【正文】 電源開關(guān)主要用在重要會議室、機場、賓館等緊急供電的雙電源系統(tǒng)，當(dāng)一路電源（主電源）出現(xiàn)故障的時候，另一路電源（備用電源）可以實現(xiàn)快速、自動地投切轉(zhuǎn)換，這是雙電源開關(guān)的基本功 能。由此，我們在設(shè)計 PLC 電路的時候，還必須用到 PLC的特殊功能模塊，以實現(xiàn)對電源電壓模擬量的模數(shù)轉(zhuǎn)換，供 PLC 去處理，進而實現(xiàn)電源電壓的欠壓保護。又由于在重要的會議室、機場、賓館等緊急供電場所，各用電設(shè)備的 總功率較大，必須使用發(fā)電機設(shè)備供電。首先進行主電源 A 的輸入檢測，當(dāng) PLC 檢測 A無任意相缺相時，相應(yīng) 6 的邏輯開關(guān)會閉合，使 FX2N4A/D 接受經(jīng)過 PLC基本單元檢測后傳過來的無缺相的電壓信號，則隨后進行 A電源的三相回路欠壓檢測，如果此時主電源 A 良好的話，相應(yīng)的狀態(tài)指示燈會亮，說明此刻主電源狀態(tài)良好，同時主電源與負(fù)載接通。備用電源 B啟動后，同樣要進行三相回路的缺相檢測和欠壓檢測，檢測過程同 A。 3 基于 PLC 雙電源開關(guān)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 引言 隨著 PLC 控制的普及與應(yīng)用， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。因此 PLC 的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、 容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各有自己的特點，適用場合也各有側(cè)重。 選擇恰當(dāng)?shù)?PLC 產(chǎn)品去控制一臺機器或一個過程，不僅應(yīng)考慮控制系統(tǒng)目前的需求，還應(yīng)考慮那些包含于控制系統(tǒng)未來發(fā)展目標(biāo)的需要。若考慮周到，則存儲器的擴充需求也許只要再安裝一個存儲器模塊即可滿足；如果具有可用的通信口，就能滿足增加一個外圍設(shè)備的需求。若未能合理估計現(xiàn)在和將來的目標(biāo)， PLC 控制系統(tǒng)會很快變?yōu)椴贿m宜的和過時的。又如圖 31的電氣控制過程圖中， KA1,KA2,KA3 分別作為主電源 A的三相檢測（如圖 31 所示），有且當(dāng) KA1,KA2,KA3 線圈同時得電時（即無任意相缺相），才會驅(qū)動 KM3線圈，使動和觸點 KM3 閉合，從而進行 A 的三相欠壓檢測（如圖 34 所示）。 而后 KA5 閉合時，使 KM1 得電，負(fù)載與電源 A 接通。目的是，如果主電源 A 狀態(tài)良好的話，那么常閉觸點 KA5 會得電斷開，同時發(fā)電機啟動控制回路（圖 32）中的延時繼電器線圈便不會得電，則不會啟動發(fā)電機；同時在備用電源檢測回路（ 圖 33）中的三相檢測回路中，也會由于 KA5 的作用，不會進行備用電源的輸入檢測，避免備用電源的誤動，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)的連鎖保護作用。在這里延時繼電器的作用是防止在主電源電壓波動的情況下，發(fā)電機會產(chǎn)生誤動的動作，使發(fā)電機啟動。 圖 32 發(fā)電機啟動控制回路 圖 33所示的備用電源檢測回路， KA6,KA7,KA8 分別作為備用電源 B 的三相檢測時，有且當(dāng) KA6,KA7,KA8 線圈同時得電時（即無任意相缺相），才會驅(qū)動 KM4線圈，使動合觸點 KM4 閉合，從而進行 B的三相欠壓檢測（如圖 34 所示）。 9 圖 33 備用電源檢測回路 10 圖 34 電源欠壓檢測控制 PLC 型號的選擇 目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，所以要 全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達(dá)到經(jīng)濟實用的目的。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮 ： （ 1）對輸入 /輸出點的選擇 盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。 另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60％； PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。 PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。 11 如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇 前兩種輸出方式的 PLC 。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 /點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 /點來估算；計數(shù)器 /定時器按（ 3～5）字 /個估算；有運算處理時按（ 5～ 10）字 /量估算；在有模擬量輸入 /輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 /（或輸出）一路模擬量約需（ 80～ 100）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。 在 缺乏經(jīng)驗設(shè)計 時 ，選擇容量時留有裕量要大些。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)， PLC 和 I/O響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。 （ 4）根據(jù)輸出負(fù)載的特點選型 不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價格 相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。 （ 5）對在線和離線編程的選擇 離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU，通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。專用編程器編程屬于這種情況。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程，也能實現(xiàn)在線編程。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。但模塊 式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。 特殊功能模塊的選擇 技術(shù)參數(shù) 因為要對三相電源的三線檢測，所以選用帶 4點模擬量輸入的模數(shù)轉(zhuǎn)換特殊功能模塊 FX2N4A/D。且 FX2N 系列可編程控制器最多可連接 8臺 FX2N4A/D。該模塊的 4個輸入通道，通過輸入端子變換，可以任意選擇電壓或電流輸入狀態(tài)。 FX2N4AD將接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成 12位二進制的數(shù)字量，并以補碼的形式存于 16 位數(shù)據(jù)寄存器中，數(shù)值為 2048～ +2047，傳輸速率 15 ms/kbit，綜合精度為量程的 1%。它消耗 PLC 主單元或有源擴展單元 5 V電源槽 30 mA 的電流。FX2N4AD 模塊內(nèi)部有一個數(shù)據(jù)緩沖寄存器，它由 32個 16位的寄存器組成，其內(nèi)容可以通過 PLC 的 FROM 和 TO 指令來讀出或?qū)懭搿? 圖 35 FX2N4A/D 模塊的接線方式 緩沖寄存器及設(shè)置 模擬量輸入輸入模塊 FX2N4A/D 的緩沖寄存器 BFM，是特殊功能模塊工作設(shè)定與主機通訊用的數(shù)據(jù)中介單元，時 FROM/TO 指令讀和寫操作目標(biāo)。其分配表如 表 31 14 所 示： 表 31 FX2N4A/D模塊 BFM分配表 BFM 內(nèi)容 *0 初始化通道 *1 CH1 平均值采樣次數(shù)（取值范圍 1~4096） 默認(rèn)值為 8 *2 CH2 *3 CH3 *4 CH4 5 CH1 分別存放 4個通道的平均值 6 CH2 7 CH3 8 CH4 9 CH1 分別存放 4個通道的當(dāng)前值 10 CH2 11 CH3 12 CH4 13~14 16~19 保留 15 A/D 轉(zhuǎn)換速度的設(shè)置 當(dāng)設(shè)置為 0時 ， A/D轉(zhuǎn)換速度為 15ms/ch 當(dāng)設(shè)置為 1時， A/D轉(zhuǎn)換速度為 6ms/ch 20 恢復(fù)到默認(rèn)值或調(diào)整值 21 禁止零點合增益調(diào)整 22 零點和增益調(diào)整 23 零點值 24 增益值 25~28 保留 29 出錯信息 30 識別碼 K2020 31 不能使用 15