【正文】 二次電路帶 RC 濾波器，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或從輸入線路串入的電噪聲引起。輸入器件接通時(shí)，輸入端接通，輸入線路閉合，同時(shí)輸入指示的發(fā)光二極管亮。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。 輸入接線 PLC 一般接受行程開關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。 PLC 的地線不能和其它設(shè)備共用 。在接地時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： PLC 的接地線應(yīng)為直徑在 2mm以上的專用線 。對于電源線來的干擾， PLC 本身具有足夠的抵制能力，也可以安裝一個(gè)變比為 1:1 的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。若電源中斷超過 10ms 或電源下降超過允許值，則 PLC 停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開。 PLC 系統(tǒng)的電源接線 PLC 供電電源可采用直流 24V、交流 1 00V～ 120V 或 200V～ 240V的工作電源。 DIN 軌道配套使用的安裝夾板，左右各一對。 小型可編程控制器外殼的 4 個(gè)角上，均有安裝孔。 除滿足以上環(huán)境條件外，安裝時(shí)還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： 在安裝和拆卸時(shí)， PLC 的所有單元必須斷電； 在接觸 PLC 前，必須事先釋放人體所帶靜電； 注意 PLC 周圍的通風(fēng)和散熱； 嚴(yán)防導(dǎo)線頭、鐵屑等從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至水久損壞。 31 第四章 可編程控制器（ PLC）的安裝、維護(hù)和檢修 PLC 的安裝 為保證 PLC 工作的可靠性，提高它的工作效率，延長其使用壽命，對使用場合、環(huán)境溫度要有一定的要求。其他輔助程序的設(shè)計(jì)，如故障應(yīng)急程 序等。明確寄存器空間的分配，專用寄存器的確定等。 此外，還可以按手動(dòng)按鈕以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)供水、排水和手動(dòng)加熱功能。循環(huán)直到除塵達(dá)到 2 分鐘時(shí)。電機(jī)先正轉(zhuǎn) 20 秒。則調(diào)用除塵子程序。則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號。則進(jìn)行加熱。然后停 2分鐘，實(shí)現(xiàn)節(jié)水功能。則打開進(jìn)水閥。根據(jù)水箱內(nèi)的水位和水溫進(jìn)行PID 調(diào)節(jié)。如果到工作時(shí)間。 根據(jù)太陽能熱水器定時(shí)器設(shè)定的工作的時(shí)間段看是否到工作時(shí)間。本課題主要根據(jù)太陽能熱水器的各種輸入輸出狀態(tài)來編制PLC 的梯形圖程序。 應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)要解決的實(shí)際問題而編寫的各種程序。系統(tǒng)軟件一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商或各種軟件公司提供，帶有一定的通用性，用不著自己編寫。 軟件組成 軟件系統(tǒng)通常分為兩大類：一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。 24 圖 3－ 7 太陽能熱水器系統(tǒng) PLC I/O控制原理電路圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 可編程控制器是掃描工作方式，能同時(shí)對多個(gè)模塊進(jìn)行控制，在整個(gè)程序掃描時(shí)間里隔離變壓器 25 加上不同的輸入檢測信號，就可使程序按所檢測信號判斷進(jìn)入不同的分支程序。 根據(jù)上述設(shè)計(jì)原則繪制出電氣控制主電路圖。 23 4) 由 FU FU FU FU FU FU6 分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)作用。 2) 電動(dòng)機(jī)有熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 溫度傳感器技術(shù)指標(biāo) : 1）溫度范圍： 0℃ ~70℃ (可根據(jù)用戶要求擴(kuò)展 ) 2）濕度范圍： 10%/RH99%RH 3）電源： AV220V士 10% 4）溫度誤差：一般士 ℃、最大士 ℃ 5）數(shù)據(jù)分辨率： 6）數(shù)據(jù)更新周期：約 1 秒 7）數(shù)據(jù)線： 3 類雙絞線 8）數(shù)據(jù)傳輸距離 小于 1200m 根據(jù)硬件的選擇情況，繪制表 3－ 1 21 表 3－ 1 原理總圖的元器件目錄表 序號 代號 名稱 數(shù)量 規(guī)格型號 備注 0 PLC 可編程控制器 1 FX_2n32MRES/UL 繼電器輸出型 1 HLHL3 指示燈 4 AD1622G LED 顯示 ,220V 2 KM1KM2 交流接觸器 2 DJX9 線圈電壓： 220V 3 SB1SB5 按鈕 5 LAY37 綠色 4 SB 啟動(dòng)按鈕 1 LAY37 綠色 5 S 自動(dòng) /手動(dòng)開關(guān) 1 SR26 封閉式 6 SL1SL2 溫度檢測開關(guān) 2 TH22 接通與斷開的最小溫差 ℃ 7 TC 隔離變壓器 1 BK100 電壓： 220V 8 FU1FU8 熔斷器 8 RL115 熔體 210A 9 FR 熱繼電器 2 JR1620/3 參照電機(jī)電流 10 M 微型電動(dòng)機(jī) 1 YYHS－ 45 電壓 220V頻率 50HZ 11 YA 報(bào)警器 1 SWPX100 交流 220V 12 YV2 排水閥 1 SSFKC014 交流 12220V 13 YV1 供水閥 1 SSFKC024 交直流 3220V 14 YC 除塵閥 1 SSFKC017 交流 220V PLC 的端口分配 根據(jù)以上硬件選型設(shè)計(jì)，編制 I/O 接口功能表，如表 3－ 2 和 3— 3。一般的溫度傳感器基點(diǎn)漂移較其它的氣象傳感器都要顯著，熱敏電阻屬于吸附元件，在測量過程中必然會(huì)受到污染，由污染引起的測量基點(diǎn)漂移，只能用重新檢定的方法加以修正解決。由于系統(tǒng)對環(huán)境的采樣值都是傳 感器輸出的模擬信號，而且傳感器與 PLC 的距離也比較遠(yuǎn)，所以在傳感器的選擇上都采用了 420mA 電流輸出型，從而減小傳輸過程中的干擾，保證采樣值的準(zhǔn)確性與可靠性。它的外形為 350 X830 X 400 毫米，其長度是高度的 2 倍多。補(bǔ)給水箱內(nèi)需安裝浮球，以保持最高水位。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可使冷水和熱水隔開，保持循環(huán)水箱中的熱水水溫穩(wěn)定。自來水不是直接進(jìn)入循環(huán)。 500 升與 1000 升循環(huán)水箱，結(jié)構(gòu)基本相同，后者增加一些肋條和拉條，以增強(qiáng)水箱的強(qiáng)度和則度 。循環(huán)水箱的下部均裝有冷水進(jìn)水擋板。 循環(huán)水箱的上部均裝有漲水管及透氣孔，其位置稍高于水位。容積 500 升的水箱外形尺寸為 : 778 X 778 X 880 毫米。為了便于加工提高經(jīng)濟(jì)性和通用性，循環(huán)水箱已標(biāo)準(zhǔn)化。補(bǔ)給水箱只與循環(huán)水箱相通，當(dāng)循環(huán)水箱水位低時(shí)，以補(bǔ)給冷水之用。水箱是熱水器重要組成部分。 隔離變壓器的選擇 本生產(chǎn)線選用 BK－ 100 型號隔離變壓器，該隔離變壓器變比 1： 1，電壓 220V AC。 圖 3－ 2 NR4(JRS2)系列熱過載繼電器 電磁閥的選擇 19 電磁閥選用 SSFKC024 型電磁閥， 原產(chǎn)地 : 浙江宋氏閥 控 ， 該產(chǎn)品主要用于太陽能熱水器等潔具類，工作電壓適用范圍廣、交直流 3220V， 使用可靠，完全可以達(dá)到使用要求，供水閥、排水閥、除塵閥實(shí)物圖分別如圖所示。另外，該產(chǎn)品符合： 、 、IEC6094741 等標(biāo)準(zhǔn)，可靠性較高。 熱繼電器的選擇 本系統(tǒng)所用的熱繼電器為正泰公司生產(chǎn)的 NR4(JRS2)系列， NR4(JRS2)系列熱過載繼電器適 用于交流 50Hz/60Hz、額定電壓 690V、 1000V，電流 的長期工作或間斷長期工作的交流電動(dòng)機(jī)的過載與斷相保護(hù)。安裝可用螺釘緊固，也可扣裝在 35 毫米的安裝軌上，裝卸方便。觸頭，磁系統(tǒng)采用封閉結(jié)構(gòu)，能提高壽命。 功率 為 10w。 電壓為 220V。大中功率的空壓機(jī)和皮帶輸送機(jī)等生產(chǎn)機(jī)械要求有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)采用深槽式或雙鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) [17]。從一般要求看，交流電動(dòng)機(jī)優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī)，交流異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)于交流同步電動(dòng)機(jī)，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)優(yōu)于繞線式異步電動(dòng)機(jī) 。如可工作于高濕度，有鹽霧、霉菌、凝露等環(huán)境的船 用電動(dòng)機(jī)；有較高的效率及節(jié)能指標(biāo)的紡織電動(dòng)機(jī)；有作為激振動(dòng)力源，如用于糧食加工機(jī)械或振動(dòng)篩、振動(dòng)輸送機(jī)的振動(dòng)異步電 18 動(dòng)機(jī)；在化工、橡膠、紡織、造紙等工業(yè)中有時(shí)要求軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)電動(dòng)機(jī)的出軸轉(zhuǎn)速隨之降低而輸出力矩增加，保持與負(fù)載平衡，并允許較長時(shí)間堵轉(zhuǎn)的三相力矩電動(dòng)機(jī)等。 系統(tǒng)控制框圖如圖 3— 1。為提高系統(tǒng)的安全性，需要有報(bào)警點(diǎn)輸入并且用聲光信號顯示故障類型，同時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒值班人員及時(shí)處理事故。它擁有無以匹及的速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)， FX2N是從 16 到 256路輸入、輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。它擁有無以匹及的 速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)， FX2N是從 16 到 256路輸入、輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。 考慮到該 PLC 所需的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)及類型，選用三菱 FX_2n32MRES/UL 可編程控制器作為該系統(tǒng)的核心，它含有 16 個(gè)輸入點(diǎn)（漏型）和 16 個(gè)輸出點(diǎn)（繼電器型），足夠設(shè)計(jì)所用 [15]。 PLC 的選型 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng) ,并對控制速度要求不高 ,選用核心部件為 三菱 公司的 FX_2n32MRES/UL 系列 32 點(diǎn)編程控制器 ,該編程控制器具有自診斷功能 ,采用循環(huán)掃描工作方式 ,這完全能滿足要求。 一種方法是根據(jù)編程實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算 ， 即編完程序之 后 ， 根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算出實(shí)際使用容量。存儲(chǔ)器容量除了根據(jù) PLC 的控制規(guī)模確定 。 系統(tǒng)硬件 的設(shè)計(jì)方案 根據(jù)控制系統(tǒng)要求 ,首先確定 PLC 的控制規(guī)模 ,估算出所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù) (數(shù)字輸入/輸出量、模擬輸入 /輸出量 ) ,再增加 10%～ 20%的備用量 ， 以便隨時(shí)增加控制功能 ， 保證系統(tǒng)投入運(yùn)行后能夠替換個(gè)別故障點(diǎn)或彌補(bǔ)遺漏的點(diǎn)數(shù)。太陽能熱水器控制器采用 PID 控制算法，這種算法對固定參數(shù)的線性定常系統(tǒng)是非常有效的。而模糊控制是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新的控制方法。 PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些 PLC 生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線 ,并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏 [13]。PLC 和計(jì)算機(jī)具有接口，用雙絞線、同軸電纜或光纜將其聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。隨著 PLC 體積進(jìn)一步縮小，功能進(jìn)一步增強(qiáng)， PLC 在機(jī)器人控制中的應(yīng) 用必將更加普遍。 機(jī)器人控制 機(jī)器人作為工業(yè)過程自動(dòng)生產(chǎn)線中的重要設(shè)備，已成為未來工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的 3 大支 15 柱之一。這些數(shù)據(jù)可以與存貯在存儲(chǔ)器中的參考值比較 ,也可以用通訊功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑵浯蛴≈票怼?PLC 的模擬量控制功能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，還廣泛地應(yīng)用于輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力和建材等行業(yè)。 閉環(huán)過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械。早期直接用開關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。例如：機(jī)床電氣控制，沖床、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、包裝機(jī)械的控制，注塑機(jī)的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金企業(yè)的高爐上料系統(tǒng)、軋機(jī)、連鑄機(jī)、飛剪的控制，電鍍生產(chǎn)線、啤酒灌裝生產(chǎn)線、汽車配裝線、電視機(jī)和收音機(jī)的生產(chǎn)線控制等。 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著 PLC 性能價(jià)格比的不斷提高 ,一些過去使用專用計(jì)算機(jī)的場合 ,也轉(zhuǎn)向使用 PLC。大型 PLC 又稱為高檔的 PLC， I/O 點(diǎn)數(shù)在 512 點(diǎn)以上，其中 I/O 點(diǎn)數(shù)大于 8192點(diǎn)的又稱為超大型 PLC，用戶程序存儲(chǔ)器容量在 8KB 以上。這類 PLC 的規(guī)模較小，它的輸入輸出點(diǎn)數(shù)一般從 20 點(diǎn)到 128 點(diǎn)。 ２、按功能、點(diǎn)數(shù)分 按功能、輸入輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量不同， PLC 可分為小型、中型和大型三類。后者配置靈活，裝載和維修方便，功能易于擴(kuò)展，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)也較高。 前者具有結(jié)構(gòu)緊 湊、體積小、重量輕、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，易于裝在工業(yè)設(shè)備的內(nèi)部，通常適于單機(jī)工作。通常，可以按照結(jié)構(gòu)形式的不同及功能的差異進(jìn)行大致的分類。因此 ,PLC 很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部 ,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較理想的控制設(shè)備 [12]。 體積小、質(zhì)量小、 功耗低。在維修方面 ,PLC 的故障率很低 ,且有完善的診斷和實(shí)現(xiàn)功能 ,一旦 PLC外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障 ,就可根據(jù) PLC 上發(fā)光二極管或編程器上提供的信息 ,迅速查明原因。 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等部件 ,控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。該語言編程元件的符號和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。采用以上抗干擾措施后 ,一般 PLC平均無故障時(shí)間高達(dá) 4萬～ 5 萬 h。 PLC 的輸入、輸出電路一般用光電耦合器來傳遞信號 ,使外部電路與 CPU之間無電路聯(lián)系 ,有效地抑制了外部干擾源對 PLC 的影響 ,同時(shí) ,還可以防止外部高電壓竄入 CPU 模塊濾波是抗干擾的另一主要措施 ,在 PLC 的電源電路和 I/O 模塊中 ,設(shè)置了多種濾波電路 ,對高頻干擾信號有良好的抑制作用。針對 PLC 是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 ,故采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施。 可靠性高 ,抗干擾能力強(qiáng)。因此 ,它既可對開關(guān)量進(jìn)行控制