西門子PLC模塊6ES7315-2AH14-0AB0

什么是電動(dòng)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(huì)發(fā)光,。呃……怎么這么神奇？接入一個(gè)所為的電源就能有電了,，這個(gè)電源（比如干電池、光電池,、發(fā)電機(jī)）怎么可以產(chǎn)生如此神奇的功能呢,？原來電源中有一個(gè)叫做電源電動(dòng)勢的東西在幫忙，電動(dòng)勢能使電源兩端產(chǎn)生電壓,。定義：

在電源內(nèi)部推動(dòng)電荷移動(dòng)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(dòng)到正極所做的功稱為電動(dòng)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(gè)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(dòng)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(huì)有水壓。但是水壓不會(huì)平白無故的產(chǎn)生吧,，此時(shí)電源力就好比一種能抽水的東西,，這個(gè)東西會(huì)使勁的把“負(fù)極"中的水往一個(gè)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(huì)留到“負(fù)極"水庫中,，而此時(shí)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(gè)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(jī)械能轉(zhuǎn)換成“電源力"這臺超級“抽水機(jī)"可以使用的動(dòng)力，而電源力獲得動(dòng)力后就努力做功將“正電荷"使勁往“正極"抽,，而這個(gè)功就是電動(dòng)勢（也稱為電源電動(dòng)勢）?，F(xiàn)在大家理解那句話的含義了吧,！

電動(dòng)勢與電壓使用同樣的單位，即伏特,。但不同的是電動(dòng)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(gè)參考點(diǎn)之間的電位差,。

電動(dòng)勢計(jì)算公式

電動(dòng)勢和電壓不僅使用同樣的單位,，電動(dòng)勢計(jì)算公式也和電壓計(jì)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(dòng)到正極時(shí)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(dòng)勢,，單位為伏特,。電動(dòng)勢也有交流與直流之分，交流電動(dòng)勢用小寫字母“e"表示,。

電動(dòng)勢的方向確定

電動(dòng)勢的方向規(guī)定是電源力推動(dòng)正電荷運(yùn)動(dòng)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(dòng)勢的方向與電壓的方向是相反的（因?yàn)殡妷旱姆较蛞?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(gè)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(dòng)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(dòng)下從高電位移到低電位（同時(shí)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(huì)接通負(fù)載與電源,，電路中有電流流過，這時(shí)電路出于通路狀態(tài),，電流可由閉合電路歐姆定律公式計(jì)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(gè)負(fù)載,。由此可見：實(shí)際電源的輸出電壓U總是小于電動(dòng)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(dòng)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(gè)完整的斷路,。因此被稱為斷路或者開路,。開路時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(shí)負(fù)載電阻為零（不考慮導(dǎo)線電阻的情況下）,。這時(shí)就好比直接將電源的正極接到負(fù)極上。此時(shí)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(dòng)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(hù)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(cái)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(xiǎn)絲）,，這一當(dāng)電流突然增大時(shí)可以瞬間把保險(xiǎn)絲燒壞，從而實(shí)現(xiàn)斷路而保護(hù)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(diǎn)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(gè)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(yùn)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(shí),，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(shí)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(gè)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(jìn)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(shí)時(shí)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(diǎn)獲得了很高的市場評價(jià),，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(diǎn),，還使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性更好，數(shù)據(jù)容量更大,，進(jìn)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(dòng)設(shè)備連接起來的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò),，為整個(gè)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(hù)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(jī)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(shí)現(xiàn),，加上對機(jī)器動(dòng)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(jìn)行通信時(shí)，不會(huì)感覺到有網(wǎng)絡(luò)種類的差別和間斷,，可進(jìn)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(dòng)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(jìn)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(jìn)行 RS-232/RS-422/RS－485等串行通信,，通過數(shù)據(jù)專線,、電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等多種通信方式