單螺桿空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計論文說明書

第1章緒論1.1單螺桿空氣壓縮機的用途與市場單螺桿空氣壓縮機主要用于石油、化工、能源、交通、機械、冶金、礦山、建筑、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。如氣動工具、氣動夾具、自動控制、精密測量、噴砂、噴漆、散狀物料（水泥、煤粉、藥粉等）的氣力輸送等。其中無油單螺桿壓縮機因能提供潔凈的能源而且節(jié)能，市場需求越來越大。

工藝用單螺桿壓縮機用來壓縮除空氣以外的各種氣體，主要用于化工生產(chǎn)的工藝流程中。也用作煤氣、天然氣的輸送等。單螺桿壓縮機是冷凍（空調(diào)）機的最佳機種，在軍事上如潛水艇和導(dǎo)彈發(fā)射等也有重要用途。

在西方發(fā)達(dá)國家，螺桿式壓縮機基本上取代了活塞式，市場占有率近80%，瑞典阿特拉司公司每年約生產(chǎn)雙螺桿壓縮機1.8萬臺，美國I-R公司每年約產(chǎn)0.9萬臺。國內(nèi)1986年螺桿式壓縮機僅為2%，近年來約占30%，因此市場潛力大。如前所述：外商、臺商利用技術(shù)等方面的優(yōu)勢搶占中國市場，銷售情況良好。而國內(nèi)廠家則銷售欠佳。由于銷售情況是商業(yè)秘密，難于收集，但從生產(chǎn)能力可見一斑；新成立的柳州富達(dá)機械有限公司，（中意合資）年生產(chǎn)能力為：雙螺桿壓縮機0.5萬臺，產(chǎn)值逾2億元。全國雙螺桿空氣壓縮機的年生產(chǎn)能力估計在2萬臺以上。2002年上海復(fù)盛公司生產(chǎn)螺桿壓縮機產(chǎn)值達(dá)1.5億元，英格索蘭空壓機廠產(chǎn)值達(dá)5億元，隨著國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，單螺桿壓縮機的需求量將會日趨增大。（將02年以后的情況補進去）1.2單螺桿空氣壓縮機的優(yōu)缺點1、單螺桿空壓機的優(yōu)點有：①結(jié)構(gòu)好單螺桿空壓機的兩星輪在螺桿兩側(cè)的對稱位置，使單螺桿空壓機不僅慣性力平衡，而且作用在螺桿上的軸向力和徑向力也互相抵消，這是單螺桿壓縮機設(shè)計先進最顯著的特征。②效率高單螺桿壓縮機在理論上不存在間隙容積，螺桿轉(zhuǎn)速在3000r/min左右時，動力潤滑性能優(yōu)異，這就決定了單螺桿壓縮機很高的工作效率。③噪音低單螺桿壓縮機的齒合副由于星輪采用高分子材料，螺桿直聯(lián)而無中間傳動齒輪，同時箱板粘貼有吸音材料，因而運行噪音極小。④振動小單螺桿壓縮機有優(yōu)越的動力平衡系統(tǒng)，有效的遏制振動源，使機器運行極為平穩(wěn)，對基礎(chǔ)無特殊要求。⑤費用小單螺桿空壓機的易損件極少，加之監(jiān)控系統(tǒng)信息化，智能化水平高，全天無值守運行。由于力平衡性能好，主軸可工作5萬小時甚至更長壽命，無故障運行時間長，運行費用比其他各類壓縮機的運行費用都少。2、單螺桿空壓機的缺點有：①運動部件較多單螺桿空壓機有三個螺旋軸，而且螺桿和行星齒輪的剛性相差較大，運動中易變形不均勻，因而相互嚙合精度難以保證，所以溶劑效率較低。②耐磨性較差目前市場上銷售的單螺桿壓縮機中行星齒輪均采用非金屬材料，耐磨性較差，在告訴工作過程中由于磨損較大，造成內(nèi)泄漏增大，因而工作一段時間后流量有較大衰減，一般3000至4000小時的運轉(zhuǎn)后流量平均衰減5%-10%。所以單螺桿空壓機在工業(yè)應(yīng)用中的經(jīng)濟型極差。加上變形的不均勻引起的嚙合精度難以保證還會造成整機設(shè)備的機械穩(wěn)定性降低，因而故障率高，進一步限制了它的使用范圍。③行星齒輪的材料不改善行星齒輪作為單螺桿壓縮機的核心部件之一，其主要作用是起密封作用。選用鋼制的行星齒輪，由于鋼材膨脹系數(shù)大，膨脹量大，所以必須在行星齒輪與螺桿間留有較大的間隙，但又泄露多，效率低，且容易咬死造成重大故障。1.3單螺桿空氣壓縮機的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖1-1名字單螺桿空氣壓縮機核心結(jié)構(gòu)由專用機床精加工而成，內(nèi)有1根有6條螺旋凹槽的螺桿，兩側(cè)配有1對平面結(jié)構(gòu)星輪構(gòu)成的工作面，螺桿旋轉(zhuǎn)帶動星輪在封閉的機殼內(nèi)做周而復(fù)始的吸氣、壓縮、排氣回轉(zhuǎn)運動，螺桿每轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生12個壓縮循環(huán)。單螺桿壓縮機的螺桿同時與2個星輪嚙合，使螺桿受力完全平衡，又使排量增加1倍，且壓縮機的體積小。單螺桿空氣壓縮機的工作過程分為吸氣、壓縮、排氣三步。圖1-2名字1、吸氣如圖圖1-2(a)所示，氣體通過吸氣進入轉(zhuǎn)子齒槽隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，星輪依次進入與轉(zhuǎn)子齒槽嚙合的狀態(tài)，氣體隨即便被吸入與轉(zhuǎn)子齒槽、機殼及星輪面形成的密閉空間，即壓縮腔。2、壓縮如圖圖1-2(b)所示，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，這種壓縮腔的體積不斷減小，即其中氣體隨之被壓縮，直到該壓縮腔的前沿轉(zhuǎn)至排氣口。3、排氣如圖圖1-2(c)所示，壓縮腔前沿轉(zhuǎn)至排氣口后便開始排氣，直到壓縮腔完全通過排氣口，完成一個工作循環(huán)。這個系統(tǒng)屬于高氣壓設(shè)備。因此系統(tǒng)內(nèi)的氣壓平衡控制，壓縮空氣控制以及供油系統(tǒng)的控制成為系統(tǒng)控制設(shè)計的重點。除此之外，壓縮機主電機，風(fēng)機的過載保護，電源相序的正確（壓縮機絕對不能反轉(zhuǎn)）性等對空壓機組的正常工作也至關(guān)重要。因此，在空壓機組中設(shè)置以下的檢測裝置及工作狀態(tài)指示裝置，以確保其安全、穩(wěn)定、可靠地工作。⑴壓力方面在空氣濾清器排氣口裝有真空壓力開關(guān)，以防其堵塞；在油氣細(xì)分離器，油過濾器中裝有壓差開關(guān)，以防其堵塞；為保證控制系統(tǒng)氣壓平衡，裝有可調(diào)壓力上下限開關(guān)；加載電磁閥控制加載和卸載。⑵溫度方面在壓縮機排氣口裝有排氣超溫開關(guān)；風(fēng)機冷卻壓縮空氣。⑶供油方面供油電磁閥兩端裝有壓差發(fā)訊器，確保主機啟動運行時不斷供油，故障時緊急停車。⑷其他方面風(fēng)機過載保護；主機過載保護；相序缺相保護。⑸工作狀態(tài)指示裝置正常狀態(tài)指示；聲光故障報警，同時顯示故障代碼。1.4PLC的發(fā)展史及發(fā)展方向發(fā)展史：PLC（可編程控制器）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型自動化控制裝置，最早是用于替代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，功能上只有邏輯計算、計時、計數(shù)以及順序控制等，而且只能進行開關(guān)量控制。其英文原名為“ProgrammableLogicController”，簡稱為PLC，中文稱“可編程邏輯控制器”。后來，隨著計數(shù)的進步，其控制功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的范疇，其名稱也就改為“ProgrammableController”，稱PC。但PC又容易與個人計算機（PersonalComputer）的簡稱PC產(chǎn)生混淆，所以近年來人們又傾向于使用PLC這一簡稱，中文仍然稱“可編程控制器”。上世紀(jì)60年代，由于美國汽車工業(yè)需要進行大規(guī)模的技術(shù)改造和設(shè)備的更新，由傳統(tǒng)的繼電器控制裝置來進行控制，不僅體積龐大、故障率高、柔性差、不靈活、耗能，而且調(diào)試?yán)щy，可靠性也差。1968年美國通用汽車公司提出使用新一代控制器的設(shè)想，從用戶的角度考慮，該公司對新一代控制器提出了10點要求，為各大公司提供了明確的開發(fā)目標(biāo)。次年，就由美國DEC（數(shù)字設(shè)備公司）首先研制成功了第一臺可編程邏輯控制器PDP-14。差不多同時，美國MODICON公司也研制出084控制器。它們的問世，引起了全世界的矚目，美國的其他公司和西歐、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，也相繼研究開發(fā)出類似的產(chǎn)品。由于PLC吸取微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的最新成果，因此發(fā)展十分迅速，從單機自動化到整條生產(chǎn)線的自動化，乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化，從柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到大興分散型控制系統(tǒng)，PLC均承擔(dān)著重要角色。PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的最先進水平。通過PLC與各種單元自動化裝置（如智能儀表、數(shù)字化傳單裝置、智能的液壓和氣動閥組等）以及現(xiàn)場總線、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成了車間和工廠自動化的完整體系。可編程控制器應(yīng)用非常廣泛，通過近年來對國內(nèi)進行的調(diào)查，可知其在各個領(lǐng)域應(yīng)用分布大致如下：鋼鐵和有色冶金35%汽車和機械制造20%輕工、視頻包裝、造紙16%化工、石油、工藝過程13%交通運輸、礦山7%能源、電站、泵站、水處理7%科研試驗、教學(xué)2%表幾名稱在PLC發(fā)明之前，在工業(yè)控制的順序控制領(lǐng)域內(nèi)，常常采用諸如繼電器、鼓式開關(guān)、紙帶閱讀器等機械、電氣式器件作為控制元件，尤其是控制繼電器，在離散制造過程控制領(lǐng)域內(nèi)，成為“開關(guān)控制系統(tǒng)”中最廣泛使用的器件。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來越大，勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對于控制系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求，原有“繼電器控制系統(tǒng)”已不適應(yīng)需要，究其原因是：動作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設(shè)計制造周期長、程序修改費時；不能實現(xiàn)與計算機對話。到上世紀(jì)60年代后期，雖然小型計算機已日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大，但小型計算機用于開關(guān)控制系統(tǒng)，又顯然存在著“大馬拉小車”的情況，這是由于小型計算機的特點決定的：編程復(fù)雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員；需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，對環(huán)境和現(xiàn)場條件的要求過高；功能過剩，及其資源不能充分利用；造價高昂。由于生產(chǎn)的需要與可能性，促使人們尋求新的出路，PLC應(yīng)運而生。它首先應(yīng)用于美國的汽車工業(yè)，這是的PLC用固態(tài)（集成）電路來代替繼電器邏輯電路，用存儲器電路中的存儲數(shù)位（程序）來代替繼電器系統(tǒng)的布線，以程序來規(guī)定邏輯關(guān)系；用固態(tài)I/O電路來檢測按鈕和一些特點：環(huán)境適應(yīng)性較強，可以使用于車間現(xiàn)場；有較高的可靠性和診斷能力，維修容易；基本能適應(yīng)不同的制造過程所需，柔性度有了較大提高，只要改變系統(tǒng)中的程序即可改變控制“邏輯”，而無需改造或更換控制硬件等。自1976年以來，微處理器開始引入PLC領(lǐng)域，大大加強了PLC的作用，使PLC由簡單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先進的控制裝置。當(dāng)今PLC具有先進的人-機對話手段（如鍵盤、CRT和語音對話），近年來由于現(xiàn)場總線理念的出現(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，以及產(chǎn)品的迅速發(fā)展，PLC成為現(xiàn)場總線的一個重要組成部分，進一步擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。由于PLC同時提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增長，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。隨后又?jǐn)U展到與批量生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)過程有關(guān)的工業(yè)領(lǐng)域。隨著CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))的發(fā)展，PLC當(dāng)前還被人們用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)之中，與其他智能控制器和計算機系統(tǒng)一起成為計算機綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級和工作站級。從1969年第一臺PLC問世至今，可編程控制器大約經(jīng)歷了三個階段：第一階段：開發(fā)的PLC容量較小，I/O點數(shù)小于120點。用戶存儲區(qū)容量在2KB左右，掃描速度為20～50ms/KB，指令較為簡單，只有邏輯運算、計時、計數(shù)等，編程語言采用簡單的語句表語言。使用上，主要用作開關(guān)量控制。第二階段：PLC的容量有所擴展，I/O點數(shù)從512點至1024點，用戶程序存儲區(qū)擴展到8KB以上，速度也有提高，掃描速度達(dá)到5～6ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運算、計時、計數(shù)外，還增加了算術(shù)運算指令，以及模擬量處理指令等，輸入/輸出類型也由純開關(guān)量I/O，擴展為帶模擬量的I/O。編程語言除了使用語句表外，還可以使用梯形圖編程語言。第三階段：進入80年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的PLC得到驚人的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。使PLC在概念，設(shè)計，性價比以及應(yīng)用方面都有了新的突破。這一階段的產(chǎn)品向大型和小型兩個方面發(fā)展。大型產(chǎn)品的I/O點數(shù)，超過4000點，有些產(chǎn)品達(dá)到8000個I/O點用戶存儲區(qū)容量超過32KB，配置有各種智能模塊(例如溫度控制模塊、軸定位模塊、過程控制模塊等)和通信模塊，掃描速率也大大提高，達(dá)到0.47ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制外，還有算術(shù)浮點運算指令、PID調(diào)節(jié)功能指令、圖形組態(tài)功能指令、網(wǎng)絡(luò)和通信指令等。編程語言普遍采用梯形語言，同時也使用語句表和順序功能圖語言（典型的有GRAFCET語言）。為了提高系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計上考慮了容錯技術(shù)和冗余技術(shù)等。這一階段的小型產(chǎn)品向超小型化和加強型功能發(fā)展有16點I/O,24dianI/O的整體型小型PLC在小型PLC上配置模擬量I/O、通信口、高速計數(shù)，指令上也設(shè)置有算術(shù)運算、比較指令以及PID調(diào)節(jié)指令。小型PLC使用的手握式編程器使用大面積液晶顯示器，也可以用梯形圖和GRAFCET語言進行編程。這一階段PLC的軟件設(shè)計也有很大改進普遍實現(xiàn)了軟件模塊化設(shè)計，在PLC產(chǎn)品上提供大量的通用和專用軟件功能模塊，用戶通過簡單的功能調(diào)用就可實現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)，給使用帶來極大的方便，使用的編程器越來越完善，專用編程器實際上已經(jīng)是一臺個人計算機，可以實現(xiàn)離線編程或在線編程及監(jiān)控，程序打印以及程序固化，實現(xiàn)圖形組態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)（即掛在PLC網(wǎng)絡(luò)上），有些編程器還可以使用高級語言。除了專用編程器外，很多PLC可以使用通用的筆記本電腦實現(xiàn)編程，開發(fā)一些專用軟件，充分利用個人計算機的能力，完成各種高級的編程功能，省卻了專用編程器，既便于推廣又節(jié)省投資。未來發(fā)展方向：隨著計數(shù)的進步PLC的功能越來越強，應(yīng)用范疇越來越廣，與其他工業(yè)控制機，如分散型控制系統(tǒng)（DCS）的界限已經(jīng)不十分明顯，很多以往必須由分散型控制系統(tǒng)來完成的控制，現(xiàn)在用PLC都能實現(xiàn)，因此在應(yīng)用上“交錯”已經(jīng)成為普遍的現(xiàn)象隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，PLC本身也在不斷發(fā)展，表現(xiàn)為功能越來越強性能越來越可靠，速度越來越快，及程度越來越高，使用越來越方便。(1)向小型方向發(fā)展。20世紀(jì)80年代末、90年代初推出的小型機，在元件上大都選擇表面封裝元件，進一步提高了產(chǎn)品的可靠性，且體積趨于超小型化。例如，以三菱公司的FX0、FX2系列PLC為例，F(xiàn)X0行的I/O點數(shù)為14點，體積最小的是100mm×80mm×47mm，卻具有高技術(shù)、終端PWM等功能，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出早期的小型PLC產(chǎn)品。FX2系列PLC除了有開關(guān)量I/O外，還具有模擬量輸入、輸出以及多種智能模塊，并具有聯(lián)網(wǎng)通信功能，擴大了小型PLC的應(yīng)用范圍。最新推出的小型PLC配置更加靈活，柔性更大。(2)向高速度、大容量和智能化方向發(fā)展。由于采用了微處理器或大規(guī)模集成芯片，PLC的速度大大提高。如三菱公司的A3a系列高檔PLC就采用了MSP芯片，指令速度可達(dá)0.15us/步。 PLC的內(nèi)存容量不斷擴大，目前有的已達(dá)幾MB，有些PLC已采用硬盤作為外部存儲器。 智能模塊與PLC的CPU并行工作，提高了PLC的速度和效率。各種智能模塊的不斷推出，如技術(shù)模塊、PID回路控制、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些智能模塊使過程控制功能大為加強，一些PLC的過程控制還具有自適應(yīng)、參數(shù)自整功能，控制精度明顯提高。智能化是PLC發(fā)展的主要趨勢之一。(3)PLC編程工具與編程語言的多樣化、高級化、標(biāo)準(zhǔn)化。PLC的編程語言目前朝著三個方向發(fā)展： ①是多種編程語言，多種語言之間并存、互補； ②是高級語言如BASIC,C,FORTRAN等； ③使編程語言標(biāo)準(zhǔn)化，從而使不同PLC的用戶程序可以互相兼容。(4)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。加強PLC的聯(lián)網(wǎng)能力成為PLC的生產(chǎn)廠家都使自己的產(chǎn)品與制造自動化通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（MAP）兼容，從而不同的PLC之間可以互相通信。PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)能進一步實現(xiàn)計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助設(shè)計（CAD）。(5)FAZ技術(shù)和故障診斷。為了滿足某些系統(tǒng)那個極高可靠性和安全性的要求，一些PLC增加了其功能，如雙機熱備用、自動切換I/O、雙機表決、I/O三重表決。 由于PLC本身具有很高的可靠性，因此80%以上的故障出現(xiàn)在外部設(shè)備上。為了及時診斷故障，有的公司研制了智能、可編程I/O系統(tǒng)或故障診斷程序，供用戶了解I/O組態(tài)的狀態(tài)和檢測系統(tǒng)的故障。近年來研制推出可公共回路遠(yuǎn)距離診斷而后網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)。1.5PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置 一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：一、CPU的構(gòu)成PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部的電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由振蕩信號控制。CPU的運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。CPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU雖然劃分為以上幾個部分，但PLC中的CPU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對CPU內(nèi)部的詳細(xì)分析已無必要，我們只要弄清它在PLC中的功能與性能，能正確的使用它就夠了。CPU模塊的外部變化就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、各種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式PLC的主箱體也有這些顯示。它的總線接口，用于接I/O模板或底板；有內(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存；有外接口，用于接外部設(shè)備。有的還有通訊接口，用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定其實工作方式、內(nèi)存區(qū)等。二、I/O模塊： PLC對外的功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的，按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或槽數(shù)限制。I/O模塊繼承了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反應(yīng)輸出鎖存器狀態(tài)。三、電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為220VAC或110VAC；直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。四、底板或機架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其主要作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。五、PLC的外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類：1. 編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、檢測運行、檢查維護不可缺少的部件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。2. 監(jiān)控設(shè)備：有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。3. 存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。4. 輸入輸出設(shè)備：用于接受信號或輸出信號，一般有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器，打印機等。六、PLC的通信聯(lián)網(wǎng) PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其它智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS-232接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內(nèi)交換信息。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機型的PLC之間，PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯(lián)網(wǎng)。 了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買可編程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。1.6可編程控制器的特點⑴ 硬件可靠性高 PLC專為在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應(yīng)用而設(shè)計，一個設(shè)計良好的PLC能置于有很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。 在硬件設(shè)計方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固、簡化安裝，使它易于抗振動沖擊，對印刷電路板的設(shè)計、加工及焊接都采用了極為嚴(yán)格的工業(yè)措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采用了一些獨特的方式。例如，在輸入/輸出（I/O）電路中都采用了光電隔離措施，各個I/O端口除采用常規(guī)模擬器濾波外，還加上數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了絞線機的電源電路，以防止由電源回路傳入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進行在線插拔、調(diào)試時不會影響各機的正常工作。 由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入輸出的部件如傳感器件、限位開關(guān)、觀點開關(guān)、電磁閥、電機等外圍設(shè)備上。為了及時診斷故障，有的公司研制了智能可編程控制I/O系統(tǒng)，供用戶了解I/O狀態(tài)和檢測系統(tǒng)的故障，也有的公司研制了故障檢測程序。近年來還發(fā)展了公共回路遠(yuǎn)距離診斷和網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)。⑵ 編程簡單，使用方便 PLC采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。例如，目前大多數(shù)PLC均采用梯形圖語言編程，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又估計大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機的水平，很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。⑶ 接線簡單，通用性好 在電信號匹配的情況下，PLC的界限只需要將輸入信號的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC端子連接，將接收輸出信號執(zhí)行控制的執(zhí)行元件（接觸器、電磁閥等）與PLC輸出端子鏈接。接線簡單、工作量少，省去了傳統(tǒng)界限和拆線的麻煩。PLC的編程邏輯提供了能隨要求而改變的邏輯關(guān)系，這種生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。這種性能使PLC具有很高的經(jīng)濟效益。 用于連接現(xiàn)場設(shè)備的硬件接口實際上已經(jīng)設(shè)計成為PLC的組成部分，模塊化的自診斷接口電路能指出故障，并易于排除故障與替換故障部件，這樣的軟硬件設(shè)計就使現(xiàn)場電氣人員與技術(shù)人員易于使用。⑷ 可連接控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) PLC可連成為功能很強的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一般PLC網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低俗網(wǎng)絡(luò)，采用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為500—2500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采用令牌傳送方式通信，速率為1M—10Mbps，傳輸距離為500—1000m⑸ 易于安裝，便于維護 PLC安裝簡單，其相對小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間一半的地方。在從繼電器控制系統(tǒng)改造到PLC系統(tǒng)的情況下，PLC小的模塊使之能安裝在繼電器箱附近并將連線接向已有連線端，并且改換很方便，只要將PLC的輸入/輸出端子連向已有的接線端即可。 PLC以易維護作為設(shè)計目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是模塊化的，維護時只需要更換模塊級插入式部件，故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中，能顯示出是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見輸入/輸出是ON/還是OFF，還可寫編程指令來報告故障。 從以上各點可見，在工業(yè)應(yīng)用中使用PLC的好處是很多的。通過使用PLC用戶可獲得高性能、高可靠性帶來的高質(zhì)量和低成本。1.7可編程控制器的工作原理(1)與計算機工作方式的區(qū)別雖然PLC本質(zhì)上是一臺微型計算機，其工作原理與普通計算機類似，均有微型計算機的許多特點，坍塌的工作方式與微型計算機有較大不同，具有一定的特殊性。計算機一般采用等待輸入，響應(yīng)處理的工作方式，如果沒有輸入就一直等待輸入，如果鍵盤按下的動作或鼠標(biāo)等I/O中斷的觸發(fā)則計算機的操作系統(tǒng)進行處理，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序，一旦該程序執(zhí)行結(jié)束，又進入等待狀態(tài)。而PLC則采用對I/O操作，數(shù)據(jù)處理等的循環(huán)掃描的工作方式。而PLC中，用戶程序使按先后順序結(jié)束后，又返回到第一條指令。如此周而復(fù)始地不斷循環(huán)刷新，故障診斷等操作。PLC運行時，用戶程序中有許多操作需要執(zhí)行，但CPU是不能同時執(zhí)行多個操作的（對于每一個操作周期而言），只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。由于CPU運算處理速度很高，使得外部處理的結(jié)果從宏觀來看似乎是同時完成的，這種分時操作的過程稱作CPU對出現(xiàn)的掃描。掃描時一種形象化的術(shù)語，用作描述CPU是如何完成分配給它的各種任務(wù)的方式。(2)梯形圖程序的掃描原理當(dāng)PLC處理運行狀態(tài)時，它首先執(zhí)行系統(tǒng)程序，進行自檢等工作。然后開始執(zhí)行用戶程序。梯形圖程序的運行總是從第一個梯形級開始，按照梯形遞增的方向逐個掃描，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個掃描周期，然后，在從頭開始掃描，并周而復(fù)始的重復(fù)。若程序中有中斷或跳轉(zhuǎn)控制指令，則掃描在所在處中斷或跳轉(zhuǎn)執(zhí)行完其他操作后再返回中斷或跳轉(zhuǎn)處繼續(xù)掃描。順序掃描的工作方式簡單，直觀，它簡化了程序的設(shè)計，并為PLC的可靠運行提供了非常有用的保證。一方面，所掃描的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就可以通過CPU設(shè)置的定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，從而避免了由于CPU內(nèi)部故障使用程序執(zhí)行進入死循環(huán)而造成故障的影響。(3)輸入和輸出操作數(shù)據(jù)輸入和輸出操作即為狀態(tài)刷新。所謂輸入刷新就是對PLC的輸入進入一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLC中存入寄存器，輸出刷新就是將刷新的運算結(jié)果送到PLC的輸入端。在PLC的存儲器中，有一個專門存放數(shù)據(jù)的區(qū)域。其中對應(yīng)于輸入端的數(shù)據(jù)區(qū)，被稱為輸入映像存儲器。當(dāng)CPU采樣時，輸入由緩沖區(qū)進入映像區(qū)，就是數(shù)據(jù)輸入的狀態(tài)刷新。當(dāng)CPU輸出時，就將映像區(qū)的內(nèi)容輸出到寄存器，這就是數(shù)據(jù)輸出的狀態(tài)刷新。由映像存儲器中的內(nèi)容構(gòu)成了當(dāng)前狀態(tài)表。通常把輸出寄存器稱為“軟寄存器：所謂“軟繼電器”實際上就是存儲器中一位觸發(fā)器。其0，1對應(yīng)繼電器的斷和通，因此在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中，輸出是物理器件加導(dǎo)線連接而成的電路來實現(xiàn)的。而在PLC中，卻是用微處理器和存儲器來代替繼電器控制線路，是通過用戶程序來控制這種“繼電器”的斷和通，所以這種繼電器稱為“軟繼電器”。輸入操作實際上是采用輸入信號刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容，輸出操作則是送出處理結(jié)果——按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路，PLC在每次掃描中將會保存輸入和輸出狀態(tài)的寄存器的內(nèi)容，進行一次更新。由輸入和輸出操作中可以看出，在刷新期間，如輸入變量狀態(tài)發(fā)生變化則在本次掃描期間，PLC的輸出端也會相應(yīng)地發(fā)生變化，也就是說輸出端對輸入產(chǎn)生響應(yīng)，但如果在本次刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描期間PLC輸出保持不變，而要到下次刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則在本次掃描期間PLC輸出保持不變，而要到下次掃描期間輸出才對輸入產(chǎn)生響應(yīng)。即只有在采樣（刷新）時刻，輸入狀態(tài)映像存儲器中的內(nèi)容才與輸入信號（不考慮電路因慣性和滯后影響）一致。其他時間范圍內(nèi)輸入信號的變化是不會影響輸入映像存儲器的內(nèi)容的。在程序執(zhí)行結(jié)束（或下次掃描用戶程序前）PLC才將輸出映像存儲器的內(nèi)容通過鎖定器輸入端上，刷新后的輸入狀態(tài)要保持到下次刷新為止。

第2章硬件設(shè)計2.1系統(tǒng)工作原理單螺桿式壓縮機是一種按容積變化而工作的軸回轉(zhuǎn)式壓縮機。其工作原理和一般已知的活塞式壓縮機類似，即待壓縮的氣體被吸入到一個工作室，工作室隨即關(guān)閉縮小，被壓縮氣體在其體內(nèi)經(jīng)受一種多變壓縮過程。當(dāng)工作室內(nèi)的氣體達(dá)到預(yù)期的最終壓力時，工作室立即與壓出管接通，工作室再繼續(xù)縮小時，受壓縮的氣體被排出至排氣管道內(nèi)。活塞式壓縮機的工作室有一個活塞在其中做往復(fù)運動的汽缸組成，對于螺桿式壓縮機其內(nèi)部則有一對斜齒的轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動。此時，轉(zhuǎn)子副齒面的相互接觸所組成的接觸線沿軸向方向運動。如果利用殼體在兩端及外周的表面把槽空間封閉，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，在齒槽間輸送的氣體體積變小，理論上可以把氣體壓縮至任意高的壓力?？諝鈮嚎s機系統(tǒng)由空氣濾清器、卸荷閥、單螺桿壓縮機、單向排氣閥、油氣分離器缸、油氣過濾器、單向閥、供油電磁閥、加載電磁閥、壓力控制閥、節(jié)流閥等組成。外界空氣由空氣過濾器除塵后，經(jīng)卸荷閥進入壓縮機主機進行壓縮，在壓縮腔內(nèi)與潤滑油混合，壓縮后的混合油氣經(jīng)單向排氣閥進入油氣分離缸，在油氣分離缸內(nèi)分離大部分潤滑油，在經(jīng)過油氣細(xì)分離器過濾掉殘余所謂潤滑油，接著經(jīng)過最小壓力閥，空氣冷卻器，空氣干燥器，截止閥后，以較低的溫度和較干燥的壓縮空氣送入使用系統(tǒng)，供用戶使用。而潤滑油主要起潤滑軸承與轉(zhuǎn)子接觸面，密封嚙合副間隙的作用，后者作用最為重要。油氣缸內(nèi)的潤滑油在空氣壓力下被壓入油冷卻器，在油冷卻器內(nèi)被冷卻后，再送入油過濾器濾去污垢和雜質(zhì)。過濾后的潤滑油在這里與油氣細(xì)分離器經(jīng)單向閥送來的潤滑油匯合，其后共同經(jīng)過供油電磁閥，分為兩路。一路由主機下端噴入壓縮室冷卻壓縮空氣；另一路流到主機兩端用來潤滑軸承，然后聚集在壓縮室底部隨壓縮空氣排出。這些油氣混合體經(jīng)過單項排氣閥后分別在油氣分離缸和油氣細(xì)分離器被分離出來，在開始下一次循環(huán)。2.1.1系統(tǒng)流程及零件功能簡介（加上我讓你們畫的那張圖）一、空氣系統(tǒng)流程1、空氣由空氣濾清器濾去塵埃之后，經(jīng)由進氣閥進入壓縮機機體內(nèi)進行壓縮，并與潤滑油混合。與混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細(xì)分離器去除油后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入系統(tǒng)使用。二、氣路中各組件功能說明(1)空氣濾清器空氣濾清器濾芯為一干式紙質(zhì)過濾濾芯，其主要功能是過濾空氣中的塵埃。當(dāng)控制面板上空氣濾清器阻塞指示燈亮?xí)r，表示空氣濾清器濾芯必須清潔或更換，但壓縮機仍繼續(xù)運轉(zhuǎn)。空氣濾清器外殼為鐵質(zhì)或塑料，內(nèi)裝旋風(fēng)除塵裝置，可去除絕大部分灰塵，大大延長空濾芯的壽命。(2)進氣閥進氣閥是整個空壓機空氣流程機控制系統(tǒng)中核心元件之一。進氣閥的打開或關(guān)閉的動作對應(yīng)著空壓機的兩種運行狀態(tài)：（進氣閥的打開或關(guān)閉是針對閥內(nèi)的進氣口而言，進氣閥打開即進氣口打開）重車：進氣閥全開，空壓機滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)全氣量輸出?？哲嚕哼M氣閥全關(guān)，空壓機無負(fù)荷運轉(zhuǎn)，無壓縮空氣輸出?？照{(diào)：進氣閥部分打開，空壓機部分負(fù)荷運轉(zhuǎn)，壓縮空氣輸出量在0～100%之間。一般單螺桿空氣壓縮機采用活塞式進氣閥，結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。當(dāng)空壓機運轉(zhuǎn)時，只要管路壓力輸入，微孔就會泄放掉活塞底部的氣壓，活塞就會在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空吸力下往下運動，進氣口打開，空氣被吸入，空載壓機重運轉(zhuǎn)。當(dāng)管口有壓力時，且此壓力足以克服真空吸力，則活塞受氣壓推動向上運動直至與上蓋接觸關(guān)閉進氣口。空壓機空載運轉(zhuǎn)。管口的壓力供給與否由泄放電磁閥控制。 圖2-1名稱(3)油氣罐 油氣罐的作用有兩個：儲存潤滑油及油氣第一次分離。 壓縮機體排出的油氣混合氣首先排至油氣桶，經(jīng)油氣罐第一次分離，絕大部分油被分離出來，沉降于油氣罐底部，參與下次循環(huán)，仍含有少量油份的壓縮空氣將送至油細(xì)分離器。 一般空壓機采用立式油氣罐，油氣第一次分離應(yīng)用離心分離的機理，配套的油細(xì)分離器是內(nèi)置的，即油細(xì)分離器置于油氣罐內(nèi)部。 油氣罐側(cè)裝有觀油鏡用于觀察油位，正常的油位是：機器重車運轉(zhuǎn)時，油位位于油鏡兩條紅線之間。如重車運轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn)油位高于上紅線則油位過高；如重車運轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn)油位低于下紅線則油位過低，建議此時應(yīng)立即加油。由于停機后系統(tǒng)內(nèi)的油回流到油氣罐中，使停機時的油位可能位于上紅線上方。 油氣罐備有加油口，用于添加潤滑油。底部有泄油口，用于排放冷凝水及換油時排放潤滑油。(4)安全閥 若系統(tǒng)發(fā)生故障時油氣罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定排氣壓力1.1倍以上時，安全閥即會打開，使壓力降至設(shè)定排氣壓力以下。安全閥在出廠前已調(diào)整好，請勿隨便調(diào)整。安全閥每半年測試一次動作是否正常。(5)油過濾器 油過濾器是一種紙質(zhì)的過濾器，其功能是初期油中顆粒雜質(zhì)。 當(dāng)控制面板上油過濾器壓差指示燈亮?xí)r，表示油過濾器阻塞，必須更換，但壓縮機仍然繼續(xù)運轉(zhuǎn)。新機第一次運轉(zhuǎn)1000小時左右的磨合期后即需要更換油過濾器，如更換不及時，將可能導(dǎo)致排油量不足，排氣溫度過高，同時因油量不足影像軸承壽命。(6)油細(xì)分離器油細(xì)分離器是單螺桿壓縮機的關(guān)鍵元件之一，其芯部是由多層細(xì)密的玻璃纖維制成。外邊有固定用的鐵網(wǎng)保持架以及法蘭、外殼等。經(jīng)油細(xì)分離器分離后壓縮空氣中的含油量可控制在3ppm以下（油細(xì)分離器對蒸汽狀態(tài)存在于空氣中的油則無能為力，故這部分油被空氣帶走）。油細(xì)分離器是一次性使用的部件。 正常情況下，油細(xì)分離器芯的壽命可達(dá)4000小時。但某些因素對其使用壽命影響很大。如： ①潤滑油的潔凈程度。如潤滑油中灰塵等雜質(zhì)很多，油細(xì)分離器芯很快會被堵塞。故請?zhí)貏e注意環(huán)境的情節(jié)及空氣濾清器的保養(yǎng)。 ②潤滑油品質(zhì)。如潤滑油品質(zhì)不佳或已變質(zhì)，會嚴(yán)重影響其壽命。 一般而言，油氣細(xì)分離器是否損壞可由以下方法判斷： ①空氣管路中所含的油份增加。 ②在油氣罐與油氣細(xì)分離器間裝有油細(xì)分離器壓差開關(guān)，當(dāng)油細(xì)分離器前后壓差超過設(shè)定值0.1MPa時，則壓差指示燈亮，表示油細(xì)分離器已阻塞，應(yīng)立即加以更換。 ③檢視油壓是否偏高。 ④電流是否增加。(7)泄放電磁閥 泄放電磁閥是一個兩位兩通常開電磁閥，常態(tài)下是開通的，當(dāng)?shù)秒姇r關(guān)閉，得電與否信號由CPU給出。其作用是啟動、停機以及空車時泄放系統(tǒng)內(nèi)的壓力。當(dāng)機組在這些狀態(tài)運轉(zhuǎn)時，此閥斷電導(dǎo)通，將系統(tǒng)內(nèi)壓力泄放掉。當(dāng)空壓機重車時此閥的點關(guān)閉，系統(tǒng)停止泄放。 在一般機型中，此閥控制進氣閥實現(xiàn)機組空重車運轉(zhuǎn)控制。當(dāng)需要機組空載運轉(zhuǎn)時，此閥斷電導(dǎo)通，氣流得以通至進氣閥管口并關(guān)閉進氣口而事先空車。當(dāng)需要空壓機重車時，此閥得電關(guān)閉，進氣口打開，停止供氣。(8)止回閥 止回閥位于回油管與集體之間。它允許油細(xì)分離器濾出的油單向流入機體，而防止停機后系統(tǒng)壓力降為零以前機體內(nèi)的油倒流回油細(xì)分離器（這些倒流回油細(xì)分離器的油將使機組耗油量大大增加）。(9)壓差開關(guān) 機組中總共有三種過濾元件，分別是空氣濾清器、油過濾器和油細(xì)分離器。這些過濾元件一旦阻塞將對機組運行造成不良影響，故機組為這三種元件分別配置了壓差開關(guān)。當(dāng)這些阻塞后使前后壓差達(dá)到壓差設(shè)定值時，壓差開關(guān)動作，信號輸入CPU，則控制面板上響應(yīng)指示燈亮，表明該元件阻塞，應(yīng)在最短的時間更換。千萬不要有僥幸心理繼續(xù)使用，這樣極易造成機組其他故障或損壞，得不償失。壓差開關(guān)動作發(fā)訊時的壓差值： 空氣濾清器 -0.06MPa 油過濾器 0.18MPa 油細(xì)分離器 0.1MPa風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng) 風(fēng)冷式冷卻系統(tǒng)包含風(fēng)扇和冷卻器兩大部件，冷卻器采用鋁制板翅式換熱器，風(fēng)扇將冷空氣強制吹向冷卻器，空氣在流過冷卻器散熱翅片時，與壓縮空氣或潤滑油做熱交換，將熱量帶走，達(dá)到冷卻壓縮空氣和冷卻潤滑油的效果。 使用風(fēng)冷型機組需注意： ① 冷空氣的溫度（基本等同于換進溫度）很重要，不能過高，建議不超過40℃ ② 冷卻器暴露于空氣中,翅片上會沾上灰塵,如聚集灰塵太多,會嚴(yán)重影響冷卻器換熱 效果。故應(yīng)經(jīng)常用壓縮空氣將翅片表面的灰塵吹干凈。如情況嚴(yán)重?zé)o法吹干凈時，必須 用清潔劑清洗，清洗機組零部件時，嚴(yán)禁使用易燃易爆、易揮發(fā)的清洗劑。清潔時，可 拆開冷卻器支架側(cè)面的蓋板，手持風(fēng)槍向上吹掃。2.2單螺桿空氣壓縮機的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計2.2.1控制系統(tǒng)PLC設(shè)計原則選用PLC必須滿足被控對象的控制要求；選用PLC不僅要著眼于現(xiàn)在，還要適當(dāng)?shù)目紤]到將來發(fā)展的需要；在滿足上述兩個前提的情況下，力求該系統(tǒng)具有良好的性價比。2.2.2PLC的選型設(shè)計1、工藝要求 單螺桿空氣壓縮機為風(fēng)動工具氣動機構(gòu)，氣動控制及風(fēng)動機械提供所需要的壓縮空氣。其工作過程：吸氣—壓縮—排氣；動作順序：吸氣—星輪與轉(zhuǎn)子齒槽嚙合—形成壓縮腔—壓縮—轉(zhuǎn)至排氣口—排氣。2、控制功能 根據(jù)所介紹的單螺桿空氣壓縮機控制系統(tǒng)應(yīng)有如下功能要求： (1)連續(xù)操作。系統(tǒng)一旦啟動，空壓機的動作將自動地連續(xù)不斷地周期性循環(huán)，直至系統(tǒng)接收到停止信號。(2)單周期操作。系統(tǒng)從原點開始，完成一個周期的動作后停止。 (3)復(fù)位操作。根據(jù)上述功能要求，空壓機控制系統(tǒng)需要設(shè)計成單級控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)對各驅(qū)動器件的控制，運行方式需要選用自動運行方式和手動運行方式。3、確定I/O點數(shù) 根據(jù)單螺桿空氣壓縮機的工作原理，工作過程及系統(tǒng)控制要求確定。(1)輸入設(shè)備的量①空氣濾清器排氣口的真空壓力開關(guān)一個。 ②油氣細(xì)分離器的壓力開關(guān)一個。 ③油過濾器中的壓力開關(guān)一個。 ④為保護系統(tǒng)壓力平衡的可調(diào)壓力開關(guān)一個。 ⑤壓縮機排氣口的排氣超溫開關(guān)一個。 ⑥為保持供油閥不間斷供油而設(shè)的壓力開關(guān)一個。 ⑦風(fēng)機過載保護開關(guān)一個。 ⑧主機過載保護開關(guān)一個。 ⑨逆相、欠相信號開關(guān)一個。 ⑩星、三角連接互鎖開關(guān)一個。EQ\o\ac(○,11)壓縮機啟動按鈕一個。 EQ\o\ac(○,12)壓縮機停止按鈕一個。 EQ\o\ac(○,13)緊急停止按鈕一個。 EQ\o\ac(○,14)保證狀態(tài)指示燈正常工作時的狀態(tài)顯示檢查按鈕一個。(2)輸出設(shè)備的量。①控制星型啟動的接觸器KM1一個。②控制星型啟動的接觸器KM2一個。③控制主機風(fēng)機得電的接觸器KM3一個。④報警用的指示燈11個。⑤蜂鳴器一個。⑥4位BCD數(shù)碼管所需開關(guān)量輸出視采用的PLC而定，最多需要32開關(guān)量輸出，采用 FX2系列PLC只需8點量輸出。⑦控制加載電磁閥及供油電磁閥線圈一個，因此共需開關(guān)控制量25個。4、選擇PLC根據(jù)上面的點數(shù)可知采用一臺小型PLC就能滿足要求?？紤]到I/O各留20%～30%的備用量，應(yīng)選開關(guān)量輸入18點開關(guān)量30點的PLC?？紤]到性價比選擇三菱公司的FX2N-64MS比較合適。2.3FX2N-64MS及其編程元件FX2N-64MS的技術(shù)指標(biāo)FX2N系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但他們與真實元件有很大的差別，一般稱他們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數(shù)量限制、沒有機械磨損和電蝕等問題。他在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)?。一、輸入繼電器（X）PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X室用光電隔離的電子繼電器，他的編號與界限端子編號一致（按八進制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000～X007，X010～X017,X020～X027他們一般位于機器上端。二、輸出繼電器（Y）PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)是固定的。Y000～Y007,Y010～Y017,Y020～Y027。他們一般位于機器的下端。三、輔助繼電器（M)PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點驅(qū)動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常/開常閉觸點使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。如下圖的M300，他只起到一個自鎖的功能。在FX2N中普遍采用M0～M499，供500個輔助繼電器，其地址號按十進制編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器，保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。 四、定時器（T）在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲期內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器(D)的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。 定時器通道范圍如下：100ms定時器T0～T199；共200點，設(shè)定值：0.1～3276.7秒；10ms定時器T200～T245，共46點，設(shè)定值：0.01～327.67秒；1ms積算定時器T245～T249，共5點，設(shè)定值：0.001～32.767秒；100ms積算定時器T250～T255，共6點，設(shè)定值：0.1～3276.7秒；定時器指令符合及應(yīng)用如圖2-4所示：當(dāng)定時器線圈T200的驅(qū)動輸入X000接通時，T200的當(dāng)前值計數(shù)器對10ms的時鐘脈沖進行累加計算，當(dāng)前置于設(shè)定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的1.23秒（10*123ms＝1.23ｓ）時才動作，當(dāng)T200觸點吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入X000斷或發(fā)生停電時，定位器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累計值。如果是積算定時器，它的符合接線如圖2-5所示：定時器線圈T250的驅(qū)動輸入X001接通時，T250的當(dāng)前值計數(shù)器對100ms的時鐘脈沖進行累加計數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定K345相等時，定時器的輸出觸點動作。在技術(shù)過程中，即使輸入X001在接通或復(fù)電時，技術(shù)繼續(xù)進行，其累計時間為34.5（100ms*345=34.5s）時觸點動作。當(dāng)復(fù)位輸入X002接通，定時器復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。五、計數(shù)器（C）FX2N中的16位增計數(shù)器，是16位二進制加法計時器，它是在計數(shù)信號的上升沿進行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，幾個用于計數(shù)。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)前時值減到零時停止計數(shù)，同時觸點閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，出點才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進入技術(shù)狀態(tài)。其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次時，其輸出觸點就動作。通用計數(shù)器的通信號：C0～C99，共100點。保持用計數(shù)器的通道號：C100～C199，共100點。通用與掉電保持用的計數(shù)器點數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置更改。舉個例子：由計數(shù)器輸入X011每次驅(qū)動CO線圈時，計數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)?shù)谑螆?zhí)行線圈指令時，計數(shù)器輸出觸點即動作。之后即使計數(shù)器輸入X011在動作，計算器的當(dāng)前值保持不變。當(dāng)復(fù)位輸入X0110接通（ON）時，執(zhí)行RST指令，計數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出點也復(fù)位。應(yīng)該注意的是，計算器C100～C199，即發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。六、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是計算機必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個數(shù)據(jù)寄存器都有16bit（最高位為正、負(fù)符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32bit數(shù)據(jù)。通用數(shù)據(jù)寄存器D通道分配D0～D199,共200點。只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入得數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化。但是有RUN——STOP時，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。2）通電保持用繼電器通道分配D200～D511，共312點，或D200～D999，共800點，（由機器的具體型號定）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC運行與否，其內(nèi)容也不會變化。然而在2臺PLC作點對的通信時，D490~509被用作通信操作。3）文件寄存器通道分配D1000～D2999，共2000點。文件寄存器是在用戶程序存儲器（RAM、EFPROM、EPROM）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以500點為一個單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時到2000點。4）RAM文件寄存器通道分配D6000～D7999，共2000點。驅(qū)動特殊輔助繼電器M8074，由于采用掃描被禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存器可作為文件寄存器處理，用BMOV指令傳輸數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。特殊用寄存器通道分配D8000～D8255，共256點。技術(shù)指標(biāo)是PLC的重要技術(shù)參數(shù)，為了正確使用PLC在安裝，接線，編程之前應(yīng)首先了解PLC的技術(shù)指標(biāo)，以下技術(shù)指標(biāo)包括輸入技術(shù)指標(biāo)、輸出技術(shù)指標(biāo)、電源技術(shù)指標(biāo)，一般技術(shù)指標(biāo),見表2-1～表2-4表2-1FX2N-64MS的輸入技術(shù)指標(biāo)項目DC輸入AC輸入輸入電壓DC24V10%AC100-120V10%，50/60HZ輸入電壓7mA/DC24V6.2mA/AC110V,60HZ工作電流ON(mA)4.53.8工作電流OFF(mA)1.51.7響應(yīng)時間約10ms約30ms，不可高速輸入表2-2 FX2N-64MS的輸出技術(shù)指標(biāo)項目項目外部電源DC5～30V最小負(fù)載——最大電阻負(fù)載0.5A/點，0.8A/點響應(yīng)時間OFF→ON0.2ms最大感性負(fù)載12W/DC24V響應(yīng)時間ON→OFF0.2ms最大燈負(fù)載1.5W/DC24V回路隔離光耦隔離開路漏電流0.1Ma30VDC動作顯示驅(qū)動時LED燈亮表2-3 FX2N-64MS的電源技術(shù)指標(biāo)項目AC電源DC電源電源電壓100～240V+10%～15%24V8V允許瞬時斷電時間在10ms繼續(xù)工作在5ms繼續(xù)工作電源熔斷器250V5A5Φ20mm250V5A5Φ20mm消耗功率60W50W傳感器電源DC24V460mA——表2-4FX2N-64MS的一般技術(shù)指標(biāo)溫度環(huán)境0-55℃（使用時），-20～70環(huán)境濕度35%-85%RH（不結(jié)露），（使用時）抗震JISC0911標(biāo)準(zhǔn)10-55HZ，振幅0.5mm抗沖擊JISC0912標(biāo)準(zhǔn)3軸方向各三次抗噪聲干擾最大噪聲峰值1000V，脈寬1um,頻率3-100HZ耐壓各端子與接地端子之間AC1500V,1min絕緣電阻50MΩ以上接地第三中接地,也可浮動使用環(huán)境無腐蝕性氣體,無塵埃,無導(dǎo)點顆粒一般來說，在統(tǒng)計完輸入/輸出設(shè)備的數(shù)量并確定PLC的機型后，應(yīng)建立輸入/輸出地址分配表，這對于繪制PLC與輸入/輸出設(shè)備之間的接線圖及編制用戶程序都有很大幫助。表2-5 輸入設(shè)備地址分配輸入地址外設(shè)名稱輸入地址外設(shè)名稱X0啟動X7可調(diào)壓力壓差開關(guān)X1停止X10供油閥壓差開關(guān)X2緊急停止X11排氣超溫開關(guān)X3狀態(tài)顯示檢查X12風(fēng)機過載開關(guān)X4真空開關(guān)X13主機過載開關(guān)X5油過濾壓差開關(guān)X14逆相欠相信號X6油氣分離壓差開關(guān)X15星三角連接互鎖開關(guān)表2-6 輸出設(shè)備地址分配表I/O地址外設(shè)名稱I/O地址外設(shè)名稱Y0BCD碼的1信號輸出Y15報警鈴Y1BCD碼的2信號輸出Y16運行指示Y2BCD碼的4信號輸出Y17空氣濾清器故障Y3BCD碼的8信號輸出Y20排氣超溫Y4個位選通信號輸出Y21油過濾器故障Y5十位選通信號輸出Y22油氣分離器故障Y6百位選通信號輸出Y23供油故障Y10主機得電KM2Y24卸載超時Y11主機星形啟動KM1Y25主機過載Y12主機三角形運行KM2Y26風(fēng)機過載Y13加載電磁閥線圈Y27逆相、缺相Y14供油電磁閥線圈Y30緊急2.4BCD的工作原理BCD顯示器（BistebeCholestericDisplay)，或稱SSTCT（SuxfeceStabilizedChloestericTex-tere),統(tǒng)稱為雙穩(wěn)態(tài)LCD，是當(dāng)今液晶顯示器的一個新興分支。BCD顯示器的特點是具有無功儲存功能，即當(dāng)寫入一禎畫面，撤銷電源，顯示畫面仍能長時間保留在顯示屏幕上。BCD顯示模塊由BCD-LCD和驅(qū)動電路組成。BCD顯示器的驅(qū)動電路提供了LCD驅(qū)動所需的所有信號。在使用BCD顯示器之前，必須了解BCD顯示器的顯示機理和有關(guān)特性，才能夠成自己的設(shè)計思路，繪制出程序流程。為了推廣BCD顯示器，我們推出了BCD顯示器的應(yīng)用接口電路——BCD顯示控制器。BCD顯示控制器對客戶猶如一個黑匣子，將BCD——LCD與客戶系統(tǒng)隔離開，客戶只要按照BCD顯示控制器的要求連接電路，按照BCD顯示控制器的指令格式寫入指令碼和顯示數(shù)據(jù)，就可以完成系統(tǒng)的顯示畫面。BCD顯示控制器接口所提供的驅(qū)動信號與STN--LCD所提供的驅(qū)動信號一樣，有FLM、CP、IP、M、Di等信號。由于BCD—LCD具有存儲特性，不需要像STN--LCD那樣，為了維持顯示畫面而循環(huán)掃描，只要寫入一楨顯示數(shù)據(jù)，就不必再重復(fù)寫入。因此，沒有必要為顯示器建立一定容量的存儲器。而且，根據(jù)BCD--LCD的顯示機理，需要長于STN--LCD的刷新時間，所以控制器對其工作時鐘的要求也不高。于是，我們選用89C2051作為控制器的母片。針對接口總線的形式，我們設(shè)計了并行接口和串行接口兩種BCD顯示控制器，它們的引腳定義，如圖2-7和圖2-8所示。A.BCD顯示器側(cè)信號組（全部為輸出態(tài)）FLM——行掃描信號，禎信號；CP——列數(shù)據(jù)寫入脈沖信號，數(shù)據(jù)移位脈沖信號；LP——列數(shù)據(jù)鎖存和行掃描移位脈沖信號，數(shù)據(jù)鎖存脈沖信號；M——交流驅(qū)動信號；DISP——顯示開關(guān)控制信號；D0--D7——列數(shù)據(jù)信號。B.MPU側(cè)信號組(1)并行接口形式D0—D7——輸入態(tài)，與MPU連接的數(shù)據(jù)總線；RDY——輸出態(tài)，準(zhǔn)備好信號，提示MPU可以向控制器發(fā)送信號；REQ——輸入態(tài)，低電平有效，MPU指示控制器從數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)。(2)串行接口形式RXD——數(shù)據(jù)接收端；TXD——數(shù)據(jù)發(fā)送端，控制器工作引腳；RES——復(fù)位信號，高電平復(fù)位；M——交流驅(qū)動信號； DISC——顯示開關(guān)控制信號； D0－D7——列數(shù)據(jù)信號； XTAL1，XTAL2——振蕩器連接端； VCU，VSS——邏輯電源端，VCU為邏輯+，VSS為邏輯地。 在應(yīng)用方面，串行接口BCD顯示控制器的連接方式比較簡單，如果使用RS—232接口，則可以直接采用MAX232類的IC作為連接電路并行接口BCD顯示控制器。由于數(shù)據(jù)線的復(fù)用，不能直接與MPU系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線連接，需要通過隔離電路或稱緩沖電路與MPU系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線鏈接文本提供一個并行接口BCD顯示控制器與ＭＰＵ的連接方式，其電路如圖2-9所示。當(dāng)系統(tǒng)MPU通過WR信號將數(shù)據(jù)寫入U2時，將U3輸出置“零”，U3的Q端給BCD顯示控制器提供一個低電平信號，封鎖了MPU的WR號，禁止數(shù)據(jù)在此輸入U2。U3的Q端向系統(tǒng)MPU發(fā)出BUSY信號，表示MPU的操作控制器已經(jīng)收到信號正在處理信號中，BCD顯示控制器在REQ端為低電平時，將RDY置0”，讀入U2輸出的數(shù)據(jù)，然后將RDY置“１”，再次封鎖U2的輸出；此時U3的Q值為“1”。打開U4的“與”門，Q為“0”，即BUSY為“0”BCD顯示控制器的核心是軟件部分，其操作系統(tǒng)是比較容易實現(xiàn)的。控制器的大部分時間是等待系統(tǒng)發(fā)來的信息，然后根據(jù)這個信息，對BCD顯示器進行操作。在選擇比較了一些指令格式后，我們認(rèn)為打印機的指令格式比較好?；镜闹噶罡袷脚c含義如表１所列。該BCD顯示控制器的操作系統(tǒng)具有通用性，即通過設(shè)計參數(shù)可以適用于同一種顯示機的BCD顯示模塊。由于BCD顯示控制器的驅(qū)動列數(shù)據(jù)的位數(shù)隨不同型號的BCD顯示模塊所示永恒的驅(qū)動器的要求而進行變化的如8位數(shù)據(jù)形式，4位數(shù)據(jù)形式，1位數(shù)據(jù)形式等，因而產(chǎn)生了一系列控制器。同時，BCD顯示控制器應(yīng)具有溫度補償功能，可以根據(jù)環(huán)境溫度來修正驅(qū)動時序，實現(xiàn)自動補溫。BCD顯示控制器的操作系統(tǒng)功能的流程圖如圖4所示。操作系統(tǒng)將寫入到控制器內(nèi)部的2Ｋ程序存儲器內(nèi)，從而完成BCD顯示控制器的全部設(shè)計。BCD顯示器是基于我們多年來的技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗和設(shè)計QPYD系列液晶顯示器的思路提出來的。表2-7基本的指令格式與含義指令打印機格式指令格式指令代碼16進制10進制全屏RESET初始化打印機ESC@1B402764一行顯示數(shù)據(jù)輸入打印M個曲線點ESC&mn1n2…nm1B272739設(shè)置刷新起始、結(jié)束地址設(shè)定垂直造表值ESC&n1n2n3n41B422749溫度設(shè)置參數(shù)設(shè)定行間距為nESC1n1B312766注：表中m為一行數(shù)據(jù)所需的字節(jié)數(shù)； m1,n2為起始地址，16位； n3,n4為結(jié)束地址，16位；n=0-10,根據(jù)實驗結(jié)果，在使用范圍內(nèi)設(shè)置10個溫度檔，在不同溫度內(nèi)的延時時間不同.2.5TC783A為三相相序和缺相檢測電路TC783A為三相相序和缺相檢測電路，可用作檢測三相正弦波電壓的相序和缺相狀態(tài)，同時有保護功能，具有單電源，功耗小，功能強，輸入阻抗高，采樣方便，外接元件少等優(yōu)點。使用在控制板上，對三相電壓進行指示；也可在電機上使用，對電機的正反轉(zhuǎn)進行控制和缺相進行保護。一．TC783A電路具備以下特點:單電源工作，電源電壓9-15V。對輸入正弦波電壓設(shè)計為施密特檢測，有效去除干擾。動態(tài)檢測三相的存在，分別對三相輸出指示。正反序輸出指示。有過壓保護的設(shè)計，外電壓和內(nèi)基準(zhǔn)比較，有鎖定和不鎖定兩種輸出。二、電路框圖與工作原理三相電壓信號A、B、C經(jīng)分壓電阻網(wǎng)絡(luò)分別進入電路1、2、3腳,通過對正弦波進行施密特檢測了解信號的存在并送入缺相檢測電路檢測后輸出指示，電路13腳為內(nèi)部脈沖發(fā)生電路的外接電容約為0.1-0.15μ。三相正弦輸入正常時，對應(yīng)A、B、C輸入1、2、3腳的輸出端12、11、10腳輸出為低電平；當(dāng)某一相沒有輸入信號時，對應(yīng)的輸出腳上將有高電平。根據(jù)缺相檢測的結(jié)果，在不缺相的情況下相序指示電路將輸出相序，在三相電壓信號A、B、C進入電路1、2、3腳的狀態(tài)下，9腳輸出高電平指示正序；而在三相電壓信號A、C、B進入電路1、2、3腳的狀態(tài)下，8腳輸出高電平指示反序。在缺相狀態(tài)下，9腳8腳皆輸出低電平。TC783A內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖

電路另外還設(shè)計了保護電路，可對過流、過壓信號進行檢測和輸出。5腳為采樣輸入端，輸入信號與電路內(nèi)的6V基準(zhǔn)比較，并在電路6腳輸出。如果采樣高于6V，輸出高電平。4腳對輸出方式將有兩種控制選擇：4腳接低電平，輸出為不鎖定輸出，即輸入高輸出高，輸入低輸出低；4腳接高電平，輸出為鎖定輸出，這時輸入高輸出高，而輸入低后輸出仍高，需要4腳接地復(fù)位才能輸出低。用戶進行選擇。三．管腳圖與管腳功能：圖幾管腳圖腳號符號功能腳號符號功能1AA相電壓輸入8FX反序輸出2BB相電壓輸入9ZX正序輸出3CC相電壓輸入10QC缺C輸出4RE鎖定/不鎖選擇11QB缺B輸出5CV電壓采樣12QA缺A輸出6VO輸出13CX脈沖發(fā)生電容7GND地14VCC電源四、電路參數(shù)和推薦工作條件：主要電路參數(shù)推薦工作條件IDD靜態(tài)電流2-4<mAVcc電源電壓8—15VVAIN同步零電壓1/2VccVVa電壓輸入Vp-p0-VccVIIN輸入電流0．3<μAPi,Vr控制輸入電壓0-VccVIoh輸出驅(qū)動電流15mAF工作頻率50HZPtop最大功耗200mwT最佳工作溫度-25-85℃

第3章軟件設(shè)計3.1軟件流程圖的軟件設(shè)計該系統(tǒng)工作之前要檢查真空壓力開關(guān)、壓差開關(guān)、可調(diào)壓力上下限開關(guān)及逆相，如果出現(xiàn)故障使氣體不能正常進行，要報警。如未出現(xiàn)故障，則可啟動，繼續(xù)工作。啟動后，如出現(xiàn)非緊急故障則報警LED顯示故障代碼。主機、風(fēng)機得主機星形啟動，供油閥啟動，卸載超過4S加載；緊急故障及排氣超過30s機組全停，氣壓超過上限則卸載30s。10MIN內(nèi)氣壓低于下限值加載超過10MIN機組全停。3MIN保護重新啟動。3.2軟件流程圖 圖3-1軟件流程圖3.3FX2N系列PLC編程語言及系統(tǒng)控制原理PLC是一種工業(yè)控制計算機，不光有硬件，軟件也必不可少，不同型號PLC的編程語言只能適應(yīng)自己的產(chǎn)品，梯形圖編程語言形象直觀，類似電氣控制繼電器控制電路圖，邏輯關(guān)系明確，指令語句表編程雖然不如梯形圖編程語言直觀，但鍵入方便。而梯能圖編程語言和高級語言需要較多的設(shè)備。FX2N系列最常用的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。采用梯形圖編程，因為它直觀易懂，但需要一臺計算機及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于操作，因為他只需要一臺簡易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機來編程。編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進制代碼，這點PLC與普通的計算機是完全相同的。同時PLC也有編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號或圖形符號編譯成機器碼，所以用戶看到的PLC指令一般不是機器碼而是文字代碼，或圖形符號。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號即梯形圖，它類似于電氣原理圖使梯形圖編程語言形象直觀。易為廣大電器工作人員所接受的一種簡易編程語言工具。指令系統(tǒng)：一個PLC所具有的指令的全體稱為該PLC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著PLC的功能和性能。一般講，功能強、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。我們在編程之前必須弄清PLC的指令系統(tǒng)。程序：PLC指令的有序集合，PLC運行時進行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計，PLC的廠家或代銷商不提供。用語句表達(dá)的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達(dá)。梯形圖：梯形圖是通過連線把PLC的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），已建立邏輯條件。最后為輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，已進行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例：它有兩組，第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個END指令，用以結(jié)束程序。圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系：助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）：先上后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：地址指令變量0000LDX0000001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定得對應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD,AND,OR）對應(yīng)于接點，互鎖指令(IL、ILC)可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的機電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。有了這個對應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電器邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。梯形圖編程語言簡稱梯形圖。它形象直觀實用，電氣技術(shù)人員容易接受，是目前用的最多的一種編程語言。梯形圖與電氣控制系統(tǒng)中常用的繼電器，接觸器，控制電路的形式相同。梯形圖和繼電器接觸器電氣控制的邏輯含義是相同的，但表達(dá)方法卻有本質(zhì)區(qū)別，PLC梯形圖中的繼電器、定時器、計數(shù)器、物理繼電器、物理定時器、物理計數(shù)器，這些器件實際上是存儲器中的存儲位，稱作軟繼電器，相應(yīng)的位為1狀態(tài)表示繼電器線圈通電或常開接點閉合或常閉接點斷開，如圖3-3所示： 圖3-3 軟件相應(yīng)的位狀態(tài)圖X是輸入繼電器與PLC輸入端子相連，是PLC接受外部信號的端口，其線圈常開接點、常閉接點為傳統(tǒng)物理繼電器表示方法一樣，Y是輸入繼電器，Y的外部輸出接點連接到PLC的輸出端子上，是PLC用來傳送信號到外部負(fù)載的元件，每一個輸出繼電器，只有一個外部的常開接點而內(nèi)部的軟接點無論常開還是常閉，都可無限次使用。圖3-4 軟件接點使用圖在圖中，啟動按鈕QA是一個常開按鈕，停止按鈕TA是一個常開按鈕。按下啟動按鈕QA，繼電器C的線圈通電，其常開觸點C閉合，由于常開觸點C與啟動按鈕并聯(lián)，所以及時松開開始按鈕，已經(jīng)閉合的常開觸點仍能使繼電器的線圈繼續(xù)通電，這個常開觸點稱作自鎖觸點。停止時按下停止按鈕，使繼電器的線圈失電而停止動作。圖B是一個功能完全與圖A相同的PLC梯形圖，其左右兩邊電源線，與左電力軌相聯(lián)的是輸出的控制線路，常開觸點X0、Y0以及常閉觸點X1組成；與右電力軌相聯(lián)的是輸出線圈Y0（或邏輯線圈），從左到右各觸點都處于“閉合”狀態(tài)的路徑（也稱作為控制線路的邏輯運算結(jié)果“1”）。則區(qū)域其相聯(lián)的輸出線圈（或邏輯線圈）被切斷，即將I/O映相區(qū)中該輸出線圈（或邏輯線圈）的位置“0”。在圖3-3（b）中的X0、X1分別為PLC的第二個開關(guān)輸入，輸出端X0為PLC的一個輸出線圈，輸出端Y0與繼電器C相聯(lián)，如圖3-4所示。原來啟動按鈕、停止按鈕經(jīng)過硬件接線連接實現(xiàn)對繼電器C的通、斷電控制。當(dāng)PLC投入運行后，按下啟動按鈕QA，輸入X0處于“閉合”狀態(tài)，而輸入X1仍處于“斷開”狀態(tài)，在輸入采樣階段，CPU將輸入X0、X1的狀態(tài)讀入到I/O映相區(qū)中，即將X0對應(yīng)的位為1在輸出刷新端，輸出端Y0閉合從而使與輸出端Y0相聯(lián)的繼電器C的線圈通電。下一個掃描周期，由于與常開觸點X0并聯(lián)的Y0也閉合，因此即使松開啟動按鈕QA，是常開觸點X0斷開，該梯形圖的控制線路還存在一條從左到右各觸點都處于閉合的狀態(tài)的路徑，因此，輸出線圈Y0仍然被接通，在輸入采樣階段，將其狀態(tài)讀入到I/O映相區(qū)中對應(yīng)的位上。在用戶程序執(zhí)行階段，掃描到該梯形圖時，由于常閉觸點X1斷開，使控制線路中沒有影響區(qū)中Y0對應(yīng)的位置0。在輸出刷新階段，輸出端Y0斷開，從而使其相聯(lián)接的繼電器C的線圈失電。盡管從圖所示的繼電器線路圖和PLC的梯形圖看來，二者之間幾乎完全相同，但是由于二者的邏輯運算方式不同，繼電器線圈圖采用硬邏輯并行運行方式，PLC采用掃描用戶程序的串行方式，因此二者的控制線圈不是在所有的Q情況下都能一一對應(yīng)的。例：如果將圖3-5所示的繼電器線路圖中，當(dāng)G、E、B、D各觸點都閉合時，繼電器C的線圈可以通電，但是PLC的梯形圖中卻不允許出現(xiàn)這樣一條含有逆向流通的觸點的路徑。應(yīng)此，用戶必須經(jīng)過布爾代數(shù)的演算，消除控制線路中出現(xiàn)的逆向流通路徑。圖3-5 PLC與外設(shè)的連接圖盡管從圖所示的繼電器線路圖和PLC的梯形圖看來，二者幾乎完全相同，但是由于二者的邏輯預(yù)算方式不同，繼電器線路圖采用硬邏輯并行運行方式，PLC采用掃描用戶程序的串聯(lián)方式，因此二者的控制線路不是在所用情況下都能一一對應(yīng)的。例：如果將圖3-6所示的繼電器線路圖中，當(dāng)G、E、B、D各觸點都閉合時，繼電器C的線圈可以通電，但是PLC得梯形圖中卻不允許出現(xiàn)這樣一條含有逆向流通的觸點的路徑。應(yīng)此，用戶必須經(jīng)過布爾代數(shù)的演算，消除控制線路中出現(xiàn)的逆向流通路徑。從圖的繼電器線路圖中，可以知道只要當(dāng)場來觸點A、B、D或A、E、F或G、F或G、E、B都閉合時，繼電器C的線圈就會通電。因此，可以用下式表達(dá)線圈C與各觸點之間的邏輯關(guān)系：C=A*B*D+A*E*F+G*E*B*D根據(jù)布爾代數(shù)的分配率，始終可以表示成：C=A*(B*D*E*F)+(F*E*B*D)根據(jù)式，可以編制出滿足圖控制要求的梯形圖，如圖所示。在圖中所示的梯形圖中其控制線路做四條路徑，只要其中一條從左到右觸點都處于閉合狀態(tài)的路徑，則與其相連的線圈C被接通，反之亦反。梯形圖的控制線路采用兩種觸點構(gòu)成：常開觸點和常閉觸點，應(yīng)根據(jù)控制要求來確定。相同地址的觸點在用戶程序中可以無限次使用。一般來說，PLC的邏輯線路圖和輸出線圈的數(shù)量是有限的，相同地址的輸出線圈不能重復(fù)使用，否則指令雖然執(zhí)行各種復(fù)雜的操作或運算，但是他們?nèi)阅鼙３痔菪螆D的基本特點，指令在提醒圖的右側(cè)增加了一個功能塊，勇于表達(dá)參與運算的有關(guān)操作數(shù)，如圖所示，或者將與右電力軌相連的輸出線圈或邏輯線圈改為特殊功能指令塊。在圖的表示法中，與左電力軌相聯(lián)的是有觸電構(gòu)成的控制線路，與右電力軌相連的是特殊功能邏輯線圈，MV表示該梯形圖是一條執(zhí)行傳遞數(shù)據(jù)的特殊功能梯形圖，0300表示該特殊功能邏輯線圈的地址“0”時不執(zhí)行傳輸數(shù)據(jù)的操作；當(dāng)其控制線路的邏輯運算結(jié)果為“1”時將原寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到目的寄存器中去。這種特殊功能指令的表示法在美國生產(chǎn)的PLC中使用較普遍，例如，美國西屋公司生產(chǎn)的PLC就采用這種梯形圖的表示法。3.4FX2N系列的基本邏輯指令 這是編程語言是一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程語言方式，用一系列操作指令組成的語句表將控制流程描述出來，并通過編程器送到PLC中去，需要指出的是，不同廠家的PLC指令表使用的助記符并不相同，因此，一個相同功能的梯形圖書寫的語句表并不相同。三菱公司FX系列型指令語句如下：基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各種型