有AD、DA转换
功能，可以方便地完成对模拟量的控制和 调节。7、通信联网功能。8、
监控功能。 9、停电记忆功能。10、故障诊断功能
5．PLC与继电器控制的差异是什么？
答：PLC与继电器控制的差异是：(1)组成器件 不同。PLC是采用软继电
器，J-C采用硬件继电器等元件。(2)触点数量不同。PLC触点可无限 使用，
J-C触点是有限的。(3)实施的控制方法不同。PLC采用软件编程解决，J-C
是 采用硬件接线解决。
6．简述PLC系统的现场调试方法？
答：1．信号模拟2．信号监视3．寻找替换与换线4. 变量监控与修

改5. 输出输入强制。
1.接触器的线圈额定电流和额定电压与接触器的额定电流和接触器的额定电压
有何区别？ < br>答：线圈的额定电压标注在线包上，与是控制回路的电压一致，其额定电流
为额定电压下流过线圈 的电流，而额定电压标注在铭牌上，与主回路的电压一致，
其额定电流大于主回路电流。
2.电动机的启动电流很大，当电动机启动时，热继电器会不会动作？为什么？
答：正常情况 下不会动作，因为电动机启动的时间比较短，其电流产生的热
效应不足以使热继电器动作。
一、名词解释：
1、低压电器：是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及 以下的电路
中起通断、保护、控制或调节作用的电器。
2、主令电器：自动控制系统中用于发送控制指令的电器。
3、熔断器：是一种简单的短路或 严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或
金属薄片制成的熔体。
4、时间继电器：一种触头延时接通或断开的控制电器。
5、电气原理图：电气原理图是用来 表示电路各电气元器件中导电部件的连接关
系和工作原理的电路图
6、联锁：“联锁”电路实 质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得
电，K2动作就禁止了K1的得电。






7、自锁电路：
自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。





8、零压保护：
为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。
9、欠压保护：
在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需
要采取措施切断电源，这就是 欠压保护。
13、主电路：主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 15、速度继电器：以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降
至某一预定设定的 值时输出开关信号。
16、继电器：继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量
信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式)
17、热继电器：是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。

18、交流继电器：吸引线圈电流为交流的继电器。
21、触头：触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。
22、电 磁结构：电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，
从而带动触头动作。
23、电弧：电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象
24、接触器接触器是 一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直
流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电 器
25、温度继电器：利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温
度继电器。
26、点动电路：按下点动按钮，线圈通电吸合，主触头闭合，电动机接人三相交
流电源，起动 旋转；松开按钮，线圈断电释放，主触头断开，电动机断电停转，
27、电气控制系统：电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成
29、电器元件位置图：电器元件布置图是用来表明电气原理中各元器件的实际安
装位置的图
30、电器元件接线图：电气安装接线图是电气原理图的具体实现形式，它是用规
定的图形符号 按电器元件的实际位置和实际接线来绘制的
8、说明下列指令意义
ST 初始加载指令 OT 输出指令 AN与非指令 KP 保持指令
SET置位指令 RST 复位指令
一、 填空题 ??
2、热继电器是对电动机进行 过载保护的电器?熔断器是用于供电线路和电气
设备的 短路保护的电器。
3、笼型异步电动机常用的制动方式有? 电气制动和 机械制动。
4、电气控制图一般分为 主电路和 控制电路两部分。
5、按国标规定?“停止”按钮必须是 红色?“启动”按钮必须是 绿色。
6、FP1指令系统可分为 基本指令和 高级指令两大类。 7、R901C是 1秒
时钟特殊辅助继电器
。