基于plc双电源开关设计毕业论文(编辑修改稿)

基于plc双电源开关设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

能有一个电源与负载接通，且在一路电源故障时要实现自动切换。 又由于在重要的会议室、机场、宾馆等紧急供电场所，各用电设备的 总功率较大，必须使用发电机设备供电。 那么根据设计要求，可设计总体结构方案如下图 21： 图 21 总体方案框图 在 图 21中 ， A为主电源， B 为备用电源，分别与 PLC 连接，作为 PLC 输入检测信号。 首先进行主电源 A 的输入检测，当 PLC 检测 A无任意相缺相时，相应 6 的逻辑开关会闭合，使 FX2N4A/D 接受经过 PLC基本单元检测后传过来的无缺相的电压信号，则随后进行 A电源的三相回路欠压检测，如果此时主电源 A 良好的话，相应的状态指示灯会亮，说明此刻主电源状态良好，同时主电源与负载接通。 在主电源 A出现故障后（即主电 源 A出现缺相或者欠压时），此时会启动发电机，使备用电源 B启动，同时主电源会自动断开。 备用电源 B启动后，同样要进行三相回路的缺相检测和欠压检测，检测过程同 A。 检测无故障后，随即实现备用电源与负载的接通。 3 基于 PLC 双电源开关控制系统硬件设计 引言 随着 PLC 控制的普及与应用， PLC 产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。 目前在国内应用较多的 PLC 产品主要有：美国 AB、 GE、 MODICON 公司，德国西门子公司，以及日本 OMRON、三菱公司等的 PLC 产品。 因此 PLC 的品种繁多，其结构形式、性能、 容量、指令系统、编程方法、价格等各有自己的特点，适用场合也各有侧重。 因此，合理选择 PLC，对于提高 PLC 控制系统的技术经济指标起着重要的作用。 选择恰当的 PLC 产品去控制一台机器或一个过程，不仅应考虑控制系统目前的需求，还应考虑那些包含于控制系统未来发展目标的需要。 如果能够考虑到未来的发展将会用最小的代价对系统进行革新和增加新的功能。 若考虑周到，则存储器的扩充需求也许只要再安装一个存储器模块即可满足；如果具有可用的通信口，就能满足增加一个外围设备的需求。 对局域网的考虑可允许在未来将单个控制器集成为一个厂级通 信网。 若未能合理估计现在和将来的目标， PLC 控制系统会很快变为不适宜的和过时的。 电气控制方案设计 电气控制过程分析：根据总体方案框图，设计电气控制方案 如图 3图 3图 3图 34 所示。 又如图 31的电气控制过程图中， KA1,KA2,KA3 分别作为主电源 A的三相检测（如图 31 所示），有且当 KA1,KA2,KA3 线圈同时得电时（即无任意相缺相），才会驱动 KM3线圈，使动和触点 KM3 闭合，从而进行 A 的三相欠压检测（如图 34 所示）。 又当三相欠压检测后，电压在设定范围内时，驱动 KA4, 7 使触点 KA4 闭合，此时主电源状态显示灯 HL1 亮，说明此时 A电源状态良好，同时驱动 KA5 线圈，使动合触点 KA5 闭合，允许 A电源的投入使用。 而后 KA5 闭合时，使 KM1 得电，负载与电源 A 接通。 其次，主电源输入检测回路（图 31）中的常闭触点 KA5 分别与发电机启动控制回路（图 32）中的延时继电器线圈和备用电源检测回路（图 33）中的三相检测回路相连接。 目的是，如果主电源 A 状态良好的话，那么常闭触点 KA5 会得电断开，同时发电机启动控制回路（图 32）中的延时继电器线圈便不会得电，则不会启动发电机；同时在备用电源检测回路（ 图 33）中的三相检测回路中，也会由于 KA5 的作用，不会进行备用电源的输入检测，避免备用电源的误动，从而实现控制系统的连锁保护作用。 图 31 主电源检测回路 在如图 32 所示的发电机启动控制回路中，在主电源故障后，由于在主电源检测回路中的 KA5 不能得电， KA5 常闭触点不能断开，所以延时继电器线圈会得电延时闭合。 在这里延时继电器的作用是防止在主电源电压波动的情况下，发电机会产生误动的动作，使发电机启动。 在延时时间到了以后，即确认主电源故障 8 无误，延时闭合触点闭合，从而实现对发电机的启动。 图 32 发电机启动控制回路 图 33所示的备用电源检测回路， KA6,KA7,KA8 分别作为备用电源 B 的三相检测时，有且当 KA6,KA7,KA8 线圈同时得电时（即无任意相缺相），才会驱动 KM4线圈，使动合触点 KM4 闭合，从而进行 B的三相欠压检测（如图 34 所示）。 又当三相欠压检测模块 FX2N4A/D 检测到电压在设定范围内时，驱动 KA9,使触点 KA9闭合，此时备用电源 B状态显示灯 HL2 亮，说明此时 B电源状态良好，同时驱动KA10 线圈，使触点动合 KA10 闭合，允许 B电源的投入使用。 9 图 33 备用电源检测回路 10 图 34 电源欠压检测控制 PLC 型号的选择 目前，国内外众多的生产厂家提供了多种系列功能各异的 PLC 产品，所以要 全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。 一般选择机型要以满足系统功能需要为宗旨，不 可 盲目贪大求全，以免造成投资和设备资源的浪费。 机型的选择可从以下几个方面来考虑 ： （ 1）对输入 /输出点的选择 盲目选择点数多的机型会造成一定浪费。 要先弄清除控制系统的 I/O 总点数，再按实际所需总点数的 15～ 20 ％留出备用量（为系统的 改造等留有余地）后确定所需 PLC的点数。 另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60％； PLC 每个输出点的驱动能力也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。 在选型时要考虑这些问题。 PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。 隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC平均每点的价格较高。 11 如果输出信号之间不需要隔离，则应选择 前两种输出方式的 PLC。 （ 2）对存储容量的选择 对用户存储容量只能作粗略的估算。 在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 /点＋输出总点数乘 5 字 /点来估算；计数器 /定时器按（ 3～5）字 /个估算；有运算处理时按（ 5～ 10）字 /量估算；在有模拟量输入 /输出的系统中，可以按每输入 /（或输出）一路模拟量约需（ 80～ 100）字左右的存储容量来估算；有通信处理时按每个接口 200 字以上的数量粗略估算。 最后，一般按估算容量的 50～ 100％留有裕量。 在 缺乏经验设计 时 ，选择容量时留有裕量要大些。 （ 3）对 I/O 响应时间的选择 PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2～ 3个扫描周期）等。 对开关量控制的系统， PLC 和 I/O响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。 但对模拟量控制的系统、特别是闭环系统就要考虑这个问题。 （ 4）根据输出负载的特点选型 不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。 例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。 但继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格 相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且。