西门子 PLC模块EM221CN
西门子 PLC模块EM221CN
接触器主要的用途是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等，因此它是电力拖动控制系统中重要也是常用的控制电器之一。它具有低电压释放保护功能，具有比工作电流大数倍乃至十几倍的接通和分断能力，但不能分断短路电流。它是一种执行电器，即使在现在的可编程控制器控制系统和现场总线控制系统中，也不能被取代。
接触器种类很多，按驱动力大小不同分为电磁式、气动式和液压式，以电磁式应用广泛；按接触器主触点控制电路中的电流种类分为交流接触器和直流接触器两种；按其主触点的极数（即主触点的对数）来分，有单极、双极、三极、四极和五极等多种。本节介绍电磁式接触器。
1.2.2 接触器的结构及工作原理
（1）接触器的结构
目前广泛使用的接触器是电磁式电器的一种，其结构与电磁式电器相同，一般也由电磁机构、触点系统、灭弧系统、复位弹簧机构或缓冲装置、支架与底座等几部分组成。电磁机构是接触器的感测元件，由线圈、铁芯、衔铁和复位弹簧几部分组成。
（2）接触器的工作原理
接触器的工作原理是：当吸引线圈通电后，线圈电流在铁芯中产生磁通。该磁通对衔铁产生克服复位弹簧反力的电磁吸力，使衔铁带动触点动作。触点动作时，常闭触点先断开，常开触点后闭合。当线圈中的电压降低到某一数值时（无论是正常控制还是欠电压、失电压故障，一般降至85%线圈额定电压），铁芯中的磁通下降，电磁吸力减小。当减小到不足以克服复位弹簧的反力时，衔铁在复位弹簧的反力作用下复位，使主、辅触点的常开触点断开，常闭触点恢复闭合。这也是接触器的失压保护功能。
接触器的触点有主触点和辅助触点之分。主触点用于通断主电路，通常为三对（三极）常开的触点。辅助触点常用于控制电路，起电气联锁作用，一般有常开、常闭各两对。主、辅触点一般采用双断点桥式结构，电路的通断由主、辅触点共同完成。
主触点用于通断主电路，直流接触器和电流在20A以上的交流接触器均装有灭弧罩，有的还带有栅片或磁吹灭弧装置。辅助触点常用于控制电路，其容量较小。辅助触点不设灭弧装置，所以不能用来分合主电路。
接触器按流过主触点电流性质的不同，分为交流接触器和直流接触器，它们的结构与工作原理基本相同，仅在电磁机构方面有所不同，这在1.1节中已有阐述，这里不再叙述。
接触器的图形符号及型号含义
接触器的型号含义如下：
1.2.4 接触器的主要技术参数
①额定电压 接触器铭牌上的额定电压是指主触点能承受的额定电压。通常用的电压等级：直流接触器有110V、220V和440V；交流接触器有110V、220V、380V、500V等。
②额定电流 接触器铭牌上的额定电流是指主触点的额定电流，即允许长期通过的大电流，有5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A和600A几个等级。
③吸引线圈的额定电压 交流有36V、110V、220V和380V；直流有24V、48V、220V、440V。
④电寿命和机械寿命 以万次表示。
⑤额定操作频率 以次/h表示，即每小时允许接通的多次数。
1.2.5 接触器的选择与使用
（1）接触器的类型选择
根据接触器所控制负载的轻重和负载电流的类型，来选择直流接触器或交流接触器。
继电器是根据某种输入信号来接通或断开小电流控制电路，实现远距离控制和保护的自动控制电器。其输入量可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量；输出量则是触头的动作或者是电路参数的变化。继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成。前者反映输入量的变化，后者完成触点分、合动作（对有触点继电器）或半导体元件的通、断（对无触点继电器）。
继电器的种类很多，按输入信号的性质分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、压力继电器等，按工作原理分为电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器和电子式继电器等，按输出形式分为有触点和无触点两类，按用途分为控制用和保护用继电器等。本节介绍几种常用的继电器。
1.3.1 电压继电器
触点的动作与线圈的电压大小有关的继电器称做电压继电器。它用于电力拖动系统的电压保护和控制。使用时，电压继电器的线圈与负载并联，其线圈的匝数多而线径细。按通过线圈电流的种类分为交流电压继电器和直流电压继电器；按吸合电压的大小分为过电压继电器和欠电压继电器。
对于过电压继电器，当线圈电压为额定电压时，衔铁不产生吸合动作；只有当线圈电压高于其额定电压的某一值时，衔铁才产生吸合动作。因为直流电路不会产生波动较大的过电压现象，所以没有直流过电压继电器产品。交流过电压继电器在电路中起电压保护作用。
对于欠电压继电器，当线圈的承受电压低于其额定电压时，衔铁产生释放动作。它的特点是释放电压很低，在电路中用做低电压保护。
PLC的发展趋势主要有以下几个方面。
①向高性能、高速度和大容量发展。
②网络化。强化通信能力和网络化，向下将多个可编程序控制器或者多个I/O框架相连；向上与工业计算机、以太网等相连，构成整个工厂的自动化控制系统。即便是微型的S7-200 SMART PLC也能组成多种网络，通信功能十分强大。
③小型化、低成本和简单易用。目前，有的小型PLC的价格只需几百元人民币。
④不断提高编程软件的功能。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序可以下载、存盘和打印，通过网络或电话线，还可以实现远程编程。
⑤适合PLC应用的新模块。随着科技的发展，对工业控制领域将提出更高的、更特殊的要求，因此，必须开发特殊功能模块来满足这些要求。
⑥PLC的软件化与PC化。目前已有多家厂商推出了在PC上运行的可实现PLC功能的软件包，也称为“软PLC”，“软PLC”的性能价格比比传统的“硬PLC”更高，是PLC的一个发展方向。
PC化的PLC类似于PLC，但它采用了PC的CPU，功能十分强大，如GE的RX7i和RX3i使用的就是工控机用的赛扬CPU，主频已经达到1GHz。
①输入接口电路的组成和作用 输入接口电路由接线端子、输入调理电路和电平转换电路、模块状态显示、电隔离电路和多路选择开关模块组成。现场的信号必须连接在输入端子才可能将信号输入到CPU中，它提供了外部信号输入的物理接口。调理和电平转换电路十分重要，可以将工业现场的信号（如强电AC 220V信号）转化成电信号（CPU可以识别的弱电信号）；电隔离电路主要是利用电隔离器件将工业现场的机械或者电输入信号和PLC的CPU的信号隔开，它能确保过高的电干扰信号和浪涌不串入PLC的微处理器，起保护作用，通常有三种隔离方式，用得多的是光电隔离，其次是变压器隔离和干簧继电器隔离。当外部有信号输入时，输入模块上有指示灯显示，这个电路比较简单，当线路中有故障时，它帮助用户查找故障，由于氖灯或LED灯的寿命比较长，所以这个灯通常是氖灯或LED灯。多路选择开关接受调理完成的输入信号，并存储在多路开关模块中，当输入循环扫描时，多路开关模块中信号输送到I/O状态寄存器中。