【正文】 直流接觸器與交流接觸器在結(jié)構(gòu)上基本相同。觸頭系統(tǒng)：它包括主觸頭和輔助觸頭。接觸器可以接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流，但不能切斷短路電流，因此，常與熔斷器、熱繼電器配合使用。是一種適用于頻繁地接通和斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路的電器。由于采用膜片式結(jié)構(gòu)，密封性能好。在本系統(tǒng)中選擇DF 2型二位二通（常閉）電磁閥。(4) 經(jīng)濟(jì)性 有很多電磁閥可以通用，但在能滿(mǎn)足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。(1) 適用性 管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致；流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度；電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應(yīng)注明；工作壓差，,2W,ZQDF,ZCM系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥；流體清潔度不高時(shí)應(yīng)在電磁閥前安裝過(guò)濾器，一般電磁閥對(duì)介質(zhì)要求清潔度要好；注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開(kāi)關(guān)兩位控制；條件允許請(qǐng)安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時(shí)要定制電磁閥的開(kāi)閉時(shí)間調(diào)節(jié)；注意環(huán)境溫度對(duì)電磁閥的影響；電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許177。特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能可動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。(1) 直動(dòng)式電磁閥原理：通電時(shí)，電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門(mén)關(guān)閉。電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線(xiàn)圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞竿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。2.+V 體：不銹鋼 1Cr18Ni9Ti ：丁腈橡膠或氟橡膠 表31 HP31B液位變送器性能指標(biāo)傳感部件美國(guó)Sensors充油硅芯體測(cè)量范圍0....200 m過(guò) 整個(gè)系統(tǒng)的工業(yè)流程如圖31所示。利用PPI通訊協(xié)議進(jìn)行通訊非常簡(jiǎn)單方便，只用NETR和NETW兩條語(yǔ)句即可進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳遞，不需額外再配置模塊或軟件。要與計(jì)算機(jī)相連需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)用的PC/PPI電纜?！笆鼓堋倍耸怯糜诳刂瓢l(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線(xiàn)的切斷與相連。(4) 通信端口通信端口與編輯器、計(jì)算機(jī)或其他的外圍設(shè)備相連，以實(shí)現(xiàn)程序輸入、調(diào)試、監(jiān)視等功能。用戶(hù)程序存放在RAM中，為防止電源掉電后程序的丟失，通常需安裝鋰電池，用于電源掉電時(shí)對(duì)RAM中用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)供電。不同類(lèi)型的PLC，其存儲(chǔ)容量各不相同，但根據(jù)工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下3個(gè)區(qū)域。集成有兩個(gè)DP接口的CPU有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的LED（BUS1F和BUS2F）。⑤ RUN（運(yùn)行方式，綠色）：CPU處于RUN狀態(tài)時(shí)亮；重新啟動(dòng)時(shí)以2Hz的頻率閃亮；HOLD（單步、斷電）。圖24 RUN/STOP 開(kāi)關(guān)(2) 狀態(tài)與故障顯示LED① SF（系統(tǒng)出錯(cuò)/故障顯示，紅色）：CPU硬件故障或軟件錯(cuò)誤時(shí)亮。圖23 CPU模塊面板布置示意圖(1) 方式切換開(kāi)關(guān)PLC的方式切換開(kāi)關(guān)有兩種，一種是RUN/STOP開(kāi)關(guān)，它只有RUN和STOP兩種方式。既能以脈沖寬度可調(diào)（PWM）方式輸出,又能以高速脈沖串（ PTO）方式輸出。CPU模塊還可以進(jìn)行自我診斷，即當(dāng)電源、存儲(chǔ)器、輸入/輸出端子、通信等出現(xiàn)故障時(shí)，它可以給出相應(yīng)的指示或做出相應(yīng)的動(dòng)作。S7300為模擬量模塊保留了專(zhuān)用的地址區(qū)域，字節(jié)地址范圍為IB256767。模擬I/O模塊每個(gè)槽劃分為16 B（等于8個(gè)模擬量通道），每個(gè)模擬量輸入通道或輸出通道的地址總是一個(gè)字地址。除了電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝8個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊。它的主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號(hào)模塊（SM）、功能模塊（FM）等。CPU3152DP、CPU3162DP、CPU3182DP都具有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)擴(kuò)展功能。(4) 口令保護(hù)，多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶(hù)高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。SIMATIC S7系列PLC都采用了模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶(hù)掌握等特點(diǎn)，使得S7系列PLC成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。 主要抗干擾措施(1) 采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾(2) 硬件濾波及軟件抗干擾措施(3) 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，因此在抗干擾設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，對(duì)有些干擾情況還需做具體分析，采取對(duì)癥下藥的方法，才能夠使PLC控制系統(tǒng)正常工作。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾至少要比歐美地區(qū)高4倍以上，對(duì)系統(tǒng)抗干擾性能要求更高，在國(guó)外能正常工作的PLC產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)工業(yè)就不一定能可靠運(yùn)行，這就要在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13926）合理選擇。進(jìn)行具體工程的抗干擾設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要以下兩個(gè)方面。為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾，必須從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始便采取三個(gè)方面抑制措施：抑制干擾源；切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑；提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線(xiàn)電流將更大。(5) 來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。② 信號(hào)線(xiàn)受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線(xiàn)上的外部感應(yīng)干擾，這是很?chē)?yán)重的。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，輻射干擾與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過(guò)設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，分為持續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。(8) 編程工具可以使用編程器或者使用專(zhuān)用的編程軟件。種類(lèi)和數(shù)量越多，PLC的功能就越強(qiáng)大。PLC用戶(hù)手冊(cè)一般給出執(zhí)行指令所用的時(shí)間。程序存儲(chǔ)器容量大小決定了用戶(hù)所能編寫(xiě)程序的最大長(zhǎng)度，一般中小型的PLC的存儲(chǔ)器容量在16KB以下，大型的PLC可達(dá)到2MB左右。盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長(zhǎng)遠(yuǎn)看，使用PLC還是經(jīng)濟(jì)的。PLC還有很多防止及檢測(cè)故障的指令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號(hào)。① 在硬件方面：PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離，其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。⑤ 改用方便：PLC用于某設(shè)備，若這個(gè)設(shè)備不再使用了，其所用的PLC還可給別的設(shè)備使用，只要改編一下程序，就可辦到。這是因?yàn)镻LC都設(shè)有很多故障提示信號(hào)，如PLC支持內(nèi)存保持?jǐn)?shù)據(jù)的電池電壓不足，相應(yīng)的就有電壓低信號(hào)指示。使用PLC的軟件也很多，不僅可用類(lèi)似于繼電電路設(shè)計(jì)的梯形圖語(yǔ)言，有的還可用BASIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言，以至于自然語(yǔ)言。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開(kāi)關(guān)量，以及模擬量的控制。② 安裝方便：PLC硬件安裝簡(jiǎn)單，組裝容易。正因如此，用可編程序控制器才有這個(gè)“可”字。其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。數(shù)據(jù)讀出后，可轉(zhuǎn)儲(chǔ)，可打印，數(shù)據(jù)送入可鍵入，可以讀卡入等等。它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬(wàn)字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。(1) 功能豐富PLC的功能非常豐富。信息不同于物質(zhì)與能量，有自身的規(guī)律。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，編寫(xiě)出滿(mǎn)足這個(gè)要求的程序是完全可能的，而且也是較為容易的?？窟\(yùn)行系統(tǒng)程序，輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器，這個(gè)映射也稱(chēng)輸出刷新。這些位置成1，表示接點(diǎn)通，置成0為接點(diǎn)斷。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過(guò)計(jì)算機(jī)總線(xiàn)，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。輸出電路還要進(jìn)行功率放大，以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。PLC的I/O電路，都是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。還需要指出一點(diǎn)，在PLC中常采用一種被稱(chēng)為“看門(mén)狗”（Watchdog）的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視PLC的實(shí)際工作周期是否超出預(yù)定的時(shí)間，以避免PLC在執(zhí)行程序過(guò)程中進(jìn)入死循環(huán)，或“跑飛”（PLC執(zhí)行非預(yù)定的程序）而造成系統(tǒng)癱瘓。PLC工作的主要特點(diǎn)是輸出信號(hào)集中批處理，執(zhí)行過(guò)程集中批處理，輸出控制也集中批處理。PLC的掃描工作是重復(fù)進(jìn)行的，因此，其輸出和輸入存儲(chǔ)器不斷被刷新（I/O刷新）。(3) 輸出刷新階段在執(zhí)行完所有用戶(hù)程序后PLC將映像寄存器中的內(nèi)容送入到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中，再去驅(qū)動(dòng)用戶(hù)設(shè)備，這就是輸出刷新。但這個(gè)結(jié)果在整個(gè)程序未執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端口上。PLC的工作過(guò)程圖如圖21所示。PLC每重復(fù)一次這4個(gè)階段所用的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)掃描周期（或稱(chēng)循環(huán)周期、工作周期）。另一方面它作為繼電器控制電路的替代物，由于其核心是計(jì)算機(jī)芯片，因而與繼電器控制邏輯的工作過(guò)程也有很大差別。(3) PLC的流派分類(lèi)世界上PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)家約200多家，生產(chǎn)的產(chǎn)品大概有400多種。整體PLC根據(jù)需要也可以進(jìn)行擴(kuò)展。另外，小型、中型和大型PLC的分類(lèi)不是絕對(duì)的，有些小型PLC的功能可以具備部分中型PLC的功能。小型PLC、中型PLC和大型PLC不光體現(xiàn)在輸入輸出端子數(shù)量上，更重要的是功能的差別。這一階段可編程序控制器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)和工業(yè)過(guò)程的各個(gè)角落，已成為企業(yè)提高裝備技術(shù)水平的重要標(biāo)志。(3) 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90年代初期到現(xiàn)在）進(jìn)入90年代，我國(guó)的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：① 政府重視：1991年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會(huì)。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過(guò)程中，我們打開(kāi)了眼界，了解認(rèn)識(shí)了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國(guó)的發(fā)展。這些智能模塊以處理器為基礎(chǔ)，其CPU與PLC的CPU并行工作，占用主機(jī)CPU時(shí)間很少，有利于提高PLC掃描速度和完成特殊的控制任務(wù)。PLC未來(lái)的發(fā)展不僅依賴(lài)于對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，還在于PLC與其他工業(yè)控制設(shè)備和工廠(chǎng)管理技術(shù)的綜合。在功能上PLC已可以代替某些模擬控制裝置和小型機(jī)的DDC系統(tǒng)。在邏輯運(yùn)算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算，閉環(huán)控制，提高了運(yùn)算速度，擴(kuò)大了輸入輸出規(guī)模。 PLC技術(shù)發(fā)展概況以往的順序控制主要由繼電器組成，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序的工作，若要改變控制的順序就必需改變控制器的硬件接線(xiàn)，使用起來(lái)不靈活。80年代后期到90年代中期，隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，超大規(guī)模集成電路、門(mén)陣列以及專(zhuān)用集成電路的迅速發(fā)展，可編程序控制器的CPU已發(fā)展為由16位或32位微處理器構(gòu)成，處理速度得到很大提高，高速計(jì)數(shù)、中斷、PID、運(yùn)動(dòng)控制等功能引入了可編程序控制器?？删幊绦蚩刂破鞴δ艹壿嬤\(yùn)算外，增加了數(shù)值運(yùn)算、計(jì)算機(jī)接口、模擬量控制等，可靠性進(jìn)一步提高，初步形成系列，結(jié)構(gòu)上開(kāi)始有模塊式和整體式的區(qū)分，整機(jī)功能從專(zhuān)用向通用過(guò)渡。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向[1]。本文在此介紹一種采用可編程控制器對(duì)液體攪拌系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，可靠性好，自動(dòng)化程度高。 PLC在液體攪拌系統(tǒng)中的應(yīng)用在化工、機(jī)械等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，液體攪拌是十分重要也是必不可少的重要環(huán)節(jié)，液體攪拌的關(guān)鍵是保證混料過(guò)程中原料的準(zhǔn)確性和比例以及保證原料的充分混合。⑤ 液位變送器：選用HP31B液位變送器，并轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流輸入S7300,用于采集現(xiàn)場(chǎng)液位數(shù)據(jù)。(1) 系統(tǒng)硬件組成及功能：① 可編程控制器：系統(tǒng)下位機(jī)選用西門(mén)子S7300型PLC，作為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，主要用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。(3) 報(bào)警指示：當(dāng)超過(guò)所設(shè)定的液位時(shí)，報(bào)警輸出。系統(tǒng)的控制框圖如圖11所示。設(shè)計(jì)要求在混料罐內(nèi)混合兩種液體，首先確定混料罐內(nèi)無(wú)殘留液體，即讓放料閥打開(kāi)10s，然后注入A液體，當(dāng)A液面上升到L位時(shí)關(guān)斷A液；B 液開(kāi)始注入, B 液面上升到H位時(shí)關(guān)斷B液，進(jìn)液動(dòng)作停止；攪拌電機(jī)M開(kāi)始攪拌，攪拌均勻后(時(shí)間設(shè)定為20 s)停止；出料閥打開(kāi)，兩個(gè)出料泵按照順序進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)出料，當(dāng)出料動(dòng)作結(jié)束后整個(gè)系統(tǒng)停止工作。所以，對(duì)攪拌系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行改進(jìn)，使它可以靈活的根據(jù)液體的不同而進(jìn)行混料的濃度可調(diào)，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保目的。最后，系統(tǒng)使用RS232接口與上位機(jī)相連實(shí)現(xiàn)PLC與計(jì)算機(jī)的通訊。本文主要介紹采用西門(mén)子PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)液體攪拌系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。傳統(tǒng)的控制方式因技術(shù)手段落后、生產(chǎn)效率低等弊端已不能適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的需要。系統(tǒng)通過(guò)液位變送器將采集到的現(xiàn)場(chǎng)液位高度傳送給西門(mén)子PLC，并由PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)邏輯處理后，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，完成系統(tǒng)的自動(dòng)控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平有了更高的要求。兩種原料液體進(jìn)料時(shí)達(dá)到設(shè)定的液面時(shí)停止進(jìn)料，且攪拌器攪拌時(shí)間可根據(jù)濃度的不同而自行設(shè)定。系統(tǒng)通過(guò)液位變送器采集現(xiàn)場(chǎng)液位高度并將其轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號(hào)送PLC，PLC根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況及外部輸入指令控制攪拌系統(tǒng)，并顯示操作指示及發(fā)出報(bào)警。(2) 模擬量信號(hào)采集：通過(guò)液位變送器及A/D轉(zhuǎn)換器完成現(xiàn)場(chǎng)液位的采集過(guò)程。軟件部分由PLC編程軟件組成。④ 中間繼電器：選用JZ1444Z型中間繼電器，主要起中繼作用，與接觸器配合使用。(2) 系統(tǒng)軟件組成：PLC編程軟件：由于系統(tǒng)采用西門(mén)子的PLC，故也是使用西門(mén)子PLC編程軟件STEP7，用于編寫(xiě)PLC 控