【《基于plc高功率变压器风机冷却控制系统设计》13000字（论文）】

基于plc高功率变压器风机冷却控制系统设计摘要：高性能变压器冷却控制系统存在控制回路复杂，可靠性低，故障率高，控制误差大的问题，提出并开发了一种新型的变压器强制油循环空气冷却控制系统。该系统使用PLC作为控制器来构建变压器冷却控制系统。该系统以变压器上层的油温为控制量，并提出了具有差异余量的开关温度阈值控制策略。提出了一种根据冷却器的连续运行和累积运行时间自动平衡开关冷却器的控制方法。此外，该系统还具有通讯和远程监控，故障定位和信息显示等功能。关键词：高功率变压器风机冷却；单片机控制；传感器；继电器目录TOC\o"1-3"\h\u10041引言 130702高功率变压器冷却控制系统的硬件设计 1111922.1冷却控制系统功能模块设计 1284602.2电气元件及在系统中的应用 475822.2.1凝露温度监控器 4178662.2.2电动机保护器 563792.2.3可编程序控制器的选择 5189552.3系统电气连接 6201792.3.1电源监控和凝露温度监控部分电气接线 6289122.3.2冷却器电动机保护控制电气接线 9200792.3.3可编程序控制器的输入输出连接 10109782.4通讯连接 11136713高功率变压器冷却控制系统软件设计 12312713.1可编程序控制器编程 12294833.1.1软件总体设计 1255763.1.2投入计时处理、超时和切除计时处理 1468203.1.3投切判断和投切处理 14176413.1.4通讯处理 15242603.2上位机监视软件设计 16157773.2.1监视软件总体设计 16308293.2.2串口设置和打开 17276043.2.3线程的建立及串口数据的读取、解析和显示 18246564结论 2161474.1结论 21102484.2展望 2119790参考文献 2311634附录1原理图 2527987附录2源程序代码 26引言二十一世纪是人类科学信息技术迅速进步发展的黄金时代，电子技术和微控制器技术的广泛应用涉及规模空前广泛。随着信息科技和工业生产的不断进步发展，需要用来测量不同的物体温度，因此，温度一词在人们生产和生活之中已经出现并且其使用量和频率也在不断地增多。相应地，温度控制和测量也已经成为了人们生活中和生产中频繁地被使用的两个词语，与此同时，它们一直在所有部门发挥重要的指导作用。在日益发达的现代工业中，为了保证正常的工业生产，必须实时测量和自动控制空气温度的变化。在现代农业中，用于大棚蔬菜养殖大棚的长期恒温储水保产。温度控制不仅给我们提供了一个舒适的工作环境，在工业节能环保方面也已经取得了一些重大成果。风机冷却行业不断发展，风机冷却企业也在不断发展。在技术方面，从引进到不断创新。风机冷却的绿色化、高功率变压器化、网络化和信息化等发展使风机冷却市场发展前景十分乐观。高功率变压器冷却控制系统的硬件设计变压器冷却控制系统使用电气组件，例如可编程控制，冷凝温度监控器，接触器，在本章中，我们介绍了冷却控制系统设计及其在控制系统中的应用中使用的主要电气组件，以及系统的电气连接。冷却控制系统功能模块设计本文设计的变压器冷却控制系统的核心是PLC，系统的大部分功能都由可编程控制器来实现，按照冷却控制系统的功能设计，以PLC为核心，全部存在控制系统由六个功能模块组成，如下图所示。电源监控控制模块。该模块通过一个小电压继电器监视两个独立电源的状态（两个独立电源为冷却系统供电），以确定电源是否异相并且两个断路器控制电源的切换；将两个电源的错误信号和断路器辅助节点反射的电源工作状态信号发送到可编程控制器，并由可编程控制器全面评估用于生成控制电源电路的控制命令，并由断路器执行电源开关动作。图2.1冷却控制系统功能模块框图冷却器开关保护模块。该模块使用交流接触器控制冷却器的输入和拆卸，自动空气开关和电动机保护功能共同为风扇和潜水泵电动机提供短路，过载，阻塞和断相保护。可编程控制器收集变压器温度信号，运行状态信号，油流继电器反映的冷却油流状态信号，反映发动机故障状态的空气开关状态信号以及交流接触器状态信号。可编程控制器根据发送的信号评估和定位发动机，机油流量和接触器错误，并生成控制指令以切换散热器，并且切换操作由交流接触器执行。冷凝温度监控模块。该模块使用冷凝温度监控器实时监控环境的温度和湿度。当湿度达到设定值时，冷凝负荷输出打开，信号发送到可编程控制器，控制器决定同时使所有空气冷却器投入运行：湿度达到设定值的同时，控制系统可以在冷却控制系统箱中启动加热系统以对系统箱除湿；当温度达到设定值时，系统箱中的风扇将启动以将热量散发到控制系统。现场控制和显示模块。在控制面板中，您可以选择“手动”或“自动”来打开和关闭冷却器，并在“手动”模式下手动更换冷却器。您可以选择哪个电源是“主”电源；错误信号也可以手动重置。同时显示了电源和空冷器组的各种故障，输入状态信息以及变压器过流，过热，空冷器完全停机等信息。5.沟通模块。通信模块通过远程串行扩展器通过PLC中的RS485端口与远程主机通信，并通过串口定期向主机发送变压器，冷却器和冷却控制系统的运行和误差信息。6.主机监控模块。本模块采用串行编程接口Visualc采集变压器的运行和故障信息，冷却器和串行接口冷却控制系统，实现主机上信息的动态显示和故障报警功能。可编程控制器是变压器冷却控制系统的核心。检测用于控制电源的电源状态和断路器状态信号，三通开关温度信号和电压转换，散热器油流量和发动机状态信号，冷凝温度信号和各种可选操作信号进行综合评估控制决策和故障报警信号；相互通信，将运行信息和故障信息上传到上位机监控计算机上，实现上位机对变压器冷却系统的监控。

电气元件及在系统中的应用凝露温度监控器冷凝温度监测仪是一种用于监测工作环境湿度和温度的自动化工业仪器，当湿度和温度达到设定值时，可以启动用户连接的冷凝液负荷和温度控制负荷。我们的冷却控制系统采用LWK-D2(TH)冷凝温度监测仪，它有两个相对独立的工作单元:冷凝监测仪；温度监视器的特点是体积小，使用寿命长。电气连接如图2.2所示:图2.2凝露温度监控器电气图冷凝温度监测仪1，2与温度传感器的连接，5，6与冷凝传感器的连接，3，4与温控负载的连接，7，8与冷凝负载的连接，11，12至AC-220V电源。摘要LWK-D2(TH)冷凝温度监测仪的工作原理是，该监测仪能长时间通过冷凝传感器和温度传感器自动检测和检测工作环境中的湿度，温度等指标；如果在水工作环境中可能形成冷凝，则可以自动评估冷凝负荷并立即启动冷凝负荷。如果工作环境温度高于设定温度值，相应的温度控制负荷也会被激活；如果环境温度和湿度低于规定的要求，请停止工作，进入监测状态并自动循环。在冷却控制系统中，冷凝温度监测仪监测可能发生冷凝时的环境温度和湿度。启动系统外壳内的加热系统，并将“冷凝液”信号发送给PLC确定启动冷却器；如果温度超过设定值，则启动系统外壳中的风扇以散热控制系统。具体布线详见本章“冷却控制系统电气布线”一节。电动机保护器变压器冷却控制系统将GDH系列电动机保护与自动空气开关相结合，实现了对电动机的失相，过载，堵塞和短路保护。GDH系列电机保护器具有相位故障，过流和锁定保护功能。具有操作灵敏可靠，安装舒适，故障率低等优点。是替代热继电器的理想电机保护产品。本章“冷却控制系统电气接线”部分阐述了电机保护的具体接线方法。可编程序控制器的选择根据可编程控制器的控制功能，变压器冷却控制系统的输入/输出特性，点数和存储容量，并考虑到性能，可靠性和价格，我们选择三菱FX2N-48MRPLC作为冷却控制系统的控制。可编程控制器的选择主要从以下几个方面考虑:（1）控制功能。所选用的PLC能够在最大程度上完成控制系统的控制功能，这是选择PLC时的首要考虑。PLCFX2N-48MR取代了定时器实现的许多功能，计数器和继电器，具有位逻辑，计数，超时，偏移周期，比较，数字操作和其他命令，支持子程序和中断，可以通过串行接口继续执行。在控制功能方面，PLCFX2N-48MR能满足冷却控制系统的功能要求。（2）输入/输出特性和一次性要求。我们选择CPU224（14个数字输入/10个中继输出），CPU有内部电源，可为CPU本身，扩展模块等电气设备提供5V和24V直流电源。同时采用以下扩展模块:EM221（16个数字输入），EM222（8个中继输出），EM223（8个数字输入/8个中继输出），共38个数字输入，26个输出。扩展模块通过与CPU相连的总线连接电缆接收5V直流电源。不同规格的不同处理器提供不同的功率容量，应根据实际应用进行功率容量调度计算，如表2.3所示:表2.3PLC电源计算CPU电源预算5V直流24V直流CPU224AC/DC/继电器660MA280MA减去以下电源需求减去以下电源需求系统要求5V直流24V直流EM221，5V电源要求70MAEM222，5V电源要求40MAEM223，5V电源要求80MACPU224,14输入14*4=56MACPU224,10继电器线圈10*9=90MAEM221,16输入16*4=64MAEM222，8继电器线圈8*9=72MAEM223,8输入8*4=32MAEM223，8继电器线圈8*9=72MA总需求190MA386MA总电流差额剩470MA剩106MA如表中的功率计算所示，系统需要提供额外的24V直流电源，系统需要配备直流电源才能正常运行。在输入/输出属性和点要求方面，上述CPU和扩展模块可以满足系统的要求。（3）存储容量。具有8192字节的程序存储器和5120字节的数据存储器，CPU224满足对存储器容量的编程要求。（4）同时考虑功率和负载能力。该PLCFX2N-48MR适用于额定电压为120-220V交流的运行，可在变电站提供220V交流电源。输出是中继输出。继电器触点电位从电源和输入端分离出来，因此可以将不同的负载连接到继电器输出端。S7-200型PLC满足电源和负载能力要求。（5）安全和可靠性问题。变压器冷却控制系统安装现场电磁环境复杂，对设备的安全性和可靠性提出了更高的要求。基于以上指标的满足，PLC的选择是我们主要关心的问题，冷却控制系统的可靠运行将直接影响变压器的可靠运行。三菱FX2N-48MRPLC具有较强的抗振性和电磁兼容性(EPIC)，能满足不同的行业标准，可应用于不同的气候条件。操作方便，使用方便，且该模块不需要太多的附件和空间来减小控制柜的尺寸；不易磨损，降低了维护成本；编程非常简单，FX2N-48MRPLC的价格相对较低，降低了控制系统的成本。考虑到控制功能，存储容量和输入/输出点的数量，我们选择PLCFX2N-48MR作为控制系统的控制，以满足我们不同方面的控制要求。系统电气连接电源监控和凝露温度监控部分电气接线冷却系统由两个电源供电，可由开关选择为“一次”和“二次”。电源监控控制部分的功能是监控两个电源的状态，并将电源状态信号发送到可编程控制器。同时，它接受可编程控制器的控制命令，通过断路器的作用选择电源为系统供电。冷凝温度监测仪可以实时监测环境的温度和湿度；当满足条件时，可以启动冷凝负荷和温度负荷，并对可能的冷凝和过热条件采取对策。小电压继电器1YJ，2YJ和3YJ的线圈分别与电源1的X1，X2和X3三相连接，监测电源1的状态，是三个电压继电器的正常开触点。它与1ZJ中间继电器励磁线圈串联。当电源相位正常时，小继电器1YJ，2YJ和3YJ的正常开启触点闭合，中间继电器1ZJ的线圈励磁，1ZJ正常开启触点。1ZJ的正常开启触点连接到可编程控制输入端，并发送到电源状态信号。小型4YJ，5YJ，6YJ电压继电器与2ZJ中间继电器的配合实现了对电源2的监控，其接线和工作原理与电源1相似。中间继电器LZJ的触点负责断路器和冷凝温度监测仪的供电。如果电源1正常，则LZJ的正常开启触点关闭，正常关闭触点开启，电源1为断路器工作提供电流。冷凝温度监测仪；当电源1出现故障时，LZJ的正常打开触点打开，正常关闭触点关闭，电源2为断路器和冷凝温度监视器供电。断路器可以执行由可编程控制器输出的功率选择控制命令，为冷却单元和控制系统选择电源。接触器A4为“打开”输入，A2为“关闭”输入，“打开”输入具有更高的优先级，即如果两个输入均为有效，则断路器最好实现“打开”操作以采取动作。接触器主触点分别连接到变压器冷却系统的两个电源和电源输入端；输入端连接到可编程控制器的输出端和断路器正常闭合的辅助触点的组合。在图中，Q2.4是控制1JC的“封闭”信号，Q2.5是控制1JC的“封闭”信号，Q2.6是控制1JC和2JC的“开放”信号。通常闭合的辅助触点2JC串行连接的UCQ2.4的“闭合”输入可以同时防止两个电源的输入，因为2JC处于“闭合”状态，而电源2总是由电源的通常闭合的辅助触点1JC打开。输入“关闭”处于无信号状态，不能输入电源2。同样，1JC的正常闭合辅助触点和Q2.5的“闭合”输入与2JC串联将防止同时输入功率。介绍了冷凝温度监测仪的工作原理。在图中，ch11是温度传感器，chl2是湿度传感器。WCG是冷却控制系统外壳中的热力系统，3ZJ是中温继电器的励磁线圈，WCG和3ZJ连接到冷凝温度监测仪的“冷凝负荷”输出端；D用于风冷控制系统外壳中的风机电机，风机电机连接到冷凝温度监测仪的“温度负荷”输出端；ID是冷却控制系统外壳的照明系统，一端连接到冷却控制系统电源，N连接到控制系统电源中心线。图2.4电源监视控制接线图3ZJ中间继电器的励磁线圈连接到冷凝水监测器的输出“冷凝水负载”。当环境湿度达到设定值时，接通输出“电容负载”，接通3ZJ中间继电器的常开触点，可编程控制器输入端向电容提供电容信号。制冷控制器外壳中的加热系统WCG连接到冷凝水监视器的输出“冷凝水负载”。当环境湿度达到设定值时，接通凝结水负荷，启动加热系统对控制系统进行除湿，保证冷却控制系统的可靠运行。冷却控制器外壳中的风扇连接到冷凝控制器的输出“温度负载”。为了保证制冷控制器的可靠运行，在达到设定的环境温度时，开启温度负荷，风扇开始散热制冷控制器的热量。冷却控制柜中照明系统的ID通过开关K与电源连接，用于打开系统外壳的开关K关闭，照明系统照明；外壳关闭照明系统。冷却器电动机保护控制电气接线本文设计的制冷控制系统可以控制8套冷却器。每套冷却器由3个风扇和1个潜水泵组成。散热器保护控制部分可为散热器风扇电机和潜水泵电机提供过载，闭锁和失相保护。用于风扇电机的电机保护设备IFS2和IFS4属于一个组。冷却器（风扇IFS3未示出），IFS1是潜水泵电机的保护装置，IFS1，IFS2，IFS3，IFS4串联在冷却系统的电源与冷却风扇电机或潜水泵电机之间。电机过载，短路，移相时，连接电机保护装置的辅助触点关闭，1ZK为自动空气开关，风扇电机开关IFS1，IFS2，IFS3和潜水泵电机开关IFS4的辅助触点，1ZK空气开关的励磁线圈并联。当电机发生故障时，电机保护输出触点关闭，1ZK空气开关的线圈通电，空气开关启动。1BC是一个接触器，用于控制空气冷却器的开关/关闭。其现场线圈连接到可编程序控制器的输出端，可以接受来自可编程序控制器的控制指令来控制冷却器的切换。图2.5冷却器保护控制接线图转换开关用于选择是“手动”，“自动”还是处于“停止”状态进入冷却器。端口连接以第一组端口为例，端口1、2处于“自动”状态，端口3、4处于“手动”模式。连接件25、26、27、28连接在控制电流开关线路中。如图所示，其余的左侧连接器已连接到AC和DC电源。右侧端口2、6和10连接到PLC接触器输出电源侧，端口3、7和11连接到手动控制冷却器按钮。30连接PLC的“自动”输入，31连接PLC的“手动”输入；其余的右侧端子连接到PLC的故障输出电源侧。可编程序控制器的输入输出连接变压器冷却控制系统的核心PLC由一个CPU模块CPU224(14数字输入/10继电器输出)，三个输入输出扩展模块，EM221(16路数字输入)，EM222(8继电器输出)，EM223(8数字输入/8继电器输出)组成，PLC从输入端子采集信号，从输出端子输出控制信号，模块的输入输出连接如下。可编程控制器的CPU模块CPU224是整个系统的核心，所有程序和数据都存储在CPU模块中，控制功能和控制决策由CPU模块决定，CPU224具有14个数字24VDC输入和10个继电器输出，CPU224的输入和输出连接如图3.4所示：220V交流电源通过市电输入（L1，N）馈入模块，模块还可以向外部提供24V直流电源，该电源来自市电输出（L，M）是。输入I0.0和I0.1通过“自动”或“手动”操作连接转换开关，转换开关10.0在“手动”位置有效，转换开关I0.1在“手动”位置有效。输入I0.2到I0.6连接到电源“主”，“辅助”选择开关，中间继电器1JC和2ZJ的常开触点以及断路器1JC和2JC的辅助触点。开关1KG闭合，表示选择了I电源作为“主”电源；当中间继电器1ZJ和2ZJ闭合时，I0.3和I0.4均有效，指示电源1和2处于正常状态；1JC和2JC接通并且其辅助触点闭合，指示分别有1个和2个电源输入。变压器的三个侧面开关DL1，DL2和DL3的辅助触点作为I0.7输入串联连接。变压器的三侧开关全部打开，辅助触点DL1，DL2和DL3均闭合，输入处于信号状态，表明三侧开关全部打开。输入I1.0，I1.1和I1.2分别连接到三个温度继电器1WJ，2WJ和3WJ的常开触点，以指示变压器的最高油温，其中温度继电器1WJ设置为开关冷却器的温度阈值，温度继电器2WJ设置为输入冷却器的温度阈值，温度继电器3WJ设置为温度。输入I1.3连接到中间继电器3ZJ的触点，中间继电器3ZJ的励磁线圈连接到冷凝监控器的冷凝负载，如果冷凝温度监控器检测到发生冷凝，则线圈通电并通过该输入将冷凝信号发送到PLC，1L，2L和3L分别连接到开关的1X31、2X31和3X31，并为“自动”中的输出Q0.0〜Q0.3，Q0.4〜Q0.6或Q0.7〜Q1.1提供电流“操作模式。Q0.0至Q0.7这些8通输出分别连接到励磁线圈的一端，该线圈控制8通控制冷却器以切换接触器，而励磁线圈的另一端连接到中心线。接触器励磁线圈的电源也通过开关连接到“手动”操作模式下转换开关的开关1X41、2X41和3X41，以便向励磁线圈提供电流，该电流可以通过钥匙开关手动切换到开关冷却器中。Q0.0〜Q0.7也连接到信号指示器，当发出信号时，该信号会给接触器线圈通电，接触器动作会闭合其常开触点，并在指示灯打开空气冷却器的同时使一组空气冷却器投入运行，通讯连接冷却控制系统使用自由端口通信，自由端口通信是基于RS485可编程控制器的硬件的通信方法。自由端口通信模式的通信功能完全由用户程序控制，所有通信任务均由用户编程。通常，冷却控制器距离主机较远，由于通讯距离的缘故，我们也使用Model232D/3长距离驱动器来延长通讯距离，以确保数据的可靠性。该驱动器不需要外部电源，光电隔离的3KV适合在恶劣的环境中使用。使用4线通信时，传输距离为9600bps时为1000米，并且性能稳定。可编程CPU224模块的RS485端口连接到PPI电缆，PPI电缆的RS232端口连接到长线驱动器1的RS232侧，长线驱动器I的线侧连接到通信线，另一侧通信线连接到另外的长线驱动器2，并且长线驱动器2的RS232侧连接到主机。

高功率变压器冷却控制系统软件设计可编程序控制器编程本节首先分析介绍可编程序控制器程序流程，然后重点介绍可编程序控制器程序中几个关键点的程序编制。软件总体设计可编程序控制器程序流程图如图3.1所示：图3.1可编程序控制器流程图程序流程介绍如下：首先，执行初始化，从停止到操作的第一个运行周期，在PLC中执行一次初始化操作，然后初始化操作完成可编程控制器的通信设置。删除程序中使用的计数器，计时器，错误标志，连续运行时和累积运行时存储器以及设置或重置程序中使用的辅助标志。进行电源处理时，根据“主”和“辅助”电源选择标志输入，电源状态和电源输入状态输入进行全面评估，设置适当的输出位并选择用于冷却系统的电源为系统供电，如果没有电源。然后跳转以停止处理。存在电流输入，然后进行三路切换处理。PLC评估三侧开关状态输入，三侧开关输入信号从无效变为有效，程序延迟一定时间，然后复位“允许开关”标志，该延迟的目的是使冷却器保持一定时间变压器停止工作后再进行工作，以使变压器完全冷却；如果“允许切换”标志无效，则跳转到停止过程；三侧开关输入信号无效，表明变压器正在工作，并且设置了“允许开关”标志。接下来，如果允许换档，请执行“手动”，“自动”或“停止”操作评估。如果您处于“停止”状态，请跳转以停止处理；如果为“手动”，则跳至超时过程：如果处于“自动”状态，则执行“首次输入”评估。这里的“第一输入”是指冷却器从“手动”或“停止”转换为“自动”。如果这是第一个条目，则需要进行初始化切换过程，并以一定的时间间隔连续输入五套冷却器。否则，将直接进行输入时序处理。输入计时处理并删除计时处理。PLC程序将计时器与计数器计时结合使用，当冷却器启动时，进气冷却器的计时开始。如果卸下冷却器，则此操作的持续时间必须累积到累积的运行时内存中。投切判断。PLC根据切换和切割温度阈值的控制策略并以不同的余量执行切换评估：如果冷却器继续运行，则将计时闻到设定值，并且需要在切割过程中按照计时时间拆除冷却器；冷凝温度监控器打开冷凝负载，持续时间超过设定的时间，此时将执行注入过程，禁止进行切割过程，并且无故障冷却器将完全启动。投资加工，切割加工。喷射处理过程从不再运行的冷却器中选择累积运行时间最短的并行喷射冷却器出口；切割过程从运行中的冷却器中选择运行时间最长的冷却器，以重置冷却能力；切换后，必须将切换延迟一定时间，以便在冷却器运行后保持变压器油的温度稳定，避免重复切换，延迟切换并避免产生较大的浪涌电流。停止处理。重置冷却器的输出位，同时重置重置开关标志和计数器（辅助时间）。手动计时超时处理，无法将冷却器自动切换为手动模式，并且由于其受计数器计数数量的限制，因此当连续运行时间计数器超过设定值时，连续运行时间计数器的计数将累积到累积运行时间存储区和连续运行时间计数器中被删除并重新启动。故障判断。PLC可以根据输入的油流继电器，空气开关和接触器的状态并结合开关决策来执行故障定位和评估，并将评估结果设置到可编程控制单元的相应存储位以发送缓冲区。冷却器完全停止。允许冷却器在额定负载下运行20分钟，如果在20分钟后最高机油温度未达到75，则可以升至75，但是在此状态下运行一小时以上之后，变压器的三侧开关触发输出并关闭变压器，在通信处理中，PLC会通过串行接口定期将变压器运行信息，性能状态信息，冷却器工作状态信息和与冷却器有关的错误信息发送给主机，然后主机会接收该信息并监视冷却器的运行情况。投入计时处理、超时和切除计时处理可编程控制器采用定时器和计数器配合计时，定时器计时5分钟=3000*100ms，计数器对定时器计数，计数15天=360小时=4320个5分钟。计时程序梯形图如图3.2所示：图3.2投入计时梯形图I0.4信号显示显示了多个冷却器输入，T37开始计时（5分钟），该计时一直保持到T37输出，T40开始计时，T37变为有效复位500毫米，T40将复位。T40的作用是在一段时间内保持T37处于活动状态以支持C1计时。计数器每5分钟计数一次，并且M0.3始终无效。PLC程序将冷却器的累积运行时间存储在数据存储器中，当C1计数到4320（15天）时，C1变为活动状态，通过切换评估“自动”做出有关切削冷却器的决定，计数器的当前值必须为手动将要累积的状态累积到运行时存储器中，将计数器复位以重新开始计数。无论是“手动”还是。在自动模式下，一旦关闭冷却器，计数器的当前值就会累积在累积的运行时间存储器中，并且清空计数器以重新开始计数。投切判断和投切处理切换确定是否应根据操作条件执行换档冷却器操作，并且换档处理单元执行换档处理操作。交换机评估的基础是一种变压器温度控制策略，该策略与带边距的开关温度阈值，冷却器的连续工作时间，冷却器的累积工作时间以及冷凝监测器的冷凝信号相结合。如果变压器的油温低于设定的切割温度阈值，则处理切割冷却器；如果温度在设定温度阈值和切割温度阈值之间，则不执行切换过程；如果温度高于射出温度阈值，将执行冷却代理操作:如果冷却器的连续工作时间超过设定值，则必须处理切削冷却器，并从切削部分中取出持续运行的冷却器。当冷凝信号有效且维护时间超过设定值时，喷雾过程将继续进行，所有冷却器都将启动，此时在完全喷雾冷却器到达之前将禁止断开连接。散热器的连续运转时间结束后，将执行切割冷却器和凝结液全喷雾冷却器，输入时间后，根据变压器油的温度确定开关的控制战略。从至今为止没有启动过的冷却器中，选择累积时间最短的冷却器。选择累计工作时间最短的冷却器的方法是将未放置在冷却器中的组编号和累计时间存储在比较存储区域中。然后，将当前存储区域的累计时间与下一个存储区域的累计冷却器使用时间进行比较。如果比较存储空间较长，则会将累计冷却器时间和当前存储空间组编号存储在比较存储空间中，以便进行下一次比较。最后，组号接触器的起始位置将根据冷却器的组号输出到比较存储区域。切割过程类似于注射过程，不同之处在于选择了运行时间最长的冷却器（计数器c1的值）。切换完成后，需要重置移位等待信号，但该信号将在切换完成后重置4秒钟，不能临时切换。过多的输入或排水会阻碍冷却。通讯处理自由港通信方式的通信功能完全由用户程序控制。所有通信任务都由用户编程。通信端口工作模式必须在自由端口通信之前初始化，包括自由端口波特率的奇偶校验。数据位数和协议选择。在本系统中，我们采用波特率为9600，无奇偶校验，每个字符8个数据位，并将串口设置为具有空闲接口的通信方式。初始化过程在程序的初始化部分完成。可编程序控制器具有发送缓冲器。我们将要发送的数据插入发送缓冲区。缓冲器包括以字节为单位的读出和发送变压器的温度信息，三路开关状态信息，停电信息和输入。信息，冷却过程和错误消息。由于主机在读取串口数据时可能无法从串口缓冲区读取PLC发送的所有信息，因此必须对发送到主机的信息进行编码，以便计算机区分信息的内容。每个字节有8位。我们标记4位作为每个字节的信息。上位机在读出信息后，可以根据标记判断读出信息的内容。字节的下4位用作信息位。信息位包括功率状态，冷却器运行状态，油品故障，电机故障和接触器故障。表3.3列出了所有信息代码。表3.3通讯信息编码表信息标示发送信息7654321000001电源工作2电源正常1电源正常主辅电源1000投温度阀值切温度阀值三侧开关2电源工作01001油流故障1冷却器工作冷却器全停超温油温11002油流故障2冷却器工作1接触器故障1电动机故障00103油流故障3冷却器工作2接触器故障2电动机故障10104油流故障4冷却器工作3接触器故障3电动机故障01105油流故障5冷却器工作4接触器故障4电动机故障11106油流故障6冷却器工作5接触器故障5电动机故障00017油流故障7冷却器工作6接触器故障6电动机故障10018油流故障8冷却器工作7接触器故障7电动机故障01018接触器故障8电动机故障PLC程序收集表中的信息，定期将信息内容写入发送数据缓冲区，使用send命令通过串行接口发送信息，上位机通过读取串行接口的内容将信息读入上位机读取。上位机监视软件设计上位机监视软件包括串口的设置和打开、串口数据的读取、数据的解析显示和保存，完成对变压器冷却及控制系统的监视任务。监视软件总体设计首先设置串口参数，包括串口号，波特率，奇偶校验位，通讯位数和停止位数，然后打开串口；设置串行连接的参数和打开串行连接具有特殊功能。如果未成功打开串行接口，则必须重置参数。成功打开串行接口后，可以在监视软件的状态栏中显示有关串行接口的各种信息。串行端口成功打开后，将创建一个新线程，新创建的线程将等待串行端口事件的发生，创建新线程的原因是新创建的线程与主线程并排执行，提高程序执行效率，如果串行接口中没有数据，请继续等待。如果串行端口中有数据，则使用串行端口读取功能将数据读取到数据存储器中，然后对读取的数据进行分析。由于串行接口读取功能无法同时读取串行接口中的所有数据，因此在PLC发送数据时会对其进行标记，并且上级监视程序必须分析读取的数据以确定所发送数据的特定含义。接下来，程序根据分析的数据更新监视软件的可视区域。然后程序继续等待串行接口的数据。串口设置和打开在监视变压器冷却和控制系统之前，必须打开正确的串行端口参数设置和串行接口，并且串行接口的参数设置应与可编程控制器的参数设置匹配。监视软件确定串行接口的参数，包括串行端口号，波特率，奇偶校验位，通信位数和停止位数，如图3.4所示：串行连接设置完成后，对话框串行端口设置从监视器菜单中选择打开串行端口以访问串行端口打开功能，并根据以下参数调用串行端口设置功能：如果所选串行端口已打开或串行如果端口不可用，软件将提示对话框重置串行端口的参数。成功设置串行接口后，可以在监视软件的状态栏中显示串行接口的各种参数。如果串行端口未打开或打开失败，它也会显示在状态栏中。如果必须临时关闭串行接口，则可以通过监视软件菜单并调用该函数以关闭串行接口来关闭串行接口。图3.4上位计算机监视软件流程图线程的建立及串口数据的读取、解析和显示监控软件创建一个新的事件线程，用于监控串行接口上的事件。当事件发生时，它会向监控软件的主线程发送Windows消息。监控软件主线程处理在消息响应函数中发生的事件。当可编程控制器向串行接口发送数据时，事件线程监视串行接口数据缓冲区中的数据并发出消息，即监控软件主线程调用功能消息响应函数中读取的串行接口，以提供从串行接口数据缓冲区读取的数据，然后调用数据分析函数。分析功能写入通信信息编码表。首先，获取读取数据的每个字节的前4位。每个字节的上4位是信息指示位。上4位可以确定每个发送字节代表什么，然后程序中涉及冷却器状态，一些变量和控制系统基于字节的最后4位。当变压器状态，供电状态或冷水机组状态发生变化时，包括变压器油温变化，电源开关，冷水机组开关，冷水机组故障，冷水机组恢复等，一切都可以在监控界面上进行。创建包含事件类型和发生的事件的记录元素。此外，这些数据记录元素可以通过程序存储生成一个文本文件（*。Txt格式），记录事件类型和发生时间，从而方便记录和查询。结论结论鉴于大容量电力变压器电流冷却控制系统中遇到的问题以及电网的发展需求，在对电力变压器电流冷却控制系统进行深入研究的基础上，提出了一种基于可编程控制器的变压器冷却控制系统，并采用PLC-设计并开发了基于大功率变压器的冷却控制系统。该项目完成的变压器冷却控制系统主要由六个功能模块组成：性能监控，散热器开关保护，冷凝温度监控，本地控制和显示，通讯和上位机监控。变压器冷却系统的控制由PLC实现，所有控制功能均通过编程实现，大大简化了系统接线，大大提高了PLC本身的高可靠性，极大地提高了系统的可靠性和自动化程度。在变压器冷却控制系统的设计和开发中，为消除继电器控制系统的常规控制方法的缺点，该出版物提出了一种具有切换和切断具有不同裕度的温度阈值的综合切换控制的控制策略，该切换控制策略可以有效地频繁切换冷却器组避免并大大提高冷却器的使用寿命。该系统结合了冷却器组的连续运行和累积运行时间，为冷却系统提供了自动补偿控制程序，该控制过程避免了冷却器组的长期故障或运行，使冷却器能够补偿运行并解决由导致散热器运行不均匀；系统可以评估电源和电机的故障并定位故障，同时通过PLC的串行接口将电源和冷却器的运行状况等信息上载到上位机，上位机可以检查电源的运行状况。显示变压器冷却和控制系统，实现远程监控；如果在炎热和潮湿的季节湿度过高，冷却控制系统可以使整个散热器运行一段时间，避免电动机由于过多的水分而使轴停止运转以及电动机长时间停机的现象。会;为冷却电机实现更可靠的断相，阻塞，短路和过载保护；此外，还可以结合使用冷却器全停和变压器保护以及信息显示和现场控制。展望在功能和可靠性方面，本文档中设计的变压器冷却控制系统可满足变压器的运行要求。但是，随着电网对智能性和可靠性的要求不断提高，可以在以下几个方面对变压器冷却器控制系统进行进一步的改进和改进。设计的变压器冷却控制系统具有远程控制功能。可编程控制器可以通过串行接口或工业以太网网络连接到变电站监视计算机，以便可编程控制器可以接受来自上层监视计算机的控制命令