西门子5SL4201-7CC

5SL4201-7CC

工业电气控制线路中,有不少都是通过继电器等电气元件来实现,而继电器,交流接触器的触点都只有两种状态即吸合和断开,因此,用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路时完全可以的,PLC的早期应用就是替代继电器控制系统,因此用逻辑设计方法同样也适用于PLC应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后,实现这个逻辑函数的线路就确定了。当这种方法使用熟练后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接写出于逻辑函数和表达式对用的指令语句程序。 

    用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下: 

第一步：列出执行元件动作节拍表 

第二步：绘制电气控制系统的状态转移图; 

第三步：进行系统的逻辑设计; 

第四步：编写程序; 

第五步：对程序、修改和完善

 1. PLC控制系统的设计内容

（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。

（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。

（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。

（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。

（5）编写程序并调试。

（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。

（7）编写设计说明书和使用说明书。

2. PLC控制系统设计步骤

（1）工艺分析

深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。

（2）选择合适的PLC类型

在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：

1功能的选择。 对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。

2I/O点数的确定。 统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。

3内存的估算。 用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。

（3）分配I/O点。 分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（4）程序设计。 对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。

（5）控制柜或操作台的设计和现场施工。 设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。

（6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。

（7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明

电度表有直接接入和带互感器接入两种接法，接线时必须区分好电源的相线、零线及相序；还必须区分好互感器初次级线圈的同名端正确连接。否则会导致电度表慢走或倒走等计量误差及短路事故。
    接线的正误，可以用如下快速检查法判别：当负载在正常状态下，先测记下铝盘在X分钟内的转数n1，再把相应的电压元件的电源断开，并测记此时铝盘在X分钟内的转数n2，对比n1和n2的值则可判定接线的正误。当电度表接线正确时，对三相三线有功电度表，若断开B相电压后，电度表慢走一半，即n2的转数比n1减小一半；对三相三线无功电度表，先测定三相电源相序后，若断开C相电压，电度表n2的转数比n1减小一半;对三相四线有功电度表，若依次断开每一驱动元件电压，则n2转数分别为n1的1／3。接线不正确导致的计量误差，可以用修正系数来更正，即W=KW′式中W′为电度表计量电度数，K为修正系数，W为实际电度数。
    以三相三线有功电度表为例，当断开B相电压时，线电压UAc加在两电压元件上，每一元件承受的电压为1／2UAc，则测量的功率变为：
P=1／2UAcIACOS(30°－φ)＋
1／2UAcIc(30＋φ)
=UICOSφ
    很明显，此时电度表的读数为实际电度数的一半，要更正计量误差，修正系数应为2，同理可测算出不同接线错误下的修正系数如下表，依据修正系数就能更正计量误差了。
  例一、有一三相三线电度表带200／5电流互感器接入，上月走度至580，本月抄表680，发现B相电压断线，求实际用电量W=?
解：W=KW′
=2[(680－580)]×200／5]
=2×4000
=8000(KWh)
例二、三相四线电度表上月走度至980，本月抄表130，发现两相电流互感器极性接反，求实际用电量W=?(电流互感器300／5与电度表要求配套使用)
解：W=KW′
=(－3)×[－(980－130)]
=(－3)×(－850)
=2550(KWh)