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第 7 章 電氣控制氣壓元件迴路

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第 7 章 電氣控制氣壓元件迴路. 7-1 常用的電氣元件 7-2 基本電氣迴路 7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識 7-4 可程式控制器之認識. 7-1 常用的電氣元件. 7-1 常用的電氣元件. 無熔絲開關 ( no-fuse breaker ),簡稱 NFB ,是一 種具有低電壓過電流保護之電 源斷路器,可免以閘刀開關換 保險絲之麻煩,在日本稱 NFB ,美國則以 MCB ( molded- case circuit breaker )模殼式 斷路器稱之。 1. 符號及實體圖,如圖 7-1 所示。. 7-1 常用的電氣元件.

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第7章 電氣控制氣壓元件迴路

7-1 常用的電氣元件

7-2 基本電氣迴路

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

7-4 可程式控制器之認識

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

無熔絲開關(no-fuse

breaker),簡稱 NFB,是一

種具有低電壓過電流保護之電

源斷路器,可免以閘刀開關換

保險絲之麻煩,在日本稱 NFB

,美國則以 MCB(molded-

case circuit breaker)模殼式

斷路器稱之。

1.符號及實體圖,如圖7-1所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

2.功能:做為電源的啟閉用。

3.動作原理

(1)規格:如士林牌之 NFB上標示。

(2)無熔絲開關之動作狀態:如圖 7-2所示。當“把手”在 ON位置,表接通狀態,在OFF表切離狀態,在中間位置是表示故障之自動跳脫狀態。(應注意:在故障原因排除後,再先將“把手”扳下至 OFF處,再將之切至 ON,才能再接通NFB。若跳脫在中間位置,而直接往上ON,則無法扳上)。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

漏電斷路器(earth leakage circuit breaker)簡稱 ELCB。

1.實體圖,如圖 7-3所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

2.功能:一般用來保護使用者免於感電的危險。當電路有漏電時,能迅速跳脫以切斷電路。

3.規格舉例如下:

2P 250V 15A 30mA 0.1秒 5kA

(1)2P:極數或刀片數。2P就代表雙刀漏電斷路器。

(2)250 V:耐壓。漏電斷路器的最大容許電壓。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

(3)15A:額定跳脫電流,當電路電流超過15安培時,漏電斷路器跳脫而切15A:額定跳脫電流,當電路電流超過15安培時,漏電斷路器跳脫而切斷電源。

(4)30 mA:感應電流。當漏電電流超過 30 Ma時,漏電斷路器跳脫而切斷電源。通常高感度型 的感應電流在 30 mA以下,中感度型在 50~1000 mA。

(5)0.1秒:動作時間。漏電斷路器從感應出漏電到跳脫切斷電源的最長時間。通常高速型的動作時間在 0.1秒內,延時型為 0.1~2秒。

(6)5kA:啟斷容量(IC)為 5000安培。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

電磁接觸器(magnetic contactor)簡稱 MC,是一種用來控制電動機的多點式開關。主要由主接點、輔助接點、激磁線圈、可動鐵心、固定鐵心、外殼及復歸彈簧等所構成,如圖 7-4所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

開關接點在基本構造上有“a”接點、“b”接點及“c”接點三種。

(1)“a”接點:稱為「開路接點」,取「動作接點」(action contact)的意思,以頭一個字母 a來表示,a接點又稱為常開接點(normally open contact),又可用縮簡之“ NO”表示之。其正常情況(OFF時)接點打開,操作時(ON時)接點閉合。

(2)“b”接點:稱為「閉路接點」,取「開啟或切斷接點」(break contact)的意思,以頭一個字母 b來表示, b接點又稱為常閉接點(normally close contact),又可用縮簡之“ NC”表示之。其正常情況下(OFF時)接點閉合,操作時(ON時)接點打開。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

(3)“c”接點:稱為「切換接點」,因其同時擁有 a接點與b接點。其中之可動接點部共用,取「切換接點」(change-over contact)的意思,以頭一個字母 c來表示。

2.功能:用來控制電動機。

3.動作原理:當電壓加至線圈兩端時,則線圈產生激磁電流,使固定鐵心激磁,而成電磁鐵,可吸引在上方的可動鐵心下移,故固定於可動鐵心上的接點(主接點與輔助 a、b接點)皆與固定鐵心連動,而造成接點開啟或閉合,此接點的變化即可做為電路中控制之ON-OFF變化。當外加電壓消失,則激磁電流停止,可動鐵心復歸接點還原。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

積熱電驛(thermal relay)簡稱TH-RY,如圖7-5所示,又稱過負載電驛(over load relay),簡稱 OL或稱為積熱過電流電驛(over current relay),其電氣符號如圖 7-6所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

1.符號

2.功能:過電流保護電驛。

3.動作原理:積熱電驛是串接在主電路中電磁接觸器之後,利用負載電流,流通積熱電驛上之雙金屬片加熱元件而產生熱能,使雙金屬片彎曲,經絕緣板來推開控制接點,而將電磁接觸器的電源切斷,使電磁接觸器跳脫,而達保護之目的。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

電磁接觸器簡稱MC,

若與積熱電驛(TH-RY)組合

使用,則稱之為電磁開關(

magnetic switch),簡稱 MS

,如圖 7-7所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

1.按鈕開關(Push Button Switch)簡稱PB,配合電磁接觸器能經濟且容易的達成工業順序控制目的。

2.按鈕開關具有常開接點(NO接點:normal open )亦稱a接點,與常閉接點(NC接點:normal close)亦稱b接點,如表7-2所示。其具有復歸彈簧,在手壓下時接點狀態會改變,即 a→b,b→a ,而手放開時則自動復歸成原狀。

3.按鈕開關之外觀與規格:PB之外型有圓型與長方型,如圖 7-8所示。其接點有 1a,1b,2a、2b 者,層數有單層與雙層者,圓型者更有與指示燈製成一體,稱光照式按鈕,如圖 7-8(c)。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

4.運轉PB,應選用綠色或紅色以外的顏色。停止 PB則應選用紅色。若有緊急停止,則緊急停止 PB採用紅色、停止 PB採用他色。

5.一般之 PB附有橡膠墊圈,安裝時墊圈應裝在面板裏面。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

選擇開關(change over switch)又稱切換開關,簡稱 COS或 CS。做為電路之選擇切換控制用。如自動-手動切換、如正-反轉切換……等等。圖 7-9為選擇開關之實體圖與接點符號。其他附鎖型之 COS可防止他人任意操作而發生危險。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

限制開關(limit switch)又稱極限開關,簡稱 LS。應用於機械動作的極限控制,即檢知物體移動的位置,來做適當的控制,如自動門、電梯、輸送帶等之位置檢出等。其外觀及接點符號如圖 7-10、表 7-3所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

所謂微動開關(micro switch)是指具有微小接點間隔與彈簧動作機構的檢出開關。其置於密封閘內,外裝引動裝置(actuator)依一定的作用力來啟閉動作接點,其與限制開關( LS)使用相同之接點符號。與限制開關不同處在其接點開閉時,只須用很小的力,並開閉速度極快。其外觀

如圖 7-11所示。選用時,除注意

其交、直流額定電壓及電流外,

其引動器應選用何種型式者才能

與控制對象相配合為最重要。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

近接開關與微動開關、極限開關同為位置檢知開關,然而近接開關(proximity switch)並不需要與檢知對象相接觸,只要接近即能檢出而使本身接點動作,所以具有安定、可靠、壽命長的優點。其外觀如圖 7-12所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

電力電驛(power relay)外型與構造圖,如圖 7-13所示。其同樣是利用電磁效應原理令線圈激磁,而使接點改變狀態,與輔助電驛同為輔助電磁繼電器接點之不足,故在順序控制上使用極廣。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

電力電驛已規格化,一般配合腳座使用,先於腳座接好線,再將本體插入腳座即可使用,如圖7-14所示。為常用之OMRON牌MK2P、MP3P之接線圖。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

限時電驛( timer)又簡稱 TR,是一種定時裝置。前面所提是各種電驛之線圈通電接點瞬時動作,而限時電驛則除了有瞬時動作之接點外,還有延時動作的接點,而能使得控制電路依一定的時序動作,為順序控制之重要元件之一,其外觀如圖7-15所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

依延時接點(限時接點)動作方式之不同可分為三種:通電延時式;斷電延時式;雙限時式(twin timer, ON-OFF timer)。

當線圈通電激磁則各限時接點延時動作(依所設定時間),線圈斷電時,則各接點瞬時復歸。通電延時式電驛(on delay timer)之接線圖與其動作時序圖,如圖7-16所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

當線圈通電激磁,則各限時接點皆瞬時動作,而當線圈斷電時,則各限時接點延時(依設定時間)復歸。斷電延時式電驛(off delay timer)之接線圖與動作時序,如圖 7-17所示。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

能調整ON-timer的時間及OFF-timer時間即可設定兩組時間,一台TMR可當二台用,其上更具ON-OFF之指示燈,動作情況一目了然。其外觀與動作情形,如圖 7-18所示(OM-RON TDV型 Twin Timer)。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

計數器(counter)其實體圖及內部配線,如圖7-19所示。可分為下列二種:

1.減算式預設電磁計數器表示數值由設定值起被減算,當到達 0時內藏之微動開關即動作。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

2.加算式預設電磁計數器由 0開始累積計數,到達設定值時,內藏的微動開關即動作。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

由配線圖知此型計數器具有 1個 a接點和 1個 b接點當輸出接點,8-5為 b接點,8-6為a接點,1-3端子為外部信號輸入接點,用於產生輸入信號,2-7端子之間為電源輸入接點,其時序圖如圖 7-19(c)所示為減算式計數器,由設定值起被減算當到達零時輸出接點a接點閉合,b接點斷開其數字復歸採用斷電復歸。

接線端子台(terminal block)簡稱TB,其外觀如圖 7-20所示。在控制電路中為了接線方便與保養容易皆以端子台裝配。我們亦稱電力電驛及 TMR之腳座為專用端子台,為了配點線徑之需要,有各種尺寸與規格選用,如 10~400 A,有 3P、6P、40P等。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

栓型保險絲(D fuse)其外觀如圖 7-21所示,其啟斷容量較一般線狀保險絲大,且不發生噪音與火花,故常使用於控制電路中,做為短路保護。由保險絲座、栓型保險絲與蓋三部分組成。熔斷時可由蓋上看到熔斷指示片(紅色)斷落。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

指示燈簡稱PL,在順序控制上作為動作情況的顯示。使操作人員能瞭解或判斷電路之動作。大部分之指示燈皆裝有變壓器,一次額定有 110 V、220 V、 380 V、440 V,二次額定為 5V、15 V、18 V等不同規格。另有採直接電源供電者額定為 18 V、24 V、110 V、220 V,使用時應注意分辨。

指示燈直徑有 25 mm及 30 mm兩種。其外觀如圖 7-22所示。燈罩有各種顏色,代表各種意義如下:

1.綠色(GL):停止中、開關器的開路、安全、復歸。

2.紅色(RL):運轉中、開關器的閉路、注意、故障。

3.黃色(YL):注意、警告、故障。

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7-1常用的電氣元件

7-1 常用的電氣元件

4.白色(WL):運轉、注意、故障。

5.橙色(OL):運轉、注意。

6.藍色(BL):開關器的開路。

7.無色透明(TC):接地相表示、其他。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

一般說來,氣壓作動機構(氣壓缸、氣壓馬達、氣壓擺動馬達)的基本動作只有三種,那就是前進(正轉)、後退(反轉)和停止,而這些動作可利用按鈕開關、極限開關、定時器、壓力開關或繼電器的信號控制電磁換向閥的動作而達到目的,而為了要達到控制電磁換向閥所設計的控制電路,不外乎包括下面幾個基本電路:AND、 OR、YES、NOT、NAND、NOR、MEMORY、TIMER等電路,即使是再複雜的控制電路也都是由這幾個基本電路組合而成。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-23按下 A按鈕則會使繼電器

R激磁,繼電器的 a接點閉合,使電磁

閥線圈 SOL激磁。

圖 7-24按下 A按鈕則會使繼電器 R線圈

消磁,繼電器 a接點因而斷開也使電磁

閥 SOL線圈消磁。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-25須 A、B、C三個開關

全部接下,線路才通電,繼電器激

磁,繼電器的a接點使電磁閥的線圈

激磁,如 A、B、C開關中有一個未

按下時,則整個電路系統不作用。

圖 7-26A、B兩開關是並聯,只要

按下任何一個開關線路就能通電,而使

繼電器 R激磁,R的 a接點接通而使電

磁閥 SOL也激磁。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-27(a)須將 A、B兩開關同時按下才能使繼電器 R消磁,R的 a接點斷電,電磁閥 SOL消磁。

圖 7-27(b)兩個按鈕開關 A及 B必須同時按下,繼電器 R才能激磁,R的 b接點斷開,電磁閥 SOL消磁。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-28(a)電路只要有一開關按下,則電路 1、2都斷電。

圖 7-28(b)只要有一開關按下,則線路 1或 2通電,繼電器 R激磁而使 R的 b接點斷開,電磁閥消磁。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-29(a)當按下 A開關,線路 1通電限時計時器激磁,當經過設定時間後,Timer的 a接點閉合,SOL激磁。當 A開關恢復原狀後 SOL消磁。

圖 7-29(b)當按下 B開關後線路 1通電,限時繼電器激磁,線路 2通電,電磁閥 SOL激磁,而當 B開關回復原狀時,限時繼電器開始計時,當達到設定時間後 T/a接點斷開,線路 2斷電,電磁閥消磁。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-30當按下A開關時線路1通

電,繼電器R激磁,R的a接點接通。

而當A開關回復原狀時,繼電器可由

線路2繼續保持激磁,直到按下 B開

關後才使線路2斷電,R消磁,電磁閥也消磁。

所謂互鎖電路,又稱之為雙安定電路,就是兩個以上的輸出訊號,若其中一個輸出動作時,則其餘的訊號均被限制而無法動作,直到該輸出訊號被復置(歸零),則其他的輸出訊號才可動作。

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7-2基本電氣迴路

7-2 基本電氣迴路

圖 7-31當按鈕開關A按下時SO

LA激磁,此時若按下C開關,雖然繼

電器R2動作,但SOLB仍然不能動作。

而SOLB如要動作,務必等到

B開關按下,R1消磁後,按下 C開關

,SOLB才會動作。同理,若 C開關先

按下,則 R2激磁, SOLB也激磁,而

在此時若再按下A開關,雖然 R1激磁

,但SOLA仍然不會動作,而SOLA要

動作必須等到 D開關按下後,R2消磁後,再按下開關才會動作。利用以上所述之基本電路來配合氣壓控制系統,就可使氣壓控制系統的設計達到完整,下一節將再舉幾個例子來說明使氣壓缸動作迴路。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

電氣-氣壓迴路圖,包括有氣壓迴路圖及電氣迴路圖兩部分。氣壓迴路圖一般指的是動力部分,而電氣迴路圖則是控制部分。通常在設計電氣控制氣壓迴路時都先繪出其氣壓迴路圖,亦就是先決定其動力部分看氣壓缸是採用單動缸或是雙動缸,然後再決定電磁閥,是採用單線圈電磁閥或雙線圈電磁閥,然後才決定設計其電氣迴路。然而氣壓迴路圖與電氣迴路圖必須分開繪製。本章將就電氣迴路的設計由淺入深逐步加以介紹。如時間許可,教師可要求學生依迴路所需元件在實驗台操作。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

圖7-32(a)為單動氣壓缸的控制,(b)與(c)均為雙動氣壓缸的控制,三個迴路的電氣接線圖都一樣,唯一不同的是(a)係用3/2位電磁閥,而(b)係採用4/2位電磁閥,(c)係採用5/2位電磁閥。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

按下按鈕開關後,SOL線圈激磁,指示燈亮,電磁閥換位, P→A接通,活塞桿前進,放鬆按鈕開關後,SOL線圈消磁,指示燈熄滅,電磁閥回位,活塞桿後退。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

圖7-35(a)係雙動氣壓缸控制迴路,圖7-35(b)係雙動氣壓缸控制迴路,而氣壓缸活塞桿前進與後退其電氣配線都一樣,如圖7-37所示。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

1.按下 後鬆開,線圈SOLA激磁,電磁閥換位,活塞桿前進。

2.按下後鬆開,線圈SOLA激磁,電磁閥回位,活塞桿後退。

3.儘量避免 與 兩個同時壓下以免電磁閥燒壞。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

1.按下ON按鈕開關後,電驛R激磁並自保持,電磁線圈SOL激磁,指示燈PL亮。電磁閥換位,氣壓缸活塞桿前進,碰到極限開關後,電驛消磁,線圈SOL也消磁,指示燈熄滅,氣壓缸活塞桿自動後退完成單一循環。當氣壓缸活塞桿在前進中按下OFF開關,氣壓缸活塞桿Z隨即後退。

2.採用磁簧開關,而磁簧開關只有一組接點,所以其控制電路如圖7-41所示,氣壓缸前進碰到LS後 激磁, 的b接點切斷使SOL消磁。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

1.按下ON開關後,SOLA線圈激磁,PL亮電磁閥換位。氣壓缸活塞桿前進碰到極限開關LS後,SOLB線圈激磁,電磁閥回位,氣壓缸活塞桿後退,完成一循環。

2.LS採用磁簧開關,其控制電路如圖所示,其動作原理同上所示。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

利用壓力開關控制氣壓缸的回行與接觸極限開關控制不一樣,接觸式的極限開關要在氣壓缸的活塞桿碰到時才會有動作,而壓力開關是利用氣壓缸內的壓力升高到所設定的壓力時才會有動作。按下ON開關後,電驛R激磁,並自保,R/a接通後線圈SOL激磁,指示燈亮,電磁閥換位。氣壓缸活塞桿前進到頂端,氣壓缸內的壓力增加,達到壓力開關所設定的壓力後,壓力開關動作,使電驛R消磁,氣壓缸活塞桿後退,完成一循環。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

按下ON開關後,電驛R激磁,並自保,線圈SOLA激磁,電磁閥換位。活塞桿前進,前進碰到極限開關LS,計時器開始計時,計時時間到,切斷電驛R的電源,電驛R消磁,活塞桿Z後退,完成一循環。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

所謂連續往復運動,是指氣壓缸一經起動後,除非令其停止,否則將持續不斷。一般在設計上只要在單循環往復運動迴路上多加一極限開關即可,使氣壓缸完成一個循環後,能夠再繼續動作,循環不已。

起始狀態LS-1被壓住,所以按下ON開關後, 激磁,並自保 /a使 激磁, /a使線圈SOL激磁,電磁閥換位,氣壓缸活塞桿前進。LS-1的a接點跳開, 的a接點自保,氣壓缸活塞桿前進碰到LS-2, 消磁,電磁閥回位,氣壓缸活塞桿後退,退回再度碰到LS-1, 再激磁,電磁閥SOL再動作,氣壓缸活塞桿又前進,如此周而復始,循環不已。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

起始狀態LS-1是被壓著的,當按下ON開關後電驛R激磁並自保持,R的a接點閉合,

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

SOLA激磁活塞桿前進,前進碰到LS-2後SOLB激磁活塞桿後退,後退壓到LS-2後SOL又激磁活塞桿又再前進,如此周而復始一直循環直到按下OFF按鈕後停止。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

1.預先設定計數值5次,計數到必須REST才能繼續使用。

2.按下ON按鈕後氣壓缸活塞桿自動連續往復5次後自動停止。

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7-3基本電氣控制氣壓迴路認識

7-3 基本電氣控制氣壓迴路認識

1.按下ON按鈕後氣壓缸活塞桿連續自動往復動作5次後停止,5秒鐘又重複以上的動作,直到按下OFF後停止。

2.OFF TIMER特性:通電後接點瞬時動作,斷電後延時複歸。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

可程式控制器初推出時被稱為可程式邏輯控制器( programmable logic controller)簡稱 PLC。它是一種數位動作的電子裝置,它使用可程式的記憶以儲存指令,用來執行邏輯、順序、計時、計數及數學運算等指定功能,並經由輸入、輸出模組,以控制各式各樣的機械或工作程序。

使用傳統繼電器設計製造控制盤時,大體可分為三步驟:

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

1.順序控制電路圖之設計繪製(階梯電路圖)。

2.依器具配置圖將繼電器、計時器、計數器等裝設於控制盤內,並依電路圖配線(控制電路配線)。

3.外界輸入信號及被控制對象與控制盤間之配線(主電路配線)若使用 PLC時,1及 3是不變的,唯一的差異是在第 2項。PLC只需將軟體電路打入記憶體中,可省去繁雜的配線工作。然而並非PLC即完全不用配線,外接控制的主電路及按鈕、指示燈等的配線,仍然是與傳統的接線法是相同的。

1.可省節配線時間。

2.可縮小控制盤體積。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

3.信賴度高、功能強。

4.設計與維護容易。

5.程式隨時可以更改,不像傳統工業配線,如要更改功能,必須重新佈置及組裝配件。

可程式控制器之基本結構,如圖 7-84所示。可分為資料處理中心,程式書寫器,輸入/輸出模組,電源供應器等四部分。

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7-4可程式控制器之認識

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提供 PLC使用之交直流電。

主要由 CPU,主記憶體(ROM、RAM等)及一 些邏輯電路組成,負責 PLC的各項管理,程式的 執行,資料儲存、運算、控制等功能。

PLC與傳統工業配線之間最大差別在於程式書寫 器。傳統繼電器電路採直接配線,而 PLC是將設 計好的電路使用程式書寫器將程式指令打入記憶 體中而執行程式。而目前由於筆記型電腦的普及 也已慢慢取代程式書寫器,直接由電腦來編輯程 式再透過 RS232界面與 PLC連線。

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7-4可程式控制器之認識

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用來做為外部輸入文件如(按鈕開關,極限開關 )與 CPU之間的連接界面。

將CPU執行的結果,反應到輸出端驅動負載(如 馬達、電磁閥、指示燈等)。

可程式控制器的語言有很多種,以下僅就目前使 用最多的階梯圖LD(lad-derdiagram)及順序功能 圖SFC(sequential function chart)。兩種語言來 加以說明:

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7-4可程式控制器之認識

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圖 7-85為階梯圖即是傳統之繼電器電路圖,由於其圖像階梯故稱為階梯圖,適合電工從業人員學習,但複雜度較高,設計及偵錯也比較困難。

由於階梯圖對於非電機專業人員使用仍具有相當困難度,值得高興的是目前市面上使用的 PLC也已開發出一種針對非電機專業人員,

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7-4可程式控制器之認識

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也能輕易使用的 PLC語言,只要你能寫出機械動作的順序流程即可輕易一步步寫出程式,而不用考慮傳統電機中之串、並聯要求,我們把這種程式稱為順序功能圖簡稱 SFC,如再以階梯圖結合而成為步進階梯圖( step ladder)。(在下一節將會詳加介紹。)

構成步進階梯圖主要共有六項組成要素

為步進加工的初期狀態,步進加工必須先進入初期狀態,FX提供了 S0~S9共 10點,一般用雙框之四方形符號表示,如圖 7-86所示。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

步進表示每一個加工動作或

一段加工動作皆在每一個步進中完

成以單框四方形圖 7-87步進點符號表示之,如圖7-87所示框內為步進點的號碼。

即表示每一步進點所要進行

的工作,如圖 7-88所示表示有二項工作在進行。

表示由某一步進移到另一步進,如圖 7-89所示,當步進S20移到步進 S21時,步進 20的動作會自動復置,換言之,步進工程往前進行時,

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7-4可程式控制器之認識

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後一工程自動復置。當移行條件 X1為 ON時,下一步進工程 S21隨即 ON,而 S20被複置,但因 Y1輸出是用 SET指令,故仍然 ON,若用 out指令,則Y1亦會被復置。對Y1用SET指令需複置時則用RST指令,此點需謹慎。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

熟練的技術工程師可以用步進流程圖直接寫出程式,但習慣上都是以步進階梯圖來編寫程式。故我們首先將步進流程圖抽一小段說明轉換步進階梯圖的方法,如圖 7-90所示。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

每一步進工程包含三種機能(1)驅動負載;(2)移行條件;(3)移行對象。SET啟動步序,RST關閉步序,STL(step ladder)進入步序(內部階梯圖)步進指令通常以「 」符號代表,步進電驛號碼寫在符號上方並6將 STL指令寫在符號內。STL相當於步序電驛的連結器,當步序電驛啟動時,同時步序連結器亦同步呈導通狀態使得步序內階梯圖得以連接上系統母線,或稱得以進入內部階梯,因此與STL接點有關聯的最初接點,可用 LD與LDI指令,驅動負載用out指令移行條件也用LD/LDI指令,移行對象用 SET或 out指令,返回系統母線用 RET指令,程式結束用 END指令。

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7-4可程式控制器之認識

7-4 可程式控制器之認識

其表示步進的方向,一般沒有

特別註明時,即由上而下用直線表示

,如圖 7-91說明如下:

1.PLC開機後(RUN)M8002使電路

進入 S0初期步進狀態,此時只有與

S0連接之相關元件有作用,其餘之元

件無效,如X2、 X3、Y1、Y2。

2.在進入 S0後,Y0馬上輸出。

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7-4可程式控制器之認識

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3.當 X1 ON之後則電路進入 S20,且 Y1輸出,但 S0之步進被關掉,當然與 S0相關連之元件如 X1、Y0便失效,Y0不動作,X1無作用。

4.目前在 S20,只有 S20內之元件有作用,因此當 X2 ON,則步進移位至 S21,Y2輸出,且把 S20關掉,Y1不動作,X2無作用。

5.當電路狀態進入 S21時,當 X3 ON,則電路返回 S0。

6.M8002的接點特性係在 PLC開機(RUN)後 M8002僅提供一個(pulse)ON後即 OFF。

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