可编程电磁体

① 电磁体有何应用

磁铁，顾名思义，是一种可以把铁这种金属吸起来的一种物体。电磁铁可比磁铁更有用，因为它不只可以把铁这种元素吸来，还可以把其他金属吸起来。那电磁铁是一种什么东西呢？

内部带有铁心的、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置叫做电磁铁，通常制成条形或蹄形。电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧。当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动；当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。

电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无，可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制。电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用。 电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。

1822年，法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现，当电流通过其中有铁块的绕线时，它能使绕线中的铁块磁化。这实际上是电磁铁原理的最初发现。1823年，斯特金也做了一次类似的实验：他在一根并非是磁铁棒的U形铁棒上绕了18圈铜裸线，当铜线与伏打电池接通时，绕在U形铁棒上的铜线圈即产生了密集的磁场，这样就使U形铁棒变成了一块“电磁铁”。这种电磁铁上的磁能要比永磁能放大多倍，它能吸起比它重20倍的铁块；而当电源切断后，U形铁棒就什么铁块也吸不住，重新成为一根普通的铁棒。

斯特金的电磁铁发明，使人们看到了把电能转化为磁能的光明前景。这一发明很快在英国、美国以及西欧一些沿海国家传播开来。

1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，因此不必担心被铜导线过分靠近而短路。由于导线有了绝缘层，就可以将它们一圈圈地紧紧地绕在一起，由于线圈越密集，产生的磁场就越强，这样就大大提高了把电能转化为磁能的能力。到了1831年，亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然它的体积并不大，但它能吸起1吨重的铁块。

在现代社会中电磁铁有着极其广泛的应用，我们日常生活和生产中用到的电风扇、吸尘器、电铃、吹风机、抽水机、洗衣机、果汁机、搅拌机、电冰箱、冷气机、割草机等无一不是利用了电磁铁的原理。

电铃、电动机（马达）、电话等，都利用电磁铁产生动作。

电铃的构造如下图，其包含几个主要的设计：①电磁铁；②弹簧片。

当电路接通电源时，电磁铁通电，对簧片产生吸引力，簧片向磁铁运动时，锤头敲击电铃发出声音，与此同时，动片和静片接触。

当电路成断路状态时，电磁铁失去磁性，簧片不受吸引力，会在弹力作用下自动弹回原处，动片与静片脱离接触，电流重新经过电磁铁流向灯泡再形成回路。电磁铁又开始工作吸引簧片，锤头再次敲击铃铛。

周而复始，电铃不断地被敲响。

录音带可以把声音录下来，计算机的硬盘可以把数据记录下来，这些都是利用磁头的电磁铁改变录音带和磁盘上磁性物质的性质而达到这些效果的。

录音机的出现，最早可追溯至1877年美国发明大王爱迪生发明留声机。爱迪生将声波变换成金属针的震动，并刻录于锡箔上，利用锡箔与金属针实现了录音。1896年时丹麦的年轻电机工程师波尔森将音波转为电流，再转换为磁力实现了磁录音，并于1898年获得专利。但是录音机的真正流行还是在发明磁带以后。1935年德国科学家福劳耶玛发明了磁带，在醋酸盐带基涂上氧化铁，正式替代了钢丝。1962年荷兰飞利浦公司发明盒式磁带录音机。

扬声器应用了电磁铁来把电流转化为声音。

扬声器又称“喇叭”。是一种十分常用的电声换能器件，它将声音电信号转换成声音。扬声器发声是靠通过以交变电流信号的线圈产生交变磁场，吸引排斥磁盘，引起振膜、纸盆振动，再通过空气介质传播声音。

扬声器同时运用了电磁铁和永久磁铁。假设现在要播放 C 调 （频率为 256赫，即每秒振动256次），唱机就会输出256赫的交流电。换句话说，在一秒钟内电流的方向会改变 256 次。每一次电流改变方向时，电磁铁上的线圈所产生的磁场方向也会随着改变。我们都知道，磁力是“同极相斥，异极相吸”的，线圈的磁极不停地改变，与永久磁铁一时相吸，一时相斥，产生了每秒钟 256次的振动。线圈与一个薄膜相连，当薄膜与线圈一起振动时，便会推动了周围的空气。振动的空气，不就是声音吗？这就是扬声器的工作原理了。

电磁铁除了可以将电转换成磁力，还可以将磁力的变化转换成电力。在同一根铁心上，用两组线圈做两个电磁铁，其中一个输入交流电（电流方向会不断变化的电），另一组电磁铁的两端就会有电压输出。输出电压的大小与线圈圈数有关，圈数越多，电压越高。利用这样的原理可以制造提高或降低电压的各种变压器。

变压器是一种常见的电气设备， 可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。

发电厂欲将P=3UIcosφ的电功率输送到用电的区域，在P、cosφ为一定值时，若采用的电压愈高，则输电线路中的电流愈小，因而可以减少输电线路上的损耗，节约导电材料。 所以远距离输电采用高电压是最为经济的。 目前，我国交流输电的电压最高已达1000千伏。这样高的电压，无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑，都不允许由发电机直接生产。 发电机的输出电压一般有3.15千伏、6.3千伏、10.5千伏、15.75千伏等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。 电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站（所）利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。

② 可编程控制器是什么

可编程控制器简称--PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之 PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。 PLC是在继电器控制逻辑基础上，与3C(Computer,Control,Communication)技术相结合，不断发展完善的。目前已从小规模单机顺序控制，发展到包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。 自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 长期以来，plc始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与dcs和工业pc形成了三足鼎立之势。同时，plc也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业pc所带来的冲击。 目前，全世界plc生产厂家约200家，生产300多种产品。国内plc市场仍以国外产品为主，如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的产品。经过多年的发展，国内plc生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，可以说plc在我国尚未形成制造产业化。在plc应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广。专家估计，2000年plc的国内市场销量为15(20万套（其中进口占90%左右），约25(35亿元人民币，年增长率约为12%。预计到2005年全国plc需求量将达到25万套左右，约35(45亿元人民币。 plc市场也反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑。但是，按照automation research corp的预测，尽管全球经济下滑，plc市场将会复苏，估计全球plc市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长。 微型化、网络化、pc化和开放性是plc未来发展的主要方向。在基于plc自动化的早期，plc体积大而且价格昂贵。但在最近几年，微型plc（小于32 i/o）已经出现，价格只有几百欧元。随着软plc（soft plc）控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软plc组态软件和pc-based控制的市场份额将逐步得到增长。 当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是ethernet技术的扩展，plc也不例外。现在越来越多的plc供应商开始提供ethernet接口。可以相信，plc将继续向开放式控制系统方向转移，尤其是基于工业pc的控制系统。 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类: 开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等；模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制；运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合;过程控制:过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用；数据处理：现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统；通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

③ 电磁体的定义

应该没有明确的定义 当电流流过线圈时，会产生磁场。大多数电磁体都是由缠绕在铁芯或钢芯上的线圈构成的。

④ 可编程控制器的输出端可直接驱动大容量电磁铁，电磁阀，电动机等大负载吗

不能.
PLC是运算控制系统,大负载必须用大功率可执行元件去驱动,接触器,固态继电器等
可用PLC输出驱动中间继电器,由中间继电器去驱动较小的负载或接触器(接触器驱动较大负载)

⑤ 可编程控制器工作过程中包括那几个阶段

PLC ( Programmable Logical Controller)可编程控制器在机电领域用的很广，大部分设备或产线的自动化控制会用PLC单元或总线来完成。现在的PLC编程，不管是三菱的还是西门子的，都很少用编程器了，都是直接在电脑上用专用软件完成。所以，电脑的使用知识就不用说了，另外，必须要了解工业传动过程，还要有比较好的电工电子学的基础，理解继电器的工作原理，知道各种传感器的信号特点和应用。要实现PLC总线结构的应用，还要知道必要的通讯知识。 PLC 也叫可编程控制器，要学好PLC的编程首先得学会PLC的组成和结构特点。PLC输入、输出和控制器三部分组成，控制器是核心，输入、输出是关键。输入、输出有数字信号和模拟信号两种，模拟信号的编程比较复杂。 PLC是很简单的啊,梯形图一目了然,那个常开,哪个长闭,还有定时,都不用象单片机里一样再设定了,而且抗干扰能力也强,你要学,再弄懂程序含义后建议多看别人写的程序,对你帮助很大,再说,PLC的内核就是单片机,另外你实在看不懂不是还有语句表吗,和汇编有点接近,可以试试。 既然是从零开始，那就要学得非常仔细，因为细节决定许多问题，在由就是要学好硬件知识，这是学PLC变程的基础。然后一定要自己做实验，把上面的例子都做了，千万不要觉得辛苦，因为你是从零开始的。学编程还需要一点点天赋，悟性一定要好，平时可以再看看相关的论文，不一定要看懂，看出来他想干什莫就行了。 要想学好PLC，首先必须把低 PLC编程压电器（电力拖动）的基础学扎实，那么什么是低压电器呢？低压电器通常是指工作交流电压小于1200V，直流电压小于1500V的电路起控制作用的电路叫做低压电器． 一 低压电器的的分类： 1．按其用途或或所控制对象分类： (1)低压配电电器 这类电器包括刀开关，转换开关，熔断器和 自动开关等.主要用于低压配电系统中,要求在系统发生故障的情况下动作准确 ,工作可靠. （2）低压控制电器 包括接触器，控制继电器，主令开关，启动器和电磁铁等．主要用于电力拖动自动控制系统和用电系统中，要求寿命长，体积小且工作可靠． 2.低压电器按动作方式分类： （1）自动电器 自动电器是按照外来的信号或某个物理量的变化而自动动作的电器，如接触器，继电器等． （2）非自动电器 是通过人工或外力直接而操作而动的电器，如按钮行程开关等． 3.按电器的执行机能分类： 按电器的执行机能可分为有触点电器和无触点电器．有触点的电器包括开关，按钮等．无触点电器有晶闸管，IGBT管等． 二 主令电器 主令电器属于控制电器，是用来发在指令的低压操作电器． （1） 控制按钮 控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器．由按钮帽，复位弹簧，桥式触点和外壳组成． （2） 常开和常闭 定义：断开时叫常开（动合），接通时叫常闭（动断） 控制按钮在外力的作用下，首先断开常闭触点，然后在接通常开触点．复位时，常开触点先断开，常闭触点后闭合．一般以红色表示停止按钮，绿色表示启动按钮． （3） 行程开关 行程开关又称限位开关，一般由执行元件，操作及外壳组成，行程开关的种类很多，按结构分直动式，微动式，滚动式． （4） 霍而接近开关开关的结构工作原理 它主要由霍而元件，稳压电路，放大器，施密特触发器OC门等电路构成，通常集成在一个芯片上．当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高电阻态变为导通状态，输出变为低电平，当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平．那什么是霍尔接进开关？定义：在一的距离（几毫米至十几毫米）内检测物体有无的传感器称为接进开关． （5）光电开关 光电开关是用来检测物体靠近，通过等状态的光电传感器．光电开关可分为遮断型和反射型． PLC在工业自动化中现已经成了必不可少的一部分，它的应用较为广泛，因它的使用简单，稳定性好，功能比较强大，价格也为适中，他比一般的工控系统的成本相比要低的多，编程也较为方便，它可以用于温度、逻辑、湿度、压力、比量、运算、人机等很多种控制系统中，现代工业中80%都使用PLC控制的；如果PLC学好了找份好点的工作也并不为难事。

⑥ 可编程序控制器的输出端可直接驱动大容量电磁铁，电磁阀，电动机等大负载，对吗

不对，一般可编程控制器（plc）负载能力有限，一般容量的电磁铁及电磁阀可以直接驱动，但不建议直接驱动，继电器输出型的容易损坏其触电，最好外加继电器驱动电磁阀或电磁铁，驱动电机更不能直接驱动了，需外界接触器或继电器驱动。

⑦ 可编程控制器简介

可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可*性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣，干扰源众多，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等，都会影响PLC的正常工作。
尽管PLC是专门在现场使用的控制装置，在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但是为了确保整个系统稳定可靠，还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件， 并采取必要的抗干扰措施。 2 PLC在安装和维护时应注意的问题 2.1 PLC的安装
PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。在安装PLC时，要避开下列场所：
（1）环境温度超过0 ~ 50℃的范围；
（2）相对湿度超过85%或者存在露水凝聚（由温度突变或其他因素所引起的）；
（3）太阳光直接照射；
（4）有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等；
（5）有打量铁屑及灰尘；
（6）频繁或连续的振动，振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm（峰-峰）；
（7）超过10g（重力加速度）的冲击。

小型可编程控制器外壳的4个角上，均有安装孔。有两种安装方法，一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN（德国共和标准）轨道固定。DIN轨道配套使用的安装夹板，左右各一对。在轨道上，先装好左右夹板，装上PLC，然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可*，通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，安装机器应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。如果周围环境超过55C，要安装电风扇，强迫通风。

为了避免其他外围设备的电干扰，可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备，可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。 当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至永久损坏。