【正文】 ，空壓機(jī)控制系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)成單級(jí)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各驅(qū)動(dòng)器件的控制，運(yùn)行方式需要選用在的運(yùn)行方式和手動(dòng)運(yùn)行方式。系統(tǒng)從原點(diǎn)開始，造的完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。系統(tǒng)一旦啟動(dòng)，空壓機(jī)的動(dòng)作將自動(dòng)地連續(xù)不斷地周期性循環(huán)，直至系統(tǒng)接收到停運(yùn)信號(hào)。其工作過程：吸氣—壓縮—排氣；動(dòng)作順序：吸氣—星輪與轉(zhuǎn)子齒槽嚙合—形成壓縮腔—壓縮—轉(zhuǎn)至排氣口—排氣。(1) 選用PLC必須滿足被控對(duì)象的控制要求；(2) 選用PLC不僅要著眼于現(xiàn)在，還有適當(dāng)?shù)目紤]到將來發(fā)展的需要；(3) 在滿足上述兩個(gè)前提的情況下，力求該系統(tǒng)具有良好的性價(jià)比。其他時(shí)間范圍內(nèi)輸入信號(hào)的變化是不會(huì)影響輸入映像存儲(chǔ)器的內(nèi)容的。 由輸入和輸出操作中可以看出，在刷新期間，如輸入變量狀態(tài)發(fā)生變化則在本次掃描期間，PLC的輸出端也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，也就是說輸出端對(duì)輸入產(chǎn)生立刻響應(yīng)，但如果在本次　刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描期間PLC輸出保持不變，而要到下次　刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則在本次掃描期間PLC輸出保持不變，而要到下次掃描期間輸出才對(duì)輸入產(chǎn)生響應(yīng)。而在PLC中，卻是用微處理器和存儲(chǔ)器來代替繼電器控制線路，是通過用戶程序來控制這種“繼電器”的斷和通，所以這種繼電器稱為“軟繼電器”。通常把輸出寄存器稱為“軟寄存器：所謂“軟繼電器”實(shí)際上就是存儲(chǔ)器中一位觸發(fā)器。當(dāng)CPU輸出時(shí)，就將映像區(qū)的內(nèi)容輸出到寄存器，這就是數(shù)據(jù)輸出的狀態(tài)刷新。其中對(duì)應(yīng)于輸入端的數(shù)據(jù)區(qū)，被稱為輸入影像存儲(chǔ)器。所謂輸入刷新就是對(duì)PLC的輸入進(jìn)入一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLC中存入寄存器，輸出刷新就是將刷新的運(yùn)算結(jié)果送到PLC的輸入端。一方面，所掃描的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可以通過CPU設(shè)置的定時(shí)器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時(shí)間，從而避免了由于CPU內(nèi)部故障使用程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)而造成故障的影響。若程序中有中斷或跳轉(zhuǎn)控制指令，則掃描在另所在處中斷或跳轉(zhuǎn)執(zhí)行完其他操作后在返回中斷或跳轉(zhuǎn)處繼續(xù)掃描。梯形圖程序的運(yùn)行總是從第一個(gè)梯形級(jí)開始，按照梯形遞增的方向逐個(gè)掃描，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，知道程序結(jié)束。(2)梯形圖程序的掃描原理當(dāng)PLC處理運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，他首先執(zhí)行系統(tǒng)程序，進(jìn)行自檢等工作。由于CPU運(yùn)算處理速度很高，使得外部處理的結(jié)果從宏觀來看似乎是同時(shí)完成的，這種分時(shí)操作的過程稱作CPU對(duì)出現(xiàn)的掃描。如此周而復(fù)始地不斷循環(huán)刷新，故障診斷等操作。而PLC則采用對(duì)I/O操作，數(shù)據(jù)處理等的循環(huán)掃描的工作方式。2..(1)與計(jì)算機(jī)工作方式的區(qū)別雖然PLC本質(zhì)上是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，其工作原理與普通計(jì)算機(jī)類似，均有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式與微型計(jì)算機(jī)有較大不同，具有一定的特殊性。為了及時(shí)診斷故障，有的公司研制了智能、可編程I/O系統(tǒng)或故障診斷程序，供用戶了解I/O組態(tài)的狀態(tài)和檢測(cè)系統(tǒng)的故障。為了滿足某些系統(tǒng)那個(gè)極高可靠性和安全性的要求，一些PLC增加了容錯(cuò)功能，如雙機(jī)熱備用、自動(dòng)切換I/O、雙機(jī)表決、I/O三重表決。PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）。(4)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。(3)PLC編程工具與編程語言的多樣化、高級(jí)化、標(biāo)準(zhǔn)化。這些智能模塊使過程控制功能大為加強(qiáng)，一些PLC的過程控制還具有自適應(yīng)、參數(shù)自整功能，控制精度明顯提高。 智能模塊與PLC的CPU并行工作，提高了PLC的速度和效率。如三菱公司的A3a系列高檔PLC就采用了MSP芯片。(2)向高速度、大容量和智能化方向發(fā)展。FX2系列PLC除了有開關(guān)量I/O外，還具有模擬量輸入、輸出以及多種智能模塊，并具有聯(lián)網(wǎng)通信功能，擴(kuò)大了小型PLC的應(yīng)用范圍。20世紀(jì)80年代末、90年代初推出的小型機(jī)，在元件上大都選擇表面封裝元件，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性，且體積趨于超小型化。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，PLC本身也在不但發(fā)展，表現(xiàn)為功能越來越強(qiáng)性能越來越可靠，速度越來越快，程度越來越高，使用越來越方便。 從以上各點(diǎn)可見，在工業(yè)應(yīng)用中使用PLC的好處是很多的。從一開始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。 在PLC系統(tǒng)的安裝中，遠(yuǎn)程輸入/輸出站安放在最優(yōu)地點(diǎn)。⑸ 易于安裝，便于維護(hù) PLC安裝簡單而且功能有效，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間一半的地方。一般PLC網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低俗網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為500—2500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信出阿叔速率為1M—10Mbps，傳輸距離為500—1000m，網(wǎng)點(diǎn)上結(jié)點(diǎn)可達(dá)1024個(gè)。 用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的硬件接口實(shí)際上已經(jīng)設(shè)計(jì)成為PLC的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排出故障與替換故障部件，這樣的軟硬件設(shè)計(jì)就使現(xiàn)場(chǎng)電氣人員與技術(shù)人員易于使用。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的邏輯關(guān)系，這種生產(chǎn)線的自動(dòng)化過程就能隨意改變。⑶ 接線簡單，通用性好 在電信號(hào)匹配的情況下，PLC的界限之需要將輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC端子連接，將接受輸出信號(hào)執(zhí)行控制人物的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與PLC輸出端子鏈接。例如，目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖語言編程方式，既集繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又估計(jì)大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平，很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，很靈活方便。⑵ 編程簡單，使用方便 用為即實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語言，難以掌握，要求使用者，有一定的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。為了及時(shí)診斷故障，有的公司研制了智能可編程控制I/O系統(tǒng)，供用戶了解I/O租金按狀態(tài)和檢測(cè)系統(tǒng)的故障，也有的公司研制了故障檢測(cè)程序。例如，在輸入/輸出（I/O）電路中都采用了光電隔離措施，各個(gè)I/O端口除采用常規(guī)模擬器濾波外，還加上數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了絞線機(jī)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常工作。 可編程控制器的特點(diǎn)⑴ 硬件可靠性高 PLC專為在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的PLC能置于有很強(qiáng)的電噪聲、電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(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，將使不同機(jī)型的PLC之間，PLC與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。六、PLC的通信聯(lián)網(wǎng) PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其它智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。3. 存儲(chǔ)設(shè)備：有存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器，用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、檢測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的部件，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。四、底板或機(jī)架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其主要作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)個(gè)模塊間的聯(lián)系使CPU能訪問底板上的所有模塊；機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)個(gè)模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。I/O模塊繼承了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)反應(yīng)輸出鎖存器狀態(tài)。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對(duì)PLC作設(shè)定，如設(shè)定其實(shí)工作方式、內(nèi)存區(qū)等。它的總線接口，用于接I/O末班或底板；有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存；有外接口，用于接外部設(shè)備。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。CPU雖然劃分為以上幾個(gè)部分，但PLC中的CPU芯片實(shí)際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對(duì)CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確的使用它就夠了。CPU的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：一、CPU的構(gòu)成PLC中的CPU是PLC的核心，有神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部的電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào)，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。清潔時(shí)，可拆開冷卻器支架側(cè)面的蓋板，使用手持風(fēng)槍向上吹掃。故應(yīng)經(jīng)常用壓縮空氣將翅片表面的灰塵吹干凈。 使用風(fēng)冷型機(jī)組需注意： ① 冷空氣的溫度（基本等同于換進(jìn)溫度）很重要，不能過高，建議不超過40℃。千萬不要有僥幸心理繼續(xù)使用，這樣極易造成機(jī)組其他故障或損壞，得不償失。這些過濾元件一旦阻塞將對(duì)機(jī)組運(yùn)行造成不良影響，故機(jī)組為這三種元件分別配置了壓差開關(guān)。它允許油細(xì)分離器濾出的油單向流入機(jī)體，而防止停機(jī)后系統(tǒng)壓力降為零以前機(jī)體內(nèi)的油倒流回油細(xì)分離器（這些倒流回油細(xì)分離器的油將使機(jī)組耗油量大大增加）。當(dāng)需要空壓機(jī)重車時(shí)，此閥得電關(guān)閉，進(jìn)氣口打開，停止供氣。 在一般機(jī)型中，此閥控制進(jìn)氣閥實(shí)現(xiàn)機(jī)組空重車運(yùn)轉(zhuǎn)控制。當(dāng)機(jī)組在這些狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此閥斷電導(dǎo)通，將系統(tǒng)內(nèi)壓力泄放掉。(7)泄放電磁閥 泄放電磁閥是一個(gè)兩位兩通常開電磁閥，常態(tài)下是開通的，當(dāng)?shù)秒姇r(shí)關(guān)閉，得電與否信號(hào)由CPU給出。 ③檢視油壓是否偏高。 一般而言，油氣細(xì)分離器是否損壞可由以下方法判斷： ①空氣管路中所含的油份增加。 ②潤滑油品質(zhì)。如潤滑油中灰塵等雜志很多，油細(xì)分離器芯很快會(huì)被堵塞。但某些因素對(duì)其使用壽命影響很大。油細(xì)分離器是一次性使用的部件。外邊有固定用的鐵網(wǎng)保持架以及法蘭、外殼等。新機(jī)第一次運(yùn)轉(zhuǎn)1000小時(shí)左右的磨合期后即需要更換油過濾器，如更換不及時(shí)，將可能導(dǎo)致排油量不足，排氣溫度過高，同時(shí)因油量不足映像軸承壽命。(5)油過濾器 油過濾器是一種紙質(zhì)的過濾器，其功能是初期油中顆粒雜質(zhì)。安全閥在出廠前已調(diào)整好，請(qǐng)勿隨便調(diào)整。底部有泄油口，用于排放冷凝水及換油時(shí)排放潤滑油。 由于停機(jī)后系統(tǒng)內(nèi)的油回流到油氣罐中，使停機(jī)時(shí)的油位可能位于上紅線上方。 油氣罐側(cè)裝有觀油鏡用于觀察油位，正常的油位是：機(jī)器重車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油位位于油鏡兩條紅線之間。 壓縮機(jī)體排出的油氣混合氣首先排至油氣桶，經(jīng)油氣罐第一次分離，絕大部分油被分離出來，沉降于油氣罐底部，參與下次循環(huán)，仍含有少量油份的壓縮空氣將送至油細(xì)分離器。管口1的壓力供給與否由泄放電磁閥控制。當(dāng)管口1有壓力時(shí)，且此壓力足以克服真空吸力，則活塞受氣壓推動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)直至與上蓋接觸關(guān)閉進(jìn)氣口。一般單螺桿空氣壓縮機(jī)采用活塞式進(jìn)氣閥，結(jié)構(gòu)如圖22所示，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。 空車：進(jìn)氣閥全關(guān)，空壓機(jī)無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，無壓縮空氣輸出。(2)進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥是整個(gè)空壓機(jī)空氣流程機(jī)控制系統(tǒng)中核心元件之一。當(dāng)控制面板上空氣濾清器阻塞指示燈亮?xí)r，表示空氣濾清器濾芯必須清潔或更換，但壓縮機(jī)仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。與混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細(xì)分離器去除油分后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入使用系統(tǒng)。這些油氣混合體經(jīng)過單項(xiàng)排氣閥后分別在油氣分離缸和油氣細(xì)分離器被分離出來，在開始下一次循環(huán)。過濾后的潤滑油在這里與油氣細(xì)分離器經(jīng)單向閥送來的潤滑油匯合，其后共同經(jīng)過供油電磁閥，分為兩路。而潤滑油主要起潤滑軸承與轉(zhuǎn)子接觸面，密封嚙合副間隙，冷卻要所過程的作用，后者作用最為重要。 空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)簡圖如圖21機(jī)組由空氣濾清器、卸荷閥、單螺桿壓縮機(jī)、單向排氣閥、油氣分離器缸、油氣過濾器、單向閥、供油電磁閥、加載電磁閥、壓力控制閥、節(jié)流閥等組成。此時(shí)，轉(zhuǎn)子副齒面的相互接觸所組成的接觸線沿軸向方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工作室內(nèi)的氣體達(dá)到預(yù)期的最終壓力時(shí)，工作室立即與壓出管接通，工作室再繼續(xù)縮小時(shí)，受壓縮的氣體被排出至排氣管道內(nèi)。第2章　硬件設(shè)計(jì)（加上我讓你們畫的那張?jiān)韴D）單螺桿式壓縮機(jī)是一種按容積變化而工作的軸回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。如下圖：除了專用編程器外，很多PLC可以使用通用的筆記本電腦實(shí)現(xiàn)編程，開發(fā)一些專用軟件，充分利用個(gè)人計(jì)算機(jī)的能力，完成各種高級(jí)的編程功能，省卻了專用編程器，既便于推廣又節(jié)省投資。這一階段的小型產(chǎn)品向超小型化和加強(qiáng)型功能發(fā)展有16點(diǎn)I/O,24dian I/O的整體型小型PLC在小型PLC上配置模擬量I/O、通信口、高速計(jì)數(shù)，指令上也設(shè)置有算術(shù)運(yùn)算、比較指令以及PID調(diào)節(jié)指令。編程語言普遍采用梯形語言，同時(shí)也使用語句表和順序功能圖語言（典型的有GRAFCET語言）。這一階段的產(chǎn)品向大型和小型兩個(gè)方面發(fā)展。如下圖： 第三階段：進(jìn)入80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的PLC得到驚人的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。如下圖：第二階段：PLC的容量有所擴(kuò)展，I/O點(diǎn)數(shù)從512點(diǎn)至1024點(diǎn)，用戶程序存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展到8KB以上，速度也有提高，掃描速度達(dá)到5～6ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)外，還增加了算術(shù)運(yùn)算指令，以及模擬量處理指令等，輸入/輸出類型也由純開關(guān)量I/O，擴(kuò)展為帶模擬量的I/O。用戶存儲(chǔ)區(qū)容量在2KB左右，掃描速度為20～50ms/KB，指令較為簡單，只有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等，編程語言采用簡單的語句表語言。隨著CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))的發(fā)展，PLC當(dāng)前還被人們用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)之中，于其他智能控制器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起成為計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級(jí)和工作站級(jí)。由于PLC同時(shí)提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增長，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。由于生產(chǎn)的需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應(yīng)運(yùn)而生。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來越大，勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要