AC技术基础知识篇课件

路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索24 四月 2024AC技术基础知识篇技术基础知识篇路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n工业设备使用的电气产品控制系统事业部致力于工厂自动化产品的企画、开发和销售。首先我们看一下自动化设备的电气部件都有什么类型。开关、按钮指示灯传感器电磁阀、继电器气缸电机测量仪器触摸屏控制器电源内部资料内部资料KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n工业设备使用的电气产品开关、按钮：常用的控制电器元件，常用来接通或断开电路指示灯：通过开关信号控制亮或者灭，常用来显示设备当前状态传感器：用来检测物品的有无或者到位，根据检测状态可以输出ON/OFF信号，相当于开关的作用。Keyence的FS系列光纤传感器通过模拟量或者通讯的方式，还可以输出光量值等信号。电磁阀、继电器：通过对内部的线圈施加电压，利用线圈通电时产生磁场的原理控制阀门或者金属触点的闭合与断开，从而达到控制开闭的作用内部资料内部资料KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n工业设备使用的电气产品气缸：通过对缸体进行充气或者排气，推动活塞运动。通常与电磁阀、传感器配合使用电机：主要动作方式为旋转方式，通过与皮带、螺杆等机构配合，可把旋转运动转换为直线运动。电机的种类常见的为普通电机、步进电机、伺服电机，其中伺服电机和步进电机可通过接收的脉冲数量指定移动的距离，从而实现定位控制。控制器：自动化设备的大脑，根据程序逻辑，控制设备的动作。自动化设备的控制器常见的有PLC、工业电脑、机器控制器等。内部资料内部资料触摸屏：也叫人机界面，用于显示设备状态、数据，也可以向控制器发出指令。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n控制事业部的主要产品内部资料内部资料可编程逻辑控制器PLC小型多功能一体化的KV NANO系列。KEYENCE内部代号KVN引领高速、大容量概念的无限规模KV-5000/3000系列KEYENCE内部代号KVB2015年最新推出，拥有顶尖速度和自由存储的新标准KV-7000系列。KEYENCE内部代号KVBKeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n控制事业部的主要产品内部资料内部资料人机界面HMI多功能触摸屏VT3系列比VT3具有更高表现力的VT5-W系列和VT5-X系列可基于Excel或者VB等语言环境使用的KV COM+KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n控制事业部的主要产品内部资料内部资料步进电机和伺服马达快速启动步进电机：QS系列脉冲输入和Mechatrolink-II通讯型伺服电机SV系列2016年推出：Mechatrolink-III通讯型伺服电机SV2系列KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n主要竞争对手的品牌和系列-PLC内部资料内部资料三菱：小型：FX系列中大型：L系列、Q系列欧姆龙：小型：CP系列中大型：CJ1、CJ2系列机器控制器：NJ、NX系列KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n主要竞争对手的品牌和系列-PLC内部资料内部资料松下：小型：FP-X、FP-XH系列中大型：FP2系列、FP2SH系列西门子：小型：S7-1200、S7-200系列中大型：S7-300系列、S7-400系列KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n主要竞争对手的品牌和系列-触摸屏内部资料内部资料Proface：GP-4000系列、GP-3000系列、ST-3000系列三菱：GT16系列、GT15系列、GT10系列松下：GV系列、GT12系列、GT05系列欧姆龙：NS系列、NT系列、NV系列、NB系列KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制事业部介绍n主要竞争对手的品牌和系列-马达内部资料内部资料安川：V系列、7系列、M系列三菱：MR-J4系列、MR-J3系列松下：MINAS A5系列、MINAS A4系列KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与电气相关的知识内部资料内部资料电压：类似让电子流动的压力，如果把电流比作水流，电压就相当于水的落差。单位是伏特“V”电气控制的常见电压等级：交流：220V、110V直流：12V、5V电流：电子在导体中流动的现象，其强度单位是安培“A”电阻：表示阻挡电流流动程度的量，其单位是欧姆“”KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与电气相关的知识内部资料内部资料l直流(DC):电流的流动方向不变，与时间无关l交流(AC):电流的流动方向和大小呈周期性变化。传感器的电源基本上都是直流电平常使用的干电池也是直流电电流的流动方向1秒内若变化50次，即为50Hz的交流电中国国内的交流电为220V 50HzKeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与电气相关的知识内部资料内部资料l欧姆定律：电流(I)=电压(V)电阻(R)l功率消耗：功率(W)=电流(A)电压(V)一般来说，电气产品的规格中都有标明消耗电流，由于输出端和输入端使用的电压一致，所以如果消耗电流小于额定负载电流，即代表负载能力足够。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n逻辑电路内部资料内部资料l常开接点/常闭接点电气控制中，要使电路接通或者断开，需要有“开关”。开关也可以称为接点、触点1.A接点(常开接点/NO)，在常态（不通电）的情况下处于断开状态的接点叫“常开接点”。有信号时可使电路闭合。2.B接点(常闭接点/NC)，在常态（不通电）的情况下处于闭合状态的接点叫“常闭接点”。有信号时可使电路断开。为了在发生断线等物理故障时也能给出提示信号，通常安全相关的信号都为常闭开关。例如：安全光栅、急停开关、伺服报警信号等。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n逻辑电路内部资料内部资料l串联和并联逻辑电路串联（逻辑“与（AND）”电路）只有所有开关都ON时，回路才闭合通电的一种连接方法。例如：只有机器的起动条件（机构处于初始位置、供气气压、安全光栅、急停开关）都满足，并且双手按机器的启动按钮。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n逻辑电路内部资料内部资料l串联和并联逻辑电路并联（逻辑“或（OR）”电路）只要所有开关中任何一个为ON，回路即闭合通电的一种连接方法。例如：5台机器中有一台发生故障，就会点亮信号灯报警例如：发生气压不足或者急停开关被按下或者伺服出现报警时把机器停止KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l位和字电气信号只有ON和OFF两种状态。在控制器中，ON用1表示，OFF用0表示。位和字位(bit):电气信号中的最小单位，只有两种状态，即ON和OFF字节(byte):容量的常用表示方法（如SD卡的容量为xx KB，即xx千字节），通讯中也可用于表示字符数。1个字节由8个位组成，用8各位的组合表示信息数值。字(Word):1个字由16个位组成。用16个位（0和1）的组合来表示数值KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示二进制(BIN)表示二进制用0和1的组合来表示，首先了解一下二进制(BIN)的概念二进制(BIN)即逢2进1，即每个数字位只能表示0到1，看一下二进制与常用的十进制对应关系十进制012345678910二进制011 10111 1001011101111 100010011010进位例如：用二进制表示的数值“11001”12 24 4+12 23 3+02 22 2+02 21 1+12 20 0=11616+18 8+04 4+02 2+11 1=16+8+1=25转换为十进制时，即为十进制的25KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示二进制(BIN)表示由于一个字数据由16个1或0组成，所以：最小数字为0000 0000 0000 0000(16个位皆为0)最大数字为1111 1111 1111 1111(16个位皆为1)最小数字对应的是十进制的0最大数字对应的是十进制的65535KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示十六进制(HEX)表示十进制用0-9的数值表示，二进制用0和1表示。接下来，将介绍十六进制表示方法。十六进制中逢16进1，但是0-15要用一位“数”来表示，具体为：10A、11B、12C、13D、14E、15F。十进制十六进制二进制10A101011B101112C110013D110114E111015F111116100001 000017110001 0001比较左侧的表示方式，即可知道二进制能简单地用十六进制来表示。4个为一组的二进制数字，正好与十六进制的0-F相对应。也就是说，二进制数值按4位一组来分，再将各组数值用十六进制来表示的话，立即就能转换为十六进制。注：请勿将十六进制和十六位混淆KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示十六进制(HEX)表示例1:0011 1111 0110 1101（十进制16237）842184218421842100111111011011013F6D例2:1111 1111 1111 1111（十进制65535）84218421842184211111111111111111FFFF为了区分十六进制和十进制，例如十六进制的1111和十进制的1111或者二进制的1111，通常在数值后加上不同的字母。如：十六进制：1111（H）十进制：1111（D）二进制：1111（B）KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示十进制、二进制、十六进制简单地转换方法例如：想把十进制的#5372转换为二进制或者十六进制打开Windows附件的计算器，从“查看”中选择“程序员”KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示十进制、二进制、十六进制简单地转换方法输入十进制5372后，点选“十六进制”即可得到转换的结果“14FC”KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示BCD(二进制编码的十进制)将16位4等分成4个快，分割后的每一块能表示的数值为0-15（参照下图）。十进制中全部位数（个位、十位、百位）只能是0-9的数字，所以表示0-15时也只能用0-9。在这样的规则下，所表示的数值被称为BCD表示。84218421842184210011100001101001 千 百 十 个变为3869用个位（4位）能表示的数是0-9，到10时则要进位到上4位。因此，表示个位的4个位的组合不存在1110(B）=14(D)这样的数据。BCD用于被称为BCD显示器（7段显示器）的时候，需要用4Bit来表示0-9。并且也可用于有数字开关进行输入。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数值表示BCD(二进制编码的十进制)将16位4等分成4个快，分割后的每一块能表示的数值为0-15（参照下图）。十进制中全部位数（个位、十位、百位）只能是0-9的数字，所以表示0-15时也只能用0-9。在这样的规则下，所表示的数值被称为BCD表示。84218421842184210011100001101001 千 百 十 个变为3869用个位（4位）能表示的数是0-9，到10时则要进位到上4位。因此，表示个位的4个位的组合不存在1110(B）=14(D)这样的数据。BCD用于被称为BCD显示器（7段显示器）的时候，需要用4Bit来表示0-9。并且也可用于有数字开关进行输入。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数据类型由上面的内容可以看出来，同样的16位二进制排列，按照不同的类型编码时，可以表示的数值已经可以表示的数值范围不一样。用16位的二进制（BIN）来表示一个无符号的十进制整数时，最小数值是0，最大是65535，如果超出65535的十进制整数，需要更多的位才能表示。如果需要表示的是一个有符号的十进制整数，由于需要使用最高位来表示符号的正负，因此可以表示的状态数量仍然为65536种，所以可以表示的范围是-3276832767。PLC中一般使用二进制(BIN)表示十进制整数，下面是常用的数据类型及表示范围数据的种类范围占用字数16位十进制数0655351有符号16位十进制-32768+32767132位十进制数042949672952有符号32位十进制-2147483648+21474836472KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数据类型上述四种数据类型只能表示十进制的整数，为了能够表示1.25或者-2.5或者圆周率等带有小数点的实数，需要使用单精度浮点数或者双精度浮点数的数据类型数据的种类范围占用字数名称后缀16位十进制数0655351Unsigned.U有符号16位十进制-32768+327671Signed.S32位十进制数042949672952Double.D有符号32位十进制-2147483648+21474836472Long.L单精度浮点数-3.4E+38=N=-1.4E-45N=0+1.4E-45=N=+3.4E+38(有效位数约7位)2Float.F双精度浮点数-1.79E+308=N=-2.23E-308N=0+2.23E-308=N=+1.79E+308(有效位数约16位)4Double Float.DF在基恩士的PLC中可以在指令后添加后缀，以指定该指令按照哪一种数据类型进行处理KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索控制基础知识n与信息相关的知识内部资料内部资料l数据类型回顾一下目前学习的数据类型二进制(BIN)十六进制(HEX)二进制编码的十进制(BCD)浮点型实数请注意：这三种数据类型表示数值的编码方式不一样，即表示同样的数值时，对应0和1排列不一样例如，同样表示十进制的数值10二进制/十六进制0000 0000 0000 1010BCD0000 0000 0001 0000单精度浮点数0100 0001 0010 0000 0000 0000 0000 0000KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识n什么是PLC？内部资料内部资料P L CLogic ProgrammableControllerPLC 是 Programmable Logic Controller 的缩写，译为可编程逻辑控制器。KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识n什么是PLC？内部资料内部资料控制部PLC输入回路微型处理器存储器输出回路按钮、开关传感器电流、电压温度视觉系统测量仪器HMI触摸屏操作指示灯蜂鸣器电磁阀继电器气缸马达HMI触摸屏显示PLC简单来说就是采集各种外部信号输入，在内部经过逻辑处理后，输出控制各种外部器件KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识n梯形图程序内部资料内部资料为了使用 PLC 完成控制，需要相应程序。这种程序便称之为梯形图（Ladder）程序。梯形图程序实际上是将电路配线图简化后的程序电路配线图顺控程序图梯形图程序梯形图程序中的指令执行总是按照从左到右，从上到下的顺序执行KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识n程序扫描和扫描时间内部资料内部资料在PLC中编制的梯形图程序实际上按如下状态反复执行。从输入处理到输出处理的执行流程称为“扫描”。梯形图程序是将这样的扫描反复多次执行。输入处理执行程序输出处理执行程序前把全部输入端子的ON/OFF状态读取到软元件中根据软元件的状态执行梯形图程序根据程序执行的结果把软元件的状态输出扫描KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识n程序扫描和扫描时间内部资料内部资料执行从输入处理到输出处理的一连串动作所需的时间成为“扫描时间”扫描时间END处理从上一个扫描周期的输出处理结束后紧接着执行下一个扫描周期的输入处理，因此也可以认为一个扫描周期结束的时候进行输出处理和输入处理。习惯上，把输出处理和输入处理的过程称作“END处理”输入端子的ON/OFF状态仅能在END处理时刷新到对应的软元件中，软元件的状态改变后仅能在END处理刷新输出端子的状态。此刷新机制称为“自动刷新”KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识nPLC中的寄存器-软元件内部资料内部资料梯形图中的指令指定了程序执行的操作，软元件则指定了操作的对象KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索PLC基础知识nPLC中的寄存器-软元件内部资料内部资料问题：从问题：从MR00000MR00000开始第开始第2525个内个内部辅助继电器的编号是多少呢？部辅助继电器的编号是多少呢？答案：继电器地址偏移答案：继电器地址偏移2525，相当，相当于偏移了于偏移了1 1个通道加个通道加9 9个位，因此个位，因此是是MR00108MR00108问题：从问题：从DM10000DM10000开始第开始第3030个数个数据存储器的编号是多少呢？据存储器的编号是多少呢？答案：字软元件的编号采用十进答案：字软元件的编号采用十进制连号方式，地址偏移制连号方式，地址偏移3030，地址，地址为为DM10029DM10029KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索内部资料内部资料n课题请根据梯形图扫描以及自动刷新的机制考虑从传感器ON，到PLC输出端子实际有输出的时间传感器信号ONR500有信号输出软元件R000为OFFR500为OFF软元件R000为ONR500为OFF软元件R000为ONR500为ON从输入到输出的延时：1-2个扫描周期KeyenceCorporationControl System Div.CorporationControl System Div.