西门子模块6SE7021-0ES87-1FE0详细说明

1. 电器控制系统的组成

通过第一章的学习可知，任何一个电器控制系统，都是由输入部分、输出部分和控制部分组成，如图1所示。

图1 电器控制系统的组成

其中输入部分是由各种输入设备，如按钮、位置开关及传感器等组成；控制部分是按照控制要求设计的，由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路；输出部分是由各种输出设备，如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号，由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序，然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成，所以接线复杂且故障点多，同时不易灵活改变。

2. PLC控制系统的组成

由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成，如图2所示。

图2 PLC控制系统的组成

从图中可以看出，PLC控制系统的输入、输出部分和电器控制系统的输入、输出部分基本相同，但控制部分是采用“可编程"的PLC，而不是实际的继电器线路。因此，PLC控制系统可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本上解决了电器控制系统控制电路难以改变的问题。同时，PLC控制系统不仅能实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能

上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算机技术本身的复杂

性，编程难度高、难以适应恶劣的工业环境以及价格昂贵等原因，未能在工业控制中广泛应用。当时的工业控制，主要还是以继电—接触器组成控制系统。

1968年，美国*大的汽车制造商——通用汽车制造公司（GM），为适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统的硬件及接线、减少时间，降低成本。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用 “面向控制过程，面向对象"的“自然语言"进行编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。即：

硬件：减少

软件：灵活简单

针对上述设想，通用汽车公司提出了这种新型控制器所必须具备条件(有名的“GM10条" )：

1 编程简单，可在现场修改程序序

2 维护方便，**是插件式

3 可靠性高于继电器控制柜

4 体积小于继电器控制柜

5 可将数据直接送入管理计算机

6 在成本上可与继电器控制柜竞争

7输入可以是交流115V

8输出可以是交流115V，2A以上，可直接驱动电磁阀

9 在扩展时，原有系统只要很小变更

10 用户程序存储器容量至少能扩展到4K

1969年，美国数字设备公司（GEC）首先研制成功第一台可编程序控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。

接着，美国国MODICON公司也开发出可编程序控制器084。

1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台可编程序控制器DSC-8。1973年，西欧国家也研制出了他们的第一台可编程序控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。早期的可编程序控制器是为取代继电器控制线路、存储程序指令、完成顺序控制而设计的。主要用于：1. 逻辑运算 2. 计时，计数等顺序控制，均属开关量控制。所以，通常称为可编程序逻辑控制器（PLC—Programmable Logic Controller）。进入70年代，随着微电子技术的发展，PLC采用了通用微处理器，这种控制器就不再局限于当初的逻辑运算了，功能不断增强。因此，实际上应称之为PC——可编程序控制器。

至80年代，随大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PC得到了惊人的发展。使PC在概念、设计、性能、价格以及应用等方面都有了新的突破。不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱

1．问题的提出：水塔的作用是通过水泵把地下水抽压到塔顶的水塔内储存，以保证供水系统有一定的压力。如图1-1所示。

2．问题的解决：水泵通常采用笼型三相交流异步电动机拖动。所以，水塔的控制实际上就是三相异步电动机的控制。方法有人工控制和自动控制。

首先介绍的水塔控制方法——人工控制。

3．控制原理图图1-2（a）和（b）分别为闸刀开关（或铁壳开关）和低压断路器控制的水泵控制原理图。由于闸刀开关和低压断路器通断电源需人工操作，所以该电路称水塔供水的人工控制，（c）为控制元件和交流电动机的实物图,

4．控制原理与特点说明

（1）原理图只是表示各电器元件之间的逻辑关系。如将刀开关或断路器处于合闸位置，笼型三相交流异步电动机就接通三相电源，电动机起动运行；操作该开关使其断开，水泵就停止运行，不画实物而是用国家标准规定的符号表示器件名称。

（2)电器元件之间通过导线接通电源，控制三相交流异步电动机运转。同一电器元件应根据不同的控制对象（三相交流异步电动机）、应用场合选择其大小、颜色、极数等参数。

（3）水泵抽水只要单方向旋转，所以电动机是单向运行，但应选好电动机的转向与水泵要求的转向一致。

（4）实现一个控制目标（如水泵电动机单方向旋转），可以选择不同的电器元件和控制电路，但一些辅助功能不一样。a图具有短路保护功能，可防止因电动机或电线出现相间短路或对地短路时造成对电源等电器的损害。b图除了有短路保护功能外，还有过载保护功能，后者可防止因水泵卡住或因欠压导致过载等故障造成损坏电动机的事故。如果需要有漏电保护功能，则要用带漏电保护功能的断路器。

（5）a图在电网失压后会发生自起动，可能引起不良后果。b图用了带失压保护的断路器在发生失压和欠压时，电路不会自起动，避免电动机或负载对人的伤害。

（6）水泵电机的起动和停止都必须人工手动操作，不能排除由于没有及时关机、开机而造成水塔溢水和供水系统停水的可能

1、一号电源进线线路电压互感器二次回路A相电压回路编号为U610~U619，B相与C相U改为V与W；二号电源进线线路电压互感器二次回路A相电压回路编号为U620~629，B相与C相U改为V与W；中性线U改为N。

2、一段母线上的电压互感器二次回路A相电压回路编号为U630~U639，B相与C相U改为V与W；中性线U改为N；二段母线上的电压互感器二次回路A相电压回路编号为U640~649，B相与C相U改为V与W；中性线U改为N。零序电压互感器回路编号各段将U分别改为L，即分别为L630~639与L640～649