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成为经济型自动化市场的理想选择。
机型丰富,选择更多殊功能模块包括EM253位置控制模块和SIWAREX MS称重模块。
(1)EM253位置控制模块,集成有5个数字量输入点(STP,停止;RPS,参考点开关;ZP,零脉冲信号;LMT+,正方向硬极限位置开关;LMT-,负方向硬极限位置开关)和6个数字量输出点(4个信号,即DIS,CLR,P0,P1或者P0+,P0-,P1+,P1-),用于S7-200 PLC定位控制系统中。通过产生高速脉冲来实现对单轴步进电动机的开环速度、位置控制。通过S7-200 PLC的扩展接口,实现与CPU间通信控制。位置控制模块EM253主要具有以下特点:
高速脉冲输出,提供从20Hz到200kHz的脉冲频率;
增、减速度的曲线拐点,既支持S曲线,也支持直线;
控制系统的测量单位,既可以采用脉冲数,也可以采用工程单位(如英尺(ft),厘米(cm));
提供可组态的螺距补偿功能;
支电器每小时内可能实现的较高操作循环次数称为操作频率。通电持续率是电器工作于断续周期工作制时有载时间与工作周期之比,通常以百分数表示。
(4)机械寿命和电寿命
机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数,称为机械寿命。在正常工作条件下,机械开关电器无须修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。
对于有触点的电器,其触点在工作中除机械磨损外,尚有比机械磨损更为严重的电磨损。因而,电器的电寿命一般小于其机械寿命。设计电器时,要求其电寿命为机械寿命的20%~50%。
1.1.4 低压电器的选用原则
目前,国产低压电器大约有130多个系列,品种规格繁多。国家对低压电器的设计和制造有严格的标准。选用的一般原则如下。
(1)安全
是对任何电器的基本要求,保证电路和用电设备的可靠运行是正常生活与生产的前提。例如用手操作的低压电器要确保人身安全,金属外壳要有明显接**志等。
(2)经济
经济性包括电器本身的经济价值和使用该种电器产生的价值。前者要求合理适用,后者必须保运行可靠,不能因故障而引起各类经济损失。
(3)选用低压电器的注意事项
① 明确控制对象的分类和使用环境。)铁芯和衔铁的结构形式
常用的铁芯和衔铁的结构形式有山字形、螺管式和拍合式几种。
① 山字形电磁铁 山字形电磁铁有单山字形和双山字形之分。这种结构形式的电磁铁多用于交流继电器、交流接触器以及其他交流电磁机构的电磁系统。
② 螺管式电磁铁 多用作牵引电磁铁和自动开关的操作电磁铁,但也有少数过电流继电器采用这种形式的电磁铁。
③ 拍合式电磁铁 广泛用于直流继电器和直流接触器,有时也用于交流继电器。
(2)线圈
线圈是电磁铁的“心脏”,是产生磁通的源泉。按通入线圈的电源的种类不同,可分为直流线圈和交流线圈。根据励磁的需要,线圈可分为串联和并联两种,前者称为电流线圈,后者称为电压线圈。电流线圈串接在主电路中,电流较大,所以常用扁铜条或粗铜线绕制,匝数也较少;电压线圈并接在电源上,匝数多,阻抗也大,但电流较小,所以常用绝缘较好的电磁线绕制。
从结构上来看,线圈可分为有骨架的和无骨架的两种。交流电磁铁的线圈多为有骨架式,因为考虑到铁芯中有磁滞损耗和涡流损耗,不仅很难帮助线圈散热,而且有可能把热量传给线圈。直流电磁铁的线圈则多是无骨架的。组合开关又称转换开关,也是一种开关。不过它的片(动触片)是转动的,组合性强,可组成各种不同的线路。
① 用途 组合开关一般适用于机床电气控制线路中作为电源的引入开关,也可以用来不频繁地接通和断开电路、断通电源和负载以及控制5kW以下的小容量异步电动机的正反转和星三启动。
② 结构 组合开关有单较、双较和三较之分,由若干个动触点及静触点分别装在数层绝缘件内组成,动触点随手柄旋转而改变其通断位置。顶盖部分由滑板、凸轮、扭簧及手柄等零件构成操作机构。由于该机构采用了扭簧储能结构,从而能快速闭合及分断开关,使开关闭合和分断的速度与手动
(3)电磁吸力与吸力特性使用开启式负荷开关时,必须垂直安装在控制屏或开关板上,绝不允许倒装,以防手柄因自重落下,引起误合闸。接线时应把电源线接在上端,负载线接在下端,并装接熔丝作为短路和严重过载保护。开启式负荷开关不宜带负载操作,若带小功率负载操作时,分合闸动作应迅速,使电弧较快熄灭。使用组合开关时,将其安装在控制屏面板上,面板外只能看到转换手柄,其他部分均在屏内,操作频率不能过高,一般每小时不宜**过5~20次,当用于电动机正反转控制时,应在电动机完全停转后,方可允许反向启动,否则容易烧坏开关或造成弧光短路事故。
1.2.2 低压断路器
低压断路器又称自动空气开关或自动空气断路器,主要用于低压动力线路中。它相当于闸开关、熔断器、热继电器和欠压继电器的组合,是一种自动切断电路故障的保护电器。
(1)低压断路器的主要技术指标
① 额定电压 额定电压分额定工作电压、额定绝缘电压和额定脉冲电压。
断路器的额定工作电压在数值上取决于电网的额定电压等级,我国电网标准规定为AC 220V、380V及1140V,DC 220V、440V等。应该指出,同一断路器可以规定在几种额定工作电压下使用,但相应的通断能力并不相同。
额定绝缘电压是设计断路器的电压值。一般情况下,额定绝缘电压就是断路器的较大额定工作电压。
开关电器工作时,要承受系统中所发生的过电压,因此,开关电器(包括断路器)的额定电压参数中给定了额定脉冲耐压值,其数值应大于或等于系统中出现的较大过电压峰值。额定绝缘电压和额定脉冲电压共同决定了开关电器的绝缘水平。
② 额定电流 断路器额定电流就是过电流脱扣器的额定电流,一般是指断路器的额定持续电流。
③ 通断能力 开关电器在规定的条件下(电压、频率及交流电路的功率因数和直流电路的时间常数),能在给定的电压下接通和分断的较大电流值,也称为额定短路通断能力。
④ 分断时间 指切断故障电流所需的时间,它包括固有的断开时间和燃弧时间。
(2)塑料外壳式低压断路器塑料外壳低压断路器又称装置式低压断路器或塑壳式低压断路器。一般用作配电线路的保护开关,以及电动机和照明线路的控制开关等。
塑料外壳低压断路器有一绝缘塑料外壳,触点系统、灭弧室及脱扣器等均安装于外壳内,而手动把柄露在正面壳外,可手动或电动分合闸,具有较高的分断能力和动稳定性以及比较完善的选择性保护功能。我国目前生产的塑料式断路器有DZ5、DZ10、DZX10、DZ1、DZ15、DZX19及 DZ20等系列产品,其中DZX10和DZX19系列为限流式断路器,二者均是利用短路电流通过结构特殊的触点回路时,产生的巨大电动斥力实现迅速分断来达到限流的目的,它能在4~5ms内使短路电流不再增长,8~10ms内可全部分断电路。
另外,塑壳式断路器还有引进美国西屋公司制造技术的H系列以及德国西门子公司制造技术的DZ108系列等。图中1、2为断路器的三副主触点(1为动触点,2为静触点),它们串联在被控制的三相电路中。当按下接通按钮14时,外力使锁扣3克服压力弹簧16的斥力,将固定在锁扣上的动触点1和静触点2闭合,并由锁扣锁住扣钩4,使开关处于接通状态。当开关接通电源后,电磁脱扣器、热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应,开关运行正常。
当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流**过瞬时脱扣整定值,电磁脱扣器6产生足够大的吸力,将衔铁8吸合并撞击杠杆7,使扣钩4绕转轴座5向上转动与锁扣3脱开,锁扣在压力弹簧16的作用下,将三副主触点分断,切断电源。
当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元件13产生一定的热量,促使双金属片12受热向上弯曲,推动杠杆7使扣钩与锁扣脱开,将主触点分断。
欠压脱扣器11的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反,当线路电压正常时,欠压脱扣器11产生足够的吸力,克服拉力弹簧9的作用与衔铁10吸合,衔铁与杠杆脱离,锁扣与扣钩才得以锁住,主触点方能闭合,当线路上的电压全部消失或电压降到某一数值时,欠压脱扣器吸力消失或减小,衔铁拉力弹簧拉开并撞击杠杆,主电路电源被分断。同样道理,在无电源电压或电压过低时,自动空气开关也不能接通电源。正常分断电路时,按下停止按钮15即可。
自动空气断路器制和多种保护功能于一身,用途广泛,除能完成接通和分断电路外还能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠压等进行保护,同时也可用于不频繁启动的电动机。
DZ20系列塑壳式低压断路器的型号含使用自动空气断路器时应注意事项
① 安装前先检查其脱扣器的整定电流是否与被控线路、电动机等的额定电流相符,核实有关参数,满足要求方可安装。
② 应按规定垂直安装,连接导线要按规定截面选用。
③ 操作机构在使用一定次数后,应添加润滑剂。
④ 定期检查触点系统,保证触点接触良好。
1.3 熔断器
1.3.1 熔断器的组成、工作原理及特性
(1)组成常用熔断器的主要类型有RC1A系列瓷插式熔断器、RL1系列螺旋式熔断器、RM10系列无填料封闭管式熔断器、RT0系列有填料封闭管式熔断器等。
(2)使用
RC1A系列瓷插式熔断器的结构LA18系列按钮采用积木式结构,触点数目可按需要拼装,一般装成二常开、二常闭,也可根据需要装成一常电磁机构 电磁机构由线圈、动铁芯(衔铁)和静铁芯组成。对于CJ0、CJ10系列交流接触器,大都采用衔铁直线运动的双E型直动式电磁机构,而CJ12、CJ12B系列交流接触器采用衔铁绕轴转动的拍合式电磁机构。
② 触点系统 包括主触点和辅助触点。主触点用于吸引线圈的额定电压 交流有36V、110V(127V)、220V和380V,直流有24V、48V、220V和440V。
④ 电气寿命和机械寿命 以“万次”表示。
⑤ 额定操作频率 以“次/h”表示。
1.5.4 接触器的使用
接触器使用中一般应注意以下几点:
① 核对接触器的铭牌数据是否符合要求。
② 一般应安装在垂直面上,而且倾斜不得**过5°,否则会影响接触器的动作特性。
持**方式、相对方式和手动方式等多种工作模式;
•提供连续操作;
•较多可以支持25组移动包络,每组较多可有4种速度;
该产品可以提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块。产品配置灵活,在满足不同需求的同时,又可较大限度地控制成本,是小型自动化系统的理想由于S7-200系列PLC具有紧凑的设计、丰富的扩展能力、较高的可靠性、便捷的操作性、强大的指令系统和低廉的价格,使得它能够近乎**地满足小规模的控制要求,覆盖所有与自动检测、控制相关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备,等等。S7-200系列PLC的强大功能使其无论在独立运行中还是相连网络中,皆能实现复杂的控制功能。本章主要介绍S7-200系列PLC的组成结构、安装拆卸和工作方式选择。字量通道、模拟量通道的扩展,其配置更加灵活。
(3)以太互联,经济便捷
CPU模块的本身集成了以太网接口(经济型CPU模块除外),用一根以太网线,便可以实现程序的下载和监控,省去了购买**编程电缆的费用;同时,强大的以太网功能,可以实现与其它CPU模块、触摸屏和计算机的通信和组网。
PLC的程序一般是按顺序进行执行(即从头到尾执行一次后又从头开始执行),而不能按事先设定的循环周期运行。虽然现在一些新型PLC有所改进,不过对任务周期的数量还是有限制,而DCS可以设定任务周期,比如快速任务等。同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,可以用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,可以用2s的任务周期采样。这样,DCS可以合理地调度控制器的资源。
(5)从应用对象方面进行比较
PLC一般应用在小型自控场所,比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁,而大型的应用一般都是DCS。当然,这个概念不太准确,但很直观,习惯上把大于600点的系统称为DCS,小于这个规模叫作PLC。热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就称为PLC。
总之PLC与DCS发展到今天,事实上都在向彼此靠拢,严格地说,现在的PLC与DCS已经不能一切,很多时候它们之间的概念已经模糊了。
DCS是从传统的仪表盘监控系统发展而来。它侧重于仪表控制,比如ABB Freelance2000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变
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