基于PLC双电源开关设计

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1、基于PLC双电源开关设计诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的 研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业 设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不 包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均 真实、可信。作者签名:日期：年 月曰毕业设计（论文）任务书题目：基于PLC双电源开关设计姓名邓铁军学院专业班级学号指导老师谭季秋职称副教授 教研室主任一、基本任务及要求：双电源|动转换开关电器主要用在重要会议室、机场、宾馆等紧急供电的双电源系统。系统能比较准确地测最各

2、相电压参数，根据测最结果产生相应执行动作。基木任务:1. 控制系统驶件设计。PLC选型、I/O 口设计、系统外部连线电路设计、执行元件的选择。2. 控制系统软件设计。PLC梯形图、语句表。3. 编写设计说明书。二、进度安排及完成时间：1.2009年2月，布置设计课题，交代具体任务。2.2刀23口-3刀15口，杳阅资料，翻译英文资料，撰写开题报告和文献综述3.3月151卜5月201丨，毕业设计，约在4月中旬进行毕业实习，并撰写实习报告。4.5月21丨|-6月1丨丨，撰写毕业设计论文，并交电了文档给导师初阅。5.6月2 口-6月5 口，按格式和要求修改毕业论文，提交毕业设计论文，打印导师评阅。6.

3、6月13 口-6月15口，按导师修改辽见，修改论文，打印装订成册，答辩资料准备。7. 6月1：3 口-6月17 口，毕业答辩。毕业资料收集汇总，存档。目录摘要IAbstractII第1章绪论1. 1引言12设计的要求1.2.1设计的基本原则1.2.2设计的主要内容1.2.3 PLC控制系统的一般设计步骤第2章 基于PLC双电源开关总体方案设计2. 1引言2. 2设计要求23总体方案的确定第3章基于PLC双电源开关控制系统破件设计3. 1引言3.2电气控制方案设计3.3 PLC型号的选择3. 4特殊功能模块的选择34. 1技术参数3.4.2 FX2N-4A/D模块的接线方式3. 4.3缓冲寄存器

4、及设置3. 4.4检测参数设置3.3 I/O 口设计3.4系统外部连线电路设计第4章 基于PLC双电源开关控制系统软件设计4. 1引言4.2 PLC控制系统程序设计主要步骤4.3流程图设计4.4梯形图设计4. 5 PLC程序语句表第5章心得体会结论参考文献致谢附录基于PLC双电源开关设计摘要：随着人们对供电可靠性要求越來越高，很多场合需要用两路电源來保证供 电的可靠性，这就需要一种双电源切换器在两路电源之间进行可靠切换。采用可 编程控制器(PLC)解决这类问题具有独特的优势，在电气自动化方面具有广阔的应 用前景和很大的市场潜力。与传统继电控制系统相比较，对编程控制器(PIQ的优 势在于：体积小

5、型化，高度集成，同时还有数字运算、数据处理和数据通讯功能。 PLC作为新一代的工业控制装置，结构简单、性能全面、可靠性高。本课题是基于 可编程控制器的双电源开关设计，用以实现双电源开关的自投自复，缺札I和欠床 保护，使之可以适应用电要求较高企业的需求。本文分析了基于PLC的双电源开关 的设计理念，设计方法，主要阐述了系统硬件、软件的设计。关键词：双电源切换；PLC；数据处理；缺相和欠压保护PLC-based design of dual-power switchAbstract: With increasing demands for high reliability, a number of

6、 occasions the need to use two power supplies to ensure reliability of electricity supply, which requires a dual power switch between the two reliable switching power supply. The use of programmable logic controller (PLC) to solve this problem has a unique aclva nt age in electrical automat i on app

7、licati ons have broad prospects and great market potentiaL Relay control system with the traditional, compared to programmable logic controller (PLC) has the advantage of being: the volume of smaller, highly integrated, but also the number of com put i ng, data processing and data communi ca tion fu

8、nc ti ons. PLC as a new generation of industrial control devices, simple strueture, the performanee of a comprehensive, high reliability. This topic is based on the programmable logic controller design of dual-power switch, dual power switch for the automatic switch from the complex, lack of phase a

9、nd undervoltage protection, so that electricity can be adapted to the needs of demanding enterprises. This paper analyzes the PLC-based dual-power switch design, design methocls, mainly on the system hardware and software designKey words: dual-power switch; PLC; data processing; missing phase and un

10、dervoltage protection第1章 绪论1. 1引言双电源切换控制主要用于三相交流(380V / 220V 3N 50Hz)供配电控制。这类 电源切换控制多数采用继电器逻辑控制电路实现，其特点是：其输入有两路供电 电源A和B对负载供电。正常工作吋，只电源A对负载供电，电源B作为备用电 源；半电源A发生故障吋，控制系统能快速切断故障电源A,使备用电源13接通。 由此存在的问题是：无缺相保护功能。当发生任一相或两相缺相时，由于控制 系统没有缺相检测和保护切换措施，造成缺相的故障电源不能切断，正常供电电 源不能及吋投入，又没有相应的信号提示，这样会导致负载长吋间缺相运行，造 成严重后果

11、。(2)故障电源恢复正常吋，系统不能自动进行反切换，要靠人工操作 反切换到正常工作状态。由于采用继电器逻辑控制电路实现，器件和电路的故 障率高。采用PLC控制时，其缺相保护主要采取的技术方案是：设置有三相缺相检测信 号回路，该三相缺相检测信号回路直接取自于三相电源的主回路，即用中间继电 器分别接于电源主回路A和B的U相、V相和W相单相冋路中，中间继电器常开 触点分别作为PLC的输入信号，即作为编制PLC的A和B三相缺相检测逻辑控制 程序吋的输入条件。其次，利用PLC的特殊功能模块，可以实现对电源电压的精 确的检测，从而又可以实现对电源的欠压和过压检测。1.2可编程控制器的工作原理可编程控制器整

12、个运行可分为三部分：第-部分是上电处理。可编程控制器 上电后对PLC系统进行一次初始化工作，包括破件初始化，I/O模块配置运行方 式检查，停电保持范囤设定及其他初始化处理等。第二部分是扫描过程。可编程 控制器上电处理完成以后进入扫描工作过程。先完成输入处理，其次完成与其他 外设的通信处理，再次进行吋钟、特殊寄存器更新。当CPU处于STOP式吋，转入 执行自诊断检查。当CPU处于RUN方式吋，还要完成用户程序的执行和输出处理, 再转入执行自诊断检查。第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊 断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O 通信等是否界常或岀

13、错，如检查岀界常时，CPU面板上的LED及杲常继电器会接 通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当岀现致命错误吋，CPU被强制为STOP方 式，所有的扫描停止。PLC运行正常吋，扫描周期的长短与CPU的运算速度有关, 与I/O点的情况有关，与用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用PLC 执行1K指令所需吋间来说明其扫描速度（一般10ms/K）。值得注意的是，不同 指令其执行是不同的，从零点儿微秒到上百微秒不等，故选用不同指令所用的扫 描吋间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期吋，可从软破件上考虑。PLC工 作的全过程可用下图所示的运行框图来表示：cruSiK 为si op存放自诊羽口fll

14、JK 上电ftfll出处理1.3设计的基本原则和主要内容1.3.1设计的基本原则在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便；保 证控制系统的安全、可靠；考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC时，应 适半留有裕量。其次，如果以提高产品产量和安全为FI标，则应将系统可靠性放 在设计的重点；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设 计加以强化。在总体方案设计Z前，应深入了解控制系统要求，搜集资料，并密 切关注机械设计部分与电气控制部分配合，从而拟订出相应的电气控制方案。 1.3.2设计的主要内容卩LC控制系统是由卩LC与用户输入、输出设备连接而成的，用以完成

15、预期控制H的与相应的控制要求。因此，卩LC控制系统设计的基本内容应该包扌匚（1）根据设备的控制要求，以及所提出的各项控制指标与经济预算，首先进行系 统的总体设计。（2）根据控制要求基本确定数字I/O点和模拟通道数，进行I/O点初步分配，绘 制I/O使用资源图。（3）进行PLC系统配置设计，主要为PLC选型。PLC是控制系统的核心部件，正 确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC 应包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。（4）选择用户输入设备（按钮、操作开关、传感器）、输出设备（继电器、接触 器、信号灯等执行元件）以及由输岀设备驱动的控制对象，这些设备属于一般的 电器元件，其选择的方法参考相应的书籍。（5）设计控制程序。在深入了解与掌握控制要求、主要控制的基本方式以及应完 成的动作、必要的保护和连锁等方面情况之后，对较为复杂的控制系统，可用状 态流程图的形式全面地表达岀来。必要时还可将控制任务分成独立的儿个部分， 这样可以化繁为简，有利于编程和调试。程序设计主要包括绘制控制系统流程图、 设计梯形图、编制语句表清单。1. 3. 3 PLC控制系统的一般设计步骤在对一个控制系统进行设计之前，最重要的工作就是