6ES7231-0HF22-0XA0代理直销
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说明:
以下描述了在STEP 7 MicroWIN中可能的一种间接寻址使用.
例子中包含了OB1,一个数据块和一个状态表.
OB1包含4段程序。
图1:在SFC功能块中的4段程序
注意第2段程序:
*AC1 中的 (*)星号意味着正使用AC1所指向的地址内容,而并非AC1本身的值
另一部分是数据块.
图2:需要一个状态表用于测试和监控.
图3:下载程序到控制器中,然后打开状态表,点击 "Table Status" 观察变化.
首先保持监控当前的状态,可以看到VB200 到VB210 的值为1-10.而VB 220 之后全为空白.
当I0.0 为1时,这两点将被创建.
当I0.1为1时,从VB200 开始的连续前4个字节将被传送到VB220-VB223 中.
在第3段程序中将I0.0 置0可以分别增加1个地址字节,通过触发I0.2的上升沿可以增加多个地址字节.
在第4段程序中将I0.0 置0可以分别减少1个地址字节,通过触发I0.3的上升沿可以减少多个地址字节.
从入口条目为1109582.的"S7-200自动化系统" 手册中可以找到关于该主题的进一步信息,另外通过在线帮助输入"直接和间接寻址"也是非常有用的.
重要事项!
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PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型,两者的工作参数差别较大,使用前需加以区别,以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。
继电器和晶体管输出工作原理
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的(如图1所示)。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出,它是一种机电元件,通过机械动作来实现触点的通断,是有触点元件。
晶体管是一种电子元件,它是通过基极电流来控制集电极与发射极的导通。它是无触点元件。
继电器与晶体管输出的主要差别
由于继电器与晶体管工作原理的不同,导致了两者的工作参数存在了较大的差异,下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明(输出口主要规格参见表1)
(1)驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载,没有极性要求;晶体管型只能接直流24V负载,有极性要求。
继电器的负载电流比较大可以达到2A,晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关,具体参见表1。
表1 输出端口规格
2)响应时间不同
继电器响应时间比较慢(约10ms-20ms),晶体管响应时间比较快,约0.2ms-0.5ms,Y0、Y1甚至可以达到10 us。
(3)使用寿命不同
继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制,且与负载容量有关,详见表2,从表中可以看出,随着负载容量的增加,触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化,没有使用寿命限制。
表2 继电器使用寿命
继电器与晶体管输出选型原则
继电器型输出驱动电流大,响应慢,有机械寿命,适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。晶体管输出驱动电流小,频率高,寿命长,适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在高频应用场合,如果同时需要驱动大负载,可以加其他设备(如中间继电器,固态继电器等)方式驱动。
驱动感性负载的影响
继电器控制接触器等感性负载的开合瞬间,由于电感具有电流具有不可突变的特点,因此根据U=L*(dI/dt),将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间,该电压幅值超过继电器的触点耐压的降额;继电器采用的电磁式继电器,触点间的耐受电压是1000V(1min),若触点间的电压长期的工作在1000V左右的话,容易造成触点金属迁移和氧化,出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接的现象。而且动作频率越快现象越严重。瞬间高压如下图2所示,持续的时间在1ms以内,幅值为1KV以上。晶体管输出为感性负载时也同样存在这个问题,该瞬时高压可能导致晶体管的损坏。
因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。当驱动直流回路的感性负载(如继电器线圈)时,用户电路需并联续流二极管(需注意二极管极性);若驱动交流回路的感性负载时,用户电路需并联RC浪涌吸收电路,以保护PLC的输出触点。
使用中应注意的事项
目前市场上经常出现继电器问题的客户现场有一个共同的特点就是:出现故障的输出点动作频率比较快,驱动的负载都是继电器、电磁阀或接触器等感性负载而且没有吸收保护电路。因此建议在PLC输出类型选择和使用时应注意以下几点:
(1)一定要关注负载容量。输出端口须遵守允许大电流限制(如表1所示),以保证输出端口的发热限制在允许范围。继电器的使用寿命与负载容量有关,当负载容量增加时,触点寿命将大大降低(如表2所示),因此要特别关注。
(2)一定要关注负载性质。根据第4节的分析,感性负载在开合瞬间会产生瞬间高压,因此表面上看负载容量可能并不大,但是实际上负载容量很大,继电器的寿命将大大缩短,因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。尤其在工作频率比较高时务必增加保护电路。从客户的使用情况来看,增加吸收保护电路后的改善效果十分明显。
根据电容的特性,如果直接驱动电容负载,在导通瞬间将产生冲击浪涌电流,因此原则上输出端口不宜接入容性负载,若有必要,需保证其冲击浪涌电流小于规格(见表1)说明中的大电流。
(3)一定要关注动作频率。当动作频率较高时,建议选择晶体管输出类型,如果同时还要驱动大电流则可以使用晶体管输出驱动中间继电器的模式。当控制步进电机/伺服系统,或者用到高速输出/PWM波,或者用于动作频率高的节点等场合,只能选用晶体管型。PLC对扩展模块与主模块的输出类型并不要求一致,因此当系统点数较多而功能各异时,可以考虑继电器输出的主模块扩展晶体管输出或晶体管输出主模块扩展继电器输出以达到佳配合。
事实证明,根据负载性质和容量以及工作频率进行正确选型和系统设计,输出口的故障率明显下降,客户十分满意。
中频电源的启动性能是重要的性能指标,它的好坏直接影响设备的品质和使用性能。因此,启动问题一直是业内研究的重点和难点,人们采用各种方法改善启动性能,如:充电启动法、并联启动法、他激转自激法、预充磁启动法等,这些方法在一定程度上改善了启动性能,但这些传统的启动方式还是存在线路复杂、成本较高、故障率高等缺点。为降低设备成本、优化和简化设备结构,在工程实践中摸索出了一种全新的启动方式——零压启动。本文对其结构原理加以阐述。
1 零压启动装置的结构和工作原理
1.1 零压启动装置的结构
零压启动是一种全新的启动方式,它没有额外增加任何辅助装置,线路简洁,成本低,经长期生产实践检验,其启动性能非常优越。
图1为逆变主电路的原理图,L0是启动磁环,TA是电流互感器,TV是电压互感器,分别为反馈电路提供检测电流和检测电压信号。
图2为反馈电路的原理图,T是隔离变压器,RP是逆变角调整电位器,VDl~VD4是反并联二极管。
1.2 零压启动的工作原理
零压启动是利用干扰信号使负载LC起振,产生自激振荡,反馈电路捕捉自激信号,控制电路则对信号进行放大整形,输出与负载振荡频率同步、相位相差180°的控制脉冲,控制逆变桥晶闸管。具体过程是:电路通电时,各种干扰信号通过RC吸收电路以及分布电容耦合至负载电路,撞击负载LC使之产生自由振荡,电流互感器TA、电压互感器TV将振荡电流和电压信号传递至反馈电路,两信号在反馈电路中叠加合成,之后送入逆变控制电路,控制电路产生信号脉冲控制逆变晶闸管。
零压启动的技术关键是如何捕捉微弱的自激信号。为此反馈电路采用了高变比(1:500)的电流互感器TA,并在电流反馈回路中串联四只反并联二极管VDl~VD4,当信号微弱时,二极管工作在非线性区域,从而可以获得较高的输出阻抗与隔离变压器T匹配。在电源正常工作时,VDl~VD4又呈现较小的正向电阻,与反馈信号较强相均衡。T为高输入/输出电阻隔离变压器,逆变触发电路的输入级为高输入内阻、高灵敏度的集成放大电路。采取该技术措施后即便自激信号再微弱也能将其捕获进行处理,形成逆变桥晶闸管所需的有效触发信号,实现了用自激信号直接启动电源的目的。
由于谐振回路等效电阻较小和补充能量的不足,在负载谐振电路产生有效自激信号的时间很短,加之对自激信号进行处理的电路有延时陛,因而在启动瞬间不易捕捉到自激信号,容易造成逆变失败。为此,在负载谐振回路设置一个启动磁环L0,如图l所示。其原理是:在负载回路振荡期间,L0两端必产生一个自感电动势,该自感电动势总是阻碍原来电流变化的。即在相同的启动时间内减少了自激信号的衰减速度,使产生自激信号的周期数增加,为捕捉自激信号赢得了时间,提高了启动的可靠性。另外,由于L0是磁环,只有在电流很小时才起作用,电源启动后很快会磁饱和,不会对电源正常工作产生影响。
关于零压启动的原理业内有很多争论,也有很多提法,一直没有明确的说法和定论,本文认为零压启动的关键诱因就是干扰信号,启动时干扰信号越强越容易启动。电抗器LD有滤波作用,若将其短路则有助于启动,而在其后直流电压端(图1中VT1至VT4间)并联一电容将干扰信号滤除则很难启动;若将逆变桥斜臂(VT1、VT3或VT2、VT4)短路,干扰波能顺利越过逆变桥,很容易使电源启动,特别是对并联机非常有效,并联机常常以此作为辅助启动的手段。
2 性能比较
与其它启动方式相比,零压启动具有无可比拟的优势。
首先是启动平稳,零压启动是从零电压开始逐渐启动的,启动过程没有任何冲击,特别是重载启动优势更为明显;其次,线路结构简单,基本没有增加额外的辅助装置,不像其他方式都有一套专门的启动装置;再次,元器件少、故障率低、成本低,容易检修。
3 结论
零压启动是在长期的工程实践中摸索出来的一种启动方式,它大大简化和优化了设备结构,一经出现便被各个厂家广泛采用。但它却一直没有扎实可靠的理论依据,关于它的启动机理也鲜见书刊文字,业内更是说法不一,没有统一定论。本文对其原理做了初步探讨。