毕业设计(论文)-基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计Word格式文档下载.docx
- 文档编号:13095514
- 上传时间:2022-10-04
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:275.70KB
毕业设计(论文)-基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计Word格式文档下载.docx
《毕业设计(论文)-基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-基于PLC的备用电源自动投入控制系统设计Word格式文档下载.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为(如没有,请填写“无”):
年 月 日指导教师签名:
年 月 日
摘 要
在一般的工矿企业、医院等的低压供电系统中,要求按一级负荷供电,即要求供电系统无论是正常运行还是发生事故时,都能保证其连续供电,备用电源自动投入装置即可实现此功能。
本文主要介绍了利用西门子S7-200PLC实现对一种典型备用电源自动投入系统的控制。
供电正常时,接入负荷中的两条母线经过备自投装置分别供电。
当其中任何一条进线出现故障时,断开该进线并将母联断路器合上,保证系统的正常供电,当两条母线均出现故障时,发电机投入运行,并发出故障报警信号,恢复正常供电后再将相关动作还原。
本文在对备自投装置的软硬件进行设计的基础上,利用相关软件对所编的程序进行仿真,结果表明系统能够很好的实现上述功能,并取得良好效果。
关键词:
备自投;
可编程控制器;
断路器;
梯形图
ABSTRACT
Inthegeneralindustrial,miningenterprisesorhospitalsetclow-voltagepowersystemofsupply,demandthehighestlevelsupply,whichrequiresbothnormaloperationoraccident,canensurecontionouspowersupply.ReservePowerSupplyAutomaticConnectioncanrealizethisfunction.ThispapermainlyintroducedanReservePowerSupplyAutomaticConnection,whichisinthecontrolofSiemensS7-200.WhenThepowersupplyinanormalway,theswitchdevicepowersupplyaccessloadfortwobusbarrespectively.Ifanyonegoeswrong,disconnecttheintolineandthecircuit-breakerwillclosed,ensurethenormalpowersupply,whenbothtwobusbarhavemalfunction,thegeneratorputintooperation,andthereisthealarmingsignals.Thesystemwouldsentbacktonormalaftertherelatedactionpowerreductionagain.Thepaperdesignsfromboththehardwareandsoftware,andusingrelevantsoftwarefortheEdprogramofsimulation,theresultsshowthatthissystemcanrealizethefunctionsabovewell,alsoitgetsagoodresult.
Keywords:
ReservePowerSupplyAutomaticConnection;
PLC;
Circuit-breaker;
Ladder
目 录
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2国内外发展现状 1
1.3本课题研究解决的问题和主要工作 2
2备用电源自投装置原理 3
2.1备自投装置的基本要求 3
2.2备自投总体结构框架及实现方式 4
2.3备自投的典型接线及工作流程 5
2.4备自投的逻辑判据 5
2.5备自投参数整定 8
3硬件部分设计 10
3.1PLC概述 10
3.1.1可编程控制器的定义 10
3.1.2PLC的发展和应用 10
3.1.3西门子S7-200PLC简介 10
3.2PLC选型 12
3.3PLC的I/O端口分配及外围接线图 12
4软件部分设计 16
4.1系统软件设计分析 17
4.2PLC程序设计 17
5总结与展望 26
5.1本文总结 26
5.2展望 26
参考文献 28
附 录 29
致 谢 32
1绪论
1.1课题背景
随着经济的不断发展,电网结构日趋复杂,对保证供电可靠性以及电力的需求提出了越来越高的要求。
生产力的发展、工业化程度的提高、大规模设备及新技术的应用、家庭中现代化电器的使用等,所需的能源基本上都离不开电力。
电能生产的最大特点是不易储存,发电、送电、用电应在同一时刻完成。
因此,电力系统的运行很是严格,如果运行中发生故障问题,应及时得到正确处理,否则将影响整个电力系统的正常运行。
依据有关国家标准及电气规程的相关规定,一类高层建筑应按一级负荷供电。
一级负荷,要求供电系统无论是正常运行还是发生事故,都能保证其连续供电。
因而对于一级负荷,应由两个及以上的独立电源供电,采用双电源自动或手动切换,或采用双电源分组同时供电的接线。
一般而言,还应该有UPS或者蓄电池、自备发电机等应急电源作备用,或者从邻近的单位取得第二个独立电源。
备用电源自动投入装置是当工作电源发生故障或其他原因退出工作后,它能自动断开故障电源并迅速将备用电源投入到工作中,使用户不至受到停电影响的一种自动装置,简称备自投(BZT)。
在现代电力系统中,为满足电力网运行的经济性和可靠性,电网连接一般使用闭环设计、开环运行,在开环运行的变电站装设备用电源自动投入装置,当主要的供电电源发生故障时,备用电源自动投入,从而立即恢复对用户的供电。
近几年国内
110kv电网已开环运行,为确保供电可靠性,大部分供电公司在110kv及以下变电站中均装设有备自投装置并实际投入运行,作为提高供电可靠性的补充措施。
一旦电网出现非正常工作状态,出现故障的线路应该立刻被切除,而此时备自投装置会将备用电源自动投入到系统中,进而保证供电的可靠性。
随着电力市场的日益开放,整个社会对电力企业的服务要求越来越高。
很明显,为保证为用户可靠供电,首先必须保证供电电源的可靠性,既要有充足的主供电源,又要有可靠的能自动投入的备用电源。
而要保证备用电源能可靠地自动投入,要求备自投装置能够可靠动作,这就对我们的备用电源及与之相应的自动投入装置提出了越来越高的要求。
1.2国内外发展现状
从70年代末开始,国外已出现自动控制、电力系统保护等方面有关的研究和试验工作。
大型备自投装置主要运用于变电站等的变配电系统,例如美国电力科学研究院和美
20
国西屋电气公司联合研制的SPCS变电站保护和控制综合自动化系统;
日本关西电力公司和三菱电气共同研制的SDS2Q-R保护和控制综合自动化系统,经过现场试验及试运行,在80年代初交付商业使用。
我国微机备自投最早由清华大学电机工程系研制成功,也是第一套适用于我国的变电站综合自动化系统,该系统由3台微机及其外围接口电路组成,全站实现了微机继电保护。
目前国内备自投装置主要有电磁型继电器组屏、微机型装置和软件编程备自投3种类型。
早期的主要产品是电磁型备自投装置,而目前在大中型系统方面的主流是微机型备自投。
基于PLC或其他控制方式控制的备自投主要用于中小型系统,而且以其运行的可靠性和稳定性、很高的性能价格比受到很多客户的青睐,在中低压供配电系统应用十分广泛。
1.3本课题研究解决的问题和主要工作
本文设计一种实用型备自投装置,该装置主要应用于工厂、医院或机场等对电力要求等级比较高的单位,变电所等电力部门的相关备自投设计也可参考此设置,本设计还具有保护、测控以及报警功能。
装置通过对所采集信号的分析,能自动识别系统的实际运行情况并采取相应的备自投动作。
硬件处理器模块采用西门子S7-200系列产品CPU226,软件设计上采用PLC梯形图编程,简单易懂。
总体上能够充分保证工矿企业等单位对于供电可靠性和停电时间的高要求。
论文主要包括以下几个方面的内容:
(1)对备自投装置的工作原理进行了讨论分析,并以典型工矿企业的双进线的互备用方式为例进行了详细的分析和设计。
(2)硬件部分的设计。
通过硬件的设计完成工作框图、CPU的选型以及外部接线等方案。
(3)软件部分的设计,包括系统程序流程图、程序梯形图的设计等,实现了对备自投的可编程控制。
(4)装置程序的仿真。
程序编写完成后,通过编译进行测试,同时使用S7-200系列仿真软件进行仿真,结果表明系统能够很好的实现上述功能,并取得良好效果。
2备用电源自投装置原理
2.1备自投装置的基本要求
备用电源有各种不同的方式,配置形式比较复杂,一般情况下可分为明备用和暗备用两种。
若系统正常运行时备用电源未参与工作,称为明备用;
若系统正常运行时备用电源也投入运行,则称为暗备用,暗备用其实是两个工作电源的互为备用。
虽然不同一次接线的备自投方式有所不同,但他们在工作时的工作原理是相同的,都应在遵守一定的原则下,方可保证装置的正常工作。
原则如下:
(1)应保证在工作电源断开且备用电源正常时才能投入。
这样可防止备用电源投入到故障元件时起不到作用,甚至存在扩大故障的危险。
为此,备自投的投入应由供电元件受电压侧断路器跳闸作为启动条件(检测无流可作为辅助判据)。
(2)工作母线上的电压不论因任何原因消失时备自投均应动作,包括由于运行人员的误操作造成的失压。
为此备自投应设有反应工作母线电压消失的低电压部分。
如果要求较高,可引入受电侧TA二次电流消失的辅助判据,目的是防止TV断线造成假失压误启动备自投。
(3)备自投应保证只动作一次。
当工作母线发生持续性短路故障时,备自投第一次动作将备用电源投入后,因故障依然存在,继电保护动作将备用电源断开,此后,不允许备自投再次动作,以免使备用电源造成不必要的冲击。
为此,备自投在动作前应由足够的充电时间,通常为10~15s。
(4)当工作母线和备用母线同时失电,或备用电源不能提供电压时,备自投不应动作。
由于电力系统的故障,可能会出现工作电源、备用电源同时消失的情况,此时备自投不应动作,如果其动作,一方面,这种动作是无效的,另一方面,当一个备用电源对多段工作母线备用时,所有工作母线上的负荷在电压恢复时均应由备用电源供电,容易造成备用电源过负荷,同时也降低了供电的可靠性。
(5)备自投的动作时间以尽可能短为原则。
从工作母线市区电压到备用电源投入,中间有一段停电时间,对用户来说,停电时间越短越好。
对电动机来说,特别是大型高压电动机,停电时间短时电动机残压高,备
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 PLC 备用 电源 自动 投入 控制系统 设计