继电器的结构和工作原理
l-2a是继电器结构示意图,它主要由电磁线圈、铁心、触点和复位弹簧组成。继电器有两种不同的触点,在线圈断电时处于断开状态的触点称为常开触点(如图1-2中的触3,4),处于闭合状态的触点称为常闭触点(如图1-2中的触点1,2)。
当线圈通电时,电磁铁产生磁力,吸引衔铁,使常闭触点断开,常开触点闭合。线圈电流消失后,复位弹簧使衔铁返回原来的位置,常开触点断开,常闭触点闭合。图l-2b是继电器的线圈、常开触点和常闭触点在电路图中的符号。一只继电器可能有若干对常开触点和常闭触点。在继电器电路图中,一般用相同的由字母、数字组成的文字符号(如KA2)来标注同一个继电器的线圈和触点。
接触器在电机控制中的应用
是用交流接触器控制异步电动机的主电路、控制电路和有关的波形图。接触器的结构和工作原理与继电器的基本相同,区别仅在于继电器触点的额定电流较小,而接触器是用来控制大电流负载的,例如它可以控制额定电流为几十安至几千安的异步电动机。按下起动按钮SBl,它的常开触点接通,电流经过SBl的常开触点和停止按钮SB2、作过载保护用的热继电器FR的常闭触点,流过交流接触器KM的线圈,接触器的衔铁被吸合,使主电路中的3对常开触点闭合,异步电动机M的三相电源被接通,电动机开始运行,控制电路中接触器KM的常开触点接通。放开起动按钮后,SBl的常开触点断开,电流经KM的常开触点和SB2、FR的’常闭触点流过KM的线圈,电动机继续运行。KM的常开触点实现的这种功能称为“自锁”或“自保持”,它使继电器电路具有类似于R-S触发器的记忆功能。
在电动机运行时按停止按钮SB2,它的常闭触点断开,使KM的线圈失电,KM的主触点断开,异步电动机的三相电源被切断,电动机停止运行i控制电路中KM的常开触点断开。当停止按钮SB2被放开,其常闭触点闭合后,KM的线圈仍然失电,电动机继续保持停止运行状态。图1.3给出了有关信号的波形图,图中用高电平表示1状态(线圈通电、按钮被按下),用低电平表示0状态(线圈断电、按钮被放开)。
随着自动化程度的提高,小型plc的应用领域比以前*为广泛,越来越多的行业开始使用小型PLC。小型PLC产品*加多元化,不仅有**度很高的*,国内一些自动化企业也看到小型PLC广大的市场,纷纷推出自主的小型PLC产品,这为不同细分市场的中国用户提供了更多的选择。
我个人还是建议大家使用****的产品,因为,从技术度来讲,*PLC在复杂的工业环境下的高**性仍然是很多新加入小型PLC领域的厂家面临的技术难题。从**度来讲,持续的大规模的研发投入是不断**,满足市场的日益增长的需求的*,而这种投入对许多厂家来说也是很大的考验。从市场开发度来看,大厂商拥有明显的强势和领域,拥有优势的**技术,成熟的解决方案,和适合行业和市场开发的销售网络。西门子小型PLC经过十多年的市场考验,*与服务已经得到了市场的广泛认可,这不仅靠市场宣传,*靠良好的产品品质和完整的解决方案。
近几年自动化产品用户除了**稳定性、性价比等因素之外,越来越重视项目的维护成本,现在中国用户都已将维护成本列入整个自动化系统的成本中。西门子小型PLC为用户提供灵活多样的远程服务解决方案,可以基于固定电话,网络,GPRS无线通讯等,为客户后期维护节约可观的成本。为了为广大用户降,2005年,西门子成功完成了S7-200PLC的本地化生产,还本地化生产了S7-200PLC*触摸屏KTP-178和四行中文文本显示器TD400,提高了西门子小型PLC整体解决方案的性价比,开放性已达到同类*中型机水平,支持PPI、RS-485、Profibus-DP、以太网等多种通讯协议,*了的无缝连接。
我认为小型PLC的市场份额会持续保持*的发展。随着中国加入WTO,出口额逐年提高,中国正逐步成为**机械设备的制造基地,使得国内OEM厂商迅猛发展。一些OEM厂商为了避免激烈竞争,追求*高的利润,将用小型PLC替代继电器或单片机控制方案。小型PLC不再仅仅进行单机单站的控制,工厂信息化的潮流将会使更多的生产设备联网,进行集中监控。西门子小型PLC开放的平台为工厂生产设备联网和工厂信息化提供了可能性,使客户*增加额外的硬件投资即可实现联网。
(1)PLC的发展大体上可分为3个阶段:
①形成期(1970―1974年)
在这一期间PLC以准计算的面貌与用户见面。在软件上采用机器码和汇编语言编写应用程序,在硬件上采用中小规模集成电路构成系统。其功能**于开关逻辑控制,且价格昂贵,只在一些大型生产设备和自动生产线上使用。
②成熟期(1973―1978年)
在这一时期,一方面随着大规模集成电路的出现,出现了以微处理器为**的新一代PLC,另一方面采用了梯形图语言,通俗易懂。由此称为PLC,且技术也日趋完善。
③大发展时期(1977――至今)
由于PLC技术的发展始终保持两个特点:一是继承继电器控制系统的特点,二是应用了计算机技术。随着PLC应用的扩大,全面促进了PLC的生产和研究,产品的品种也越来越多,需求量也越来越大,很受欢迎,PLC也成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。地区已形成为重要产业。据不统计,世界PLC总销售额1987年为25亿美元,1988年为31亿美元,比*年增长24%。1989年为36亿美元,比上一年增长16%。新的生产家不断涌现,产量产值大幅度增加,价格也普遍下降。
据美国《控制工程》杂志统计,1984年美国注册生产的厂家有48家,其中*的有AB(Allen bradly)公司、GM(Gould Modicon)公司、TI仪器(Texas Instruments)公司、GE(General Electric)公司、西屋(Westen House)电气公司等。
据日本《自动化》杂志统计,1982年日本有40家工厂生产PC,其中*的有三菱、日立、立石、夏普、安川、、富士等公司。
据德国《工业电气电子》杂志统计,1984年欧州有60家生产PLC的厂家,其中*的有德国西门子公司、BBC公司、AEG公司及法国的TE公司等。
(2)随着国外PLC技术的日益发展,其应用也越来越广泛,其范围通常可分成五大类型
①顺序控制
这是现今PLC应用*广泛的领域,可以取代传统的继电器顺序控制可以用于单机、多级制式生产自动线控制。如:注塑机、印刷机械、组合机床、装配生产线、包装生产线、电镀车间及电梯控制线路等等。
②运动控制
PLC制造商目前已提供了拖动步进电机式伺服电机的单轴式多轴位置控制模块。在多数情况下,PLC把描述目标位置的数据送给模块,模块移动一轴式数轴到目标位置。当每个轴移动时,位置控制模块保持适当的速度和加速度,确保运动平滑。运动的编程可用PLC的语言完成,通过编程器输入。
③过程控制
PLC能控制大量的物理参数。例如:温度、压力、速度和流量。PID(Proportional-Integral-Derivative)模块的提供使PLC具有了闭环控制的功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当由于控制过程中某个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。
④数据处理
在机械加工中,出现了把支持顺序控制的PLC和计算数值控制(CNC)设备紧密结合的趋向。*的日本FANUC公司推出的SYSTEM 10.11.12系列,已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递,该公司采用了窗口软件,通过窗口软件用户可以自由编程,由PLC连至CNC设备使用。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理体系。
⑤通信
为了适应国外近年来兴起的工厂自动化(FA)系统发展需要,发展了PLC之间、PLC与上级计算机之间的通信功能,它们都采用光纤通信多级传递。输入/输出模块按功能各自放置在生产现场分散控制,采用网络联结构成集中管理信息的分布式网络系统。