PLC在應急發(fā)電機中的應用研究

PLC在應急發(fā)電機中的應用研究PAGEPAGE1————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 個人收集整理勿做商業(yè)用途個人收集整理勿做商業(yè)用途PAGE個人收集整理勿做商業(yè)用途中國石油大學(華東)現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設計（論文）題目：PLC在應急發(fā)電機中的應用研究學習中心:重慶信息工程專修學院奧鵬學習中心年級專業(yè):0409級電氣工程及自動化學生姓名：劉飛學號：045148022指導教師：韓亞軍職稱：講師導師單位：重慶信息工程專修學院中國石油大學（華東）遠程與繼續(xù)教育學院論文完成時間：年月日中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設計（論文）任務書發(fā)給學員劉飛1．設計（論文)題目:PLC在應急發(fā)電機中的應用研究2．學生完成設計(論文)期限：年月日至年月日3．設計（論文）課題要求：通過對應急發(fā)電機自啟動要求的分析，結(jié)合裝備現(xiàn)狀、配電系統(tǒng)的設計要求，利用PLC(可編程控制器）改造現(xiàn)有設備的優(yōu)勢，提出了詳細的設計思路和方案以供參考。

4．實驗（上機、調(diào)研）部分要求內(nèi)容:利用所學的PLC編程，并在實驗平臺操作其程序,在設計的圖形中必須在實驗室中操作將其流程實驗成功后，再規(guī)范處理。把內(nèi)容和實踐相結(jié)合達到統(tǒng)一。在調(diào)研的過程中要了解到發(fā)電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各種發(fā)電機的結(jié)構(gòu),這樣才能更好的理解到應急發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及原理。5．文獻查閱要求:[1］田瑞庭.可編程控制器應用技術.北京：機械工業(yè)出版社。1994［2］程控制器原理及系統(tǒng)設計。北京:清華大學出版社。2004[3］吳道悌,王建華.電動學實驗[M］.北京：高等教育出版社.1995［4]湯蘊謬.電機學。北京:機械工業(yè)出版社。20016．發(fā)出日期：年月日7．學員完成日期:年月日指導教師簽名：學生簽名：PAGE15摘要通過對應急發(fā)電機自啟動要求的分析,結(jié)合裝備現(xiàn)狀、配電系統(tǒng)的設計要求,利用PLC（可編程控制器）改造現(xiàn)有設備的優(yōu)勢，提出了詳細的設計思路和方案以供參考。

通常傳統(tǒng)發(fā)電機控制采用落后繼電接觸器控制方式，中間繼電器和時間繼電器太多，體積大，功能少，壽命短，線路復雜，接點多，造成故障多可靠性差，維修困難;而采用微電子技術由于集成電路（IC）的系統(tǒng)芯片種類繁多，體積大，設計周期長，費用低，工藝復雜，抗干擾性差，可靠性差;而可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、通信技術而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點，近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛的應用。應急發(fā)電機組用PLC控制有很多優(yōu)點，它主要通過軟件控制，從而省去了硬件開發(fā)工作，外圍電路很少，大大提高了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力；由于它簡單易行的可編程序功能，無須改變系統(tǒng)的外部硬件接線，便能改變系統(tǒng)的控制要求，使系統(tǒng)的“柔性”大大提高。在生產(chǎn)過程中突然停電,應急發(fā)電機立即給設備繼續(xù)供電。應急電源原動機一般采用一臺獨立冷卻和供油系統(tǒng)的柴油機，并設有自啟動裝置，保證在主站失電后0-50秒內(nèi)啟動,應急電網(wǎng)通常為主電網(wǎng)的一部分，在正常情況下,這些用電設備由總配電板供電，只是在應急情況下由應急發(fā)電機組供電,因此在應急配電板上的應急發(fā)電機主開關與主開關向應急配電板供電的開關之間設有電氣聯(lián)鎖，以保證安全。關鍵詞：PLC應急發(fā)電機目錄TOC\o"1—3"\h\z\u摘要 iHYPERLINK\l”_Toc187132413"目錄 iiHYPERLINK\l”_Toc187132414”第1章前言 1HYPERLINK\l”_Toc187132415”第2章PLC的概述和原理 2HYPERLINK\l”_Toc187132416”2。1PLC概述 22.2PLC技術及工作原理 2_Toc187132419"3.1發(fā)電機概述 4_Toc187132422”3.3.1汽油發(fā)電機原理 5HYPERLINK\l”_Toc187132423”3.3。2同步發(fā)電機工作原理 53.3.4汽輪發(fā)電機原理 73。3.5水輪發(fā)電機原理 7HYPERLINK\l”_Toc187132427"3。3.6新型水冷式交流發(fā)電機原理和應用 7HYPERLINK\l”_Toc187132428”第4章PLC在發(fā)電機中的主要設計功能 94。1主要功能 9HYPERLINK\l”_Toc187132430"4。2機組-—自控的特點 11第5章結(jié)論 14致謝 15參考文獻 16第1章前言可編程控制器簡稱PLC，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的.它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時,計數(shù)與算術操作等到面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程迄今,PLC技術已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在技術發(fā)展的各個階段,電力系統(tǒng)已經(jīng)得到了不同的應用。在高壓輸電網(wǎng)（35kV以上)、中壓輸電網(wǎng)（10kV—35kV）以及低壓(10kV以下)的各個領域，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崝?shù)率不斷提高.現(xiàn)階段，在低壓配電網(wǎng)上傳輸數(shù)率已由1Mbps發(fā)展到2Mbps、14Mbps、24Mbps、45Mbps甚至達到100Mbps和200Mbps的高速率，傳輸距離可達300米。在中壓配電網(wǎng)傳輸技術方面，高于10Mbps數(shù)據(jù)信號的設想和方案也日益引起人們的重視并開發(fā)成功。充分利用PLC的指令和功能編制程序，盡量減少外圍控制元器件和接口,電路簡單，操作方便，便于維護。利用PLC的高速計數(shù)器功能，準確測出機組轉(zhuǎn)速，不采用原來的測速發(fā)電機、轉(zhuǎn)速表,避免了安裝困難并提高了可靠性。采用PLC控制的自動化柴油發(fā)電機組，硬件結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,響應速度快，性能、價格比很高，和單片機系統(tǒng)相比具有極高的可靠性.個人收集整理,勿做商業(yè)用途本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途第2章PLC的概述和原理2。1PLC概述可編程控制器簡稱PLC:英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的.它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制,定時，計數(shù)與算術操作等到面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是一種以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術、通信技術和傳統(tǒng)的繼電器控制技術而發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置，具有編程容易、體積小、使用靈活方便、抗干擾能力強、可靠性高等議席列優(yōu)點，是專門為工業(yè)控制應用而設計的一種通用控制器，近年來在工業(yè)生產(chǎn)的許多領域，如冶金、機械、電力、石油、煤炭、化工、輕紡、交通、食品、環(huán)保、輕工、建材等工業(yè)部門得到了廣泛的應用，已經(jīng)成為工業(yè)自動化的三大支柱之一。2.2PLC技術及工作原理PLC即電力線通信是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。迄今，PLC技術已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，在技術發(fā)展的各個階段，電力系統(tǒng)已經(jīng)得到了不同的應用。在高壓輸電網(wǎng)（35kV以上)、中壓輸電網(wǎng)（10kV-35kV)以及低壓（10kV以下)的各個領域,數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崝?shù)率不斷提高?，F(xiàn)階段，在低壓配電網(wǎng)上傳輸數(shù)率已由1Mbps發(fā)展到2Mbps、14Mbps、24Mbps、45Mbps甚至達到100Mbps和200Mbps的高速率，傳輸距離可達300米。在中壓配電網(wǎng)傳輸技術方面,高于10Mbps數(shù)據(jù)信號的設想和方案也日益引起人們的重視并開發(fā)成功。PLC的工作原理：電力線是一個極其不穩(wěn)定的高躁聲、強衰減的傳輸通道,要實現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負載引起的信號衰減等主要因素對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

為了解決以上低壓配電網(wǎng)中各因素對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，在國際范圍內(nèi)，低壓配電網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)通信普遍選擇了正交頻分復用技術OFDM（OrthogonalFrequencyDivision—Multiplexing）作為核心調(diào)制技術。OFDM技術采用多路窄帶正交子載波，同時傳輸多路數(shù)據(jù),每路信號的碼元時間較長，可以避免碼元間干擾。通過動態(tài)選擇可用的子載波，該技術可以減少窄帶干擾和頻率的谷點的影響.OFDM技術起源于二十世紀六十年代，主要用于軍用高頻通信系統(tǒng)。70年代,隨著離散傅立葉變換來實現(xiàn)多載波調(diào)制技術的提出，以及近年來數(shù)字信號處理（DSP）技術的飛速發(fā)展，OFDM作為一種可以有效對抗信號波形間干擾的高速傳輸技術被廣泛應用于民用通信系統(tǒng)中。目前在無線局域網(wǎng)已經(jīng)采用了該技術,第四代移動通信（4G）中將采用OFDM技術。PLC的幾種接入方案,在低壓配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)一般情況下,由頭端（HE）和用戶端（CE)組成.頭端一般安裝在配電變壓器低壓出線端，它主要實現(xiàn)PLC高頻信號和傳統(tǒng)的寬帶通信信號的互相轉(zhuǎn)換。PLC頭端的一側(cè)通過電容或電感耦合器連接電力電纜,注入和提取高頻PLC信號；另一側(cè)通過傳統(tǒng)電信接入方式,如xDLS、光纖或以太網(wǎng)等連接至Internet。用戶側(cè)稱為“電力貓”的設備,主要由接口、調(diào)制解調(diào)和耦合等三部分組成.用戶的計算機通過以太網(wǎng)接口或USB接口、普通話機通過RJ-11接口與“電力貓”相連.實現(xiàn)高速上網(wǎng)、IP電話以及IP視頻等多媒體接入服務.文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途第3章發(fā)電機原理3.1發(fā)電機概述發(fā)電機是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動,將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能.發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防,科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律.因此，其構(gòu)造的一般原則是:用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘?gòu)成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率,達到能量轉(zhuǎn)換的目的。發(fā)電機已實施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度,未取得出口質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準出口.3。2發(fā)電機的分類發(fā)電機分：直流發(fā)電機和交流發(fā)電機交流發(fā)電機分：同步發(fā)電機和異步發(fā)電機(很少采用）交流發(fā)電機還可分為單相發(fā)電機與三相發(fā)電機.3。3發(fā)電機結(jié)構(gòu)及工作原理發(fā)電機通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成.轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應電勢，通過接線端子引出,接在回路中，便產(chǎn)生了電流。柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下,體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’.各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應’原理，發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。3.3。1汽油發(fā)電機原理汽油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將汽油的能量轉(zhuǎn)化為電能.在汽油機汽缸內(nèi)，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機與汽油機曲軸同軸安裝，就可以利用汽油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應'原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流.3.3。2同步發(fā)電機工作原理主磁場的建立：勵磁繞組通以直流勵磁電流,建立極性相間的勵磁磁場,即建立起主磁場。載流導體：三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。切割運動：原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當于繞組的導體反向切割勵磁磁場）。交變電勢的產(chǎn)生:由于電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源.3.3。3直流發(fā)電機的工作原理直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應產(chǎn)生的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼ｋ娝⑸喜患又绷麟妷?，用原動機拖動電樞使之逆時針方向恒速轉(zhuǎn)動，線圈兩邊就分別切割不同極性磁極下的磁力線,而在其中感應產(chǎn)生電動勢，電動勢方向按右手定則確定.這種電磁情況表示在圖上.由于電樞連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，，因此，必須使載流導體在磁場中所受到線圈邊ab和cd交替地切割N極和S極下的磁力線,雖然每個線圈邊和整個線圈中的感應電動勢的方向是交變的．線圈內(nèi)的感應電動勢是一種交變電動勢，而在電刷A,B端的電動勢卻為直流電動勢(說得確切一些，是一種方向不變的脈振電動勢)。因為，電樞在轉(zhuǎn)動過程中，無論電樞轉(zhuǎn)到什么位置,由于換向器配合電刷的換向作用，電刷A通過換向片所引出的電動勢始終是切割N極磁力線的線圈邊中的電動勢，因此，電刷A始終有正極性。同樣道理，電刷B始終有負極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如每極下的線圈數(shù)增多，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動勢。這就是直流發(fā)電機的工作原理。同時也說明子直流發(fā)電機實質(zhì)上是帶有換向器的交流發(fā)電機。從基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可工作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，只是約束的條件不同而已.在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓,將電能輸入電樞,機械能從電機軸上輸出，拖動生產(chǎn)機械,將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機，如用原動機拖動直流電機的電樞，而電刷上不加直流電壓，則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機。同一臺電機,能作電動機或作發(fā)電機運行的這種原理．在電機理論中稱為可逆原理。3.3。4汽輪發(fā)電機原理蒸汽機利用高溫高壓的蒸汽膨脹做功,通過連桿、曲柄將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鬏S的旋轉(zhuǎn)運動,帶動發(fā)電機發(fā)電。蒸汽輪機是用蒸汽來推動輪機轉(zhuǎn)動的,它運轉(zhuǎn)的基本原理和常見的風車相似,蒸汽輪機是由一個中央很厚的鋼盤及鋼盤外沿有很多密排的葉片組成的主體結(jié)構(gòu)。從鍋爐里出來的高壓過熱蒸汽從噴嘴噴到葉片上時，輪機就轉(zhuǎn)動起來，蒸汽速度越大，輪機轉(zhuǎn)動得越快（也就是蒸汽的內(nèi)能在噴射中變成蒸汽的動能,它的動能又轉(zhuǎn)變?yōu)闄C軸旋轉(zhuǎn)的機械能）。3。3。5水輪發(fā)電機原理水輪發(fā)電機的安裝結(jié)構(gòu)形式通常由水輪機的型式確定。主要有以下幾種型式:臥式結(jié)構(gòu)臥式結(jié)構(gòu)的水輪發(fā)電機通常有沖擊式水輪機驅(qū)動。立式結(jié)構(gòu)國產(chǎn)水輪發(fā)電機組廣泛采用立式結(jié)構(gòu)。立式水輪發(fā)電機組通常由混流式或軸流式水輪機驅(qū)動.立式結(jié)構(gòu)又可分為懸式和傘式.發(fā)電機推力軸承位于轉(zhuǎn)子上部的統(tǒng)稱為懸式，位于轉(zhuǎn)子下部的統(tǒng)稱為傘式。貫流式結(jié)構(gòu)貫流式水輪發(fā)電機組由貫流式水輪機驅(qū)動。貫流式水輪機是一種帶有固定或可調(diào)轉(zhuǎn)輪葉片的軸流式水輪機的特殊型式。它的主要特征是轉(zhuǎn)輪軸線采取水平或傾斜布置，并與水輪機進水管和出水管水流方向一致。貫流式水輪發(fā)電機具有結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕的優(yōu)點,廣泛用于低水頭的電站中.3.3.6新型水冷式交流發(fā)電機原理和應用冷式交流發(fā)電機利用水來代替風扇進行冷卻。交流發(fā)電機主要的發(fā)熱部位是定子，水冷式交流發(fā)電機重點冷卻部分就是定子及線圈繞組。發(fā)電機的前端蓋和后端蓋用鋁材制造,開有水道槽.定子及線圈繞組用合成樹脂固定密封，定子與轉(zhuǎn)子之間有鋁質(zhì)圍板與水道隔離.水道與進水管和出水管連通，進水管和出水管分別與發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)連通.這樣，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,冷卻水在發(fā)動機水泵的帶動下循環(huán)流動，通過發(fā)電機殼體,可以有效地冷卻定子線圈繞組、定子鐵芯,同時也冷卻轉(zhuǎn)子、內(nèi)藏式調(diào)節(jié)器和軸承等其它發(fā)熱零部件.水冷式交流發(fā)電機與風冷式交流發(fā)電機相比,內(nèi)部構(gòu)造復雜了，防漏密封要求提高了，成本也會增加。同時因聯(lián)接水管的問題，安裝布置也受到諸多限制,自由度減少了。但是，水冷式交流發(fā)電機的發(fā)電及低噪聲性能，是風冷式交流發(fā)電機無法比擬的。首先，水冷式交流發(fā)電機具有良好的低速充電特性.我們知道，在交流發(fā)電機的電流特性曲線上有一個“拐點”，即超過所謂“0安培速度”之后才會有電流產(chǎn)生,電流上升到一定程度才能充電.在哪個轉(zhuǎn)速以上才出現(xiàn)“拐點”和達到可充電電流與勵磁電流的大小相關.由于水冷式交流發(fā)電機大幅度抑制了定子、轉(zhuǎn)子及調(diào)節(jié)器的溫升，可以相應提高勵磁電流，勵磁電流越大輸出電壓也越高，因此當水冷式交流發(fā)電機低速轉(zhuǎn)動時也會有良好的充電表現(xiàn)，這種低速充電性能對城市用車的正常使用相當重要。第二，水冷式交流發(fā)電機具有低噪聲.由于省略了風扇，所以不存在發(fā)電機風扇發(fā)出的噪聲。據(jù)介紹在3500轉(zhuǎn)/分時，水冷式交流發(fā)電機與風冷式交流發(fā)電機相比，噪聲要低15分貝。水冷式交流發(fā)電機的優(yōu)點被看好,認為是汽車發(fā)電機的發(fā)展方向。有人認為在12伏特汽車中，2500瓦以下適宜用風冷式交流發(fā)電機，2500瓦以上或者42伏特電系適宜用水冷式交流發(fā)電機。第4章PLC在發(fā)電機中的主要設計功能4.1主要功能通過對應急發(fā)電機自啟動要求的分析,結(jié)合裝備現(xiàn)狀、配電系統(tǒng)的設計要求,利用PLC（可編程控制器）改造現(xiàn)有設備的優(yōu)勢，提出了詳細的設計思路和方案以供參考。通常傳統(tǒng)發(fā)電機控制采用落后繼電接觸器控制方式，中間繼電器和時間繼電器太多，體積大，功能少,壽命短，線路復雜，接點多，造成故障多可靠性差，維修困難;而采用微電子技術由于集成電路（IC)的系統(tǒng)芯片種類繁多，體積大,設計周期長，費用低，工藝復雜,抗干擾性差,可靠性差；而可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、通信技術而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置,具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點，近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛的應用.應急發(fā)電機組用PLC控制有很多優(yōu)點，它主要通過軟件控制,從而省去了硬件開發(fā)工作，外圍電路很少,大大提高了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力;由于它簡單易行的可編程序功能，無須改變系統(tǒng)的外部硬件接線,便能改變系統(tǒng)的控制要求，使系統(tǒng)的“柔性”大大提高。在生產(chǎn)過程中突然停電，應急發(fā)電機立即給設備繼續(xù)供電。應急電源原動機一般采用一臺獨立冷卻和供油系統(tǒng)的柴油機,并設有自啟動裝置，保證在主站失電后0-50秒內(nèi)啟動，應急電網(wǎng)通常為主電網(wǎng)的一部分,在正常情況下，這些用電設備由總配電板供電，只是在應急情況下由應急發(fā)電機組供電，因此在應急配電板上的應急發(fā)電機主開關與主開關向應急配電板供電的開關之間設有電氣聯(lián)鎖，以保證安全。應急發(fā)電機組作為一個應急電源,應具備以下基本要求:自動啟動：當正常供電出現(xiàn)故障(斷電)時，機組能自動啟動、自動升速、自動合閘,向應急負載供電。自動停機：當正常供電恢復,經(jīng)判斷正常后，控制切換開關,完成應急電到正常電的自動切換、然后控制機組降速到怠速、停機。自動保護:機組在運行過程中，如果出現(xiàn)油壓過低（小于0。3MP)、冷卻水溫過高(大于90度）、電壓異常故障，則緊急停機，同時發(fā)出聲光報警信號，如果出現(xiàn)水溫高（大于90度）、油溫高等故障.則發(fā)出聲光報警信號，提醒維護人員進行干預。三次啟動功能:機組有三次啟動功能，若第一次啟動不成功,經(jīng)10秒延時后再次啟動，若第二次啟動不成功，則延時后進行第三次啟動。三次啟動中只要有一次成功，就按預先設置的程序往下運行；若連續(xù)三次啟動均不成功，則視為啟動失敗，發(fā)出聲光報警信號(也可以同時控制另一臺機組起動）.自動維持準啟動狀態(tài)：機組能自動維持準啟動狀態(tài)。此時，機組的自動周期性預供油系統(tǒng)、油和水的自動加溫系統(tǒng)、蓄電池的自動充電裝置投入工作。具備手動、自動兩種操作模式?？刂葡到y(tǒng)的硬件設計電路分析設計說明:控制面板上有“手動/自動”選擇旋鈕，“啟動”、“加速”、“減速、”“合閘"、“分閘”按鈕，柴油機上加裝接近開關(旋轉(zhuǎn)編碼器）,用于測速度，加裝油門電機用于控制柴油機轉(zhuǎn)速，加裝電磁鐵用于停機熄火，電壓檢測、水溫、油壓都是外部開關信號。一次啟動過程:正常電失電后，經(jīng)5秒確認，“啟動電機"啟動4秒鐘，如柴油機發(fā)火運行，則接近開關(旋轉(zhuǎn)編碼器)測到柴油機達到啟動轉(zhuǎn)速，PLC立即停止“啟動電機".柴油機怠速30S后開始根據(jù)接近開關的信號加速,直到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，發(fā)電機開始發(fā)電，電壓正常后合上主開關向負載供電。運行中PLC自動穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.三次啟動過程：若一次啟動未成功，則接近開關（旋轉(zhuǎn)編碼器)測到柴油機達不到啟動轉(zhuǎn)速速度，并在5秒后測不到柴油機轉(zhuǎn)速，由PLC內(nèi)部的定時器來進行控制進行再次啟動，以10秒作為一個周期,三次啟動時間約30秒，32秒后輸出報警，如啟動中接近開關(旋轉(zhuǎn)編碼器）測不到柴油機達轉(zhuǎn)速，則直接啟動失敗。啟動失敗及柴油機組停機：啟動失敗后，電磁電把油門拉回到“停機”位置,當正常電恢復時，PLC發(fā)出分閘信號并由油門電機減速到怠速60S后，電磁電將油門拉回“停機”位置，柴油機缺油熄火。并可根據(jù)用戶需要增加小型人機界面,以文字﹑指示燈﹑圖案等形式顯示柴油機的各種數(shù)值及狀態(tài).并可通過其面板的按鈕改變柴油機的數(shù)值及狀態(tài)?？尚薷挠信c時間有關的參數(shù)，對輸入的數(shù)據(jù)進行范圍設定,超出范圍的數(shù)據(jù)拒絕輸入?？梢詫Σ裼蜋C的各種故障以文字形式顯示以便于查找故障，如三次起動失敗，轉(zhuǎn)速高，缸溫高，市電供電等等。帶密碼保護功能，可以防止非授權用戶更改重要數(shù)據(jù)和開關量。4.2機組--自控的特點機組由柴油機發(fā)電機組和中心控制柜組成,可以單機單柜、雙機單柜或聯(lián)網(wǎng)自動化控制(無人值守)?？刂乒竦暮诵氖强删幊绦蚩刂破鳎≒LC)，通常選用選用北京凱迪恩公司CPU306小型可編程序控制器，運行可靠，質(zhì)量穩(wěn)定。充分利用PLC的指令和功能編制程序,盡量減少外圍控制元器件和接口，電路簡單，操作方便，便于維護。利用PLC的高速計數(shù)器功能，準確測出機組轉(zhuǎn)速,不采用原來的測速發(fā)電機、轉(zhuǎn)速表,避免了安裝困難并提高了可靠性。控制器采用直流24V供電，并配備先進的高頻開關式直流充電設備，可對蓄電池進行浮充電,保證控制柜直流供電。PLC中的EPROM（只讀存儲器）可固化程序，使原程序長期不丟失.利用PLC的通信功能可實現(xiàn)近程、遠程集中監(jiān)控。接近開關技術要求:螺紋式接近開關檢測距離10mm±10％工作電壓DC型：10—30VDC三線型響應頻率400Hz接近開關又稱無觸點接近開關,是理想的電子開關量傳感器。當金屬檢測體接近開關的感應區(qū)域,開關就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令，準確反應出運動機構(gòu)的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力，是一般機械式行程開關所不能相比的。根據(jù)所需的輸入/輸出點數(shù)選擇PLC機型自動化機組的控制要求,所需PLC的輸入點數(shù)為14個，輸出點數(shù)為10個。系統(tǒng)的控制量基本上是開關量，只有電壓是模擬量，為了降低成本，可以通過檢測電路把模擬量轉(zhuǎn)換成開關量、如電壓監(jiān)測可以用電壓保護器代替.這樣可以選用不帶模擬量輸入的PLC。對于小型發(fā)電機可不加裝油門電機用于控制柴油機轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)選用北京凱迪恩公司CPU306小型可編程序控制器，可靠性高，體積小，輸入點數(shù)為14個，輸出點數(shù)為10個。電源、輸入、輸出電壓均為24VDC。分配PLC輸入輸出自動化機組的控制要求和電氣原理圖，PLC輸入、輸出信號分配表見表1.表4—1輸入/輸出分配表I0。0停市電信號Q0。0油門加速I0。1接近開關（旋轉(zhuǎn)編碼器）O0.1油門減速I0.2接近開關＊＊（旋轉(zhuǎn)編碼器)*＊Q0.2啟動電機I0。3電壓正常Q0。3合閘I0。4油壓低Q0.4分閘I0.5水溫高Q0。5停機電磁鐵I0。6手動/自動Q0.6故障信號I0。7啟動按鈕Q0。7I1.0加速按鈕Q1.0I1.1減速按鈕Q1。1I1.2停機按鈕I1。3合閘按鈕I1。4分閘按鈕I1.5合閘輸出信號第5章結(jié)論采用PLC控制的自動化柴油發(fā)電機組，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應速度快，性能、價格比很高，和單片機系統(tǒng)相比具有極高的可靠性。經(jīng)現(xiàn)場使用考驗，性能穩(wěn)定，運行可靠。另外還可以根據(jù)實際需要很方便地進行擴展。程序稍作修改，就可以滿足用戶不同的控制要求，對于現(xiàn)代智能樓宇，控制系統(tǒng)還可以通過通訊模塊納入到整個樓宇的監(jiān)控系統(tǒng)之中,體現(xiàn)出極大的靈活性和適應性，具有極高的實際推廣價值.應急發(fā)電機組用PLC控制有很多優(yōu)點，它主要通過軟件控制，從而省去了硬件開發(fā)工作，外圍電路很少，大大提高了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力；由于它簡單易行的可編程序功能，無須改變系統(tǒng)的外部硬件接線,便能改變系統(tǒng)的控制要求，使系統(tǒng)的“柔性”大大提高。在生產(chǎn)過程中突然停電，應急發(fā)電機立即給設備繼續(xù)供電。應急電源原動機一般采用一臺獨立冷卻和供油系統(tǒng)的柴油機，并設有自啟動裝置，保證在主站失電后0—50秒內(nèi)啟動，應急電網(wǎng)通常為主電網(wǎng)的一部分，在正常情況下，這些用電設備由總配電板供電，只是在應急情況下由應急發(fā)電機組供電,因此在應急配電板上的應急發(fā)電機主開關與主開關向應急配電板供電的開關之間設有電氣聯(lián)鎖，以保證安全利用PLC的高速計數(shù)器功能，準確測出機組轉(zhuǎn)速，不采用原來的測速發(fā)