基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现
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基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现,设计
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第1页共7页无锡职业技术学院毕业设计（论文）题目基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现英文并列题目CONTROLTRANSFORMERCOOLINGSYSTEMPLC院系控制学院班级生产设备21231学生姓名陈智宇学号2070123104所在团队黄堃职称讲师答辩委员会主任主答辩人二零一五年四月第2页共7页毕业设计（论文）开题报告学生姓名陈智宇学号2070123104班级生产设备21231所属院系专业控制学院指导教师黄堃职称副教授所在部门毕业设计（论文）题目变压器冷却系统的PLC控制题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他一、选题简介、意义在本次设计中，我选用了三菱公司生产的FX2N系列的PLC对其电路进行了改进。PLC的I/O点数为47点输入、19点输出。选用三菱公司的FX2N48MR主单元，再加上两组FX2N16FX输入扩展单元。大大提高了系统的可靠性。本产品具备双电源自动切换，按油面温度、绕组温度、变压器负荷自动投入，冷却器全停报警延时启动分闸等传统功能。还改进了一些控制原理以提高可靠性。所选用的外围电路主要电器元件都是国外有一定知名度的大公司在国内合资厂生产的产品。其箱体结构、控制面板、内部电气元件的布置、电气接线、操作控制方式都基本遵循了传统的模式。只要以前用过我厂产品的用户可比较容易的使用本产品。PLC具有较高的可靠性，可在一定程度上减少控制回路发生故障的概率。还可大大简化控制回路，缩短发生故障时的处理时间。所以由PLC控制的冷却器控制箱必将有很大的市场价值。第3页共7页二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）220KV、75000KVA以上的油浸式变压器最常用的冷却方式是强迫油循环风扇冷却。原先这部分一直采用传统的继电器控制。在长期的运行中经常因控制回路故障而使冷却器无法正常工作。一但发生这样的情况很可能导致变压器因内部温度过高而停运，造成了较大的经济损失。继电式控制装置因控制系统故障而使变压器冷却系统带病运行，严重地影响变压器的可靠性，已不适应于如今电网的发展。本课题针对存在的问题提出并研制了基于PLC的大型变压器冷却控制装置。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、智能化等优点，采用PLC实现变压器冷却装置的控制，可以实现对变压器油温的精确控制；控制功能通过编程实现，极大的简化了系统接线，提高了装置本身的可靠性；完善了对冷却器的保护和控制，提高了它的可靠性和工作寿命；此外，还可以通过通信实现远方监视冷却系统运行。第4页共7页三、设计（论文）体系、结构（大纲）摘要1第一章绪论211课题背景及研究的意义212本文研究内容4第二章油浸式变压器冷却系统的控制总体方案421油浸式变压器冷却系统的计划要求422油浸式变压器冷却系统的控制方式523油浸式变压器冷却系统的布局构成6第三章油浸式变压器冷却系统的硬件设计731中央控制处理832存储器833输入接口电路834油浸式变压器835PLC的选择原因10第四章油浸式变压器冷却系统的软件设计1141工作流程总体介绍1142各子程序的设计1243IO分配表1644PLC梯形图20总结与展望27致谢29参考文献29指导教师意见签字年月日院（系）审批意见签章年月日无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第5页共7页毕业设计（论文）任务书2014年4月18日毕业设计（论文）题目基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现题目来源自定指导教师黄堃职称讲师所在部门学生姓名陈智宇学号2070123104班级生产设备21231所属院系专业控制学院外语翻译要求翻译的外文字符不少于15万选择的文章及其他材料应与论文主题相关作文译文的基本格式为小三号黑体字居中打印，页面统一A4纸打印封面格式学校统一制作课题需要完成的任务用三菱公司生产的FX2N系列的PLC对其电路进行了改进。PLC的I/O点数为47点输入、19点输出。选用三菱公司的FX2N48MR主单元，再加上两组FX2N16FX输入扩展单元。本产品具备双电源自动切换，按油面温度、绕组温度、变压器负荷自动投入，冷却器全停报警延时启动分闸等传统功能。还改进一些控制原理以提高可靠性。所选用的外围电路主要电器元件都是国外有一定知名度的大公司在国内合资厂生产的产品。其箱体结构、控制面板、内部电气元件的布置、电气接线、操作控制方式都基本遵循了传统的模式。只要以前用过我厂产品的用户可比较容易的使用本产品。电气元件分别布置于总控制箱和位于各冷却器下部的分控制箱中。两路电源接入总控制箱下部，油泵、风机和油流继电器接入分控制箱。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第6页共7页根据以上设备对象，选取一具体设备型号扎实调研，进行系统的设计1选择合适的主控制器（选用小型PLC作为主控制器）。2选择合适的常规电器。3编制合理的PLC的I/O配置表。4编制PLC控制程序。5说明合理的变频器参数设置。6系统调试。序号内容时间安排1熟悉课题，查阅文献并了解相关技术国内外发展现状，确定课题方案；3月9日3月12日2完成系统架构、确定相关设备的参数及选型；3月13日3月27日3完成系统设计，HMI界面设计和PLC程序编制；3月28日4月2日4完成系统集成，进行整机功能调整与测试；4月3日4月10日5联机调试；4月11日4月14日6整理相关技术资料，完成毕业设计论文；4月15日4月23日7完善毕业设计论文，准备毕业答辩。4月24日4月30日课题计划安排计划答辩时间5月上旬答辩提交资料开题报告；任务书；毕业设计论文；论文查重证明教研室主任审核意见签名无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第7页共7页第1页共7页无锡职业技术学院毕业设计（论文）题目基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现英文并列题目CONTROLTRANSFORMERCOOLINGSYSTEMPLC院系控制学院班级生产设备21231学生姓名陈智宇学号2070123104所在团队黄堃职称讲师答辩委员会主任主答辩人二零一五年四月第2页共7页毕业设计（论文）开题报告学生姓名陈智宇学号2070123104班级生产设备21231所属院系专业控制学院指导教师黄堃职称副教授所在部门毕业设计（论文）题目变压器冷却系统的PLC控制题目类型工程设计（项目）论文类作品设计类其他一、选题简介、意义在本次设计中，我选用了三菱公司生产的FX2N系列的PLC对其电路进行了改进。PLC的I/O点数为47点输入、19点输出。选用三菱公司的FX2N48MR主单元，再加上两组FX2N16FX输入扩展单元。大大提高了系统的可靠性。本产品具备双电源自动切换，按油面温度、绕组温度、变压器负荷自动投入，冷却器全停报警延时启动分闸等传统功能。还改进了一些控制原理以提高可靠性。所选用的外围电路主要电器元件都是国外有一定知名度的大公司在国内合资厂生产的产品。其箱体结构、控制面板、内部电气元件的布置、电气接线、操作控制方式都基本遵循了传统的模式。只要以前用过我厂产品的用户可比较容易的使用本产品。PLC具有较高的可靠性，可在一定程度上减少控制回路发生故障的概率。还可大大简化控制回路，缩短发生故障时的处理时间。所以由PLC控制的冷却器控制箱必将有很大的市场价值。第3页共7页二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）220KV、75000KVA以上的油浸式变压器最常用的冷却方式是强迫油循环风扇冷却。原先这部分一直采用传统的继电器控制。在长期的运行中经常因控制回路故障而使冷却器无法正常工作。一但发生这样的情况很可能导致变压器因内部温度过高而停运，造成了较大的经济损失。继电式控制装置因控制系统故障而使变压器冷却系统带病运行，严重地影响变压器的可靠性，已不适应于如今电网的发展。本课题针对存在的问题提出并研制了基于PLC的大型变压器冷却控制装置。PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、智能化等优点，采用PLC实现变压器冷却装置的控制，可以实现对变压器油温的精确控制；控制功能通过编程实现，极大的简化了系统接线，提高了装置本身的可靠性；完善了对冷却器的保护和控制，提高了它的可靠性和工作寿命；此外，还可以通过通信实现远方监视冷却系统运行。第4页共7页三、设计（论文）体系、结构（大纲）摘要1第一章绪论211课题背景及研究的意义212本文研究内容错误未定义书签。第二章油浸式变压器冷却系统的控制总体方案错误未定义书签。21油浸式变压器冷却系统的设计要求错误未定义书签。22油浸式变压器冷却系统的控制方式选择错误未定义书签。23油浸式变压器冷却系统的结构组成错误未定义书签。第三章油浸式变压器冷却系统的硬件设计错误未定义书签。31中央控制处理错误未定义书签。32存储器错误未定义书签。33输入接口电路1934油浸式变压器的选择20第四章油浸式变压器冷却系统的软件设计错误未定义书签。41工作流程总体介绍错误未定义书签。42各子程序的设计错误未定义书签。43IO分配表3544PLC梯形图38总结与展望错误未定义书签。致谢错误未定义书签。参考文献错误未定义书签。指导教师意见签字年月日院（系）审批意见签章年月日无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第5页共7页毕业设计（论文）任务书2014年4月18日毕业设计（论文）题目基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现题目来源自定指导教师黄堃职称讲师所在部门学生姓名陈智宇学号2070123104班级生产设备21231所属院系专业控制学院外语翻译要求翻译的外文字符不少于15万选择的文章及其他材料应与论文主题相关作文译文的基本格式为小三号黑体字居中打印，页面统一A4纸打印封面格式学校统一制作课题需要完成的任务用三菱公司生产的FX2N系列的PLC对其电路进行了改进。PLC的I/O点数为47点输入、19点输出。选用三菱公司的FX2N48MR主单元，再加上两组FX2N16FX输入扩展单元。本产品具备双电源自动切换，按油面温度、绕组温度、变压器负荷自动投入，冷却器全停报警延时启动分闸等传统功能。还改进一些控制原理以提高可靠性。所选用的外围电路主要电器元件都是国外有一定知名度的大公司在国内合资厂生产的产品。其箱体结构、控制面板、内部电气元件的布置、电气接线、操作控制方式都基本遵循了传统的模式。只要以前用过我厂产品的用户可比较容易的使用本产品。电气元件分别布置于总控制箱和位于各冷却器下部的分控制箱中。两路电源接入总控制箱下部，油泵、风机和油流继电器接入分控制箱。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第6页共7页根据以上设备对象，选取一具体设备型号扎实调研，进行系统的设计1选择合适的主控制器（选用小型PLC作为主控制器）。2选择合适的常规电器。3编制合理的PLC的I/O配置表。4编制PLC控制程序。5说明合理的变频器参数设置。6系统调试。序号内容时间安排1熟悉课题，查阅文献并了解相关技术国内外发展现状，确定课题方案；3月9日3月12日2完成系统架构、确定相关设备的参数及选型；3月13日3月27日3完成系统设计，HMI界面设计和PLC程序编制；3月28日4月2日4完成系统集成，进行整机功能调整与测试；4月3日4月10日5联机调试；4月11日4月14日6整理相关技术资料，完成毕业设计论文；4月15日4月23日7完善毕业设计论文，准备毕业答辩。4月24日4月30日课题计划安排计划答辩时间5月上旬答辩提交资料开题报告；任务书；毕业设计论文；论文查重证明教研室主任审核意见签名无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第7页共7页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第1页共29页基于PLC的油浸式变压器冷却控制系统的设计与实现摘要220KV、75000KVA以上的油浸式变压器最经常使用的冷却体例是逼迫油轮回电扇冷却。本来这部门一向采取传统的继电器节制。在长期的运行中经常因控制回路故障而使冷却器无法正常工作。一但发生这样的情况很可能导致变压器因内部温度过高而停运，造成了较大的经济损失。因此，在本次毕业设计中，我选用了三菱公司生产的FX2N系列的PLC对其电路进行了改进。PLC的I/O点数为47点输入、19点输出。选用三菱公司的FX2N48MR主单元，再加上两组FX2N16FX输入扩展单元。大大提高了体系的可靠性。本产品具备双电源自动切换，按油面温度、绕组温度、变压器负荷自动投入，冷却器全停报警延时启动分闸等传统功能。还改进了一些节制道理以进步可靠性。所选用的外围电路主要电器元件都是国外有一定知名度的大公司在国内合资厂生产的产品。其箱体结构、控制面板、内部电气元件的布置、电气接线、操作控制方式都基本遵循了传统的模式。电气元件别离布置于总控制箱和位于各冷却器下部的分控制箱中。两路电源接入总控制箱下部，油泵、风机和油流继电器接入分控制箱。关键词变压器冷却器PLCDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFOILIMMERSEDTRANSFORMERCOOLINGCONTROLSYSTEMBASEDONPLCABSTRACT220KV,75000KVAOILIMMERSETYPEOFABOVETHEMOSTINCOMMONUSECOOLINGOFTHETRANSFORMERTHEMETHODFORCETHEOILCIRCULATIONTHEFANCOOLINGATLONGTERMOFTHEMOVEMENTUSUALLYISINSIDETOBREAKDOWNBECAUSEOFTHECONTROLBACKTRACKBUTMAKEWATERCOOLERCANTNORMALWORKONCETHECIRCUMSTANCEOFLIKETHISOCCURRENCEMAYVERYCAUSETHETRANSFORMERBECAUSEOFTHEINTERNALTEMPERATUREOVERHIGHBUTSTOPTHE,ANDRESULTINTHELOSSOFBIGGERECONOMYETRADITIONONLYUSEDBEFORECUSTOMERTHATMYFACTORYPRODUCTCANTHISPRODUCTOFEASYUSAGEELECTRICITYDOLLARTHEPIECEARRANGETOCONTROLTHEBOXWITHLOCATEEACHCENTOFLOWERPARTWATERCOOLERTOCONTROLTHEBOXINTHEGROSSTHEINSIDERESPECTIVELYTWOROADPOWERSUPPLIESCONNECTINTOTHELOWERPARTOFTOTALCONTROLBOX,OILTOPUMP,THEBREEZEMACHINECONNECTINTOTHECENTTOCONTROLTHEBOXAFTERTHEELECTRICAPPLIANCESWITHTHEOILKEYPHRASETRANSFORMER,WATERCOOLER,PLCKEYWORDSTRANSFORMER；CHILLER；PLC无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第2页共29页一、绪论11课题布景及钻研的意义在当今这个电器时代，输变电系统中，变压器是实现转化电能的最基本、也是最为重要的设备，对供电系统的可靠性稳定性有着重大的影响。可是变压器在使用过程中也是会有损耗的。第一种是空载损耗，它跟符合的大小没有关系。第二种是负载的消耗，它与负载电流的平方成正比干系；变压器使用过程中产生的损耗会把热量散发出来，使变压器上的绕组、铁芯温度上升，并使油温上升。继电式控制系统因系统故障而使变压器冷却系统带病运行，严重地影响变压器的可靠性，已不适应于现在电网的成长。基于本次计划存在的题目提出了PLC的大型冷却变压器节制装配。PLC有可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、智能化等长处，采取的PLC实现变压器冷却装配的控制，可以实现对变压器油温的切确节制；这些控制功能通过实现软件的编程，极大的简化了PLC的接线，提高了装置自身的可靠性，并且也完善了对冷却器的保护和控制制，增强了它的功能和工作寿命。PLC具有较高的可靠性，可在一定程度上减少控制回路发生故障的概率。还可大大简化控制回路，缩短发生故障时的处理时间。所以由PLC控制的冷却器控制箱必将有很大的市场价值。控制装置的控制功能通过接线连接各种继电器、接触器和其他器件实现控制装置的线路复杂、接点接线较多，导致控制装置可靠性低、故障率高，维护工作量大。控制装置的机电逻辑电路是由各种继电器来完成的，而继电器常会出现线圈烧毁或接点烧死等故障，可靠性差，造成控制系统的可靠性不高。变压器负荷波动引起辅助冷却无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第3页共29页器频繁启动。当主变负荷在某一范围内波动时，测量主变负荷的电流继电器或测量变压器油温的温度继电器会频繁动作，导致辅助冷却器频繁地启停。如果辅助冷却器的油泵、风扇电机启动过于频繁，还会进一步导致热继电器动作，从而使辅助冷却器退出运行，这样会缩短冷却器电气设备的使用寿命。同时，冷却器组的频繁启停还会加重变压器油流带电现象。冷却器组设定的运行、辅助、备用和停止4种固定状态不能在线调整。不能在线调整冷却器组的状态，将导致某些冷却器组长期处于工作状态，使冷却器组尤其是油泵和风扇电机过疲劳运行，这对于冷却器组的使用寿命和安全运行十分不利。冷却器在投入时不能分时分批投入，一方面造成启动电流过大，另一方面多个潜油泵突然启动会加重变压器油流带电现象。因电动机过载和缺相而使电动机烧毁的情况经常发生。冷却器控制回路存在设计缺陷。有些文献提到的冷却控制装置运行中存在的设计缺陷工作冷却器的空气开关跳开后不能启动备用冷却器；工作电源交流接触器失磁造成主变开关跳闸；更换接触器和空气开关时易造成短路。目前国内运行的电力变压器冷却及其控制装置现状的分析和研究。文献分析了我国大型电力变压器冷却装置配置情况、运行特点和对变压器运行的影响，电力负荷变化和环境气温变化造成的变压器运行中温度变化和对变压器运行影响的分析。强迫油循环风冷变压器电源自投切换回路运行的分析，并针对缺陷提出了具体的改造措施，为冷却装置的可靠供电提供了保障。有文献提出了单负载双电源切换控制及缺相保护控制电路和双负载双电源切换控制电路的原理和实现方法，对冷却控制装置电源控制部分的设计提供了借鉴。强迫油循环风冷变压器油流带电问题的研究。从试验的角度对变压器局部放电现象进行相关试验并测量结果，从试验结果上对油流带电现象进行了分析和探讨，并提出了一些预防及改善油流带电现象的措施。从理论角无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第4页共29页度分析变压器油流带电产生的原理，并对影响油流带电的因素和产生条件进行了分析，同时也提出了一些预防及改善油流带电现象的措施。针对继电式控制装置存在的问题和设计上存在的缺陷很多文献针对具体故障分析故障原因，提出了具体的改造措施和方案，在运行中取得了一定的效果。由于继电设备自身的局限问题，改造不能大幅度提高控制装置的安全可靠性和实现先进的功能和控制策略，但文献提出的冷却控制装置的问题和改造思路，方案对设计开发具有指导意义。12本文研究内容本文主要以三菱公司生产的FX2N系列的PLC为控制器设计控制系统的硬件。基于当前冷却控制装置的问题，并应当今电网的发展的要求提出了基于PLC的大型变压器冷却控制装置的原理，由此完成了冷却控制装置的开发。主要包括（1）搜集变压器冷却系统及节制装配的运行发言，并以此来具体分析出变压器冷却系统和节制装配在运行中存在的不足；（2）按照变压器运行过程中对变压器冷却系统装配的要求，根据运行装配的不足，完成变压器冷却节系统配的功能设计和装配的结构设计；（3）根据装置功能和性能选型，做出具体的控制方案，完成可编程序控制器的输入输出分配和PLC梯形图，并加以解释说明。二、油浸式变压冷却系统的控制总方案21油浸式变压器冷却系统的计划请求变压器上的总控制箱，和冷却器上的分控制箱分别安装了冷却器的控制系统。1、每一个冷却装置有一个油泵（15KW/32A）、两只风扇（075KW/26A）、一无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第5页共29页只油流继电器。2、电源必须是三相380V，双电源自动转换。及有两组电源，一组设定为工作电源，另一组设定为备用电源，当工作电源故障时备用电源自动投入运行，当工作电源恢复正常时返回。3、每组冷却器可随意设定为停止、工作、辅助、备用四种状态。设定为帮助状况的冷却器在必然的条件下事情。设定为辅助状态的冷却器在一定的条件下工作。设定为帮助状况的冷却器在必然的条件下事情。4、设定为辅助状态的冷却器在变压器油面温度达到65时运行，在55时停制止，变压器绕组温度达到80在时运行。在变压器油面温度和绕组温度的测量和无源触点信号控制由安装在变压器上的油面温度控制器和绕组温度控制器到实现。变压器负荷由安装在变压器内的电流互感器测量，由安装在主控室内的电流继电器发出无源触点信号。所以在冷却器的控制系统中只需引出端子给这些无源接点接入就可以了。5、只有当该组冷却器的交流接触器和油流继电器都动作后才能认为冷却器工作。22油浸式变压器冷却系统的控制方式油浸式变压器冷却系统由冷却器本体、潜油泵、风扇电动机、导风筒、流速继电器、冷却器支架或拉杆、联管、活门及塞子、分控箱等组成。风冷却器本体为一金属管并且带着螺旋翼，每一边都有一个集油室，集油室的多孔板上是金属板的顶端部位。冷却器是多回路的，而集油室内焊有隔板，是用来改变回路的油循环路径。倒风体在变压器的外侧，油泵在变压器的下方，风扇装在风筒内，并附有一个电动机，联管上装着流速继电器，要是油的流速低6规定速度，流速继电器便会自动的发出报警信号。每一台变压器都有一个总得控制箱，每一边的冷却器都装一个分控制箱，可以控制油泵的自动投入或切除。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第6页共29页油浸式变压器有两种选择体例，自冷和自轮回风冷式。1、油浸自冷式分为三种情势，它们是光滑式，散热筋式，和散热管式。2、油浸自循环风冷式在大、中型变压器的拆卸式散热器的框内，可装上风扇，当散热管内油循环时，依靠风扇的吹风，使管内的热油火速取得冷却，冷却成果比自然冷却的成果好得多。23油浸式变压器冷却系统的布局构成空气冷却器是强迫油循环油冷却介质空气热交换器冷却潜水泵，包括一冷却体，潜水泵，风机，风管，流继电器，冷却器支架（或杆），连接管，阀门和旋塞，控制箱等。风冷却器是一组螺旋肋片的金属管，在集油室的两头，金属管两头在多孔板上的油室的设置。冷却器是一个多回路；在身体下方安装潜水泵，在外部空气通道的身体，在风管安装风扇电机，流潜水泵继电器安装在连接管的出口端的油，如果油流量低于规定的速度，和继电器自动发出报警信号。每个变压器总控制箱，每台变压器有一个总控制箱，每个冷却器控制箱，能控制泵和风机自动投入或切除。压差继电器是水冷却器的重要保护装置，高压端连接在石油出口，低压端连接冷却水的入口，防止水损坏的水渗入到油道，油的压力必须大于压力588KPA，另有一个报警信号。主电路KMS1、KMS2分别为1号，2号电源的主接触器，用于选择电源。四组冷却器各有一只交流接触器KM1KM4，一只断路器1QF4QF。交流接触器用于自动控制冷却器工作、停止。断路器用于手动控制冷却器和电机的过载、过流、短路保护。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第7页共29页1MB4MB为四只油泵，1MF1、1MF24MF1、4MF2为八只风机，每组冷却器有一只油泵、两只风机。（见图1）图1油浸式冷却系统电源监视回路K1、K2、K7、K8为四只中间继电器。当电源发生故障时，K7、K8必将失电。可能是W相掉电而造成K7、K8将失电，也可能是U相或V相掉电导致失电K1、K2而造成K7、K8将失电。HS1、HS2是两只批示灯，当1号、2号电源正常是亮。1FU4FU是四只熔断器。三、油浸式变压器冷却系统的硬件无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第8页共29页31中央控制处理可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。32存储器可编程控制器配备两种存储器存储器和用户存储器体系。体系内存存储体系管理程序。33输入接口电路PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。接到PLC输入接口的输入器件是各类开关、按钮、传感器等。各类PLC的输入电路多数不同，PLC输入电路中有光耦合器断绝，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的发抖和外部噪声滋扰。34油浸式变压器（见图2、3）图2变压器的硬件示意图无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第9页共29页图3油浸式变压器的实体图配电变压器为变电所的重要组件，油浸式变压器一般安装在单独的变压器室内。依靠油作冷却介质，如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷及强迫油循环等。一般升压站的主变都是油浸式的，变比20KV/500KV，或20KV/220KV，一般发电厂用于带动带自身负载比如磨煤机，引风机，送风机、循环水泵等的厂用变压器也是油浸式变压器，它的变比是20KV/6KV。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第10页共29页油浸式变压器采用全充油的密封型。波纹油箱壳体以自身弹性适应油的膨胀是永久性密封的油箱，油浸式变压器已被广泛地应用在各配电设备中。35PLC的选择原因PLC作为一种控制设备，用它单独构成一个控制系统是有局限性的。主要是无法进行复杂运算，无法显示各种实时图形和保存大量历史数据，没有良好的界面。因此，一般由上下位机组成主从式控制系统。PLC作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等；上位机（微型计算机、工业控制机）完成采集数据信息的存储、分析处理、状态显示以及打印输出，并负责整个系统的协调、优化、高效的运行。这种管理功能具体体现在，一是对现场设备PLC发控制命令，从而实现对设备运行及过程的控制；二是及时监控PLC及其他设备的工作状态，对系统进行监控，并且还应具有良好的实时仿真功能。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补，应用广泛。在比较了继电器控制系统与顺序控制器控制系统，以及PLC控制系统的组成与性能特点后，可以看出，PLC控制完全克服了前二者在硬件与性能上的局限性，符合本系统对控制器的具体要求。因此，我们选择PLC作为本变压器冷却系统系统的控制主体。在系统构成上，考虑到在变压器冷却系统中，各个被控对象所处的地理比较接近，且相互之间的动作有一定的联系，我们采用集中控制系统方案。同时，因本系统中主要是实现开关量控制，不需要进行大量的数据采集与分析处理，对系统的监控更多的是体现在运行状态的显示与终端操作和故障报警等人机交互方面，故人机界面没有选择PC机或工控机，而只要PLC的人机终端设备即可完成以上功能。在确定了利用PLC作为主控制器构成控制系统后，接下来的任务是选择气动回路。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第11页共29页四、油浸式变压器冷却系统的软件设计41工作流程总体介绍可编法式控制器法式流程图如图4所示图4控制器流程图下面介绍的程序，首先初始化PLC。运行第一个操纵周期的初始化操纵，初始化完成可编程控制器的通讯法式的设置；然后用明确的程序计数器，定时器，故障征兆和无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第12页共29页持续运行时间、累计运行时间存储区域，设置或重置程序用于辅助标志的位置。在电源处理上，要根据主辅电源选择标记输入和电源和电源输入状态综合判断状况，设置相应的输出位，对于电源供应器的冷却装置的选择方式的电源，如果没有电源输入。要停止处理。当电源输入时，三侧开关手柄应保持打开状态PLC是由无效酿成有用的判定三侧开关的输入状况和三侧开关的输入信号，在一段时间的准备以后，才互换信号，耽误是使变压器停止事情后使冷却器连续事情一段时间，变压器得到充实冷却；转换标志不再跳动，停止处理；三侧开关输入信号无效，表示变压器设置允许交换旗。如果允许开关，才能进行手动，自动，或停止运行的判断。这里的第一个输入是通过手动或着关闭冷却器的开关；如果是第一次运行需要初始化转换处理，以一定的时间间隔，变成冷却器组；不然直接运行，会消耗多余的时间，达不到目的。PLC的定时器是从冷却器刚开始运行时开始计时的；这时PLC进行切换处理。切换处理时。PLC根据定时器的判断，切换温度开关，判断数值来进行控制策略冷却器运行不断地设定，用于切割操作的需要，定时时间到达冷却器规定时间时切除；冷却监控器负载接通并持续运行，若超过设定的时间，在这段时间将投资和经营，并禁止切除，无故障冷却器全部投入运行。铸造加工，切削加工。铸造工艺操作停止运行，在选定的累计运行时间短的冷却器中开始输出；切割加工操作从冷却器运行选定的持续运行时间最长的冷却器，冷却器输出复位投票；在切换处理延迟时间切换周期使冷却器作用变压器油温度后保持稳定，要避免重复开关，切换延时，避免了大电流冲击。持续运行时间计数器复位启动时间是有数量限制的，所以当操作反超设定值的时间时，将继续运行时间计数器累计值累计的存储区的运行时间。42各子程序的设计421双电源自动切换功能当事情电源不正常时，主动切换至备用电源；当工作电源恢复正常时自动返回。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第13页共29页势力进程以1号电源工作，2号电源备用为例。（即X40置位，X42复位）1、1号、2号电源断路器（在主控室内）K1、K2得电K7、K8得电X010置位T001延时1S得电Y000得电K15得电KMS1得电1号电源投入。2、当1号电源不正常K7失电X010复位Y000失电K15失电KMS1失电1号电源退出。X010复位T000延时1S得电Y001得电K16得电KMS2得电2号电源投入。3、当1号电源恢复正常K7得电X010置位Y001失电K16失电KMS2失电2号电源退出。X010置位T001延时1S得电Y000得电K15得电KMS1得电1号电源投入。4、当电源选择在停止位置（即X41置位），Y000，Y001不能得电1都不能投入。422帮助冷却器主动投入功能油面温度到达75，启动帮助冷却器。55停止辅助冷却器。绕组温度到达88，启动帮助冷却器。当负荷达到一定值（具体数据要按变压器的数据设定），启动辅助冷却器。工作过程1、当油面温度达到55时POP1（55）闭合X057置位当油面温度达到65时POP1（65）闭合X053置位Y002得电启动辅助冷却器。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第14页共29页当油面温度低于65时POP1（65）打开X053复位由于Y002常开触点的自锁作用Y002不失电。当油面温度低于55时POP1（55）打开X057复位Y002失电停止辅助冷却器。2、当绕组温度达到80PW1（80）闭合X054置位Y002得电启动辅助冷却器。3、当负荷达到设定值后KC闭合X056置位T002延时5S得电Y002得电启动辅助冷却器。423备用冷却器主动投入功能备用冷却器自动投入。事情过程以1号冷却器为例1号冷却器设定为工作（或辅助），X021（或X022）置位。当1号冷却器工作不正常时Y012复位T003延时5S得电Y003得电启动备用冷却器。424各组冷却器投入功能当设定转换开关1K为手动状态时，合上电源冷却器即可运行。1QF4QF开启或停止各组冷却器。当冷却器设定为事情时，合上电源冷却器运行。当冷却器设定为帮助时，按温度、负荷启动。当冷却器设定为备用时，工作、辅助冷却器中有一组不正常时启动。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第15页共29页当每组冷却器中的三只热继电器有一只动作时，能使该组冷却器停止运行。事情过程以1号冷却器为例冷却器工作。2、当设定为工作时X021置位M001得电Y006得电K11得电KM1得电1号冷却器工作。3、当设定为辅助时X022置位当Y002（辅助启动）得电后M001得电Y006得电K11得电KM1得电1号冷却器工作。4、当设定为备用时X023置位当Y003（备用启动）得电后M001得电Y006得电K11得电KM1得电1号冷却器工作。5、当设定为停止时X020置位M001不能得电1号冷却器不能工作。6、当1FR0、1FR1、1FR2三只热继电器中有一只动作时X043复位Y006夫电K11失电KM1失电1号冷却器停止。425冷却器事情状况监督功效当冷却器的交流接触器吸合、油流继电器动作时，认为工作正常发出信号。事情进程以1号冷却器为例当KM1吸合，1LJ动作X013、X044置位Y012得电1HD批示灯亮。426操作电源故障指示功效当节制回路电源产生妨碍时报警。事情过程当控制回路电源故障时K6失电X007复位T009延时5S后得电Y020得电批示灯3GP亮。无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第16页共29页427工作、辅助冷却器故障指示功效当工作、辅助冷却器发生故障时报警。事情过程当Y003得电T010延时5S后得电Y021得电指示灯4GP亮。4281号、2号电源故障指示功效当1号、2号电源妨碍时发出妨碍唆使。事情进程以1号电源为例当K1（或K7）失电时，X002（或X010）复位T011延时5S后得电Y016得电指示灯1GP亮。429冷却器全停报警功效当冷却器全数遏制运行1MIN后发出冷却器全停报警旌旗灯号。事情过程当发生1号、2号电源主交流接触器KMS1、KMS2全部不吸合（即X000、X001复位）；冷却器交流接触器KM1KM4全部不吸合（即X013X016复位）；油流继电器1LJ4LJ全部不动作（即X044、X046、X050、X052复位）三种情况之一时T013时1MIN后得电Y022得电指示灯5GP亮。4210冷却器全停并超温启动变压器分闸功效当全停报警信号发出并且超温报警发出60MIN后，自动启动变压器断路器分闸系统。事情过程当冷却器全停报警信号发出（Y022吸合）并且超温报警发出（即X055置位）T014延时3MIN后得电M005得电C000计数T014失电M005失电T014延时3MIN后得电M005得电C000计数当C000计数到20时Y005得电启动变无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第17页共29页压器全停延时分闸。43I/O分配表表1PLC输入地址分配表输入元件输入地址功效KMS1X000I主回路合KMS2X001II主回路合K1X002I号电源K2X003II号电源K3X004辅助冷却器投入K4X005备用冷却器投入K5X006备用冷却器故障K6X007操作电源指示K7X010I电源指示K8X011II电源指示KX012冷却器自动投入KM1X0131号冷却器工作KM2X0142号冷却器工作KM3X0153号冷却器工作KM4X0164号冷却器工作1KKX0201号冷却器停止无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第18页共29页1KKX0211号冷却器工作1KKX0221号冷却器辅助1KKX0231号冷却器备用输入元件输入地址功效2KKX0242号冷却器停止2KKX0252号冷却器工作2KKX0262号冷却器辅助2KKX0272号冷却器备用3KKX0303号冷却器停止3KKX0313号冷却器工作3KKX0323号冷却器辅助3KKX0333号冷却器备用4KKX0344号冷却器停止4KKX0354号冷却器工作4KKX0364号冷却器辅助4KKX0374号冷却器备用KKX040I工作II备用电源选择KKX041停止KKX042II工作I备用电源选择1FRX0431号热继电器无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第19页共29页1LJX0441号油流继电器2FRX0452号热继电器2LJX0462号油流继电器3FRX0473号热继电器输入元件输入地址功效3LJX0503号油流继电器4FRX0514号热继电器4LJX0524号油流继电器POP1X053油温开关辅助启动PW1X054绕组温升辅助启动POP2X055超温报警KCX056按负荷POP1X057油温开关打开时辅助停表2PLC输出地址分配表输出元件输出地址功效K15Y000I号电源中间继电器K16Y001II号电源中间继电器K3Y002辅助启动K4Y003备用启动K5Y004备用故障无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第20页共29页K9Y005跳间启动K11Y0061号冷却器中间继电器K12Y0072号冷却器中间继电器K13Y0103号冷却器中间继电器K14Y0114号冷却器中间继电器输出元件输出地址功效1HDY0121号冷却器工作正常指示2HDY0132号冷却器工作正常指示3HDY0143号冷却器工作正常指示4HDY0154号冷却器工作正常指示1GPY016I号电源故障指示2GPY017II号电源故障指示3GPY020操作电源故障指示4GPY021工作、辅助冷却器故障指示5GPY022冷却器全停故障信号44PLC梯形图无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第21页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第22页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第23页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第24页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第25页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第26页共29页无锡职业技术学院毕业设计（论文）说明书第27页共29页总结与展望随着经济的快速发展，电力需求日益增长，油浸式变压器作为一
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