【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 24V的工作電源。電源輸入類(lèi)型有:交流電源( 220VAC或110VAC)，直流電源(常用的為24VDC)。 傳感器熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y(cè)量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類(lèi)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線(xiàn)性嚴(yán)重，測(cè)溫范圍只有50~300℃左右，大量 用于家電和汽車(chē)用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于200~500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。 單晶硅材料在受外力作用產(chǎn)生微小應(yīng)變時(shí)（一般在400微應(yīng)變），其內(nèi)原子結(jié)構(gòu)的電子能級(jí)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其電阻率劇烈變化（G因子突變）。用此材料制成的電阻也就出現(xiàn)極大變化，這種物理效應(yīng)稱(chēng)為壓阻效應(yīng)。利用壓阻效應(yīng)原理，采用集成工藝技術(shù)經(jīng)過(guò)摻雜、擴(kuò)散，沿單晶硅片上的特點(diǎn)晶向，制成應(yīng)變電阻，構(gòu)成惠斯凳電橋，利用硅材料的彈性力學(xué)特性，在同一切硅材料上進(jìn)行各向異性微加工，就制成了一個(gè)集力敏與力電轉(zhuǎn)換檢測(cè)于一體的擴(kuò)散硅傳感器。給傳感器匹配一放大電路及相關(guān)部件，使之輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，就組成了一臺(tái)完整的變送器[22]。(1)熱電阻模塊EM231RTD傳感器檢測(cè)到溫度轉(zhuǎn)換成041mv的電壓信號(hào)，系統(tǒng)需要配置模擬量輸入模塊把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再送入PLC中進(jìn)行處理。在這里，我們選用了西門(mén)子EM231 RTD模擬量輸入模塊。?技術(shù)參數(shù)： EN231RTD模擬量輸入點(diǎn)4輸入類(lèi)型差分輸入電壓（單極性）電壓（雙極性）電流0——10V，1——5V177。5V,177。0——20mA模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間小于250uS模擬量輸入響應(yīng)共模抑制40dB，DC to 60Hz共模電壓信號(hào)電壓+共模電壓（必須=12V）雙極性，全量程范圍32000——+32000單極性，全量程范圍0——32000輸入阻抗最大輸入電壓=10M30VDC最大輸入電流32mA分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器?EM231接線(xiàn)模塊用戶(hù)可以直接將EM231 CN熱電阻模塊接到S7200模塊上，或者用戶(hù)可用擴(kuò)展接線(xiàn)方式。使用屏蔽線(xiàn)可達(dá)到最好的抗噪性。如果用戶(hù)使用屏蔽線(xiàn)，應(yīng)將屏蔽接到信號(hào)連接器的1至4針接地點(diǎn)上。連接地點(diǎn)與電源連接器的3至7針共地。如果有的熱電阻輸入通道沒(méi)有使用，用戶(hù)應(yīng)將一個(gè)電阻器與沒(méi)用的通道輸入相連，以防止由于浮地輸入信號(hào)產(chǎn)生的誤差，影響有效通道的錯(cuò)誤顯示。用戶(hù)需將電源連到電源連接器的1和2針上。用戶(hù)必須將電源連接器的3連到附近的機(jī)殼地。用戶(hù)可用三種方式將熱電阻模塊與傳感器相連。精度最高的是4線(xiàn)，精度最低的是2線(xiàn)，建議只有在用戶(hù)應(yīng)用中不在乎接線(xiàn)誤差時(shí)才用2線(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用的是4線(xiàn)。(2)壓力采集模塊EM235CN EM235具有四路模擬量輸入和一路模擬量輸出功耗2W，重量為186克。它的輸入信號(hào)是不同量程的電壓或電流。其電壓、電流的量程由開(kāi)關(guān)設(shè)定。EM235有一路模擬量輸出，其輸出可以是電壓，也可以是電流。LED指示燈亮表示無(wú)故障。燈滅表示無(wú)24VDC電源輸入。對(duì)電源的要求，輸入為+5VDC時(shí)，輸入電流為3mA；當(dāng)輸入為+24VDC時(shí)，輸入電流為60mA(輸出20mA)。模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間250us，輸入阻抗大于等于10M ，最大輸入電壓30VDC，最大輸入電流32mA。分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器。輸出信號(hào)范圍，電壓范圍正負(fù)10V，電流輸出020mA，穩(wěn)定時(shí)間，電壓輸出l00us，電流輸出2mA。EM235具有以下特點(diǎn)：(1)良好的適應(yīng)性，可適用于較復(fù)雜的控制場(chǎng)合。(2)能直接與傳感器、執(zhí)行器相連，12位分辨率與多種輸入、輸入范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，例如：EM235模塊可直接與PT100熱電阻相連。(3)靈活性，當(dāng)實(shí)際變化時(shí)，PLC可以相應(yīng)的進(jìn)行擴(kuò)展，并可非常容易的調(diào)整用戶(hù)程序。 硬件電路 硬件電路由兩部分組成，即數(shù)據(jù)采集部分和執(zhí)行部分。數(shù)據(jù)采集部分是由傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊和數(shù)據(jù)傳輸總線(xiàn)組成。傳感器包括溫度傳感器—鉑熱電阻傳感器，壓力傳感器—擴(kuò)散硅式差壓變送器。信號(hào)調(diào)理模塊有熱電阻調(diào)理模塊和壓力采集調(diào)理模塊,數(shù)據(jù)傳輸總線(xiàn)為RS232，RS485串行通信總線(xiàn)。執(zhí)行部分是由伺服放大器、手操器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。伺服放大器對(duì)S7200PLC輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，手操器可以進(jìn)行手自動(dòng)一切換，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終對(duì)控制閥動(dòng)作。其中控制閥包括進(jìn)氣閥和排氣閥。本設(shè)計(jì)一共設(shè)計(jì)九個(gè)采集點(diǎn)。八個(gè)溫度采集點(diǎn)，一個(gè)壓力采集點(diǎn)。其中溫度采集選用的是八只鉑熱電阻，這樣就需要有四個(gè)鉑熱電阻調(diào)理模塊。每個(gè)鉑熱電阻模塊有兩個(gè)采集通道。溫度采集與輸出分別占用八個(gè)模擬采集通道和八個(gè)模擬輸出通道；壓力采集選用擴(kuò)散硅式差壓變送器，其采集輸出的就是120mA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。 CPU224 溫度模塊 壓力模塊 硬件連線(xiàn)圖 伺服放大器DFC1100 概述伺服放大器也叫伺服驅(qū)動(dòng)器，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器。DFC1100型系列伺服放大器是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配套裝置，也是工業(yè)工程控制自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心部件之一。它與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，廣泛用于電力、冶金、化工等工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)本伺服采用固態(tài)繼電器做功率輸出部件，體積小，耐振動(dòng)，可靠性高，DFC1200型產(chǎn)品還具有信號(hào)斷失保護(hù)功能，可提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。 主要技術(shù)參數(shù) 輸入信號(hào)（1）DFC110型：010mA DC（2）DFC1100型：420mA DC（3）DFC1200型：420mA DC（帶斷信號(hào)保護(hù)） 輸入電阻（1）DFC100型：200（2）DFC1100型：250（3）DFC2100型：250 死區(qū)可調(diào)節(jié)范圍：1%3% 額定負(fù)載電流：5A(交流有效值) 斷信號(hào)識(shí)別：2mA,DC(僅對(duì)DFC1200) 工作電源：220V，50Hz 使用環(huán)境：溫度：050℃ 相對(duì)溫度：85% 大氣壓力：86106Kpa 周?chē)諝鉄o(wú)腐蝕介質(zhì) 工作原理與機(jī)構(gòu) 伺服放大器由輸入隔離級(jí)、磁放大器、比較放大電路、功率輸出電路、信號(hào)斷失判別控制電路、報(bào)警觸點(diǎn)輸出電路和狀態(tài)顯示部分組成。伺服放大器的輸入信號(hào)一般有兩路，一路為控制信號(hào)k，由調(diào)節(jié)器或其他控制器提供，另一路為位置反饋信號(hào)Ic,，可分別控制伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。當(dāng)IcIf0(且超過(guò)死區(qū))時(shí)，伺服放大器有正向輸出，當(dāng)IcIfO(且超過(guò)死區(qū))時(shí)，伺服放電器有反向輸出，當(dāng)IcIf=0(或不超過(guò)死區(qū))時(shí)，伺服放大器無(wú)輸出。伺服放大器接線(xiàn)端子如下圖: DFC110接線(xiàn)端子排列圖 手操器DFD0500DFD05型電動(dòng)操作器是DDZII型電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)輔助單元。DFD0500型電動(dòng)操作器是DDZIII型電動(dòng)單元組合儀表中的一個(gè)輔助單元。DFD05或DFD0500適用于DDZII, DDZIII型變送器和調(diào)節(jié)器與電動(dòng)執(zhí)行器組成的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，應(yīng)用DFD05, DFD0500可以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作在自動(dòng)調(diào)節(jié)、手動(dòng)控制和就地操作三種工作狀態(tài)。與PID調(diào)機(jī)器或PI調(diào)節(jié)器配合使用，可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)由“手動(dòng)”到“自動(dòng)”或由“自動(dòng)”到“手動(dòng)”的無(wú)干擾切換。操作器本身具有手動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)工作狀態(tài)的顯示。 電流指示：DFD05（010mA）,DFD0500（420mA），%。 輸出跟蹤電壓：DFD05 010VDC，DFD0500 15VDC。 反饋回路電阻：200歐 供電電源：220V 50Hz 能對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)無(wú)干擾切換。 工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸頭額定電壓為220V電流5A。 手動(dòng)狀態(tài)：操作開(kāi)關(guān)觸頭額定電壓 220V電流5A。 工作狀態(tài)：（1） 環(huán)境溫度（1040攝氏度） （2） 相對(duì)溫度=80%（3） 周?chē)g性氣體及導(dǎo)電塵埃（4） 應(yīng)用場(chǎng)所應(yīng)無(wú)劇烈震蕩和沖擊 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)DKZ5500M調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和位置定位器兩大部分組成。在結(jié)構(gòu)及安裝方式上分為整體式和分立式。 整體式比例調(diào)節(jié)型:即執(zhí)行機(jī)構(gòu)與位置定位器GAMXT組成一個(gè)整體，整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝使用。 分立式比例調(diào)節(jié)型:實(shí)際是遠(yuǎn)控型機(jī)構(gòu)與位置定位器分開(kāi)安裝，執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在現(xiàn)場(chǎng)，位置定位器則在室內(nèi)或其它地方安裝，遠(yuǎn)控型執(zhí)行機(jī)構(gòu)也可單獨(dú)使用。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要組成部件 執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、位置發(fā)送器等組成。 電動(dòng)機(jī):伺服電動(dòng)機(jī)采用鼠籠式二相交流伺服電動(dòng)機(jī)，由于轉(zhuǎn)子電阻大，具有較大的宿動(dòng)轉(zhuǎn)矩和軟的機(jī)械特性，伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有制動(dòng)器，用來(lái)限制電動(dòng)機(jī)在斷電后轉(zhuǎn)子和減速器的輸出軸的慣性惰走及負(fù)載反作用力矩的影響，是減速器的輸出軸準(zhǔn)確地停在相應(yīng)的位置上。 減速器:為使執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出桿距有規(guī)定的輸出推力及全行程時(shí)間配備了減速器裝置，它是由機(jī)械傳動(dòng)和手動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)組成。 二相伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)渦輪副使?jié)L珠螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，因而螺桿產(chǎn)生軸向位移帶動(dòng)輸出桿在導(dǎo)槽內(nèi)上下移動(dòng)。機(jī)架上裝有限位塊，可實(shí)現(xiàn)行程兩端的機(jī)械限位。當(dāng)進(jìn)行就地手操時(shí)，只需將手輪向外拉出，使Z Z2脫開(kāi)，以防止手輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 位置發(fā)送器 (1)行程限制機(jī)構(gòu):行程限制機(jī)構(gòu)借助于兩個(gè)凸輪板，分別作用于正、反向的微動(dòng)開(kāi)關(guān)(如需用可增至四個(gè)開(kāi)關(guān))來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。 凸輪板裝在一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)中，由一套減速裝置驅(qū)動(dòng)。減速裝置與減速器傳動(dòng)軸相連，通過(guò)調(diào)整凸輪板的位置可限定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程。行程調(diào)整極為方便，只需用改錐先向下按動(dòng)后再轉(zhuǎn)動(dòng)，是凸輪板轉(zhuǎn)到所需限位位置即可。 (2)位置傳感器:采用高精度、長(zhǎng)壽命的導(dǎo)電塑料電位器作為位置傳感元件。它與行程控制機(jī)構(gòu)軸相連。其阻值1千歐姆，功率4W，%，壽命可達(dá)5干萬(wàn)次。電位器的電阻變化值一般作為位置反饋信號(hào)，也可作位置指示信號(hào)。 (3)電流變換器:分立式執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用WF02型位發(fā)模塊，用以與導(dǎo)電塑料電位器等位置傳感器組成高性能的位置發(fā)送器。該模塊集電源變壓器、直流穩(wěn)壓源、恒流源等于一體，用阻燃換氧灌封。較之普通位置發(fā)送器起防氧化、耐腐蝕，抗震動(dòng)等性能大為提高。采用可調(diào)恒流恒壓元器件作為功率輸出，使之具有較好的溫度和恒流性能，調(diào)零調(diào)滿(mǎn)方便，且II ( 010mA) , III (420mA} 。帶負(fù)載能力為750 (420mA) , 1K(010mA)整體式執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電流變