火电厂备用电源自动投入装置的设计

火电厂备用电源自动投入装置的设计.绪论1.1研究目的及意义在现在的电力系统中，安全稳定运行一直是电网运行的大前提，故对电厂发电、送电线路以及配电等各个环节，应保证具有较高的可靠性，一旦那个环节出现问题，将可能引起大面积的停电事故，影响是非常严重的。电厂占面积的增加，规模的扩大，功能的提升，更多复杂先进设备的投入使用使电厂对供电源的需求也相应的大幅度提升，对供电系统的稳定性和高质量提出了更进一步的要求。供电系统的正常运行已成为电厂功能完美实现的核心要求之一。电厂的交流事故保安电源在电厂的正常生产中具有极其重要的作用，电厂的锅炉、汽机、发电机部分的所有主要负荷都由保安电源来供电。当电厂发生停电故障时，通过一系列的逻辑判断，迅速有效地将备用电源投入到保安电源线路中，从而保障重要负荷的供电。因此，备用电源是保障电厂重要设备用电的最后防线，备用电源及时准确的投切是保安电源系统稳定的基础。在很久以前，电厂一般是用比较简单的继电器和开关来满足对重要回路的供电要求，并加以简单的逻辑控制程序。但对于目前越来越复杂的电厂来说，已经显得很过时了，已经不能满足现代电厂的需求，需要复杂的逻辑控制功能才可以，这时PLC就派上用场了，PLC可以实现复杂的逻辑控制，从而满足电厂重要负荷对不间断供电对的要求，除此之外，其还可以将发生故障的线路进行上报，功能是极其强大。1.2电厂保安电源的类型（1）电厂保安电源类型对发电厂来说，保安电源常见有三种设置方法，分别如下所示：①从外部独立的电源处引接；此种方法较为老式，在很早些年运用较多，其电源容量较大，运行维护也很方便。对于所引接的外部电源，要求与电厂所处的电力系统应相互独立，同时应保证该线路可以可靠供电，避免出现电厂停电事故，其不能提供电源的现象；但在实际电力系统中，这种电源是很少见的，在电厂的附近不一定会存在该类电源，基于种种原由，该类方法在目前新建电厂中很少采用，在老的电厂中还是可以看到的。②通过逆变机组获取交流电源；逆变机组是通过交流与直流发电机相互组合而成，在正常运行的情况下，交流电机呈现电动机运行方式，直流电机是呈发电机的运行方式，并由交流电机带动给蓄电池组充电；而当电厂出现事故时，情况将相反，直流电机呈电动机运行状态，交流电机呈发电机运行状态，并向厂内重要不间断供电负荷供电，但由于机组中蓄电池组容量有限制的原因，采用该方法的发电厂不多，仅在发电厂规模较小的电厂中使用。同时由于直流电机需要经常带交流事故负荷，导致直流电机的碳刷等器件容易被磨损，增大运行维护的工作量，蓄电池组的安全也得不到保证，因此基于种种原因，该方法只能在电厂的保安负荷较小的情况下使用，相对于第一种方法，其在供电可靠性较高，投切的速度也更快。③利用快速启动的柴油发电机作为保安电源；对于该方式，我们国家的新建或者将要建的发电厂普遍采用这种方案，通过配置专用的柴油发电机组来作为电厂的事故保安电源，可以明显看出，柴油发电机组没有和电厂所在系统相连，属于独立的系统。相比于第一种方法，其投切迅速，启动时间也很短，可以满足电厂对交流事故保安负荷间断供电的时间。同时，在容量上，柴油机的选择会多余第二种方法，其有多种不同等级的容量，而且柴油发电机可以长时间运行，可以满足电厂长时间停电的要求；在外形结构上，柴油机组体积较小，辅助设备简单易操作，综合来说各方面均较适合于作为电厂的备用电源。以上所述方法均可作为电厂的事故保安电源，综合比较，本次设计采用柴油发电机作为事故保安电源，机组属于快速自启动保安型的发电机组，从失电到恢复供电的间隔时间一般为15到20秒之间。同时柴油发电机在系统中是作为一个独立的系统，基本不会受到电力系统的干扰。但在实际应用中，柴油机组也存在很多问题，因为其很多操作需要人进行，这就可能会产生人为的误操作导致，柴油发电机组的供电可靠性降低，而且到了秋冬季节，柴油机组的冷却水的防冻一直是亟待解决的问题，基于此，其一般会在油箱和水箱那安装加热器。柴油发电机的启动也会用到蓄电池，对其进行日常的维护和检查也很重要，对于重要的发电厂，还会将柴油发电机的启动试验作为定期检查的内容。上述各个环节均要保证正常，才可以保证在出现事故时，柴油机组可以迅速投入。当采用该方法时，所选取的发电机还应遵从以下几点：柴油机比较适合采用废气涡轮增压型；机组的冷却系统应采用封闭式循环水的冷却系统；机组的励磁方式采用相复励；发电机应采用星形的接线方式，这样可以将中性点引接出来；柴油机采用电启动的方法；发电机应该有自己的储气罐，且其容量至少可以满足机组启动三次的要求。

2.备用电源自动切换投入系统的概述2.1备用电源自动切换投入系统的基本概念对于备用电源投入切换这个操作，我们经常会用到备自投装置，该装置经历了四个阶段的演变，从最开始的电磁整流到我们现在的微机型，演变过程主要改变的就是备自投装置对所采集信号的运算处理方式以及逻辑功能上的区别，采集信号指的是电压、电流及开关量等信号。与传统使用的方案相互对比发现采用微机型备作为用电源自投方案的核心控制装置可以实现完善的故障逻辑判别，并且能够提供可靠的故障反馈，同时该种方案下的设备维护更加方便。备用电源自动切换投入系统能够实现供电电源出现故障被断开与用电回路的连接后，能不间断地将备用电源或备用设备投入供电系统，使用电回路不停止工作的一种控制系统，简称为BZT系统。备用电源自动切换投入系统主要用于工作范围110KV-220KV的中、低压供电场所中，是能满足用电回路所需求的稳定性高、安全性好、不间断供电的等用电要求。备用电源自动切换投入系统的使用条件：（1）医院，冷藏库，变电站等需要安装使用不间断供电系统的场所；

（2）由多条供电线路进行供电，其中一个供电电路一般不参与直接供电的用电场所；

（3）用电场所内有备用变压装置或使用互为备用的母线段；

（4）安装有专用发电机组的某些重要机器。

安装使用BZT装置后可体现如下优点：

（1）能够提升用电场所的供电可靠性，并且节省采用远距离多线路建设的投资；

（2）能够提升重要用电回路的供电的安全性，保护电路；

（3）限制由供电线路故障引起的线路失压过压短路断路的情况，并稳定线路电压。2.2BZT的方案设计在一般情况下，对BZT系统可以根据备用的“明”‘暗’，来分成以下两种方案：2.2.1明备用方案在明备用方案下，会将一条专门的供电线路作为日常工作电源的备用电源。如图1-1明备用方案所示，图中：TM1变压器为与工作电源相连接的变压器，TM2为与备用电源连接的变压器。正常工作时：开关QF1、QF2处于闭合状态，KM1的继电器得电闭合，重要用电回路上的负荷由工作电源通过TM1变压器连接电源供给；此时开关QF3、QF4处于闭合状态，TM2变压器连接电源处于备用状态。当TM1变压器连接电源出现故障失压过压短路断路时，在KM1的继电器失电断开后，KM2的继电器得电闭合，恢复对重要用电回路的供电。图2-1明备用方案2.2.2暗备用方案在暗备用方案下，不会将一条专门的供电线路作为日常工作电源的备用电源，而是将两个供电电源互相设置为备用电源。如图1-2暗备用方案所示。图中：TM1变压器、TM2变压器联系的供电线路均为用电回路供电的工作电源。正常工作时，重要用电回路1和重要用电回路2分别由TM1、TM2变压器连接的电源供电，开关KM5处于断开状态。当重要用电回路1或重要用电回路2出现故障失压过压短路断路时，在KM1或KM2的继电器失电断开后，KM5的继电器得电KM5合上，恢复对重要用电回路2或重要用电回路1的供电。这种TM1、TM2变压器连接的电源既互相作为备用电源又接入用电回路供电的方案，称为暗备用方案。图2-2暗备用方案暗备用方案又有以下备用电源切换方案：（1）备用方案1：TM1、TM2变压器连接的电源分别负责一段用电线路的供电，KM1继电器失电断开后KM5的继电器得电合上，重要用电回路2由TM2变压器连接的电源供电。（2）备用方案2：TM1、TM2变压器连接的电源分别负责一段用电线路的供电，KM2继电器失电断开后KM5的继电器得电KM5合上，重要用电回路2由TM1变压器连接的电源供电。（3）备用方案3：KM5的继电器得电开关闭合，KM2断开，重要用电回路1和重要用地安徽路2由TM1变压器连接的电源供电；当KM1继电器失电断开后，KM2继电器在BZT系统的控制下得电开关合上，重要用电回路1和重要用电回路2由TM2变压器连接的电源供电。（4）备用方案4：KM5的继电器得电开关闭合，KM1断开，重要用电回路1和重要用电回路2由TM2变压器连接的电源供电；当KM2继电器失电开关断开后，KM1继电器在BZT系统的控制下得电开关合上，重要用电回路1和重要用电回路2由TM1变压器连接的电源供电。2.2.3BZT的基本工作要求（1）应确保电气系统供电电源与用电回路的连接断开后，BZT系统才能进行控制操作。出现工作电源发生故障的情况时，应该将供电电源与重要用电回路的连接开关断开，如果不断开连接就直接接入备用电源进行供电，使故障线路与正常供电电路、重要用电回路接通，必然造成更大的损失。（2）为用电系统提供工作电源的供电线路发生故障时，BZT系统都应进入控制状态。但当电气系统需要全部断电时，BZT系统不会对备用电源的切换和投入进行控制。电力系统的故障可能会使重要用电回路工作电路、备用电路同时失电，此时BZT不应动作，以免负荷由于BZT装置动作而转移。在BZT系统对备用电源的切换进行控制时，应使用电压电流互感器等设备对备用电源进行检测。并判断备用电源是否处于正常工作状态，否则将其接入重要用电回路时，会对重要用电回路范围内的人员设备造成多重伤害加重事态严重性。因此需要在重要用电回路与各电源的连接线路上安装稳压设备，并设计安装备用电源电压电流监视器。（3）引起工作电源电路上发生故障的原因是很多的。明暗备用方案中TM1连接电路电压消失的原因可能有：工作线路上发生短路；由于上级变电站故障使正常供电线路的电压消失等。BZT系统在发生以上问题时，都应该对电气系统内的各电路进行控制操作，这样才能尽可能减少并避免因用电回路失电所造成的损失。（4）BZT系统应在启动后保持持续工作状态。当连接工作电源的供电线路发生失压过压短路断路故障时，工作电源与重要用电回路的连接在BZT装置的动作下断开，经过短暂的延时，备用电源便自动投入。如果工作电源供电线路的故障仍未消失，则备用电源的将继续作为供电线路直到工作电源故障修复。（5）将一条备用电源连接的线路同时作为几个为重要用电回路供电的线路的备用线路时,如果该备用电源已经切换并接替一个出现故障的供电线路进行工作供电时,另外又有一个工作电源发生故障时,BZT系统应仍能进行控制操作将备用电源切换并接入此条用电回路中。（6）在该情况下应安装使用能够提供满足要求容量的备用电源作为备用。当备用电源自动切换投入系统进行控制操作时，如安装使用在重要程度高的电路中时，应使其电路连接切换速度加快。（7）应检测备用电源电路的电压电流情况和备用设备投入之前的状态。BZT系统控制的电路切换时间应尽量与所安装的使用环境相适应，以使用电线路恢复正常工作的时间间隔按要求缩短。

BZT系统控制操作的时间是从故障供电线路与重要用电回路的连接断开到备用电源电路切换接入与重要用电回路的连接之间的时间，也就是用电线路失电的时间。停电时间的缩短对用户的使用更加便利，但恢复时间间隔也不宜太短，否则会对某些精密仪器造成损伤。BZT系统控制备用电源切换投入的时间在有高压大容量电动机的场合允许时间为1s至1.5s，低压场合可允许0至0.5s。2.2.4稳压供电装置1.UPS电源的基本组成不间断电源简称UPS(UninterruputablePowersystem)，一般UPS电源，主要由充电器、逆变器、整流开关、转换开关组成、蓄电池和控制部分组成，如图1-3UPS电源组成。图2-3UPS电源组成2.UPS电源的工作原理充电器负责从供电线路吸收电量，并经过内部整流线路处理后以直流电的形式输送给蓄电池和逆变器；逆变器是UPS电源的关键部分，能够将充电器或者蓄电池输入的直流电转化为交流电输出；转换开关在UPS电源连接的供电电源能够正常工作时，让UPS电源转换为充电状态，当UPS电源连接的供电电源发生故障时，将其转换为放电状态，为重要用电回路供电；蓄电池在UPS电源为充电状态时吸收电量，在UPS电源为放电状态时释放电量。3.UPS电源的工作特点蓄电池有两种充电模式，一是在亏电时进行均衡充电，二是在电量充满时进入浮充模式。逆变器输出的交流电能够使供电线路中的微小波动变化平稳化，起到稳压稳流作用，调高供电质量。同时UPS电源充电放电的状态切换能够实现0-0.5s级的切换。3.备用电源自动投入系统的设计3.1供电系统的设计本控制系统有TM1变压器连接电源作为1号供电电源，TM2变压器连接的电源作为2号供电电源（备用供电电源），以及柴油发电机组构成的应急电源组成。系统接线图如附录附件一供电系统接线图所示。正常工作时，TM2变压器连接的电源的2号供电电源作为TM1变压器连接电源的1号供电电源的明备用，应急电源柴油发电机组在有工作电路为重要用电回路正常供电的情况下不启动。此时继电器KM1得电开关闭合，TM1变压器连接电源的1号供电电源投入使用；继电器KM5得电开关闭合，TM1变压器连接电源的1号供电电源为重要用电回路供电。应急电源柴油发电机组不参与供电，继电器KM3失电处于断开状态不参与重要用电回路的供电。1.当TM1变压器连接电源的1号供电电源出现失压过压短路端路等故障，即电压互感器TVⅠ失压过压并且电流互感器TAⅠ欠流过流时，延时一定时间，确保当TM1变压器连接电源的1号供电电源不能供电后，继电器KM1失电开关断开，切断当TM1变压器连接电源的1号供电电源；如果这时负责检测TM2变压器连接电源的2号供电电源的电压互感器TVⅡ及电流互感器TAⅡ检测电压电流正常能够正常供电，那么继电器KM2接通得电开关闭合，TM2变压器连接电源的2号供电电源对重要用电回路供电，此时，TM1变压器连接电源的1号供电电源成为TM2变压器连接电源的2号供电电源的备用。当TM1变压器连接电源的1号供电电源恢复正常工作时，自动断开KM2，延时一定时间，TM2变压器连接电源的2号供电电源和重要用电回路的连接后，闭合KM1，恢复正常供电。2.当TM1变压器连接电源的1号供电电源和TM2变压器连接电源的2号供电电源同时出现故障，既在TM2变压器连接电源的2号供电电源接替出现故障的TM1变压器连接电源的1号供电电源给重要用电回路供电时，电压互感器TVⅡ失压/过压并且电流互感器TAⅡ欠流/过流，同时电压互感器TVⅠ失压/过压并且电流互感器TAⅠ欠流/过流，延时一定时间，确保TM1变压器连接电源的1号供电电源和TM2变压器连接电源的2号供电电源不能给重要用电回路供电后，断开KM1，KM2，切断TM1变压器连接电源的1号供电电源和TM2变压器连接电源的2号供电电源与重要用电回路的连接，此时先由不间断电源UPS暂时为重要用电回路供电，同时启动应急电源柴油发电机组发电，由于柴油发电机组启动到正常投入工作需要一段时间，因此此阶段重要用电回路的供电由不间断电源UPS提供。应急电源柴油发电机组起动发电，并在电压互感器TVⅢ和电流互感器TAⅢ检测到电压电流正常时，继电器KM3得电开关闭合，使应急电源柴油发电机组对重要用电回路供电。当TM1变压器连接电源的1号供电电源或TM2变压器连接电源的2号供电电源恢复正常时，断开KM3，断开急电源柴油发电机组对重要用电回路的连接，停止对柴油发电机组加油，停止柴油发电机组发电，并根据具体情况，恢复TM1变压器连接电源的1号供电电源或TM2变压器连接电源的2号供电电源对重要用电回路的供电。3.2供电系统的工作状态正常工作状态：合上KM1、KM4、KM5开关后，TM1变压器连接电源的1号供电电源给重要用电回路供电，TM2变压器连接电源的2号供电电源与保安电源柴油发电机组此时不工作。1.故障情况下的自动切换过程:TM1所连接的1号常供电源出现故障，同时TM2所连接的2号常供电源也出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，此时两路电源均不能向重要用电回路进行供电，电厂的故障报警灯及闹铃将开启，所对应的继电器开关KM1及KM2将断开，先利用不间断电源UPS对重要用电回路暂时进行供电，等到保安电源柴油发电机启动后，将柴油发电机组投入，不间断电源退出做备用。2.等到故障被切除，1号常供电源将通过变压器TM1继续对重要用电回路继续供电，自动将开关KM2断开，经过一定的时间延迟后，2号供电电源经变压器TM2对重要用电回路供电，继电器开关KM1闭合，此时就恢复正常供电了。3.通过手动操作切换：当供电线路与重要用电回路所连接的开关继电器出现毛病时，此时不能通过继电器来自动完成投切操作，可以将其转换成手动控制状态，通过手动操作来控制备用电源与常供电源的切换。3.3PLC选型及I/O地址定义3.3.1PLC的基本结构对于本设计来说，BZT系统的控制核心就是可编程控制器（PLC），其可以实现较为复杂的控制，具有较高的稳定性及安全性，实现对重要用电回路的不间断供电的要求。PLC可以实现复杂的逻辑控制，从而满足电厂重要负荷对不间断供电对的要求，除此之外，其还可以将发生故障的线路进行上报，功能是极其强大。通过PLC可以对多路电源回路及备用电源回路进行有序的投切变换。当电厂出现事故，主供电源不能供电时，将应急保安电源（UPS电源及柴油发电机）投入，以保证电厂重要回路的不间断供电。PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程软件组成REF_Ref13546\r\h[2]。PLC的组成，如图3-1PLC的基本结构所示。图3-1PLC的基本结构3.3.2PLC产品的选型在进行可编程控制器系统的设计时，首先应按照要求来设计合理的控制方案，随后对控制方案根据实际需求进行可编程控制器种类型号的选择，通过PLC可以将整个控制系统按照一种标准化的形式统一成一个整体。同时，可编程控制器具有较好的拓展能力的优势，可以满足实际中复杂的功能要求。在以上条件满足时性价比较高的型号可以选择使用。本备用电源自动切换投入系统选用的是西门子公司的S7-200系列。SimaticS7-200是西门子公司生产的一款小型可编程控制器。S7-200型号的PLC是在中小型控制系统中使用的最受欢迎的可编程控制器系列之一。西门子公司的S7-200系列常用型号有：CPU221,CUP222,CPU224,CPU226等。3.3.3编制I/O地址号分配对照表对于I/O地址数量的选择，我们应进行预留一定的地址数量，一般情况下我们会在设计系统的输入输出本来所需的节点数量的基础上增加20%的数量来满足系统需求。实际工程中，还应根据可编程控制器所具体的参数来对I/O地址数进行取整。在本设计中BZT系统选用产品型号为CPU226的主机。本次设计BZT系统各类I/O触点表格见附录附件1的表1-1、表1-2，包括各类继电器开关所处状态对应的I/O触点，电流及电压CT、PT、不间断供电电源的工作状态、控制开关的闭合等对应的I/O触点表格。3.3.4可编程控制器与现场器件的实际、安装连线图可编程控制器与现场器件的实际、安装连线图见附录附件2PLC接线图所示。

4.备用电源自动投入系统顺序控制的设计4.1自动工作时的工作顺序1.当按下启动开关SB1并且PLC控制开关处在自动控制状态时，首先接口I0.0接通，这时可编程控制器控制系统开始工作，如果TM1变压器连接电源的1号供电电源的电压互感器TVⅠ和电流互感器TAⅠ检测到TM1变压器连接电源的1号供电电源电压电流稳定时，通过I0.1、I0.4接口传输稳定电信号，使得PLC内部T37定时器开始工作，同时输出接口Q0.3接通，继电器KM4得电开关闭合，重要用电回路接入供电系统。2.当定时用的T37计数达到10秒这个值时，将Q0.0接通，从而继电器开关KM1闭合，M1所连接的1号常供电源给重要用电回路供电；与此同时定时用的T38计数达到10秒这个值时，将Q0.4接通，从而继电器开关KM5闭合，将不间断供电电源投入系统中，处于充电状态。3.TM1所连接的1号常供电源出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，也就是所连接的电压互感器过电压或者低电压，同时电流互感器欠电流的情况下，此时接口I0.1、I0.4都将失去信号，继电器开关KM1将断开；此时电压互感器TVⅡ及电流互感器TAⅡ可以检测到2号常供电源可以供电，接口I0.2、I0.5将导通，当定时用的T39计数达到10秒这个值时，将KM2接通，继电器开关KM2将由断开变为闭合，将2号常供电源投入，使其对重要用电回路进行供电。同理，当TM2所连接的2号常供电源出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，也就是所连接的电压互感器过电压或者低电压，同时电流互感器欠电流的情况下，此时接口I0.2、I0.5都将失去信号，继电器开关KM2将断开；此时将不间断供电电源投入系统中，重要回路将由其进行供电。4.TM1所连接的1号常供电源出现故障，同时TM2所连接的2号常供电源也出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，也就是所连接的电压互感器TVII过电压或者低电压，且电流互感器TAII欠电流或者过电流的情况下，同时出现电压互感器TVI过电压或者低电压，且电流互感器TAI欠电流或者过电流的情况；此时接口I0.1、I0.4、I0.2、I1.5都将失去信号，继电器开关KM1、KM2失电，KM1、KM2常开触点断开；当定时用的T40计数达到20秒这个值时，将保安电源柴油发电机投入使用，启动其点火系统，同时在电压互感器TVⅢ和电流互感器TAⅢ检测到电压电流正常时，接口I0.3、I0.6接通，当定时用的T41计数达到10秒这个值时，接口Q0.2将接通，将KM3接通，继电器KM3得电开关闭合，使保安电源柴油发电机组对重要用电回路供电。当TM1变压器连接电源的1号供电电源或TM2变压器连接电源的2号供电电源恢复正常时，断开KM3，断开保安电源柴油发电机组对重要用电回路的连接，停止对柴油发电机组加油，停止柴油发电机组发电，并根据具体情况，恢复TM1变压器连接电源的1号供电电源或TM2变压器连接电源的2号供电电源对重要用电回路的供电。自动控制原理图，如附录附件3所示。自动控制梯形图如下图所示：4.2手动工作时的工作顺序当将PLC转换成手动操作方式时，对各个常供电源及备用电源的切换均需通过手动操作来进行控制，当开关I1.4闭合时，继电器开关将由断开状态变为闭合，TM1变压器连接的1号电源将接入供电系统中。当开关I1.7闭合时，继电器KM4开关将由断开状态变为闭合，重要用电回路将接入系统中。当开关I2.0闭合时，继电器KM5开关将由断开状态变为闭合，不间断供电电源将接入系统中。此时重要用电回路进行正常工作用电。当TM1所连接的1号常供电源出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，也就是所连接的电压互感器过电压或者低电压，同时电流互感器欠电流的情况下，断开开关I1.4，继电器KM1开关将由闭合状态变为断开状态，随后开关I1.5闭合时，继电器KM2开关将由断开状态变为闭合，TM2变压器连接电源的2号供电电源为重要用电回路供电。当TM1所连接的1号常供电源出现故障，同时TM2所连接的2号常供电源也出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，开关I1.5将由闭合状态变为断开状态，继电器KM2开关将由闭合状态变为断开，此时不间断电源将放电，来为重要用电回路供电。同时保安电源柴油发电机组将启动点火系统，等到电压电流稳定下来，将开关I1.6闭合，继电器KM3开关将由断开状态变为闭合，将保安电源柴油发电机组投入。等到1号或者2号电源当中有一个恢复正常，即故障被切除后，系统将关闭柴油发电机组，并通过手动操作恢复重要用电回路的正常供电。手动控制梯形图如下图所示：5.系统测试及仿真5.1STEP7-Micro/WIN软件的介绍安装STEP7-Micro/WIN编程软件应在使用Windows操作系统的计算机上进行。STEP7-Micro/WIN操作界面如附录附件5所示。在编程程序里，一般把一个完整的PLC控制系统叫做项目。一个项目需要包括以下几个部分：（1）程序块：可执行的代码和注释是其主要主成成分，主程序（OBI）、可选的子程序和中断程序组成可执行代码，代码可以被编译并被下载到PLC中。（2）数据块：其是用来对V存储器赋初值用的。（3）系统块：系统块可以用作设置系统的参数使用，程序块下载到PLC后才可以起作用。（4）符号表：允许用符号代替储存器的地址的一种表格，符号地址比较简单，容易记忆。符号表中定义的符号为全局变量，几乎所有程序可以使用。程序编译后下载到PLC时，所有的符号地址都被转换为绝对地址。（5）状态表：用表格或趋势图来监视、修改和强制程序执行时指定的变量的状态，状态并会不下载到PLC。（6）交叉引用表：用于检查程序中地址的赋值情况，可以防止无意间的重复赋值REF_Ref13546\r\h[2]。图5-1STEP7-Micro/WIN操作界面5.2S7-200仿真软件V3.0的使用1．仿真软件S7-200仿真软件V3.0本次备用电源自动切换投入系统的仿真模拟软件使用不需要安装便可直接使用，由于仿真软件编制时间较短不能模拟S7-200的全部指令和全部功能。2．仿真参数设置软件打开后，点击执行菜单中的命令“配置”下拉菜单中的“CPU型号”，选择选用的可编程控制器CPU的型号。双击紧靠已配置的模块右侧的方框，可添加对应可编程控制器相适应的I/O扩展模块。3．STEP7-Micro/WIN编程软件生成ASCII文本文件在STEP7-Micro/WIN编程软件中打开编译成功的OB1，点击执行菜单命令“文件”下拉菜单中的“导出”，然后选定格式导出文件。4．加载程序5．模拟调试程序如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，点击【运行】按钮后，“RUN”LED的状态不变。用鼠标点击模块下面的小开关产生输入信号。6．监控变量点击执行菜单命令“查看”下拉菜单中的“内存监视”，在出现的对话框中，可以监视V、M、T、C等内部变量的值。用二进制格式监视字节、字和双字，可以在一行中同时监视多个位变量REF_Ref13432\r\h[9]。5.3程序仿真首先运行编程软件里所编好的梯形图，其中CPU的型号选为CPU226。在完成梯形图的编辑后，再对其进行编译操作，单击编译按钮即可，倘若有错误，系统就会报错，将错误的地方用红色进行标记，方便修改。接下来点击菜单中的“文件”，往下拉可以找到”导出“选项，将编译好的梯形图语句导出来。将语句导出来后，打开模拟软件S7-200，对我们所搭建的程序进行模拟，首先选择CPU的型号，根据之前的选择，选226型号，再点击程序菜单下的“载入程序”选项，将导出来的程序载入模拟软件。点击开始栏里面的“运行”按钮，在之后，CPU将被接通，具体模拟过程详见附件6，过程如下所述：1.演示正常工作时的模拟顺序，首先点击I0.0按钮，Q0.3灯亮起来（继电器KM4开关将由断开状态变为闭合，重要用电回路将接入系统中），通过I0.1、I0.4接口传输稳定电信号，使得PLC内部T37定时器开始工作，同时输出接口Q0.3接通，继电器KM4得电开关闭合，重要用电回路接入供电系统，延时一定时间后，输出口Q0.0灯亮起（将Q0.0接通，从而继电器开关KM1闭合，M1所连接的1号常供电源给重要用电回路供电）。延时一段时间后，Q0.4灯亮起（继电器开关KM5闭合，将不间断供电电源投入系统中）。2.演示TM1变压器连接电源的1号供电电源发生故障，TM2变压器连接电源的2号供电电源接入供电系统的模拟顺序，由与TM1所连接的1号常供电源出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，也就是所连接的电压互感器过电压或者低电压，同时电流互感器欠电流的情况下，失去输入信号，断开I0.1、I0.4按钮，此时QO.6灯亮起，TM1变压器连接电源的1号供电电源故障报警。按下按钮I0.2、I0.5（电压互感器TVⅡ及电流互感器TAⅡ可以检测到2号常供电源可以供电），延时一定时间后Q0.1灯亮起（继电器开关KM2将由断开变为闭合，将2号常供电源投入，使其对重要用电回路进行供电）。3.演示由柴油发电机组供电时的模拟顺序，当I0.1、I0.4、I0.2、I0.5都断开时（TM1所连接的1号常供电源出现故障，同时TM2所连接的2号常供电源也出现故障，比如发生短路、断路、过电压等，），不间断电源UPS处于放电状态，I1.1接通，延时一定时间后，Q0.5灯亮起，按下按钮I0.3（柴油发电机组启动），延时一定时间后，I0.3、I0.6接通（电压互感器TVⅡ及电流互感器TAⅡ可以检测到柴油发电机可以供电），Q0.2接通（将KM3接通，继电器KM3得电开关闭合，使保安电源柴油发电机组对重要用电回路供电）。当1号电源或者2号电源恢复正常时报警停止，并将恢复正常的电源接入供电系统。最后停止模拟CPU的工作。总结本次设计是针对电厂的重要供电回路设计备用电源的自动投入控制及电源投切的方案进行设计及探讨，从刚开始的查文献，学习现有的方案，到后面的方案改进优化等，再到最后的方案定稿，期间学到了很多新的知识，比如CPU的选型，接线，模拟仿真等等。目前电厂对厂内重要负荷均会使用常供电源与备用电源组合起来供电，并通过备用电源自动投入装置来实现电源之间得到投切，可以达到不间断供电的目的。随后对PLC产品进行选型，并对电气系统所需的相关电气设备进行选型，对备用电源自动投入控制系统进行设计，分自动控制及手动控制两种方式。

致谢在本次毕业论文工作进入尾声之际，首先很感谢我的论文指导老师，对我的论文进度非常关心。在此期间，大家忙于工作，只能通过网络的方式对我的论文不断的提出意见，指导我进行修改。在这种方式下，有时不能清晰的表达出自己的观点，但是老师还是非常耐心的听我论述，最终还是完成了论文的撰写，此外在定稿的过程中自己熟练掌握了相关软件的应用。其次，感谢感谢与我一同在火电厂电气专业工作的师傅、同事们给予我论文研究方面的技术指导和经验交流，感谢大唐略阳发电有限责任公司检修部电气专工韩富军、电气检修班技术员何欢给我提供的资料。而在设计中的点点滴滴却无不凝结着张老师以及所有关心和帮助我的所有人的智慧和心血，在这里请接受我最诚挚的谢意！谢谢！参考文献[1]王宁.基于PLC备用电源自动投入装置的实现[J].华电技术,2008,30(3):33-36.[2]周俊虎,聂欣,周志军,等.无油点火燃烧器的数值试验研究[J].中国电机工程学报,2004,24(9):243-247.[3]廖常初.PLC编程及应用.第2版[M].机械工业出版社,2013.[4]骆智.可编程控制器(PLC)运行系统设计与实现[D].北方工业大学,2004.[5]张海根.机电传动控制[M].高等教育出版社,2001.[6]向晓汉.西门子PLC工业通信完全精通教程[M].化学工业出版社,2013.[7]朱文杰.S7-300/400PLC编程设计与案例分析[M].机械工业出版社,2010.[8]马京生.西门子新一代S7-200PLC发布[J].中国包装,2004,24(5):88-89.[9]DuLI,GuowenHU.DesignofStandbyPowerSupplyAutomaticSwitchingControlSystemBasedonPLC[J].LowVoltageApp