西门子PLC模块6ES7315-2AH14-0AB0

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什么是电动势？

我们都知道，往用电设备中接入电源就可以使用设备工作，比如电灯里面放入干电池后灯泡（负载）会发光。呃……怎么这么神奇？接入一个所为的电源就能有电了，这个电源（比如干电池、光电池、发电机）怎么可以产生如此神奇的功能呢？原来电源中有一个叫做电源电动势的东西在帮忙，电动势能使电源两端产生电压。定义：

在电源内部推动电荷移动的力成为电源力，电源力使将单位正电荷从电源的负极移动到正极所做的功称为电动势。

电源内电源力克服电场力把正电荷从低电位的负极推到高电位的正极，这个升电位的过程是电源力做功的过程，也是其他形式能量转换成电能的过程。图片演示见下文：电动势的方向确定图①

理解：我们都知道电压的产生就好比水压，一头水位（类比电位）高，一头水位低就会有水压。但是水压不会平白无故的产生吧，此时电源力就好比一种能抽水的东西，这个东西会使劲的把“负极"中的水往一个叫做“正极"的水库中抽，这样“正极"中水位很高（类比电位高），而“负极"水库缺水，这样有水压，电源也就有了电压。而当从“正极"水库中开沟条渠（类比电源外接的导线）后水就会留到“负极"水库中，而此时电源中的专门“抽水"的电源力又看到负极中有好多水，它又开始不停的往正极中抽，就这样电路就一直工作着。

电源是个特殊的设备，它的作用就是利用电源中的化学能、光能、机械能转换成“电源力"这台超级“抽水机"可以使用的动力，而电源力获得动力后就努力做功将“正电荷"使劲往“正极"抽，而这个功就是电动势（也称为电源电动势）。现在大家理解那句话的含义了吧！

电动势与电压使用同样的单位，即伏特。但不同的是电动势是电源的“电压"，它是描述电源内部的一些里反应的物理量。而电路中我们一般所说的电压都是相对电路中某两个参考点之间的电位差。

电动势计算公式

电动势和电压不仅使用同样的单位，电动势计算公式也和电压计算公式很是类似：

公式中W表示电源力将正电荷从负极移动到正极时所做的功，单位是焦耳；q表示电荷，单位是库伦（c）；大写字母E表示电动势，单位为伏特。电动势也有交流与直流之分，交流电动势用小写字母“e"表示。

电动势的方向确定

电动势的方向规定是电源力推动正电荷运动的方向，即从负极指向正极的方向。也就是电位升高的方向。电动势的方向与电压的方向是相反的（因为电压的方向规定与电场力方向一致，从高电位到低电位）。如下图所示：

图①中电源力克服电场力吧正电荷从低电位的负极推到高电位的正极，这个电位升的过程是电源力做功的过程，也是其他形式能量转为电能的过程。图②显示了电动势与电压之间的方向相反属性，电源外部的负载电路中（外电路）。正电荷在电场力推动下从高电位移到低电位（同时克服负载做功）

西门子PLC模块6ES7315-2AH14-0AB0

什么是通路

如下电路图所示，如果开关K置于1触电处，就会接通负载与电源，电路中有电流流过，这时电路出于通路状态，电流可由闭合电路欧姆定律公式计算的来，电压为U=IR或U=E-I×R0。提示：图中电阻R被看作是一个负载。由此可见：实际电源的输出电压U总是小于电动势，原因是电源内阻上有电压降，因此对于电源而言，要求内阻越小越好。（电源提供的电压由电源电动势E和电源内阻R串联组成）。

什么是断路

继续观察上图，如果开关K置于2触电处，电路就处于断开状态，并不是一个完整的断路。因此被称为断路或者开路。开路时，外电路电阻是无穷大（除非空气也导电了），电路中没有电流，电源的端电压等于电动势，电源不输出电能。开路的特征是：

I=0，即没有电流。U=E，即电路电压等于电源电动势

什么是短路

继续观察上图，如果开关K置于3触电处，那么这时负载电阻为零（不考虑导线电阻的情况下）。这时就好比直接将电源的正极接到负极上。此时电路就处于短路状态（老话俗称连火了）。在此状态下电路中的电流几乎就是电源电动势÷电源内部电阻了，即I=E/r0。

由于电源内阻r0一般很小，所以如果电路出现短路，那么电流I就很大，如果电路中没有保护装置，较大的短路电流很容易导致线路过热烧坏或者直接烧坏电源，造成严重的安全事故即财产损失，电工工作中要仔细避免。所以我们电工一般都需要在电路中安装好熔断装置（比如保险丝），这一当电流突然增大时可以瞬间把保险丝烧坏，从而实现断路而保护设备及电源的安全

 1）PLC电气控制原理图的组成

      PLC电气控制原理图由电源供电回路、输入回路和输出回路三部分组成。其中PLC的电源供电回路很简单，只有输入回路和输出回路和具体输入信号和输出所带负载有关。

2）PLC的I/O模块的外部接线方式 

      PLC模块的输入端子一般采用汇点式接线方式，如图1所示；输出端子的接线一般根据负载不同分组，采用分割式或分组式接线方式，分组式接线方式如图2所示，分割式接线方式如图3所示。三菱FX2N-48MR的输出端子具体分了五个组，具体分法是：Y0-Y3，Y4-Y7，Y10-Y13，Y14-Y17，Y20-Y27，如果要将其中的不同组合成一组，则将其COM端短接即可

三菱公司PLC网络继承了传统使用的MELSEC网络，并使其在性能、功能、使用简便等方面更胜。Q系列PLC提供层次清晰的三层网络，针对各种用途提供最合适的网络产品。

图1   三菱公司的PLC网络

1、信息层/Ethernet（以太网） 信息层为网络系统中最高层，主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产管理信息、质量管理信息及设备的运转情况等数据，信息层使用的Ethernet。它不仅能够连接windows系统的PC、UNIX系统的工作站等，而且还能连接各种FA设备。Q系列PLC系列的Ethernet模块具有了日益普及的因特网电子邮件收发功能，使用户无论在世界的任何地方都可以方便地收发生产信息邮件，构筑远程监视管理系统。同时，利用因特网的FTP服务器功能及MELSEC专用协议可以很容易的实现程序的上传/下载和信息的传输。

2、控制层/MELSECNET/10（H）  是整个网络系统的中间层，在是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络。作为MELSEC控制网络的MELSECNET/10，以它良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的市场评价，被采用的设备台数在日本达到最高，在世界上也是的。而MELSECNET/H不仅继承了MELSECNET/10优秀的特点，还使网络的实时性更好，数据容量更大，进一步适应市场的需要。但目前MELSECNET/H只有Q系列 PLC才可使用。

3、设备层/现场总线CC-Link  设备层是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备连接起来的现场网络，为整个网络系统层的网络。采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性。而且，不只是ON/OFF等开关量的数据，还可连接ID系统、条形码阅读器、变频器、人机界面等智能化设备，从完成各种数据的通信，到终端生产信息的管理均可实现，加上对机器动作状态的集中管理，使维修保养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，而且使用更简便。

在三菱的PLC网络中进行通信时，不会感觉到有网络种类的差别和间断，可进行跨网络间的数据通信和程序的远程监控、修改、调试等工作，而无需考虑网络的层次和类型。

MELSECNET/H和CC-Link使用循环通信的方式，周期性自动地收发信息，不需要专门的数据通信程序，只需简单的参数设定即可。MELSECNET/H和CC-Link是使用广播方式进行循环通信发送和接收的，这样就可做到网络上的数据共享。

对于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-Link网络，可以在GX Developer软件画面上设定网络参数以及各种功能，简单方便。

另外，Q系列PLC除了拥有上面所提到的网络之外，还可支持 PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它厂商的网络，还可进行 RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通过数据专线、电话线进行数据传送等多种通信方式