【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 22 24 跳閘后 － － － － － － － － － 預(yù)備合閘 － － － － － － － － － － － 合閘 － － － － － － － － － － 合閘后 － － － － － － － － － － 預(yù)備跳閘 － － － － － － － － － － － 跳閘 － － － － － － － － － － 注 表示觸點(diǎn)接通；－表示觸點(diǎn)斷開。 泓格模塊 RS485 總線概述 分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展在自動(dòng)化領(lǐng)域迫切需要一種總線能適合遠(yuǎn)距離的數(shù)字通信。 EIA 研究出了 以 RS422 標(biāo)準(zhǔn) 為 基礎(chǔ) 的 一種支持多節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離和接收高靈敏度的RS485 總線標(biāo)準(zhǔn)。 總線 在 RS485 標(biāo)準(zhǔn) 下 采用平衡式發(fā)送，差分式接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動(dòng)， 每個(gè)RS485 串口由 SN75176 收發(fā)器制成 ，各個(gè)收發(fā)器可用雙絞線并聯(lián)起來。當(dāng)任意兩個(gè)RS485 串口相互通信時(shí)采用了平衡差分電路的原理：兩根信號(hào)線上的電流和電壓均反向，且大小基本相等，使得兩根信號(hào)線上的電壓差 UaUb 基本不含噪聲電壓。 RS485 總線的優(yōu)點(diǎn) RS232 和 RS485 定義了電壓 ,阻抗等 .但不對(duì)軟件協(xié)議給予定義，區(qū)別于 RS232, RS485 的特性包括： 位置 位置 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 8 頁(yè) 共 44 頁(yè) 1） RS485 的數(shù)據(jù)傳輸速率為 10Mbps,優(yōu)于 RS232； 2） RS485 接口是平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力變強(qiáng)； 3） RS485 接口的最大傳輸距離可達(dá) 3000 米 ,而 RS232 最大傳輸距離只有 15米； 4） RS232C 接口只允許連接 1 個(gè)收發(fā)器，而 RS485 接口允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器。 5） RS485 的電氣特性：接口信號(hào)電平比 RS232C 降低了，不會(huì)損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，方便與 TTL 電路連接。邏輯“ 1”以兩線間的電壓差為 +（ 2— 6） V 表示；邏輯“ 0”以兩線間的電壓差為 — （ 2— 6） V 表示； RS485 的應(yīng)用原則 RS485 支持半雙工或全雙工模式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟话悴捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，采用一條總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn) 串接起來 ， 不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)。從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。 減緩信號(hào)的前后沿斜率有利于降低總線匹配引出線長(zhǎng)度的要求和改善信號(hào)質(zhì)量，還可 以讓 信號(hào)中的高頻成分 縮小 ，電磁輻射 減少 。 I7000 系列分布式監(jiān)控模塊介紹 I7000 系列模塊是臺(tái)灣泓格公司推出的一系列的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和控制模塊 。I7000 系列產(chǎn)品具有內(nèi)置的微處理器和堅(jiān)固的工業(yè)級(jí)塑料外殼 ,I7000 模塊的特點(diǎn)之一就是采用 RS485 總線進(jìn)行相互通訊，可同時(shí)連接 256 個(gè)模塊，聯(lián)機(jī)簡(jiǎn) 捷，控制方便可靠。 I7000 系列產(chǎn)品支持 DCON 協(xié)議，采用問答式通訊方式，以簡(jiǎn)單的 ASCII 碼格式，方便進(jìn)行調(diào)試和編程，也可以很容易的和其他協(xié)議進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，融入用戶現(xiàn)有自動(dòng)化系統(tǒng)。 它提供了模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，數(shù)字輸入與輸出，定時(shí)與計(jì)數(shù)以及其他功能。 I7520 轉(zhuǎn)換模塊 I7520 為 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換模塊，該模塊直接插在 PC 的擴(kuò)展槽內(nèi)，無需另外提供工作電源。 I7520 內(nèi)含自調(diào)功能。它可以自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)通信的波特率和數(shù)據(jù)格式，從而準(zhǔn)確的控制 RS485 網(wǎng)絡(luò)，減少系 統(tǒng)花費(fèi)，增加系統(tǒng)的可靠性。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 I7520外觀圖 及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 I7520 是泓格模塊中的一種，可用于將 RS232 的信號(hào)轉(zhuǎn)化成 RS485 的信號(hào)，使RS232 的數(shù)據(jù)在 RS485 的網(wǎng)絡(luò)上傳輸。 I7520 模塊的規(guī)格如下： ?輸入： RS232 協(xié)議 ?輸出：雙線式 RS485 協(xié)議（ 2 線， D+， D） ?連接器：插卡式螺絲固定接線盒 ?速率：內(nèi)置“自適應(yīng)芯片”可改變波特率（范圍： 300bps~115200bps） ?沒有中繼器時(shí)一個(gè) RS485 網(wǎng)絡(luò)最多可以有 256 個(gè)模塊 ?有配中繼器時(shí)一個(gè) RS485 網(wǎng)絡(luò)最多可以有 2048 個(gè)模塊 ?隔離電壓： 3000VDC 隔離在 RS232 邊 ?要求使用中繼器：大于 4000 英尺距離或超過 256 個(gè)模塊 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 10 頁(yè) 共 44 頁(yè) ?電源要求： +10V~+30VDC ?耗電量： （ Max） I7063D 數(shù)字輸入 /輸出模塊 I7063D 接收從線路采集到的狀態(tài)量作為輸入（ 8 通道隔離輸入支持計(jì)數(shù)器功能 ），通過嵌入式控制器和 RS485 接口與電腦相連，同時(shí)可接收來自電腦的控制信號(hào)，控 制繼電器的狀態(tài)。 I7063D 帶有 LED 顯示的 功率繼電器輸出模塊 /隔離開關(guān)量輸入模塊 ，且 支持雙看門狗和輸入計(jì)數(shù)器。 圖 I7063D外觀圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 I7063D 為繼電器輸出模塊，有 8 通道隔離數(shù)字輸入輸入， 3 通道功率繼電器輸出。 ?輸入阻抗： 3KΩ 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 11 頁(yè) 共 44 頁(yè) ?隔離電壓： 3750Vrms ?輸入頻率： 100Hz ?觸電容量： 250V@5A（交流）， 30V@5A（直流） ?電源電壓： +10V~+30VDC ?電源功耗： 模塊命令介紹 分布式模塊的命令格式被分成發(fā)送與響應(yīng)兩部分。發(fā)送的部分由計(jì)算機(jī)發(fā)送命令給分布式模塊，此部分包含以下幾個(gè)字段： 1）發(fā)送部分：（前導(dǎo)字段）（地址）（命令）（ CHR）（ CR） 前導(dǎo)字段： 1 個(gè)字節(jié)，標(biāo)明命令的類型。模塊的控制命令通常被分成幾個(gè)不同的類型，使用一些特殊字符，如 $、 、 ~等進(jìn)行分類。 地址： 2 個(gè)字節(jié)，表示命令將送至模塊。有 256 個(gè)地址，模塊的地址范圍為 00~FF。 命令： 1 個(gè)或多個(gè)字節(jié)，指定模塊執(zhí)行的命令，使用不同的數(shù)字來表示不同的功能。 CHK：冗余校驗(yàn)，使用程 序?qū)⑺袀鬏數(shù)淖址?ASCⅡ?qū)φ沾a中的地址數(shù)值相加，保留最后一個(gè)字節(jié)，拆成前后兩個(gè)字符作為校驗(yàn)值。 CR：結(jié)尾字符，一般為 [Enter]、 (CR)或 (Cr) 無論是主控計(jì)算機(jī)發(fā)送的字符串命令或分布式模塊返回的執(zhí)行結(jié)果，每個(gè)部分都包含有 1 個(gè)至數(shù)個(gè)不等的字符。除了（ CHR）和（ CR）兩部分，其他部分均為可見字符。 組態(tài)王 組態(tài)王軟件是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，面向低端自動(dòng)化市場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，集成了對(duì)亞控科技自主研發(fā)的工 業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，可以為企業(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)，使企業(yè)能夠及時(shí)有效地獲取信息，及時(shí)地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。 組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 12 頁(yè) 共 44 頁(yè) 這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開 發(fā)的重要作用。使用它考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 3 斷路器控制回路 傳統(tǒng)斷路器控制回路 手動(dòng)合 /跳閘控制回路 由開關(guān)觸點(diǎn)表 1 可知，這種控制開 關(guān)有六個(gè)位置，其中分為預(yù)備合閘和預(yù)備跳閘操作位置、合閘和跳閘操作位置與合閘后和跳閘后固定位置。根據(jù)控制開關(guān)觸點(diǎn)特性設(shè)計(jì)出斷路器合 /跳閘控制電路，如圖所示： 圖 斷路器基本跳 /合閘 控制電路 圖 中， FU 熔斷器； R 限流電阻； KM 合閘接觸器； YC 合閘線圈； YT 跳閘線圈。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 13 頁(yè) 共 44 頁(yè) 1）手動(dòng)合閘。操作前，斷路器處于跳閘后狀態(tài)，故斷路器輔助觸點(diǎn) QF1 處于閉合狀態(tài)，觸點(diǎn) SA910 接通，由于限流電阻 R 存在，跳閘線圈 KM 須通過較大電流才會(huì)動(dòng)作， QF1 不會(huì)斷開，所以綠燈常亮。將控制開關(guān)手柄順時(shí)針方向轉(zhuǎn) 90176。， 即進(jìn)入“預(yù)備合閘”位置，使觸點(diǎn) SA9 SA1413 接通，而 SA1110 斷開，由于限流電阻 R，合閘接觸器 KM 不帶電，所以合閘線圈不動(dòng)作，燈為綠燈閃光。接下來可將控制開關(guān)再順時(shí)轉(zhuǎn) 45176。至“合閘”位置。此時(shí)，觸點(diǎn) SA58 接通，限流電阻被短接，合閘接觸器 KM 帶電， KM 輔助觸點(diǎn)閉合，合閘線圈動(dòng)作，致使斷路器電磁式操動(dòng)機(jī)構(gòu)合閘。合閘完畢后，斷路器輔助觸點(diǎn) QF1 斷開。操作人員放開操作手柄，手柄會(huì)在內(nèi)部彈簧作用下返回到垂直位置，即“合閘后”位置，表示斷路器已處于合閘狀態(tài)。 2）手動(dòng)跳閘。操作前，斷路器處于合閘 后狀態(tài)，故斷路器輔助觸點(diǎn) QF2 處于閉合狀態(tài)，觸點(diǎn) SA1613 接通，由于限流電阻 R 存在，跳閘線圈 YT 須通過較大電流才會(huì)動(dòng)作， QF2 不會(huì)斷開，所以紅燈常亮。將控制開關(guān) SA 由“合閘后”的垂直位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)至“預(yù)備跳閘”的水平位置，致使 SA1314 接通。同理，由于限流電阻 R 存在，QF2 不會(huì)斷開。再將控制開關(guān) SA 進(jìn)一步逆時(shí)針轉(zhuǎn)至“跳閘”位置，觸點(diǎn) SA67 接通，由于限流電阻 R 被短接，故有較大電流通過跳閘線圈 YT，致使 YT 動(dòng)作，斷路器跳閘，斷路器輔助觸點(diǎn)發(fā)生變化。操作人員放開手柄后，控制開關(guān)在內(nèi)部彈簧作用下，自動(dòng)彈回 “跳閘后”的水平位置，控制開關(guān)觸點(diǎn) SA1110 接通。再次操作時(shí)，按以上步驟進(jìn)行。 自動(dòng)合 /跳閘控制回路 自動(dòng)合閘裝置動(dòng)作時(shí)， K1 閉合，接下來同手動(dòng)方式類似，此時(shí)開關(guān) SA 處于跳閘后位置，故 SA1415 連通；因斷路器已處于合閘狀態(tài)， QF2 變?yōu)楹衔唬t燈閃光，但由于限流電阻， YT 不動(dòng)作，所以 SA 與斷路器實(shí)際狀態(tài)不符，提醒運(yùn)行人員調(diào)整開關(guān) SA 至“合閘后”位置。自動(dòng)跳閘裝置（ KCO）動(dòng)作，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，接下來同手動(dòng)方式類似，此時(shí)開關(guān) SA 處于合閘后位置，故 SA910 連通；因斷路器已處于跳閘狀態(tài)， QF1 變?yōu)楹衔?，綠燈閃光，但由于限流電阻， KM 不動(dòng)作，所以 SA 與斷路器實(shí)際狀態(tài)不符，提醒運(yùn)行人員調(diào)整開關(guān) SA 至“跳閘后”位置。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁(yè) 共 44 頁(yè) 圖 自動(dòng)合 /跳閘控制回路 圖 中，自動(dòng)合閘裝置開關(guān) K1；繼電保護(hù)裝置開關(guān) KCO； FU 熔斷器； R 限流電阻； KM 合閘接觸器； YC 合閘線圈； YT 跳閘線圈。 遠(yuǎn)動(dòng)跳閘控制回路 遠(yuǎn)動(dòng)跳閘工作原理與自動(dòng)跳閘類似，主要區(qū)別在于一個(gè)在遠(yuǎn)方的操作控制中心，一個(gè)在斷路器使用處。 圖 圖 中，自動(dòng)合閘裝置開關(guān) K1；遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān) K2；繼電保護(hù) 裝置開關(guān) KCO； FU熔斷器； R 限流電阻； KM 合閘接觸器； YC 合閘線圈； YT 跳閘線圈。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 15 頁(yè) 共 44 頁(yè) 防“跳躍”電路 斷路器中所謂的“跳躍”，是指人員運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)合閘，斷路器在線路上發(fā)生故障后，但又被繼電保護(hù)裝置動(dòng)作處于跳閘狀態(tài)，由于控制開關(guān)在“合閘”位置，從而引起斷路器又一次重新合閘，這樣導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)多次連續(xù)跳、合閘的現(xiàn)象。由于斷路器發(fā)生連續(xù)的跳、合閘，必定會(huì)造成絕緣油下降，油溫上升等情況，嚴(yán)重的損壞斷路器，甚至還會(huì)引起斷路器爆炸，所以設(shè)計(jì)斷路器控制回路時(shí)，必須裝設(shè)電氣連鎖裝置來防止跳躍。 應(yīng)用的防跳回路有兩 種，一種是操作箱的防跳回路，還有一種是用機(jī)構(gòu)箱本身的防跳回路 ]15[ 。 圖 圖 中， KCF 為防跳繼電器，它包含兩個(gè)線圈：電流線圈 KCFI 為啟動(dòng)線圈，接在跳閘回路中；電壓線圈 KCFV 為自保持線圈，通過本身的動(dòng)合觸點(diǎn)接入合閘回路中。 當(dāng)合閘過程中，如遇到永久性故障，因而保護(hù)繼電器 KCO 閉合，斷路器跳閘，并啟動(dòng)防跳繼電器的電流線圈 KCFI，使其輔助觸點(diǎn) KCF1 閉合。如果