【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2AD 型模擬輸入模塊（以后稱之為 FX2N2AD）用于將 2 點(diǎn)模擬輸入（電壓輸入和電流輸入）轉(zhuǎn) 換成 12位的數(shù)字值，并將這個(gè)值輸入到可編程控制器中。 FX2N2AD 可連接到 FX0N、FX2N 和 FX2NC 系列的可編程控制器。 Fx2N4DA 模塊介紹 功能：接收數(shù)字信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成等價(jià)的模擬信號(hào)，可輸出電流和電壓兩種輸出信號(hào)。 性能指標(biāo)： 4 輸出通道， 12 位分辨率。 信號(hào)范圍： 10～ +10V； 4～ 20mA；或 0～ 20mA。 共有 32 個(gè) 16 位的緩沖存儲(chǔ)器（ BFM），用來(lái)與主單元交換數(shù)據(jù)。 共占用擴(kuò)展總線 8 個(gè)點(diǎn)。 配線 三種模擬輸出信號(hào)及其分辨率： 苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置設(shè)計(jì) — 過(guò)程控制 7 分辨率： 5MV(10V 默認(rèn)范圍： 1/2021) 20μ A(20MA 默認(rèn)范圍 :1/1000) 第三章 硬件組成 8 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 概述： 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電動(dòng)單元組合式儀表中的執(zhí)行單元。它是以單相交流電源為動(dòng)力，接受統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)，輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移，操縱風(fēng)門、擋板等調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可配用各種電動(dòng)操作器完成調(diào)節(jié)系統(tǒng)“手動(dòng) —自動(dòng)”的無(wú)擾動(dòng)切換，及對(duì)被調(diào)對(duì)象的遠(yuǎn)方手動(dòng)操作，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)還設(shè)有電氣限位和機(jī)械限位雙重保護(hù)來(lái)完成自動(dòng)調(diào)節(jié)的任務(wù)。它在電力、冶金、石油化工及鍋爐系統(tǒng)的上水及風(fēng)門擋板的調(diào)節(jié)等部門得到廣泛應(yīng)用。 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括伺服放大器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)又分為電機(jī)、減速器及位置發(fā)送器三大部件 來(lái)自調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)作為伺服放大器的輸入，與閥的位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)比較差值不等于零時(shí)，其差值經(jīng)伺服放大器放大后，控制兩相伺服電機(jī)按相應(yīng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)減速器減速后使輸出軸產(chǎn)生位移；同時(shí)，輸出軸位移又經(jīng)位置發(fā)送器轉(zhuǎn)換成閥的反饋信號(hào)；當(dāng)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相等時(shí)，伺服放大器無(wú)輸出，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就穩(wěn)定在與輸入信號(hào)相應(yīng)的位置上。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出軸位移和輸入信號(hào) 成線性關(guān)系。 伺服 放大器是電 動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 控制單元儀表，可分為墻掛式和架裝式兩種。放大器的前置板包括信號(hào)的隔離、比較、極性的判別、故障診斷等功能。主回路板上有兩路交流開(kāi)關(guān)，電源變壓器及直流穩(wěn)壓電源。前置板安裝在主回路板上。它接受調(diào)節(jié)儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（ 420mA）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)，輸出 220V苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置設(shè)計(jì) — 過(guò)程控制 9 交流電驅(qū)動(dòng) 伺服 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，連續(xù)調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度。實(shí)現(xiàn)各種工藝過(guò)程參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 伺服放大器的調(diào)節(jié)原理類似于一個(gè)純積分作用的調(diào)節(jié)器，只要指令信號(hào)與閥位反饋信號(hào)的偏差超過(guò)調(diào)節(jié)不靈敏區(qū)的范圍，伺服放大器就會(huì)一直發(fā)出開(kāi)指令或 者關(guān)指令。 變頻器 三菱變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。三菱變頻器主要采用交 —直 —交方式，先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。三菱變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。 變頻器的分類 1） 交 —交變頻器 可將工頻交流直接換成頻 率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。 2） 交 —直 —交變頻器 先把工頻交流電通過(guò)整流變成直流電，然后再把直流電變成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱為間接型變頻器。 交 —直 —交變頻器 變頻器的工作原理 1） 用可控整流器調(diào)壓，逆變器變頻 2） 用直流斬波器調(diào)壓，逆變器變頻 3） 用不可控整流器整流， PWM 變壓變頻 PWM 的含意是脈沖寬度調(diào)制，在同一逆變器中既調(diào)壓又變頻，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，調(diào)節(jié)速度快、輸出電壓電流波形較好，并且對(duì)電網(wǎng)功率因數(shù)較高，因而在實(shí)際工程中使用很廣 .總之，變頻器是一種利用電力半導(dǎo)體器 件通斷作用，將工頻交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的交流電的電能控制裝置。 選型方法 由于電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，新的控制理論提出與完善，是交流調(diào)速傳動(dòng)、尤其是采用性能優(yōu)異的三菱變頻調(diào)速傳動(dòng)得到了飛速發(fā)展，因此在實(shí)際工作中采用三菱變頻器 +變頻電機(jī)的情況越來(lái)越多，因此如何正確選擇三菱變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備的正常調(diào)試運(yùn)行至關(guān)重要，選型方法如下： 1） 根據(jù)機(jī)械設(shè)備的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性來(lái)選擇三菱變頻器 在實(shí)踐中常常將機(jī)械設(shè)備根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性不同，分為如下三類： （ 1）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 （ 2）恒功率負(fù)載 （ 3）流體類負(fù)載 2） 根據(jù)負(fù)載特性選取適當(dāng)控制方式的三菱變頻器 三菱變頻器的控制方式主要分為： V/f 控制，包括開(kāi)環(huán)和閉環(huán)；矢量控制，包括無(wú)速度傳感器和帶速度傳感器控制；直接轉(zhuǎn)矩控制；三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下： （ 1） V/f 開(kāi)環(huán)控制 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)容易，可用于通用鼠籠型異步電機(jī)； 第三章 硬件組成 10 缺點(diǎn)：低速力矩難保證，不能采用力矩控制，調(diào)速范圍??； 主要采用場(chǎng)合：一般的風(fēng)機(jī)，泵類節(jié)能調(diào)速或一臺(tái)變頻器帶多臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)場(chǎng)合。 （ 2） V/f 閉環(huán)控制 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速精度比較高，可用于通用性異步電機(jī)； 缺點(diǎn)：低速力矩難保證，不能采用力矩控制，調(diào)速范圍 小，要增加速度傳感器； 主要采用場(chǎng)合：用于保持壓力，溫度，流量， PH 定值等過(guò)程場(chǎng)合。 （ 3）無(wú)速度傳感器的矢量控制 優(yōu)點(diǎn)：不需要速度傳感器，力矩響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度控制范圍較廣； 缺點(diǎn)：需要設(shè)定電機(jī)參數(shù)，須有自動(dòng)測(cè)試功能； 采用場(chǎng)合：一般工業(yè)設(shè)備，大多數(shù)調(diào)速場(chǎng)合。 （ 4）帶有速度傳感器的矢量控制 優(yōu)點(diǎn)：力矩控制性能良好，力矩響應(yīng)好，調(diào)速精度高，速度控制范圍大； 缺點(diǎn)：需要正確設(shè)定電機(jī)參數(shù)，需要自動(dòng)測(cè)試功能，要高精度速度傳感器； 使用場(chǎng)合：要求精確控制力矩和速度的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合。 （ 5）直接轉(zhuǎn)矩控制 優(yōu) 點(diǎn)：不需要速度傳感器，力矩響應(yīng)好，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，速度控制范圍較大； 缺點(diǎn)：需要設(shè)定電機(jī)參數(shù)，須有自動(dòng)測(cè)試功能； 采用場(chǎng)合：要求精確控制力矩的高動(dòng)態(tài)性能應(yīng)用場(chǎng)合，如起重機(jī)、電梯、軋機(jī)等。 根據(jù)使用安裝環(huán)境選用三菱變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu) 三菱變頻器的防護(hù)結(jié)構(gòu)要與其安裝環(huán)境相適應(yīng)，這就要考慮環(huán)境溫度、濕度、粉塵、酸堿度、腐蝕性氣體等因素，這樣與三菱變頻器能否長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全、可靠的運(yùn)行關(guān)系重大。 壓力傳感器 壓力傳感器原理： 壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是 一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓電性質(zhì)一直存在，但溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微?。ㄒ簿驼f(shuō)壓電系數(shù)比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)，但是它只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。 合理進(jìn)行壓力傳感器的誤差補(bǔ)償是其應(yīng)用的關(guān)鍵。壓力傳感器主要有偏移量誤差、靈敏度誤差、線性誤差和滯后誤差，本文將介紹這四種誤差產(chǎn)生的機(jī)理和對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，同時(shí)將介紹為提高測(cè)量精度的壓力標(biāo)定方法以及應(yīng) 用實(shí)例。 壓力傳感器 是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種 傳感器 。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號(hào)?；蛟谝欢芜B續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號(hào)。而我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。 在使用的時(shí)候也要對(duì)以下常識(shí)進(jìn)行了解： 苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置設(shè)計(jì) — 過(guò)程控制 11 1） 檢查安裝孔的尺寸、保持安裝孔的清潔； 2） 正確安裝、選擇恰當(dāng)?shù)奈恢茫? 3） 仔細(xì)清潔、保持干燥； 4） 避免高低溫干擾、高低頻干擾、靜電干擾； 5） 防止壓力過(guò)載； 壓力傳感器在我國(guó)的工業(yè)實(shí)踐中是最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)，因此對(duì)其進(jìn)行一個(gè)全面的了解是非常有必要的。 液位計(jì)選型 因?yàn)樾枰獧z測(cè)原料的加入量，只有通過(guò)測(cè)量液位來(lái)計(jì)算出料量。原料為液態(tài)甲醛和乙醇，并且還具有輕微的腐蝕性 ， 所以液位檢測(cè)采用雷達(dá)式液 JERD702位計(jì) 。 雷達(dá)式液位計(jì)是一種采用微波技術(shù)的液位檢測(cè)儀表，當(dāng)前在石化領(lǐng)域廣泛被采用。 由于微波具有良好的定向輻射性，在傳輸 過(guò)程中受火焰、灰塵、煙霧及強(qiáng)光的影響極小，因此可以用來(lái)連續(xù)測(cè)量腐蝕性液體、高粘度液體和有毒液體的液位。它沒(méi)有可動(dòng)部件、不接觸介質(zhì)、沒(méi)有測(cè)量盲區(qū)，而且測(cè)量精度幾乎不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、相對(duì)介電常數(shù)的影響，在在易燃易爆等惡劣工況下仍能應(yīng)用。 導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間通過(guò)電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式或者桿式探頭傳導(dǎo)，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來(lái)被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化成物位信號(hào)。 JERD702 簡(jiǎn)介 ： 應(yīng) 用：液體、粉料、固體 顆粒 測(cè)量范圍： 2 米 過(guò)程連接：螺紋、法蘭 過(guò)程溫度： 40…250 ℃ 過(guò)程壓力： …20bar 精 度： 177。1mm 頻率范圍： 100MHZ… 防爆 /防護(hù)等級(jí)： Exia II C T6/IP67 信號(hào)輸出： 4…20mA/HART( 兩線 ) PT100 傳感器 Pt100 溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過(guò)程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測(cè)量單元、信號(hào)處理和 轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此信號(hào)轉(zhuǎn)換器作為獨(dú)立產(chǎn)品時(shí)也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。 Pt100 溫度傳感器如果由兩個(gè)用來(lái)測(cè)量溫差的傳感器組成，輸出信號(hào)與溫差之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系。 Pt100 溫度傳感器輸出信號(hào)與溫度變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系（通常為線性函數(shù)），早期生產(chǎn)的 Pt100 溫度傳感器其輸出第三章 硬件組成 12 信號(hào)與溫度傳感器的電阻值（或電壓值）之間呈線性函數(shù)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)主要為 0mA~10mA 和 4mA~20mA（或 1V~5V）的直流電信號(hào)。不 排除具有特殊規(guī)定的其他標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)。溫度變送器按供電接線方式可分為兩線制和四線制。 接線圖 苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置設(shè)計(jì) — 過(guò)程控制 13 第三章 硬件組成 14 苯基苯酚甲醛樹脂成套裝置設(shè)計(jì) — 過(guò)程控制 15 第四章 使用軟件簡(jiǎn)介 16 第四 章 使用軟件簡(jiǎn)介 三菱 PLC 軟件簡(jiǎn)介 GX Developer 定義 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入 /輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，并易于 擴(kuò)充其功能。 結(jié)構(gòu)及其工作原理 中央處理單元（ CPU）是 PLC 控制部件，一般由控制電路，運(yùn)算器，寄存器等組成，通過(guò)地址及數(shù)據(jù)總線與存儲(chǔ)器， I/O 接口電路連接，它主要完成從存儲(chǔ)器中讀取指令并執(zhí)行，然后再取下一條指令，處理中斷等任務(wù) PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。它一直周而復(fù)始地循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)， PLC 也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內(nèi)容。典型的 PLC 在一個(gè)周期中可完成以下 5 個(gè)掃描過(guò)程。 。為保證設(shè)備的可靠性，及時(shí)反應(yīng)所出現(xiàn)的故障，PLC 都具有自監(jiān)視功能。自監(jiān)視功能主要由時(shí)間監(jiān)視器完成。 WDT 是一個(gè)硬件定時(shí)器，每一個(gè)掃描周期開(kāi)始前都被復(fù)位。 WDT 的定時(shí)可由用戶修改，一般在100～ 200ms 之間。其它的執(zhí)行結(jié)果錯(cuò)誤可由程序設(shè)計(jì)者通過(guò)標(biāo)志位進(jìn)行處理。 。一般小型系統(tǒng)沒(méi)有這一掃描過(guò)程，配有網(wǎng)絡(luò)的 PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過(guò)程，這一過(guò)程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。 。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每 一掃描周期內(nèi)部包換掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是可控的，即用戶可以通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)定。用戶程序的長(zhǎng)短，會(huì)影響過(guò)程所用的時(shí)間 . 。機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一時(shí)間。一個(gè)掃描周期內(nèi)都包含這個(gè)掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是否被執(zhí)行是可控的。 CPU在處理用戶程序時(shí)，使用的輸入值不是直接從輸入點(diǎn)讀取的運(yùn)算的結(jié)果也不直接送到實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個(gè)映像寄存器：一個(gè)為輸入映像寄存器，另一個(gè)為輸出映像寄存器。用戶程序中所用的輸入值是輸入映像寄存器的值，運(yùn)算結(jié)果也放在輸出映像寄存器中。在輸入掃 描過(guò)程中， CPU把實(shí)際輸