西门子6SE7031-5ES87-1FE0详细说明

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经验设计法用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开关量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形，增加一些触点或中间编程元件，*后才能得到一个较为满意的结果。

这种方法设计没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，*后的结果不是惟一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于较简单的梯形图（如手动程序）的设计，一些电工手册中给出了大量常用的继电器控制电路，在用经验法设计梯形图时可以参考这些电路

逻辑法：就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此，从本质上来说，PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合，也可以用逻辑函数表达式来表示。

（1）    基本方法：用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间  建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。触点（变量）和线圈（函数）只有两个取值“1"与“0"，1表示触点接通或线圈有电，0表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑“与"表示，触点并联用逻辑“或"表示，其他复杂的触点组合可用组合逻辑表示，他们的对应关系如下表所示。

（2）       设计步骤：

1）  通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容；

2）  确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图；

3）  将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表；

4）  写出逻辑函数表达式；

5）  根据逻辑函数表达式画出梯形图；

6）  优化梯形图

图5是两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图，将其转化为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图。

图5两台电动机自动顺序联动控制的继电器电路图

1） 分析动作原理

按SB1，KM1得电并自锁，电动机M1转动同时时间继电器KT线圈得电，经5秒延时后KM2得电并自锁，电动机M2转动；按SB2，KM1、KM2失电，两台电动机停止。

2） 确定输入/输出信号。

根据上述分析，输入信号有SB1、SB2、FR1、FR2，输出信号有KM1、KM2，并且可设对应关系如下：SB1-X1，SB2-X2，FR1-X3，FR2-X4，KM1-Y1，KM2-Y2。

3） 画出PLC的外部接线图和对应的梯形图。

图6外部节线图                               图7梯形图

　电气设备状态监测与故障诊断技术主要有三个环节：首先，状态监测。电气设备在正常运行中，通过对特征型号进行监测，变换与记录，并对相关问题进行分析与处理，并将分析结果进行详细的记录，为设备故障诊断提供确切的基础数据。其次，诊断分析。诊断分析主要是对特征信号进行诊断分析和故障诊断分析这两个方面，通过对信号进行分析处理，并将信号中有效、敏感与*直接的特征信息进行提取，为故障诊断提供依据。在信号分析处理完成后，则需要对故障问题进行诊断，主要目的是对设备中的故障问题，以及故障发生原因、发生程度及具体的故障发生部位等进行诊断，同时还要对设备性能及故障发展趋势进行预测。*后，故障的预防和处理。在经过状态监测和故障诊断分析，查明了故障原因及位置后，则需要根据具体故障类型和故障原因选择针对性的处理措施，对故障发展趋势进行预防，降低故障发生率，确保电气设备运行状态的正常和安全。
　　1.变压器状态监测与故障诊断技术
　　电力企业中常用变压器是充油式变压器，在特殊场合下也用六氟化硫变压器和干式变压器。变压器状态监测方法一般采用局部放电监测和红外监测技术、超声定位监测等。充油式变压器其主要的应用方向为微水分析技术和在线油中溶解气体。变压器的高压套管，是通过介质损耗因数中的数字化在线监测技术，对故障问题较多的有载调压开关，采用有载故障诊断在线装置，对触点磨损情况及电气回路与机械故障等问题进行检测。变压器状态监测还可以对线匝绕组温度、电压、负载电流及风扇运行情况、油温等进行监测，变压器状态监测主体部件主要为液体绝缘、固体绝缘、绕组、冷却系统、气体绝缘、磁路等，故障类型主要有过热且放电故障、放电性故障、机械故障及进水受潮故障、过热性故障等。如在某工程设备更新改造中，所用变压器为油浸式变压器，采用全密封结构，绝缘介质和绝缘油不与空气直接接触，在运行状态正常的情况下无需进行换油操作，有利于降低对电气设备的维护成本，提高其使用寿命，因此该类变压器是农村和城市配电网结构中的一种理想化设备，但由于该设备容易受到外界温度变化影响，出现渗油或漏油现象，导致油位变化或因沈楼店负压吸入空气，导致气体继电器出现误动故障。
　　2.发电机状态监测与故障诊断技术
　　发电机状态监测和故障诊断技术应用主要是对设备在初始阶段中存在的问题及缺陷进行检测，便于定期对设备展开维修工作，降低电气设备的停机概率，在电气设备的运行过程中可以有效缩短发电机的维修时间，使无故障时间延长，在一定程度上降低了发电机的维修费用，提高设备可用性。目前发电机运行状态监测主要是通过发电机状态监视器、发电机光纤测漏仪及射频监视仪等来实现的，对发电机内部故障问题进行监测并报警，从而使操作人员可以对设备的实际运行状况进行及时了解并予以重视。现阶段国内对氢冷发电机展开了研究工作，根据化学量的分析方式对氢气中的杂志成分进行诊断，从而对设备的故障问题进行判断。发电机的状态监测与故障诊断主要是通过对多种电气、化学特征、数据、机械、物理特征信息进行采集和观测，并将其综合形成数据处理系统，为发电机的状态监测提供异常数据信息和正常缺陷。在早期故障预测中对计算机的故障问题进行判断与分析，并提出合理的维修方案。发电机故障诊断类型主要包括定子类故障和转子类故障两种，其中定子类故障主要为绝缘故障、引出线套管故障、铁心故障和绕组振动故障灯，而转子类故障则包括绝缘故障、水系统故障、氢系统故障、油系统故障、本体和护环故障、绕组故障等。
　　3.在线状态监测与故障诊断技术应用
　　在线状态监测与故障诊断技术主要内容是信号监测、采集数据源、数据处理和故障诊断等，其基本步骤是根据传感器来对设备的实际运行状态进行检查，并及时对信号进行传输、采集、转换及处理，在存储器中将单元信息进行存储。其中传送载体主要是通过电缆或是光缆实现，为了使抗干扰能力提高，需要对数字信号及光缆信号进行合理应用，来对数据进行传输。数据采集的主要方式有信号峰值采集、信号波形采集，并对超过阀值脉冲记录来对数据进行处理，可以有效抑制干扰，将信号特征进行提取，增强或保留有用的信号，根据该信号来实现对故障问题的诊断[5]。目前，在线状态监测和故障诊断技术主要有局部放电监测、油色谱监测和介损监测技术。其中局部放电监测技术主要是由超声波监测法、电容器祸合监测法构成。油色谱监测技术，是目前UI设备中常用的一种绝缘检测方式，也被称为油中气体分析法。而介损监测技术在电容性设备状态监测中常用的一种技术方法，其中电容性设备是指全部绝缘或部分绝缘，根据电容性设备的绝缘结构，对设备的介电特性进行检测。在相同变电站中对容性设备进行安装，通过对容性设备的绝缘情况进行对比和分析，可以及时获取容性设备的大变化，将电容性设备的介损值和电容量比值进行对比和分析，对介损差值的变化量进行合理利用，可以准确判断设备的绝缘情况。

 　　4.高压断路设备状态监测与故障诊断
　　高压断路设备监测主要是判断断路器绝缘度的合格性、载流回路的完好性、操作机构特性保持情况及断路器开断能力等情况进行监测。断路器在各项指标正常情况下，断路器维修周期通常是取规定上限，但目前在断路器出厂时，即使得到生产商的承诺，仍然会出现超过规定上限规定范围的情况[6]。高压断路设备在工作状态下，对故障发生时的电流大小及跳闸次数进行监测，并分别对相关数据信息进行统计，根据故障电流总数和闸刀开断次数来选择维修先后顺序。当高压断路器在检测和诊断结果中显示设备的运行状态稳定，无存在故障或无潜在故障，则可以按照监测程序填写评估卡，并将其纳入到状态维修范围中。
　　在电气设备的状态监测和故障诊断中，不仅需要加强管理工作，还要重视技术应用水平。采用现代先进的科学技术来对电气设备的运行状态进行监测，目前红外诊断技术是应用十分广泛的电气设备状态监测和诊断技术，在应用过程中需要充分的发挥其优势和现代化特点，提高监测和诊断的工作效率，传统监测方法与现代技术进行有机结合，实现对电气设备的全面监测和诊断，确保监测结果的科学性、可靠性与直观性[7]。除此之外，还要加大电气设备状态监测和故障诊断工作的管理力度，确保状态监测和故障诊断工作的有效开展和顺利开展，加强对监测和故障诊断技术的管理，首先需要明确监测和诊断技术人员的职责，做到分工明确，相关管理人员需要在工作开展前做好工程策划方案，并协调工作中的所有工作人员，进行合理的安排和调配，在工作中要确保配电、试验、检修、变电工作人员各司其职，及时反映对设备状态的监测结果，对相关数据进行及时分析，得到可靠的故障诊断结果，从而确保电气设备运行状态的可靠性和稳定性。
　　随着目前我国的科学技术水平的不断提高，电气设备技术含量也在不断提高，变电站数量增加，因此对电气设备的监测与维修频率也在不断增加，为了更好的保障电气设备的运行稳定，还要提高工作人员自身的技术水平和专业素质，电力企业需要加强对技术人员的专业培训，工作人员也要加强专业知识学习，为电力企业培养出综合性和应用型的人才，提高电力企业在同行业中的市场竞争能力，促进电力企业的健康发展与可持续发展。
　　电气设备状态监测和故障诊断技术，在电力系统中发挥着重要的作用，有效保障电气设备的运行安全与稳定，提高供电质量和供电稳定，满足用户正常的社会生活及生产活动用电需求。因此在电力系统中，需要注重对电气设备的状态监测和故障诊断技术，采用现代化先进的技术水平对电气设备进行实时监测与预防，维护电气设备的使用寿命，降低故障发生率，提高电力企业经济效益与社会效益