【文章內(nèi)容簡介】 基本單元內(nèi)有 CPU、 I/O 接口、與 I/O 擴(kuò)展單元 12 相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或 EPROM 寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元只有 I/O 和電源等，沒有 CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單 元等，使其功能得以擴(kuò)展。 （ 2）模擬式 PLC 模擬式 PLC 是將 PLC 各組成部分，分別做成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如 CPU 模塊、I/O 模塊、電源模塊（有的含在 CPU 模塊中）以及各種功能模塊。模塊式 PLC 由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型 PLC 一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。 (3) 疊裝式 PLC 將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成疊裝式 PLC。疊裝式 PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨(dú)立 的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，而且各模塊可以一層層的疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可以做的體積小巧。 2. 按功能分類 根據(jù) PLC 所具有的功能不同，可將 PLC 分為低檔、中檔、高檔三類。 （ 1）低檔 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自我診斷、監(jiān)控等基本功能，還有少量模擬量 I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。 （ 2）中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量 I/O、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn) 程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。還有一些還可增設(shè)中斷控制、 PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。 （ 3）高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔 PLC 機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)行工廠自動(dòng)化。 13 3. 按 I/O 點(diǎn)數(shù)分類 根據(jù) PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少，可將 PLC 分為小型、中型和大型三類。 （ 1）小型 PLC— I/O 點(diǎn)數(shù)〈 256 點(diǎn)；單 CPU、 8 位或 16 位處理器、 用戶儲(chǔ)存器容量 4K 以下。 如： GEI 型 美國通用電器（ GE） 公司 TI100 美國德州儀器公司 F、 F F2 日本三菱電器公司 C20 C40 日本立石公司（歐姆龍） S7200 德國西門子公司 EX20 EX40 日本東芝公司 SR20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 （ 2）中型 PLC— I/O 點(diǎn)數(shù) 256 ~2046 點(diǎn) 。雙 CPU,用戶儲(chǔ)存器容量 2 ~8K 如 : S7300 德國西門子公司 SR400 中 外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU SU6 德國西門子公司 C500 日本立石公司 GEⅢ GE 公司 (3) 大型 PLC— I/O 點(diǎn)數(shù) 2048 點(diǎn)；多 CPU、 16 位、 32 位處理器，用戶儲(chǔ)存器容量 8 ~16K 如： S7400 德國西門子公司 GEⅣ GE 公司 C2021 日本立石公司 K3 三菱公司等 14 PLC 的比 較 西門子：價(jià)格昂貴，模擬量精確度高，編程復(fù)雜。模擬量簡單，主要用于高精密設(shè)備。 三 菱 ：價(jià)格一般，編程簡單，模擬量復(fù)雜，模擬量精確度比西門子差，主要用于一般設(shè)備。 歐姆龍：價(jià)格一般，編程簡單，模擬量不如西門子和三菱，一般數(shù)字量控制設(shè)備。 三菱對重工業(yè)比較適應(yīng)，環(huán)境適應(yīng)能力比較強(qiáng)，比較臟的地方也能運(yùn)行比較穩(wěn)定；像鑄造，電梯這樣的；歐姆龍?jiān)陔娮有袠I(yè)運(yùn)用的比較多，它的 PLC 功能強(qiáng)大，而且系列比較全，甚至PLC 間通信，子機(jī)控制等都比較好，性能比三菱的略強(qiáng)，但是環(huán)境適應(yīng)能力略差與三菱的。 松 下的產(chǎn)品一貫的中規(guī)中矩的，但是在 PLC 方面感覺沒有歐姆龍專業(yè)， PLC 型號也不是很全，適合于簡單控制。 因此，根據(jù)設(shè)計(jì)需求我選擇了三菱生產(chǎn)的 PLC 系列。 三菱公司是日本生產(chǎn) PLC 的主要廠家之一。該公司生產(chǎn)的 FX2N 系列機(jī)型，屬于高性能疊裝式機(jī)型，是三菱公司上網(wǎng)典型產(chǎn)品， FX2N 系列 PLC 編程元件的編號分為兩部分；第一部分是代表功能的字母。如輸入繼電器用“ X” 表示，輸出繼電器用” Y” 表示。第二部分為數(shù)字，數(shù)字為該類器件的序號。根據(jù)所需的用戶輸入，輸出設(shè)備及 I/O 點(diǎn)數(shù)，選擇 FX2N48RM001型 PLC 就能滿足控制系統(tǒng)的要求。 傳感器的選擇 由于結(jié)合實(shí)際情況我選擇了光電傳感器。主要用到光電壓力傳感器和光電液位傳感器等。 傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。 15 傳感器分類：按照其用途，傳感器可分類為，壓力傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。 不同的傳感器有不同的工作原理，例如，光電傳感器，光電傳感器是采用光電 元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、電學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷? 光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度 、輻射測溫、氣體成分分型面等；也可用于檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電傳感器具有非接觸器、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。 近年來，新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是 CCD 圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁；再如，液面?zhèn)鞲衅鳎o壓液位計(jì) /液位變送器 /液位傳感器 /水位傳感器是一種測量液位的傳感器。 灌裝監(jiān)測傳感器選型為：光電傳感器（熱型紅外線傳感器） 采用 紅外線傳感器來監(jiān)測空瓶子的到來后動(dòng)作，起到接通開關(guān)的作用。它是利用被測物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進(jìn)行測量 。 本次課題我將選擇用光電傳感器和液位傳感器，分別用來檢測瓶子是否到達(dá)和瓶子 16 是否裝滿合格。 電磁閥的選擇 一、 據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格（即 DN）、接口方式 按照現(xiàn)場管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來確定通徑（ DN）尺寸。 接口方式，一般 DN50 要選擇法蘭接口， ≤DN50 則可根據(jù)用戶需要自由選擇。 二、根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組 腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食 用超凈流體：宜選用食品級不銹鋼材質(zhì)電磁閥。 高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的。 流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于 DN25 訂貨時(shí)一定要區(qū)分開來。 流體粘度：通常在 50cSt 以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。 三、根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種 公稱壓力：這個(gè)參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。 工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在 以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用。 四、電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用 AC220V、 DC24 較為方便。 五、根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電 當(dāng)電磁閥需要長時(shí)間開啟，并且持續(xù)的時(shí)間多余關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選用常開型。 要是開啟的時(shí)間短或開和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型。 17 但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測，則不能選常開的，應(yīng)選可長期通電型。 六、根據(jù)環(huán)境要求選擇輔助功能：防爆、止回、手動(dòng)、防水霧、水淋、潛水 爆炸性環(huán)境：必須選用相應(yīng)防爆等級的電磁閥。 當(dāng) 管道介質(zhì)有倒流現(xiàn)象時(shí) ,可選擇帶止回功能的電磁閥。 當(dāng)露天對電磁閥進(jìn)行現(xiàn)場人工操作時(shí)，帶手動(dòng)功能的電磁閥。 露天安裝或粉塵多場合應(yīng)選用防水，防塵品種（防護(hù)等級在 IP45 以上）。用于噴泉或水下管道則必須采用潛水電磁閥（防護(hù)等級在 IP68 以上）。 按鈕開關(guān) 是一種結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用十分廣泛。在電氣自動(dòng)控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器、電磁啟動(dòng)器等。 按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為自鎖式、自復(fù)位式、旋柄式、蘑菇頭式、帶指示燈式、帶燈符號式及鑰匙是等，有單鈕、雙鈕、三鈕及不同組合形式， 一般是采用積木式結(jié)構(gòu)，由按鈕帽，復(fù)位彈簧，橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，有一對常閉觸頭和常開觸頭，有的產(chǎn)品可通過多個(gè)元件的串聯(lián)增加觸頭對數(shù)。還有一種自持式按鈕，按下后即可自動(dòng)保持閉合位置，斷電后才能打開。 報(bào)警燈 適用范圍：廣泛適用于各種特殊場所警示標(biāo)志，也適合市政、施工作業(yè)和監(jiān)護(hù)、救護(hù)、搶險(xiǎn)工作人員做信號聯(lián)絡(luò)和方位指示之用。 光效節(jié)能 光源選用超高亮度固態(tài)免維護(hù) LED 光源，光效高、壽命長、節(jié)能環(huán)保； 18 優(yōu)良的芯電路設(shè)計(jì)，聲音和聲光兩種工作模式任意轉(zhuǎn)換，聲音報(bào)警聲強(qiáng)高達(dá) 115 分貝 以上，穿透能力強(qiáng)。 充電電池 高能無記憶電池組，充放電性能穩(wěn)定、容量高、自放電率低、節(jié)能環(huán)保。 安全可靠 采用先進(jìn)的光學(xué)軟件和優(yōu)化的結(jié)構(gòu)密封設(shè)計(jì)，外殼選用進(jìn)口的工程塑料，經(jīng)受強(qiáng)力的碰撞和沖擊，確保燈具可在惡劣的環(huán)境中長期穩(wěn)定可靠的工作。 使用方便 體積小、重量輕、攜帶方便，可采用臺(tái)面放置、手提、磁力吸附等多種方式。 行程開關(guān) 行程開關(guān)， 位置開關(guān) （又稱 限位開關(guān) ）的 一種，是一種常用的小電流 主令電器 。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其觸頭動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。通常，這類 開關(guān) 被用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、 變速運(yùn)動(dòng) 或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。 在 電氣控制系統(tǒng) 中，位置開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。構(gòu)造：由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼組成。 在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與 按鈕 類似。 行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。 行程開關(guān)可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門等，簡稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān) 19 的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的 改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。 加減計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器是一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能的時(shí)序部件，它不僅可用來計(jì)數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時(shí)、分頻和執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算以及其它特定的邏輯能 計(jì)數(shù)種類很多。根據(jù)計(jì)數(shù)器中各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖引入方式，可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)制的不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。根據(jù)計(jì)數(shù)器的增減趨勢，又可分加發(fā)、減法和可逆計(jì)數(shù)器。還有可預(yù)置數(shù)和可編程功能計(jì)數(shù)器等等。 因?yàn)楸敬嗡浀臄?shù)位筆較高，因此此次采用的是 32 為加 / 減計(jì)數(shù)器。它的設(shè)定值為 2147483648 ~ +2147483647，其中 C200 ~ C219(共 20 點(diǎn) )為通用型， C220 ~ C234(共15 點(diǎn)）為斷電保持型。 32 位加 / 減計(jì)數(shù)器 C220 ~ C234 的加 / 減計(jì)數(shù)方式由特殊輔助繼電器 M8200 ~ M8234 設(shè)定，對應(yīng)的特殊輔助繼電器為 ON 時(shí)，為減計(jì)數(shù)；反之為加計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的設(shè)定值除了可由常數(shù) K 設(shè)定外，還可以通過指定數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器來設(shè)定， 32 位設(shè)定值存放在元件號相連的兩個(gè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中。如果指定的是 D0，則設(shè)定值存放在 D1 和 D0 中。 機(jī)械手 機(jī) 械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起