西門子PLC模塊6ES7315-2AH14-0AB0

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什么是電動勢？

我們都知道，往用電設(shè)備中接入電源就可以使用設(shè)備工作，比如電燈里面放入干電池后燈泡（負(fù)載）會發(fā)光。呃……怎么這么神奇？接入一個所為的電源就能有電了，這個電源（比如干電池、光電池、發(fā)電機）怎么可以產(chǎn)生如此神奇的功能呢？原來電源中有一個叫做電源電動勢的東西在幫忙，電動勢能使電源兩端產(chǎn)生電壓。定義：

在電源內(nèi)部推動電荷移動的力成為電源力，電源力使將單位正電荷從電源的負(fù)極移動到正極所做的功稱為電動勢。

電源內(nèi)電源力克服電場力把正電荷從低電位的負(fù)極推到高電位的正極，這個升電位的過程是電源力做功的過程，也是其他形式能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。圖片演示見下文：電動勢的方向確定圖①

理解：我們都知道電壓的產(chǎn)生就好比水壓，一頭水位（類比電位）高，一頭水位低就會有水壓。但是水壓不會平白無故的產(chǎn)生吧，此時電源力就好比一種能抽水的東西，這個東西會使勁的把“負(fù)極"中的水往一個叫做“正極"的水庫中抽，這樣“正極"中水位很高（類比電位高），而“負(fù)極"水庫缺水，這樣有水壓，電源也就有了電壓。而當(dāng)從“正極"水庫中開溝條渠（類比電源外接的導(dǎo)線）后水就會留到“負(fù)極"水庫中，而此時電源中的專門“抽水"的電源力又看到負(fù)極中有好多水，它又開始不停的往正極中抽，就這樣電路就一直工作著。

電源是個特殊的設(shè)備，它的作用就是利用電源中的化學(xué)能、光能、機械能轉(zhuǎn)換成“電源力"這臺超級“抽水機"可以使用的動力，而電源力獲得動力后就努力做功將“正電荷"使勁往“正極"抽，而這個功就是電動勢（也稱為電源電動勢）。現(xiàn)在大家理解那句話的含義了吧！

電動勢與電壓使用同樣的單位，即伏特。但不同的是電動勢是電源的“電壓"，它是描述電源內(nèi)部的一些里反應(yīng)的物理量。而電路中我們一般所說的電壓都是相對電路中某兩個參考點之間的電位差。

電動勢計算公式

電動勢和電壓不僅使用同樣的單位，電動勢計算公式也和電壓計算公式很是類似：

公式中W表示電源力將正電荷從負(fù)極移動到正極時所做的功，單位是焦耳；q表示電荷，單位是庫倫（c）；大寫字母E表示電動勢，單位為伏特。電動勢也有交流與直流之分，交流電動勢用小寫字母“e"表示。

電動勢的方向確定

電動勢的方向規(guī)定是電源力推動正電荷運動的方向，即從負(fù)極指向正極的方向。也就是電位升高的方向。電動勢的方向與電壓的方向是相反的（因為電壓的方向規(guī)定與電場力方向一致，從高電位到低電位）。如下圖所示：

圖①中電源力克服電場力吧正電荷從低電位的負(fù)極推到高電位的正極，這個電位升的過程是電源力做功的過程，也是其他形式能量轉(zhuǎn)為電能的過程。圖②顯示了電動勢與電壓之間的方向相反屬性，電源外部的負(fù)載電路中（外電路）。正電荷在電場力推動下從高電位移到低電位（同時克服負(fù)載做功）

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什么是通路

如下電路圖所示，如果開關(guān)K置于1觸電處，就會接通負(fù)載與電源，電路中有電流流過，這時電路出于通路狀態(tài)，電流可由閉合電路歐姆定律公式計算的來，電壓為U=IR或U=E-I×R0。提示：圖中電阻R被看作是一個負(fù)載。由此可見：實際電源的輸出電壓U總是小于電動勢，原因是電源內(nèi)阻上有電壓降，因此對于電源而言，要求內(nèi)阻越小越好。（電源提供的電壓由電源電動勢E和電源內(nèi)阻R串聯(lián)組成）。

什么是斷路

繼續(xù)觀察上圖，如果開關(guān)K置于2觸電處，電路就處于斷開狀態(tài)，并不是一個完整的斷路。因此被稱為斷路或者開路。開路時，外電路電阻是無窮大（除非空氣也導(dǎo)電了），電路中沒有電流，電源的端電壓等于電動勢，電源不輸出電能。開路的特征是：

I=0，即沒有電流。U=E，即電路電壓等于電源電動勢

什么是短路

繼續(xù)觀察上圖，如果開關(guān)K置于3觸電處，那么這時負(fù)載電阻為零（不考慮導(dǎo)線電阻的情況下）。這時就好比直接將電源的正極接到負(fù)極上。此時電路就處于短路狀態(tài)（老話俗稱連火了）。在此狀態(tài)下電路中的電流幾乎就是電源電動勢÷電源內(nèi)部電阻了，即I=E/r0。

由于電源內(nèi)阻r0一般很小，所以如果電路出現(xiàn)短路，那么電流I就很大，如果電路中沒有保護裝置，較大的短路電流很容易導(dǎo)致線路過熱燒壞或者直接燒壞電源，造成嚴(yán)重的安全事故即財產(chǎn)損失，電工工作中要仔細(xì)避免。所以我們電工一般都需要在電路中安裝好熔斷裝置（比如保險絲），這一當(dāng)電流突然增大時可以瞬間把保險絲燒壞，從而實現(xiàn)斷路而保護設(shè)備及電源的安全

 1）PLC電氣控制原理圖的組成

      PLC電氣控制原理圖由電源供電回路、輸入回路和輸出回路三部分組成。其中PLC的電源供電回路很簡單，只有輸入回路和輸出回路和具體輸入信號和輸出所帶負(fù)載有關(guān)。

2）PLC的I/O模塊的外部接線方式 

      PLC模塊的輸入端子一般采用匯點式接線方式，如圖1所示；輸出端子的接線一般根據(jù)負(fù)載不同分組，采用分割式或分組式接線方式，分組式接線方式如圖2所示，分割式接線方式如圖3所示。三菱FX2N-48MR的輸出端子具體分了五個組，具體分法是：Y0-Y3，Y4-Y7，Y10-Y13，Y14-Y17，Y20-Y27，如果要將其中的不同組合成一組，則將其COM端短接即可

三菱公司PLC網(wǎng)絡(luò)繼承了傳統(tǒng)使用的MELSEC網(wǎng)絡(luò)，并使其在性能、功能、使用簡便等方面更勝。Q系列PLC提供層次清晰的三層網(wǎng)絡(luò)，針對各種用途提供最合適的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。

圖1   三菱公司的PLC網(wǎng)絡(luò)

1、信息層/Ethernet（以太網(wǎng)） 信息層為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最高層，主要是在PLC、設(shè)備控制器以及生產(chǎn)管理用PC之間傳輸生產(chǎn)管理信息、質(zhì)量管理信息及設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況等數(shù)據(jù)，信息層使用的Ethernet。它不僅能夠連接windows系統(tǒng)的PC、UNIX系統(tǒng)的工作站等，而且還能連接各種FA設(shè)備。Q系列PLC系列的Ethernet模塊具有了日益普及的因特網(wǎng)電子郵件收發(fā)功能，使用戶無論在世界的任何地方都可以方便地收發(fā)生產(chǎn)信息郵件，構(gòu)筑遠(yuǎn)程監(jiān)視管理系統(tǒng)。同時，利用因特網(wǎng)的FTP服務(wù)器功能及MELSEC專用協(xié)議可以很容易的實現(xiàn)程序的上傳/下載和信息的傳輸。

2、控制層/MELSECNET/10（H）  是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中間層，在是PLC、CNC等控制設(shè)備之間方便且高速地進行處理數(shù)據(jù)互傳的控制網(wǎng)絡(luò)。作為MELSEC控制網(wǎng)絡(luò)的MELSECNET/10，以它良好的實時性、簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定、無程序的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享概念，以及冗余回路等特點獲得了很高的市場評價，被采用的設(shè)備臺數(shù)在日本達(dá)到最高，在世界上也是的。而MELSECNET/H不僅繼承了MELSECNET/10優(yōu)秀的特點，還使網(wǎng)絡(luò)的實時性更好，數(shù)據(jù)容量更大，進一步適應(yīng)市場的需要。但目前MELSECNET/H只有Q系列 PLC才可使用。

3、設(shè)備層/現(xiàn)場總線CC-Link  設(shè)備層是把PLC等控制設(shè)備和傳感器以及驅(qū)動設(shè)備連接起來的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，為整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)層的網(wǎng)絡(luò)。采用CC-Link現(xiàn)場總線連接，布線數(shù)量大大減少，提高了系統(tǒng)可維護性。而且，不只是ON/OFF等開關(guān)量的數(shù)據(jù)，還可連接ID系統(tǒng)、條形碼閱讀器、變頻器、人機界面等智能化設(shè)備，從完成各種數(shù)據(jù)的通信，到終端生產(chǎn)信息的管理均可實現(xiàn)，加上對機器動作狀態(tài)的集中管理，使維修保養(yǎng)的工作效率也大有提高。在Q系列PLC中使用，CC-Link的功能更好，而且使用更簡便。

在三菱的PLC網(wǎng)絡(luò)中進行通信時，不會感覺到有網(wǎng)絡(luò)種類的差別和間斷，可進行跨網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通信和程序的遠(yuǎn)程監(jiān)控、修改、調(diào)試等工作，而無需考慮網(wǎng)絡(luò)的層次和類型。

MELSECNET/H和CC-Link使用循環(huán)通信的方式，周期性自動地收發(fā)信息，不需要專門的數(shù)據(jù)通信程序，只需簡單的參數(shù)設(shè)定即可。MELSECNET/H和CC-Link是使用廣播方式進行循環(huán)通信發(fā)送和接收的，這樣就可做到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)共享。

對于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-Link網(wǎng)絡(luò)，可以在GX Developer軟件畫面上設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種功能，簡單方便。

另外，Q系列PLC除了擁有上面所提到的網(wǎng)絡(luò)之外，還可支持 PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它廠商的網(wǎng)絡(luò)，還可進行 RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通過數(shù)據(jù)專線、電話線進行數(shù)據(jù)傳送等多種通信方式