【正文】 以下原則選用接觸器。 1）．根據(jù)主觸頭接通或分斷電路的電流性質(zhì)來選擇直流還是交流接觸器。 2）．根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應 使用類別的接觸器。如負載為一般任務則選用 AC3 使用類別；負載為重任務時選用 AC4 使用類別。 3）．根據(jù)負載的功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。當接觸器的使用類別與所控制負載的工作任務相對應時，一般應使接觸器主觸頭的電流額定值與所控制負載的電流值相當，或稍大一些。若不對應，如用 AC3 類的接觸器控制 AC3與 AC4 混合類負載時，則應降低電流等級使用。 4）．根據(jù)被控電路電壓等級來選擇接觸器的額定電壓。 5）．根據(jù)控制電路的電壓等級來選擇接觸器線圈的額定電壓等級。 3TB 系列空氣電磁式交流接觸 器該系列接觸器是從德國西門子公司引進專有制造技術而生產(chǎn)的產(chǎn)品，適用于交流 50Hz 或 60Hz，其中 3TB40～ 3TB44 額定工作電流為 9～ 32A，額定絕緣電壓至 660V； 3TB463TB58 型額定工作電流為 80～ 630A，額定絕緣電壓為 7501000V。主要供遠距離接通和分斷電路用，并適用于頻繁地起動和控制交流電動機。 3TB 系列交流接觸器為 E 形鐵心、雙斷點觸頭的直動式運動結(jié)構(gòu)。輔助觸頭有一常開、一常閉或二常開、二常閉。它們可直接裝于接觸器整體結(jié)構(gòu)之中，也有做成輔助觸頭組件附于接觸器整體兩旁。接觸器動作機構(gòu)靈 活，手動檢查方便，結(jié)構(gòu)設計緊湊。接線端處都有端子蓋覆罩，可確保使用安全。接觸器外形尺寸小巧，安裝面積小，其安裝方式可由螺釘緊固，也可借接觸器底部的彈簧滑塊扣裝在 35mm寬的卡軌上，或扣裝在 75mm 寬的卡軌上。主觸頭、輔助觸頭均為橋式雙斷點結(jié)構(gòu)，因而具有高壽命的使用性能及良好的接觸可靠性。滅弧室均呈封閉型，并由阻燃型材料阻擋電弧向外噴濺，以保證人身及鄰近電器的安全。 磁系統(tǒng)是通用的，電磁鐵工作可靠、損耗小、無噪聲、機械強度高，線圈的接頭蘭州理工大學畢業(yè)設計 20 處標有電壓規(guī)格標志，接線方便。 七、 中間繼電器 JZll、 JZl JZl5 系列中間繼電器 JZll 系列、 JZl4 系列、 JZl5 系列中間繼電器，適用于交直流控制線路，作為信號傳遞用，以增加信號的大小及數(shù)量，彌補主觸頭數(shù)量或容量的不足。其磁系統(tǒng)為螺管直動式，線圈和鐵心位于中央，左右兩邊各帶四對觸頭，觸頭為橋式雙斷點。靜觸頭底下設有永久性磁鋼，以助滅弧。交、直流繼電器的基本結(jié)構(gòu)相同，僅線圈和鐵心結(jié)構(gòu)有區(qū)別，交流鐵心開槽并設有短路環(huán)。根據(jù)需要選擇 JZ14462J 型中間繼電器。 八、 轉(zhuǎn)換開關 LW5 系列萬能轉(zhuǎn)換開關本系列轉(zhuǎn)換開關適用于直流、交流 50Hz、電壓 500V 及以下的電路，作主電路 或電氣測量儀表的轉(zhuǎn)換開關及配電設備的遙控開關；也可作為伺服電動機及容量 及以下三相交流電動機的起動、換向或變速開關。該系列轉(zhuǎn)換開關按接觸裝置的檔數(shù)有 1~16 和 1 2 2 2 30 等 21 種，其中 16 檔及以下為單列轉(zhuǎn)換開關； 18 檔及以上為三列轉(zhuǎn)換開關。按防護形式有開啟式和防護式兩種。按手柄類型有旋鈕、普通、機床和槍形四種。按手柄操作方式分為自復式和定位式兩種。 表 33 低壓器件選型表 名稱 符號 型號 數(shù)量 PLC CPU S7313C2DP 1 轉(zhuǎn)換開關 SA LW515D318 1 按鈕 (啟動 ) SB LA2520/12 4 按鈕（停止） SB LA2502/11 3 按鈕（急停） SB LA2511M/21 1 信號燈 (綠 ) HL XB2BVB3LC 3 信號燈 (紅 ) HL XB2BVB4LC 2 接觸器 KM 3TB 47170A 3 中間繼電器 K JZ1462J 3 熔斷器 FU RL1B100 2 熱繼電器 FR 3UA5 2 低壓斷路器 QF 3VE4 1 行程開關 SQ JLXK1 2 蘭州理工大學畢業(yè)設計 21 隔離開關 QS HH15125 3 主回 路及控制回路的設計 一臺 PLC 控制兩個大棚，每個大棚內(nèi) 有一個 15Kw 水泵電機和 10Kw 的卷簾電機。卷簾電機需要實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。 系統(tǒng)主電路設計 （ 1）卷簾需要卷起和打開，利用電機的正反轉(zhuǎn)來完成此項工作。在電機工作過程中，如果卷簾卡會使電機負載過大，因而在電路中應加入熱繼電器 FR1 來保護電機。同樣在電機運行時電路電流可能會增加，當增加到一定值時也會燒壞電機，在電路中可以加入熔斷器來實現(xiàn)電機的過流保護。要實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)只要把其中的兩相線路交換即可現(xiàn)在電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，在設計中采用兩個接觸器通斷 來實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，其中接觸器通斷控制由 PLC 來完。由以上要求可以設計出卷簾主電路如圖所示： 圖 卷簾主電路 （ 2)水泵 的運轉(zhuǎn)主要由電機的通斷實現(xiàn)，可以由一個接觸器來實現(xiàn)水泵的控制，在電路中必須加有短路保護、過流保護、過載保護，而這些可以由熱繼電器、熔斷器來蘭州理工大學畢業(yè)設計 22 實現(xiàn)電路中的保護。由以上要求可以設計如下的電路： 圖 水泵主電路 控制回路設計 1）正反轉(zhuǎn)設備控制電路 卷簾屬于正反轉(zhuǎn)設備，其控制電路如下圖所示 圖 卷簾控制回路 卷簾控制電路原理圖如圖 七 所示， SB1 為總啟動按鈕 ， SA1 為就地 /遠程的切換開關。在就地手動狀態(tài)下， SB SB6 分別為卷簾打開、卷起按鈕， SB5 為卷簾停止按鈕。 SB3 為卷簾急停按鈕。按下按鈕 SB4，交流接觸器 KM1 的線圈得電，指示燈 HL1蘭州理工大學畢業(yè)設計 23 亮，同時 KM1 的常開觸點閉合，起自鎖作用，此時電機正轉(zhuǎn)，卷簾打開，當卷簾開啟到最大位置后觸碰卷簾限位開關 SQ1，其常閉觸點斷開， KM1 的線圈失電，電機停止轉(zhuǎn)動；同理當按下按鈕 SB6，卷簾卷起，到卷起的最大位置后，電機停轉(zhuǎn)；按下按鈕 SB3， KM1 或 KM2 的線圈失電，卷簾停止動作，用于急停操作。接觸器 KMKM2 的互鎖可防 止兩個接觸器同時得電吸合。遠程手動由上位機實現(xiàn)控制，中間接觸器 K1 的線圈得電時，其常開觸點閉合，卷簾打開；中間接觸器 K2 的線圈得電時，其常開觸點閉合，卷簾卷起。卷簾等正反轉(zhuǎn)設備何時開啟或閉合由硬件、算法和程序共同決定 。 2）開 /關設備控制電路 圖 水泵控制電路 水泵電機控制電路原理圖如圖 八 所示， SB1 為總啟動按鈕， SA1 為就地 /遠程的切換開關 ， SB3 為急停按鈕。 在就地手動狀態(tài)下， SB7 為啟動按鈕， SB8 為停止按鈕。按下按鈕 SB7，交流接觸 器 KM3 的線圈得電，指示燈 HL3 亮，同時 KM3 的常開觸點閉合，起自鎖作用，此時電機運轉(zhuǎn)；按下按鈕 SB8， KM3 的線圈失電，熱電機停止工作。在遠程手動狀態(tài)下，由上位機實現(xiàn)控制，中間接觸器 K3 得電時，其常開觸點閉合，電機運行。電機等開 /關設備的啟停同樣由硬件、算法和程序共同決定 。 （ 3）噴灌系統(tǒng) 利用機械和動力設備，使水通過噴頭（或噴嘴）躲至空中，以雨滴狀態(tài)降落田間的灌溉方法。噴灌設備由進水管、抽水機、輸水管。配水管和噴頭（或噴嘴）等部分組成，可以是固定也或移動的。具有節(jié)省水量。不破壞封結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點。 如果是在安裝的時候應該留有臨時取水點，便于對那些由于灌溉時沒有灌溉到的死角進行人工灌溉。在敷設管道的時候，應該盡量把管子埋深一些，以免因?qū)ν寥栏貢r破壞掉管道。安裝電磁閥開關時，應盡量把電磁閥遠離噴頭，避免在灌溉的時候有水淋濕電磁閥，造成電磁閥電路出問題，此外接頭處應盡量擰緊。安裝好后進行測試，以每個需要灌溉的地方都要噴灌到，如果有沒有灌溉到的地方應及時調(diào)整，并仔細檢查管道接口處有無漏水，經(jīng)測試完成后方可投入使用。 蘭州理工大學畢業(yè)設計 24 就地控制箱設計 就地控制箱是由多個開關設備和相應的控制、測量、信號等 元件，以及所有內(nèi)部的電氣和機械連接部件構(gòu)成的一個組合體?？刂葡渖吓溆芯偷亟剔D(zhuǎn)換開關，就地功能用于現(xiàn)場控制柜手動控制，遠程由上位機控制，分為手動控制和自動控制。其中按鈕部分用于手動控制下控制各執(zhí)行機構(gòu)的運行狀態(tài)，而指示燈部分則顯示各執(zhí)行機構(gòu)的實際運行狀態(tài)。 圖 就地控制柜面板 蘭州理工大學畢業(yè)設計 25 第四章、軟件系統(tǒng)的研究與設計 STEP7 軟件編程簡介 西門子 STEP7 是用于 SIMATIC S7300/400 站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標準 軟件 使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表進行編程操作。 PCD1 和 PCD2 SaiaPCD 控制設備也可以用 Siemens Step7 來編程。使用 Step7編程可以在 Saia PCD 上實現(xiàn)某些集成在 Step7 內(nèi)的功能 .不只是兼容西門子 STEP7 具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設置、通信組態(tài)、編程、測試、啟動和維護、文件建檔、運行和診斷功能等。 STEP 7 用 SIMATIC 管理器對項目進行集中管理，它可以方便地瀏覽 SIMATIC S M C7 和 Win AC的數(shù)據(jù)。實現(xiàn) STEP 7 各種功能所需的 SIMATIC軟件工具都集成在 STEP 7 中。 軟件界面如圖所示 圖 step7 軟件界面圖 軟件簡介 的窗口組件 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面由瀏覽條、指令樹、菜單欄、工具條、局部變蘭州理工大學畢業(yè)設計 26 量表、狀態(tài)欄、輸出窗口、程序編輯區(qū)等部分組成。 2. STEP7Micro/WIN 窗口界面功能介紹 瀏覽條 瀏覽條為編程提供按鈕控制，可以實現(xiàn)窗口的快捷切換； 指令樹 指令樹以屬性結(jié)構(gòu)提供變成使用到的所有快捷操作指令和 PLC 指令，它由項目分支和指令分支組成； 菜單欄 STEP7Micro/WIN 有 8 個主菜單：文件、編輯、查看、 PLC、調(diào)試、工具、窗 口、幫助，這些菜單允許使用鼠標或?qū)獰徭I進行操作； 工具條 工具條為最常用的 STEP7Micro/WIN 操作提供了便利的鼠標操作訪問，常用工具條分為標準工具條、調(diào)試工具條、公用工具條和 LAD 指令工具條； 局部變量表 每個程序塊對應一個局部變量表，局部變量表用來定義局部變量，局部變量只在建立局部變量的 POU中才有效； 狀態(tài)欄 又稱任務欄，它提供了在 STEP7Micro/WIN 中操作時的操作狀態(tài)信息。 輸出窗口 輸出窗口用來顯示 STEP7Micro/WIN 程序編譯的結(jié)果，如編譯結(jié)果是否有錯誤、錯誤編碼和位 置等； 程序編譯區(qū) 用戶可以在程序編譯區(qū)使用梯形圖、助記符或功能塊圖進行程序的編寫。 STEP 7 的標準版只配置了 3 種基本的編程語言，梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FDB）和語句表（ STL），有鼠標拖放、復制和粘貼功能。語句表是一種文本編程語言，使用戶能節(jié)省輸入時間和存儲區(qū)域，并且“更接近硬件”。 STEP 7 專業(yè)版的編程語言包括S7SCL（結(jié)構(gòu)化控制語言）、 S7GRAPH（順序功能圖語言）、 S7 HiGraph 和 CFC，這四種語言對于標準版是可選的。 STEP 7 用符號表編輯器工具管理所有的全局變量，用于定 義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和全局變量的注釋。使用這一工具生成的符號表可供所有應用程序使用，所有工具自動識別系統(tǒng)參數(shù)的變化。 測試功能和服務功能包括設置斷點、強制輸入和輸出、重新布線、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時監(jiān)測幾個塊的狀態(tài)等。程序中的特殊點可以通過輸入符號名或地址快速查找 STEP 7 的幫助功能：選定要得到的在線幫助的菜單目錄，或打開對話框，按 F1鍵便可得到與它們有關的在線幫助。執(zhí)行菜單命令“ Help”→“ Contents”進入幫助窗口，借助目錄瀏覽器尋找需要的幫助主題，窗口中的檢索部分提 供了按字母順序排列的主題關鍵詞，可以查找與某一關鍵詞有關的幫助。 3. S7300CN PLC 編程語言 S7300CN PLC 編程語言主要有三種：梯形圖編程語言、語句表、功能塊圖。由于本次設計主要用梯形圖編程語言，所以，下面主要介紹一下梯形圖編程語言。 蘭州理工大學畢業(yè)設計 27 梯形圖 LAD 語言是在繼電器－接觸器控制系統(tǒng)原理圖的基礎上演變而來的一種圖形語言，它和繼電器－接觸器控制系統(tǒng)原理圖很形似。梯形圖具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易掌握，特別適用于開關邏輯控制。 PLC 梯形圖中的某些編程元件采用“繼電器”這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼 電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲繼電器。每一軟繼電器與 PLC 存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應。 PLC 梯形圖編程時注意遵循以下幾點： 編寫 PLC 梯形圖時，應按從上到下、從左到右的順序放置連接元件STEP7Micro/WIN－ 中，與每個輸出線圈相連的全部之路形成一個邏輯行（一個網(wǎng)絡），每個網(wǎng)絡起于左母線，最后終于輸出線圈。同時還要注意輸出線圈與右母線之間不能有任何觸點，輸出線圈的左邊必須有觸點，即輸出線圈點不能直接接做母線，要有相應的控制觸點條件控制。 梯形圖中的觸點可以任意串聯(lián)或者并聯(lián)，但繼電器輸出線圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。 在每個網(wǎng)絡（每一邏輯行）中，當幾條支路并