混凝土搅拌站的电气控制及电路图的分析通.docx

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1、混凝土搅拌站的电气控制及电路图的分析.电气基本常识与基本的电气传动 系统一致，混凝土搅拌站的 电气传动系 统由:电源部分一控制部分一执行电气元件部分 等构成。1、电源部分：主要是由电源开关及电源保护装置构成，它的任务是完成供电能量的馈送、切断及对电源和用电 设备进行保护等。电源部分涉及到供 电开关、空气开关、熔断器、漏电保护 器等低压电器。2、控制部分：是整个电气传动系统的中心。在它的控制指挥下，电动执行元件才能按照人们的要求去完成各种 复杂的动作。在HZS系列硅站中电气控制主要由PLC控制系统实现。PLC是 计算机技术与继电接触式控制技术相结合的产物，它的输入输出仍然与低压电器密切相关。继电

2、接触式控制系 统：主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成。其 控制方式是 断续的，又称为断 续控制系统。其特点是结构 简单、价格低、维护容易、抗 干扰能力强等。是基 本的电气控制形式。其缺点是采用固定接线方 式、灵活性差、工作频率低、 触点易损坏、可靠性 差。要改变（实现）控制顺序就必须改变控制 器的硬件接线。可编程序控制器： 是一台专为在工业环境下运行的工业计算机。详见（二）可编程序控制器 概述一节3、执行电气元件：是电源部分和控制部分的最终服务对象。如：电机、电磁阀及其它执行电器。（一）常用低压电器概述低压电器是指在交 流50Hz额定电压交流1200V以下或直流1500V以下的电路中起

3、通断、保 护、控制调节作用 的电器。按照低压电器在电 气线路中的职能和用途，一般 分为以下几 类：1、低压配电电器：主 要用于低 压供电系统，这类 低压电器有 刀开关、自动开关、隔离开关、 转换开关以及熔断器等；2、低压主令电器：主 要用于发送控制指令的电器。这类电器 有按钮、主令开关、行程开关和 万能转换开关等。 这类电器的主要技术要求是 操作频率要高，抗冲击，机械 和电器寿命要长。3、低压控制电器：主 要用于电气控制系统。这类 低压电器有 接触器、继电器等。对这类电器 的主要技术要求是有一定的通断能力、操作频率要高，电器和机械寿命要长。4、低压保护电器；主 要用于对 电路和电器设备进 行安

4、全保护 的电器。这类电器 有热继电器、 安全继电器、电压 继电器、电流继电器和避雷 器等。这类 继电器要求有一定 的通断能力，反应要 灵敏、可靠性高。5、低压执行电器：主 要用于执行某种动作和传动 功能。这类低压电器有电磁铁、电磁离合器、 电磁阀等。也有将 2、4、5归入低压控制 电器类。在 这里先介绍常用的 电气元件及 其文字和基本图形符号按钮 是一种专门发号施 令的电器，用以接通或断开 控制回路中的电流。其代号为 SB。万能转换开关是由多组相同结构的触头组件叠装而成的多回路控制电器，它能够转换多种和多数量的线路行程开关又称限位开关。是用以反应工作机械的行程，接通或断开控制电路，发濠四德承窜

5、开开关1滚轮 2上臂轮 3、5、11 弹簧4套架 6、9压板 7触点8出命令以控制机械 运动方向和行程大小的开关。其作用原理与按钮相似，区 别在于它不是靠手指 的按压而是利用生 产机械运动部件的碰压使其 触头动作, 从而将机械信号转 变为电信号，用以控制机械 动作或用 作程序控制。通常，行程开关被用来限制机械 运动的位 置或行程，使运动 机械按一定的位置或行程实 现自动停止、反向运动、变 速运动或自动往返运动等。如图4-1所示为滚轮式行程开关。行程开关的文字符号为：SQ触点推杆 10小滚轮图4-1无触点行程开关：又称为接近开关。其功能是当某种物体与之接近到一定距离时就发生动作信号，达 到行程控

6、制、记数及自动控 制的作用。而不像机械行程开图4-1关那样需要施加机械压力。接近开关是通过其感辩头与被测物体间介质能 量来取得信号的。与行程开 关相比，接 近开关具有定位精 度高、工作 可靠、寿命长、操作频率高 及能适应恶劣环境等优点。 但接近开关 在使用时，一般需 要有触点式 继电器作 为输出器。接近开关的形式有多种，不论哪一种都是由接近信号发生机构以及后级的检波、鉴副和出口电路所组成。高频振荡型用于检测各种金属, 所示。当前应用最 为普遍，其电路结 构可以归纳 为图4-2 空气开关 又称自动空气断路 器, 动切断电路，保护串联在它后面的线路和电气 当于刀闸开关、熔 断器、热 继电过电流继电

7、器 主要由三个基本部 分组成，即触头和灭弧系统 构。文字符号为 QF。如图4-3所示当电路 发生严重过载、短 路及失压等 故障时，能自设备。在功和欠压继电、各种脱扣能上，它相 器等的组合。 器、操作机图4-2空气开关的工作原理如图 4-4所示。使用时断路器三副主触头1串接在被控制的三相电路中，按下接通按钮时，外力使琐扣 3克服反作用弹簧的 反力，将固定在锁扣上面的动触头与静触头闭合， 并由锁扣锁住搭钩4使动静触头保持闭合，开关处 于接通状态。当线路发生过载时，过载电流流过热元件12产生一定的热量，使双金属片 13受热向上弯曲， 通过杠杆8推动搭钩与琐扣脱开，在反作用弹簧的 推动下，动、静触头分

8、开，从而切断电路，使用电 设备不致因过载而烧毁。当线路发生短路故障时，短路电流超过电磁脱 扣器的瞬时脱扣整定电流，电磁脱扣器产生足够大 的吸力将衔铁吸合，通过杠杆推动搭钩与锁扣分 开，从而切断电路，实现短路保护。图4-3空气开关在电路图中的符号1-动触头2-静触头3-锁扣 4-搭扣 5-反作用弹簧6-转轴座 7-分断按钮 8-杠杆 9-拉力弹簧10-欠压脱扣器衔铁11-欠压脱扣器 12-热元件 13双金属片14-电磁脱扣器衔铁15-电磁脱扣器16-接通按钮4-4空气开关工作原理示意图乖的器工作原茸交流接触器是一种用来频繁的接通或断开主电路及大量控制 电路的自动切换电器。其结 构主要由 电 磁铁

9、和触点两部分组成。其文字符号为KM接触器最主 要的用途是控制电机的启动、正反转、制动和调速。 在 HZS系列硅站控制系统中，主电路电机的启 动均使用 接触 器控制切断、导通电路。并且与空气开关配合使用。接触器触点分为主触点和辅助触点两种，其中对主触点接在主电 路中，起断开和接通主电路 的作用,辅助触点接在控制线路中，可完成一定的控制要求，如自锁、互锁等。触头还分为常开和常闭两类。当线圈未通电 时，处在 相互脱开状态的触 头叫常开触 头，又叫动合触头；处在相互 接通状态的触头叫常闭触头,又叫动断触头。交流电磁铁（电磁系统）由线圈、静铁芯和动铁芯（衔铁）组成。如上图所示。在铁芯头部平面上装有短路环

10、，目的是消除交流电磁铁在吸合时可能产生的铁芯振动。接触器的工作原理如下：当按下按钮线圈得电时，静铁芯和线圈产生 磁场，将动铁芯吸合，带动桥式动触点向右移动，使之与静铁芯接触。这时, 电机和电源接通，电动机运转；当松开按钮线圈断电时，磁场吸力消失，在 复位弹簧作用下，动触点复位，切断电机电源，电机停止运转。其文字符号为：KM 如图4-5所示。图4-5 继电器：继电器是一种根据某种输入信号（电压、电流等电量或非电量）的变化，接通或断开小电流控制 电路，实 现自动控制和保护 电力拖动装 置的电器。一般情 况下不直接 控制电流 较大的主电路，而 是通过接 触器或其他电器对 主电路进行 控制。它可根据输

11、 入的信号达 到不同的 控制目的。.1中间继电器：是用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。它的特点是线圈的匝数很多，并且触点多（多至六对或更多）、触头能承受的电流较大（额定电流5 10安培）、动作灵敏（动作时间小于0.05秒）。其输入信号是线圈的通电和断电，输出信号是触头的动作，并能将信号同时传递给几个元件和回路。图 4-6为HZS系列外站使用的中间继电器工作原理示意图。它的用途有两点：一是用做传递信号，当接触器线圈的额定电流超过电压或电流继电器触头所允许通过的电流时，可用中间继电器作为中间放大器再来控制接触器；二是用做同时控制多条线路。HZS系列外站均使用中间继1.衔车2 2.触

12、头系统3.反力弹簧4.底座 5.铁心6.电磁线圈电器作为PLC输出接口连接的执行元件。其文字符号为：KAg 4-6从得到输入信号（线圈的通电或断电）开始，经过一定的延时后才常开触点13输出信号（触点的闭合或断开）的继电器，称为时间继电器。时间继电器的延时方式有两种:时间继电器线圈延时断开触点延时闭合触点图4-7通电延时：接受输入信号后延迟一定的时间，输出信号才发生变化，当输入信号消失后，输出信号瞬时复原。断电延时：接受输入信号时，瞬时产生相应的输出信号，当输入信号消失时，延迟一定的时间，输出信号才复原。时间继电器的文字符号为 KT,如图4-7所示。在HZS外站控制系统中，生产能力为 50m科以

13、上，主机采用Y 一（星一三角）延时降压启动。.3固态继电器：是由半导体器件组成的继电器，它是一种无触点电子开关。没有任何可动部件和触点。具有相当于电磁继电器的功能。它较之电磁继电器具有工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪声和使用方便等一系列优点。应用在计算机的输入输出接口、 外围和终端设备等。其它电气元件文字符号指示灯电磁阀线圈单相空开钥匙开关BELLn磁性开关电流表电压表（二）交流接触器的常见故障及处理方法交流接触器在长期使用过程中，由于自然磨损或使用维护不当，会产生故障而影响正常工作。下面对交流接 触器的常见故障进行分析。由于交流接触

14、器是一种典型的电磁式电器，它的某些组成部分，如电磁系统、触头系 统，是电磁式电器所共有的，因此这一部分的内容，也适用于其它电磁电器，如中间继电器、电流继电器等。（1）触头的故障及维修交流接触器在工作时往往需要频繁地接通和断开大电流电路，因此它的主触头是较容易损坏的部件。交流接 触器触头的常见故障一般有触头过热、触头磨损和主触头熔焊等情况。D触头过热动、静触头间存在着接触电阻，有电流通过时便会发热，正常情况下的温升不会超过允许值。但当动、静触头间的接触电阻过大或通过的电流过大时，触头发热严重使触头温度超过允许值，造成触头特性变 坏，甚至产生触头熔焊。导致触头过热的主要原因有： 通过动、静触头间的

15、电流过大交流接触器在运行过程中，触头通过的电流必须小于其额顶电流。否则会造成触头过热。触头电流过大的原因主要有系统电压过高或过低；用点设备超负荷运行；触头容量选择不当和故 障运行。 动、静触点接触电阻过大造成触点间接触电阻增大的原因有：一是触头压力不足：对同一规格的接触器而言，一般是触头压力越大，接触电阻越小。遇此情况，首先应调整压力弹簧，若经调整后压力仍达不到标准要求，则应更换新触头。二是触头表面接触不良其原因有：油污和灰尘在触头表面形成一层电阻层；铜质触头表面氧化；触头表面被电弧灼伤、烧毛，使接触面积减少等。但对银或银基合金触头表面的氧化层可不做处理。对电弧灼伤的触头，应用刮刀或细锉刀修整

16、。对用于大、中电流的触头表面，不要求修整的过分光滑，过分光滑会使接触面减少，接触电阻反而增大。不允许用砂布或砂轮修磨触头。易使沙粒嵌在触头表面，导致接触电阻增大。2）触头磨损触头在使用过程中，其厚度会越用越薄，这就是触头磨损。触头磨损有两种：一种是电磨损，是由于触同间电弧或电火花的高温使触头金属气化所造成的；另一种是机械磨损，是由于触头闭合时的撞击及触头接触面的相对滑动磨擦等造成的。一般当触头磨损至超过原有厚度的1/2 时，应更换新触头，3）触头熔焊动、静触头接触面融化后焊在一起不能分断的现象，称为触头熔焊。当触头闭合时，由于撞击和产生振动，在动、静触头间的小间隙中产生短电弧，电弧产生的高温（

17、可达 30006000OC）使触头表面被灼伤甚至烧熔，融化的金属冷却后便将动、静触头焊在一起。发生触头熔焊的常见原因有：a 接触器容量选择不当，使负载电流超过触头容量；b 触头压力弹簧损坏使触头压力过小；c 因线路过载使触头闭合时通过的电流过大等。实验证明，当触头通过的电流大于其额定电流10 倍以上时，将使触头熔焊，触头熔焊后，只有更换新的触头，才能、消除故障。如果因为触头容量不够而产生熔焊，则应选用容量较大的接触器。（ 2）电磁系统的故障及维修：1）铁心噪声大：电磁系统在运行中发生轻微的嗡嗡声是正常的，若声音过大或异常，可判定电磁系统发生故障，其原因有： . 衔铁与铁心的接触不良或衔铁歪斜衔

18、铁与铁心的接触经多次碰撞后，使接触面磨损或变形，或接触面上有锈垢、油污、灰尘等，都会造成接触面接触不良，导致吸和时产生振动和噪声，加速铁心损坏，同时会使线圈过热。严重时甚至会烧毁线圈。如果振动由铁心端上的油垢引起，应拆下清洗。如果是由端面变形或磨损引起，可用细纱布平铺在平铁板上，来回推动铁心将端面修平整。对E 型铁心，维修中应注意铁心中柱接触面要留0.10.2mm 的防剩磁间隙。 短路环损坏交流接触器在运行过程中，铁心经多次碰撞后，嵌装在铁心端面内的短路环有可能断裂或脱落，此时铁心产生强烈的振动，发出较大噪声。短路环断裂多发生在槽外的转角和槽口部分，维修时可将断裂处焊牢或照原样重新更换一个，并

19、用环氧树脂加固。 机械方面的原因如果触头压力过大或因为活动部分受到卡阻，使衔铁和铁心不能完全吸合，都会产生较强的振动和噪声2） 衔铁吸不上当交流接触器的线圈接通电流后，衔铁不能被铁心吸合，应立即断开电源，以免线圈被烧毁。衔铁吸不上的原因主要有：一是线圈出线的连接处脱落，线圈断线或烧毁。二是电源电压过低或活动部分卡滞。若线圈通电后衔铁没有振动和发出噪声，多属第一种原因；若衔铁有振动和发出噪声，多属第二种原因。应根据实际情况排除故障。3）衔铁不释放当线圈断电后衔铁不释放，此时应立即断开电源，以免发生意外事故。衔铁不能释放的原因主要有：触头熔焊；机械部分卡阻；反作用弹簧损坏；铁心端面有油垢；E 型铁

20、心的防磁间隙过小导致剩磁增大等。4）线圈的故障及其修理线圈的主要故障是由于所通过的电流过大导致线圈过热甚至烧毁。线圈电流过大的原因主要有： 线圈匝间短路由于线圈绝缘损坏或受机械损伤，形成匝间短路或局部对地短路，在线圈中回产生很大的短路电流，产生热量将线圈烧毁。 铁心与衔铁闭合时有间隙交流接触器线圈两端电压一定时，它的阻抗越大，通过的电流越小，当衔铁在分开位置时，线圈的阻抗最小，通过的电流最大。铁心吸合过程中，衔铁与铁心的间隙逐渐减小，线圈的阻抗逐渐增大，当衔铁完全吸合后，线圈阻抗最大，电流最小。因此，如果衔铁与铁心间不能完全吸合或接触不紧密，会使线圈电流增大，导致线圈过热以致烧毁。从以上分析可

21、知，对交流接触器而言，衔铁每吸合一次，线圈要受一次大电流冲击，如果操作频率过高，线圈会在大电流的连续冲击下造成过热，甚至烧毁。 线圈两端电压过高或过低线圈电压过高，会使电流增大，甚至超过额定值；线圈电压过低，会造成衔铁吸合不紧密而产生振动，严重时衔铁不能吸合，电流剧增使线圈烧毁。线圈烧毁后，一般应重新绕制。如果短路的匝数不多，短路又在靠近线圈的端部，而其余部分尚完好无损，则可拆去已损坏的几圈，其余的可继续使用。线圈需重绕时，可从铭牌或手册上查出线圈的匝数和线径，也可从烧毁线圈中测得匝数和线径。线圈绕好后，先放入105110 0c的烘箱中预热3h,冷却至60700c后，浸绝缘漆，滴尽余漆后放入1

22、10120 C的烘箱中烘干，冷却至常温即可使用。二可编程序控制 器概述（仅供参考）可编程序才$制器（Programmable Controller）通常也简称为可编程控制器，PC或PLC。可编程序控制器技术发展很快，因此给它下一个确切的定义显得很难。比较权威的是国际电工委员会在1987 年 2 月颁布的第三稿中对可编程序控制器的定义：“可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术运算等控制指令，并通过数字或模拟式的输入和输出控制各种类型机械的生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都易

23、于与工业系统连成一个整体，易于扩展其功能的原则设计”。由上述可见：PLC 实质是将逻辑运算、顺序控制、时序、计数以及算术运算等控制程序，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。3.1 可编程序控制器的基 本 结 构不同生产厂家生产的 PLC尽管品种各异各有各的特点，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的实时工业控制计算机系统，都是由硬件和软件两部分组成。从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块

24、式 PLC包括CPUII块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。编程器夕部设备上位计算机其它开关一一微处理器CPU量输入 二一接口 电源量输出工一继电器电磁阀信号灯执行元件PLCC勺结构框图PLC的作用就是要采集被控制对象的内部运动特征的信息，对这些信息按照一定的算法处理加工，获得可以 控制被控制对象行为的控制信号并输出施加于被控制对象。这个过程实质就是对信息进行转换与处理的过程。当今 信息处理离不开计算机技术，PLC也是如此。与普通微机的区别是，PLC注重于工业现场的应用，在信号的采集和输出方面有其特定的要求，实现了专业化。上图为 PLC的结构框图3.1

25、.1 微处理器（CPUCPU是PLC的核心部件，在 PLC系统中的作用类似于人脑的中枢神经。是 PLC的运算、控制中心，用来实现 逻辑运算、算术运算并对整机进行协调控制。每套 PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收 并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时， 诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指 令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPUI元

26、还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU勺控制器控制 CPUT作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工 作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是 PLC的重要参数，它们决定着 PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控 制规模。3.1.2 存储器PLC中的存储器主要用来存放 PLC的系统程序以及工作数据。（1）在只读程序存彳

27、IT器（只读 ROM）中固化系统程序。因为系统程序是用来控制和完成PLC各种功能的程序，它和具体的硬件组成包括一些专用芯片的特性有关，是 PLC的生产厂家在研究系统时确定的。在使用过程中 不可变动。用户不能访问、修改这一部分存储器的内容（ 2）在 EPRROM （可擦涂程序存储器）存储用户程序。用户程序是根据被控对象的具体要求而编制，随生 产工艺不同而变动，必须便于修改；另一方面在一定时期内又要具有相对稳定性。3.1.3 现场信号的输入输出接口PLC 与现场被控对象的联系是通过各种输入输出接口单元实现的。人们利用各种技术手段把诸信息转变成模拟信号（如传感器的输入信号）、开关量信号（按钮信号、继

28、电器触点信号等）以及数字量信号（各种形式的通讯） 的形式，PLC 只要具备处理这三种形式的信号的能力即可。PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（ I/O ）完成的。I/O模块集成了 PLC的I/O电路，其输入暂存 器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI）,开关量输出（DO ,模拟量输入（AI）,模拟量输出（AQ等模块。开关量是指只有开和关（或1 和 0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O 分类如下：开关量：按电压水平分，有 220VAC 110VAC 24VDC按隔离方式分，有

29、继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V ）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 等。除了上述通用IO 外，还有特殊IO 模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，彳1其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。（1）开关量输入接口开关量接口是PLC 与现场的以开关量为输入形式的检测元件（如操作按钮、行程开关、接近开关、压力继电器等）的连接通道，它把反映生产过程的有关信号转换成CPU 单元所能接受的的数字信号。HZS

30、系列砼站控制系统采用汇集输入方式，即多个输入点的输入回路共用一个公共端子。（ 2）开关量输出接口开关量输出接口是PLC 与现场执行机构的连接通道。现场执行机构包括接触器、继电器、电磁阀、指示灯及各种变换驱动装置，有直流的、交流的、电压控制的及电流控制的等等，所以开关量输 出接口有多种形式，主要是继电器输出（有触点）、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。交流固态继电器的输出采用晶闸管输出，直流固态继电器输出采用晶体管输出。HZS 系列砼站控制系统的PLC 输出接口采用无触点的晶体管输出。这种输出方式只能驱动直流负载。3.1.4 I/O 扩展接口用于扩展PLC 的功能和规模。虽然在一般场合PLC 主要

31、是开关量的输入和输出，但也常常出现需要处理特殊参量的情况。如A/D 、 D/A 转换等。3.1.5 通讯接口通讯接口一般是为了实现与下列一些主要外部设备的通讯需要而设：（ 1）编程器：编程器用于输入、编辑、调试PLC 的应用程序，也可以对PLC 的运行状态及被控对象的参数进行监视，它通过通讯接口与PLC 的 CPU 联系，完成人机对话，是PLC 工作不可缺少的辅助工具。（ 2）通用计算机：通过通讯接口PLC 可以与广泛使用的通用计算机实现联网通讯。若将专门的支持软件安装在通用计算机上，就可以使通用计算机变成一台智能编程器，可以实现用PLC 的编程语言（如：梯形图等）、指令语句等方式对PLC 编

32、程。在FHK 控制系统中，就配备了专门的监控软件实现了对生产过程的实时动态图形化监控。 （ 3）与其他PLC 通讯：对于复杂的控制系统经常需要多台PLC 才能满足其需要，为了整个系统的运行协调就需要在各PLC 间交换必要的信息。（ 4）其他外设：如打印机、磁带机等。3.1.6 电源模块PLC的工作电源有交流供电和直流供电两种。交流供电一般采用单相交流 220V,直流供电一般采用 24V。为 了降低因供电电源的质量对PLC 的工作造成的影响，PLC 的电源模块都具有较强的抗干扰能力，有些PLC 的电源部分还提供24V直流输出，用于外部如：传感器供电、操作按钮的供电等。3.2 可编程序控制器的工作

33、原理及与继电控制的区别PLC要完成控制任务是在其硬件的支持下，通过执行反映控制要求的用户程序来完成的。这一点是和计算机 的工作原理一致的，所以可编程序控制器的基本原理是建立在计算机工作基础上的。可编程序控制器实质上也是 一种计算机控制系统，只不过它具有更强的与工业过程相连的接口，具有更适于控制要求的编程语言。由于它是 作为继电控制盘的替代物，其核心为计算机芯片，因此与继电器控制逻辑工作原理有很大的差别。继电器控制装 置采用硬逻辑并行运行的方式。即如果一个继电器的线圈通电或断电，该继电器的所有触点（包括它的常开或常 闭触点）不论在继电器线路的哪个位置上，都会立即同时动作。然而PLC的中央处理器（

34、CPU）则采用顺序逐条扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括它的常开触 点或常闭触点）不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。为了消除两者之间由于运行方式不同而造成的 这种差异，考虑到继电器控制装置中各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户的时间均小于100ms,因此，PLC 采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式一一扫描技术。这样，对于输入/输出响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置在输入酶出的处理结果上就没有什么差别了。扫描原理在PLC的基本原理中，主要的矛盾是对被控对象控制条件的满足时间与程序顺序执行的不协调。采

35、用查询方式已不能满足要求。因此，应采用对整个程序循环执行的工作方式，也称循环扫描。即执行用户程序 不是执行一遍就结束，而是一遍一遍不停地循环执行，直到停机。如果用户程序并不长，每一条指令执行时间足够快，则执行一次程序所占时间足够短，那么扫描一次程序所 占的时间短到足以保证变量条件不便，即前次扫描未捕捉到的某一变量的状态保证在下一次扫描程序时该状态变 量（所依附的）条件依然存在。这样就可以解决程序顺序控制与被控制对象控制条件之间存在的不协调的矛盾。 扫描周期的长短，首先与每条指令执行时间长短有关，其次与所用指令的类型及包含指令条数的多少有关。前者 取决于机器的主频即时钟的快慢，机器选定后，主频也

36、就确定了。后者取决于被控系统的复杂程度及编程人员的水平。一般确定循环扫描周期的时间约为100ms200ms3.3 一般在PLC的外观结构上，能观察到下列端子和指示灯.电源输入端子.功能接地端子连接电源（AC100240V 或 DC24V） 为了抗噪声，防电击，须接地。.保护接地端子为防止触电，须接地。 .输入端子连接输入电路。.输入LED.状输入端触头闭和时，对应LED灯亮。（LED:指示灯）态显示LED .输出 端子.外部供电电 源端子.外设端口表4-1状态显示灯亮或闪烁表示单元状态。见表4-1连接输出电路给输出设备提供电源（DC24V）。连接编程工具或者 RS-232C适配器、RS-422

37、适配器LED显示的状态内容LED显示状态LED显示状态POWER（绿）亮电源接通ERROR/ALARM （红）亮发生故障灭电源断开闪烁发生警告RUN （绿）亮运行/监视模式灭正常COMM （橙）闪烁与外设接口通讯中灭编程模式或停止异常过程中灭上述以外当PLC正常时:Power、 Run指示灯均亮；若Error 指示灯一闪一闪，表明PLC；行自我保护和诊断故障功能，采取断电再通电便可正常。若Error 指示灯持续亮，表明PL3：身存在故障。“Comm二指示灯只有写程序时亮。信号输入：当无输入时，输入端灯灭，输入端相对CCOM的24v;当有输入时，输入端灯亮，输入端相 对CO阔为0v。信号输出：当

38、无输出时，输出端灯灭，输出端相对24V+为0v;当有输出时，输出端灯亮，输出端 相+24v为24v。三.电气控制电路图的分析方法：电气控制电路是把 某些电气元件（如接触器、 继电器、按钮、行程开关）和 电动机等用电设 备按某种要求用导 线联接起来的电气线路。为 了设计、分析研究、安装维修 时阅读方便，电气控 制电路图中各电气 元件使用了国家统一规定的 电气图形符 号和文字符号。4.1 电气图的种类很多，下 面介绍在电气 控制中常用的一种 图一电路图维修电气故障的前 提是看懂电路图。电路图是 根据生产机 械运动形式对电气 控制系统的要求， 采用国家统一规定 的电气图形符号和文字符号，按照电气 设

39、备和电器的工作 顺序，详细 表示电路、 设备或成套设备的 全部组成和连接关系，而不 考虑各电器 元件的实际安装位 置和实际接 线情况的一 种简图。所以电路图又称为电气原理图。其用途是：3、1、1详细理解电路、设备或成套装置及其组成部分的作用原理；3、1、2、为测试和寻找故障提供信息：3、1、3作为编制 接线图的依 据。电路图一般具有下列特点：为便于分析看图， 电路或元件按功能布置，并尽可能按其工作顺序排列。对 因果次序清楚的 其布局一般是从左到右和从上到下；电路图一般分为电 源电路、主电路和辅助电路 三部分，在电路图中它们分开绘制；电源电路：三相交流电源相序L1、L2、L3自上而下依次 画出。

40、画成水平线。中线和保 护地线 PE依次画在相线之下。直流电源的“ +”端画在上 边, 一端在下边，电源开关水平画出。主电路：指受电的 动力装置 及控制、保护电器 的支路等，它是由空气开关或 主熔断器、交流 接触器主触头或（热继电器的热元件）以及电 动执行元件 等组成。主电路通 过的电流是 电动机的 工作电流，电流较 大。主电路图画在电路图的 左侧并垂直 电源电路。辅助电路：一般包括控制主 电路工作状态的控 制电路；显 示主电路工作状态 的指示电路； PLC输入、输出电 路；中间继电器放大转换电 路等。在HZS硅站控制系统中，它 是由按钮开关、接触器线圈、继电器线圈及触头、操作面板指示灯、 PL

41、C 等组成。 电气控制电路中，同一电器元件的不同部分如线圈和触头常常不画在一起，但要用同一文字符号标注； 电气控制电路的全部触头都按“非激励”状态 绘出 。“非 激励”状态 对电操作元件如接触器、继电器等是指线圈未通电时的触头状态；对机械操作元件如按钮、行程开关等是指没有受到外力时的触头状态；对于主令控制器是指手柄置于“零 位”时各触头状态 ；断路器和隔离开关的触头处于断开状态。3 2 电气控制电路图的分析方法任何生产设备或系统，不管它要做多么复杂的工作，都是在其电气控制系统的支配下按照一定规律完成的，是在组成电气控制系统的各个元器件间的相互协调、配合下实现的。电路图以全景图的形式表现出它们之

42、间的这种协作关系。各种元器件的图形符号就好比单独的一个 “词 ”，它们之间的连线就好“ 规则”和“修辞方 法 ”，将 “单词”组成了一条条句子叙述着系统的工作过程。因此，分析电路图的过程就是掌握系统工作情况的过程，这是日后维护工作的基础；反过来，若先对系统的工作过程有了详细的了解，对分析电路图会起到引导作用。如对HZS 砼搅拌站控制系统，我们在了解和掌握了混凝土的生产工艺、砼站的结构及工作原理、使用和操作这个基础上，对控制系统的控制工作过程应有一个基本的“框 架”认识要读懂电路图，首先要弄清电路图中各个元件起什么样的作用。电路图中（除了配电部分）可以分成三路：a 执行元件：是用来操纵被控制对象

43、的执行机构。在HZS 砼站控制系统中，这类元件包括电动机、接触器、电磁阀等。b 检 测 元件：可以把系统工作过程中的一些参量（如机械位移、重量压力等）的变化转换为电信号。在HZS 砼站控制系统中，这类元件有传感器、行程开关、按钮、压力继电器等。c 运算元件：用来对检测元件的信号进行逻辑运算，判断系统工作过程的各个阶段，使每个阶 段都有其所要求的执行元件工作。在HZS 砼站 控制系统中，这类元件有PLC、 时 间继电器。电路通常有三种状态：通路指处处连通的电路，简称闭路。开路指电路中某处断开、不成通路的电路，也叫断路。短路 指电路（电路中的一部分）被短接。在“通路”状态下，某一执行元件有相关的“

44、动作”。电路图中，就要满足基本电路的组成即：有供电、导线、控制元件、执行元件等。如下图所示：生产能力为50m3 /h 以上的砼站控制系统中，主机采用的Y （星三角）延时降压启动。 操作台上，按下主机启动按钮SB， PLC 接受（按钮）开关量信号，通过PLC 开关量输入接口（见PLC 结构 框图）进入内部电路；通过PLC 输出接口使执行元件继电器KA、+24V 直流供电及外接导线三者构成通路（图a），KA常开触点闭合，使图 b电路构成通路，操作台上主机启动按钮指示灯HL亮；同时图c中时间继电器 KT得电延时，其得电延时动断触点使交流接触器KM1 线圈这一路也构成通路，KM1 线圈得电；KM1 和

45、 KM2 互锁， KM2 这一路处于断路状态。主机实现星形启动。延时时间到，KT 动合触点闭合，动断触点释放，KM2 线圈得电，主机实现角形运转（见图d）。+24v COM+24V0V13SBKA14OMCOM 1KA0V0V图c+24V COM 1主机启动图bU主搅拌图d一套设备或系统的工作过程，可以分拆成若干个时间上依次衔接的阶段，如 HZS硅站生产工艺过程在时间上的衔接：配料一计量一卸料一搅拌一计时，各个工艺过程还可以分为具体的工作步骤，可简称为“工步”。女喟料14的快配、慢配；主机的启动等。在 每一个“工步”中，最终由某些执行元件（电机或电 磁阀）确定正在进行某种特定 的工作。在自动工

46、 作状态下，每个“工步”的转换和衔接依PLC的内部程序控制进行。弄清了在控制系统的工作过程中究竟有哪些“工步”、各电气元件所呈现的状态及 相互协作配合关系，就可以 说我们读懂 作原理或系统的工作过程。四、传感器的工 作原理及检测4、1传感器的定义及转换原理:（或分析）了电路图的工凡接受外界刺激并能产生输出信号，即可定义为传感。传感器就 是用来对所测的量 产生响应并提供可用的电信 号的器件，即把输入信号变成不同形式输 出信号的装置。它的作用是 接受外界信 息，并将其变成信 号。传感器用来代 替人的五官，即： 视觉、听觉、味觉和触HZS系列硅站计量 用的传感器 其转换原理为：力 一电压转换。如上图所示为应 用力一电压转 换原理制作的压力 传感器线 路图。外力作用在电阻应