西门子Wincc 7.5软件6AV6381-2BP07-5AV0

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浔之漫智控技术（上海）有限公司

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         PLC的各种功能主要是通过运行控制程序来实现，编制程序时，需要合理使用PLC提供的编程元件（即软元件）。PLC中常用的编程元件有两种：位元件（bit）和字元件（word）。位元件实际上是PLC内存区域所提供的一个二进制位单元，又被称为软继电器，主要用作基本顺序指令的编程元件，如输入继电器Xn、输出继电器Yn、内部通用继电器Rn、定时（计数）器等，其参与控制的方式主要是通过对应触点的通断状态改变影响逻辑运算结果即输出。

字元件则为PLC内存区域内的一个字单元（16bit），主要用作功能指令和指令的编程元件，通常用以存放数据，如数据寄存器DTn，定时（计数）器的设定值SVn、经过值EVn等。字元件没有触点，通常以整体内容参与控制。

内存中的输入（X）区、输出（Y）区和内部通用（R）区，该区中的每个bit均可用作位元件，每16bit可构成一个字元件，如WRIO是由16个位元件R100～R10F构成的字元件，该字元件中的内容一旦发生变化，这16个位的状态也随之发生改变。

电器就是根据外界施加的信号和要求，能手动或自动地断开或接通电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电气元件或设备。电器的用途广泛，功能多样，种类繁多，构造各异，其分类方法有按工作电压分和按用途分等几种。本节主要介绍在电力拖动系统和自动控制系统中发挥重要作用的一些常用低压电器，如接触器、继电器、行程开关、熔断器等，介绍它们的工作原理、选用原则等内容，为学习和设计可编程控制器控制系统打下基础。

低压电器通常指工作在交流电压1200V以下、直流电压1500V以下的电器。采用电磁原理完成上述功能的低压电器称做电磁式低压电器。

1.1.2　电磁式低压电器的基本结构

电磁式低压电器在电气控制线路中使用量大，其类型很多，但工作原理和构造基本相同。在常用的低压电器中，接触器、中间继电器、断路器等就属于电磁式低压电器。就其结构而言，大都由三个主要部分组成，即电磁机构、触头、灭弧装置。

（1）电磁机构

电磁机构是电磁式低压电器的感测部件，它的作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，使之闭合或断开，实现电路的接通或分断。

电磁机构由磁路和激磁线圈两部分组成。磁路主要包括铁芯、衔铁和空气隙。激磁线圈通以电流后激励磁场，通过气隙把电能转换为机械能，带动衔铁运动，完成触点的闭合或断开。

常用的磁路结构分为三种形式。衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯，这种形式广泛应用于直流电器中。衔铁沿轴转动的拍合式铁芯，其铁芯形状有“E”形和“U”形两种，这种结构多用于触点容量较大的交流电器中。衔铁直线运动的双“E”形直动式铁芯，它多用于交流接触器、继电器中。

激磁线圈的作用是将电能转换成磁场能量。按通入激磁线圈电流种类的不同，分为直流线圈和交流线圈，与之对应的有直流电磁机构和交流电磁机构。

对于直流电磁机构，因其铁芯不发热，只有线圈发热，直流电磁机构的铁芯通常用整块钢材或工程纯铁制成，它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。

对于交流电磁机构，由于其铁芯存在磁滞和涡流损耗，铁芯和线圈都发热。通常交流电磁机构的铁芯用硅钢片叠铆而成，激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离，并且将线圈制成短而厚的矮胖型，有利于铁芯和线圈散热。

（2）单相交流电磁机构短路环的作用

对于单相交流电磁机构，电磁吸力是一个两倍于电源频率的周期性变量。电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸引力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力反力时，衔铁又被吸合。这样，在交流电的每个周期内，衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。必须采取有效措施予以克服。

具体办法是在铁芯端部开一个槽，槽内嵌入称做短路环（或称分磁环）的铜环，。短路环把铁芯中的磁通分为两部分，即不穿过短路环的Φ1和穿过短路环的Φ2。Φ2为原磁通与短路环中感生电流产生的磁通的叠加，且在相位上Φ2滞后Φ1，电磁机构的吸力F为它们产生的吸力F1、F2的合力。此合力始终大于反力，衔铁的振动和噪声就消除了。

短路环通常包围2/3的铁芯截面，它一般用黄铜、康铜或镍铬合金等材料制成。它是一相无断点的铜环，且没有焊缝。

（3）触头

触头是一切有触点电器的执行部件。这些电器通过触头的动作来接通或断开被控制电路。触头通常由动、静触点组合而成。

①触点的接触形式　触点的接触形式有点接触、线接触和面接触三种，

在三种接触形式中，点接触形式的触点只能用于小电流的电器中，如接触器的辅助触点和继电器的触点；面接触形式的触点允许通过较大的电流，一般在接触表面上镶有合金，以减小触点电阻和提高耐磨性，多用于较大容量接触器的主触点；线接触形式的触点接触区域是一条直线，其触点在通断过程中有滚动动作，开始接触时，动、静触点在A点接触，靠弹簧的压力经B点滚到C点；断开时做运动，以清除触点表面的氧化膜。

（4）灭弧系统

①电弧的产生　电弧的形成过程：当触头间刚出现断口时，两个触头间距离极小，电场强度极大，在高热和强电场作用下，金属内部的自由电子从阴极表面逸出，奔向阳极。这些自由电子在电场中运动时撞击中性气体分子，使之激励和游离，产生正离子和电子。电子在强电场作用下继续向阳极移动，并撞击其他中性分子。在触头间隙中产生了大量的带电粒子，使气体导电形成了炽热的电子流，即电弧。电弧产生高温并发出强光，将触头烧损，使电路的切断时间延长，严重时会引起火灾或其他事故，应采取灭弧措施。

②常用灭弧方法

a.电动力吹弧。电动力吹弧一般用于交流接触器等交流电器。一种桥式结构双断口触头系统。双断口就是指在一个回路中有两个产生和断开电弧的间隙。当触点打开时，在断口中产生电弧。触头1和2在弧区内产生的磁场，根据左手定则，电弧电流受到一个指向外侧的力F的作用而向外运动，迅速离开触点而熄灭。电弧的这种运动，一是使电弧本身被拉长；二是电弧穿越冷却介质时受到较强的冷却作用，这都有助于熄灭电弧。主要的是在两个断口处的每一个电极近旁，在交流过零时都能出现150～250V介质绝缘强度。