CPU226CN西門子PLC在備用發(fā)電廠的應用
今天，隨著對工業(yè)自動化的要求越來越高，以及大量控制設備和過程監(jiān)控裝置之間通信的需要，"監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)"越來越受到用戶的重視。在動力系統(tǒng)方面，以柴油發(fā)電機組作為應急備用電源的發(fā)電廠，在工廠、礦山、高層建筑、醫(yī)院、郵電、賓館、******等許多部門都得到了廣泛的應用。為了提高供電質(zhì)量和供電可靠性，改善操作人員的工作條件，減少維護運行人員，備用發(fā)電站迫切要求實現(xiàn)自動化運行和管理。該監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)視主機(包括通信板)和若干現(xiàn)場的從站由西門子PLC組成。實現(xiàn)發(fā)電機組的數(shù)據(jù)采集、報警、存儲、備份等服務。本文主要介紹下位機CPU226CN西門子PLC的系統(tǒng)原理。
西門子PLC在備用發(fā)電廠的應用
2 系統(tǒng)的總體設計
結(jié)合生產(chǎn)實際的需要，考慮該發(fā)電機組的自動化系統(tǒng)由5大功能部件組成。
(1) 發(fā)電機組的自動啟動和自動停機;
(2) 工程市電和機電的自動切換;
(3) 發(fā)電機組電壓和頻率的自動調(diào)節(jié);
(4) 發(fā)電機組故障自動檢測，報警和故障處理;
(5) 發(fā)電機組電壓、電流、頻率、有功功率、啟動電池電壓等電量參數(shù)的自動調(diào)節(jié)。
西門子PLC在備用發(fā)電廠的應用
3 系統(tǒng)組成
3.1 CPU226CN西門子PLC的特性和特點
CPU226CN西門子PLC系列可編程控制器，性價比高，硬件配置齊全，它的特點與性能如下:
(1)機內(nèi)有高速計數(shù)器，可同時輸入6路高速脈沖，并可輸出頻率和脈寬可調(diào)的高速脈沖信號。
(2)具有21個中斷源的中斷優(yōu)先管理，并配有RS485接口，可實現(xiàn)PLC 與PC機之間的遠程通訊，便于上位機監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)。
(3)具有結(jié)構(gòu)緊湊、組裝靈活、編程簡單，抗干擾能力強、可靠性高等特點。
由此可見，它非常適用于工業(yè)控制中小型自動控制系統(tǒng)。經(jīng)分析，決定采用CN-200系列PLC系列可編程控制器作為發(fā)電機組自動控制系統(tǒng)的核心部件。
3.2 PLC 配置及I/O的分配和功能
經(jīng)過分析，本系統(tǒng)采用10個開關量輸入，10個開關量輸出和3個模擬量輸入，即可滿足系統(tǒng)控制需求，因此——PLC配置如下
西門子PLC CPU模塊：6ES7 216-2BD23-0XB8
溫度控制模塊： 6ES7 235-0KD22-0XA8
I/O的分配和功能如下:
開關量輸入:
IO.0:輸入中斷 (配合脈寬調(diào)制使用)
IO.1:方式選擇 (0-遠程控制 1-自動)
IO.2:市電檢測 (0-無市電 1-有市電)
IO.3:機電檢測 (0-無機電 1-有機電)
IO.4:油壓低 (0-油壓正常 1-油壓偏低)
IO.5:油水溫高 (0-油水溫正常 1-油水溫偏高)
IO.6:高速計數(shù)器HSCI (利用高速計數(shù)器檢測啟動電池電壓)
IO.7:緊急停車 (0-非緊急停車狀態(tài) 1-緊急停車狀態(tài))
IO.0:復位 (1-手動復位)
(利用高速計數(shù)器檢測轉(zhuǎn)速)
開關量輸入:
Q0.0:高速脈沖輸出 (通過控制直流電磁鐵調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速)
Q0.1:停機 (1-停機電磁閥動作)
Q0.2:啟動 (1-啟動馬達動作)
Q0.3:市電合閘 (1-市電主開關動作)
Q0.4:機電合閘 (1-機電主開關動作)
Q0.5:三啟失敗 (1-三啟失敗信號燈亮)
Q0.6:機組故障 (1-機組故障信號燈亮)
Q0.7:警鈴 (1-警鈴響)
Q1.0:自動強激磁 (1-強激磁繼電器動作)
Q1.1:冷啟動自動輔助 (1-冷啟動輔助裝置電磁閥動作)
模擬量輸入:
AIW0:母線電壓
AIW2:母線電流
AIW4:負載功率
西門子PLC在備用發(fā)電廠的應用
4 系統(tǒng)實現(xiàn)
發(fā)電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)由機組自動啟?？刂?，轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，電量參數(shù)自動檢測，故障自動檢測等功能模塊組成。
4.1 制動啟?？刂?
本功能模塊是根據(jù)各開關量的輸入狀態(tài)，自動控制機組的啟動、停止和機電與市電的相互切換。這主要屬于順序控制具有較強的邏輯控制。用CPU226CN西門子PLC實現(xiàn)簡易而可靠。
4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
油機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是通過CPU中高速脈沖輸出脈寬調(diào)制(PWM)功能調(diào)節(jié)可控直流電磁鐵控制柴油機油門開度來實現(xiàn)的。用CPU實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法如下:轉(zhuǎn)速信號由安裝在柴油機上磁電式傳感器獲得，CPU通過高速計數(shù)器測量油機轉(zhuǎn)速，測得轉(zhuǎn)速信號送入PID調(diào)節(jié)器，將調(diào)節(jié)器輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為脈沖寬度的時間量，再通過CPU中的脈寬可調(diào)的高速脈沖輸出(QO，0)，經(jīng)過功率驅(qū)動器控制可控制直流電磁鐵調(diào)節(jié)緊油機門開度大小，從而實現(xiàn)對油機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
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