【正文】 投條件不滿足。 (5)避免備用電源合于永久性故障狀態(tài)。 (2)備用電源的電壓工 作于正常范圍 ,備用設(shè)備處于正常的準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí) ,備自投裝置方可動(dòng)作 ,否則應(yīng)予以閉鎖。據(jù)網(wǎng)上調(diào)查：十個(gè)廠用電系統(tǒng) BZT 裝置自投情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在四十一次工作電源失電故障中，就有二十四次備用電源未能自投成功，占全部失電次數(shù)的 %，其中有七次是 BZT 裝置失靈造成。以往傳統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入裝置通過裝置內(nèi)部電容器的充放電過程來保證只動(dòng)作一次。工作電源消失后 ,不管其進(jìn)線斷路器是否已被斷開 ,備自投裝置在啟動(dòng)延時(shí)到達(dá)以后總是先跳該斷路器 ,確認(rèn)該斷路器在跳位后 ,方能合備用電源的斷路器。主要用在中小容量發(fā)電廠和變電所，高壓側(cè)為內(nèi)橋接線，正常為兩條線路和兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，當(dāng)線路故障時(shí)，故障線路斷路器 IDL(或 ZDL)斷開，內(nèi)橋斷路器 3DL 自動(dòng)投入。當(dāng)常用電源中有一相或一相以上的電壓、電流出現(xiàn)異常（過壓、欠壓、失壓或缺相）且備用電源正常時(shí)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)难訒r(shí)時(shí)間 t1（轉(zhuǎn)換延時(shí)，此延時(shí)是觀察常用電源的故 障是可逆的還又恢復(fù)正常。手動(dòng)和停止不用說明。由 PLC 構(gòu)成的備用電源投入裝置可根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式 ,通 過編程完成各種復(fù)雜的邏輯和功能 ,適應(yīng)各種運(yùn)行方式 ,滿足電網(wǎng)一次接線要求。傳統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入裝置已很難滿足用戶的要求。 1 第一章 引言 設(shè)計(jì) 背景 在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中 ， 為了保證不間斷供電，常采用備用電源的自動(dòng)投入裝置。 對(duì)主接線的兩種備自投情況進(jìn)行了分析，因其互投情況 復(fù)雜，故可以通過軟件編程集中實(shí)現(xiàn)，與 傳統(tǒng)的繼電器組成的備用電源自動(dòng)投入裝置相比 ,該裝置具有可靠性高、靈活性好、接線簡單、調(diào)試方便和投資小等優(yōu)點(diǎn)。 本文全面分析了 PLC 控制的雙路電源自動(dòng)投入裝置 ，采用 CPU226 型 PLC 成功完成一臺(tái)在現(xiàn)場運(yùn)行的裝置 ，該裝置能夠很好的檢查出雙路電 源的過壓、欠壓和缺相，可以及時(shí)反應(yīng)雙路電源的 運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)工作電源不論由于何種原因而失去電壓時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置能夠?qū)⑹ル妷旱碾娫辞袛?，隨即將另一備用電源自動(dòng)投入以恢復(fù)供電， 因而能保證一類負(fù)荷或重要的二級(jí)負(fù)荷不間斷供電，提高供電的可靠性。可編程控制器 (PLC)是近年來發(fā)展迅速、應(yīng)用面廣的工業(yè)控制裝置。 備用電源自動(dòng)投入裝置的原理 圖 為該設(shè)計(jì)的硬件電路簡圖，該方案適用于低壓電路的相互備用 ， QFQF2 分別為線路 1 和 2 的低壓斷路器。 自投自復(fù)的工作原理： 當(dāng) PLC 設(shè)定為“自投自復(fù)”控制程序 時(shí)， PLC 隨時(shí)對(duì)常用電源和備用電源進(jìn)行檢測。則再經(jīng)過一定的延時(shí)時(shí)間 t2（返回延時(shí)，觀察常用電源是否真正恢復(fù)正常）， PLC 發(fā)出信號(hào)將備用電源的斷路器斷開，合上常用電源的斷路器，負(fù)載仍由常用電源供電，此種控制程序稱為自投自復(fù)。 備用電源自動(dòng)投入裝置的要求 (1)當(dāng)工作母線上的電壓低于設(shè)定的無壓定值 ,且持續(xù)時(shí)間大于時(shí)間定值時(shí) ,備自投裝置方可啟備自投的時(shí)間定值應(yīng)與相關(guān)的保護(hù)及重合閘的時(shí)間定值相 配合。 (4)人工切除工作電源時(shí) ,備自投裝置不應(yīng)動(dòng)作。在此仍引用充放電這一概念 ,只是通過軟件進(jìn)行邏輯判斷以實(shí)現(xiàn)備自投充放電。本文針對(duì)常規(guī) BZT 裝置存在的問題，開發(fā)出了以 PLC 為核心的備用電源自動(dòng)投入裝置，該裝置充分發(fā)揮了 PLC 的智能化優(yōu)勢，功能強(qiáng)，使用靈活，維護(hù)方便，動(dòng)作定值采用全部數(shù)字化給定，進(jìn)一步提高了BZT 裝置的適用性和可靠性。 (3)必須在斷開工作電源的斷路器之后 ,備自投裝置方可動(dòng)作。 7 (6)備自投裝置只允許動(dòng)作一次。 圖 采樣信號(hào) 介紹 如表 ， PLC 控制的雙路電源自動(dòng)投入裝置共用了 26 個(gè)采樣信號(hào)，分別是從低壓斷路器、過壓繼電器、欠 壓繼電器和中間繼電器采來的信號(hào) 。該系統(tǒng)的流程圖如圖 。 第三章 硬件 介紹 的發(fā)展歷史 本世紀(jì) 60 年代 ,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)開始用于工控領(lǐng)域 ,但由于技術(shù)復(fù)雜、編程不便、價(jià)格昂貴等原因 ,未能廣泛應(yīng)用。從那時(shí)起 ,各個(gè)公司都相繼朝著 PLC 實(shí)用化階段發(fā)展。由于其結(jié)構(gòu)簡單 ,編程容易 ,具有較強(qiáng)抗干擾能力 ,因而很快取代了矩陣式順序控制器 ,推動(dòng)了 PLC的普及和發(fā)展。此時(shí)面向工程技術(shù)人員的 PLC 語言也發(fā)展成熟 ,出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。 90 年代 PLC 發(fā)展更為迅猛 ,各個(gè)公司在進(jìn)一步完善自己原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上 ,不斷開發(fā)出新的系列產(chǎn)品和增強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)功能。在 2021 年發(fā)運(yùn)的 PLC 中 , 按最終用戶分 :汽車占 23% , 糧食加工占 16. 4%，化學(xué)藥品占 %，金屬、礦山占 %， 紙漿、造 紙占 %,其他占 % 。從西門子公司的 SMI ATIC S7 400 的性能可對(duì)世界領(lǐng)先PLC 窺見一斑 : SMI ATIC S7 400 是匣式封裝模塊 ,可卡在導(dǎo)軌上安裝 ,由 I/O總線和通信總線建立電氣連接 ,模塊可在工作或加電時(shí)替換或插拔 ,可快速安裝維護(hù) ,修改方便 ,其主要性能有 : (1)CPU 存儲(chǔ)器容量 64K 字節(jié) ,可擴(kuò)展到 1. 6M 字節(jié)。 (5)每個(gè) CPU 上多點(diǎn)接口 (MPI) 能力 ,可同時(shí)連接編程裝置、操作員接口系統(tǒng)等等。 我國的 PLC 生產(chǎn)目前也有一定的發(fā)展。但是國內(nèi)產(chǎn)品市場占有率還不超過 10%。 (3)編程簡便 ,108 條指令功能齊全。但從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看 ,我國自主研制及引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的 PLC 大都屬于中低檔產(chǎn)品 ,至今沒有形成主流產(chǎn)品和完整的系列產(chǎn)品。今后 , PLC 將主要朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展 :一是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展 。所以可編程技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化勢在必行。 (4)向集成化、通訊化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展由于控制內(nèi)容的復(fù)雜化和高難度化 , PLC 將與 PC 集成 ,與 DCS 集成 ,與 PID 集成。 (5)控制系統(tǒng)分散化根據(jù)分散控制、集中管理的原則 , PLC 控制系統(tǒng)的 I/O 模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場 ,通過通信電纜或光纖與主 CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。軟 PLC 實(shí)際利用軟件來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng) PLC 的功能 ,它最大的優(yōu)勢是具備柔性擴(kuò)展能力 ,用戶可以選擇不同廠家生產(chǎn)的各種硬件產(chǎn)品 ,充分利用每一軟件的最佳特性 ,組成最佳的控制系統(tǒng)。 綜上所述 , PLC 不管現(xiàn)在還是在未來的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中都將發(fā)揮其不可替代的作用 ,而且它 也必將不斷向更多領(lǐng)域進(jìn)軍 ,為再一次科技革命的到來奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，除單機(jī)控制外， PLC 在柔性制造單元（ FMC），柔性制造系統(tǒng)（ FMS），以致工廠自動(dòng)化（ FA）中也被大量采用。除了適用于離散型開關(guān)量控制系統(tǒng)外，現(xiàn)在也能應(yīng)用于連續(xù)的流程控制系統(tǒng)，從而使設(shè)備的控制水平大大提高。 PLC 本身高可靠性也保證了故障的幾率是很低的。根據(jù)最近市場統(tǒng)計(jì)，國外小型 PLC 平均每一個(gè)I/O 點(diǎn)為 14~20 美元，中型 PLC 折算每個(gè) I/O 點(diǎn)為 20~35 美元，大型 PLC 折算每個(gè) I/O 點(diǎn)為 40~80 美元。它的 CPU 采取掃描方式工作 ,每一次掃描完成以下工作 : 14 圖 CPU結(jié)構(gòu)框圖 （ 1） 將現(xiàn)場的開關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入輸入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。由于運(yùn)算速度高 ,從 PLC 的外部輸入、輸出關(guān)系來看 ,處理過程幾乎是瞬時(shí)完成的。 PLC 就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上訴的掃描循環(huán) ,達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。 運(yùn)動(dòng)控制。 閉環(huán)過程控制。現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能 ,可以完成數(shù)據(jù)采集、分析和處理。現(xiàn)在許多機(jī)器人制造公司選用 PLC 作為機(jī)器人控制器來控制各種機(jī)械動(dòng)作。目前國外 PLC應(yīng)用于自動(dòng)控制這一領(lǐng)域占 60%,應(yīng)用于數(shù)據(jù)管理占 20%,用于生產(chǎn)管理占 18%,用于人機(jī)接口占 22%。C 時(shí)，所有的輸出 (水平 ) 45176。 （ 1） 電磁繼電器的工作原理和特性 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。對(duì)于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn) ”。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。 （ 3） 吸合電流 ： 是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到 一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。 繼電器測試 （ 1） 測觸點(diǎn)電阻 ： 用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為 0；而常開觸點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的阻值就為無窮大。慢慢調(diào)高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時(shí)，記下該吸合電壓和吸合電流。 繼電器的電符號(hào)和觸點(diǎn)形式 繼電器線圈在電路中用一個(gè)長方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線圈，就畫兩個(gè)并列的長方框。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式： （ 1） 動(dòng) 合型（ H 型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。 （ 3） 轉(zhuǎn)換型（ Z 型）這是觸點(diǎn)組型。用 “轉(zhuǎn) ”字的拼音字頭 “z”表示。 圖 繼電器結(jié)構(gòu) （ 2） 查閱 有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。分別控制 PLC 運(yùn)行在手動(dòng)、停止、自投自復(fù)和自投不復(fù)。 繼電器的接線方式是一端接在中線上，另一端接在 要檢查的某項(xiàng)上，而繼電器的輔助觸點(diǎn)直接與 CPU226 相連。 當(dāng)在自投自復(fù)運(yùn)行模式下，假定線路 1 為常用電源， QF1 處于合閘狀態(tài)，QF2 處于分閘狀態(tài)，線路 2 為備用電源。 再 啟動(dòng)時(shí)間繼電器經(jīng)過 斷路延時(shí)為 預(yù)先正定的時(shí)間 2S后，YO2 動(dòng)作使得 QF2 閉合， CPU 啟動(dòng)時(shí)間繼電器 ，經(jīng)過 備用延時(shí) 為預(yù)先設(shè)定的時(shí)間3S 后，通過 QF2 的輔助觸點(diǎn)確定 QF2 的閉合，最后 備用電源供電。 自投不復(fù)運(yùn)行模式是自投自復(fù)的前一部分，這里就簡要的 敘述 下 ， 首先檢查 2線路是否有 故障，如有 故障 則切斷故障線路并 并報(bào)警，然后 經(jīng)過常用、短路和備用延時(shí)，投入備用電路，而當(dāng)故障電路恢復(fù)正常時(shí)， CPU 也將不再動(dòng)作。用戶程序要下載到 S7200CPU 中執(zhí)行。在一個(gè)掃描周期內(nèi) CPU 執(zhí)行如下操作： 讀輸入： S7200CPU 讀取物理輸入點(diǎn)上的狀態(tài)并復(fù)制到輸入過程映像寄存器中； 執(zhí)行用戶控制邏輯： 從頭致尾地執(zhí)行程序， 一般情況下，用戶 程序從輸入映像寄存器獲得外部 控制和狀態(tài)信號(hào)，把運(yùn)算的結(jié)果寫到輸出映象寄存器中，或者存入到不同的數(shù)據(jù)保存區(qū)中； 執(zhí)行自診斷： S7200CPU 檢查整個(gè)系統(tǒng)是否工作正常； S7200CPU 的工作模式： S7200 有兩 種操作模式， 停止模式和運(yùn)行模式。 S7200 尋址： （ 1） S7200CPU 將信息存儲(chǔ)在不同 的存儲(chǔ)器單元，每個(gè)單元都有唯一的地址。 （ 2）各數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 尋址： 輸入過程映象寄存器： I 在每次掃描周期的開始， CPU 對(duì)物理輸入總是進(jìn)行采樣，并將采樣值寫入25 輸入過程映象寄存器中。 變量存儲(chǔ)區(qū)： V 你可以用 V 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序執(zhí)行過程中控制邏輯的中間結(jié)果，也可以用他來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。 S7200CPU 中，定時(shí)器可用于時(shí)間累計(jì)。究竟使用那種形式取決于所使用的指令。 高速計(jì)數(shù)器： HC 高速計(jì)數(shù)器對(duì)高速事件計(jì)數(shù)，它獨(dú)立于 CPU 的掃描周期。 累加器： AC 累加器是可以像存儲(chǔ)器一樣使用的讀寫存儲(chǔ)區(qū)。被操作的數(shù)據(jù)長度取決于訪問累加器時(shí)所使用的指令。 模擬量輸入： AI S7200 將模擬量值（如溫度或電壓）轉(zhuǎn)換成 1 個(gè)字長（ 16 位）的數(shù)據(jù)。模擬量轉(zhuǎn)換的實(shí)際精 度是 12 位。模擬量輸出值為只寫數(shù)據(jù)。 本裝置的硬件特性 ： 硬件系統(tǒng)的主要特征是 ， 由 一個(gè) CPU 和一個(gè)輸入擴(kuò)展單元以及一個(gè)輸出擴(kuò)展單元 構(gòu)成 控制部分。具體的講，就是當(dāng) 1線路 內(nèi) 部故障時(shí)，三側(cè)的短路器跳開， 2線路 能夠快速實(shí)現(xiàn)三側(cè)快速互投。 展望： 本裝置側(cè) 重研究開發(fā)低壓領(lǐng)域的雙路電源 互投， 隨著用電量的增加 BZT 的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟脑黾?，我相信隨著 BZT 裝置的不斷完善，將會(huì)為人類的生產(chǎn)和生活減少許多的不便和困難。 我所設(shè)計(jì)自動(dòng)投入裝置，存在著一個(gè)缺陷，像 CPU 的電源是雙路電源共同供電，使得裝置無法確切測的倆路電源的缺相是具體的哪一項(xiàng)。 以上都是現(xiàn)在備用 電源自動(dòng)投入裝置運(yùn)行中存在的問題，需要各方面共同努力加以改進(jìn)，使 BZT 為國家電力事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 一、 工程概況： 西夏建材城生活區(qū) 2 30住宅樓位于銀川市新市區(qū) ，橡膠廠對(duì)面。30樓 m2。設(shè)計(jì)室外地坪至檐口高度 00m，呈長方形布置，東西向，三個(gè)單元。地面除衛(wèi)生間 200 200 防滑地磚，樓梯間 50 厚細(xì)石砼 1： 1 水泥砂漿壓光外，其余均采用 50 厚豆石砼毛地面。 本工程設(shè)計(jì)為磚混結(jié)構(gòu)，共六層。 本工程設(shè)計(jì)給水管采用 PPR 塑料管，熱熔連接；排水管采用UPVC 硬聚氯乙烯管，粘接