PLC电路在备用自动投入中【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题 目： 路 在备用自动投入中 的 研究 学习中心： 重庆信息工程专修学院奥鹏学习中心 年级专业： 0409 级电气工程及自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 讲 师 导师单位： 中国石油大学 （ 华东 ） 远程与继续教育学院 论文完成时间： 年 月 _日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员 1设计 (论文 )题目： 路在备用 自动投入中的研究 2学生完成设计 (论文 )期限： 年 月 日至 年 月 日 3设计 (论文 )课题要求： 论文 要求：主题要明确， 内容 要丰富， 文字 要通俗 流畅， 细节问题要重点脱出 ，围绕题目 提纲 述写， 遇到实际问题 内容 要 理论联系实际，涉及他人观点， 要找出参考文献 。 在自己 设计 的 电路独特优势 的地方 。 要重点的脱出， 格式严格 按照学校规定排序。 4实验（上机、调研）部分要求内容： 在学 院 规定的时间内，利用所学的软件 (去设计图形。用003 排版论文版面和图象处理软件加工文中图表。 5文献查阅要求： 利用课余时间到图书馆查阅相关资料，上网查寻与本论题相关的一些资料 ,自己要认真的相象和发挥自己的创新思想，有计划的完成， 确保题材符合当今的发展趋势；不可直接把别人的论文中引用到 自己的论文中。6发 出 日 期： 年 月 日 7学员 完成日期： 年 月 日 指导教师签名： 学 生 签 名： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 i 摘 要 近年来随着计算机在社会领域的渗透 , 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用系统中， 往是作为一个核心部件来使用，仅 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 核心，对某供电局 110一线两站 ”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 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， 统和开发使用的 片机芯片以及仿真器 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 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 ： 一线两站 备用电源自动投入 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . i 目 录 . 1 章 前言 . 1 介 . 1 编程控制器简介 . 2 发展历程 . 2 编程控制器的优点 . 4 于微处理器的工业控制系统 . 5 散控制系统 . 5 第 2 章 可编程控制器控制系统 . 7 电器控制 . 7 控计算机控制系统 . 8 余系统与热备用系统 . 9 余控制系统 . 9 备用系统 . 9 接地 . 10 第 3 章 动控制系统可靠性研究 . 11 制系统可靠性简介 . 11 制系统可靠性降低的主要原因 . 11 计完善的故障报警系统 . 12 入信号可靠性研究 . 13 行机构 可靠性研究 . 14 制系统抗干扰分析 . 14 磁干扰源及对系统的干扰 . 15 制系统工 程应用的抗干扰设计 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 单片机组成的备用电源 自投装置 . 21 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 电路接线备用电源自动投 入主电路接线 . 25 用电源自动投入的基本要求和动作程序 . 25 备用电源自动投入的基本要求 . 25 用电源自动投入的动作程序 . 26 路器的控制 . 27 用电源自动投入时断路器的动作程序 . 27 第 6 章 统配置及程序设计 . 29 统配置 . 29 统硬件配置 . 29 入输出接线 . 29 序设计 . 30 于 备用电源自动投入装置 . 31 置投控规则 . 31 型、小型 能明显增强 . 32 成化发展趋势增强 . 32 开放性转变 . 33 国 产的发展 . 34 第 8 章 结 论 . 37 致 谢 . 38 参考文献 . 39 附 录 A . 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 前 言 在自动化控制领域， 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 品，应用在汽车（ 23%）、粮食加工（ 、化学 /制药（ 、金属 /矿山（ 、纸浆 /造纸（ 等行业。为 了使各位初学者更方便地了解 文对 发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介。 介 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， 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（ 简称 编程控制器（ 写成 中 L 为逻辑（ 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 核心，对某供电局 110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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 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 (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 10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 (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。 发展历程 发展历程 :在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。 1968 年美国 用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称 个人计算机（简称 展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制 器的功能特点，可编程序控制器定名为 现在，仍常常将 称 定义有许多种。国际电工委员会（ 定义是：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。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的 原则设计。 自从 1969 年美国研制出世界上第一台 后，日本、德国、法国等国相继研制了各自的 到工业界的重视。 20 世纪 70 年代中期，可编程控制器进入了实用化阶段。在 全面引入微计算机技术，使 生了飞跃，功能日趋完善。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、 节等功能，提高了运算速度。 小型化、价格低、高可靠性，确定了它在现代工业中的位置。 20 世纪 70 年代末和 80 年代初，可编程控制器进入了成熟阶段，向大规模、高速度、高性能方向发展，形成了多种系列化产品，编程语言也发展成熟。 我国在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初开始引进 80 年代中期， 广泛应用于冶金、化工、机械等工业部门。我国早期独立研制并有地定影响的单位有北京机械工业自动化研究所、上海工业自动化仪表研究所、大连组合机床研究所、成都要，机械机床电器研究所、中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 科院北京计算所及自动化所、长春一汽、上海起重电器厂、上海香机电公司 上海自力电子设备厂等单位，但是以上诸单位都没有形成规模化生产。随着改革环节放，涌现出的生产 厂家有；辽宁无线电二厂引进德国西门子技术生产 列 美合资 的厦门 系列 有关资料统计， 1996 年，国内销售 9 万台（套） 中进口 8 万台（套），各大厂家所占的份额如下： 西门子： 莫迪康（施耐德）、 克韦尔）、欧姆龙：各 三菱： 通用电气： 富士电机： 其他品牌： 编程控制器的优点 可编程控制器 (一种性能较好的控制器。其主要特点是用内部已定义的各种辅助继电器 (每个 有多达上千个内部继电器 )代替传统的机械触点继电器，又 通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。正因为这一特点，如果将 入继电器保护装置中，一方面可以克服使用传统继电器所带来的种种弊端 ;另一方面，又可兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案，尤其是对于逻辑关系较为复杂的触点信号处理及操作出口控制，采用 程能使方案设计工作变得更加简单方便。 可编程控制器具有诸多优点：（ 1） 生产厂家都着力于提高可靠性的指标。（ 2） 具有编程方便、易于使用的优点。（ 3） 制功能极强，除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能 模块还可实现点位控制、 算、过程控制、数字控制等买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 功能。为方便工厂管理又可以与上位机通信，通过远程模块可以控制远方设备。是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。它的软、硬件配置与计算机极为类似，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言。硬件主要由中央处理单元 贮器、输入 /输出单元以及编程器、电源和智能输入 /输出单元等构成。 是以微处理机为基础，综合了 计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是当今工业发达国家自动控制的标准设备之一。 于微处理器的工业控制系统 目前广泛应用的工业控制系统主要有 : 常规集散控制系统（ 可编程控制器 成的控制系统。 工控计算机 ( 散控制系统 由回路仪表控制系统发展而来，在模量处理、回路调节方面具有一定优势。自 1975 年 司推出第一台 ，目前有近百家厂商生产 有一万套 运行。 成为大 型电厂自动控制的重要手段，但是 为生产过程的控制手段也在发生变化。 (1)变处更有较，不受功能或范围的限制，与自动化信息系统紧密结合 ，成为整个信息系统的一部分。 (2)为使多种计算机系统互联和通信，实现机间通信协议标准化、数据信息和资源共享， 开放式工业计算机系统，构成网络系统，实买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 现分级控制功能。 (3)为满足市场竞争和用户需求， 收了 特长，增加了逻辑运算、布数和 节等功能，可完成模逻辑、须序控制等操作。 (4)件努力向小型化、多功能封闭型模块化方向发展，并进一步分散化，同时努力提高性能价格比。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 可编程控制器控制系统 由继电器逻辑控制系统发展而来，它在数字处理、程序控制方面具有优势， 为间歇生产和机械加工而一种专用计算机。 言、 C 语言、符合逻辑流程和梯形图编程，具有复杂的数学运算、数据处理、统计报表、 制及处理模量等功能，其是其性能价格比很好因此 成为工业控制的主要组成部分。 (1)收 优点，在算法上增加了模量运算、 算、累积加法运算和电机算法运算，同时还增加了各种模量模块及相应的补尝、滤波、校正、报警等功能。 (2)结构向网络化方向发展， 站间形成了网络，加增强了通信，可由主站协调各子站进行操作管理和 中监视。 (3)站上可连接上位计算机，能用高级语言编程，完成图形显示、趋势分析、数据管理、故障诊断和控制报警等功能。 (4)远程智能 I/O 网络是 另一个发展重点。 (5) 成功能强大的开放式集散控制系统。 电器控制 梯形图与继电器控制线路图十分相似，主要原因是 形图的标注大致上沿用了继电器控制的电器元件符号，仅个别处有些不同。同时，信号的输入 /输出形式及控制功能也是相同的，但 控制与继电器的控制又有不同之处，主要表现在以下几个方面。 控制逻辑：继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联与并联及延时继电器的滞后动作等组合成控制逻辑，其接线多而复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限灵活性和扩展性很差。 (1)工作方式：当电源接通时，继电器控制线路 中各继电器都处于受买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 约状态，既该吸合的都应吸合，不该吸合的都应受某种条件限制不能吸合。而在 控制逻辑中，各继电器都处于周期性循环扫描接通之中，从宏观上看，每个继电器受制约接通的时间是短暂的。 (2)控制速度：继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低。角点的开闭动作一般在几十毫米数量级，另外，机械触点还会出现抖动问题。而 由程序指令控制半导体电阻来实现控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级。 部还有严格的同步，不会出现抖动问题 (3)可靠性和可维护性：继电器控制逻辑 使用了大量的机械触点，连线也多，触点开闭合时会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，因此可靠性和可维护性差。而 用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，它体积小、寿命长、可靠性高。 配有自检和监督功能，能、检查出自身的故障，并随时显示给操作人员，还能动态的监视控制程序情况，为现场调试和维护提供了方便。 控计算机控制系统 工控机 范围很广，本文专指以商用 C 个人计算机为基础的工业控制计算机。 商用个人计算机的区别在于； (1)需满足工业控制实时性的要求 ，能实时采集数据和处理工业过程中各种参数并把各种操作分成优先等级，能响应实时中断； (2)高可靠性，能粉尘、高温、振动和电磁干扰严重等恶劣环境下长期可靠地运行，能抗工业电网的浪涌、闪变、跌落和尖峰干扰。 (3)具有直接连接现场输入信号和控制到现场的输出现场的能力； (4)可维护性好，便于维修，对硬、软件故障能力强。 应工业环境应用，虽然起步晚，但发展迅速，具有下列一系列优点： (1)运算速度快，运算能力强，能进行复杂的数学运算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 (2)与微处理器同步发展，更新换代快，容易升级，通用性强。 (3)硬盘 和内存容量大，内存可扩展到 64 (4)支持很多硬件设备，如 动器 (5)有广泛硬件供应厂商，硬件大多是通用的、标准的。 (6)软件资源丰富，品种齐全，软、硬件开发环境有有关工具丰富，有友好的用户界面和图形显示工具。 余系统与热备用系统 在石油、化工、冶金等行业的某些系统中，要求控制装置有极高的可靠性。如果控制系统发生故障，将会造成停产、原料大量浪费或设备损坏，给企业造成极大的经济损失。但是仅靠提高控制系统硬件的可靠性来满足上述要求是远远不够的，因为 身可靠性的提高是有 一定的限度。使用冗余系统或热备用系统就能够比较有效地解决上述问题。 余控制系统 在冗余控制系统中，整个 制系统（或系统中最重要的部分，如 块）由两套完全相同的系统组成如图 2 所示。两块 块使用相同的用户程序并行工作，其中一块是主 一块是备用 作，而备用 输出是被禁止的，当主 生故障时，备用 动投入运行。这一切换过程是由冗余处理单元 制的，切换时间在 13 个扫描周期， I/O 系统的切换也是由 成的。 备用系统 在热备用 系统中，两台 通讯接口连接在一起，均处于通电状态如图 3 所示。当系统出现故障时，由主 知备用 备用入运行。这一切换过程一般不太快，但它的结构有比冗余系统简单。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 接地 良好的接地是保证 靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。 接地线与机器的接地端相接，接地线的截面积应不小于 2接地电阻小于 100；如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给 上专用地线，接地点应与动力设备（ 如电机）的接地点分开；若达不到这种要求，也必须做到与其它设备公共接地，禁止与其它设备串连接地。接地点应尽可能靠近 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 3 章 动控制系统可靠性研究 制系统可靠性简介 可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，编程简单，性能价格比高，在工业控制领域得到越来越广泛应用。 工业控制机作为中央控制单元，配有组态软件，选用大屏幕实时监视界面，实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警，还可显示查询历史事件记录，系统各主要部件累计运行时间，各装置工艺流程图，各装置结构图等。中央控制 单元和下位机 间采用串行通讯方式进行数据交换，通常距离在 1000m 以内选用 485 双绞线通讯方式，较常距离可选用光纤通讯，更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用 制，根据控制对象的多少，控制对象的范围，可选用一台或多台 行控制， 间数据交换是利用内部链接寄存器，实现数据交换和共享。由于 现场进实时监控具有很高的可靠性，且编程简单、灵活，因此越来越受到人们重视。 制系统可靠性降低的主要原因 虽然工业控制机和可编程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果输入给 开关量 信号出现错误，模拟量信号出现较大偏差， 出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能使控制过程出错，造成无法挽回的经济损失。 影响现场输入给 号出错的主要原因有： (1)造成传输信号线短路或断路（由于机械拉扯，线路自身老化，特别是鼠害），当传输信号线出故障时，现场信号无法传送给 成控制出错。 (2)机械触点抖动，现场触点虽然只闭合一次， 认为闭合了多买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 次，虽然硬件加了滤波电路，软件增加微分指令，但由于 描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，出现错误控制结果。 (3)现场变送器，机械开关自身出故障，如触点接触不良，变送器反映现场非电量偏差较大或不能正常工作等，这些故障同样会使控制系统不能正常工作。 影响执行机构出错的主要原因有： (1)控制负载的接触不能可靠动作，虽然 出了动作指令，但执行机构并没按要求动作。 (2)控制变频器起动，由于变频器自身故障，变频器所带电机并没按要求工作。 (3)各种电动阀、电磁阀该开的没能打开，该关的没能关到位，由于执行机构没能按 控制要求动作，使系统无法正常工作，降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性，必须提高输入 信号的可靠性和执行机构动作的准确性，否则 能及时发现问题，用声光等报警办法提示给操作人员，尽快排除故障，让系统安全、可靠、正确地工作。 计完善的故障报警系统 在自动控制系统的设计中我们设计了 3 级故障显示报警系统， 1 级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况，当设备正常运行时对应指示灯亮，当该设备运行有故障时指示灯以 1防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况，专门设置了故障复位 /灯测试按钮，系统运行任何时间持续按该按钮 3s，所有指示灯应全部点亮，如果 这时有指示等不亮说明该指示灯已坏，应立即更换，改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。 2 级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。 3 级故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。在处理故障时，又将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除，这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系 统可靠性运行水平。 入信号可靠性研究 要提高现场输入给 号的可靠性，首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关，防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序，增加输入信号的可信性。 在现场输入触点后加一定时器，定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定，一般在几十 样可保证触点确实稳定闭合后，才有其它响应。模拟信号滤波可采用图 2b 程序设计方法，对现场模拟信号连续采样 3 次，采样间隔由 A/D 转换速度和该模拟信号变化速率决定。 3 次采样数据分别存放在数据 寄存器 ，当最后 1 次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值，保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器 。 提高读入 场信号的可靠性还可利用控制系统自身特点，利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制，由于储罐的尺寸是已知的，进液或出液的阀门开度和压力是已知的，在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的，如果这时液位计送给 数据和估算液位高度相差较大，判断可能是液位计故障，通过故障报警系统通知操作人员检查该液位计。 又如各储罐有上下液位极限保护，当开关动作时发出信号给 个信号是否真实可靠，在程序设计时我们将这信号和该罐液位计信号对比，如果液位计读数也在极限位置，说明该信号是真实的；如果液位计读数不在极限位置，判断可能是液位极限开关故障或传送信号线路故障，同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于在程序设计时采用了上述方法，大大提高了输入信号的可买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 靠。 行机构可靠性研究 当现场的信号准确地输入给 ， 行程序，将结果通过执行机构对现场装置进行调节、控制。怎样保证执行机构按控制要求工作，当执行 机构没有按要求工作，怎样发现故障？我们采取以下措施：当负载由接触器控制时，启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制，启动时接触器是否可靠吸合，停止时接触器是否可靠释放，这是我们关心的。 接触器动作条件， 控制线圈输出， 引回到 入端的接触器辅助常开触点，定时器定时时间大于接触器动作时间。 示有故障，做报警处理； 示无故障。故障具有记忆功能，由故障复位按钮清除。 当开启或关闭电动阀门时，根据阀门开启、关闭时间不同，设置延时时间，经过延时检测开到位或关 到位信号，如果这些信号不能按时准确返回给 明阀可能有故障，做阀故障报警处理。程序设计如图3b 所示。 阀门开启条件， 控制阀动作输出，定时器定时时间大于阀开启到位时间， 阀到位返回信号， 阀故障位。 制系统抗干扰分析 随着科学技术的发展， 工业控制中的应用越来越广泛。 统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型 的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高 制系统可靠性，一方面要求 产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 磁干扰源及对系统的干扰 1、干扰源及干扰一般分类 影响 制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。 干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达 130V 以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统 I/O 模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 2、 制系统中电磁干扰的主要来源 (1)来自空间的辐射干扰 空间的辐射电磁场（ 要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若 统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对 部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对 信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和 部屏蔽及高压泄放元件进行保护。 (2)来自系统外引线的干扰 主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。 来自电源的干扰 实践证明，因电源引入的干扰造成 制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的 源，问题才得到解决。 统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源 原边。 源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。 来自信号线引入的干扰 与 制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起 I/O 信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤 。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。 制系统因信号引入干扰造成 I/O 模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。 来自接地系统混乱时的干扰 接地是提高电子设备电磁兼容性（ 有效手段之一。正确的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使 统将无法正常工作。 制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对 统的干扰主要是各个接地 点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端 A、 B 都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。 此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响 逻辑电路和模拟电路的正常工作。 作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分 布干扰容易影响 逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 (3)来自 统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于 造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。 制系统工程应用的抗干扰 设计 为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具有情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时，应主要以下两个方面。 1、设备选型 在选择设备时，首先要选 择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性（ 尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的 统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩。 在选择国外进口产品要注意：我国是采用 220V 高内阻电网制式，而欧美地区是 110V 低内阻电网。由于我国电网内阻大，零点电位漂移大，地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高 4 倍以上，对系统抗干扰性能要求更高，在国外能正常工 作的 品在国内工业就不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（ 13926）合理选择。 2、综合抗干扰设计 主要考虑来自系统外部的几种如果抑制措施。主要内容包括：对 外引线进行隔离、滤波，特别是原理动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。 要抗干扰措施 1、采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰 在 制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 控制系统主要通过 统的供电电源（如 源、 I/O 电源等）、变送器供电电源和与 统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于 统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器供电的电源和 统有直接电气连接的仪表的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容 小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少 统的干扰。 此外，位保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源（ 电，提高供电的安全可靠性。并且 具有较强的干扰隔离性能，是一种 制系统的理想电源。 2、电缆选择的架设 为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频