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中间继电器实质上也是一个电压线圈的继电器。它具有触点多(6对甚至更多)、触点电流大(额定电流为5~10A)、动作灵敏(动作时间小于0.05s)等特点。可以用它来增加控制电路的回路数或放大信号。
(4)电磁继电器的整定方法
根据系统要求,使继电器预先达到某一个动作值,称为整定值。
出了电磁继电器的吸力特性与反力特性的配合关系。其中,衔铁所受反力包括:恢复弹簧的作用力、触头弹簧的作用力及可动部分的重量。图中,a0f0为释放弹簧反作用力(含可动部分重量)。在气隙为δ0时,常闭触头开始打开,至δ1时完全打开;在气隙为δ2时,常开触点开始闭合,至δ3时完全闭合。总的反力特性为abcdef。
由图 1-14 可知,反力弹簧对衔铁吸合动作产生反力,衔铁吸合时,吸力特性必须始终大于反力特性;释放时,吸力特性必须始终低于反力特性。线圈动作电压(或电流)、返回电压(或电流)的大小均受反作用弹簧松紧的影响。为了调整返回电压(或电流),可以在衔铁闭合面内人为地装一层非磁性垫片,这个垫片的厚薄影响着闭合后磁路的磁阻,从而也改变了返回电压(或电流)的大小。
由上面分析可知,电磁继电器的整定方法就是改变反作用弹簧的松紧和非磁性垫片的厚薄。
对电压继电器的整定:用电压表并接于线圈两端,用滑线电阻调节线圈两端电压。如欲整定动作电压,则将电压调节到所要求的动作值,断开电源(滑线电阻不要改变)。调节反作用弹簧的松紧,每调节一次,合上一次电源,直到合上电源后,衔铁刚好动作为止。如欲整定返回电压,则应主要改变非磁性垫片的厚度(如果吸合电压没有固定要求,也可调节反作用弹簧)。这时应先让继电器闭合,再改变滑线电阻,将线圈电压减小,直到电压达到所要求的值,再调节非磁性垫片的厚度(每次调节都应先断开线圈电压),直至达到在所要求的返回电压下衔铁打开为止。
电流继电器的整定方法与上面一样,只不过改用电流表串接在线圈回路内。
需要指出的是电磁式继电器的整定值只能在小范围内变化,因为如果弹簧太紧,就有可能使线圈吸不动衔铁,不能闭合。如果太松,则有可能不能释放,造成动作不可靠。
继电器的图形符号和文字符号由上面分析可知,电磁继电器的整定方法就是改变反作用弹簧的松紧和非磁性垫片的厚薄。
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继电器的图形符号和文字符号。2.时间继电器
从得到输入信号起,到产生相应的输出信号(如触点的通断等),有一个符合一定准确度的延时过程的继电器(时间继电器),它在电路中起控制动作时间的作用。时间继电器的延时方式有两种:通电延时型——接受输入信号后要延迟一段时间,输出信号才发生变化;当输入信号消失后,输出即时复原。断电延时型——当接受输入信号时,立即产生相应的输出信号;但当输入信号消失后,继电器需经过一定的延时,输出才复原。
时间继电器是在电路中启用作时间控制作用的继电器,应用范围很广,从某些简单生产机械到科学部门都需要用到它,特别是电力拖动系统和各种自动控制系统,其程序安排大多依靠时间继电器来完成。
时间继电器的种类很多,从设计原理上分有电磁式、空气阻尼式、电动机式和晶体管式时间继电器。
罗克韦尔自动化公司生产的接触器和继电器大多可以通过加入扩展的定时模块附件直接起到时间继电器的作用。此外,罗克韦尔自动化公司也生产专用的时间继电器,其中Bulletin 700-FE系列是经济型时间继电器,可分为单功能继电器和多功能继电器。单功能继电器具有4种固定功能和4个时间设定范围。多功能继电器具有4种计时功能和4个事件设定范围。4种计时功能是吸合延时、复位延时、瞬间延时、上电接通式交替接通。KOP系列是电子式时间。2.时间继电器
3.热继电器
热继电器主要用于电动机的过载、断相及电流不平衡的保护,以及其他电气设备发热状态的控制。其结构形式有双金属片式、热敏电阻式、易熔合金式。
双金属片式热继电器结构示意图。这种热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成。热元件由发热电阻丝做成,双全属片由两种热膨胀系数不同的金属碾压而成,当双金属片受热时,就会出现弯曲变形。使用时,把热元件串接于电动机的主电路中,而常闭触点串接于电动机的控制电路中。当电动机正常运行时,热元件产生的热量不足以使热继电器触点动作;当电动机过载时,双金属片弯曲位移增大,推动推杆使触点动作,从而切断控制电路以起到保护作用。热继电器动作后,经过一段时间的冷却后,能自动复位或手动复位。热继电器动作电流的调节可以通过调节螺钉的位置来实现。
PLC是一种通用的工业控制装置,其组成与一般的微机系统基本相似。按结构形式的不同,PLC可分为整体式和组合式两类。
整体式PLC是将中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信接口等组装成一体,构成主机,。另外还有独立的I/O扩展单元与主机配合使用。主机中,CPU是PLC的核心,I/O单元是连接CPU与现场设备之间的接口电路,通信接口用于PLC与上位机连接和网络通信。
组合式PLC将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块,各模块插在底板上,模块之间通过底板上的总线相互联系;或不用底板,直接通过总线相连,。
无论哪种结构类型的PLC,都可根据需要进行配置与组合。整体式结构的PLC通过主机连接I/O扩展单元,也可以配置模拟量I/O点。组合式PLC则在I/O配置上更方便、更灵活。
(1)中央处理单元(CPU)
CPU在PLC中的作用类似于人体的神经中枢,它是PLC的运算、控制中心。一般由控制电路、运算器、寄存器等组成,通过地址总线、数据总线和控制总线与存储器、I/O接口电路连接。它按照系统程序所赋予的功能,完成以下任务:
① 接收并存储从编程器输入的用户程序和数据;
② 诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程的语法错误;
③ 用扫描的方式接收输入信号,送入PLC的数据寄存器保存起来;
④ PLC进入运行状态后,根据存放的先后顺序逐条读取用户程序,进行解释和执行,完成用户程序中规定的各种操作;
⑤ 将用户程序的执行结果送至输出端。
(2)存储器
PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据
① 系统程序存储器。采用ROM或PROM芯片存储器,由生产厂家用来存放PLC的操作系统程序、用户指令解释程序和编译程序、系统诊断程序和通信管理程序等。这些程序与PLC的硬件组成和专用部件的特性有关,处理器在出厂时已经根据不同功能的PLC编写并固化在ROM内,用户不能访问和修改这部分程序存储器的内容。
② 用户程序存储器。用于存放用户经编程器输入的应用程序。一般采用EPROM或EEPROM存储器,现在采用Flash ROM,用户可擦除重新编程;其内容可由用户根据生产过程和工艺的要求进行修改。它的容量一般就代表PLC的标称容量。通常,小型机小于8KB,中型机小于50KB,而大型机可在50KB以上。
③ 工作数据存储器。工作数据是PLC运行过程中经常变化、需要随机存取的一些数据,这些数据一般不需要长久保留,因此采用随机存储RAM。在PLC的工作数据存储区,开辟有元件映像寄存器和数据表。元件映像寄存器用来存储PLC的开关量输入/输出和定时器、计数器、辅助继电器等内部继电器的ON/OFF状态。数据表用来存放各种数据,它的标准格式是每一个数据占一个字。它用来存储用户程序执行时的某些可变参数值,如定时器和计数器的当前值和设定值。它还用来存放A/D转换得到的数字和数学运算的结果等。
根据需要,部分数据在停电时用后备电池维持其当前值,在停电时可以保持数据的存储区域称为数据保持区。
电源部件用来将外部供电电源转换成供PLC的CPU、存储器、I/O接口等电子电路工作所需要的直流电源,使PLC能正常工作。它既可以使外挂的,也可以是内置的。
PLC的电源部件有很好的稳压措施,因此对外部电源的要求不高。直流24V供电的机型,允许电压为16~32V;交流供电的机型,允许电压为85~264V,频率为47~53Hz。
一般情况下,交流供电的PLC还为用户提供24V直流电源作为输入电源或负载电源。
1.2.2 PLC的输入/输出单元
输入/输出单元分为开关量输入/输出单元和特殊功能输入/输出单元两部分。特殊功能包括模拟量控制、温度控制、**定位和速度控制等。1.开关量输入/输出单元
该单元用来接收和采集现场设备的输入信号,包括由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号和用来向各执行机构进行输出的控制信号,包括向接触器、电磁阀、指示灯和开关等输出的数字量输出信号。它们有能直接接受和输出交流电压(110V或220V)信号的交流输入/输出单元、直流电压(24V、12V或5V TTL电平)信号的直流输入/输出单元。采用光电耦合器或隔离脉冲变压器将来自现场的输入信号或驱动现场设备的输出信号与CPU隔离,以防止外来干扰引起的误动作或故障。