PLC在控制输电线路自动重合闸的设计

毕业设计(论文)题目：PLC在控制输电线路自动重合闸的设计姓名：指导教师：专业：机械设计与制造层次：专科毕业论文（设计）任务书题目PLC在控制输电线路自动重合闸的设计学生姓名专业机械设计与制造层次专科指导教师概述：本文介绍了PLC的基本工作原理及特性，详细讲述了重合闸的分类、重合闸方式的选择原则。自动重合闸的基本要求以及“前加速”和“后加速”保护的基本工作原理。通过自动重合闸的过程分析，对PLC进行软、硬件设计，实现了PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用及三相自动重合闸。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。自动重合闸装置应动作，使断路器重新合闸；自动重合闸装置的动作次数应符合预先设定的次数，本文采用一次式自动重合闸装置，即当重合于永久性故障而再次跳闸后，就不会再动作；自动重合闸动作以后，如故障消除，能自动复归，准备好下一次再动作；如果重合于永久性故障，则必须手动复位。要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：[1]高钦和．可编程控制器应用技术与设计实例[M]．北京：人民邮电出版社，2004．[2]徐永根，卞铠生，王剑芳．工业与民用配电设计手册[3]北京：中国电力出版社，1994[4]耿毅．工业企业供电．北京：冶金工业出版社，1994[5]陈宇，段鑫．可编程控制器基础及编程技巧[M]．广州：华南理工大学出版社，2002．目录前言.....................................................................51PLC的基本特点及其应用..................................................61.1PLC的应用特点....................................................61.2PLC应用中需要注意的问题..........................................71.2.1工作环境.....................................................71.2.2控制系统中干扰及其来源......................................81.2.3主要抗干扰措施...............................................82自动重合闸的基本特性及要求............................................102.1重合闸的分类.....................................................102.2对重合闸装置的基本要求...........................................102.3重合闸方式的选择原则.............................................102.4重合闸动作时限的选择原则.........................................112.5自动重合闸与继电保护的配合.......................................112.6单相自动重合闸...................................................123PLC在输电线路自动重合闸装置中的设计...................................133.1应用背景.........................................................133.2PLC自动重合闸装置控制系统设计...................................133.2.1对自动重合闸的基本要求.....................................133.2.2控制过程分析...............................................133.3自动重合闸PLC的控制程序设计.....................................143.4时限参数的整定...................................................163.4.1动作时限...................................................163.4.2返回时限...................................................163.4.3过流保护的动作时限.........................................16结论....................................................................17致谢....................................................................18参考文献................................................................19摘要传统的输电线路自动重合闸装置常采用继电器控制方式,由于继电器元件应用较多,而且是有触点元件,运行中会造成触点的拒动作、误动作、粘连和卡住现象,使自动重合闸装置的工作可靠性差。用PLC内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器,通过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接导线,这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零,因此只需考虑它的0/1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数。基于这一特点,将PLC引入继电保护装置中,一方面可以大大改善装置的动作准确性和可靠性;另一方面,又可兼容传统的继电保护设计思想和技术方法,尤其是对于自动重合闸这样的逻辑关系较复杂的控制功能,应用PLC软件编程能很快设计出最简明的符合规程的方案,并能与馈电线路的其他保护控制方案在同一程序中进行设计、相互配合。PLC的微电脑属性使得各保护装置之间、装置与主控机之间能够按计算机通讯方式进行数据传递,配以主机监控平台从而构成整个供电网络的自动化系统。本文介绍了PLC的基本工作原理及特性，详细讲述了重合闸的分类、重合闸方式的选择原则。自动重合闸的基本要求以及“前加速”和“后加速”保护的基本工作原理。通过自动重合闸的过程分析，对PLC进行软、硬件设计，实现了PLC在输电线路自动重合闸控制中的应用及三相自动重合闸。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。自动重合闸装置应动作，使断路器重新合闸；自动重合闸装置的动作次数应符合预先设定的次数，本文采用一次式自动重合闸装置，即当重合于永久性故障而再次跳闸后，就不会再动作；自动重合闸动作以后，如故障消除，能自动复归，准备好下一次再动作；如果重合于永久性故障，则必须手动复位。关键词：PLC工业控制自动重合闸5前言随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC（即可编程控制器）在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置，它采用可编程序的存储器，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。随着企业提出的高柔性、高效益的要求，人们在面临规模更大、更复杂的生产劳动时，不仅费时费力，而且得不偿失。因此，智能控制系统的出现并广泛应用成为历史的必然。计算机技术和智能技术相结合的智能型材料成型设备是今后的主要发展方向。用PLC控制的自动控制系统，代替了手工作坊，既可以满足工业控制系统对于开放性和快速性的要求，又可以满足用户对稳定性和可靠性的要求。利用智能技术，可以有效地为客户降低生产成本、提高生产效率，实现收益的增长。“PLC自动重合闸装置”是综合PLC的安全可靠性运行与自动重合闸装置在电力系统中的发挥继电保护功能的先进技术。自动重合闸装置在电力系统的继电保护中广泛使用，但由此所带来的负面影响也日益突出。由于计算机技术的高速发展，一些大型工业企业已实现了对其各级变电站进行远方集中控制，企业内部的分散变电站实现了无人值班，这给自动重合闸装置提供了广阔的应用空间。目前针对PLC三相重合闸的研究，控制的对象以三相一次自动重合闸为主。使用各种型号及规格的PLC研制的三相一次重合闸也应运而生。61PLC的基本特点及其应用多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。开关量逻辑控制取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。工业过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。数据处理查表、位操作PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.1PLC的应用特点高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC7等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。安装与布线：动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔