GIS高压电气二次控制回路基础培训四

GIS高压电气二次控制回路基础培训四共四课时一、二次回路常用元器件二、基本二次控制电路介绍三、典型二次回路分析四、可编程逻辑控制器在GIS中的应用第四课可编程控制器在GIS控制中的应用•可编程控制器的出现•可编程控制器的定义和分类•可编程控制器的特点和功能•可编程控制器编程语言•断路器合闸操作逻辑在PLC中的实现•GM10条•60年代末，随着现代工业自动化水平的日益提高及微电子技术粉飞速发展，对工业控制器的要求也越来越高。1968年，美国通用汽车公司(GM)要求制造商为其装配线提高哦功能一种新型的通用程序控制器，并提出10象招标指标：•1.编程简单、可在现场修改程序；•2.维护方便，最好是插件式；•3.可靠性高于继电器控制柜；•4.体积小于继电器控制柜；•5.可将数据直接送入管理计算机；•6.在成本上可与继电器控制柜竞争；•7.输入可以是交流115V；•8.输入为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等；•9.扩展时，原系统只需很小变更；•10.用用程序存储器容量至少能扩展到4K。GM10条是推动可编程控制器出现的直接原因•GM10条提出之后，美国数字设备公式(DEC)经过一年多的努力，研制出第一台这样的控制器，称之为ProgrammableLogicController，简称PLC。在GM公司的汽车生产线上首次应用成功，功能仅限于执行继电器逻辑、定时和计数控制；•1971年日本人从美国引进这项技术，很快研制成类似的控制器，即DSC-8；•两年之后，欧洲也出现类似产品；•70年代中期，随着微处理的出现，美国、日本、联邦德国等一些国家把微处理器作为其中央处理单元，用集成电路的存储器代替磁芯存储器，大大增强了功能，题高了可靠性，降低了成本，使PLC进入实用阶段；•我国1974年开始研制，1977年开始工业实用。4.1可编程控制器的出现4.2可编程控制器的定义–1985年1月国际电工委员会(IEC)在颁布可编程控制器标准草案第二稿时，将其定义为：可编程序控制器(PC)是一种数组运算操作的电子控制系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口来控制各种类型的机械或生产过程;–为了避免和个人计算机(PersonalComputer)的缩写PC混淆，国内外一些资料人仍将可编程控制器简称为PLC。可编程控制器的分类•根据PLC的输入/输出（I/O）点数的多少，一般可将PLC分为以下3类。•小型机小型PLCI/O总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右；•中型机中型PLC的I/O总点数在256～2048点之间，用户程序存储器容量达到8KB左右；•大型机大型PLC的I/O总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达到16KB以上。–根据PLC结构形式的不同，可分为整体式和模块式两类。•1.整体式•2.模块式按生产厂家分•它们是美国Rockwell自动化公司所属的A-B（Allen＆Bradly）公司•GE-Fanuc公司，德国的西门子（SIEMENS）公司•法国的施耐德（SCHNEIDER）自动化公司•日本的欧姆龙（OMRON）和三菱公司等4.3可编程控制器的特点和主要功能•PLC的特点•编制程序简单采用易于理解和掌握的梯形图语言及面向工业控制的简单指令编制程序，分厂直观，对于小型PLC而言，几乎不需要任何专门的计算机知识，非常适合现场工程技术人员实用。•控制系统构成简单、通用性强•用户在硬件设计方面，只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线即可，不需硬接线电路，当控制要求改变，只需改变存储器中的控制程序即可。•抗干扰能力强、可靠性高在PLC的设计和制造过程中采用了多层次抗干扰及精选元器件等措施，硬件方面主要是光电隔离和高频滤波；软件方面主要是故障检测和自诊断程序。•易于操作及维护•设计、施工、调试周期短PLC的主要功能•开关量控制这是PLC最基本最广泛的应用领域，用来取代继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制，它即可用于单机控制或多机控制，又可用于自动化生产线的控制PLC可以根据操作按钮、限位开关及其它现场给出的指令信号或检测信号，控制机械运动部件进行相应的动作•限时控制PLC为用户提供了一定数量的定时器，并设置了计时指令，一般可以实现0.1～999.9s及0.01～99.99s的定时控制，同时，还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。•计数控制PLC提供的计数器有普通计数器，可逆计数器、高速计数器等，以完成不同用途的计数控制。•步进控制PLC能通过移位寄存器方面完成步进控制功能，有些PLC专门设有步进控制指令，使变成更为方便。•数据处理大部分PLC都具有不同程度的数据处理功能，如F2系列、C系列、S5系列等均能完成数据运算，如加减乘除、开方、乘方，逻辑运算，以及数据的比较、移位等运算。•模拟量处理目前，很多PLC甚至小型机(如P型机、F系列、NB系列、S7系列等)都具有模拟量处理功能，而且变成都很方便。这里、模拟量一般为4~20mA的电流，或1～5V、0～10V的电压，数字量为8位或12位二进制数。用PLC进行模拟量控制的优点是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可以控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或实现起来不如PLC方便。•通信及联网由于采用了通信计数，可以在PLC之间，PLC与计算机之间进行同位链接及上位机链接，通过这些通信计数，可以满足当今计算机集成制造系统(CIMS)及智能化工厂的发展要；PLC的主要功能4.4可编程控制器的编程语言–PLC编程语言标准（IEC61131-3）中有5种编程语言–即顺序功能图（Sequentialfunctionchart）–梯形图（Ladderdiagram）–功能块图（Functionblockdiagram）–指令表（Instructionlist）–结构文本（Structuredtext）•PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称;•根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出图中各线圈对应的软元件的ON/OFF状态，称为梯形图的逻辑运算;•梯形图中各软元件的常开触点和常闭触点均可以无限多次地使用;•输入继电器的状态唯一地取决于对应的外部输入电路的通断状态，因此在梯形图中不能出现输入继电器的线圈;•辅助继电器相当于继电控制系统中的中间继电器，•用来保存运算的中间结果，不对外驱动负载，负载只能由输出继电器来驱动。梯形图的主要特点:逻辑函数表达式梯形图逻辑函数表达式梯形图逻辑“与”M0=X1·X2“与”运算式M0＝X1·X2…Xn逻辑“或”M0＝X1+X2“或/与”运算式M0＝（X1+M0）·X2·逻辑“非”M0＝“与/或”运算式M0＝（X1·X2）+（X3·X4）逻函数表达式与梯形图的对应关系4.5断路器合闸操作逻辑在PLC中的实现•GIS主设备闭锁关系•ZF11-252GIS(L)双母线一次接线•ZF11-252GIS(L)双母线一次接线断路器合闸操作逻辑图•合闸逻辑梯形图（西门子S7200系列PLC）GIS主设备闭锁关系断路器操作分闸在任何情况下都允许分闸。合闸本间隔内部所有接地开关处于分闸位置，隔离开关处于合闸位置，测保间隔的各个主设备处于工作位置（接地开关处于分闸位置，隔离开关处于合闸位置），方可进行合闸操作。隔离开关操作分闸断路器处于分闸位置，本线路所有接地开关处于分闸位置（一般情况下各个隔离开关之间没有闭锁关系）。合闸断路器处于分闸位置，本线路所有接地开关处于合闸位置，如果该隔离开关靠近母线侧，则要求测保间隔的母线侧接地开关（以其下游的隔离开关为界）也处于分闸位置。接地开关操作合闸其两侧的隔离开关（视断路器为短路）处于分闸位置，如果一侧没有隔离开关，则要保证其上游没有供电源（可根据带电显示判断.并将此条件串入到接地开关的闭锁条件）。分闸其两侧的隔离开关处于分闸位置。ZF11-252GIS(L)双母线接线I母II母1G2GCB3G1EG2EG3EGTV2BEG1BEG出线间隔双母线接线一次图1BE、2BE：母线接地开关1G、2G、3G：隔离开关1EG、2EG、3EG：接地开关CB：断路器TV：电压互感器&CB合闸出口T断路器合闸操作逻辑图远方位置2EG合位3EG分位CB允许合闸操作标志&合闸失败1S1.5S≥1&CB分位&CB合位CB合位&CB分位&3EG合位2EG分位&1EG分位&1EG合位&遥控预合命令&手动预合命令≥1&&开放闭锁≥1遥控命令撤销遥控操作超时&≥1遥控合闸命令手动合闸操作&2G合位2BEG分位&1BEG分位&1G合位≥1≥1就地位置解锁位置闭锁退入&闭锁投入闭锁位置断路器合闸操作逻辑断路器合闸操作梯形图第四课小结•PLC最初的功能是软继电器，即代替真正继电器，随着电子技术的发展和需求的提高，又附加其他功能，如逻辑运算、网络功能等。•PLC最常用的编程语言是梯形图，梯形图中的符号来源于继电器的特性和逻辑电子元件特性。全部谢谢大家课程结束从实践中寻找