基于PLC的注塑机系统改造设计 - 图文

3.2单相桥式整流电路的工作原理

单相桥式整流电路如图3-2（a）所示，图中Tr为电源变压器，它的作用是将交流电网电压vI变成整流电路要求的交流电压 ，RL是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管D1～D4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。

图3-2(a)

3-2(b)

单相桥式整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。

在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D1流向RL，再由二极管D3流回变压器，所以D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图3-2（b）中实线箭头表示。

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图3-3

在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过二极管D2流向RL，再由二极管D4流回变压器，所以D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图3-2（a）中虚线箭头所示。

综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两组，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。

根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如图3-3。由图可见，通过负载RL的电流iL以及电压vL的波形都是单方向的全波脉动波形。

桥式整流电路的优点是输出电压高，纹波电压较小，管子所承受的最大反向电压较低，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。因此，这种电路在半导体整流电路中得到了颇为广泛的应用。电路的缺点是二极管用得较多，但目前市场上已有整流桥堆出售，如QL51A～G、QL62A～L等，其中QL62A～L的额定电流为2A，最大反向电压

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为25V～1000V。故单相桥式整流电路常画成图3-2（b）所示的简化形式。

3.3光电传感器工作原理

采用光电转换原理控制电路通断使输出信号产生逻辑翻转的一类电器称为光电开关。与传统的机械行程开关相比, 光电开关具有无触点控制、无机械碰撞、能识别色标、响应速度快、控制精度高等特点。

光电开关是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电开关在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。

图3-4光电传感器结构

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

三角反射板是结构牢固的反射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。

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3.4 FX2N系列PLC的系统配置

图3-5PLC的组成部分

1）FX2N系列PLC型号名称的含义 FX2N系列PLC型号名称的含义如下：

①系列序号：如1S，1N，2N

②表示输入输出的总点数：FX2N系列PLC的最大输入输出点数为256点。 ③表示单元类型：M为基本单元，E为输入输出混合扩展单元与扩展模块，EX为输入专用扩展模块，EY为输出专用扩展模块。

④表示输出形式：R为继电器输出（有干接点，交流、直流负载两用）；T为晶体管输出（无干接点，直流负载用）；S为双向晶闸管输出（无干接点，交流负载用）。

⑤表示电源形式：D为DC24V电源，24V直流输入；H为大电流输出扩展模块(1A／1点)；V为立式端子排的扩展模块；C为接插口输入方式；F为输入滤波时间常数为1ms的扩展模块；L为TTL输入扩展模块；S为独立端子(无公共端)扩展模块；若无标记，则为AC电源，24V直流输入，横式端子排，标准输出(继电器输出为2A／1点；晶体管输出为0.5A／1点；双向晶闸管输出为0.3A／1点)。

例如型号为FX2N-40MR-D的PLC，属于FX2N系列，是有40个I／O点的基本单元，继电器输出型，使用DC24V电源。

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