6ES7321-1BP00-0AA0型号介绍

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PLC是一种基于计算机技术的编程控制器，将PLC技术与接触器控制技术相结合，并充分发挥继电器和按钮的作用，可使电力拖动可视化。电力拖动线路用于控制电动机的运行，其具有实践性和专业性。PLC技术与电力拖动的结合有助于实现拖动一体化。文章分析了PLC技术在电力拖动中的作用，并阐述了如何将其应用于电力拖动教学。
在电力拖动的教学中，由于每个学生的能力不同，因此在学习中往往会出现图纸识别困难、技能操作不到位、线路出现问题无法检修等。因此，将PLC合理的运用于电力拖动的教学中，督促学生了解PLC原理和操作流程。但很多学校将电力拖动课程同PLC课程分开，不能找到二者之间的必然联系。这使得教学效率低下，尤其影响了学生实践能力的提高。实际上，PLC并非简单的继电器，其操作原理复杂，检修过程尤为重要。这对学校该课程的教学模式和教师的素质提出了新的要求。基于此，学校应进行该课程的改革。
一、PLC在电力拖动一体化中的运用过程
（一）电力拖动课程一体化是实现
电力拖动课程具有较强的实践性，实现其一体化的过程实际上就是将理论与实践相结合的过程。PLC作为一种与电力拖动密切相关的技术，其在电力拖动课程中的应用有助于电力拖动一体化教学的实施。具体实施为理论课和实践课由同一个教师担当，教师每讲解一节电力拖动课程，随即将其应用于实践。使学生能够充分感电力拖动的过程，了解其工作原理和操作流程。如根据课程进行电器元件的分组拆装，充分利用多媒体教学，使教学效果更加明显。当然，在理论与实践结合的过程中，主要需要掌握的是电力拖动的线路控制。目前，传统的控制方式已逐渐被PLC程序控制器取代，因此要实现电力拖动一体化，还要将PLC技术合理的渗透到教学中，实现二者的结合。
（二）PLC在电力拖动课课程教学中的渗透
电力拖动课程主要以研究电力拖动控制线路为主，而PLC则是程序控制器。目前PLC作为高校电气专业学生的必修课，学生存在的操作上的问题需要理论与实践教学更好的结合。如何发挥PLC技术在电力拖动中的作用，实现两个课程之间的结合是高校电气或机械教学中的主要任务。实际上，PLC是传统电力拖动线路控制的延伸，技术的发展使电动机线路控制逐渐转向PLC控制。PLC以梯形图作为其主要编程语言，是继电器逻辑控制系统发展的结果。运用于教学，两门课程之间存在一定的联系，基于此高校电力拖动一体化教学应引进PLC的一些内容，实现电力拖动的一体化。以三相异步电动机正反转控制课程为例，将PLC在电力拖动一体化中的运用步骤分析如下：
（1）了解与电力拖动技术相关的讲PLC内容。包括输入和输出继电器、梯形图编程方法和编程指令等。
（2）了解控制要求，分配输出输入点，写出I/O通道的分配表并画出PLC接线图。
（3）根据PLC接线图进行程序设计，在计算机上实施程序输入，模拟程序的运行过程。
（4）将程序下载至PLC，为PLC的应用提供前提。最后进行线路安全和系统调试。
二、PLC控制系统的优越性
将PLC控制系统与传统的继电器―接触器控制系统相比较我们可以看到PLC控制系统的优越性。在教学中，教师应注意渗透这一点。其不同在于：
（1）组成PLC与传统的控制系统采用不同的结构。传统的系统具有更多的硬件继电器与接触器；而PLC则主要由“软继电器”构成。
（2）传统的控制系统中机械触点较多，降低了系统的可靠性。而PLC则为无机械触点，是目前较为先进的逻辑运算微电子技术，具其可靠性较高，机械性能良好，运行磨损小，因此使用年限更长。同时，PLC的触电是无限的，这与传统的系统有限的触电相比较具有优越性。
（3）PLC系统与传统的继电器―接触器逻辑控制系统采用不同的控制方式，前者主要靠原件之间的硬件接线控制，而PLC系统采用更加先进的软件编程实现线路控制。
（4）两者的工作原理具有很大差别，相比之下，PLC更具先进性。传统的继电器―接触器控制方式，在工作状态下继电器受到制约，但采用了PLC技后，其“软继电器”处于周期性循环扫描接通模式下，“软继电器”不再受到长时间的制约。因此，我们说，采用电力拖动与PLC的组合的教学模式，帮助学生理解了PLC线路控制系统具有先进性，其在电力拖动中具有积极作用。在教学中，应逐渐实现两者之间的结合。将PLC技术渗透到电力拖动教学，提高教学效率。
电力拖动作为实践性较强的电力教学课程，要求实现理论与实践结合的一体化教学。在电力拖动中引进PLC技术，是电力拖动一体化实现的必然需求。PLC作为近年来兴起的电力线路控制技术，主要以梯形图作为编程语言。文章以三相异步电动机正反转控制课程为例，分析了两种技术之间的结合。肯定了PLC在电力拖动上的进步作用。当然，在教学过程中，两种技术的结合还处于磨合期，教学效果受到一定的影响，这需要电力拖动课程不断的进行改革，促进教学效率的提高1   前言
随着工业生产对起重机调速性能要求的不断提高，常用传统的起重机调速方法如：绕线转子异步电动机转子串电阻调速、晶闸管定子调压调速和串级调速等共同的缺点是绕线转子异步电动机有集电环和电刷，它们要求定期维护，由集电环和电刷引起的故障较为常见，再加上大量继电器、接触器的使用，致使现场维护量较大，调速系统的故障率较高，而且调速系统的综合技术指标较差，已不能满足工业生产的特殊要求。
交流变频调速技术在工业界的广泛应用，为交流异步电动机驱动的起重机大范围、高质量地调速提供了全新的方案。它具有高性能的调速指标，可以使用结构简单、工作可靠、维护方便的鼠笼异步电动机，并且、节能，其外围控制线路简单，维护工作量小，保护监测功能完善，运行可靠性较传统的交流调速系统有较大的提高。所以，采用交流变频调速是起重机交流调速技术发展的主流。
交流变频调速技术应用于起重机后，与市场上大量使用的传统的绕线异步电动机转子串电阻调速系统相比，可带来以下显著经济效益和性：
（1）采用交流变频调速技术的起重机由于变频器驱动的电动机机械特性硬，具有精确定位的优点，不会出现传统起重机负载变化时电动机转速也随之变化的现象，可以提高装卸作业的生产率。
（2）变频起重机运行平稳，起、制动平缓，运行中加、减速时整机振动和冲击明显减小，安全性提高，并且延长了起重机机械部分的寿命。
（3）机械制动器在电动机低速时动作，主钩以及大、小车的制动由电气制动完成，所以机械制动器的制动片寿命大为延长，维护保养费用下降。
（4）采用结构简单、可靠性高的鼠笼异步电动机取代绕线转子异步电动机，避免了因集电环、电刷磨损或腐蚀引起接触不良而造成电动机损坏或不能起动的故障。
（5）交流接触器大量减少，电动机主回路实现了无触点化控制，避免了因接触器触头频繁动作而烧损以及由于接触器触头烧损而引起的电动机损坏故障。
（6）交流变频调速系统可以根据现场情况，灵活调整各档速度和加、减速时间，使得变频起重机操作灵活、现场适应性好。
（7）交流变频调速系统属率调速系统，运行效，发热损耗小，因此比老式调速系统大量节电。
（8）变频器具有完善的保护、监测及自诊断功能，如再结合PLC控制，可大幅度提高变频起重机电控系统的可靠性。
2   起重机运行的特点
（1）起重机应具有大的启动转矩，通常**过150%的额定转矩，若考虑**载实验等因素，至少应在起动加程中提供200%的额定转矩。
（2）由于机械制动器的存在，为使变频器输出转矩与机械制动器的制动转矩平滑切换，不产生溜钩现象，必须充分研讨变频器启动信号与机械制动器
（3）当起升机构向下运行或平移机构急减速时，电动机将处于再电状态，其能量要向电源侧回馈，必须根据不同的现场情况研讨如何处理这部分再生能量。
（4）起升机构在抓吊重物离开或接触地面瞬间负载变化剧烈，变频器应能对这种冲击性负载进行平滑控制

S7-300 PLC在风机系统改造中的应用

4.2 流程图设计

编程和工程工具软件为simatic step7，它有梯形图（ld）和功能块图（fbd）指令表（il）以及顺序功能图（sfc）等多种编程语言可供使用。可对i/o设备进行组态和参数化，能对任何连接到profibus_dp的节点进行测试盒启动，可在线修改系统中任一点的用户程序；具有先进的系统诊断能力、plc模拟、远程维护和项目文件等。

风机控制系统流程图如图3所示。

4.3 程序实现

使用step7软件，可以在一个项目中创建s7程序。s7可编程控制器包括一个供电单元、一个cpu，以及输入和输出模块（i/o模块）。可编程逻辑控制器（plc）同过s7程序监控机器。在s7程序中通过地址寻址i/o模块。在step7中，可以用标准语言梯形图（lad）、语句表（stl）或功能块（fbd）创建s7程序。在本系统中采用的是直观可视的功能块图（fbd）编程方式，创建的程序结构如下：

ob1——主程序

fb74，fc83——模拟量处理程序

fb100——风机顺控程序

fc1——控制油泵电机

fc2——控制主电机

fc3——控制前导叶

fc7——报警汇总

fc8——报警电铃

fc9——信号灯

fc10—— 模拟量输入处理程序

fc61—— 通用处理程序

在step7中，cpu循环处理ob1.cpu逐行读取并执行程序命令。当cpu返回**个程序行时，它已经完成一个循环，所需要的时间就是所说的扫描循环时间。功能块fb在程序的体系结构中位于组织块之下，它包含程序的一部分，这部分程序在ob1中可以多次调用。功能块的所有形参和静态数据都存储在一个单独的、被*给该功能块的数据块db中。下面以控制主电机程序fc2说明控制实现的过程，其他都可以类同fc2的控制过程。在s7的项目程序中，插入一个新的程序段并选择输入域，然后在编程元素目录中查找到比较功能并插入一个cmp》=1。在比较器后面附上一个输出赋值，用变量声明表中的名称作为输入的地址，然后保存程序

S7-300 PLC在风机系统改造中的应用

3.1 控制步骤

（1）预启动：首先选择开关本地状态，然后点击“预启动”按钮，程序将关闭前导叶（pqw272=0），然后启动辅助油泵电机（q0.0=1），当油箱的液位和压力满足要求，经过一定时间的延时（1min），且系统无故障，则预启动完成。油泵电机在“预启动”步启动，在第六步“前导叶操作”完成后1分钟停止；电机运行过程钟在油压《1.2bar时辅助油泵电机自动启动，正常情况下点击“润滑画面”的复位按钮停止电机。在执行停机过程中，在第八步自动启动辅助油泵电机，在第九步后辅助油泵电机运行20分钟后停止。预启动完成就是风机准备好。

（2） 正常启动：启动主电机，电机无故障，1分钟后操作前导叶；有电机故障，程序回到初始步，选择开关远程状态，风机交由仪表室控制。

（3）停机状态：正常停机：选择开关至本地状态，操作“过程画面”上“停止”按钮，关闭前导叶，自动启动辅助油泵电机，停止主电机，程序回到初始化步。非正常停机：只要出现非正常停机条件，不论系统运行在哪一步，系统都将要停止运行。

3.2 控制原理

风机控制系统的控制原理图如图1所示。

4 系统实现

4.1 系统硬件构成

这套系统的plc选用的是simatic s7_300可编程控制器，它具有模拟量、开关量的采集处理和计算功能以及逻辑控制、计时比较等顺序控制功能，并且具有集成的批处理功能和高速数据通讯网（profibus总线通讯），以满足连锁控制的快速响应以及将来可以和中央控制室总操作站联网通讯的要求

S7-300 PLC在风机系统改造中的应用

1 引言

由于本厂前风机控制系统是由外国*设计开发，界面也完全是英文的，给操作带来不便，另外加上设备日渐陈旧，发生故障的几率升高，所以风机系统仍存在需要改进的地方。风机系统如果采用常规仪表控制方案则难以满足自控系统的高可靠性、良好的控制性能。针对这些，提出了改造风机系统的方案。本工程是对烧结风机控制系统进行改造，原系统的监控操作软件是kkk公司的**软件，现将其造为用西门子wincc进行监控。plc控制柜和现场操作箱采用功能与原系统相同的设备，并新增嵌入式操作台以及品牌台式计算机。plc柜和现场操作箱应按规定进行保护接地与pe线进行连接，现场进plc柜和操作箱的电缆采用原来的电缆。plc柜的电源进线应取自厂内可靠性高的供电。整个系统是控制烧结风机的动作及相关设备的连锁关系。

2 工艺流程

2.1 顺序控制

系统的控制是采用顺序控制方式，共分为9步：

step1——basic step（初始化步）；

step2——close igv（关闭前导叶）；

step3——start oil pump（启动辅助油泵电机）；

step4——start main motor（启动主电机）；

step5——main motor run（主电机运行）；

step6——igv operation（前导叶操作）；

step7——close igv（关闭前导叶）；

step8——start oil pump（启动辅助油泵电机）；

step9——stop main motor（停止主电机）。

2.2 风机系统控制内内容

（1）从操作的方面看有以下几步：预启动（包括step1-3步）；启动（包括step4-6步）；停止（包括step7-9步）。系统工作中包括电机低速运行较长，油泵供油不足时（油压《1.2bar），自动启动辅助油泵；当电机根据工艺需要再次回到正常运行速度时，观察润滑系统的油压和管路流量情况正常后点击“复位”按钮，停止刚才自动启动的辅助油泵。

（2） 为了确保风机的安全运行，利用本系统的顺序控制功能做了如下连锁控制：

风机允许开车条件：油箱温度大于35℃，油压大于0.25mpa。

风机事故停机条件：轴承温度大于75℃，振动幅值大于107um，油压低于0.1mpa。

升温引风机入口温度大于300℃，开冷风阀，低于280℃关冷风阀。

风机出口压力高，开放空阀，压力低关放空阀。

3 系统设计

控制系统设计的目的是对风机系统的运行过程进行控制，以及相关系统参数显示、报警和紧急状态下停机的连锁控制，从而实现生产过程的自动化plc控制。同时，为了确保plc系统意外情况下生产的顺利进行，当计算机由于某种原因发生故障时，可以手动操作。系统对各种主要参数设有上限、下限声光报置，并在报警一览里显示所有的报警信息。