《S水電站低壓氣機(jī)泵組電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》6800字（論文）

S水電站低壓氣機(jī)泵組電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要： 3關(guān)鍵詞： 3Abstract: 4Keywords: 40前言 51緒言 61.1原始資料 61.2控制要求 61.3本系統(tǒng)氣流路線圖 62電機(jī)的啟動(dòng) 72.1電機(jī)的起動(dòng)方式和各方式的特點(diǎn) 72.2電機(jī)的啟動(dòng)方式選擇 82.3軟啟動(dòng)器選型 92.4SSD1—68—E外接應(yīng)用接線 103電機(jī)的保護(hù) 123.1過(guò)載保護(hù) 123.2欠壓保護(hù) 123.3短路保護(hù) 124短路計(jì)算 134.1短路計(jì)算目的 134.2基本假設(shè) 134.3計(jì)算過(guò)程 135主回路設(shè)備選型 175.1選型的基本要求 175.2斷路器的選型 175.3熔斷器的選型 185.4交流接觸器選型 185.5熱繼電器選型 185.6電纜選型 196控制回路原件選型 196.1開(kāi)關(guān)電源 196.2轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 206.3按鈕開(kāi)關(guān) 206.4中間繼電器 216.5壓力變送器 216.6信號(hào)燈 217PLC選型 227.1PLC選型比較 227.2PLC控制氣機(jī)邏輯圖 227.3輸入輸出端口分配 237.4HMI選型 248PLC程序設(shè)計(jì) 248.1控制程序邏輯圖 248.2氣壓信息處理 258.3設(shè)備故障處理邏輯 268.4低壓氣機(jī)控制邏輯 278.5其他狀態(tài)信息 27參考文獻(xiàn) 28摘要：在電站中低壓氣機(jī)組為一個(gè)主要的輔助系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)電站的正常運(yùn)行有著重要的作用。在本次電站低壓氣機(jī)電氣設(shè)計(jì)中，使用PLC控制技術(shù)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)及測(cè)試。選用性能較高的FX2N-64MR控制器作為主控制單元，配置觸摸屏作為上位機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。對(duì)低壓氣機(jī)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并在此基礎(chǔ)上了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了規(guī)劃及設(shè)計(jì)。系統(tǒng)方案確定后，完成系統(tǒng)的選型、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及程序編寫等。使用PLC作為系統(tǒng)的控制核心，可方便收集各類傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行邏輯運(yùn)行及上位監(jiān)控畫面的顯示輸出，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，操作更加便捷。關(guān)鍵詞：低壓氣機(jī)軟啟動(dòng)PLC控制前言低壓氣機(jī)S水電站是利用水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的電站，水電站內(nèi)裝配的37KW低壓氣機(jī)共有兩臺(tái)，兩臺(tái)氣壓機(jī)型號(hào)完全相同，其中一臺(tái)為日常使用主機(jī)，另外一臺(tái)作為故障時(shí)備用氣機(jī)。同時(shí)，為使S水電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，本設(shè)計(jì)采用PLC編程控制實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的自動(dòng)控制。同時(shí)考慮到故障問(wèn)題，另設(shè)手動(dòng)控制，以保證系統(tǒng)可靠性。1緒言原始資料S水電站一共有兩臺(tái)低壓空壓氣機(jī)，其中一臺(tái)為主機(jī)，另外一臺(tái)為備用機(jī)，其數(shù)據(jù)如下：表1空壓機(jī)參數(shù)型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速冷卻方式排氣壓力數(shù)量M37PEN37KW1480r/min風(fēng)冷0.75MPa2控制要求S水電廠有兩個(gè)低壓氣機(jī)。兩個(gè)氣機(jī)的型號(hào)參數(shù)相同。萬(wàn)一發(fā)生故障，應(yīng)將其中一臺(tái)氣機(jī)用作主機(jī)，將另一臺(tái)氣機(jī)用作備氣機(jī)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的氣壓降至0.5MPa以下時(shí)，主氣發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，并向儲(chǔ)氣罐中重新填充氣體。當(dāng)油箱中的氣壓達(dá)到0.7MPa時(shí)，主機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果儲(chǔ)罐中的氣壓低于0.4MPa并且備用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有發(fā)生故障，備用氣發(fā)動(dòng)機(jī)將開(kāi)始運(yùn)行并補(bǔ)充儲(chǔ)罐中的氣體，以使儲(chǔ)罐中的氣壓力保持在0.5MPa以上。當(dāng)儲(chǔ)罐中的氣壓超過(guò)0.7MPa時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，而當(dāng)儲(chǔ)罐中的氣壓降至0.4MPa以下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)。此外，為確?？煽啃?，電廠人員還可以手動(dòng)控制軟起動(dòng)器。本系統(tǒng)氣流路線圖S水電站內(nèi)的低壓氣機(jī)一共有兩臺(tái)，其具體氣流路線如下圖：圖1氣流模型圖2電機(jī)的啟動(dòng)2.1電機(jī)的起動(dòng)方式和各方式的特點(diǎn)全壓（直接）啟動(dòng)全電壓?jiǎn)?dòng)也稱為直接啟動(dòng)，是最常用的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方法。它將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接連接到電源，并以額定電壓?jiǎn)?dòng)。它具有啟動(dòng)時(shí)間短，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，也是最可靠，最可靠的。最經(jīng)濟(jì)，最簡(jiǎn)單的啟動(dòng)方式。全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，而電流大。啟動(dòng)迅速，操作方便，但是大功率電機(jī)產(chǎn)生的啟動(dòng)電流很大，引起電壓波動(dòng)大，對(duì)電機(jī)所在的電網(wǎng)電壓造成沖擊并且可能導(dǎo)致電氣故障。降壓（減壓）啟動(dòng)為減少電機(jī)對(duì)電網(wǎng)電壓造成的沖擊影響，就可以考慮使用降壓?jiǎn)?dòng)：星三角啟動(dòng)：適用于空載或輕載啟動(dòng)場(chǎng)合，與其他減壓起動(dòng)方式相比，它具有最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和最便宜的價(jià)格自耦變壓器啟動(dòng)：此方式通過(guò)變壓器的抽頭的改變，從而達(dá)到將降低啟動(dòng)電壓的目的。但是，自耦變壓器對(duì)水力發(fā)電站的成本很高，并且具有普遍的削弱作用，性價(jià)比不高，所以本設(shè)計(jì)不使用此啟動(dòng)方式；軟啟動(dòng)器：在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)而不會(huì)受到影響，并且可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性在啟動(dòng)過(guò)程中調(diào)整各種參數(shù)，如限流值、啟動(dòng)時(shí)間等，其經(jīng)濟(jì)可靠性都比較完好。2.2電機(jī)的啟動(dòng)方式選擇圖2電壓電流對(duì)比圖斜坡升壓軟啟動(dòng)：其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅通過(guò)晶閘管導(dǎo)通角的調(diào)節(jié)即可改變電壓。缺點(diǎn)是，由于電流不受限制，因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電流，從而損壞晶閘管，這會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生更大的影響。脈沖沖擊啟動(dòng)：在起動(dòng)開(kāi)始階段，讓晶閘管在級(jí)短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動(dòng)。通過(guò)上圖比較，軟啟動(dòng)技術(shù)有更好的平穩(wěn)性。軟啟動(dòng)技術(shù)相較于以前的直接啟動(dòng)方式或者星三角啟動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，具有更高的平穩(wěn)性。不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，而且由于其啟動(dòng)的平穩(wěn)性，對(duì)電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備也會(huì)有更小的傷害。2.3軟啟動(dòng)器選型軟啟動(dòng)器因其較好的啟動(dòng)性能以及較高的性價(jià)比，在各個(gè)行業(yè)中廣泛使用。軟啟動(dòng)器具有斜坡橫流啟動(dòng)、斜坡升壓?jiǎn)?dòng)、階躍啟動(dòng)等幾種功能。軟啟動(dòng)技術(shù)與傳統(tǒng)的啟動(dòng)技術(shù)相比，有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：一般軟啟動(dòng)器都會(huì)內(nèi)置幾種不同的起動(dòng)方式，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)及調(diào)試時(shí)，可根據(jù)電機(jī)特性及使用需要進(jìn)行選擇，從而使設(shè)計(jì)人員有了更多的選擇。而且軟啟動(dòng)器調(diào)試使用時(shí)，一般都可以對(duì)其啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電流等進(jìn)行設(shè)置，從而對(duì)電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。軟啟動(dòng)技術(shù)有更全的保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)因?yàn)樯鲜龉收显蛲C(jī)時(shí)，在軟啟動(dòng)器系統(tǒng)內(nèi)的故障記錄內(nèi)都能查詢到相應(yīng)的停機(jī)故障記錄，方便工作人員進(jìn)行問(wèn)題查找。軟啟動(dòng)技術(shù)有更好的平穩(wěn)性。軟啟動(dòng)技術(shù)相較于以前的直接啟動(dòng)方式或者星三角啟動(dòng)方式來(lái)說(shuō)，具有更高的平穩(wěn)性，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。而且由于其啟動(dòng)的平穩(wěn)性，對(duì)電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備也會(huì)有更小的傷害。市場(chǎng)上軟啟動(dòng)器種類繁多，正泰、西門子、雷諾爾、施耐德等都是一些相對(duì)知名且產(chǎn)品質(zhì)量較高的軟啟動(dòng)器制造廠商，一般軟啟動(dòng)器都會(huì)內(nèi)置幾種不同的起動(dòng)方式，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)及調(diào)試時(shí)，可根據(jù)電機(jī)特性及使用需要進(jìn)行選擇，從而使設(shè)計(jì)人員有了更多的選擇。而且軟啟動(dòng)器調(diào)試使用時(shí)，一般都可以對(duì)其啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電流等進(jìn)行設(shè)置，從而對(duì)電機(jī)及電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。在平常使用中，較為普遍的啟動(dòng)方式有限流啟動(dòng)、脈沖啟動(dòng)及軟啟動(dòng)等幾種方式。而且具有完整的電機(jī)保護(hù)機(jī)制。其短時(shí)間內(nèi)的允許啟停次數(shù)也非常符合本次設(shè)計(jì)空壓機(jī)的實(shí)際控制需求。最終確定軟啟動(dòng)器型號(hào)為SSD1—68—E。表1軟啟動(dòng)器數(shù)據(jù)2.4SSD1—68—E外接應(yīng)用接線根據(jù)控制要求，本設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，因此有必要使用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的。SSD—68—E這類軟啟動(dòng)器外部應(yīng)用程序的接線如下圖所示圖3外部接線圖3電機(jī)的保護(hù)在水電站的日常生產(chǎn)中，電機(jī)由于其高負(fù)荷高頻率啟動(dòng)的工作性質(zhì)，容易發(fā)生故障。為了避免這類故障的發(fā)生，保證電站的可靠性，給電機(jī)采用一定措施的保護(hù)極為重要。3.1過(guò)載保護(hù)過(guò)載可以指電氣設(shè)備負(fù)載過(guò)大，也可以指物體承受的作用力過(guò)大，對(duì)這些超出“負(fù)荷”的行為做出的保護(hù)，統(tǒng)稱過(guò)載保護(hù)。在通信電源系統(tǒng)中，因負(fù)載過(guò)大而導(dǎo)致電源設(shè)備自動(dòng)斷開(kāi)供電的功能叫做過(guò)載保護(hù)，主要應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域。3.2欠壓保護(hù)當(dāng)線路電壓降低到臨界電壓時(shí)，保護(hù)電器的動(dòng)作，稱為欠電壓保護(hù)，其任務(wù)主要是防止設(shè)備因過(guò)載而燒毀,由于短路故障等原因，線路電壓會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大幅度降低甚至消失的現(xiàn)象。它會(huì)給線路和電器設(shè)備帶來(lái)?yè)p傷。3.3短路保護(hù)短路保護(hù)是指在電氣線路發(fā)生短路故障后能保證迅速、可靠地將電源切斷，以避免電氣設(shè)備受到短路電流的沖擊而造成損壞的保護(hù)。4短路計(jì)算4.1短路計(jì)算目的短路計(jì)算的目的是確定主接線形式，選擇斷路器規(guī)格和校驗(yàn)導(dǎo)體截面的動(dòng)熱穩(wěn)定特性。4.2計(jì)算過(guò)程電纜線路電抗：（3—1）——計(jì)算阻抗——電纜單位阻抗阻抗（取1.6/kM）——基準(zhǔn)容量——長(zhǎng)度——額定電壓雙繞組變壓器電抗： （3—2）——短路電壓百分比——額定容量發(fā)電機(jī)電抗：（3—3）——次暫態(tài)電抗Y-△變換：（3—4）通過(guò)對(duì)整個(gè)電廠的電路分析繪制出此阻抗圖：設(shè)： 圖4阻抗圖X1—母線阻抗，X2、X3—主變壓器阻抗，X4、X5、X6、X7、X12、X13、X16、X17—電纜阻抗，X8、X9—發(fā)電機(jī)阻抗，X10、X11廠用電母線阻抗，X14、X15廠用變壓器阻抗Y-△變換：圖5Y-△變換變換計(jì)算電抗：查詢運(yùn)算曲線可知：周期分量的有效值：沖擊分量：最大有效值：5主回路設(shè)備選型5.1設(shè)備選型原則根據(jù)短路條件進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)最極端的條件驗(yàn)證設(shè)備的可靠性。這是為了使電氣設(shè)備能夠在短時(shí)間內(nèi)承受故障的影響，增大系統(tǒng)的抗干擾能力，在選擇用電器時(shí)，還應(yīng)在考慮電氣設(shè)備工作環(huán)境，溫度，風(fēng)速，溫度，停滯坡度，海拔高度，地震烈度鐵和冰厚度等環(huán)境因素的影響下進(jìn)行工作要采取規(guī)范措施。5.2斷路器的選型空氣斷路器也成空氣開(kāi)關(guān)。通常，這種開(kāi)關(guān)具有以下跳閘方法。為了進(jìn)行熱脫扣，在空氣開(kāi)關(guān)內(nèi)安裝了一個(gè)熱敏元件。當(dāng)電路過(guò)流時(shí)，熱敏元件會(huì)發(fā)熱，使金屬板彎曲，與鎖分離并切斷電路。最后是電子脫口。電子跳閘是一種更先進(jìn)的技術(shù)手段。它的優(yōu)點(diǎn)是它結(jié)合了各種類型的跳閘裝置的特性并具有優(yōu)越的性能。本電站內(nèi)兩臺(tái)低壓空壓機(jī)型號(hào)為M37PEN，功率均為37KW。根據(jù)公式，算得額定電流： （3—5）經(jīng)過(guò)從經(jīng)濟(jì)性操作性各方面的綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用施耐德的空氣斷路器。脫扣器額定電流：得1.3，所以，其瞬時(shí)脫扣電流為≈1384.5A。延時(shí)脫扣電流為≈65A。經(jīng)過(guò)上述數(shù)據(jù)綜合考慮，最終選型為NSX160NMIC5.2E80。其具體參數(shù)如下表表3斷路器參數(shù)型號(hào)開(kāi)斷電流脫扣電流NSX160NMIC5.2E8050KA80A5.3熔斷器的選型主要是起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。熔斷器是指，當(dāng)電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，得以斷開(kāi)電路的一種電器。根據(jù)公式。本設(shè)計(jì)選擇正泰熔斷器，型號(hào)為HDLRT0—100/80其具體參數(shù)如下：表4熔斷器參數(shù)型號(hào)底座額定電流熔斷體額定電流HDLRT0—100/80100A80A5.4交流接觸器選型本次設(shè)計(jì)中的兩臺(tái)空壓機(jī)的工作頻率較高，作為執(zhí)行原件用于接通、分?jǐn)嗑€路，因此需要用到接觸器實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)電機(jī)的高頻控制。交流接觸器的選擇應(yīng)在85%-110%額定電壓下工作，經(jīng)市面上的考察，本設(shè)計(jì)最終使用正泰NC2-115接觸器，參數(shù)如下。表5接觸器參數(shù)型號(hào)額定工作電流最大功率NC2-115115A55KW5.5熱繼電器選型熱繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)，選型原則如下：（1）通常情況選擇兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但是當(dāng)出現(xiàn)平衡性差，工作情況復(fù)雜或無(wú)人監(jiān)控的電動(dòng)機(jī)，都應(yīng)該首先選擇使用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。（2）熱繼電器的額定電流要保證大于電機(jī)額定電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大、短時(shí)間無(wú)法啟動(dòng)或不允許制動(dòng)時(shí)，整定電流應(yīng)該調(diào)整到電動(dòng)機(jī)額定電流的一到兩倍。經(jīng)手冊(cè)和市面調(diào)查，故。本設(shè)計(jì)采用正泰NR2-93型熱繼電器。表6熱繼電器參數(shù)型號(hào)電流等級(jí)輔助觸點(diǎn)NR2-9393A1開(kāi)1閉5.6電纜選型電纜類型多樣，應(yīng)該按照實(shí)際情況選擇合適類型，除此之外，電纜選擇有幾個(gè)選擇條件:額定電壓、額定電流截面積和環(huán)境因素。由額定電流71A得，截面積選擇應(yīng)在范圍內(nèi)。選擇FS-YJV--16電纜。熱穩(wěn)定校驗(yàn)轉(zhuǎn)化為滿足的最小截面校驗(yàn)：S電壓降校驗(yàn)：?U%=6控制回路原件選型6.1開(kāi)關(guān)電源控制回路的直接控制對(duì)象是主回路中的軟啟動(dòng)器和空氣壓縮機(jī)。如果想低壓空氣壓縮機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求并可以正常運(yùn)行，則需要確?？刂苹芈氛９ぷ?。同時(shí)，為了確?？煽啃?，應(yīng)配置兩組開(kāi)關(guān)電源，以便有一個(gè)電源可以在另一個(gè)電源出現(xiàn)故障并卸下后再提供電源。設(shè)備處于控制回路中。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可提供具有220VAC輸入和24VDC輸出的開(kāi)關(guān)電源。經(jīng)過(guò)對(duì)比挑選，本次設(shè)計(jì)采用施耐德ABL1REM24062。表7開(kāi)關(guān)電源參數(shù)型號(hào)輸入輸出輸出功率個(gè)數(shù)ABL1REM24062AC220VDC24V150W/240W26.2轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)為滿足給定的控制要求，本次設(shè)計(jì)需要一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以保證兩個(gè)或多個(gè)電源或負(fù)載轉(zhuǎn)換，并且由更多觸點(diǎn)組合而成。通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)控制模式之間的靈活切換。本次設(shè)計(jì)采用表8轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)殼架電流額定電流額定工作電壓極數(shù)NXZ—250250A200A400/415V3P/4P6.3按鈕開(kāi)關(guān)為實(shí)現(xiàn)人工操作，須通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)直接控制氣機(jī)，本次設(shè)計(jì)采用IP6522MM開(kāi)關(guān)。表9按鈕開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額度工作電壓額定工作電流常開(kāi)對(duì)數(shù)常閉對(duì)數(shù)IP65—22MM380/2203.5/6.5446.4中間繼電器中間繼電器是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中廣泛使用的一種電氣元件，在電路中起著功率放大的作用。繼電器的使用是如此廣泛，以至于有許多制造商。通用繼電器制造商，例如西門子和正泰。此設(shè)計(jì)選擇了SchneiderRXM系列繼電器。該系列繼電器易于安裝，運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低。選定型號(hào)為RXM4AB2BD+RXZE2M114M（繼電器頭+繼電器底座）。6.5壓力變送器PLC得到反饋信息是通過(guò)壓力變送器從氣罐內(nèi)的壓力探測(cè)得到的，壓力變送器主要作用是吧壓力信號(hào)傳送到PCL，再通過(guò)PLC內(nèi)的程序控制從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本次設(shè)計(jì)中在對(duì)氣壓進(jìn)行測(cè)量時(shí)，采用GPD8煤層瓦斯壓力變送器，其貨號(hào)為HK18002，該變送器具體參數(shù)如下表：表10壓力變送器參數(shù)型號(hào)量程輸出信號(hào)額定電壓額定電流GDP80—10MPa4—20mA24DC20mA6.6信號(hào)燈通過(guò)信號(hào)燈的反饋從而得知系統(tǒng)運(yùn)行情況是工程中最常用的信息反饋方式。因此本設(shè)計(jì)中的信號(hào)燈的采用也是非常有必要的。并且還需要顏色不同的信號(hào)燈來(lái)反饋系統(tǒng)中不同的運(yùn)行情況。并且可以采用蜂鳴器來(lái)提示工作人員，從而及時(shí)得到信息并進(jìn)行必要的操作。本次設(shè)計(jì)采用AD16-22SM聲光一體信號(hào)燈，共有紅綠兩種顏色可供選擇表11信號(hào)燈參數(shù)型號(hào)聲音強(qiáng)度可選電壓防護(hù)等級(jí)AD16-33SM85DB6V/12V/24VIP407PLC選型7.1PLC選型比較通過(guò)對(duì)控制要求的分析，本設(shè)計(jì)自動(dòng)控制核心裝置為PLC，通過(guò)氣壓變送器的數(shù)據(jù)，PLC對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并作出相應(yīng)的反饋。同時(shí)，有必要確定氣機(jī)、軟起動(dòng)器或開(kāi)關(guān)電源是否出現(xiàn)故障。因此應(yīng)該考慮將來(lái)的電廠增強(qiáng)功能。因此，本次設(shè)計(jì)選擇三菱的FX2N-64MR來(lái)滿足多個(gè)I/O端口的需求。多余的接口以便日后廠內(nèi)擴(kuò)建使用。兩個(gè)氣罐中的氣壓是需要接收的模擬量，因此需要一個(gè)附加的PLC模擬量模塊。本控制系統(tǒng)還需1號(hào)氣罐氣壓和2號(hào)氣罐氣壓這兩個(gè)模擬量，另加設(shè)了PLC模擬量模塊，考慮到日后廠內(nèi)擴(kuò)建，端口留有多余，本次設(shè)計(jì)選擇了FX2N-4D可以滿足的要求。表12參數(shù)對(duì)比型號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)耗電量FX2N-64MRFX2N-48MR32點(diǎn)24點(diǎn)32點(diǎn)24點(diǎn)60VA50VA7.2PLC控制流程PLC控制主回路并接收反饋信息的流程如下：圖6控制系統(tǒng)流程圖7.3端口分配在端口分配時(shí)，需要根據(jù)控制回路盡可能的細(xì)化端口分配，由于本設(shè)計(jì)選用的PLC擁有相當(dāng)充裕的端口。通過(guò)兩臺(tái)視屏檢測(cè)器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視兩個(gè)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，以查看低壓氣機(jī)的工作狀態(tài)是否有任何異常和故障。輸入信號(hào)地址表如圖：表格13輸入信號(hào)地址表當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力高于0.7MPa時(shí)，立即發(fā)出警報(bào)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的氣壓低于0.5MPa時(shí)，應(yīng)發(fā)出主機(jī)操作的指令。當(dāng)儲(chǔ)氣罐中的氣壓低于0.4MPa時(shí)，應(yīng)該立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將備用氣機(jī)啟動(dòng)。同時(shí)當(dāng)各設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，蜂鳴器也應(yīng)發(fā)出警報(bào)。分配如下表：表格14輸出信號(hào)地址表7.4HMI選型人機(jī)界面（HMI）也稱為人機(jī)界面，人機(jī)界面通常是指用戶可見(jiàn)的部分。用戶通過(guò)人機(jī)交互界面與系統(tǒng)通信并執(zhí)行操作。本次設(shè)計(jì)PLC選型為三菱公司生產(chǎn)，考慮到系統(tǒng)的兼容性和性價(jià)比，本設(shè)計(jì)人機(jī)界面依然選擇三菱公司。具體型號(hào)為GS2110-WTBD，畫面尺寸為10×7，分辨率800×480。8PLC程序設(shè)計(jì)8.1控制程序邏輯圖通過(guò)分析水力發(fā)電廠中低壓氣機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行要求，PLC接收到的狀態(tài)信息可以大致分為兩種類型。一個(gè)是來(lái)自儲(chǔ)氣罐中氣壓的狀態(tài)信息，另一個(gè)是來(lái)自系統(tǒng)中各設(shè)備的狀態(tài)信息。在全面分析并確定了這套信息之后，PLC發(fā)出指令以完成設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的操作。圖7控制程序流程圖8.2氣壓信息處理PLC接收到有關(guān)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力的信息，并通過(guò)程序輸出相應(yīng)的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)控制效果。由于S水電站的低壓氣機(jī)系統(tǒng)具有兩個(gè)儲(chǔ)氣罐，因此PLC必須先接收儲(chǔ)氣罐信息，然后才能接收儲(chǔ)氣罐氣壓信息。也就是說(shuō)，需要確定要使用的儲(chǔ)氣罐。一旦氣壓超過(guò)正常范圍內(nèi)，就應(yīng)立即警告并顯示。