【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)品認證 CCC 適用范圍 工控系統(tǒng)CJX21810 型的交流接觸器的特點：CJX21810 交流接觸器主要用于交流 50Hz 或 60Hz，額定工作電壓至 660V，在 AC3 使用類別下額定工作電壓為 380V 額定工作電路中，供遠距離接通與分斷電路之用。CJX21810和 CJX21810 交流接觸器并可與熱繼電器直接插接組成電磁起動器，以保護可能發(fā)生操作過負荷的電路。CJX21810 交流接觸器還可組裝積木式輔助觸頭組、空氣延時頭、機械聯(lián)鎖機構(gòu)等附件，組成延時接觸器、可逆接觸器、星三角起動器。 低壓斷路器的選擇低壓斷路器又稱自動空氣開關(guān)，可用來分配電能、不頻繁地起動異步電動機、保護電動機及電源等，具有過載、短路、欠電壓等保護功能 [11]。低壓斷路器的選擇應(yīng)遵守以下原則（1）低壓斷路器的額定電流和額定電流應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。（2）低壓斷路器的極限分斷能力應(yīng)大于或等于電路短路電流。（3）過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的最大負載電流。（4）欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。低壓斷路器 QF 是保護消防電動機過電流，短路和欠壓電壓的保護設(shè)備，QF 在電機主回路中，額定電壓 U 應(yīng)為 AC380V，因電動機功率 Pe 為 ，電機額定電流為 。系統(tǒng)中選用的是 DZ4760 小型斷路器，其適用于照明配電系統(tǒng)(C 型)或電動機的配電系統(tǒng)(D 型)。主要用于交流 50Hz/60Hz，額定電壓至 400V，額定電流至 60A 的線路中起過載、短路保護，同時也可以在正常情況下不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。 熔斷器的選擇熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理制成的一種電流保護器 [12]。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護器，是應(yīng)用最普遍的保護器件之一。(1)熔斷器類型的選擇：選擇熔斷器的類型時，主要依據(jù)負載的保護特性和短路電流的大小。例如，用于保護照明和電動機的斷路器，一般是考慮他們的過載保護，這時，希望熔斷器熔斷系數(shù)適當小些，所以容量較小的照明線路和電動機宜采用熔體為鉛鋅合金的 RC1M系列的斷路器，而大容量的照明線路和電動機，除過載保護外，還應(yīng)考慮短路時的分斷短路電流的能力，若短路電流較小時，可采用熔體為錫質(zhì)的 RC1A 系列或熔體為鋅質(zhì)的 RM10 系列的熔斷器。用于車間低壓供電線路的保護熔斷器，一般是考慮短路時候的分斷能力，當短路電流較大時，宜采用具有較高分斷能力的 RL1 系列熔斷器，當短路電流相當大時，宜采用有限流作用的 RT0 及 RT12 系列熔斷器。(2)熔體額定電流的選擇：用于保護照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因為負載電流比較穩(wěn)定，所以，熔體的額定電流應(yīng)等于或稍微大于負載的額定電流，即 erI?式中 —熔體的額定電流；reI —負載的額定電流。用于保護單臺長期工作電動機(即供電支線)的熔斷器，考慮電動機起動時不應(yīng)熔斷，即 ereII)~1(?式中： —熔體的額定電流；reI —電動機的額定電流。輕載起動或起動時間比較短時，系數(shù)可取近 ，帶重載起動或起動時間比較長時，系數(shù)可取近 。用于保護頻繁起動的電動機(即供電支線)的熔斷器，考慮頻繁起動時的發(fā)熱，熔斷器也不應(yīng)熔斷，即 ereII)~(?式中： —熔體的額定電流；reI—電動機的額定電流。e用于保護多臺電動機（即供電支線）的熔斷器，在出現(xiàn)尖蜂電流時也不應(yīng)熔斷。通常，將其中容量最大的一臺電動機起動，而其余電動機正常運行時出現(xiàn)的電流作為其尖蜂電流，為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足下述關(guān)系。即 ???eere IIImax)~(式中： —多臺電動機中容量最大的一臺電動機額定電流；maxeI —其余電動機的額定電流之和。?(3)熔斷器之間的配合：為了防止發(fā)生超級熔斷，上、下級（即供電干、支線） 。(4)熔斷器額定電壓的選擇：熔斷器的額定電壓應(yīng)等于或者大于所在電路的額定電壓。根據(jù)上述選擇原則，系統(tǒng)中選擇 RT1430 型的熔斷器。 控制電路的設(shè)計 可編程控制器的選擇及確定本次設(shè)計可編程控制器的選擇及確定主要根據(jù)了工藝過程的特點、控制要求，控制任務(wù)和范圍，所需的操作和動作。根據(jù)控制要求，估算了輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。從控制要求來看需要從以下幾方面來選則控制器的型號 [13]。輸入輸出(I/O)點數(shù)I/O 點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加 10%20%的可擴展余量后，作為輸人輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。本次設(shè)計大約使用 20 個 I/O 點數(shù)根據(jù)要求需要 24 個 I/O 點數(shù)。 /M=+%~20IO總 實（ 1）存儲器容量存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。經(jīng)程序調(diào)試之后，得知程序容量為 1M 需要 1M 的存儲器容量?？刂乒δ艿倪x擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。（1 ）運算功能簡單 PLC 的運算功能包括邏輯運算、計時和計數(shù)功能；普通 PLC 的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運算功能；較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC 中還有模擬量的 PID 運算和其他高級運算功能。我們需要 PID 運算，即需要選擇中型 PLC 作為此次設(shè)計的控制器。（2 ）控制功能控制功能包括 PID 控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸人輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用 PID 控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC 碼轉(zhuǎn)換單元等。（3 ）通信功能大中型 PLC 系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議(如 TCP/IP),需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)(TCP/IP)相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合 ISO/IEEE 通信標準，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。PLC 系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口(RS232C/422A/423/485),RIO 通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用 DCS 接口等。大中型 PLC 通信總線(含接口設(shè)備和電纜)應(yīng) 1:1 冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標準，通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求。（4 ）編程功能PLC 的編程有離線編程和在線編程兩種。5 種標準化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言。一般的可編程控制器都能滿足以上要求。（5 ）診斷功能PLC 的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。根據(jù)工藝要求有必要選擇大中型 PLC 作為控制器。（6 ）處理速度PLC 采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則 PLC 將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，PLC 接點的響應(yīng)快、速度高，每條二進制指令執(zhí)行時間約 /As，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應(yīng)滿足:小型 PLC 的掃描時間不大于 0. 5 ms/K。大中型 PLC 的掃描時間不大于 。輸人輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機架、母板等也要相應(yīng)增加，因此點數(shù)的增加對CPU 選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。從經(jīng)濟性的考慮，同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選用中型 PLC 作為控制器，CPU 的型號為 314C2 DP， 輸入 I/O 點數(shù)為 24 點， 輸出點數(shù)為 16 點。 step300 硬件介紹SIMATIC S7300 系列 PLC 是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。它的主要組成部分有導(dǎo)軌(RACK )、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM) 、功能模塊(FM)等。它通過 MPI 網(wǎng)的接口直接與編程器 PG、操作員面板 OP 和其它 S7 PLC 相連。一、SIMATIC S 7300 主要功能：(1) 高速的指令處理。～ us 的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。(2) 人機界面(HMI)。方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機對話的編程要求大大減少。(3) 診斷功能。CPU 的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。(4) 口令保護。多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。二、CPU 模塊S7300 的 CPU 模塊（簡稱為 CPU）都有一個編程用的 RS485 接口，有的有 PROFIBUSDP 接口或 PtP 串行通信接口, 可以建立一個 MPI（多點接口）網(wǎng)絡(luò)或 DP 網(wǎng)絡(luò)。西門子模塊共有 8 種不同的中央處理單元可供選擇。CPU3152DP、CPU3162DP、CPU3182DP 都具有現(xiàn)場總線擴展功能。CPU 以梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語句表 STL 進行編程。根據(jù)本系統(tǒng)的要求最后選擇了 CPU314C2DP 系統(tǒng)的 CPU。CPU 314C2 DP 是一個用于分布式結(jié)構(gòu)的緊湊型 CPU。通過其擴展的工作存儲器，該緊湊型 CPU 也適用于中等規(guī)模的應(yīng)用。內(nèi)置數(shù)字量和模擬量 I/O 可以連接到過程信號，PROFIBUS DP 主站/從站接口可以連接到單獨的 I/O 單元 [14]。因此，314C2 DP CPU 可以用作局部單元進行快速預(yù)處理，也可以用作帶從屬現(xiàn)場總線系統(tǒng)的一個高級控制。此外，可以使用于過程處理相關(guān)的功能：計數(shù)、頻率測量、PID 控制。(1) CPU 314C2 DP 安裝有：①微處理器：處理器處理每個二進制指令的時間達到 100 200 ns． ②擴展存儲器：96 KB 高速 RAM (相當于大約 32 K 的指令) 用于執(zhí)行相關(guān)的程序部分，為用戶程序提供充分的空間；微存儲卡（最大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，也允許在 CPU 中保存項目（包括完整符號和注解） 。 ③靈活的擴展能力：多達 31 個模塊， （4 排結(jié)構(gòu)） ④多點接口 MPI：內(nèi)置 MPI 接口可以最多同時建立 12 個與 S7300/400 或與 PG、 PC、OP 的連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊” ，MPI 可以用來建立最多 16 個 CPU 組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。 ⑤PROFIBUS DP 接口：帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 314C2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。 對用戶來說,分布式 I/O 單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程). ⑥內(nèi)置輸入/輸出：24 個數(shù)字量輸入(所有輸入都可用作中斷處理)和 16 個數(shù)字量輸出，以及 4 個模擬量輸入和 2 個模擬量輸出，使得 CPU 314C2 DP 是一款完美的 PLC。 表 35和表 36 分別為數(shù)字量輸入輸出和模擬量輸入輸出的特性 [15]。表 35 數(shù)字量輸入輸出特性數(shù)字量輸入 數(shù)字量輸出數(shù)字量輸入點數(shù) 24 數(shù)字量輸出點數(shù) 16其中可用于技術(shù)功能的輸入 16 其中高速輸出 4輸入電壓 輸出電壓額定值(DC) 24 V 1信號, 最小 L+ ( V)0信號 3 至 5 V 輸出電流1信號 15 至 30 V 1信號, 額定值 500 mA輸入電流 1信號允許范圍, 最小 5 mA1信號, 典型值 9 mA 1信號允許范圍, 最大 A從0到1, 最大 8 μs 1 最小負載電流 5 mA0信號殘余電流, 最大 mA阻性負載,最大 100 Hz感性負載,最大 Hz表 36 數(shù)字量輸入輸出特性模擬量輸入 模擬量輸出模擬量輸出點數(shù) 2用于電壓/電流測量的模擬量輸入點數(shù)4電壓輸出，最大短路電流 55 mA電流輸出,空載, 最大 17 V用于電阻/溫度測量的模擬量輸入點數(shù)10 至 10 V電壓輸出范圍10 至 +10 V電壓輸入時允許的輸入電壓（破壞極限） ，最大30 V；恒壓電流輸出范圍 0 20 mA20 至 20 mA用于電流輸入的允許輸入頻率(破壞極限),最大 V；恒壓4 20 mA輸入阻抗(在額定輸出范圍內(nèi) )用于電壓輸入的允許輸入電流(破壞極限),最大 mA；恒流電壓輸出時，最小 1 kΩ電壓輸出時，最大容性負載 μF電流輸入時允許的輸入電流（破壞極限） ，最大50 mA。 長期電流輸出時，最大 300 Ω0 至 +10 V 電流輸出時，最大感性負載 mH輸入范圍(額定值 )，電壓10 V 至 +10 V0 20 mA20 至 20 mA輸入范圍(額定值 )，電流4 20 mA(2)集成功能：①計數(shù)器：4 個計數(shù)器(最高 60kHz)，具有獨立方向的比較器，可直接連接到 24V 增量