湖南省西门子模块授权一级供应商

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电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。继电器——接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习电气控制系统的基础。本章主要介绍电气控制的基本原理及基本线路。1.1 常用低压电器
凡是能自动或手动地接通或断开电路，连续或间断地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器元件统称为电器。简单地说，电器就是一种能控制电的工具。
电气是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。它是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。电气是广义词，既可以指一种行业，一种专业，也可指一种技术，而不具体指某种产品。
电气控制主要分为两大类：一种是传统的以继电器、接触器为主搭建起来的逻辑电路，即继电器——接触器控制；另一种是基于PLC（Programmable Logic Controller，可编程序控制器的系统——PLC控制）。
低压电器被广泛地应用于工业电气和建筑电气控制系统中，它是实现继电器——接触器控制的主要电器元件。通常将额定工作电压在交流1200V，直流1500V以下，在电路中起通断、保护、控制或调节等作用的电气设备（器件）的总称为低压电器。
低压电器种类繁多，功能和构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。
（1）按用途或控制对象分类
①配电电器：主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有开关、转换开关、熔断器、断路器等。
②控制电器：主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等。
（2）按动作方式分类
①自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。
②手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如开关、转换开关、按钮等。
（3）按触点类型分类
①有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、开关、按钮等。
②无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制，如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。
（4）按工作原理分类
①电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、电磁铁等。
②非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动作的电器，如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。
电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。继电器——接触器控制系统至今仍是许多生产机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习电气控制系统的基础。本章主要介绍电气控制的基本原理及基本线路。1.1 常用低压电器
凡是能自动或手动地接通或断开电路，连续或间断地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器元件统称为电器。简单地说，电器就是一种能控制电的工具。
电气是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。它是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。电气是广义词，既可以指一种行业，一种专业，也可指一种技术，而不具体指某种产品。

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电气控制主要分为两大类：一种是传统的以继电器、接触器为主搭建起来的逻辑电路，即继电器——接触器控制；另一种是基于PLC（Programmable Logic Controller，可编程序控制器的系统——PLC控制）。
低压电器被广泛地应用于工业电气和建筑电气控制系统中，它是实现继电器——接触器控制的主要电器元件。通常将额定工作电压在交流1200V，直流1500V以下，在电路中起通断、保护、控制或调节等作用的电气设备（器件）的总称为低压电器。
低压电器种类繁多，功能和构造各异，用途广泛，工作原理各不相同，常用低压电器的分类方法也很多。
（1）按用途或控制对象分类
①配电电器：主要用于低压配电系统中。要求系统发生故障时准确动作、可靠工作，在规定条件下具有相应的动稳定性与热稳定性，使电器不会被损坏。常用的配电电器有开关、转换开关、熔断器、断路器等。
②控制电器：主要用于电气传动系统中。要求寿命长、体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。常用的控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器、电磁铁等。
（2）按动作方式分类
①自动电器：依靠自身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等动作，如接触器、继电器等。
②手动电器：用手动操作来进行切换的电器，如开关、转换开关、按钮等。
（3）按触点类型分类
①有触点电器：利用触点的接通和分断来切换电路，如接触器、开关、按钮等。
②无触点电器：无可分离的触点。主要利用电子元件的开关效应，即导通和截止来实现电路的通、断控制，如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器、固态继电器等。
（4）按工作原理分类
①电磁式电器：根据电磁感应原理动作的电器，如接触器、继电器、电磁铁等。
②非电量控制电器：依靠外力或非电量信号（如速度、压力、温度等）的变化而动作的电器，如转换开关、行程开关、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。
熔断器在电路中主要起短路保护作用，用于保护线路。熔断器的熔体串接于被保护的电路中，熔断器以其自身产生的热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现短路保护及过载保护。熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉、分断能力较高、限流能力良好等优点，因此在电路中得到广泛应用

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由于IEC 61131-3自动化编程语言的诸多优点，它已成为自动化工业中拥有广泛应用基础的国际标准，已有越来越多的PLC厂家提供符合IEC 61131-3标准的产品，世界上著名的自动化设备制造商，例如西门子、罗克威尔、ABB、施耐德、GE、三菱、富士等公司都推出了不同程序与IEC 61131-3兼容的产品，不仅限于PLC，IEC 61131-3还广泛地应用于集散控制系统（DCS）和工业控制计算机、在个人计算机上运行的软件PLC软件包、数控系统、远程终端单元等产品。
IEC 61131-3包括以下内容：
①编译为标准代码的规则：定义了PLC必须满足IEC 61131标准的哪些要求。在文献中必须包含一个符合标准的声明，或者系统必须生成一个这样的声明。
②软件模型、通信模型和编程模型。
③可编程逻辑控制语言中的通用元件，例如数据类型和变量、功能和功能块、程序和任务。
⑤附加的语法规则和编程实例。标准中有两种图形语言——梯形图和功能块图，还有两种文字语言——指令表和结构文本，可以认为顺序功能图是一种结构块控制程序流程图。
2.1.2　STEP7中的编程语言
STEP7是S7-300/400系列PLC的编程软件。梯形图、语句表（即指令表）和功能块图是标准的STEP7软件包配备的3种基本编程语言，这3种语言可以在STEP7中相互转换，STEP7还有多种编程语言可供用户选用，但是在购买软件时对可选的部分需要附加的费用。
（1）顺序功能图（SFC）　这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。
STEP7中的S7 Graph顺序控制图形编程语言属于可选的软件包。在这种语言中，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，步中包含控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件控制，用Graph表达复杂的顺序控制过程非常清晰，用于编程及故障诊断为有效，使PLC程序的结构加易读，它特别适合于生产制造过程。S7 Graph具有丰富的图形、窗口和缩放功能。系统化的结构和清晰的组织显示使S7 Graph对于顺序过程的控制加有效。
（2）梯形图（LAD）　梯形图是使用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握，特别适合于数字量逻辑控制，有时把梯形图称为电路或程序。
梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成。触点代表逻辑输入条件，例如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果，常用来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。

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