【文章內(nèi)容簡介】 面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè)，諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油、輕工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、娛樂等各行各業(yè)，日益躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱（ PLC、 ROBOT、 CAD/CAM）的主導地位。 PLC 的主要功能 1．條件控制功能 2．定時 /計數(shù)控制功能 3．步進功能 4．數(shù)據(jù)處理功能 5． A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能 6．運動控制功能 7．過程控制功能 8．擴展功能 9．遠程 I/O 功能 10．通信聯(lián)網(wǎng)功能 11．監(jiān)控功能 輸入模塊C P U模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源 電源 限位開關(guān)選擇開關(guān)按鈕 10 PLC 的技 術(shù)性能 基本技術(shù)性能 1．輸入 /輸出點數(shù)（即 I/O） 所謂 I/O 點數(shù)即 PLC 外部的輸入、輸出端子數(shù)。這些端子可以通過螺釘或電纜端口與外部設(shè)備相連。 2．程序容量 一般以 PLC 所能存放用戶程序的多少來衡量。 3．掃描速度 4．指令條數(shù) 5．內(nèi)部繼電器和寄存器 6．編程語言及編程手段 7．高級模塊 PLC 的內(nèi)存分配及 I/O 點數(shù) S7200CPU22 CPU226 部分編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示 表 31 S7200CPU22 CPU226 功能說明表 元件名稱 代表字母 編號范 圍 功 能 說 明 輸入寄存器 I ～ 共 14點 接受外部輸入設(shè)備的信號 輸出寄存器 Q ～ 共 10點 輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動外部設(shè)備 位存儲器 M ～ 在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出 定時器 256(T0 ～t255) T0,T64 保持型通電延時 1ms T1～ T4,T65～ T68 保持型通電延時 10ms T5～ T31,T69～ T95 保持型通電延時 100ms T32,T96 ON/OFF 延時 ,1ms T33 ～ T36,T97 ～T100 ON/OFF 延時 ,10ms T37～ T63,T101～T255 ON/OFF 延時 ,100ms 計數(shù)器 C C0～ C255 加法計數(shù)器，觸點在程序內(nèi)部使用 高速計數(shù)器 HC HC0～ HC5 用來累計比 CPU掃描速率更快的事件 11 順序控制繼電器 S ～ 提供控制程序的邏輯分段 變量存儲器 V ～ 數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲元件 局部存儲器 L ～ 使用臨時的寄存器，作為暫時存儲器 特殊存儲器 SM ～ CPU 與用戶之間交換信息 特殊存儲器 SM(只讀 ) ～ 接受外部信號 累加寄存器 AC AC0～ AC3 用來存放計算的中間值 PLC 的工作原理： PLC 有兩種基本的工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)與停止（ STOP）狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程序控制器通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至可編程序控制器停機或切換到 STOP 工作狀態(tài)。 除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中， PLC 還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5 個階段（如圖所示） 在內(nèi)部處理階段，可編程序控制器檢查 CPU，模塊內(nèi)部的硬件是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。 在通信服務(wù)階段，可編程序控制器與別的帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。 在輸入處理 階段， 可編程序 控制器 把所有外 部輸入 電路的接 通 /斷開（ ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入映像寄存器。 在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)也不 會隨而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。 在輸出處理階段， CPU 將輸出映像寄存器的通 /斷狀態(tài)傳送到輸出鎖存器。 12 圖 32PLC 的工作原理圖 PLC 的功能及應(yīng)用 可編程控制器自問世以來發(fā)展極為迅速。在工業(yè)控制方面正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，成為現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)的三大支柱之一。 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它正逐步取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。 PLC 和計算機數(shù)控 (CNC) 設(shè)備集成在一起，可以完成機床的運動控制。 定時和計數(shù)精度高，設(shè)置靈活，且高精度的時鐘脈沖可用于準確的實時控制。 PLC 能完成數(shù)模轉(zhuǎn)換或者模數(shù)轉(zhuǎn)換，控制大量的物理參數(shù)，例如，溫度、壓力、速度和流量等。 能完成數(shù)據(jù)運算，邏輯運算、比較傳送及轉(zhuǎn)換等。 PLC 之間、 PLC 和上級計算機之間有很強的通信功能。作為實時控制系統(tǒng)，不僅 PLC 數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電、故障時的對策等。 電磁閥簡介 工作原理 電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個孔都通向不同 的 水 管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排 水 的孔，而進 水 孔是常開的，液壓水 就會進入不同的排 水 管，然后通過 水 的壓力來推動 水 剛的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運 13 動。 電磁閥的分類 1． 直動式電磁閥 原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過 25mm。 2． 分布直動式電磁閥 原理： 它是一種直動和先導式相結(jié)合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導閥利用彈簧力或介 質(zhì)壓力推動關(guān)閉件，向下移動，使閥門關(guān)閉。 特點： 在零壓差或真空、高壓時亦能動作，但功率較大，要求必須水平安裝。 如圖 33 所示為直動式電磁閥 ： 圖 33 直動式電磁閥 3． 先導式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向下移動，關(guān)閉閥門。特點： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。 14 如圖 34 所示為先導式電磁閥： 圖 34 先導式電磁閥 電磁閥在選型時的注意事項 1． 適用性 根據(jù)持續(xù)工作時間長 短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電 ，當電磁閥需要長時間開啟，并且持續(xù)的時間多余關(guān)閉的時間應(yīng)選用常開型。 要是開啟的時間短或開和關(guān)的時間不多時，則優(yōu)先選用常閉型。 但是有些用于安全保護的工況，如爐窯火焰監(jiān)測、鍋爐加溫系統(tǒng)，則不能選常開時，應(yīng)選用可持續(xù)長期通電型。 電磁閥在選擇時要注意： 管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質(zhì)一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。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，管路最高壓差在小于 時應(yīng)選用如 ZS,2W,ZQDF,ZCM 系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于 時可選用先導式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標定壓力；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。 流體清潔度不高時應(yīng)在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質(zhì)要求清潔度要好。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關(guān)兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調(diào)節(jié)。注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響 。 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。10%左右，必須注意交流 起動時 VA 值較高。 2． 可靠性 15 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時間很長關(guān)閉時很短時要選用常開型了。 壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。 3． 安全性 一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。電磁閥的最高標定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑 料王（ SLF）電磁閥。 爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。 4． 經(jīng)濟性 有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品。 電 磁 閥的 安裝注意事項 1． 安裝時應(yīng)注意閥體上箭頭應(yīng)與介質(zhì)流向一致。不可裝在有直接滴水或濺水的地方。電磁閥應(yīng)垂直向上安裝。 2． 電磁閥應(yīng)保證在電源電壓為額定電壓的 15%10%波動范圍內(nèi)正常工作。 3． 電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用。 4． 電磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應(yīng)無雜質(zhì) ， 閥前裝過濾器。 5． 當電 磁閥發(fā)生故障或 清洗時，為保證系統(tǒng)繼續(xù)運行，應(yīng)安裝 旁路裝置。 電磁閥的 故障與排除 1． 電磁閥通電后不工作 檢查電源接線是否不良 → 重新接線和接插件的連接 ； 檢查電源電壓是否在 177。 工作范圍 → 調(diào)致正常位置范圍 ； 線圈是否脫焊 → 重新焊接 ； 線圈短路 → 更換線圈 ； 16 工作壓差是否不合適 → 調(diào)整壓差 → 或更換相稱的電磁閥 ； 流體溫度過高 → 更換相稱的電磁閥 ； 有雜質(zhì)使電磁閥的主閥芯和動鐵芯卡死 → 進行清洗 ,如有密封損壞應(yīng)更換密封并安裝過濾器 ； 液體粘度太大，頻率太高和壽命已到 → 更換產(chǎn)品 ； 2． 電磁閥不 能關(guān)閉 主閥芯或鐵動芯的密封件已損壞 → 更換密封件 ； 流體溫度、