【正文】 化、智能化，編程工具和編程語言更具標(biāo)準(zhǔn)化和高級化，PLC系統(tǒng)通信能力增強(qiáng)，向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開放式的通信發(fā)展。由以上分析可以預(yù)見，未來PLC將朝著多功能化、集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、開放化的方向發(fā)展。由于近年來微處理器技術(shù)的發(fā)展，給電動機(jī)保護(hù)器向智能化多功能化方向發(fā)展提供了硬件平臺。為了解決此種情況，人們利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，從多功能集成化方面努力，研制和推出了一批新型的電子模擬式保護(hù)器。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)保護(hù)更趨于智能化、單元化、在線化。PLC在電動機(jī)故障保護(hù)上的優(yōu)點：可靠性高、設(shè)計施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、功耗低、使用維護(hù)方便。電動機(jī)的故障保護(hù)以短路、斷相（錯相）、過流、過載、超溫為主，保護(hù)元件以低壓電器為主，作為執(zhí)行元件，而PLC控制保護(hù)元件的接通與斷開，從而控制電動機(jī)的運行與停止，并輸出報警信號。系統(tǒng)程序則是使用簡單直觀的梯形圖程序，程序分段，仿真的時候輸入開關(guān)量信號PLC會執(zhí)行相應(yīng)的程序段。 定子由定子鐵心、繞組以及機(jī)座組成。定子鐵心的硅鋼片的內(nèi)圓沖有定子槽，槽中安放線圈。定子繞組是電動機(jī)的電路部分，三相電動機(jī)的定子繞組分為三個部分對稱地分布在定子鐵心上，稱為三相繞組，分別用AX、BY、CZ表示，其中，A、B、C稱為首端，而X、Y、Z稱為末端。 機(jī)座主要用于固定與支撐定子鐵心，中小型異步電動機(jī)一般采用鑄鐵機(jī)座，根據(jù)不同的冷卻方式采用不同的機(jī)座型式。 轉(zhuǎn)子鐵心也是電動機(jī)磁路的一部分，由硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵心裝在轉(zhuǎn)軸上。三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，轉(zhuǎn)子載流體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。在各行業(yè)中，因缺相運行而燒毀的電動機(jī)所占比重最大，一般電動機(jī)缺相是由于某相熔斷器的熔體接觸不良，或熔絲擰的過緊而幾乎壓斷，也可能是因為熔體電流選擇過小，這樣通過的電流稍大就會熔斷，尤其是在電動機(jī)起動電流的沖擊下，更容易發(fā)生熔體非故障性熔斷。電動機(jī)由于長期使用也可能使繞組的內(nèi)部接頭或引線松脫或者局部過熱把繞組燒斷，電動機(jī)出現(xiàn)缺相運行。發(fā)生在同一繞組中的繞組短路稱為匝間短路。不論是哪一種，都會引起某一相或兩相電流增加，引起局部發(fā)熱，使絕緣老化損壞甚至燒壞電動機(jī)。電源電壓過低時，電磁轉(zhuǎn)矩就會大大降低，如果負(fù)載轉(zhuǎn)距沒有減小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)過低，這時轉(zhuǎn)差率增大造成電動機(jī)過載而發(fā)熱，長時間會影響電動機(jī)的壽命?？傊疅o論電壓過高過低或三相電壓不對稱都會使電流增加，電動機(jī)發(fā)熱而損壞電動機(jī)。過電流保護(hù)區(qū)別于短路保護(hù)，一般采用過電流繼電器，廣泛用于直流電動機(jī)或繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。常用的過載保護(hù)元件是熱繼電器。因為絕緣一旦損壞后外殼會產(chǎn)生危險的對地電壓，這樣直接威脅人身安全及設(shè)備的穩(wěn)定性，所以電機(jī)一定要有安全接地。 常用電氣控制電路 三相異步電動機(jī)正停反控制電路，工作原理：斷路器QF作為電源引入開關(guān)，它具有短路保護(hù)、過載保護(hù)和失電保護(hù)的功能。由于KM1和KM2的觸點不可以同時閉合，以免發(fā)生相間短路故障，為此就需要在各自的控制電路中串接對方的常閉觸點，構(gòu)成互鎖。當(dāng)需要反轉(zhuǎn)時，先按下停止按鈕SB1，令接觸器KM1的線圈斷電釋放，KM1的常閉觸點復(fù)位閉合，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，再按下反向啟動按鈕SB3，接觸器KM2的線圈才能得電，電動機(jī)反轉(zhuǎn)[5]。控制電路中，采用時間繼電器來實現(xiàn)電動機(jī)繞組由星形聯(lián)結(jié)到三角形聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)換。隨著KM3得電吸合，KM1的線圈得電并自鎖，電動機(jī)繞組在星形聯(lián)結(jié)下啟動，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，KT延時完畢，其常閉延時觸點動作，接觸器KM3失電，其常閉觸點復(fù)位，KM2得電吸合，將電動機(jī)繞組接成三角形，電動機(jī)進(jìn)入全壓運行狀態(tài)。時間繼電器常用于按時間原則進(jìn)行控制的場合。 三相異步電動機(jī)星三角減壓啟動控制電路3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 可編程控制器從廣義上講，PLC是一種特殊的工業(yè)控制計算機(jī)，只不過比一般的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的適用于控制要求的編程語言[6]。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。PLC的工作原理：普通微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，但PLC要查看的變量（輸入信號）太多，采用這種等待查詢的方式已經(jīng)不能滿足要求，因此PLC采用了“循環(huán)掃描”的工作方式，即在每一次循環(huán)掃描中采樣所有的輸入信號，隨后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行，最后把程序執(zhí)行結(jié)果輸出（即信號輸出）去控制現(xiàn)場的設(shè)備。初始化的內(nèi)容是：首先，對I/O單元和內(nèi)部繼電器清零，所有定時器復(fù)位（含T0），以消除各元件狀態(tài)的隨機(jī)性。最后，檢查自身完好性：即啟動監(jiān)控定時器T0，用檢查程序（即一個涉及到各種指令和內(nèi)存單元的專用檢查程序）進(jìn)行檢查。若發(fā)現(xiàn)故障，將有關(guān)錯誤標(biāo)志位，再判斷一下故障性質(zhì)，若是一般性故障，只報警而不停機(jī)，等待處理；若是嚴(yán)重故障，則停止運行用戶程序，PLC切斷一切輸出聯(lián)系。如果沒有外設(shè)請求，系統(tǒng)會自動向下循環(huán)掃描。執(zhí)行用戶程序：在執(zhí)行用戶程序前，先復(fù)位監(jiān)控定時器T1，當(dāng)CPU對用戶程序掃描時，T1就開始計時，在無中斷或跳轉(zhuǎn)指令的情況下，CPU就從程序的首地址開始，按自左向右、自上而下的順序，對每條指令逐句進(jìn)行掃描，掃描一條，執(zhí)行一條，并把執(zhí)行結(jié)果立即存入輸入映像存儲器Q中。刷新后的狀態(tài)要保持到下次刷新。S7300的每個CPU都有一個編程用的RS485接口，使用西門子的MPI（多點接口）通信協(xié)議[10]。S7300不需要附加任何硬件、軟件和編程就可以建立一個MPI網(wǎng)絡(luò)、通過PROFIBUSDP接口可以建立一個DP網(wǎng)絡(luò)。S7300采用緊湊的、無槽位限制的模塊結(jié)構(gòu)。其中電源模塊、CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信模塊都安裝在導(dǎo)軌上[11]。狀態(tài)與故障顯示及模式選擇開關(guān)為： S7300CPU的分類：各CPU均有計數(shù)、頻率測量和脈沖寬度調(diào)制功能。 (CPU313以上) S7300PLC S7300的輸入\輸出模塊PLC與電氣回路的接口是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。輸入模塊將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊則相反。常用的I/O分類如下：開關(guān)量，按電壓水平分，有220VAC、110VAV、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶閘管隔離。除了上述通用I/O之外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊[12]。 S7300的功能模塊計數(shù)器模塊：模塊的計數(shù)器均為0~32位或177。達(dá)到比較值時發(fā)出中斷。有集成的DI/DO。FM3502和CM35都是8通道智能型計數(shù)器模塊。FM353是步進(jìn)電機(jī)定位模塊。FM357可以用于最多4個插補(bǔ)軸的協(xié)同定位。SM338超聲波傳感器檢測位置，無磨損、保護(hù)等級高、精度穩(wěn)定不變。稱重模塊：SIWAREX U稱重模塊是緊湊型電子稱，測定料倉和貯斗的料位，對吊車載荷進(jìn)行監(jiān)控，對傳送帶載荷進(jìn)行測量或?qū)I(yè)提升機(jī)、軋機(jī)超載進(jìn)行安全防護(hù)等。電源模塊：PS307電源模塊將120/230伏交流電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，為S7300/400、傳感器和執(zhí)行器供電。 電路中的低壓保護(hù)電器接觸器是一種用于頻繁地接通或斷開交直流主電路及大容量控制電路的自動切換電器。接觸器具有一定的過載能力，但卻不能切斷短路電流，也不具備過載保護(hù)的功能。在PLC控制系統(tǒng)中，接觸器常作為輸出執(zhí)行元件，用于控制電動機(jī)、電熱設(shè)備、電容器組等負(fù)載。當(dāng)線圈中的電壓降到某一數(shù)值（包括正?？刂?、欠電壓、失電壓故障）時，磁通下降，電磁吸力減小，當(dāng)減小到不足以克服復(fù)位彈簧的反力時，銜鐵在復(fù)位彈簧的反力作用下復(fù)位，使主、輔觸點常開觸點斷開，常閉觸點恢復(fù)閉合。其輸入量可以是電壓、電流等電氣量，也可以是溫度、時間、速度、壓力等非電氣量。其主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)、斷相及電流不平衡運行的保護(hù)。由于熱繼電器中發(fā)熱元件具有熱慣性，因此它不同于電流繼電器和熔斷器，不能作為瞬時過載保護(hù)，更不能用作短路保護(hù)[13]。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。電磁式電流繼電器的線圈與被測電路串聯(lián)，反映電路中電流的變化動作，為降低負(fù)載效應(yīng)和對被測量電路參數(shù)的影響，其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小。欠電流繼電器在正常工作時銜鐵是吸合的，只有當(dāng)電流降到某一數(shù)值（一般為額定電流的20%~30%）時，繼電器才釋放，輸出信號，用于欠電流保護(hù)或控制。熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉的保護(hù)電器，它常用作電路或用電設(shè)備的嚴(yán)重過載和短路保護(hù)，主要用來作短路保護(hù)。熔斷器的熔體串聯(lián)在被保護(hù)電路中。 低壓斷路器又稱自動開關(guān)或空氣開關(guān)，是低壓配電系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)中非常重要的開關(guān)電器和保護(hù)電器?？諝忾_關(guān)不僅可以用來接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)載電流、電動機(jī)工作電流和過載電流，而且可以不頻繁的接通和分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｏ嘈虮Ｗo(hù)器是控制繼電器的一種，能自動相序判別的保護(hù)繼電器，保護(hù)一些特殊機(jī)電設(shè)備因為電源相序接反后倒轉(zhuǎn)而導(dǎo)致事故或設(shè)備損壞。三相電源依次接入保護(hù)器的U,V,W(或者R,S,T)三個接線點，相序保護(hù)器的輔助觸點一般有一個常開一個常閉。相序保護(hù)器可實時顯示三相電源電壓、并可在電源發(fā)生過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)、不平衡保護(hù)、錯相保護(hù)等故障時通過繼電器輸出的形式,給用戶提供報警輸出和保護(hù)電路動作輸出的觸點控制信號，起到報警和保護(hù)作用。 I/O符號表 地址 符號顯示格式 狀態(tài)值