【正文】 以下原則選用接觸器。 1）．根據(jù)主觸頭接通或分?jǐn)嚯娐返碾娏餍再|(zhì)來(lái)選擇直流還是交流接觸器。 2）．根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來(lái)選擇相應(yīng) 使用類(lèi)別的接觸器。如負(fù)載為一般任務(wù)則選用 AC3 使用類(lèi)別；負(fù)載為重任務(wù)時(shí)選用 AC4 使用類(lèi)別。 3）．根據(jù)負(fù)載的功率和操作情況來(lái)確定接觸器主觸頭的電流等級(jí)。當(dāng)接觸器的使用類(lèi)別與所控制負(fù)載的工作任務(wù)相對(duì)應(yīng)時(shí)，一般應(yīng)使接觸器主觸頭的電流額定值與所控制負(fù)載的電流值相當(dāng)，或稍大一些。若不對(duì)應(yīng)，如用 AC3 類(lèi)的接觸器控制 AC3與 AC4 混合類(lèi)負(fù)載時(shí)，則應(yīng)降低電流等級(jí)使用。 4）．根據(jù)被控電路電壓等級(jí)來(lái)選擇接觸器的額定電壓。 5）．根據(jù)控制電路的電壓等級(jí)來(lái)選擇接觸器線(xiàn)圈的額定電壓等級(jí)。 3TB 系列空氣電磁式交流接觸 器該系列接觸器是從德國(guó)西門(mén)子公司引進(jìn)專(zhuān)有制造技術(shù)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(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐酚茫⑦m用于頻繁地起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)。 3TB 系列交流接觸器為 E 形鐵心、雙斷點(diǎn)觸頭的直動(dòng)式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。輔助觸頭有一常開(kāi)、一常閉或二常開(kāi)、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(dòng)作機(jī)構(gòu)靈 活，手動(dòng)檢查方便，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊。接線(xiàn)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(diǎn)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(wú)噪聲、機(jī)械強(qiáng)度高，線(xiàn)圈的接頭蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 處標(biāo)有電壓規(guī)格標(biāo)志，接線(xiàn)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(xiàn)路，作為信號(hào)傳遞用，以增加信號(hào)的大小及數(shù)量，彌補(bǔ)主觸頭數(shù)量或容量的不足。其磁系統(tǒng)為螺管直動(dòng)式，線(xiàn)圈和鐵心位于中央，左右兩邊各帶四對(duì)觸頭，觸頭為橋式雙斷點(diǎn)。靜觸頭底下設(shè)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(xiàn)圈和鐵心結(jié)構(gòu)有區(qū)別，交流鐵心開(kāi)槽并設(shè)有短路環(huán)。根據(jù)需要選擇 JZ14462J 型中間繼電器。 八、 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) LW5 系列萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)本系列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)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(cè)量?jī)x表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及配電設(shè)備的遙控開(kāi)關(guān)；也可作為伺服電動(dòng)機(jī)及容量 及以下三相交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、換向或變速開(kāi)關(guān)。該系列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)； 18 檔及以上為三列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。按防護(hù)形式有開(kāi)啟式和防護(hù)式兩種。按手柄類(lèi)型有旋鈕、普通、機(jī)床和槍形四種。按手柄操作方式分為自復(fù)式和定位式兩種。 表 33 低壓器件選型表 名稱(chēng) 符號(hào) 型號(hào) 數(shù)量 PLC CPU S7313C2DP 1 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) SA LW515D318 1 按鈕 (啟動(dòng) ) SB LA2520/12 4 按鈕（停止） SB LA2502/11 3 按鈕（急停） SB LA2511M/21 1 信號(hào)燈 (綠 ) HL XB2BVB3LC 3 信號(hào)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(kāi)關(guān) SQ JLXK1 2 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 隔離開(kāi)關(guān) QS HH15125 3 主回 路及控制回路的設(shè)計(jì) 一臺(tái) PLC 控制兩個(gè)大棚，每個(gè)大棚內(nèi) 有一個(gè) 15Kw 水泵電機(jī)和 10Kw 的卷簾電機(jī)。卷簾電機(jī)需要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) （ 1）卷簾需要卷起和打開(kāi)，利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)完成此項(xiàng)工作。在電機(jī)工作過(guò)程中，如果卷簾卡會(huì)使電機(jī)負(fù)載過(guò)大，因而在電路中應(yīng)加入熱繼電器 FR1 來(lái)保護(hù)電機(jī)。同樣在電機(jī)運(yùn)行時(shí)電路電流可能會(huì)增加，當(dāng)增加到一定值時(shí)也會(huì)燒壞電機(jī)，在電路中可以加入熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)流保護(hù)。要實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)只要把其中的兩相線(xiàn)路交換即可現(xiàn)在電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，在設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)接觸器通斷 來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，其中接觸器通斷控制由 PLC 來(lái)完。由以上要求可以設(shè)計(jì)出卷簾主電路如圖所示： 圖 卷簾主電路 （ 2)水泵 的運(yùn)轉(zhuǎn)主要由電機(jī)的通斷實(shí)現(xiàn)，可以由一個(gè)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)水泵的控制，在電路中必須加有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)，而這些可以由熱繼電器、熔斷器來(lái)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 實(shí)現(xiàn)電路中的保護(hù)。由以上要求可以設(shè)計(jì)如下的電路： 圖 水泵主電路 控制回路設(shè)計(jì) 1）正反轉(zhuǎn)設(shè)備控制電路 卷簾屬于正反轉(zhuǎn)設(shè)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(dòng)按鈕 ， SA1 為就地 /遠(yuǎn)程的切換開(kāi)關(guān)。在就地手動(dòng)狀態(tài)下， SB SB6 分別為卷簾打開(kāi)、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(xiàn)圈得電，指示燈 HL1蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 亮，同時(shí) KM1 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，卷簾打開(kāi)，當(dāng)卷簾開(kāi)啟到最大位置后觸碰卷簾限位開(kāi)關(guān) SQ1，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， KM1 的線(xiàn)圈失電，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；同理當(dāng)按下按鈕 SB6，卷簾卷起，到卷起的最大位置后，電機(jī)停轉(zhuǎn)；按下按鈕 SB3， KM1 或 KM2 的線(xiàn)圈失電，卷簾停止動(dòng)作，用于急停操作。接觸器 KMKM2 的互鎖可防 止兩個(gè)接觸器同時(shí)得電吸合。遠(yuǎn)程手動(dòng)由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器 K1 的線(xiàn)圈得電時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，卷簾打開(kāi)；中間接觸器 K2 的線(xiàn)圈得電時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，卷簾卷起。卷簾等正反轉(zhuǎn)設(shè)備何時(shí)開(kāi)啟或閉合由硬件、算法和程序共同決定 。 2）開(kāi) /關(guān)設(shè)備控制電路 圖 水泵控制電路 水泵電機(jī)控制電路原理圖如圖 八 所示， SB1 為總啟動(dòng)按鈕， SA1 為就地 /遠(yuǎn)程的切換開(kāi)關(guān) ， SB3 為急停按鈕。 在就地手動(dòng)狀態(tài)下， SB7 為啟動(dòng)按鈕， SB8 為停止按鈕。按下按鈕 SB7，交流接觸 器 KM3 的線(xiàn)圈得電，指示燈 HL3 亮，同時(shí) KM3 的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，起自鎖作用，此時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下按鈕 SB8， KM3 的線(xiàn)圈失電，熱電機(jī)停止工作。在遠(yuǎn)程手動(dòng)狀態(tài)下，由上位機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，中間接觸器 K3 得電時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電機(jī)運(yùn)行。電機(jī)等開(kāi) /關(guān)設(shè)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(jī)械和動(dòng)力設(shè)備，使水通過(guò)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(shè)備由進(jìn)水管、抽水機(jī)、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(dòng)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(diǎn)。 如果是在安裝的時(shí)候應(yīng)該留有臨時(shí)取水點(diǎn)，便于對(duì)那些由于灌溉時(shí)沒(méi)有灌溉到的死角進(jìn)行人工灌溉。在敷設(shè)管道的時(shí)候，應(yīng)該盡量把管子埋深一些，以免因?qū)ν寥栏貢r(shí)破壞掉管道。安裝電磁閥開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)盡量把電磁閥遠(yuǎn)離噴頭，避免在灌溉的時(shí)候有水淋濕電磁閥，造成電磁閥電路出問(wèn)題，此外接頭處應(yīng)盡量擰緊。安裝好后進(jìn)行測(cè)試，以每個(gè)需要灌溉的地方都要噴灌到，如果有沒(méi)有灌溉到的地方應(yīng)及時(shí)調(diào)整，并仔細(xì)檢查管道接口處有無(wú)漏水，經(jīng)測(cè)試完成后方可投入使用。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 就地控制箱設(shè)計(jì) 就地控制箱是由多個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備和相應(yīng)的控制、測(cè)量、信號(hào)等 元件，以及所有內(nèi)部的電氣和機(jī)械連接部件構(gòu)成的一個(gè)組合體。控制箱上配有就地近程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，就地功能用于現(xiàn)場(chǎng)控制柜手動(dòng)控制，遠(yuǎn)程由上位機(jī)控制，分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。其中按鈕部分用于手動(dòng)控制下控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，而指示燈部分則顯示各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。 圖 就地控制柜面板 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 第四章、軟件系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) STEP7 軟件編程簡(jiǎn)介 西門(mén)子 STEP7 是用于 SIMATIC S7300/400 站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn) 軟件 使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語(yǔ)句表進(jìn)行編程操作。 PCD1 和 PCD2 SaiaPCD 控制設(shè)備也可以用 Siemens Step7 來(lái)編程。使用 Step7編程可以在 Saia PCD 上實(shí)現(xiàn)某些集成在 Step7 內(nèi)的功能 .不只是兼容西門(mén)子 STEP7 具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通信組態(tài)、編程、測(cè)試、啟動(dòng)和維護(hù)、文件建檔、運(yùn)行和診斷功能等。 STEP 7 用 SIMATIC 管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)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(shí)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(jiǎn)介 的窗口組件 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面由瀏覽條、指令樹(shù)、菜單欄、工具條、局部變蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)現(xiàn)窗口的快捷切換； 指令樹(shù) 指令樹(shù)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(xiàng)目分支和指令分支組成； 菜單欄 STEP7Micro/WIN 有 8 個(gè)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(biāo)或?qū)?yīng)熱鍵進(jìn)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(biāo)操作訪(fǎng)問(wèn)，常用工具條分為標(biāo)準(zhǔn)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(gè)程序塊對(duì)應(yīng)一個(gè)局部變量表，局部變量表用來(lái)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(chēng)任務(wù)欄，它提供了在 STEP7Micro/WIN 中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。 輸出窗口 輸出窗口用來(lái)顯示 STEP7Micro/WIN 程序編譯的結(jié)果，如編譯結(jié)果是否有錯(cuò)誤、錯(cuò)誤編碼和位 置等； 程序編譯區(qū) 用戶(hù)可以在程序編譯區(qū)使用梯形圖、助記符或功能塊圖進(jìn)行程序的編寫(xiě)。 STEP 7 的標(biāo)準(zhǔn)版只配置了 3 種基本的編程語(yǔ)言，梯形圖（ LAD）、功能塊圖（ FDB）和語(yǔ)句表（ STL），有鼠標(biāo)拖放、復(fù)制和粘貼功能。語(yǔ)句表是一種文本編程語(yǔ)言，使用戶(hù)能節(jié)省輸入時(shí)間和存儲(chǔ)區(qū)域，并且“更接近硬件”。 STEP 7 專(zhuān)業(yè)版的編程語(yǔ)言包括S7SCL（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）、 S7GRAPH（順序功能圖語(yǔ)言）、 S7 HiGraph 和 CFC，這四種語(yǔ)言對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)版是可選的。 STEP 7 用符號(hào)表編輯器工具管理所有的全局變量，用于定 義符號(hào)名稱(chēng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型和全局變量的注釋。使用這一工具生成的符號(hào)表可供所有應(yīng)用程序使用，所有工具自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)參數(shù)的變化。 測(cè)試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點(diǎn)、強(qiáng)制輸入和輸出、重新布線(xiàn)、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時(shí)監(jiān)測(cè)幾個(gè)塊的狀態(tài)等。程序中的特殊點(diǎn)可以通過(guò)輸入符號(hào)名或地址快速查找 STEP 7 的幫助功能：選定要得到的在線(xiàn)幫助的菜單目錄，或打開(kāi)對(duì)話(huà)框，按 F1鍵便可得到與它們有關(guān)的在線(xiàn)幫助。執(zhí)行菜單命令“ Help”→“ Contents”進(jìn)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(guān)鍵詞，可以查找與某一關(guān)鍵詞有關(guān)的幫助。 3. S7300CN PLC 編程語(yǔ)言 S7300CN PLC 編程語(yǔ)言主要有三種：梯形圖編程語(yǔ)言、語(yǔ)句表、功能塊圖。由于本次設(shè)計(jì)主要用梯形圖編程語(yǔ)言，所以，下面主要介紹一下梯形圖編程語(yǔ)言。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 梯形圖 LAD 語(yǔ)言是在繼電器－接觸器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的一種圖形語(yǔ)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(diǎn)，很容易掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)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(chēng)，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(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)繼電器。每一軟繼電器與 PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。 PLC 梯形圖編程時(shí)注意遵循以下幾點(diǎn)： 編寫(xiě) PLC 梯形圖時(shí)，應(yīng)按從上到下、從左到右的順序放置連接元件STEP7Micro/WIN－ 中，與每個(gè)輸出線(xiàn)圈相連的全部之路形成一個(gè)邏輯行（一個(gè)網(wǎng)絡(luò)），每個(gè)網(wǎng)絡(luò)起于左母線(xiàn)，最后終于輸出線(xiàn)圈。同時(shí)還要注意輸出線(xiàn)圈與右母線(xiàn)之間不能有任何觸點(diǎn)，輸出線(xiàn)圈的左邊必須有觸點(diǎn)，即輸出線(xiàn)圈點(diǎn)不能直接接做母線(xiàn)，要有相應(yīng)的控制觸點(diǎn)條件控制。 梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串聯(lián)或者并聯(lián)，但繼電器輸出線(xiàn)圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。 在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)（每一邏輯行）中，當(dāng)幾條支路并