火焰切割机的电气设计论文

火焰切割机的电气设计论文

SIMATICS7-300是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在以下工业部门中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案：

l生产制造工程

l汽车工业

l通用机械制造

l专用机械制造

l各种类型的专用机床OEM

l塑料加工

l包装工业

l食品和饮料工业

l工艺过程工程（例如，供水、排水、建筑服务设施等）

S7-300具有以下显著特点：

l循环周期短、处理速度高

l指令集功能强大、可用于空间有限的场合

l模块化结构、适合密集安装

l有不同档次的CPU、各种各样的功能模块和I/O模块可供选择

l100%免维护

l已检定合格的、可在恶劣气候条件下露天使用的模块类型

S7-300是由各种模块部件所组成，各模块能以各种不同方式组合在一起。这表明可将控制系统设计成完全符合应用的需要。

除了模块之外，用户其他所需要的就是一种DIN标准导轨。各模块安装在导轨上，并用螺丝固定。这种结构形式既可靠又电磁兼容。

背板总线集成在各模块上，通过将总线连接器插在模块机壳的背后，使背板总线联成一体。最多8个模板可一起装在一个机架上（中央控制器/扩展单元）。

4.3PLC模块简介

（1）CPU模块

CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。S7-300/400将CPU模块简称为CPU。

（2）信号模块

输入（INPUT）模块和输出（Output）模块简称为I/O模块，开关量输入、输出模块简称为DI模块和DO模块，模拟量输入、输出模块简称为AI模块和AO 模块，它们统称为信号模块。信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。

输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电动机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。

开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备，模拟量输出模块用来控制电动调节阀、变频器等执行器。 CPU模块内部的工作电压一般是DC5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如DC24V或AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块的元器件，或使PLC不能正常工作。在信号模块中，用光耦合器、光敏晶闸管、小型继电器等器件来隔离PLC的内部电路和外部的输入、输出电路。信号模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。

（3）功能模块

为了增强PLC的功能，扩大其应用领域，减轻CPU的负担，PLC厂家开发了各种各样的功能模块。它们主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制任务。

（4）接口模块

CPU模块所在的机架称为中央机架，如果一个机架不能容纳全部模块，可以增设一个或多个扩展机架。接口模块用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，有的接口模块还可以为扩展机架供电。

（5）通信处理器

通信处理器用语PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信，可以将PLC接入MPI、PROFIBUS-DP、AS-i和工业以太网，或者用于实现点对点通信等。CPU模块集成有MPI通信接口，有的还集成了其他通信接口。

（6）电源模块

PLC一般使用AC220V电源或DC24V电源，电源模块用于将输入电压转换为DC24V电压和背板总线上的DC5V电压，供其他模块使用。

（7）编程设备

S7-300/400使用安装了编程软件STEP7的个人计算机作为编程设备，在计算机屏幕上直接生成和编辑各种文本程序或图形程序，可以实现不同编程语言之间的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，通过网络，可以实现远程编程和传送。编程软件还具有对网络和硬件组态、参数设置、监控和故障诊断等功能。

4.4电源模块的选择

PS307电源模块（5A）具有以下显著特性：

l输出电流5A

l输出电压24VDC；防短路和开路保护

l连接单相交流系统（输入电压120/230VAC，50/60HZ）

l可靠的隔离特性，符合EN60950

l可用作负载电源

4．5数字量输入模块的选择

表4-2数字量输入模块特性

SM321；DI32×24VDC数字量输入模块具有以下显著特性：

l32个输入点，带隔离，16点为一组

l额定输入电压24VDC

l适用于开关和2/3/4线BERO（接近开关）

4．6数字量输出模块的选择

表4-3数字量输出模块特性

数字量输出模块SM322；DO32×24VDC/0.5A（6ES7322-1BL00-0AA0）具有以

下显著特性：

l32个输出点，带隔离，8点为一组

l0.5A输出电流

l24VDC额定负载电压

l适用于电磁阀、直流接触器和指示灯

4．7数字量输入输出模块的选择

表4-4数字量输入输出模块特性

数字量输入/输出模块SM323；DI8/DO8×24VDC/0.5A（6ES7323-1BH×1-0AA0）具有以下显著特性：

l8个输入点，带隔离，8点为一组

l8个输出点，带隔离，8点为一组

l额定输入电压24VDC

l额定负载电压24VDC

l输入适用于开关和2/3/4线接近开关（BERO）

l适用于电磁阀、直流接触器和指示灯

4．8接口模块的选择

表4-5接口模块的特性

（1）接口模板IM360具有以下特性

l用于S7-300机架0的接口

l通过连接电缆368将数据从IM360传送到IM361

lIM360与IM361之间的最大距离为10米。

（2）接口模板IM361具有以下特性

l24VDC电源

l用作S7-300机架1到机架3的接口

l通过S7-300背板总线的最大电流输出为0.8A

l通过368连接电缆将数据从IM360传送到IM361或从IM361传送到IM361 lIM360和IM361之间的最大长度为10米

lIM361和IM361之间的最大长度为10米

5低压电气元件的选择