電路備用自動投入管理論文

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摘要

近年來隨著計算機在社會領域的滲透,PLC的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的PLC應用系統中，PLC往往是作為一個核心部件來使用，僅PLC方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，以作完善。本文介紹了以S7-200PLC為核心，對某供電局110KV電網“一線兩站”的備用電源自動投入裝置（簡稱備自投）進行了控制的應用，簡述了S7-200PLC的性能特點，詳細闡述了備用電源自動投入裝置的實現

講述備用電源自動投入裝置的軟件和硬件設計。首先介紹了此系統的開發意義及使用的開發環境，MPLABIDE系統和開發使用的PIC單片機芯片以及仿真器PICMATE2002。在硬件設計中論述了硬件總體設計過程，確定了技術指標及器件的選擇，著重描述了系統硬件電路設計、硬件設計框圖及所使用的各種芯片功能與特性,在軟件設計中重點剖析了軟件設計的過程，調試部分主要介紹使用調試軟件picamate2002和調試過程中出現的問題，以及最后解決問題的一些方法。

關鍵詞：PLC一線兩站備用電源自動投入

目錄

摘要i

目錄ii

第1章前言1

1.1PLC簡介1

1.1.1可編程控制器簡介2

1.1.2PLC的發展歷程2

1.1.3可編程控制器的優點4

1.2基于微處理器的工業控制系統5

1.3集散控制系統5

第2章可編程控制器控制系統7

2.1繼電器控制7

2.2工控計算機控制系統8

2.3冗余系統與熱備用系統9

2.3.1冗余控制系統9

2.3.2熱備用系統9

2.4PLC的接地10

第3章PLC自動控制系統可靠性研究11

3.1PLC控制系統可靠性簡介11

3.1.1控制系統可靠性降低的主要原因11

3.1.2設計完善的故障報警系統12

3.1.3輸入信號可靠性研究13

3.1.4執行機構可靠性研究14

3.2PLC控制系統抗干擾分析14

3.2.1電磁干擾源及對系統的干擾15

3.2.2PLC控制系統工程應用的抗干擾設計17

3.2.3主要抗干擾措施18

第4章備用電源自動投入的工作原理21

4.1用單片機組成的備用電源自投裝置21

4.2備用電源自動投入的工作過程22

第5章備用電源自動投入電路的設計25

5.1主電路接線備用電源自動投入主電路接線25

5.2備用電源自動投入的基本要求和動作程序25

5.2.1對備用電源自動投入的基本要求25

5.2.2備用電源自動投入的動作程序26

5.2.3斷路器的控制27

5.3備用電源自動投入時斷路器的動作程序27

第6章PLC系統配置及程序設計29

6.1PLC系統配置29

6.1.1PLC系統硬件配置29

6.1.2PLC輸入輸出接線29

6.2程序設計30

6.3基于PLC的備用電源自動投入裝置31

6.4BZT裝置投控規則31

7.1微型、小型PLC功能明顯增強32

7.2集成化發展趨勢增強32

7.3向開放性轉變33

7.4我國PLC生產的發展34

第8章結論37

致謝38

參考文獻39

附錄A40

第1章前言

在自動化控制領域，PLC是一種重要的控制設備。目前，世界上有200多廠家生產300多品種PLC產品，應用在汽車（23%）、糧食加工（16.4%）、化學/制藥（14.6%）、金屬/礦山（11.5%）、紙漿/造紙（11.3%）等行業。為了使各位初學者更方便地了解PLC，本文對PLC的發展、基本結構、配置、應用等基本知識作一簡介。

1.1PLC簡介

PLC作為一種專門從事邏輯控制的微型計算機系統，由于性能穩定﹑干擾性能強﹑設計配置靈活等特點，已是工業控制方面得到了廣泛的應用。自80年代后期，PLC已逐步滲透到了電力系統的中低壓供配電自動控制中，并在傳統的繼電器控制系統改造工程中據了主導地位。

可編程序控制器（ProgrammableLogicController）簡稱PLC,可編程控制器（ProgrammableController）簡寫成PLC，其中L為邏輯（Logic）的意思，第一臺可編程控制器是1969年在美國面世的。經過30多年的發展，現在可編程控制器已經成為最重要、最可靠、應用場合最廣泛的工業控制微型計算機?？删幊炭刂破魇且环N數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計；它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、記數和算術操作等面向用戶的指令；并通過數字式或模擬式輸入／輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。

本文以西門子S7-200PLC為核心，對某供電局110KV電網中“一線兩站”的備自投裝置進行了控制，實現了兩變電站的相互備用，保證了對用戶的連續供電。

1.1.1可編程控制器簡介

傳統的繼電器—接觸器控制系統由于其結構簡單，容易掌握，價格便宜，在一定范圍內能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業控制領域中曾占主導地位。在供電系統中更是得到了廣泛的應用。傳統的備用電源自動投入裝置(APR)就是通過繼電器控制來實現母聯斷路器的自動投入。但繼電器—接觸器控制系統又有著明顯的缺點:設備體積大，壽命短，可靠性差，動作速度慢，功能少，程序不可變等，完成一種基本的保護或控制任務往往都必須由多個繼電器共同承擔，比如一條10kV饋線的過流保護和自動重合閘控制就要用到數以十計的各種繼電器，又由于繼電器的觸點要經常分合動作，容易損壞，降低了供電的可靠性，并增加了設備維護的工作量;同時，各繼電器之間大量的連接導線不僅使調試檢修困難極大，還致使變電站的各部分幾乎不可能被連接成一個完整的自動化系統。因此，傳統的機械觸點繼電器顯然已不能滿足變電站自動化對繼電保護裝置的要求。

提高城市供用電系統的自動化程度是電網改造的一項重要內容，而變電站保護控制的技術水平又是其中的關鍵環節。后來，出現了結合單片機技術的備用電源自動投入裝置，使該裝置的可靠性等性能有了一定程度的提高，在保證供電連續性方面取得了較好的成績。但這種改進后的裝置的抗干擾能力差，限制了其使用范圍，也促進了備用電源自動投入裝置的進一步發展。隨著經濟和技術的發展、連續性和可靠性的要求越來越高，近年來，推出的可編程序控制器(PLC)以其完善的功能，很強的通用性，體積小及高可靠性等特點在各廠礦企業得到了較廣泛的應用，是繼電器控制柜的理想替代物。