plc畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc控制的電源開關(guān)硬件電路設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………………I</p><p>　　Abstract……………………………………………………………………………………………II</p><p>　　第1章 PLC 簡(jiǎn)介……………………………………………………………

2、……………………1</p><p>　　1.1 PLC定義，特點(diǎn)及發(fā)展歷程……………………………………………………</p><p>　　1.2 常見PLC型號(hào)及各自特點(diǎn)…………………………………</p><p>　　1.3 PLC分類及主要性能……………………………………………………………</p><p>　　1.4系統(tǒng)總體方案概述…………

3、……………………………………………………………</p><p>　　第2章 硬件系統(tǒng)分析………………………………………………………………………</p><p><b>　　2. 1 引言</b></p><p>　　2.2電氣控制方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3 PLC型號(hào)的選擇…………………………………………………

4、……</p><p>　　2.4特殊功能模塊的選擇………………………………………………………………</p><p>　　2.4.1技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………………</p><p>　　2.4.2FX2N-4A/D模塊的接線方式……………………………………………</p><p>　　2.4.3緩沖寄存器及設(shè)置…………

5、……………………………………………</p><p>　　2.4.4檢測(cè)參數(shù)設(shè)置……………………………………………………………</p><p>　　2.5 I/O口設(shè)計(jì)………………………………………………………</p><p>　　2.6系統(tǒng)外部連線電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………</p><p>　　第3章 軟件系統(tǒng)分析&

6、lt;/p><p>　　3.1系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)……………………………</p><p>　　3.2系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)……………………………</p><p>　　3.3程序語言介紹………………………………………………………</p><p>　　3.4編寫程序………………………………………</p><p>　　第4章 體會(huì)心得…………

7、………………………………………</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………………</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………</p><p>　　附錄…………………………………………………………………………………………</p><p>　　基于PLC

8、控制的電源開關(guān)硬件電路設(shè)計(jì)分析及軟件分析</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)

9、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><p>　　關(guān)鍵詞：PLC定義；PLC的性能；雙電源切換；應(yīng)用</p><p>　　PLC-base

10、d design 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 sw

11、itch between 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 marke

12、t potential. Relay control system with the tradition</p><p><b>　　PLC簡(jiǎn) 介</b></p><p>　　1.1PLC定義，特點(diǎn)及發(fā)展</p><p>　　PLC產(chǎn)生到現(xiàn)在，已發(fā)展到第四代產(chǎn)品，其過程基本如下：</p><p>　　第一代PLC（196

13、9-1972）:大多用一位機(jī)開發(fā)用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，只具有單一的邏輯控制功能，機(jī)種單一，沒有形成系統(tǒng)化。</p><p>　　第二代PLC（1973-1975）：采用8位微處理及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 ，增加了數(shù)字運(yùn)算、傳送、比較等功能，能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，開始具備自診斷功能，初步形成系列化。</p><p>　　第三代PLC(1976-1983):隨著高性能微處理器及位片式CPU在PLC中大量使用,

14、 PLC的處理速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通訊方向發(fā)展，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、表處理、脈寬調(diào)制輸出等，自診斷功能及容錯(cuò)技術(shù)發(fā)展迅速。</p><p>　　第四代PLC(1983年至今)：不僅全面使用16位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC(Reduced Instruction Set Computer)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)CPU等高級(jí)CPU，而且在一

15、臺(tái)PLC中配置多個(gè)微處理器，進(jìn)行多通道處理，同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模塊，使第四代PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運(yùn)算控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通訊功能的真</p><p>　　1.2 常見PLC型號(hào)及各自特點(diǎn) </p><p>　　1.2.1 三菱系列</p><p>　?、俳Y(jié)構(gòu)靈活 不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可以靈活擴(kuò)展接

16、入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率，在移動(dòng)性方面可與WLAN媲美。②傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定 可以很平順的在線觀賞DVD影片，它所提供的14Mbps帶寬可以為很多應(yīng)用平臺(tái)提供保證。最新的電力線標(biāo)準(zhǔn)HomePlug AV傳輸速度已經(jīng)達(dá)到了200Mbps；為了確保QoS，HomePlug AV采用了時(shí)分多路訪問（TDMA）與帶有沖突檢測(cè)機(jī)能的載體偵聽多路訪問（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合，能夠很好地傳輸流媒體。③范圍廣 無所不在

17、的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。雖然無線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻，但對(duì)于高層建筑來說，其必需布設(shè)N多個(gè)AP才能滿足需求，而且同樣不能避面信號(hào)盲區(qū)的存在。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無法比擬的。由此，運(yùn)營商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進(jìn)入商業(yè)化階段，將給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來極大的發(fā)展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視頻道接收節(jié)目，打電話或者是可視電話。④低

18、成本 充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無需任</p><p>　　1.2.2 西門子系列</p><p>　　一、開放性ControlNet已成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。在國際現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)會(huì)所確定的8種國際網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中排名第三位，僅僅次于以太網(wǎng)和Devicenet。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)為IEC61158。這種標(biāo)準(zhǔn)化帶來的好處就是使得用戶可以選擇不同的設(shè)備供應(yīng)商來提供他們最好的設(shè)備，而這些設(shè)備可

19、以通過標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)有序地工作。隨著芯片技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展，用戶對(duì)自動(dòng)化的要求越來越高，現(xiàn)代的自控系統(tǒng)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的單機(jī)應(yīng)用，在一個(gè)現(xiàn)代化的自控系統(tǒng)中，已經(jīng)不再可能完全由某一家公司提供全部的設(shè)備，即便某家公司有這個(gè)能力，他所提供的產(chǎn)品也未必都是最好最合適的，這就不可避免的要使用到不同廠家的產(chǎn)品，用戶在設(shè)計(jì)之初，必須選擇一個(gè)具有廣泛支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)，只有這樣，所有的設(shè)備才能很好地集成為系統(tǒng)，而ControlNe

20、t是用戶最好的選擇。二、高效率控制網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)高速確定的傳輸要求，網(wǎng)絡(luò)波特率已經(jīng)不再是主要因素，網(wǎng)絡(luò)模式成為決定網(wǎng)絡(luò)效率的關(guān)鍵。ControlNet采用了全新的網(wǎng)絡(luò)模式，即生產(chǎn)者/消費(fèi)者(PRODUCER/CONSUMER)模式，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模式采用的是源/目的模式，每發(fā)送一個(gè)信息就需</p><p>　　1.3 分類及主要性能</p><p><b>　　(一)小型PLC&l

21、t;/b></p><p>　　小型PLC 的I/O 點(diǎn)數(shù)一般在128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O 以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)處理和傳送通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。</p><p><b>　　(二) 中型PLC</b></p>&l

22、t;p>　　中型PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O 點(diǎn)數(shù)一般在256~1024 點(diǎn)之間，I/O 的處理方式除了采用一般PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式即在掃描用戶程序的過程中直接讀輸入刷新輸出，它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。</p><p><b>　　(三) 大型PLC</b></p><p

23、>　　一般I/O 點(diǎn)數(shù)在1024 點(diǎn)以上的稱為大型PLC，大型PLC 的軟硬件功能極強(qiáng)，具有極強(qiáng)的自診斷功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化，大型PLC 還可以采用冗余或三CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)使機(jī)器的可靠性更高。</p><p><b>　　二：主要特點(diǎn)</b></p><p><b>　　(一) 高可靠

24、性</b></p><p>　　1. 所有的I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離</p><p>　　2. 各輸入端均采用R-C 濾波器其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms.</p><p>　　3. 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾</p><p>　　4. 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源&l

25、t;/p><p>　　5. 對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選</p><p>　　6. 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況CPU立即采用有效措施以防止故障擴(kuò)大</p><p>　　7. 大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高</p><p>　　1.4 系統(tǒng)整體方案概述</p&

26、gt;<p><b>　　1.4.1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

27、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>　　1.4.2 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)

28、，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>　　1.4.3 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

29、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>　?。?）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

30、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。</p><p>　　（4）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&g

31、t;<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)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>　　1.4.4PLC控制系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)步驟</p&

32、gt;<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>　　1.4.5總體方案的確定</p><p>　　在基于PLC的雙電源開

33、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)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

34、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

35、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>　　第2章 硬件系統(tǒng)分析</p><p><b>　　2.1 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。目前在國內(nèi)應(yīng)用較多的PLC產(chǎn)品主要有：美國AB、GE、MODI

36、CON公司，德國西門子公司，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、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

37、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>　　2.2 電氣控制方案設(shè)計(jì)</p><p>　　電氣控制過程分析

38、：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

39、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

40、，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><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)

41、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)。</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

42、）。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)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>　　2.3 PLC型號(hào)的選擇</

43、p><p>　　目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 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

44、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)。 　　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。&#

45、160;　　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、KA

46、8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-32MR基本單元，輸入和輸出點(diǎn)數(shù)分別為8個(gè)。</p><p>　　2.4 特殊功能模塊的選擇</p><p>　　2.4.1 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

47、-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（-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

48、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 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

49、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>　　2.4.2 FX2N

50、-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，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

51、接地端，在可行的情況下使用三級(jí)接地，如圖⑤。</p><p>　　2.4.3 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>　　F

52、X2N-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><

53、;p>　　位（bit）=2 :設(shè)定輸入范圍-20~+20mA</p><p>　　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>　　2.5 I/O口設(shè)計(jì)</p><p><b>　　I/O口

54、地址表</b></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

55、。此后，如果A電源恢復(fù)正常的話，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>　　2.6 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)

56、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3章 軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)</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)良好→主電源投入使用→與負(fù)載接通。備用電

57、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>　?。?lt;/b></p><p>　　3.2 系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖7 梯形圖&

58、lt;/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

59、常開輸入X3、X4和 X5的 “與”邏輯。</p><p><b>　　3.3程序語言介紹</b></p><p>　　在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計(jì)語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、

60、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報(bào)表的報(bào)印和其他基本程序設(shè)計(jì)語言無法完成的功能。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程序控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡(jiǎn)單、易

61、于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛。 根據(jù)可編程器應(yīng)用范圍，程序設(shè)計(jì)語言可以組合使用，常用的程序設(shè)計(jì)語言是： 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言 布爾助記符程序設(shè)計(jì)語言（語句表） 功能表圖程序設(shè)計(jì)語言 功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語言 結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言 梯形圖與結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言 布爾助</p><p><b>　　3.4 編寫程序</b></p>&l

62、t;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 Y0<

63、/b></p><p><b>　　TO</b></p><p><b>　　FROM</b></p><p><b>　　CMP</b></p><p><b>　　CMP</b></p><p><b>　　CM

64、P</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><p

65、><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</b&

66、gt;</p><p><b>　　OUT Y3</b></p><p><b>　　第5章 心得體會(huì)</b></p><p>　　在兩年的大學(xué)生活里，我覺得大多數(shù)人對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)還是不夠。但由于當(dāng)時(shí)所學(xué)知識(shí)涉及本課題知識(shí)不多，所看到的東西與本課題很難聯(lián)系起來，所以對(duì)本課題掌握并不是很理想。為了更深入的理解并掌握大學(xué)的知識(shí)

67、，加強(qiáng)專業(yè)技能。我選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)課程是：plc雙電源開關(guān)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，本次選題的目的是plc雙電源開關(guān)。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)做完，也就意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這段時(shí)間里我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的日子里面，曾經(jīng)為解決技術(shù)上的問題，而去翻我所學(xué)有關(guān)的書籍。經(jīng)過這段時(shí)間我真正體會(huì)了很多，也感到了很多。</p><p>　　歷經(jīng)了幾個(gè)

68、月的奮戰(zhàn)，緊張而有充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 </p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過程是我的一次在學(xué)習(xí)，在提高的過程，在論文中我充分利用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，讓我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步鞏固和提高再整個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了新知識(shí)、增長(zhǎng)了見識(shí)，今后的日子里，我要不斷的充實(shí)自己。</p><p>　　本論

69、文在xx老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無不凝聚著老師的心血和汗水，在兩年的?？茖W(xué)習(xí)和生活期間，業(yè)始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。</p><p>　　這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感到做畢業(yè)設(shè)計(jì)是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有