1、12022-5-122022-5-1目目 次次第一章 概論第二章 開關第三章 繼電器第四章 計時器第五章 計數器第六章 溫度控制器第七章 感測器第八章 電工迴路第九章 電磁閥第十章 可程式控制器32022-5-1概論若想象自動化譬喻為人的話，人類是用五感( 視覺 聽覺 味覺 嗅覺 觸覺 )來作感應外界的 改變而自動化利用各種 SENSOR 來感應稱為 (檢知)然后用大腦進行 思考而自動化則利用 CPU 來作思考稱為(控制)最后做出正確的 動作而自動化利用機械裝置活動稱為 (輸出) 42022-5-1五感眼睛耳朵舌頭鼻子皮膚大腦肌肉+骨骼手指手臂雙腳外界的變化檢出器 操作開關 微動開關 限動開關

2、 溫度sensor Limit sensor 等.檢知控制盤 Relay 計時計數器 晶片控制模組 PLC控制控制電器輸出原件 機械裝置馬達 油氣壓裝置 電磁閥門顯示燈蜂鳴器輸出電器訊號電器訊號神經神經人類自動化52022-5-1控制元件的商品體系及使用例電源供應器 /連接器 /插座光電開關近接開關微動開關限動開關編碼器液面開關檢查用視覺裝置CCDSENSOR設定用開關押扣開關按鍵開關鍵盤及滑鼠Touching panel操作設定元件 保護繼電器訊號指示器監視機器一般繼電器電磁接觸器固態電繹印刷基板用繼電器繼器電伺服馬達電磁開關機械裝置(氣壓桿)傳動裝置PLC控制器計時器/計數器溫度控制器控制

3、器輸入端輸出端62022-5-1控制元件用途控制元件用途實實例例72022-5-1常使用的符號和單位常使用的符號和單位記號記號名稱名稱電壓電壓V EV EV V伏特伏特電流電流I IA A安培安培W W瓦特瓦特VAVA伏安伏安電阻電阻R R歐姆歐姆電容電容C CF F法拉法拉電感電感L LH H亨利亨利頻率頻率f fHzHz赫茲赫茲二極體二極體DiDi電晶體電晶體TrTr圖號圖號單位單位電力電力P P符號符號名稱名稱teraT兆gigaG 十億megaM百萬kilok千hectoh百decada十decid十分之一centic百分之一millim千分之一micra百萬分之一nanon十億分之一

4、picop兆分之一10910610310210110-110-210-310-610-910-12數數 字字 單單 位位101282022-5-12.開關開關 Switch92022-5-1開 關開關的功能十分多樣，其種類也很多，大致可分為兩大類1.操作用開關: 押扣開關 2.檢出用開關: 微動開關 液位開關 操作盤輔助操作開關感測器限動開關馬達液位開關檢出用開關(報告情況)操作用開關(下定決策)102022-5-1 操作用開關基本功能為電源的 ON/OFF ，下動作指令 或 作電路切換人類和電器/電子元件的接觸就是從操作開關開始112022-5-1 檢出用開關微動與限動開關共通點為 將機械訊

5、號轉換為電器訊號 光電開關則是以 將光學訊號轉換為電器訊號 功能為將各式訊號轉換成電器訊號微動開關限動開關122022-5-1 a接點 和 b接點開關是由施加的 力 在開閉接點，並轉換為電器訊號， 接點 就是將機械訊號變為電器訊號，那接點到底為何呢?a a 接點:施力即導通的接點b b 接點:不施力即導通接點C C 接點:切換接點 CommonNormal.Open aNormal.Close bCOMN.O aN.C bN.C bN.O aCOMC 接點(傳輸接點)132022-5-1各種開關一總覽142022-5-13.繼電器繼電器 Relay152022-5-1繼電器 PLC輸出接點沒有

6、很大，對於較大的負載得先作動輸出元件， 如 繼電器 繼電器是應用對線圈產生磁力的原理，使搖臂鐵片進行ON/OFF動作，在 自動控制中扮演傳令兵傳令兵的角色 繼電器的構造 1.線圈部 2.接點部 3.機械可動部線圈部接點部機械可動部162022-5-1繼電器的種類鉸鍊型繼電器 Relay特點:小型 微小負載型至中容量型機種豊富 一般作為補助繼電器使用TOP VIEW48112145139BOTTOM VIEW11249851413+ 172022-5-1電磁接觸器電磁接觸器 Electromagnetic ContactorElectromagnetic Contactor 電磁接觸器特點:可動

7、接的開閉行程大，其構造同負載開閉的高容量繼電器13337114438123516124448234526272A2A1( 4a4b )接點端子電磁線圈構造圖182022-5-1SSRSSR固態繼電器固態繼電器 Solid state relaySolid state relay輸人回路O/CLOSE電路觸動電路閘流體突波吸收器輸人端子輸人端子光耦合器是由半導體元件做成，輸出級為TRIAC接點(電路構成)SSR SSR 優點 : 壽命長 可高速/高頻率動作 無勳作聲音 常使用於溫度加熱裝置負載158BOTTON VIEWINPUT49131412+ +LOAD輸人電路負載電源192022-5-1

8、4.計時器計時器 Timer202022-5-1計時器計時器又名延時電驛，利用內部IC電路做出時間要素，在某段時間后ON/OFF內藏開關(接點)的元件，在很多機械動作中，都需要延時功能，以確保動作的穩定性 例如: 電梯控制 212022-5-1輸入(start)輸出(a接點)輸出(b接點)T 設定時間DELAY 延遲電源ONDELAY 延遲電源ON輸出(a接點) 輸出(b接點)輸入(start)T 設定時間如上動作圖所示，所謂計時器是指入訓號在設定時間後進行出，單位有秒、分、小時ON-DELAY 計時器電源ON之後開始延遲(DELAY)OFF-DELAY 計時器電源OFF之後開始延遲(DELA

9、Y)ON-DELAYON-DELAY計時器計時器 與與 OFF-DELAYOFF-DELAY計時器計時器222022-5-181234567AC 220V內部接腳2-7腳為激磁線圈5-6-8腳為一組 C 接點，其中8-5腳為延特b接點，8-6腳為延時a接點，1-3腳為一組a接點，4腳為空腳232022-5-15.計數器計數器 Counter242022-5-1計數器計數器計算物體數量、記錄次數的元件，利用內部IC電路做出計數功能的元件計數回路數用顯示部輸入訊號輸出訊號復歸訊號分為 Total 計數器Present 計數器252022-5-1 Total 計算輸入訊號，僅進行顯示用輸入訊號僅供輸

10、出262022-5-1 Present 預先設定數字，計算輸入的訊號。達到設定值時，內藏繼電器作用，進行輸出。動作方式每次計數輸入，數值及其增減的方式，有下述3種*加算型(UP):每次計數輸入，數值即增加的方式。*減算型(DOWN):每次計數輸入，數值即減少的方式。*加減算型(UP/DOWN):具備加、減算計數2種功能。輸出與設定值一致輸入訊號272022-5-16.溫度控制器溫度控制器 Temperature regulator282022-5-1溫度控制器溫度控制器 何謂溫度控制? 將物體或環境調整至所希望的溫度，利用感測器檢知，設定溫度和實際溫度的溫差 來 ON/OFF 加熱器或Cool

11、ing控制結果，並和設定溫度進行比較，來自動接近設定溫度。加熱器感測器292022-5-1溫度控制構成例溫度控制構成例100C燃料測溫器電子溫度控制器操作器控制對象1.測溫器其作用是把溫度轉換為電氣訊號的件，把此元設在想保持恒溫的部位(檢測部)來使用的2.操作器控制加熱或冷卻機器設備上的電磁開關閥門等3.電子溫度控制器它是接受測溫體的電氣訊號，和設備(設定)溫度進行比較，然後向操作器輸出控制訊號的機器，其內部具有大容量的電磁繼電器，也兼具操作器功能302022-5-1溫度控制種類溫度控制種類白金測溫阻抗體熱敏電阻檢出原理利用在相異的2 個金屬回路 上 ，雙方的接合部產生溫差時，所產生對應的熱起

12、電力現象利用白金固有阻抗隨著溫度上升而增加的性質是一種燒接半導體，利用固有阻抗隨著溫度上升而減少的特性構造例優點*能測小地方的溫度，熱反應快*耐振動，衝撞*能測高溫區( 1 7 0 0 C) *精度好*能測小地方的溫度*變化率大*固有阻抗大，即使延長導線誤差也小缺點*變化率小*溫差檢測方式，要修正冷接點溫度*熱反應慢*不耐振動，衝撞*無法測到高溫區( 一般到300C)*變化率下是線性*無法測到高溫區( 一般到300C)測溫阻抗體熱電對焊接2 種金屬的尖瑞在雲母或陶瓷管上纏繞白金線把珠狀熱敏電阻用玻璃封裝熱敏電阻玻璃312022-5-1 溫控器輸入溫控器輸出溫度範圍對可控制溫度範圍的FS(ful

13、l scale)溫度指示精度已固定，因此配合使用溫度必須選擇適合的溫度範圍*多重溫度範圍*自由溫度範圍輸入種類SENEOR的種類和溫度控制器的輸入種類必須一致輸入補正溫度顯示和真值出現差異時，或同一測溫體有2個以上的溫度顯示、其2者間的顯示出現差異時，使其顯示一致之動作溫控器輸入溫控器輸出有接點無接點繼電器價位低，但若要延艮壽命或消除電弧，需消弧迴路SSR輸出*不會有電弧，機械振動及突波*無動作音、壽命長、耐震動*作-Close負載時，須加分壓阻抗 電壓輸出並非直接控制負載，已設短路保護，防止因外部短路導致損壞電流輸出類比輸出型(連續性)，做為電力調整器或比例閥的操作訊號使用多種輸出具備以上4

14、 種輸出，並已模組化溫控器本體和控制輸出成套出售溫控器的溫控器的I/OI/O對應元件對應元件322022-5-17.感測器感測器Sensor 332022-5-1感測器感測器取代人類五感的元件取代人類五感的元件-感知器感知器眼睛(視覺)光電開關光學開關鼻子(嗅覺)氣體檢知器舌頭(味覺)味覺感測器耳朵(聽覺)超音波感測器皮膚(觸覺)限動開關近接開關溫度感測器342022-5-1光電開關光電開關一般的可視光線、紅外線及紫外線皆是以“ 光 ” 信號為媒體，且可不接觸檢測物體就可做其物體的有無檢出其具備反應速度快、檢出距離長等優點，使用範圍廣基本構成投光器受光器控制器輸出(電器訊號)352022-5-

15、1依檢出方式分類 1.透過型 2.回歸反射型 3.擴散反射型1.透過型檢出原理:投光器和受光器相放置，當物體遮斷其光時，受光器的光量即產生變化，而動作開關特點可長距離檢出亦可檢出微小物體可確實檢出小物體亦可使用狹縫製具來檢出362022-5-12.回歸反射型檢出原理投光器和受光器為一體，成為投受光器，由投光素子投射的光被反射板反射折回受光器側的受光素子，當物體遮斷其光時，受光器的光量即產生變化而動作開關 ( 常使用於中距離 )特點構造一體、安裝簡單可中距離檢出(透過型一半的距離)可確實檢出亮面物體372022-5-13.擴散反射型檢出原理投受光器為一體，從投光素子投射的光直接接觸到檢出物體，則

16、其物體所反射的光被投入受光素子，而動作開關特點構造一體、安裝簡單因不用反射板、不佔空間可檢出透明物體382022-5-1近接開關近接開關金屬物接近某特定位置時進行檢知，然後開閉電路或輸出開閉訊號，其動作原是，當金屬物體接近時渦流損失，使振盪線圈之電感變化，以達切換效果利用磁界(高周波磁界)和電界(靜電容量型)2種方式IRON檢出原理磁界型電源發振回路增幅回路cabSENSOR控制器磁力線附金屬板時輸出開閉訊號392022-5-1高周波發振型近接開關對金屬物質的檢出，不同金屬的種類檢出距離不一樣 靜電容量型近接開關利用電子的變化檢出，靜電容量型，金屬以外的物體檢出金屬一般物質電界磁界近接開關近接

17、開關402022-5-1檢測器的比較檢測器的比較高周波發振型靜電容量型能源力力力磁界電界對象物個體個體反射物體不透明體金屬物一般物質隱藏物體不可不可透明體中的不透明體金屬中的一般金屬非金屬中的一般物質距離接觸接觸非接觸非接觸非接觸周圍物體的影響無無 反射物體異週波金屬相互千涉無無有無有接點壽命3000萬次5000萬次半永久半永久半永久近接開關限動開關光電開關微動開關 比較檢測器比較項目檢 出 環 境412022-5-18.電工迴路電工迴路Electrics circuit 422022-5-1電工回路常使用的記號電工回路常使用的記號代 表性接點記號手動接點押釦開關微動開關限動開關繼電器接觸器計

18、時器on-delay計時器off-delayPLC接點a接點b接點線圈(電源部)XMgThT432022-5-1基本電路介紹AND (積閘) OR (或閘) 有2 個 開關A 、B 都ON 時， 才會亮 有2 個 開關A 、B 任一 O N 時 ，即會亮 使用例:加工機為避免危險，若不同 時按下兩邊開關就不動作 使用例:大樓電燈控制二處控制一燈DC 24 VDC 24 VLLABBA442022-5-1NOT(反相閘)自保持電路按下A開關，燈即熄，亦即輸入ON時輸出為OFF當按下A之後手放開，RELAY透過其內部接點持續保持激磁狀態, B為警急開關使用例: 馬達正反轉使用例:使電路持續保持作用

19、不間斷 則使用自保電路DC 24 VDC 24 VLLXXXXXAAB記住:警急開關必定為 b 接點452022-5-1Y1Y2PB1PB2PB3Y2寸動控制迴路操作狀態為1 按住 PB1 , Y1動作，放開PB1，Y1復歸2 按住PB2，Y2動作且保持3 按住PB3，Y2動作 ; 放開PB3，Y2復歸使用例可作自動化機臺之手動模式462022-5-19.電磁閥電磁閥Solenoid valve 472022-5-1電磁閥指以電磁力量操作Air的方向控制閥，是控制氣壓缸前進、後退之用的必要元件動作原理:通電流入線圈(coil)產生磁力 致動閥內的閥軸以切換方向閥閥位，改變孔口之間的通法 改變流

20、體流向進而控制活塞桿之前進後退所謂閥位是指閥體孔口之間的一種通法，以圖為例它共有兩種通法所以有兩個閥位，四個通口，故稱為四口二位電磁刺制方向閥或4/2 電磁閥雙邊線圈單邊線圈482022-5-1當A+邊線圈通電激磁，則閥位切換至左邊的前進閥位，使活塞桿前進;相反的，當A-邊線圈通電激磁，則閥位切換至右邊的後退閥位，使活塞桿後退。雙邊線圈當閥位在左邊時，四口之間的通法為 PA ，BR ; 當閥位在右邊時，四口之間的通法為 PB，AR。 氣壓缸活塞桿A AB BA- 線圈A+ 線圈R RP P前進閥位後退閥位閥位停駐在最後激磁線圈的那一邊492022-5-1單邊線圈當A線圈不激磁時，閥位恢復在彈簧

21、邊，激磁時則在線圈邊，若要活塞桿保持前進，A線圈得保持激磁氣壓缸活塞桿A AB BA 線圈R RP P前進閥位後退閥位彈簧線圈保持激磁-活塞桿保持前進當閥位在左邊時，四口之間的通法為 PA ，BR ; 當閥位在右邊時，四口之間的通法為 PB，AR。 502022-5-110.可程式控器可程式控器 Programable Logic Controller (PLC)512022-5-1可程式控制器Programable Logic Controller (PLC)是一種具有微處理功能的數位電子設備，可以將控制指令隨時載入記憶體內儲存興執行由於其彈性化控制故常應用在工業自動化設備上522022-5

22、-1PLC基本構造光電開關近接開關感應器編碼器檢查用視覺裝置CCD電獂供應模組CPU暫存器指令解碼器(指令及資料) 記憶體輸入埠輸出埠輸入模組輸出模組指令載入(輸出模組)資料匯流排資料匯流排電磁閥電磁接觸器指示燈電驛接點伺服控制器程式書寫器電腦532022-5-1 PLC 程式執行時的信號處理方式X0X1X2.X17 輸入記憶體Y0Y1Y2.Y17 輸出栓鎖記憶體資料處理記憶體1. 讀取輸入端子信號2.程式處理3.更新輸入瑞子信號讀取輸入繼電器端子X0X17的接點導通狀態執行END 指令時，打開輸出栓鎖記憶體將輸出元件的動作狀態送到外部接線端子上由位址0開始，利用下列三個步驟依序逐次執行程式中

23、的每一運算指令1.讀取各元件的接點導通狀態2. 邏輯運算處理3. 運算結果傳回各元件記憶體更新 各元件動作狀態掃瞄週期(階梯圖)Enable輸出允許掃瞄方式:由上而下，由左而右處理方式:一次I/P所有Data經處理後，一次丟出542022-5-1RS232PLC 驅動器機臺致動器感測器輸入輸出命令/回應電腦與PLC連線方式電源模組CPU模組I/O模組特殊I/O模組I/O模組PLC 運轉(RUN)時，不斷地循環處理掃描週期:讀取輸入端子信號邏輯運算處理、更新輸出端子信號三個步驟。程式執行一個掃描週期所花費的時間稱為掃描時間(SCAN TIMER)552022-5-1電源部接點輸入CPU 可程式記憶體資料輸入快速計算類比輸入通訊坢類比輸出資料輸出位置決定接點輸出BCD指撥開關放大器變換器條碼機MC伺服控制器MTGPG脈波串聯輸出脈波馬達控制器PM 1 2 3 4 數字顯示類比調節加熱中脈波發生器按鈕開關V T TOUCH PANELCOUMPERRS232/RS422匯流排其它單元PLC模組功能介紹562022-5-1簡單的階梯圖程式設計PASS STATEEXISTING STATENEXT STATEInput 1 進入條件Input 2 進入條件Output 輸出程式用之於電腦。P