【正文】 4AD 模擬量輸入與輸出的關系 ： 其關系 如圖 所示： PLC （ FX280MT） 模擬量輸入單元 FX2N 4AD TO FROM 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 25 頁，共 40 頁 圖 FX2N 4AD 模擬量輸入與輸出的關系 （注：預設范圍是根據(jù)模擬模塊緩存器適當設置進行選擇的，所選電流 /電壓的輸入必須選擇正確的輸入端子連接相匹配。 同時，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。 理論上說 CPU 的構成是 由 具有 運算 功能的裝置 、 具有 控制 功能的裝置 、具有數(shù)據(jù) 寄存 的裝置以 及 可以 實現(xiàn)它們之間 相互 聯(lián)系的數(shù)據(jù)、 調(diào)控 及總線構成 以及形成的狀態(tài) 。 還有就是 內(nèi)存 的 主要 功能就是 用于 存放將要使用的 程序及數(shù)據(jù)， 這一塊是 PLC 不可或缺的部分 。 此外，這一部分電源的用途還可以 為 有一 些 電路提供 24V 的 輸入 電源 ，以便這些裝置能夠正常的工作 。 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 26 頁，共 40 頁 無功 投切裝置 介紹 無功投切裝置主要的功能是對于 自動化系統(tǒng) 的統(tǒng)籌化 采集數(shù)據(jù) 以及對無功補償和優(yōu)化電壓實施動態(tài)的調(diào)控 ， 之后再將其分析到的結果送入相應的模塊 進行最后的 綜合 解析 ， 這樣便可以 形成 由 變電所主變分接頭 集中的對所有 指令 的控制，例如電容投切等。 按照方案實施無 功補償和電壓調(diào)節(jié)， 從而 使無功功率得到了自動實時補償 。 很大程度上 避免了人工監(jiān)視、手動投切的各種弊端 。所以，無功投切裝置不僅功能全面，而且對于整個電力系統(tǒng)來說也是十分重要的。 在本設計中的投切電路圖如 圖所示： 圖 無功補償裝置 電源 電壓信號 電流信號 PLC無功補償裝置 FU C FU C FU C FU C 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 27 頁，共 40 頁 第 4 章 軟件部分的設計 投切 裝置 的設計 這一部分設計的 電壓無功限值 的 區(qū)間的 歸類的話 我們 可以運 用 動態(tài) 9 區(qū)圖來 進行設計 。 具體如圖 所示 ： 5 4 3 通過上圖的分析我們可以知道， 電壓 的 控制 可以運用 逆調(diào)壓原則，當 U 變化超出電壓曲線的允許 這么一個限定 范圍 ( U 上 ~U 下 ) 亦或是 超出 Q 允許 的限定 范圍 ( Q 上 ~Q 下 ) 的話 ， 只能通過對 整定的偏移量 的情況來 發(fā)出電容器 裝置的不同指令 ，從而達到 對 電壓和無功 分布的動態(tài)調(diào)控 的目的。 Q 上 、 Q 下 代表著 無功約束 的上限和下限 ， 其中所代表的 各區(qū)動作 方式 如下。 出師狀態(tài)時，給定一定數(shù)值的 電容器投入容量， 并且此刻 電容器 的 指令 為投入。 區(qū)域 2：電壓合格，無功超上限。 區(qū)域 3：電壓超 過 上限，無功超上限。 區(qū)域 4：電壓超 過 上限，無功合格。 區(qū)域 5：電壓超 過 上限，無功超下限。 區(qū)域 6：電壓合格，無功超下限。 區(qū)域 7：電壓超 過 下限，無功超下限。 區(qū)域 8：電壓超 過 下限，無功合格。 區(qū)域 9：電壓、無功均合格。 根據(jù)上面的分析我們得到如下流程圖： 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 29 頁，共 40 頁 圖 無功電壓實時控制流程圖 系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù) 無功分析模塊 電壓分析模塊 形成變壓器分接頭調(diào)節(jié)指令 形成電容器投切指令 UU 上 上 下 UU 下 形成降低 電壓指令 形成升高 電壓指令 形成電容 切除指令 形成電容 投入指令 控制中心執(zhí)行輸出指令 無指令 判斷是否還有電容 可以投入或者切除 報警并切斷裝置 Y N 合理 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 30 頁，共 40 頁 A/D 轉換 其中 A/D 轉換的編程梯形 圖 如圖 所示 ： 圖 模擬量輸入編程梯形圖 本設計有 10 個輸入點和 11 個輸出點，考慮一定的裕量 時則 選擇 FX32MR PLC。計算實際測量的無功功率值的梯形圖如 圖 所示： 圖 實際的無功功率值 需要補償?shù)臒o功功率值的梯形圖如 圖 所示： 圖 需要補償?shù)臒o功功率值 DSIN D50 D60 [S.] [D.] X3 DIV D6 D3 D4 X1 MUL K180 D4 D50 X2 MOV D65 X014 MUL D63 D60 D51 X020 SUB D51 D64 D52 X015 MUL D50 D62 D63 X012 cosφ X013 MUL D63 D60 D64 U I ；把存 于 D50 的電壓值乘上存在 D62的電流值得數(shù)存 于寄存器 D63 ；把存 于 D63 的數(shù)值乘上存在 D60 的功率因數(shù)值得數(shù)存于寄存器 D64 ；把數(shù)值 寄存到寄存器 D65 ；把存 于 D63 的數(shù)值乘上存在 D60 的功率因數(shù)值得數(shù)存于寄存器 D51 ；把存 于 D51 的預設功率值減去 D64的實際功率值得數(shù)存于寄存器 D52 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 33 頁，共 40 頁 如何判斷投和切的梯形圖如 圖 所示： 圖 判斷投和切梯形圖 下面是當 MO 為 ON 時如何投 切的梯形圖 如圖 所示 ： 圖 電容器投入 CMP D60 M0 X016 M0 M1 M2 M200 M201 M202 ； D60 M0→ ON ； =D60 M1→ ON ； D60 M2→ ON CMP K200 D52 M3 SET S21 CMP K500 D52 M10 SET S22 CMP K900 D52 M13 SET S23 S20 S21 S22 S23 Y11 M200 M5 Y12 M200 M12 Y13 M200 M15 Y4 RET SET S20 M200 ；所需無功功率與 200再進行判斷： K200D52 M3→ ON K200=D52 M4→ ON K200D52 M5→ ON ； 所需無功功率與 200再進行判斷： K200D52 M3→ ON K200=D52 M4→ ON K200D52 M5→ ON ；同上 ；當所有電容器都投入，功率因數(shù)還過低，系統(tǒng)將啟動報警 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 34 頁，共 40 頁 當 M2 為 ON 時的梯形圖如 圖 所示 ： 圖 電容器切除 本次 所用的投切裝置，它有四組電容器組成，分別為 100kVA， 200kVA， 300kVA， 400kVA。 上面的梯形圖中，中間繼電器 M3 將啟動 100kVA 電容投入， M4 將啟動 200kVA 電容投入， M11 將啟動 200kVA， 300kVA 兩電容器投入， M14 將啟動 200kVA， 300kVA， 400kVA 投入；而 M221 將啟動 200kVA 電容切除， M224 將啟動 200kVA， 300kVA 電容切除， M231 將啟動 200kVA， 300kVA， 400kVA 切除 。 其預設值的梯形圖如圖 所示： 圖 預設值設定梯形圖 通過上面的方法我還可以對功率因數(shù)進行 的加和減，來實現(xiàn)更精確的預設值。 OUT SFT RST M300 M317 ADD D10 D62 D12 SUB D62 D10 D13 MOV M317 D10 X400 M100 X401 M101 X402 X403 X404 X405 X406 M100 X407 M101 ；將最后一個寄存器 317 中的脈沖寄存到寄存器 D10 ；將功率因數(shù)加上寄存器D10 中的值并將得數(shù)存于寄存器 D12，直到得到預設值 ；將功率因數(shù)減去寄存器D10 中的值并將得數(shù)存于寄存器 D13，直到得到預設值 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 36 頁，共 40 頁 PLC 的 編程器 簡介 本設計我選用的是 Fx10PE， Fx10PE 手持式編程器（簡稱為 HPP）可與三菱 Fx 系列 PLC 相連，以便向 PLC 寫入程序或監(jiān)控 PLC 的操作狀態(tài)。 讀出已經(jīng)存在的控制程序 寫入或修改控制程序 插入和增加控制程序 從程序中刪除指令 監(jiān)視 PLC的控制操作和狀態(tài) 改變當前狀態(tài)或監(jiān)視器件值 列屏幕菜單，監(jiān)視或修改程序狀 態(tài)，程序檢查，內(nèi)存?zhèn)魉停薷? 參數(shù)，器件轉換，清除，音響控 制 圖 手持編程器功能 編程準備 電纜連接在 ： PLC 主控制器上打開連至 Fx10PE 手持式編程器的端口蓋板，將 FX20PCAB0 編 程電纜接至該端口，電纜的另一端接至 Fx10PE 手持式編程器的右側端口。 FX10PE （ HPP） 讀 寫 刪除 插入 檢測 監(jiān)控 其他 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 37 頁，共 40 頁 圖 開機顯示內(nèi)容 若按下 [RST]和 [GO]鍵可以對 Fx10PE 手持式編程器進行復位。 ■ 符號：是指當前 “ 執(zhí)行 ” 行中的某一位，閃爍顯示在左側。 編程 （ 1） 連接 Fx10PE 手持式編程器與 PLC，置 PLC 的 “ RUN/STOP” 選擇開關為 STOP。 （ 3） 清零：在寫入一個新的程序之前，按如下操作步驟，清除 PLC 內(nèi)存 RAM 的原有內(nèi)容。該鍵盤中包括功能鍵、指令鍵、符號鍵和數(shù)字鍵 。 其面板布置如 圖 所示。 FX10PE 手持式編程器共有 35 個鍵，一些主要鍵的功能 圖 所示。 SP GO STEP HELP 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 39 頁，共 40 頁 圖 手持式編程器鍵功能說明圖 南華大學電氣工程學院畢業(yè)設計（或論文） 第 40 頁，共 40 頁 第 5 章 總 結 通過本次設計讓我進一步了解無功功率的相關知識以及 PLC 編程的基礎理論，并且能獨立的設計和編輯電路圖和程序。 無功補償裝置在電力系統(tǒng)中有著非常重要的位置，通過對電網(wǎng)中無功補償設備的合理配置，以及合理安裝補償設備就可以改善電壓質(zhì)量，提高系統(tǒng)的安全運