1.执行器
是PLC控制输出的对象。有的直接用PLC输出点控制,有的用输出点通过控制器间接控制。顺序控制执行器有电动机、电磁铁、液或气压油缸、液压电动机等。而这些执行器都可使用接触器、电磁阀进行控制。
(1)电磁铁。通电后可产生牵引力。有直流、交流驱动两种。其控制可直接用PLC的输出点。如果功率较大,也可经中间继电器。
(2)电动机。用以驱动运动部件。有直流电动机,更多的为交流电动机。电动机的控制主要有起动,停车及制动,调速及变向控制。这些都是用电路的切换实现。而电路切换主要用接触器。
(3)液或气压油缸、液压马达。用以驱动运动部件。它们的控制主要有起动、停车、调速及变向控制。这些都是用油(气)路的切换实现。而油(气)路切换主要用各种电磁阀。
(4)电磁阀。改变通电状况,即可改变阀门位置,进而实现油(气)通路的变化。如控制
电流不大,可用PLC的输出触点直接控制。如控制电流超过2A,PLC输出点先控制中间继电器或接触器,然后通过中间继电器或接触器再控制它。
(5)电动阀用以开启、关闭阀门,以控制液(气体)体流量。它的驱动一般为电动机。所以PLC控制它可通过接触器。
2.控制器
用触点直接或间接实现控制执行器的器件。触点又受它的控制线圈控制。触点有常开、常闭两种。线圈通电,触点接通;断电,触点分断,称之为常开触点。线圈通电,触点分断;断电,触点接通,称之为常闭触点。
(1)中间继电器。也称电磁式继电器,如图2-9所示,它由返回弹簧、线圈、衔铁、动触点、常开触点、常闭触点等组成。只要在线圈两端加上额定电压、流过额定电流,所产生的电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引下克服返回弹簧拉力吸向铁心,从而使常开触点与动触点吸合,常闭触点与动触点分断。当线圈断电,电磁吸力随之消失,衔铁就会在弹簧力作用下返回原来位置,使常开触点分断,常闭触点吸合。
控制中间继电器的线圈驱动功率不大,而它所控制的触点耐压大、可通过的电流也大。因而可起到功率放大的作用。但中间继电器触点通过的电流还是小,耐电压也低,没有灭弧装置,故只能用于实现中间控制或辅助控制。中间继电器电气图形符号如图2-10所示。
(2)接触器。其结构如图2-11所示。它的工作原理与中间继电器相似。但增加有触点灭弧装置。触点可通过的电流大,耐电压高。除了主触点,还有辅助触点。其主触点可用于电动机的各种控制。辅助触点可提供反馈输入。接触器的电气图形符号如图2-12所示。
图2-9 电磁继电器结构示意
1—底座 2—接线端子 3—连接线 4—常闭触点 5—常开触点 6—动触点 7—衔铁 8—返回弹簧 9—电磁铁 10—线圈
图2-10 中间继电气图符号
图2-11 接触器结构简图
1—铁心 2—衔铁 3—线圈 4—常开触点 5—常闭触点
(3)固态继电器(Solid State Relays,SSR)。问世于20世纪70年代,其外观如图2-13所示。有两个输入端,两个输出端,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。它利用电子元件(如开关晶体管、双向晶闸管等电力电子器件)的开关特性,用输入端去控制输出端电路的接通和断开,因此又被称为“无触点开关”。
固态继电器类型较多。按工作性质分有直流输入-交流输出型,直流输入-直流输出型,交流输入-交流输出型,交流输入-直流输出型。按安装方式有装置式(面板安装),线路板安装型。按元件分有普通型和增强型。(www.daowen.com)
图2-12 接触器电气图符号
图2-13 固态继电器外观图
固态继电器的优点是多数产品具有零电压导通,零电流关断,与逻辑电路兼容(TTL、DTL、HTL)切换速度快、无噪声、耐腐蚀、抗干扰、寿命长、体积小,能以微小的控制信号直接驱动大电流负载等。缺点是存在通态压降,需要散热措施,有输出漏电流,交直流不能通用,触点组数少,成本高。
由于固态继电器的内在特点,自问世以来已进入电磁继电器的大多数领域,在少数领域已完全取而代之。目前固态继电器已被广泛应用,如电炉加热系统、遥控机械、电动机、电磁阀以及信号灯、闪烁器、舞台灯光控制系统、医疗器械、复印机、洗衣机、消防保安系统等。
提示:这里只是对控制器的定性介绍。实际控制器的品种、型号、规格非常多,可按需要选用。
3.输出接线
(1)继电器输出点。没有极性,使用交流、直流电源均可。只要在触点耐压及最大通过电流限制之内,可任意连接电源与负载。直接控制负载工作。如果超出限制,可通过中间继电器或接触器再驱动负载。特别电动机这样负载更是这样。
(2)晶体管输出点。有NPN型与PNP型。有极性,只能使用直流电源。而且电源的规格及类型的使用也要相符。它通过的电流比继电器输出点小。但它的响应速度快。如功率不足,可利用固态继电器或半导体功率放大器放大。
(3)晶闸管输出点。只能使用交流电源。
(4)短路保护。连接负载发生短路,将烧毁输出元器件及印制电路板,所以,推荐在输出电路接入保护熔丝。熔丝的容量应为输出额定值的2倍。
(5)使用晶体管输出时,因为存在剩余电压,故不可直接与TTL连接。要用CMOS-IC接收后,再与TTL单元连接。此外,晶体管输出需要用电阻来上拉。如果使用一个晶闸管输出单元去驱动一个低电流负载,漏电流有可能使输出设备不能关断。为防止这种情况,可将一个放电电阻同负载并联。
(6)浪涌电流。使用晶体管输出,连接白炽灯等浪涌电流大的负载时,为避免损坏输出晶体管或晶闸管,须抑制浪涌电流。有两个方法,如图2-14所示。如并联,电阻可按白炽灯的暗电流为额定电流的1/3选定。如串联,电阻可酌情选定。
(7)感性负载。如驱动感性负载,为了防止关断时造成的电流冲击,要给感性负载并联一个浪涌抑制器或二极管,如图2-15所示。其元件参数选定见表2-1。
图2-14 抑制浪涌电流方法
图2-15 驱动感性负载连接处理
表2-1 浪涌抑制器及二极管参数
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