【導(dǎo)讀】用范圍最廣的一種控制設(shè)備,于是各高校機(jī)電類專業(yè)都開設(shè)了與此相關(guān)的課程。PLC進(jìn)行系統(tǒng)改造時(shí),常常將原有的繼電器圖直接翻譯成PLC梯形圖。代替繼電器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行總結(jié),并進(jìn)行案例解析。提出了用超小型PLC代替繼電器。輯圖的分析"闡明了PLC控制的優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 ，可代替 HZ3型轉(zhuǎn)換開關(guān)。該型轉(zhuǎn)換開關(guān)適用于交流 50~60Hz、電壓 500V 及以下的電力線路，供功率為 及以下的電動(dòng)機(jī)作為直接起動(dòng)開關(guān)、可逆轉(zhuǎn)換開關(guān)或雙速電動(dòng)機(jī)的變速開關(guān)用。 23 LW5 型 手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)用途見表 172。 LW5 型 手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)通斷能力見表 173。 24 第 3 章 斷路器操作與二次回路 斷路器控制、保護(hù)和信號回路 (簡稱二次回路接線 ) 斷路器控制、保護(hù)和信號回路電路接線如圖 1[1]所示。 QF 為斷路器， TA 為電流互 感器，KA 為電流繼電器 (GL1 25 型 )， KM 為中間繼電器， WC 為控制小母線， WS 為信號小母線，WAS 為事故信號小母線， SA 為控制開關(guān)， SB為按鈕， RD 為紅色指示燈， GN 為綠色指示燈，YO 為合閘線圈， YR為跳閘線圈， SQ SQ2 為儲能位置開關(guān)， M 為儲能電機(jī)。 圖 1 斷路器控制、保護(hù)和信號回路原理圖 斷路器控制、保護(hù)和信號回路基本要求 圖 1為采用 CT7型彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制、保護(hù)和信號回路， SA 可采用 LW2 或 LW5 型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)， 其控制的基本要求如下 (1) 只有當(dāng)儲能電機(jī)儲能完成，才能進(jìn)行合閘操作。 (2) QF 正常工作時(shí)，應(yīng)是紅燈亮，綠燈滅，并分別起到監(jiān)視跳閘和合閘回路的完好性。 (3) 當(dāng)過電流保護(hù)裝置檢測到過電流信號時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)跳閘裝置跳閘。 25 控制電路工作原理 控制電路工作原理 圖 1中， SA 為 LW2 或 LW5型轉(zhuǎn)換開關(guān)，它們的觸點(diǎn)有合閘、合閘后、分閘、分閘后四個(gè)位置。 SA 的 34觸點(diǎn)只在合閘時(shí)接通，合閘后斷開 。SA 的 12 觸點(diǎn)只在分閘時(shí)接通，分閘后斷開 。SA 的 910 觸點(diǎn)在合閘和合閘后均接通。 SQ1 和 SQ2 是彈簧儲能 電機(jī)的位置開關(guān)，未儲能時(shí)處于初始狀態(tài)。 需要合閘操作時(shí)，須先進(jìn)行彈簧儲能 :按下 SB 按鈕，儲能電機(jī) M 通電運(yùn)轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能，完畢后， SQ2 常閉觸點(diǎn)斷開， SQ1 常開觸點(diǎn)閉合，為合閘作準(zhǔn)備。 合閘時(shí)，將 SA扳向合閘 (ON)位置，其 34觸點(diǎn)接通，合閘線圈 YO通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使 QF 斷路器合閘，其輔助觸點(diǎn)使 YO線圈失電，并使 RD 紅燈點(diǎn)亮。 分閘時(shí)，將 SA扳向分閘 (OFF)位置，其 12觸點(diǎn)接通，分閘線圈 YR 通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使 QF斷路器分閘，其輔助觸點(diǎn)使 YR 線圈失電，并使 GN 綠燈點(diǎn)亮。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路 時(shí)， KM1 或 KM2 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合，也使 YR 通過較大電流而讓 QF斷路器跳閘，隨后 QF 的 34觸點(diǎn)斷開， RD滅，并使 YR失電。由于 QF是自動(dòng)跳閘，SA 仍在合閘位置， SA910 觸點(diǎn)閉合，發(fā)出事故信號，通知值班員將 SA扳向分閘位置，并使事故信號解除。 26 第 4 章 斷路器操作與 PLC控制系統(tǒng) PLC 電氣原理設(shè)計(jì) PLC 程序設(shè)計(jì)方法 (1)分析控制系統(tǒng)的控制要求 熟悉被控對象的工藝要求，確定必須完成的動(dòng)作及動(dòng)作完成的順序，歸納出順序功能圖。 (2)選擇適當(dāng)類型的 PLC 根據(jù) 生產(chǎn)工藝要求，確定 I/O點(diǎn)數(shù)和 I/O點(diǎn)的類型（數(shù)字量、模擬量等），并列出 I/O點(diǎn)清單。進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，適當(dāng)留有余量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對于一般開關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序所需存儲器的容量等于 I/O 總數(shù)乘以 8；對于只有模擬量輸入的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要 100 個(gè)存儲器字；對于既有模擬量輸入又有模擬量輸出的控制系統(tǒng)，每路模擬量需要 200 個(gè)存儲器字。確定機(jī)型時(shí)，還要結(jié)合市場情況，考察PLC 生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品及其售后服務(wù)、技術(shù)支持、網(wǎng)絡(luò)通信等綜合情況，選定性能價(jià)格比好一些的 PLC 機(jī)型。 (3)硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)所選用的 PLC 產(chǎn)品，了解其使用的性能。按隨機(jī)提供的資料結(jié)合實(shí)際需求，同時(shí)考慮軟件編程的情況進(jìn)行外電路的設(shè)計(jì)，繪制電氣控制系統(tǒng)原理接線圖。 (4)軟件設(shè)計(jì) a軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制系統(tǒng)要求將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候最好將使用的軟元件（如內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）列表，標(biāo)明用途，以便于程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、檢修時(shí)查閱。 b模擬調(diào)試。將設(shè)計(jì)好的程序下載到 PLC主單元中。由外接信號源加入測試信號，可用按鈕或小開關(guān)模擬輸入信號，用指示燈模擬負(fù)載，通過各種指示燈的亮暗情況了解程序運(yùn)行 的情況，觀察輸入 /輸出之間的變化關(guān)系及邏輯狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)修改和調(diào)整程序，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。 (5)現(xiàn)場調(diào)試 在模擬調(diào)試合格的前提下，將 PLC與現(xiàn)場設(shè)備連接?，F(xiàn)場調(diào)試前要全面檢查整個(gè)PLC 控制系統(tǒng)，包括電源、接地線、設(shè)備連接線、 I/O 連線等。在保證整個(gè)硬件連接正確無誤的情況下才可送電。將 PLC 的工作方式置為“ RUN”。反復(fù)調(diào)試，消除可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)試運(yùn)一定時(shí)間且系統(tǒng)運(yùn)行正常后，可將程序固化在具有長久記憶功能的存儲器中，做好備份。 PLC 電氣原理設(shè)計(jì) 斷路器控制、保護(hù) 和信號回路的 PLC 的 I/O 點(diǎn)分配如圖 2所示。 PLC 采用 FX2N32MR 型，共須用 7 個(gè)輸入點(diǎn)， 6 個(gè)輸出點(diǎn)。標(biāo)注情況如圖 2 所示。 SA 為普通的手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)， H 為 27 事故報(bào)警信號。 圖 2 PLC 控制系統(tǒng) I/O 接線圖 輸出端輸入端 28 PLC 控制梯形圖設(shè)計(jì) PLC 程序狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設(shè)計(jì) 由于該控制電路為順序控制電路，所以根據(jù)其基本控制要求，并對照 PLC 的輸入輸 出接線圖，即可繪出 PLC 控 制 的 程 序 狀 態(tài) 轉(zhuǎn) 移 圖 如 圖 3[2] 所示。 圖 3 PLC 控制程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 PLC 控制的梯形圖如圖 4所示 : 需要合閘操作時(shí)，須先進(jìn)行彈簧儲能 :按下 SB 按鈕， X4=1，使 Y3=Y4=1， GN 綠燈亮，儲能電機(jī) M通電運(yùn)轉(zhuǎn)，使合閘彈簧儲能，為合閘作準(zhǔn)備，完畢后， SQ1 和 SQ2 常開觸點(diǎn)閉合， Y3=0，電機(jī) M停轉(zhuǎn)，由于仍在分閘位置，所以 GN 燈應(yīng)保持亮。 合閘時(shí)，將 SA 扳向合閘位置，其常開觸點(diǎn) 接通， X1=1，使 Y1=Y4=1，合閘線圈 YO通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使 QF 斷路器合閘，合閘后， QF 的常開輔助觸點(diǎn)使 Y5=1， RD 紅燈點(diǎn)亮。 29 分閘時(shí)，將 SA 扳向分閘位置，其常開觸點(diǎn)斷開， X1=0， X3=1，使 Y2=Y5=1，分閘線圈YR 通過較大電流，操作機(jī)構(gòu)使 QF斷路器分閘，分閘未完成， RD 紅燈仍亮，分閘后 GN 綠燈點(diǎn)亮。 當(dāng)一次電路發(fā)生短路時(shí)， KM1 或 KM2 線圈得電，其常開觸點(diǎn)閉合， X6=X7=1，使 Y2=Y6=1，也使 YR 通過較大電流而讓 QF斷路器跳閘，由于 QF 是事故跳閘，應(yīng)發(fā)出事故信號，通知值 班員將 SA 扳向分閘位置，并使事故信號解除；。 圖 4 PLC 控制梯形圖 30 程序編程 根據(jù)梯形圖編寫出梯形圖對應(yīng)的程序如下所示： LD SO SET S20 STL SO LD SQ2 SET S20 STL S20 OUT GN LD SB ANI SQ2 SET S21 STL S21 OUT M OUT GN LD SQ1 AND SQ2 SET S22 STL S22 OUT RD LD SA(34) SET S23 STL S23 OUT YO LD QF SET S24 STL S24 OUT RD LD SA(12) SET S25 LD KM1 OR KM2 SET S0 STL S25 OUT YR OUT RD LD QF OUT S0 STL S0 OUT YR OUT H LD SA(910) OUT S0 SET END 31 第 5 章、 結(jié)論 斷路器控制、保護(hù)和信號回路采用 PLC 控制，與繼 電控制相比，可靠性高、調(diào)試方便，具有良好的應(yīng)用前景，值得推廣應(yīng)用。 32 致謝 為期一個(gè)五周的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）已讓我非常痛苦的接近尾聲了，我的三年大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)槟切┦煜さ碾姎庀档亩鲙焸兒透魑豢蓯鄣耐瑢W(xué)們，我們也即將揮手告別了。 四年間，每次走進(jìn)會(huì)計(jì)系教研室都會(huì)讓我感受到一種親切熱情的氛圍。無論是學(xué)習(xí)、工作生活上的問題，恩師們都會(huì)悉心給以指導(dǎo)解答，讓我倍受感動(dòng)。也就是在這里，給我的大學(xué)生涯設(shè)計(jì)點(diǎn)上了第一個(gè)逗號。我的學(xué)術(shù)論文創(chuàng)作的開始，也是從這里起步的。從某種意義上可以 說，今日的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）其實(shí)從大一時(shí)已經(jīng)開始了。會(huì)計(jì)系的老師們，給我四年的學(xué)習(xí)、成長創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境，引導(dǎo)我充分利用學(xué)校的學(xué)習(xí)資源，去發(fā)展、充實(shí)自我，而不曾虛度光陰。在此，我真誠的向你們道一聲：“謝謝！”。 很榮幸在剛進(jìn)校門時(shí)，能遇到像畢重榮老太太這樣一位為學(xué)生盡心盡責(zé)的恩師， . 我們的班主任李江濤老師，雖不曾與我們有過課程上的接觸，但對整個(gè)班級同學(xué)學(xué)習(xí)和生活上無微不至的關(guān)懷，讓同學(xué)們紛紛稱道。李老師對我個(gè)人學(xué)習(xí)、工作上的關(guān)愛，也讓我在大學(xué)期間備受其益，著實(shí)感動(dòng)。 嚴(yán)漢民老師和李月娥老師分別在院、系擔(dān) 任重要職務(wù)，公務(wù)冗忙，但對會(huì)計(jì)學(xué)社工作的開展給予了極大的支持。讓我愧疚的是，個(gè)人能力有限，沒能為整個(gè)會(huì)計(jì)系的學(xué)生做出太多貢獻(xiàn)，在此深表感謝和歉意。李老師是我的會(huì)計(jì)學(xué)入門老師，給我的專業(yè)方向打下了良好的基礎(chǔ)，她是“師父送上馬”的那樣一位恩師。而嚴(yán)老師現(xiàn)在又是我畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的指導(dǎo)老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，沒少費(fèi)心思。從論文創(chuàng)作的選題、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、甚至是編排格式上都悉心指導(dǎo)，提出了寶貴意見，讓我在專業(yè)論文創(chuàng)作上又進(jìn)了一步。就整個(gè)大學(xué)而言，嚴(yán)老師可以說是“扶我下馬”的過程。在他這里，我學(xué)到了許多以前沒有學(xué)到的東西， 包括做人方式。至今清晰記得在工作單位實(shí)習(xí)時(shí)，嚴(yán)老師幾經(jīng)周折把電話打到單位，親切追問畢業(yè)論文的進(jìn)展情況的情形。當(dāng)著諸位同事的面，我沒有把感動(dòng)、愧疚以及對校園思念的淚水流出來，多么熟悉的聲音，讓我重溫久別校園的親切。嚴(yán)老師，謝謝你！ 篇幅所限，不便把各位恩師一一列舉出來，表達(dá)我的感激之情，在此對會(huì)計(jì)系其他專業(yè)課老師一并表示感謝。他們是：汪長英老師、葉新宇老師、單新萍老師、任芳老師、屈文彬老師，還有心直口快的楊亞萍老師和敦厚溫和的金春來老師等。盡管由于年級原因，各位老師可能離我漸漸遠(yuǎn)去，但他們四年期間對我的幫助與教誨，我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記，他們的音容笑貌仍舊不時(shí)浮現(xiàn)在我的眼前。各位老師鮮明地個(gè)性特點(diǎn)和人格魅力將是我回憶中的大學(xué)生涯重要的組成部分。 “不積跬步無以至千里”，這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于各位老師四年間的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。最后，我向中國地質(zhì)大學(xué)管理學(xué)院會(huì)計(jì)系得全體老師們再次表示衷心感謝：謝謝你們，謝謝你們四年的辛勤栽培！ 33 參考文獻(xiàn) [1] 林小峰 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京：高等教育出版社， 1994 [2] 田瑞庭 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [3] 張萬忠 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [4] 于慶廣 .可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社 .2020 [5] 廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 2020. [6] 張運(yùn)波 .工廠電氣控制技術(shù) . 北京 : 高等教育出版社 2020 34 附錄 斷路器控制、保護(hù)和信號回路原理圖 .