西门子1FL6022-2AF21-1AA1

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4）输入输出组件（I/0模块）

I/0模块是CPU与现场I/0装置或其它外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/0模块和各种用途的I/0组件供用户选用。如输入/输出电平转换、电气隔离、串/并行转换数据、误码较验、A/D或D/A转换以及其它功能模块等。I/0模块将外界输入信号变成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变成需要的控制信号去驱动控制对象（包括开关量和模拟量），以确保整个系统正常工作。

输入的开关量信号接在IN端和0V端之间，PLC内部提供24V电源，输入信号通过光电隔离，通过R/C滤波进入CPU控制板，CPU发出输出信号至输出端。PLC输出有三种型式：继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。

（5）编程器

编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系，完成人机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯以及编程、监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言键符式命令语言助记符，也可以采用软件的功能键符，通过屏幕对话方式进行编程。

编程器分为简易型和智能型两类。前者只能连机编程，而后者既可连机编程又可脱机编程。同时前者输入梯形图的语言键符，后者可以直接输入梯形图。根据不同档次的PLC产品选配相应的编程器。

（6）外部设备

一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、高分辨率屏幕彩色图形监控系统等外部设备。

（7）电源

根据PLC的设计特点，它对电源并无特别要求，可使用一般工业电源。

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可编程控制器的工作过程及FN2N PLC的组成

PLC虽具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大的不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，有键按下或I/O动作则转入相应的子程序无键按下则继续扫描。PLC则采用循环扫描工作方式，在PLC中，用户程序按先后顺序存放

SINAMICS S120交流驱动器的电源模块和电机模块被集成在一个装

置中－因此称之为功率模块。对于单轴应用，可以使用一个特别设计的

控制单元（CU310）来执 行控制功能。对于多轴应用，在已经有控制单

元（例如 CU320）的情况下,应该使用一个CU适配器，通过 DRIVE-CLiQ

网络连接到控制单元。SINAMICS S120交 流驱动器适用于工业设备中

的单轴应用－例如，传送带，离心机，电梯和挤出机甚至搅拌机等。

在应用中，这些驱动轴的位置间相隔很远，SINAMICS S120为此 类

应用提供了理想的解决方案。相同的设计理念也可应 用于包装机械

和木材加工厂中。 SINAMICSS120交流驱动器可以通过PROFIBUS DP

或 PROFINET通讯连接上控制器。例如，执行在自动装配 流水线中的

定位任务。


Simodrive 611系列伺服驱动器 
1FK7同步伺服电机：
1FK7 CT - 适合各种应用的通用电机 
1FK7 CT伺服电机具有灵活的和模块化的设计，由于它们具有
较小的封装尺寸，因此1FK7 CT是同类产品中结构的一个。作

为高功率密度和方形设计的结果，它们可以安装到任何机床中
的位置，以取得大的驱动功率。例如，我们小样式的结构尺

寸为28，扭矩达到0.85Nm，而长仅为55mm。
1FK7 HD(高动态特性) - 加速时的赢家 
我们的1FK7 HD伺服电机为您提供了适合于各种应用必要的性能。

与高失速扭矩性能配合，它们就具有了相当高的加速能力和较低的固

有转动惯量。甚至可选的制动器也具有较低的转动惯量。正是由于这

些特点，我们可以在很短的时间内实现工作负载循环、快速定位

和启停。 


1FT6同步伺服电机：
1FT6 - 灵活，甚至需要大功率输出时 
特殊应用场合或者输出功率高达78kW的情况下，对同步电机有着

很高的要求。这些要求*可以通过使用我们的1FT6电机系列来满足。

在许多应用中，无论是在具有高达IP68的保护等级的标准自然风

冷方案，还是在功率密度采用的独立风冷或水冷方案中，这些

伺服电机代表着适宜的解决方案。当它们集成进一个完整的系统时，

一、引言

电站二次自动控制系统根据其功能通常划分为以下几类产品：监控系统、调速器、保护装置、励磁装置和配电控制系统。其中监控系统和配电系统一般由通用元器件，如断路器、闸、PLC、人机界面产品及网络设备等组成。由于采用通用元器件，控制方案和器件的选择就显得尤为重要。

二、电站自动控制系统的特点

根据电厂生产的实际情况，其自动控制系统具有以下特点：

1)设备的可靠性要求高。一方面，根据电厂容量的不同，一台机组非计划停机将带来几万到几十万元不等的损失，另一方面，不可靠的设备也是潜在的事故源，可能造成更大的损失。

2)具有较高自动化程度。电力系统部颁规定要求水电厂具备“无人值班（少人值守）”条件。一个中型电站，日常运行管理人员正常配备在三人以下，设备的自动化程度就显得至关重要。

3)控制工艺相对复杂，所采集数据点（模拟量、开关量、温度量）较多，控制对象多种多样，如断路器、闸、水，油泵、风机、阀门、闸门等。

4)通信处理相对复杂。由于电站所采用的设备供货商较多，通信方式五花八门，常见的有以太网通信、串行口通信，相关的协议包括电力调度规约(101、103等)、MODBUS协议、Profibus协议、智能仪表自定义协议、UNIX通信协议等。如何采用多种通信接口与采用各种通信协议的设备通信，是实现全厂自动化的重要保证。

三、西门子解决方案及典型项目简介    

1．西门子产品的特点

西门子全集成自动化解决方案能够很好地满足电站控制系统的要求，西门子产品具有以下特色：    

1)产品结构简单，分类清晰，用户易于整体把握。

2)西门子产品线十分丰富，能提供从现场级到管理级的各种解决方案。

3)产品可靠性高，硬件故障率低，控制器、网络及软件冗余技术进一步提高了可靠性。

4)硬软件产品具有良好的开放性，具备多种通讯接口，用户也可以通过灵活的编程方式实现与其他系统的接口。

5)软件开发工具成熟且易于使用，WinCC、SIMATIC NET、PROTOOL、STEP7、MICROWIN和LOGO SOFT COMFORT等软件为快速开发和维护提供了保。

2．典型项目介绍

葛洲坝大江冲砂闸是葛洲坝电厂的重要组成部分，担负着葛洲坝水利枢纽汛期泄洪和航道冲砂等重要作用。我们所采用的控制系统由大江冲砂闸9孔弧门启闭机控制系统、大江400V变电系统组成。改造后的控制系统由现地控制单元、网络及上位机管理层组成。技术要求如下：

1)系统要求能够24h连续运行，平均无故障时间大于10 000h。    

2)弧门开度控制精度小于0.05m，显示开度值精确到O.Olm。    

3)控制网络采用分层分布式结构，由管理层和现地控制层组成。    

4)控制网络设计要求能够接入已改造的二江泄水闸控制系统和未来的三江冲砂闸控制系统。

5)现地控制层采用符合国际标准的开放式现场总线。    

6)系统响应时间和系统符合达到国家相关标准。

7)系统具有良好的抗干扰能力和防雷击能力。

经过项目考察及与同类型产品分析比较，我们采用了西门子整体解决方案，网络层分别采用工业以太网和PROFIBUSDP总线，控制器采用西门子S7系列控制器，弧门开度采集采用SM338编码器模块实现开度的精确，电量采集采用具备PROFIBUS DP接口的西门子SIMEASP交流采样装置。

低压配电系统选用西门子3VF和3WN系列产品，该产品具有理想的电气寿命和机械寿命，其绝缘水平和分断能力均能满足现场要求。

3．该项目采用的西门子产品    

1)西门子工控机。

2) OP7人机界面。    

3) MP270人机界面。    

4) WinCC组态软件。

5) ESM工业以太网交换机。

6) PROFIBUS网络电缆、中继器和终端元件。   

7) s7-400可编程控制器。

8) s7-300可编程控制器。

9) SIMES P电量采集装置（DP接口）。    

10) 3VF空气开关。

11) 3WN6断路器。    

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