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PLC编程在模拟屏领域的应用与前途

论证可编程控制器在模拟屏的应用,实现设备多状态的指示及三表合一、声光报警和防误操作等功能。

  模拟屏中模拟屏PLC控制单元的简介及组成

  可编程控制器(简称为模拟屏PLC控制单元)已成为当今世界一种最重要、应用最广泛的工业控制器。是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的,是专为工业环境下应用而设计的。模拟屏PLC控制单元无论是在直流屏的可编程控制,还是模拟屏都是上海至仁的特长。

  作为一种特殊形式的计算机控制装置,其核心是一台单板机,在单板机外围配置了相应的接口电路,在单板机中配置了监控程序。

  即由两大部分组成:

  ①硬件:由单板机、输入输出接口电路、电源、扩展接口、编程器接口、存贮器接口、编程器组成。

  ②软件:由系统监控程序和用户程序两部分组成。

  2模拟屏的现状及利用模拟屏PLC控制单元实现模拟屏信号多状态指示的总体设计思路

  阳煤三电厂主控室模拟屏建厂就投入运行,电气设备所处的状态指示不明显,即只有运行、不运行两种状态指示,不能从模拟屏上真正看到设备的所处状态(运行、热备用、试验、冷备用、检修),这样只能到就地检查才能确定设备的位置。

  模拟屏指示信号的取回有以下三种:

  ①6kV设备信号主要通过开关的起、停,带动开关辅助节点的开闭断开或接通DC220V,直接驱动光电耦合电路来控制DC24V继电器,由继电器的开、闭点接通或断开发光二极管控制回路。

  ②各电压互感器、PT和光带的信号由电压互感器二次回路的电压经全波整流、T型滤波后,通过光电耦合电路来控制DC24V继电器,由继电器的开、闭点接通或断开发光二极管控制回路。

  ③35kV设备信号主要通过开关的起、停,接通或断开DC220V直接驱动光电耦合电路来控制DC24V继电器,由继电器的开、闭点接通或断开发光二极管控制回路。

  可见信号的取回都需要24V的直流继电器,如仍用传统的方式实现设备多状态的指示,至少需要90多个继电器,而且配线难度较大,这对近70多台手车开关来说,难度是相当大的。即使改造成功,对日后的维护也带来诸多不便。如采用模拟屏PLC控制单元就解决了输入输出的问题了。它的所有输入输出信号全部都经过隔离,无论任何输入输出最终都是经过光电耦合或继电器将信号传入/送出。

  模拟屏PLC控制单元输入的两种形式:

  一种直流输入,其输入器件是无源触点或传感器的集电极开路晶体管;另一种是交流输入,是将交流信号经整流、限流后再通过光耦传入CPU。

  三电厂模拟屏信号涉及的电气设备众多,除各电压互感器、PT和300-2、301-3、302-3、307-3刀闸的信号仍由原回路控制,其余大部分电气设备均可利用其开关的辅助点来接通、断开直流电源,实现设备多状态信号的输入。

  模拟屏PLC控制单元输出接口电路的三种形式:

  一种是继电器输出型,CPU接通继电器的线圈,继而吸合触点,触点与外线路构成回路;另一种是晶体管输出,它是通过光电耦合使开关晶体管通断以控制外电路;再一种就是可控制硅输出型。

  对模拟屏电气设备的输出信号,均采用晶体管输出型,由模拟屏PLC控制单元输出端子直接驱动发光二极管控制回路,来实现设备状态信号的输出。

 

  以6kV手车开关为例加以说明:

  将开关柜内的端子二次插头由一排改为两排,分别控制设备的试验和工作位置状态;在接地刀闸操作机构内加装行程开关,来控制设备在冷备用和检修位置的状态。其输出直接由模拟屏PLC控制单元输出端子驱动发光二极管控制回路。这样,一个开关需输入4点(有一点为保护接点输入),输出5点(有两点为报警器和报警灯输出),外加一个三开三闭的直流24继电器,就可实现设备不同状态的指示。

  要想实现上述功能,就必须进行程序梯形图的编写,以6kV电气设备为例:

  当开关在运行状态时,开关的辅助点接通24V,分别启动外部继电器和模拟屏PLC控制单元内上海模拟屏部输入继电器,其常开触点闭合启动模拟屏PLC控制单元内部输出继电器,其输出通过外部继电器的开点接通运行指示回路。

  当开关在热备用状态时,开关的辅助点断开24V, 模拟屏PLC控制单元内部输入继电器常闭触点启动模拟屏PLC控制单元内部输出继电器,其输出通过外部继电器的闭点接通热备用指示回路。

  模拟屏PLC控制单元电源:模拟屏PLC控制单元电源用于为模拟屏PLC控制单元各模块的集成电路提供工作电源。同时,还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型为交流电源220V由主控室远动电源屏供电,实现供电不间断。

  3 利用模拟屏PLC控制单元电子模拟屏实现其他功能。

  模拟屏PLC控制单元除能实现设备状态模拟指示功能外,还能实现以下功能:

  3.1 三表合一

  随着模拟屏PLC控制单元进入过程控制领域,模拟屏PLC控制单元处理模拟量能力、数字运算能力得到大幅度提高。将发电机电压、电流互感器的二次电压、电流整流滤波后,转换为DC0~5V,输入至模拟屏PLC控制单元的模拟量输入端子上,经A/D转换后,将模拟量转换为数字信号,存入不同的寄存器,通过模拟屏PLC控制单元的四则运算、带锁存的7段显示功能指令和复杂的编程,由模拟屏PLC控制单元输出直接驱动7段显示器,实现发电机实时有功、无功、电压和三相电流的依次显示。

  3.2 声光报警功能

  当电气设备运行中发生事故跳闸后,应有声光音响信号,告知运行人员。利用模拟屏PLC控制单元中的辅助继电器、定时器及计数器,通过复杂的编程,设计一个包括计数器和定时器的闪光报警电路的控制程序,由模拟屏PLC控制单元输出接通事故音响和闪光回路,延时自动复归声光报警。解决了电气设备事故跳闸后不易被运行人员注意的问题。以6kV电气设备为例,程序梯形图的编写如下图:

  编程如下:

  3.3 通信功能

  模拟屏PLC控制单元具有通信联网的功能,它使模拟屏PLC控制单元与模拟屏PLC控制单元 之间、模拟屏PLC控制单元与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体。通过模拟屏PLC控制单元的通讯模块、RS422K口或RS232口,实现与上位机之间的通信。将其所有元件的数据和状态由模拟屏PLC控制单元送入上位机,由上位机采集这些数据,进行分析和状态监视。还可以通过专用的接口<b>直流屏</b>装置挂接在DCS系统上,实现在线监控。

  3.4 防电气误操作功能

  为了防止误操作,重要的电气设备均装设防误操作的电气闭锁。利用模拟屏PLC控制单元的“逻辑与”、“逻辑或”判断功能实现电子闭锁。当出线断路器在合闸状态,模拟屏PLC控制单元判断为“逻辑与”,电子闭锁出线刀闸操作机构,禁止倒闸操作;反之,出线断路器在断开状态,模拟屏PLC控制单元判断为“逻辑或”,电子闭锁解除,允许出线刀闸进行倒闸操作。避免了带负荷拉刀闸的误操作,确保了人身和设备的安全。

  模拟屏PLC控制单元所具有的高可靠性、编程方便、易于使用、环境要求低及与其它装置联接方便等特点,使其在电气模拟屏的应用上具有了可操作性。其应用在电气模拟屏上所展示的上述功能对保证设备的稳定运行、提高操作安全系数上起到了重要作用并在今后企业生产的安全化、自动化、信息化发展上更加突显其本色。


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