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第四章与PLC输入输出模块相连的摆设

  第四章与PLC输入输出模块接连的配置_工学_上等训导_训导专区。《可编程逻辑担任器——道理与使用》(第5版) 丑武胜等译,电子工业出书社,华北水利水电大学的PLC教材

  第4章 与PLC输入输出模块接连的配置 目 标□□□□: ? 争论根基的开/合输入配置。 ? 描写分别地势的输入配置的操作进程□□□□,如按钮、开合、选 择开合和限位开合。 ? 了然电位计、线性微分转换器(LTVT)、热电偶和种种其 他的变换器与传感器。 ? 描写电机及其启动器的PLC输出担任。 ? 了然输出配置□□□□,如继电器、电磁阀、气压和液压缸等。 ? 描写步进电机和伺服电机的操作进程。 1 4.1 概述 这一章将先容少少与工业PLC编制相连 的典范输入输出配置。输入输出配置有许众 种。读者可正在本书的参考书目中找到这些相 合的材料。对待每一品种型□□□,咱们只先容一 些典范的根基配置。本章分成4个局限□□□,划分 为输入开合配置、模仿输入配置、输出开合 配置和模仿输出配置。 2 4.2 输入开合配置 与PLC的输入模块接连的开合类型: 3 M A. NO SPST N M N NC SPST M B. N O Q R DPDT 前7个是触发 开合 E. M C. SPDT N O M F. N Spring-return SPST M O D. DPST N P M M O J. SPDT N C O N P 后4个是按钮 开合 G. Center OFF SPDT M H. NO N M I. NC N M O Q S N P R T K. Stacked SPDT 输入开合配置少少大写字母的趣味 字母组合 NO 寄义 常开(非引发状 态下) 常闭(非引发状 态下) 单刀单掷 字母组合 SPDT 寄义 单刀双 掷 双刀单 掷 双刀双 掷 5 NC DPST SPST DPDT 另一种PLC输入开合配置是限位开合。plc输入输出模块当限 位开合的死板引发器被少少部件、凸轮或其他 配置碰撞移位后□□□,电气触点将从NO转为NC或从 NC转为NO。 重载局限 侧边滚 轮限位 开合 滑轮杆限 位开合 开合 颤动引发 杆触发限 位开合 其他通用的PLC输入的开合配置 其他通用的PLC输入的开合配置□□□□□,其操作过 程可能正在参考书中找到□□□□□,这些配置是□□□□□: 压力开合 液位开合 地点开合 光电编制 霍尔配置 磁敏开合 感到开合 7 4.3 模仿输入配置 模仿输入配置能爆发一口气转变的输入电信号□□□,并送到 PLC的相宜的输入模块。与这些模仿输入配置相对应的PLC输 入模块也必需有经管模仿量信号的才智。 下图所示的是碳式电位计。通过轴的挽救□□□□□,可能让滑动 触点沿碳素体转移。滑动触点转移时□□□□□,接连到末梢的电阻发 生转变。对待绕线式电位计□□□,plc输入输出模块碳素体被线圈绕组代替。 绝缘体 碳原料 转轴(担任弧 刷臂的地点) 外观图 滑动 触点 内部构制 碳原料 8 电位计同PLC的电气接连如图4.4(b)所示。即使PLC的 输入电压与电位计电压的输出值及其转变不般配□□□□,正在电 位计输出和PLC输入模块之间就要加电压转换器或放大器。 图4.4(c)给出了碳式和绕线式电位计的特质比拟。 电位 计 至输入 模块或 电压转 换器 碳式电位计 可达100mΩ 低增益和低电能 一口气性好 可能长短线性 低本钱 必要时效经管 有烧灼雀斑 线绕式电位计 有限值,可达1kΩ 高增益和高电能 按小步长输出 线性 本钱高 无需时效经管 不妨没有烧灼雀斑 可变线性微分变换器(LVDT)如图4.5所示。跟着磁线 圈的线性转移□□□□,LVDT的AC输出随着转变□□□,同时其输出电压 Vout也会转变。LVDT输出电压的转变用于指示某个过程适 当接连的配置的地点□□□□□,从而能使过程尽心策画的PLC输入模 块能用于给PLC经管器输入地点新闻。 二次绕线 输入电压 一次绕线 可转移磁芯 一次绕线 绕线 (a) Vin ? ? 1 2 Vout 转移 (b) Vin Vin Vin Vout Vout 大移位 Vout 大移位 (c) (d) 小移位 小移位 (e) 经常必要用热电偶来为PLC供应担任进程的温 度输入信号。热电偶的根基地势睹图4.6。热电 偶的输出电压信号Vm必要过程转换经管后再传给 PLC输入模块。法式热电偶的特征如图4.7所示。 金属A 高温 金属B 接连口(将线 扭曲、日常焊 接或对焊) (a) 金属A 低温 ? ? 金属B 铜线 低温 高温 金属A ? ? 金属B 灵便电压计 ? ? VM ? 低温 ? (b) ? ? 高温 ? VM 高温 ? A 可变低温 ? ? R3 ? ? ? ? ? B ? ? R2 ? 境况温度上升 时R3电阻淘汰 VM R1 ? ? (d) ? ? R4 (c) 电输入变换器和传感器凭据它所感到的物理变量来分类□□□□□,4种紧要类型是□□□□□: 热、光、磁和死板电子式。图4.8是对本章争论的变换器和传感器操作特征的 单纯总结。 名称 电热调度器 操作道理 电阻与温度按反方 向转变 长处 热变换器 外面电阻大 电阻转变周围大 价钱低廉 衡量速率疾 电阻线性转变 褂讪性好 精度高 输出近似线性 温度周围广 可正在高温应用 自供电 缺陷 非线性 温度衡量周围窄 必要电源 自觉热 价钱高贵 电阻转变周围小 必要电源 低输出 敏锐性差 必要参考电压 电阻式温度检 电阻与温度同对象 测器 转变 热电偶 电压或电流与温度 成正比 名称 操作道理 长处 温度传感器 缺陷 IC温度传感 器 电压或电流与绝对 温度正在数字上等 效 线性输出 体积小 价钱低廉 衡量速率疾 衡量周围窄 低输出 温度变送器 接纳热电偶或RTD 的输入□□□□□,输出电 流与温度成正比 线性输出 可长途衡量 只接纳热电偶或RTD 的输入 光学高温计 将红外光聚会正在IC 温度传感器的探 头□□□□,输出电流与 温度成正比 线性输出 可正在高温应用 非接触衡量 价钱高贵 名称 操作道理 长处 光学变换器 缺陷 光敏传感器 电阻与电磁辐射 (EMR)的密度 相反 将EMR转化为电流□□□, 电流与EMR密度 成正比 将EMR转化为电流并 注入基极□□□□,该设 备与典范晶体管 有同样的反应 电阻转变周围大 反应慢 必要电源 对温度敏锐 低输出 必要外部电源 光电传感器 自供能源 衡量速率疾 光敏三极管 敏锐性好 高输出 衡量速率疾 必要外部电源 名称 操作道理 长处 光学传感体例 缺陷 对置式传感 ERM光束直接从发 感知周围长 射器到接受器□□□□□, 光束受阻时主意 被检测 发射器到接受器必 须正确调度且二 者要辨别 回射式传感 ERM光束直接从发 发射器和接受器 感知周围局限正在30 射器到反射器□□□, 必需放正在不异 英尺□□□□,必要远距 再回到接受器□□□□, 单位里 离反射器 光束受阻时主意 被检测 ERM光束射向行为 发射器和接受器 感知周围局限正在10 反射器的被感知 必需放正在不异 英尺□□□□□,被感知物 物体□□□□,光束反射 单位里□□□□,无须 体必需具有反射 回接受器后物体 反射器 性 被检测 扩散式传感 名称 操作道理 长处 磁场变换器 缺陷 感到式 磁场和线圈的相对 运动正在线圈中产 生电压 亲切低磁阻物体改 变其相近磁场□□□, 正在线圈中爆发电 压 不必要电源 只检测运动 磁阻式 不必要电源 只检测运动 霍耳效应式 爆发与磁场强度成 正比的电压 感知静态磁场 价钱低廉 必要外部电源 名称 操作道理 长处 机电变换器 缺陷 限位开合 凭据推行器的地点 使触点连结和断 开 轴运转时电刷与终 端之间的电阻 (或电压)发作 转变 平淡不必要外部 必需与被检测主意 接触 电源□□□,地势众 样 耐用 必要外部电源 必要某种啮合和连 接 必要外部电源 衡量系数低 必要外部电源 电位计 金属丝应力 压缩和拉伸时应力 计 调度 半导体应力 压缩和拉伸时应力 计 调度 耐用 衡量系数高 流体传感器 涡轮式 流体过程涡轮使叶轮旋 相对低廉 转□□□□□,转动情状通过 磁力传感器检测 流体流经旋涡零落处□□□□, 爆发向下的旋涡□□□, 合成的振动被压电 传感器检测到 探头加热到常温□□□,传感 器衡量冷却速率□□□□□, 它与流速成正比 转移部少 精度高 流体活动受阻 涡流式 价钱高 流体活动受阻 传热式 无转移部件□□□□, 相对低廉 反应慢 流体活动受阻 流体必需具有热传导 性 超声式 声能以必定频率自下而 上传到流体□□□□,返回 的频率与流速成正 比 十分高贵 无转移部件□□□□, 可通过管壁检测□□□, 流体不受阻 磁场式 流体通过磁场爆发与流 无转移部件□□□,相对 流体必需具有导电性 量成正比的电压 低廉□□□□,流体不受 阻 液位传感器 浮动式 液位上升□□□,浮子也上升□□□□□, 价钱低廉 使磁力或死板开合动 作 液体上升接触到探头□□□□,正在 无转移部件□□□□,价 输出端爆发电流 格低廉 只可衡量液体 传导式 探头 超声接 触式 超声非 接触 式 亲昵式 只可衡量液体□□□□□,流 体必需具有导电 性 声能直接通过一漏洞达到 无转移部件□□□,能 价钱高 接受器□□□□□,漏洞中的流 检测任何流体 体杀青传输进程 声能通过传输皮相检测□□□, 无转移部件□□□□,不 价钱高贵 返回光阴取决于皮相 必要接触皮相□□□□□, 离检测点的隔断 能检测绝对高 度 振荡器频率调度指示主意 无转移部件 的邻近□□□,当其调度频 率时□□□□□,爆发输出 衡量周围局限正在10 cm 4.4 输出开合配置 PLC的输出模块与众数的开合电气配置相连。 一种紧要的地势是电磁阀□□□□,如图4.9所示。电磁阀 的推行塞被一个弹簧顶着□□□□□,并位于盒中。当线圈加 电时□□□,推行塞向下。推行塞与种种地势的死板配置 相连。日常用处是流体开合担任□□□□□,如火炉中的气体 担任阀。死板负载才智随电磁阀的尺寸而分别□□□□□,一 般从1盎司到100磅①。 ① 1盎司 ? 28.35 g□□□,1磅 ? 453.59 g。 20 至推行机构 活塞 上端 下端 线圈 框架 电气接线端 弹簧 (b) 电磁阀推行机构剖面图 电磁阀的另一种用处是对象担任□□□□,图4.10给出了个中的 一种。这种电磁阀既可能检测液体也可能检测气体。它应用 了两个电磁阀□□□□□,当一个电磁阀作为时□□□□,阀掀开□□□□,流体往一个 对象活动。两个电磁阀闭塞时□□□□,活塞就停正在中心地点□□□,无流 体通过。当汽缸运动到中心或两头时□□□,必需有一个通道让活 塞后面的液体排出。 电磁阀指示灯 电磁阀 装配面板 阀体 图4.11显示了一种死板电子式继电器□□□□□,这是另 一种由PLC模块担任的通用开合配置。输出模块与 继电器线圈相连□□□,继电器线圈得电□□□□,使触点掀开 和闭塞□□□□□,这些触点担任其他的电途。 接触杆外壳 铜接线端子 齿状静 分叉可 止触点 拉杆 转移触点 血色指示器 护罩 磁铁 聚丙烯 酸填料 推杆推行器 磁铁 线圈 磁铁托架 护罩MTG螺栓 杆件末 端螺栓 后盖板 MTG螺栓 后盖板壳体 线圈端子 基座 上部槽形孔 剖面图 继电器的好处□□□: 与将输出模块直接与电气线途相接连的本领相 比□□□□,应用继电器的好处是□□□□:(1)继电器可能担任 众个线途□□□□,可能是NO□□□□,也可能是NC;(2)继电器 接触电途正在电气上与输出模块电途间隔;(3)与 输出模块比拟□□□□,继电器接触器可能担任更大的电流□□□□□, 并可正在更高的电压下职业。能经管高电流的继电器 称为接触器。 24 4.5 模仿输出配置 有很众类型的电气配置可由PLC通过其输出模块举行担任。 这一节先容两种模仿输出配置□□□□□,即步进电机(睹图4.15)和 伺服电机(睹图4.16)。plc输入输出模块步进电机的转动地点受其输入担任。 每当步进电机接受到一个输入脉冲时□□□□□,步进电机就转动必定 的角度。每个脉冲/步进的角度(比如□□□□□,2.5°、1°等)取 决于步进电机的型号。有一种微步进电机□□□□□,各步之间再有中 间地点□□□,这取决于相邻电极之间的信号相对强度。步进电机 的挽救运动通过分别的死板传动机构转换为直线运动□□□,从而 实行定位性能。 25 电机 固定杯A 线圈A 线圈B 固定杯B 输出轴 (a) (b) 图4.15 步进电机[(a)两种分别型号步进电机及其担任器□□□□□, 大电机的直径大约为4.2 in□□□□□,小电机的直径大约为2.3 in; (b)永磁步进电机剖面图(Parker Compumotor分部授权)] 伺服电机如图4.16所示。伺服电机不是按步挽救的□□□,而 是一口气运动的□□□□□,其职业体例好似于步进电机。也可能应用特 殊的PLC输出模块来担任伺服电机。 定子 转子 两个MS 型接连器 地点反应 配置转子 外壳 轴承 地点反应 配置定子 前面曾先容过具有开合形态的液体阀。除此以外□□□□□,有许 众种称为伺服阀的液体阀□□□□,这些阀的开度是一口气的□□□,而不只 是开或合两种形态。伺服液体阀是PLC担任的很众其他类型 的模仿输出配置的一个例子。一齐的模仿配置都必要地点指 示器(如编码器)□□□□□,用来将输出地点行为模仿信号反应到 PLC输入模块□□□□□,以显示输出形态。 (a)比例调理阀 (b)编码器

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