6ES7511-1TK01-0AB0详细说明

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可编程序控制器(习惯上简称为PLC)。是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，它具有体积小、功能强、灵活通用与维修方便等一系列优点，特别是其高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，受到了用户的青睐。　　

      PLC在不断发展，尚没有确切的定义，美国电气制造商协会(NEMA)(National E1ectric ManufacturerAssociation)对PIE的定义是：PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制。　　

       总起来说，PLC是一种成熟通用的工业控制计算机。其优点是：软硬件功能强、使用维护方便、运行稳定可靠。由于PLC配置方便，特别是简单易懂的图形化编程语言，易于工程技术人员掌握，施工设计周期可以大大缩短。PLC的输入输出点均设有状态指示灯，便于故障的查找与处理。　　

       内燃机车的顺序控制一般采用继电器控制电路，中间继电器较多，接线复杂，通用性差。1990年后，液力传动工矿机车开始采用PLC完成顺序控制，取消了大部分中间继问器、计数器和定时器，减少了接线，机车控制电路得到简化，运用可靠性得到很大提高。　　

        电传动内燃机车除完成比液力传动机车更多的逻辑控制外，还需要完成大量的模拟量控制。电传动内燃机车的模拟量控制主要是柴油机的恒功率控制，就是保证柴油机在某一恒定转速下，输出功率恒定。初柴油机的恒功率控制用柴油机调速器上的功调电阻实现，恒功率范围较窄。后来采用电子恒功率控制装置，又采用了微机恒功率控制装置，恒功率范围得到扩展，这些控制装置可靠性很差，故障频繁。随着PLC功能的不断完善，在电传动内燃机车上采用PLC完成恒功率控制成为可能。本文主要介绍PLC在DR型机车上的应用情况。　　　　

PLC 控制系统的特点和功能 　　

根据DF5型机车的控制要求，选用日本欧姆龙(OMRON)公司的CQM1H型PLC。　　　　

1　特点 　　

(1)欧姆龙公司是国际PLC生产商，国内应用广泛、部件供应齐全，产品升级换代相兼容，bbbbbbS开发界面；　　

(2)通过PLC控制系统实现整车逻辑控制的无触点化，控制逻辑软件化，提高了整车可靠性；　　

(3)机车所有开关量输入、输出信号，均采用光电隔离，为PLC的安全运行提供了可靠保证；　　

(4)机车所有开关量输入、输出信号，均有LED指示灯，指示信号的输入、输出状态，这对了解机车工作状态、快速排除机车故障，提供了有利支持：　　

(5)提供了对整车从恒功率励磁控制到机车逻辑控制的全套解决方案，有利于数据信息的综合利用；　　

(6)具有机车的电气保护和故障自动检测、显示功能；　　

(7)系统结构明晰，有利于排查机车电气系统的故障，简化了系统的常规维护。　　　　

2　功能 　　

(1)机车操作指令、状态的接收和处理；　　

(2)柴油机恒功率励磁控制；　　

(3)机车逻辑控制；　　

(4)柴油机控制；　　

(5)辅助系统控制；　　

(6)故障检测、保护及显示记录；　　

(7)机车参数显示及参数修改等。　　　　

3　PLC控制系统组成 　　

      PLC控制系统以DF5型机车的控制要求为基础，选用日本OMRON公司的可编程序控制器，其型号为CQM1H。该PLC为完全模块化结构，由直流24V电源供电。共配置有11个模块。　　　　

3．1　 PLC部分硬件组成　　

      该PLC控制系统由6部分组成，各部分的规格及参数分述如下：　　(1)24 V电源模块。用于连接24v直流电源。　　(2)CPU模块。包括两块内插板以及16路开关量输入，内插板1暂时不用，内插板2用于频率信号输入，CPU模块具有运行、故障、通讯指示功能，可通过通讯接口外接显示器。　　(3)模拟量输入模块。共3块，12路模拟信号输入，该模块将模拟量转换为数字量，其输入范围可根据需要自行设定：-10～10V；0～10 V；1～5 V(4～20mA)；模拟量输入模块还具有均值处理功能和断线检查功能，均值处理功能是对每个输入值进行8次转换求平均值。当输入电压低于0．95V或输入电流低于3．8 mA时判定为断线。　　(4)开关量输入模块。共3块，用于开关信号的输入，其电路结构如图1所示。　　　　　　(5)模拟量输出模块。共1块，把从CPU来的数据转换为电压或电流信号输出。　　(6)开关量输出模块。共3块，48路，采用继电器输出，其电路结构如图2所示。　

3 ．2　外围设备配置　　

      为了保证PLC控制系统可靠工作，需要配置合适的外围设备，包括电源、输出隔离模块等，还包括按钮、开关、传感器、接触器和信号显示灯等用户输入输出设备。　　　　

4　软件开发 　　

     PLC控制程序可以采用梯形图或语句编程两种方式，由于梯形图与控制逻辑电路比较相似，易于编制与理解，控制程序大多采用梯形图编制，以机车机油泵的控制为例，其梯形图如图3所示。　

　　图中：13．13为燃油泵控制开关；13．12为柴油机起动按钮；13．14为机油泵控制开关；102．01为机油泵控制接触器。　　使机油泵投入工作有两种方式：闭合燃油泵控制开关按下柴油机起动按钮；闭合机油泵控制开关使机油泵微机输出点IRl02．01得电，通过放大模块使机油泵接触器吸合。　　　　

5　应用情况 　　

     该PLC控制系统已成功运用到DF5型机车上，现已推广运用于DF7G型机车，累计装车近百台，从运用情况看，机车的故障率明显下降，PLC本身基本没有出现问题，完全能够满足内燃机车的控制要求。　　

1）闸刀开关的作用

闸刀开关是一种手动配电电器。主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉等。

闸刀刀开关是经济但技术指标偏低的一种刀开关。闸刀开关也称开启式负荷开关。

（2）外型与结构

图是它的外形与结构图，它主要有：与操作瓷柄相连的动触刀、静触头刀座、熔丝、进线及出线接线座，这些导电部分都固定在瓷底板上，且用胶盖盖着。当闸刀合上时，操作人员不会触及带电部分。胶盖还具有下列保护作用：(1)将各极隔开，防止因极间飞弧导致电源短路；（2）防止电弧飞出盖外，灼伤操作人员；（3）防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。熔丝的装设，又提供了短路保护功能。

（3）闸刀开关技术参数与选择

闸刀开关种类很多，有两极的（额定电压250V）和三极的（额定电压380V），额定电流由10A至100A不等，其中60A及以下的才用来控制电动机。常用的闸刀开关型号有HK1、HK2系列。表1-1列出了HK2系列部分技术数据。

表1-1 HK2系列胶盖闸刀开关的技术数据

正常情况下，闸刀开关一般能接通和分断其额定电流，对于普通负载可根据负载的额定电流来选择闸刀开关的额定电流。对于用闸刀开关控制电机时，考虑其起动电流可达（4-7）倍的额定电流，选择闸刀开关的额定电流，宜选电动机额定电流的3倍左右。

（4）使用闸刀开关时应注意：

·将它垂直的安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置；

·进线座应在上方，接线时不能把它与出线座搞反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故；

·更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，还要防止新熔丝受到机械损伤；

·若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用，以防止安全事故。

红塔玉溪卷烟厂能源监测管理系统是昆明理工大学控制工程研究所在云南红塔集团玉溪卷烟厂完成的工程项目。1997年10月系统通过红塔集团一致验收，1998年9月通过鉴定，并获云南省烟草公司一等奖，1999年获云南省科技进步二等奖。

　　系统投运近四年，由于系统集成的能源数据和控制参数完整，系统运行稳定，自动化程度高，在玉溪卷烟厂的能源的现代化管理上发挥了重大的作用。

　　玉溪卷烟厂能源监测管理系统是较为典型的自动化集成系统，系统由若干采集子站直接采集部分能源数据，又通过与能源系统的若干独立的控制系统连接获取能源数据和各个控制系统的状态信息，通过网络汇集所有的系统数据，从而构成一个新的应用系统。

　　系统可以为网络上任何需要的站点提供全厂或部分的实时能源产耗和控制系统状态的监测，也可以提供能源统计、查询、报表打印等功能。 能源系统中，能源中心机、部门子站及一些能源的职能科室显示站点都使用了Citect软件，它支持了所有能源站点的图形显示和多媒体功能，部门采集子站采集器驱动程序与应用程序的数据交换，所有能源站点在网络上的数据交换——汇集和分配。较为特殊的是在系统中的锅炉子站上，用Citect实现与美国Honeywell公司TDC3000控制系统的连接，取代了Honeywell公司TDC3000控制系统的客户端软件，实现了锅炉控制系统全部参数的远程传送，打破了客户端数的限制，并节省了大量的资金。

　　作为能源监测管理系统支撑软件的Citect在系统开发中发挥了重要的作用，较大幅度地减少了系统的开发时间，有较好的工作稳定性。在能源系统的开发中以下性能是比较突出的。

·较好的开放性——Citect支持DDE、DLL、SQL等重要的软件接口开发技术，这对复杂的集成开发是很重要的。在能源系统的开发中采集器驱动程序与应用程序的连接就用了DDE数据交换技术，系统的数据保存报表用了SQL技术。

·网络特性优异——能源系统中能源中心机、部门子站及显示站点都是通过网络连接的，大量实时数据实现汇集和再分配，传送刷新速度小于一秒。在Citect支撑的应用系统中可以通过方便的组态轻松完成。

·较好的图形处理、组态、多媒体性能——在纵多的工控软件中Citect是比较出众的，在它的支持下容易做出用户欢迎的界面和在它的支持下容易做出用户欢迎的界面和功能。