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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 摘要…………………………………………………………………………………………………I</p><p> Abstract……………………………………………………………………………………………II</p><p> 第1章 緒論………………………………………………………………………
2、………………</p><p> 1.1引言…………………………………………………………………………………</p><p> 1.2設(shè)計(jì)的要求………………………………………………………………………………</p><p> 1.2.1 設(shè)計(jì)的基本原則</p><p> 1.2.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>
3、 1.2.3 PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟</p><p> 第2章 基于PLC雙電源開關(guān)總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p> 2.1 引言………………………………………………………………………………………</p><p> 2.2 設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………………</p><p
4、> 2.3 總體方案的確定………………………………………………………………………</p><p> 第3章 基于PLC雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)………………………………………</p><p><b> 3.1 引言</b></p><p> 3.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)</p><p> 3.3 PLC型號(hào)的
5、選擇………………………………………………………………………</p><p> 3.4 特殊功能模塊的選擇………………………………………………………………</p><p> 3.4.1 技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………………</p><p> 3.4.2 FX2N-4A/D模塊的接線方式……………………………………………</p>
6、<p> 3.4.3 緩沖寄存器及設(shè)置………………………………………………………</p><p> 3.4.4 檢測(cè)參數(shù)設(shè)置……………………………………………………………</p><p> 3.3 I/O口設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………</p><p> 3.4 系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)……………………………………
7、………………………</p><p> 第4章 基于PLC雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p> 4.1 引言……………………………………………………………………………</p><p> 4.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要步驟……………………………………………</p><p> 4.3 流程圖設(shè)計(jì)……………………………………………
8、……………………</p><p> 4.4 梯形圖設(shè)計(jì)…………………………………………………………………</p><p> 4.5 PLC程序語句表…………………………………………………………………</p><p> 第5章 心得體會(huì)…………………………………………………………………</p><p> 結(jié)論……………………………………
9、……………………………………………………</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………</p><p> 致謝…………………………………………………………………………………………</p><p> 附錄…………………………………………………………………………………………</p><p>
10、基于PLC雙電源開關(guān)設(shè)計(jì)</p><p> 摘要:隨著人們對(duì)供電可靠性要求越來越高,很多場(chǎng)合需要用兩路電源來保證供電的可靠性,這就需要一種雙電源切換器在兩路電源之間進(jìn)行可靠切換。采用可編程控制器(PLC)解決這類問題具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在電氣自動(dòng)化方面具有廣闊的應(yīng)用前景和很大的市場(chǎng)潛力。與傳統(tǒng)繼電控制系統(tǒng)相比較,可編程控制器(PLC)的優(yōu)勢(shì)在于:體積小型化,高度集成,同時(shí)還有數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊功能。PLC
11、作為新一代的工業(yè)控制裝置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能全面、可靠性高。本課題是基于可編程控制器的雙電源開關(guān)設(shè)計(jì),用以實(shí)現(xiàn)雙電源開關(guān)的自投自復(fù),缺相和欠壓保護(hù),使之可以適應(yīng)用電要求較高企業(yè)的需求。本文分析了基于PLC的雙電源開關(guān)的設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)方法,主要闡述了系統(tǒng)硬件、軟件的設(shè)計(jì)。</p><p> 關(guān)鍵詞:雙電源切換;PLC;數(shù)據(jù)處理;缺相和欠壓保護(hù)</p><p> PLC-based desig
12、n of dual-power switch Abstract: With increasing demands for high reliability, a number of occasions the need to use two power supplies to ensure reliability of electricity supply, which requires a dual power switch be
13、tween the two reliable switching power supply. The use of programmable logic controller (PLC) to solve this problem has a unique advantage in electrical automation applications have broad prospects and great market poten
14、tial. Relay control system with the tradition</p><p><b> 緒 論</b></p><p><b> 1.1 引言</b></p><p> 雙電源切換控制主要用于三相交流(380V/220V 3N 50Hz)供配電控制。這類電源切換控制多數(shù)采用繼電器邏輯控
15、制電路實(shí)現(xiàn),其特點(diǎn)是:其輸入有兩路供電電源 A和B對(duì)負(fù)載供電。正常工作時(shí),只電源A對(duì)負(fù)載供電,電源B作為備用電源;當(dāng)電源A發(fā)生故障時(shí),控制系統(tǒng)能快速切斷故障電源A,使備用電源B接通。由此存在的問題是:(1)無缺相保護(hù)功能。當(dāng)發(fā)生任一相或兩相缺相時(shí),由于控制系統(tǒng)沒有缺相檢測(cè)和保護(hù)切換措施,造成缺相的故障電源不能切斷,正常供電電源不能及時(shí)投入,又沒有相應(yīng)的信號(hào)提示,這樣會(huì)導(dǎo)致負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間缺相運(yùn)行,造成嚴(yán)重后果。(2)故障電源恢復(fù)正常時(shí),系統(tǒng)不
16、能自動(dòng)進(jìn)行反切換,要靠人工操作反切換到正常工作狀態(tài)。(3)由于采用繼電器邏輯控制電路實(shí)現(xiàn),器件和電路的故障率高。</p><p> 采用PLC控制時(shí),其缺相保護(hù)主要采取的技術(shù)方案是:設(shè)置有三相缺相檢測(cè)信號(hào)回路,該三相缺相檢測(cè)信號(hào)回路直接取自于三相電源的主回路,即用中間繼電器分別接于電源主回路A和B的U相、V相和W相單相回路中,中間繼電器常開觸點(diǎn)分別作為PLC的輸入信號(hào),即作為編制 PLC的A和B三相缺相檢測(cè)邏輯
17、控制程序時(shí)的輸入條件。其次,利用PLC的特殊功能模塊,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的精確的檢測(cè),從而又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的欠壓和過壓檢測(cè)。</p><p> 1.2 可編程控制器的工作原理</p><p> 可編程控制器整個(gè)運(yùn)行可分為三部分: 第一部分是上電處理??删幊炭刂破魃想姾髮?duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化工作,包括硬件初始化,I/O模塊配置運(yùn)行方式檢查,停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。 第二部
18、分是掃描過程??删幊炭刂破魃想娞幚硗瓿梢院筮M(jìn)入掃描工作過程。先完成輸入處理,其次完成與其他外設(shè)的通信處理,再次進(jìn)行時(shí)鐘、特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP式時(shí),轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。當(dāng)CPU處于RUN方式時(shí),還要完成用戶程序的執(zhí)行和輸出處理,再轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。第三部分是出錯(cuò)處理。PLC每掃描一次,執(zhí)行一次自診斷檢查,確定PLC自身的動(dòng)作是否正常,如CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O通信等是否異常或出錯(cuò),如檢查出異常時(shí),CPU面板上
19、的LED及異常繼電器會(huì)接通,在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí),CPU被強(qiáng)制為STOP方式,所有的掃描停止。PLC運(yùn)行正常時(shí),掃描周期的長(zhǎng)短與CPU的運(yùn)算速度有關(guān),與I/O點(diǎn)的情況有關(guān),與用戶應(yīng)用程序的長(zhǎng)短及編程情況等均有關(guān)。通常用 PLC 執(zhí)行1K指令所需時(shí)間來說明其掃描速度(一般1~10ms/K)。值得注意的是,不同指令其執(zhí)行是不同的,從零點(diǎn)幾微秒</p><p> 1.3 設(shè)計(jì)的基本原則和主要
20、內(nèi)容</p><p> 1.3.1 設(shè)計(jì)的基本原則</p><p> 在滿足控制要求的前提下,力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),使用及維修方便;保證控制系統(tǒng)的安全、可靠;考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn),在選擇PLC時(shí),應(yīng)適當(dāng)留有裕量。其次,如果以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和安全為目標(biāo),則應(yīng)將系統(tǒng)可靠性放在設(shè)計(jì)的重點(diǎn);如果要求系統(tǒng)改善信息管理,則應(yīng)將系統(tǒng)通信能力與總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加以強(qiáng)化。在總體方案設(shè)計(jì)之前,應(yīng)深入
21、了解控制系統(tǒng)要求,搜集資料,并密切關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)部分與電氣控制部分配合,從而擬訂出相應(yīng)的電氣控制方案。</p><p> 1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p> PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的,用以完成預(yù)期控制目的與相應(yīng)的控制要求。因此,PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)該包括:</p><p> (1)根據(jù)設(shè)備的控制要求,以及所提出的
22、各項(xiàng)控制指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)預(yù)算,首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。</p><p> (2)根據(jù)控制要求基本確定數(shù)字I/O點(diǎn)和模擬通道數(shù),進(jìn)行I/O點(diǎn)初步分配,繪制I/O使用資源圖。</p><p> ?。?)進(jìn)行PLC系統(tǒng)配置設(shè)計(jì),主要為PLC選型。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件,正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電
23、源模塊的選擇等。</p><p> ?。?)選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、傳感器)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象,這些設(shè)備屬于一般的電器元件,其選擇的方法參考相應(yīng)的書籍。</p><p> ?。?)設(shè)計(jì)控制程序。在深入了解與掌握控制要求、主要控制的基本方式以及應(yīng)完成的動(dòng)作、必要的保護(hù)和連鎖等方面情況之后,對(duì)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng),可用狀態(tài)流程圖的
24、形式全面地表達(dá)出來。必要時(shí)還可將控制任務(wù)分成獨(dú)立的幾個(gè)部分,這樣可以化繁為簡(jiǎn),有利于編程和調(diào)試。程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、設(shè)計(jì)梯形圖、編制語句表清單。</p><p> 1.3.3 PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟</p><p> 在對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前,最重要的工作就是深入了解和分析系統(tǒng)的控制要求,只有這樣才可能提出準(zhǔn)確合理的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)
25、。PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟如圖1所示:</p><p> 圖1 PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟</p><p> 第2章 基于PLC雙電源開關(guān)總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b> 2.1 引言</b></p><p> 進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,極大地促進(jìn)了可編程控制器的
26、發(fā)展,使其功能日益增強(qiáng),更新?lián)Q代明顯加快,所以PLC作為控制器在工業(yè)上有廣泛的的運(yùn)用,如何對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的系統(tǒng)化,已成為各生產(chǎn)技術(shù)人員日益重視的問題。由于PLC的工作方式和通用微機(jī)不完全一樣,因此,用PLC設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)與微機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)過程也不完全相同,需要根據(jù)PLC的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其次,PLC與繼電器接觸器控制系統(tǒng)也有本質(zhì)的區(qū)別,PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)就是硬件和軟件設(shè)計(jì)可以分開進(jìn)行。</
27、p><p><b> 2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p> 雙電源開關(guān)主要用在重要會(huì)議室、機(jī)場(chǎng)、賓館等緊急供電的雙電源系統(tǒng),當(dāng)一路電源(主電源)出現(xiàn)故障的時(shí)候,另一路電源(備用電源)可以實(shí)現(xiàn)快速、自動(dòng)地投切轉(zhuǎn)換,這是雙電源開關(guān)的基本功能。而基于PLC的雙電源開關(guān),不僅要實(shí)現(xiàn)上述功能,而且要對(duì)三相電源各相進(jìn)行缺相檢測(cè),同時(shí)還要對(duì)電源各相進(jìn)行精確的電壓檢測(cè),當(dāng)電源電壓
28、不在指定的范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),必須進(jìn)行自動(dòng)切換。由此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)PLC電路的時(shí)候,還必須用到PLC的特殊功能模塊,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓模擬量的模數(shù)轉(zhuǎn)換,供PLC去處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電源電壓的欠壓保護(hù)。</p><p> 2.3 總體方案的確定</p><p> 在基于PLC的雙電源開關(guān)的過程中,必須只能有一個(gè)電源與負(fù)載接通,且在一路電源故障時(shí)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。又由于在重要的會(huì)議室、機(jī)場(chǎng)、賓館等緊急供電
29、場(chǎng)所,各用電設(shè)備的總功率較大,必須使用發(fā)電機(jī)設(shè)備供電。那么根據(jù)設(shè)計(jì)要求,可設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)方案如下圖2所示:</p><p><b> 圖2 總體方案框圖</b></p><p> 在圖2中, A為主電源,B為備用電源,分別與PLC連接,作為PLC輸入檢測(cè)信號(hào)。首先進(jìn)行主電源A的輸入檢測(cè),當(dāng)PLC檢測(cè)A無任意相缺相時(shí),相應(yīng)的邏輯開關(guān)會(huì)閉合,使FX2N-4A/D接受經(jīng)過
30、PLC基本單元檢測(cè)后傳過來的無缺相的電壓信號(hào),則隨后進(jìn)行A電源的三相回路欠壓檢測(cè),如果此時(shí)主電源A良好的話,相應(yīng)的狀態(tài)指示燈會(huì)亮,說明此刻主電源狀態(tài)良好,同時(shí)主電源與負(fù)載接通。在主電源A出現(xiàn)故障后(即主電源A出現(xiàn)缺相或者欠壓時(shí)),此時(shí)會(huì)啟動(dòng)發(fā)電機(jī),使備用電源B啟動(dòng),同時(shí)主電源會(huì)自動(dòng)斷開。備用電源B啟動(dòng)后,同樣要進(jìn)行三相回路的缺相檢測(cè)和欠壓檢測(cè),檢測(cè)過程同A。檢測(cè)無故障后,隨即實(shí)現(xiàn)備用電源與負(fù)載的接通。</p><p&
31、gt; 第3章 基于PLC雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p><b> 3.1 引言</b></p><p> 隨著PLC控制的普及與應(yīng)用,PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多,而且功能也日趨完善。目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的PLC產(chǎn)品主要有:美國(guó)AB、GE、MODICON公司,德國(guó)西門子公司,以及日本OMRON、三菱公司等的PLC產(chǎn)品。因此PLC的品種繁多,其結(jié)構(gòu)形
32、式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有自己的特點(diǎn),適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選擇PLC,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。</p><p> 選擇恰當(dāng)?shù)腜LC產(chǎn)品去控制一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)過程,不僅應(yīng)考慮控制系統(tǒng)目前的需求,還應(yīng)考慮那些包含于控制系統(tǒng)未來發(fā)展目標(biāo)的需要。如果能夠考慮到未來的發(fā)展將會(huì)用最小的代價(jià)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行革新和增加新的功能。若考慮周到,則存儲(chǔ)器的擴(kuò)充需求也許只要再安裝一個(gè)存
33、儲(chǔ)器模塊即可滿足;如果具有可用的通信口,就能滿足增加一個(gè)外圍設(shè)備的需求。對(duì)局域網(wǎng)的考慮可允許在未來將單個(gè)控制器集成為一個(gè)廠級(jí)通信網(wǎng)。若未能合理估計(jì)現(xiàn)在和將來的目標(biāo),PLC控制系統(tǒng)會(huì)很快變?yōu)椴贿m宜的和過時(shí)的。</p><p> 3.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)</p><p> 電氣控制過程分析:根據(jù)總體方案框圖,設(shè)計(jì)電氣控制方案如圖3、圖4、圖5、圖6所示。又如圖3的電氣控制過程圖中,KA1,
34、KA2,KA3分別作為主電源A的三相檢測(cè)(如圖3所示),有且當(dāng)KA1,KA2,KA3線圈同時(shí)得電時(shí)(即無任意相缺相),才會(huì)驅(qū)動(dòng)KM3線圈,使動(dòng)和觸點(diǎn)KM3閉合,從而進(jìn)行A的三相欠壓檢測(cè)(如圖6所示)。又當(dāng)三相欠壓檢測(cè)后,電壓在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí),驅(qū)動(dòng)KA4,使觸點(diǎn)KA4閉合,此時(shí)主電源狀態(tài)顯示燈HL1亮,說明此時(shí)A電源狀態(tài)良好,同時(shí)驅(qū)動(dòng)KA5線圈,使動(dòng)合觸點(diǎn)KA5閉合,允許A電源的投入使用。而后KA5閉合時(shí),使KM1得電,負(fù)載與電源A接通。其
35、次,主電源輸入檢測(cè)回路(圖3)中的常閉觸點(diǎn)KA5分別與發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路(圖4)中的延時(shí)繼電器線圈和備用電源檢測(cè)回路(圖5)中的三相檢測(cè)回路相連接。目的是,如果主電源A狀態(tài)良好的話,那么常閉觸點(diǎn)KA5會(huì)得電斷開,同時(shí)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路(圖4)中的延時(shí)繼電器線圈便不會(huì)得電,則不會(huì)啟動(dòng)發(fā)電機(jī);同時(shí)在備用電源檢測(cè)回路(圖5)中的三相檢測(cè)回路中,也會(huì)由于KA5的作用,不會(huì)進(jìn)行備用電源的輸入檢測(cè),避免備用電源的誤動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的連鎖保護(hù)作用
36、。</p><p> 圖3 主電源檢測(cè)回路</p><p> 在如圖4所示的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路中,在主電源故障后,由于在主電源檢測(cè)回路中的KA5不能得電,KA5常閉觸點(diǎn)不能斷開,所以延時(shí)繼電器線圈會(huì)得電延時(shí)閉合。在這里延時(shí)繼電器的作用是防止在主電源電壓波動(dòng)的情況下,發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)的動(dòng)作,使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)。在延時(shí)時(shí)間到了以后,即確認(rèn)主電源故障無誤,延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)。
37、</p><p> 圖4 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制回路</p><p> 圖5所示的備用電源檢測(cè)回路,KA6,KA7,KA8分別作為備用電源B的三相檢測(cè)時(shí),有且當(dāng)KA6,KA7,KA8線圈同時(shí)得電時(shí)(即無任意相缺相),才會(huì)驅(qū)動(dòng)KM4線圈,使動(dòng)合觸點(diǎn)KM4閉合,從而進(jìn)行B的三相欠壓檢測(cè)(如圖6所示)。又當(dāng)三相欠壓檢測(cè)模塊FX2N-4A/D檢測(cè)到電壓在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí),驅(qū)動(dòng)KA9,使觸點(diǎn)KA9閉合,此時(shí)
38、備用電源B狀態(tài)顯示燈HL2亮,說明此時(shí)B電源狀態(tài)良好,同時(shí)驅(qū)動(dòng)KA10線圈,使觸點(diǎn)動(dòng)合KA10閉合,允許B電源的投入使用。</p><p> 圖5 備用電源檢測(cè)回路</p><p> 圖6 電源欠壓檢測(cè)控制</p><p> 3.3 PLC型號(hào)的選擇</p><p> 目前,國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PL
39、C 產(chǎn)品,所以要全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不可盲目貪大求全,以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來考慮: (1)對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇 盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。 要先弄清除控制系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù),再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的15~20 %留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需PL
40、C的點(diǎn)數(shù)。 另外要注意,一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制,一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過總輸入點(diǎn)的 60%;PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力也是有限的,有的PLC其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異;一般PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問題。 PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可
41、以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí),但這種PLC平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離,則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的PLC 。 (2)對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇 對(duì)用</p><p> 由以上幾個(gè)基本原則和對(duì)圖1分析可知作為輸入信號(hào)的觸點(diǎn)有KA1、KA2、KA3、KA6、KA7、KA8共六個(gè)觸點(diǎn),作為輸出信號(hào)的有KA4、KA10、KM1、KM2、KM3、KM4共六個(gè)觸點(diǎn),所以可選用F
42、X2N-32MR基本單元,輸入和輸出點(diǎn)數(shù)分別為8個(gè)。</p><p> 3.4 特殊功能模塊的選擇</p><p> 3.4.1 技術(shù)參數(shù)</p><p> 因?yàn)橐獙?duì)三相電源的三線檢測(cè),所以選用帶4點(diǎn)模擬量輸入的模數(shù)轉(zhuǎn)換特殊功能模塊FX2N-4A/D。FX2N-4A/D為12位高精度模擬量輸入模塊,具有4輸入A/D轉(zhuǎn)換通道,輸入信號(hào)類型可以是電壓(-10~+1
43、0V)、電流(-20~+20mA)和電流(+4~+20mA),每個(gè)通道都可以獨(dú)立地指定為電壓輸入或電流輸入。且FX2N系列可編程控制器最多可連接8臺(tái)FX2N-4A/D。</p><p> FX2N-4AD模擬量輸入模塊是FX2N系列PLC專用的模擬量輸入模塊。該模塊的4個(gè)輸入通道,通過輸入端子變換,可以任意選擇電壓或電流輸入狀態(tài)。輸入?yún)?shù)為:電壓輸入時(shí),輸入信號(hào)為DC-10 V~+10 V,輸入阻抗為200 k
44、Ω,分辨率為5 mV;電流輸入時(shí),輸入信號(hào)為DC-20 mA~+20 mA,輸入阻抗為250 Ω,分辨率為20 μA。FX2N-4AD將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位二進(jìn)制的數(shù)字量,并以補(bǔ)碼的形式存于16位數(shù)據(jù)寄存器中,數(shù)值為-2048~+2047,傳輸速率15 ms/kbit,綜合精度為量程的1%。FX2N-4AD的工作電壓為DC 24 V,模擬量與數(shù)字量之間采用光電隔離技術(shù),但各通道之間沒有隔離。它消耗PLC主單元或有源擴(kuò)展單元5 V電
45、源槽30 mA的電流。它占用基本單元的8個(gè)映像表,即軟件上占8個(gè)I/O點(diǎn)數(shù),在計(jì)算PLC的I/O時(shí),可以將這8個(gè)點(diǎn)作為PLC的輸入點(diǎn)來計(jì)算。FX2N-4AD模塊內(nèi)部有一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器,它由32個(gè)16位的寄存器組成,其內(nèi)容可以通過PLC的FROM和TO指令來讀出或?qū)懭搿?lt;/p><p> 3.4.2 FX2N-4A/D模塊的接線方式</p><p> 模擬量輸入通過雙絞屏蔽電纜來接收
46、,電纜應(yīng)遠(yuǎn)離電源線或其他可能產(chǎn)生電氣干擾的電線,如圖①;如果電壓輸入有電壓波動(dòng),或外部接線中有電氣干擾,可以接一個(gè)平滑電容器(0.1~0.47μF,25V),如圖②;如果使用電流輸入,將V+和V-短接,如圖③;如果存在過多的電氣干擾,連接FG的外殼地端和FX2N-4A/D模塊的接地端,如圖④;連接FX2N-4A/D模塊的接地端與主單元的接地端,在可行的情況下使用三級(jí)接地,如圖⑤。</p><p> 3.4.3
47、緩沖寄存器及設(shè)置</p><p> 模擬量輸入輸入模塊FX2N-4A/D的緩沖寄存器BFM,是特殊功能模塊工作設(shè)定與主機(jī)通訊用的數(shù)據(jù)中介單元,時(shí)FROM/TO指令讀和寫操作目標(biāo)。FX2N-4A/D的緩沖寄存器區(qū)由32個(gè)16位的寄存器組成,編號(hào)為BFM#0~#31。</p><p> FX2N-4A/D模塊BFM分配表</p><p> 在BFM#0號(hào)中寫入十六
48、進(jìn)制四位數(shù)字H0000使各通道初始化,最低位數(shù)字控制通道CH1,最高位數(shù)字控制CH4。H000中每位數(shù)值表示的含義如下:</p><p> 位(bit)=0 :設(shè)定輸入范圍-10~+10V</p><p> 位(bit)=1 :設(shè)定輸入范圍+4~+20mA</p><p> 位(bit)=2 :設(shè)定輸入范圍-20~+20mA</p><p&
49、gt; 位(bit)=3 :關(guān)閉該通道</p><p> BFM#21的b0、b1分別置為1、0,則增益和零點(diǎn)的設(shè)定值禁止改動(dòng)。要改動(dòng)時(shí)必須設(shè)置為0、1。缺省設(shè)定為0、1。</p><p> 3.4.4 檢測(cè)參數(shù)設(shè)置</p><p> 3.5 I/O口設(shè)計(jì)</p><p><b> I/O口地址表</b><
50、;/p><p> 控制 (工作)狀態(tài)說明:正常工作時(shí),對(duì)于A電源,成立的條件是,三相任意相無缺相現(xiàn)象,同時(shí)電壓的范圍在指定的工作電壓范圍之內(nèi),此時(shí)狀態(tài)指示燈HL1亮,在此情況下,即使電源B狀態(tài)良好,也會(huì)因?yàn)锽電源控制回路動(dòng)斷觸點(diǎn)KM1的作用使B電源不會(huì)投入使用。又如果A電源出現(xiàn)故障的話,在A電源控制回路的KM1線圈則不會(huì)得電,那么連接在B控制回路的動(dòng)斷觸點(diǎn)KM1不會(huì)動(dòng)作,使B投入使用。此后,如果A電源恢復(fù)正常的話,
51、A電源控制回路KM1線圈得電,使電源B斷開,如此循環(huán)。</p><p> 3.6 系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)</p><p> 作為輸入信號(hào)的KA1、KA2、KA3、KA6、KA7、KA8分別接在PLC的X0~X6,作為輸出信號(hào)的KA4、KA10、KM1、KM2、KM3、KM4分別接在PLC的Y0~Y6,對(duì)應(yīng)的接線如下圖所示。FX2N-4A/D在接受外部電路經(jīng)降壓和整流的電壓信號(hào)后,轉(zhuǎn)換成相
52、應(yīng)的數(shù)字信號(hào)傳送到PLC中,PLC在經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)字處理以實(shí)現(xiàn)電源的過壓與欠壓的檢測(cè)。</p><p> 第4章 基于PLC雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b> 4.1 引言</b></p><p> 4.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要步驟</p><p> PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)步驟主要主要可以分
53、為五個(gè)步驟,分別為:</p><p> ?。?)對(duì)于較為復(fù)雜的控制系統(tǒng),需要繪制系統(tǒng)流程圖,用以清楚地表明動(dòng)作的順序和條件。對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)可省去這一步。</p><p> ?。?)設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。要設(shè)計(jì)好梯形圖,首先要十分熟悉控制要求,同時(shí)還要有一定得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p> ?。?)根據(jù)梯形圖編制語句表程序清單。</p>
54、<p> ?。?)用程序編程器鍵入到PLC得用戶存儲(chǔ)器中,并檢查鍵入的程序是否正確。</p><p> ?。?)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直到滿足要求為止。</p><p><b> 4.3 流程圖設(shè)計(jì)</b></p><p> 主電源檢測(cè)過程:PLC初始化→判斷主電源A輸入是否缺相→無缺相則進(jìn)行主電源A的過壓與欠壓檢測(cè)→主電源狀態(tài)良
55、好→主電源投入使用→與負(fù)載接通。備用電源的檢測(cè)過程:A有缺相或有過壓與欠壓現(xiàn)象時(shí),經(jīng)延時(shí)后確認(rèn)無誤,起動(dòng)發(fā)電機(jī)→進(jìn)行備用電源B的缺相檢測(cè)→進(jìn)行備用電源B的過壓與欠壓檢測(cè)→備用電源狀態(tài)良好→備用電源投入使用,與負(fù)載接通。相應(yīng)控制流程圖如下所示:</p><p><b> 4.4梯形圖設(shè)計(jì)</b></p><p> 三相缺相檢測(cè)采樣信號(hào)回路中,作為U1和U2的三相缺相
56、檢測(cè)的開關(guān)量采樣信號(hào) 的 KA1-KA3和 KA6-KA8,其常開觸點(diǎn)分別作用于PLC的輸入端的 XO-X2、X3-X5。在 PLC梯形圖程序中,輔助繼電器 Y0作為三相電源 U1的三相缺相檢測(cè),其接通條件為常開輸入 XO、X1和 X2的“與”邏輯 ;同理,內(nèi)部中間繼電器 Y3作為三相電源 U2的三相缺相檢測(cè),其接通條件為常開輸入X3、X4和 X5的 “與”邏輯。</p><p> 4.5 PLC程序語句表&l
57、t;/p><p><b> LD X0</b></p><p><b> AND X1</b></p><p><b> AND X2</b></p><p><b> OUT Y0</b></p><p><b>
58、 LD Y0</b></p><p><b> TO</b></p><p><b> FROM</b></p><p><b> CMP</b></p><p><b> CMP</b></p><p>&
59、lt;b> CMP</b></p><p><b> LD M0</b></p><p><b> AND M3</b></p><p><b> AND M6</b></p><p><b> OUT Y1</b></
60、p><p><b> LD Y1</b></p><p><b> OUT Y2</b></p><p><b> LD X3</b></p><p><b> AND X4</b></p><p><b> A
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