【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有信息保持不變?？捎商厥夥绞讲脸?，主要存儲(chǔ)需要永久保持的系統(tǒng)或用戶程序。 （ 3） 電可擦出只讀存儲(chǔ)器（ EEROM） :使用編程器能容易的進(jìn)行修改的存儲(chǔ) 單元。同樣，作為只讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)斷電情況下保持不變。 通常也可 根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的需要， 使用專用內(nèi)存卡片方式擴(kuò)充 (但擴(kuò)充能力得依各廠牌與型號(hào)有所不同 )。 輸入 /輸出單元 PLC 的對(duì)外功能，主要是通過各種 I/O 接口 模塊 與外界聯(lián)系的，按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定 模塊 規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊 可多可少，但其最大數(shù)受 CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架 中 槽數(shù) 的 限制。 I/O 模塊 集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 7 輸入單元是用來連結(jié)擷取輸入元件的信號(hào)動(dòng)作并 透過內(nèi)部總線將資料送進(jìn)內(nèi)存由 CPU 處理驅(qū)動(dòng) 程序 指令部分。一切的開關(guān)量都來自于此。 PLC 輸入 模塊 ： PLC 系統(tǒng)的架構(gòu)和輸入 模塊 產(chǎn)品的選擇應(yīng)視被監(jiān)測(cè)的輸入訊號(hào)位準(zhǔn)而定。換句話來說，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的確定，確定了輸入訊號(hào)的數(shù)量，也就確定了 PLC 輸入點(diǎn)數(shù)的數(shù)量。 而輸入單元接口電路的“全能性”，使其能接受多種類型工業(yè)流程中所使用的傳感器與流程控制的變量訊號(hào)，可以涵蓋從177。 10mV 至177。 10V 的輸入訊號(hào)范圍。 輸出單元是用來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的接口，主要原理是由 CPU 處理已經(jīng)寫入 PLC 里的用戶程序指令，判斷驅(qū)動(dòng)輸出單元再進(jìn)而控制外部負(fù)載 （如指示燈、電磁閥、繼電器、氣 (油 )壓閥等）。 由于 PLC 輸出 模塊 用于在工業(yè)環(huán)境中用來控制制動(dòng)器、氣閥及馬達(dá)等，所以 PLC系統(tǒng)類比輸出范圍包括177。 5V、177。 10V、 0V到 5V、 0V 到 10V、 4 到 20mA、或 0 到 20mA等，詳細(xì)輸出類型由 PLC 型號(hào)決定。 在特殊項(xiàng)目中，特別是需要注意項(xiàng)目中是應(yīng)該選擇晶體管輸出還是繼電器輸出。晶體管輸入和輸出沒有電隔離 .而繼電器是電隔離的 .在體積有限制的時(shí)候 .響應(yīng)時(shí)間要很短的時(shí)候 .都往往采用晶體管控制 .而在電壓比較高 .電流比較大 .要注意人身安全時(shí) .往往用繼電器 。 電源 模塊 顧名思義， PLC 系統(tǒng)的主要能源都來自于此， PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用 。有些 PLC 中的電源是與 CPU 模塊 合二為一的，有些則是分開的，其主要用途是為 PLC 各 模塊 的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流 220VAC 或 110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為 24V。不過，作為一種設(shè)備可靠性的優(yōu)先級(jí)很高的控制設(shè)備， PLC 中的電源都有著多種保護(hù)措施。 如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對(duì)電源的 設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 編程器 編程器 是 PLC 最重要的外圍設(shè)備，也是 PLC 不可缺少的一部分。它不僅可以寫入用戶程序，還可以對(duì)用戶程序進(jìn)行見檢查、修改和調(diào)試，以及在線監(jiān)視 PLC 的工作狀 8 態(tài)，它通過接口與 CPU 聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話的功能。 編程器 一般分為簡(jiǎn)易 編程器 和圖形 編程器 兩種。 （ 1）簡(jiǎn)易 編程器 功能較少，一班只能用編程語句形式進(jìn)行編程，通常需要聯(lián)機(jī)才能工作。簡(jiǎn)易編程器使用時(shí)直接與 PLC 的專用插座相連接，由 PLC 提供電源。它體積小，重量輕，便于攜帶，適合小型的 PLC 使用。 （ 2） 圖形編程器 既可以用指令語句驚醒編程，又可以用梯形圖編程；既可聯(lián)機(jī)編程又可脫機(jī)編程，操作方便，功能強(qiáng)，一般有液晶顯示的便攜式和陰極射線式兩種。新型的圖形 編程器 還可以與打印機(jī)、繪圖儀等設(shè)備連接，價(jià)格較高。 但是在實(shí)驗(yàn)室中，我們還可以用微型計(jì)算機(jī)配以相應(yīng)的配套軟件和借口，就可以利用包括梯形圖在內(nèi)的各種編程語言進(jìn)行編程。 工作原理及特性 雖然 PLC 所使用的 梯形圖程序 中往往使用到許多繼電器、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器等名稱，但 PLC 內(nèi)部并非實(shí)體上具有 這些硬件，而是以內(nèi)存與 程序 編程方式做邏輯控制編輯，并借 由輸出元件連接外部機(jī)械裝置做實(shí)體控制。因此能大大減少控制器所需的 硬件空間。實(shí)際上 PLC 執(zhí)行 梯形圖程序 的運(yùn)作方式是逐行的先將 梯形圖程序 碼以掃描方式讀入 CPU 中并最后執(zhí)行控制運(yùn)作。在整個(gè)的掃描過程包括三 個(gè)階段 ，“輸入狀態(tài)檢查”、“ 程序 執(zhí)行”、“輸出狀態(tài) 刷新 ”說明如下： 第一階段 “輸入狀態(tài)檢查”： PLC 首先檢查輸入端元件所連接的各點(diǎn)開關(guān)或傳感器狀態(tài)（ 1 或 0 代表開或關(guān)，模擬原始繼電器開關(guān)量），并將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中對(duì)應(yīng) 的 位置 Xn 暫存。 第二階段 “ 執(zhí)行程序 ”： 將 梯形圖程序 逐行取入 CPU 中運(yùn)算，若 程序 執(zhí)行中需要輸入接點(diǎn)狀態(tài)， CPU 直接自內(nèi)存中查詢?nèi)〕?。輸出線圈 的 運(yùn)算結(jié)果則存入內(nèi)存中對(duì)應(yīng) 的 位置，也就是輸出鎖存端，暫不反應(yīng)至輸出端 Yn。 第三階段 “輸出狀態(tài) 刷新 ”： 將步驟二中 的 輸出狀態(tài)更新至 PLC 輸出端結(jié)點(diǎn)，并且重回第一步再次開始。 這三個(gè)步驟稱為 PLC 的 掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為 PLC 的反應(yīng)時(shí)間，用戶程序每一步的掃描需要一定的時(shí)間，程序越長(zhǎng)， PLC 的反應(yīng)時(shí)間也越長(zhǎng)。 PLC 輸入訊號(hào)保持的時(shí)間若小于這個(gè)反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。每次 程序 執(zhí)行后與下一 次 9 程序 執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會(huì)被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端“程序循環(huán)掃描”。 輸 入 端 子輸 入 映 像 寄 存 器執(zhí) 行 程 序輸 出 映 像 寄 存 器輸 出 鎖 存輸 出 端 子輸 入 狀 態(tài) 檢 查執(zhí) 行 程 序輸 出 狀 態(tài) 刷 新寄 存 器 輸 入 狀 態(tài)鎖 存 輸 出 狀 態(tài)以 驅(qū) 動(dòng) 負(fù) 載程 序 執(zhí) 行 結(jié) 果讀寫讀用 戶 輸 出 設(shè) 備用 戶 輸 入 設(shè) 備 圖 PLC 工作原理 三菱 F2NX系列介紹及所選型號(hào) FX2N 系列，是 FX 系列中最 先進(jìn)的超級(jí)微型 PLC，出了具有輸入輸出 24~256 點(diǎn)的一半用途外，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制功能。 （ 1） 集成性 amp。高性能 CPU、電源、輸入輸出三位一體，對(duì)六種基本單元，可以以最小 8點(diǎn)為單位連續(xù)輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出 256 點(diǎn)。 10 （ 2） 高 速運(yùn)算 此系列的 PLC 基本指令時(shí)間： m/指令，應(yīng)用指令： ~100μ m/指令。 （ 3） 安心、寬裕的存儲(chǔ)器規(guī)格 內(nèi)置 8000 布 RAM 存儲(chǔ)器，安裝存儲(chǔ)盒擴(kuò)展后，最大能擴(kuò)展到 24000 步，給用戶程序充分的發(fā)揮空間。 （ 4） 豐富的軟元件范圍 輔助繼電器 3072 點(diǎn)，定時(shí)器 256 點(diǎn)，計(jì)數(shù)器 235 點(diǎn)；數(shù)據(jù)寄存器 8000 點(diǎn)。 （ 5） 指令 基本指令 27 個(gè) ，步進(jìn)梯形圖指令 2個(gè)，應(yīng)用指令 132 種 （ 6） 高速處理 有輸入輸出刷新指令、輸入濾波器調(diào)整指令、輸入中斷功能、定時(shí)器中斷功能、計(jì)數(shù)器中斷功能、脈沖捕捉功能。 （ 6） 功能擴(kuò)展 最多可連接 8塊 脈沖輸出模塊和定位模塊充分使用模擬量和高速 計(jì)數(shù)器等擴(kuò)展設(shè)備，使用功能擴(kuò)展板進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等功能 。 由于實(shí)驗(yàn)室中 現(xiàn)有三菱 FX2N 系列 PLC 多臺(tái)，本模型設(shè)計(jì)需要點(diǎn)數(shù)較少，故直接采用擁有 24 個(gè) I/O 單元設(shè)備，同時(shí)，由于控制輸出的頻率不是很高，直接選取較為普通的繼電器型 PLC，最終型號(hào)選定為 FX1N40MR。 表 設(shè)備特性 型 號(hào) I/O 總數(shù) 輸入 輸出 尺寸（ mm） 寬厚高 點(diǎn)數(shù) 點(diǎn)數(shù) 類型 40 24 16 繼電 器型 130 87 90 三、 變頻調(diào)速系統(tǒng) 變頻器是 在保證電機(jī)原有性能的情況下，通過 改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值，因而改變其運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的周期，達(dá)到平滑控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡(jiǎn)單化，用變頻器 +交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組合替代了大部分原先只 11 能用直流電機(jī)完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。 它根據(jù)電機(jī) 的不同負(fù)載分別實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、增加設(shè)備使用壽命并使設(shè)備小型化等多種用途，廣泛的應(yīng)用在了鋼鐵、輕工、化學(xué)、纖維、汽車、機(jī)械加工、食 品、造紙、水泥、采礦、煤氣、交通、物流裝載、建筑業(yè)、工業(yè)、生活服務(wù)、電力系統(tǒng)、石油等領(lǐng)域。 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 變頻器通常分為 4 部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。 （ 1） 整流單元 ： 將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電 ，一般情況下也被稱為交 直流變換部分 。 此部分一般通過六個(gè)二極管組成三項(xiàng)整流橋（也有兩項(xiàng)接入型），將交流變換為直流。 如果三項(xiàng)線電壓為 UL，則整流后的直流電壓 UD為： UD= （ ） （ 2） 高容量電容 ： 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。 轉(zhuǎn)換后直流電能暫時(shí)儲(chǔ)存在 這里 ，內(nèi)部為多電容。 （ 3） 逆變器 ： 是整個(gè)變頻器最核心的部分， 由大功率開關(guān)晶 體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。這部分雖然可以算是直 交變換部分，但是現(xiàn)在產(chǎn)生的波形依然還不是真正意義上 交流電。由于逆變器在 導(dǎo)通 和判斷的瞬間，其電壓和電流的變化率較大，可能使逆變管 受到 損傷。因此，每個(gè)逆變管旁邊還會(huì)接入不同類型的緩沖 電路 ，目的就是 減緩電壓和電流的變化率，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)我們就不在此詳細(xì)討論 。 （ 4） 控制器 ： 按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電（電壓、頻率可調(diào)） ，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī) ?？刂齐娐?由以下的電路組成：頻率、電壓運(yùn)算電路，主電路電壓、電流檢測(cè)電路，電機(jī)速度檢測(cè)電路，將運(yùn)算電路控制信號(hào)放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的保護(hù)電路。 12 運(yùn) 算 電 路驅(qū) 動(dòng) 電 路V/I檢測(cè)速度檢測(cè)I / O 電 路 保 護(hù) 電 路電 源速 度 檢 測(cè)電 機(jī)圖 變頻器控制電路 變頻調(diào)速基本原理 當(dāng)在一臺(tái)三項(xiàng)異步電機(jī)的定子繞組上加上三項(xiàng)交流電壓時(shí)，該電壓將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其速度由定子電壓的頻率所決定。當(dāng)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于該磁場(chǎng)中 的 轉(zhuǎn)子繞組將 切割磁力線，并在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流， 而感應(yīng)電流又將受到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電磁力，及轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)將三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的任意兩項(xiàng)供電進(jìn)行交換時(shí)，所產(chǎn)生的 旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的方向?qū)l(fā)生改變。因此，電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)向 也將發(fā)生改變。 異步電動(dòng)機(jī)定子