电路备用自动投入管理论文

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摘要

近年来随着计算机在社会领域的渗透,PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用，仅PLC方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本文介绍了以S7-200PLC为核心，对某供电局110KV电网“一线两站”的备用电源自动投入装置（简称备自投）进行了控制的应用，简述了S7-200PLC的性能特点，详细阐述了备用电源自动投入装置的实现

讲述备用电源自动投入装置的软件和硬件设计。首先介绍了此系统的开发意义及使用的开发环境，MPLABIDE系统和开发使用的PIC单片机芯片以及仿真器PICMATE2002。在硬件设计中论述了硬件总体设计过程，确定了技术指标及器件的选择，着重描述了系统硬件电路设计、硬件设计框图及所使用的各种芯片功能与特性,在软件设计中重点剖析了软件设计的过程，调试部分主要介绍使用调试软件picamate2002和调试过程中出现的问题，以及最后解决问题的一些方法。

关键词：PLC一线两站备用电源自动投入

目录

摘要i

目录ii

第1章前言1

1.1PLC简介1

1.1.1可编程控制器简介2

1.1.2PLC的发展历程2

1.1.3可编程控制器的优点4

1.2基于微处理器的工业控制系统5

1.3集散控制系统5

第2章可编程控制器控制系统7

2.1继电器控制7

2.2工控计算机控制系统8

2.3冗余系统与热备用系统9

2.3.1冗余控制系统9

2.3.2热备用系统9

2.4PLC的接地10

第3章PLC自动控制系统可靠性研究11

3.1PLC控制系统可靠性简介11

3.1.1控制系统可靠性降低的主要原因11

3.1.2设计完善的故障报警系统12

3.1.3输入信号可靠性研究13

3.1.4执行机构可靠性研究14

3.2PLC控制系统抗干扰分析14

3.2.1电磁干扰源及对系统的干扰15

3.2.2PLC控制系统工程应用的抗干扰设计17

3.2.3主要抗干扰措施18

第4章备用电源自动投入的工作原理21

4.1用单片机组成的备用电源自投装置21

4.2备用电源自动投入的工作过程22

第5章备用电源自动投入电路的设计25

5.1主电路接线备用电源自动投入主电路接线25

5.2备用电源自动投入的基本要求和动作程序25

5.2.1对备用电源自动投入的基本要求25

5.2.2备用电源自动投入的动作程序26

5.2.3断路器的控制27

5.3备用电源自动投入时断路器的动作程序27

第6章PLC系统配置及程序设计29

6.1PLC系统配置29

6.1.1PLC系统硬件配置29

6.1.2PLC输入输出接线29

6.2程序设计30

6.3基于PLC的备用电源自动投入装置31

6.4BZT装置投控规则31

7.1微型、小型PLC功能明显增强32

7.2集成化发展趋势增强32

7.3向开放性转变33

7.4我国PLC生产的发展34

第8章结论37

致谢38

参考文献39

附录A40

第1章前言

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介。

1.1PLC简介

PLC作为一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统，由于性能稳定﹑干扰性能强﹑设计配置灵活等特点，已是工业控制方面得到了广泛的应用。自80年代后期，PLC已逐步渗透到了电力系统的中低压供配电自动控制中，并在传统的继电器控制系统改造工程中据了主导地位。

可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC,可编程控制器（ProgrammableController）简写成PLC，其中L为逻辑（Logic）的意思，第一台可编程控制器是1969年在美国面世的。经过30多年的发展，现在可编程控制器已经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

本文以西门子S7-200PLC为核心，对某供电局110KV电网中“一线两站”的备自投装置进行了控制，实现了两变电站的相互备用，保证了对用户的连续供电。

1.1.1可编程控制器简介

传统的继电器—接触器控制系统由于其结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中曾占主导地位。在供电系统中更是得到了广泛的应用。传统的备用电源自动投入装置(APR)就是通过继电器控制来实现母联断路器的自动投入。但继电器—接触器控制系统又有着明显的缺点:设备体积大，寿命短，可靠性差，动作速度慢，功能少，程序不可变等，完成一种基本的保护或控制任务往往都必须由多个继电器共同承担，比如一条10kV馈线的过流保护和自动重合闸控制就要用到数以十计的各种继电器，又由于继电器的触点要经常分合动作，容易损坏，降低了供电的可靠性，并增加了设备维护的工作量;同时，各继电器之间大量的连接导线不仅使调试检修困难极大，还致使变电站的各部分几乎不可能被连接成一个完整的自动化系统。因此，传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。

提高城市供用电系统的自动化程度是电网改造的一项重要内容，而变电站保护控制的技术水平又是其中的关键环节。后来，出现了结合单片机技术的备用电源自动投入装置，使该装置的可靠性等性能有了一定程度的提高，在保证供电连续性方面取得了较好的成绩。但这种改进后的装置的抗干扰能力差，限制了其使用范围，也促进了备用电源自动投入装置的进一步发展。随着经济和技术的发展、连续性和可靠性的要求越来越高，近年来，推出的可编程序控制器(PLC)以其完善的功能，很强的通用性，体积小及高可靠性等特点在各厂矿企业得到了较广泛的应用，是继电器控制柜的理想替代物。