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可程式控制器 (PLC)

電機控制技術. 可程式控制器 (PLC). 光啟高中 電機學程 文定宇 老師. 什麼是 PLC. 可編程式控制單元（ Programmable Logic Controller ）簡稱 PLC 。 1978 年美國電機製造協會給予可程式控制器下述之定義： 可程式控制器是一種以數位動作之電子裝置，它使用可程式記憶體以儲存指令，執行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，並透過數位或類比輸入輸出模組，控制各式各樣的機械或工作程序。. PLC 的特點. 通用性強，使用方便 功能強，適應面廣 可靠性高，抗干擾能力強 撰寫方法簡單，容易掌握

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可程式控制器 (PLC)

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  1. 電機控制技術 可程式控制器(PLC) 光啟高中 電機學程 文定宇 老師

  2. 什麼是PLC • 可編程式控制單元（Programmable Logic Controller）簡稱PLC。1978年美國電機製造協會給予可程式控制器下述之定義： 可程式控制器是一種以數位動作之電子裝置，它使用可程式記憶體以儲存指令，執行諸如邏輯、順序、計時、計數與演算等功能，並透過數位或類比輸入輸出模組，控制各式各樣的機械或工作程序。

  3. PLC的特點 • 通用性強，使用方便 • 功能強，適應面廣 • 可靠性高，抗干擾能力強 • 撰寫方法簡單，容易掌握 • PLC控制系統的設計、安裝、調試和維修工作量少，極為方便。控制程式變化方便，具有很好的柔性。 • 體積小、重量輕、功耗低

  4. PLC的應用 • 開關量邏輯控制 • 運動控制 • 閉迴路控制 • 數據處理 • 通訊網路

  5. PLC的組成 • PLC由五部分組成 ︰ • CPU(中央處理單元） • 記憶體 • I/O模組(輸入/輸出模組) • 程式書寫器 • 電源供應器

  6. 程式書寫器 輸入元件 輸 出 模 組 輸 入 模 組 CPU MEMORY 輸出元件 按鈕開關 近接開關 極限開關 指示燈 電磁閥 警報器 周邊裝置 電源供應器 PLC基本結構

  7. PLC的運作 否 是 是 否

  8. 輸入部分 邏輯部分 輸出部分 電氣的基礎知識 • 任何一種繼電器控制系統均由三部分組成：

  9. 電氣的基礎知識 • 輸入部分：由各類按鈕開關、行程開關、接近開關、轉換開關等主令電器構成。 主令電器:自動控制系統中用於發送控制指令的電器。 • 邏輯部分：由各種繼電器及其觸點組成的實現一定邏輯功能的控制線路。 繼電器:一種根據某種輸入信號,接通或斷開控制電路，實現自動控制和保護電力拖動裝置的自動電器。 • 輸出部分：由各種電磁閥線圈，接通電動機的各種接觸器和信號指示燈等執行元件構成。

  10. 電源開關 • 一、刀開關:結構最簡單，應用最廣泛的手控電器。用於低壓電路不頻繁動作。 • 二、轉換開關（組合開關）:手控電器。在機床電氣設備中，主要作為電源引入開關；或直接用於控制非頻繁起動和停止的小容量非同步電動機。 • 三、自動開關（自動斷路器）:低壓電路中常用的具有保護環節的斷合電器。 當電路發生嚴重超載、短路以及失壓等故障時，能自動切斷故障電路，保護串接其後的電氣設備；正常情況下，也可用於不頻繁地接通和斷開電路及控制電動機。

  11. 無熔絲斷路器 • 無熔絲斷路器(No-Fuse Breaker，簡稱NFB或MCB) • 斷路器的工作原理及使用（屬保護電器） • 斷路器是最簡單有效的保護電器，主要用作短路保護和嚴重超載。 • 結構及工作原理 • 1. 結構： 熔體（額定電流等級較多）——保險絲——既是感測元件，又是執行元件 熔管（或熔座）（額定電流等級較少）——安裝熔體，熄滅電弧 • 2. 工作原理：熔體與被保護的電路串聯。正常時，熔體允許通過一定的電流；當電路發生短路或嚴重超載時，熔體中流過很大的故障電流，當電流產生的熱量達到熔體的熔點時，熔體熔斷，切斷電路，從而達到保護目的。

  12. 電磁接觸器(MC) 1.動作原理：當電流流過電磁線圈時，產生磁場，固定鐵心變成電磁鐵，產生電磁力，吸引在上方之可動鐵心，因此可動鐵心下移並帶動固定其上的可動接點（主接點及輔助接點），產生電路之開啟閉合作用。

  13. 電磁接觸器(MC) • MC一般使用規格如下： (1)額定容量：指主接點所能容許的最大電流，一般以1HP=3A計算91HP=746W)。 (2)額定電壓：MC線圈所加電壓的額定值，如AC220V，DC24V…等。 (3)額定電流：指電磁線圈加上額定電壓，使其動作的電流值。 (4)接點數：a、b接點的數目，包括主要接點及輔助接點。

  14. 電磁接觸器(MC) 2.接點：電磁接觸點之接點有兩種，即主接點與輔助接點。 (1)主接點：即使大電流流過時，也仍舊能夠安全承受大電流之接點，在中央部位的三個接點為主接點。 (2)輔助接點：為小電流容量之接點，位於主接點之兩邊，僅作為控制線路之接點用，因其額定開斷流較主接點為小，故不可當作主接點來使用。通常以小寫字母來表示。主接點與輔助接點同時開閉。

  15. 過載繼電器(OL) • 過載繼電器(over-load relay，簡稱OL)或稱熱動繼電器(thermal relay，Th-Ry)或積熱繼電器、或稱過電流繼電器over-current relay)，當然繼電器也可改稱電驛。 • 動作原理: 內部有雙金屬片，包裹在與負載電路串接的加熱線內，金屬片被流過的電流加熱，倘若有過電流，熱量夠大而足夠使雙金屬片彎曲時，它將驅動接點動作，用來切斷負載電流，產生保護的效果。

  16. 三相感應馬達控制電路

  17. 繼電器

  18. 繼電器種類 • 繼電器種類很多： • 按輸入信號的性質分： 電壓繼電器 電流繼電器 時間繼電器 溫度繼電器 速度繼電器 壓力繼電器 • 按工作原理分： 電磁式繼電器 感應式繼電器 電動式繼電器 電子式繼電器 熱繼電器 • 按輸出形式分： 有觸點和無觸點 • 按用途分： 控制用和保護用繼電器

  19. 計時器 計時器全名為時間延遲繼電器（time delay relay），簡稱計時器(timer)，是一種定時裝置，能使控制電路於所設定的時間動作，是工業自動控制上不可或缺的元件。

  20. 計數器 計數器(counter)用來計算動作或斷續事件次數的裝置，在電控迴路中，是將動作或斷續事件，利用極限開關等裝置，轉換成電氣之通斷或電壓之方波信號，再送入計數器中。常用的有電磁式、電子式等。

  21. 固態繼電器 • 固態繼電器(solid state relay，SSR）是利用一顆LED與一顆光電晶體作成之光耦合器，觸發矽控整流體(SCR)或雙向矽控整流器（TRIAC），因此可以接受低壓(DC或AC)信號輸入，而驅動高壓之輸出，具隔離輸出入及控制高功率輸出之效果。

  22. 固態繼電器 • 採用固體半導體元件組裝而成——無觸點開關（接通和斷開無機械接觸部件） • 優點：開關速度快、工作頻率高、使用壽命長、 雜訊低和工作可靠 • 使用場合：取代常規電磁式繼電器，廣泛用於數位程式控制裝置

  23. 固態繼電器

  24. 基本順序控制迴路 • 自保迴路

  25. 基本順序控制迴路 • 互鎖迴路

  26. 基本順序控制迴路

  27. 基本順序控制迴路 • 計時迴路

  28. PLC主機介紹 • FX系列

  29. 程式語言及階梯圖 • PLC工作過程及硬體功能的實現，則要靠軟體的支援。首先，PLC的軟體提供了各種邏輯模組（軟體），經程式撰寫來完成邏輯控制功能。 • PLC設計電路步驟 • 列出所有輸入且編號 • 列出所有輸出且編號 • 依控制的動作要求或舊有的電路，建立階梯圖 • 依階梯圖轉換為程式

  30. 程式語言 • PLC常用的程式語言主要有三種：功能圖、語句表、階梯圖。 • 1. 功能圖（FBD）：一種較新的編程方法，是各種PLC編程語言規範化的方向（Function Chart Programming） • 2. 語句表（STL）：類似於組合語言，由語句系列構成 • 3. 梯形圖（LAD）：類似於繼電—接觸器控制線路（Ladder Programming） • 階梯圖程式目前依然是應用最廣泛的撰寫語言，因為它與繼電—接觸器控制線路非常相像，容易學習，使用方便。

  31. 程式範例

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