畢業(yè)論文(基于plc雙電源開關(guān)設(shè)計(jì))

1、<p>　　誠(chéng) 信 聲 明</p><p><b>　　本人聲明：</b></p><p>　　1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；</p><p>　　2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)

2、位而使用過的材料；</p><p>　　3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。</p><p>　　作者簽名： 日期： 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　題目： 基于PLC雙電源開關(guān)設(shè)計(jì)

3、 </p><p>　　姓名 鄧鐵軍 學(xué)院 專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)老師 譚季秋 職稱 副教授 教研室主任 </p><p>　　一、基本

4、任務(wù)及要求：</p><p>　　雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器主要用在重要會(huì)議室、機(jī)場(chǎng)、賓館等緊急供電的雙電源系統(tǒng)。系統(tǒng)能比較準(zhǔn)確地測(cè)量各相電壓參數(shù)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作。</p><p>　　基本任務(wù)： </p><p>　　1.控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

5、。PLC選型、I/O口設(shè)計(jì)、系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)、執(zhí)行元件的選擇。 </p><p>　　2.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。PLC梯形圖、語(yǔ)句表。 </p><p>　　3.編寫設(shè)計(jì)說明書。

6、 </p><p>　　二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：</p><p>　　1.2009年2月，布置設(shè)計(jì)課題，交代具體任務(wù)。 </p><p>　　2.2月23日-3月15日，查閱資料，翻譯英文資料，撰寫開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述 </p>

7、<p>　　3.3月15日-5月20日，畢業(yè)設(shè)計(jì)，約在4月中旬進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，并撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告。 </p><p>　　4.5月21日-6月1日，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，并交電子文檔給導(dǎo)師初閱。 </p><p>　　5.6月2日-6月5日，按格式和

8、要求修改畢業(yè)論文，提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，打印導(dǎo)師評(píng)閱。 </p><p>　　6.6月13日-6月15日，按導(dǎo)師修改意見，修改論文，打印裝訂成冊(cè)，答辯資料準(zhǔn)備。 <

9、/p><p>　　7.6月13日-6月17日，畢業(yè)答辯。畢業(yè)資料收集匯總，存檔。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………………I</p><p>　　Abstract……………………………………………

10、………………………………………………II</p><p>　　第1章 緒論………………………………………………………………………………………</p><p>　　1.1引言…………………………………………………………………………………</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的要求………………………………………………………………………………</p><p&

11、gt;　　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>　　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………………………………………………………………………………………

12、</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………………</p><p>　　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&l

13、t;/b></p><p>　　3.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3 PLC型號(hào)的選擇………………………………………………………………………</p><p>　　3.4 特殊功能模塊的選擇………………………………………………………………</p><p>　　3.4.1 技術(shù)參數(shù)…………………………………………………………

14、…………</p><p>　　3.4.2 FX2N-4A/D模塊的接線方式……………………………………………</p><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)…………

15、…………………………………………………………………</p><p>　　3.4 系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………</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

16、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要步驟……………………………………………</p><p>　　4.3 流程圖設(shè)計(jì)…………………………………………………………………</p><p>　　4.4 梯形圖設(shè)計(jì)…………………………………………………………………</p><p>　　4.5 PLC程序語(yǔ)句表…………………………………………………………………</p><p&g

17、t;　　第5章 心得體會(huì)…………………………………………………………………</p><p>　　結(jié)論…………………………………………………………………………………………</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………</p

18、><p>　　附錄…………………………………………………………………………………………</p><p>　　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(lái)越高，很多場(chǎng)合需要用兩路電源來(lái)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

19、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>

20、<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><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)采用繼電器邏輯控制電路實(shí)現(xiàn)，其

21、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(wú)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)不能自動(dòng)進(jìn)行反切

22、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)邏輯控制程序時(shí)的輸

23、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。 第二部分是掃描過程。

24、可編程控制器上電處理完成以后進(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?；虺鲥e(cuò)，如檢查出異常時(shí)，CPU面板上的LED及異常

25、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(lái)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)的基本原則和主要內(nèi)容</

26、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)深入了解控制系統(tǒng)要

27、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，以及所提出的各項(xiàng)控制指標(biāo)與

28、經(jīng)濟(jì)預(yù)算，首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）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>　　（3）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、電源模塊的選擇等

29、。</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)流程圖的形式全面地表達(dá)

30、出來(lái)。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(yǔ)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)。PLC控制系

31、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(lái)，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)了可編程控制器的發(fā)展，使其功能

32、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。</p>

33、<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)電源電壓不在指定的范圍

34、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)、賓館等緊急供電場(chǎng)所，各用電設(shè)

35、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(wú)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PLC基本單元

36、檢測(cè)后傳過來(lái)的無(wú)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(wú)故障后，隨即實(shí)現(xiàn)備用電源與負(fù)載的接通。</p><p>　　第3

37、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(lái)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)形式、性能、容量

38、、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(lái)發(fā)展目標(biāo)的需要。如果能夠考慮到未來(lái)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)存儲(chǔ)器模塊即可滿

39、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(lái)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(lái)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,KA2,KA3

40、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(wú)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。其次，主電源輸入

41、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。</p

42、><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(wú)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)。</p&

43、gt;<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(wú)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)備用電源B狀態(tài)

44、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 PLC 

45、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(lái)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PLC的點(diǎn)數(shù)。&#

46、160;　　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)之間可以采用不同的電

47、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FX2N-32M

48、R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~+10V）、電流（

49、-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 kΩ，分辨率為5

50、 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電源槽30 mA

51、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(lái)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(lái)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(lái)接收，電纜應(yīng)遠(yuǎn)離電

52、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 緩沖寄存器及設(shè)

53、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)中寫入十六進(jìn)制四位數(shù)字H

54、0000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>　　位（

55、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></p>

56、<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(wú)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，A電源控制回路

57、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)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)傳

58、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為五個(gè)步驟，分

59、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>　　（3）根據(jù)梯形圖編制語(yǔ)句表程序清單。</p><p&g

60、t;　?。?）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(wú)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)良好→主電源投入

61、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(wú)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的三相缺相檢測(cè)的開關(guān)量采

62、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(yǔ)句表</p>

63、;<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>　　LD Y

64、0</b></p><p><b>　　TO</b></p><p><b>　　FROM</b></p><p><b>　　CMP</b></p><p><b>　　CMP</b></p><p><b>

65、;　　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></p>

66、<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>　　AND X5&l

67、t;/b></p><p><b>　　OUT Y3</b></p><p><b>　　第5章 心得體會(huì)</b></p><p>　　在本論文完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，我要向所有幫助過我的老師、同學(xué)表示衷心的感謝！同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供

68、良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。我要特別感謝我的指導(dǎo)老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水。從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，從開題報(bào)告的修改、論文的架構(gòu)擬定到最終定稿，他給予了殷切的指導(dǎo)，提出了許多寶貴的意見。在此我表示衷心感謝。無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，