风力发电机组PLC系统演示幻灯片.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,风力发电机组的,PLC,系统,1,概述,风力发电机组配备的电控系统以可编程控制器为核心，控制电路是由,PLC,中央控制器及其功能扩展模块组成。主要实现风力发电机正常运行控制、机组的安全保护、故障检测及处理、运行参数的设定、数据记录显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯和远程通讯。,风力发电机组,PLC,系统介绍,2,风力发电机组控制结构图,3,控制系统硬件分别安装在三个不同部分：,机舱控制，安装在机舱内,地面控制，安装在塔架底部,轮毂控制，安装在轮毂内部,控制器的配置,4,控制柜主要包括可编程控制器（,PLC,）及其扩展模块、控制接触器、中间继电器、电源保护等部分，整体采用功能模块结构，结构紧凑，主要完成数据采集及输入、输出信号处理，逻辑功能判定；向配电柜控制的执行机构发出控制指令；与机舱内的机舱控制柜、中央监控系统实时传递信息；根据信号的采集、处理和逻辑判断保障整套机组的可靠运行。控制柜能够满足无人职守、独立运行、监测及控制的要求，运行数据与统计数值可通过就地或中央监控机记录和查询，控制柜是风力发电机组电气控制系统的核心。,5,机舱控制柜的主要功能是采集和处理信号（采集机舱内的各个传感器、限位开关的信号；采集并处理叶轮转速、发电机转速、风速、温度、振动等信号），并将采集到的信号送往控制柜，控制柜中的,PLC,对这些信号做统一处理。,6,下面是,PLC,的图片。包含组成自动控制器的模块的本结构如下：,顶部可编程控制器（,PLC,）,BH2001,24V,电源,BH2102,光纤处理器,BH2502,光纤通信模块,BH2501,铜导线通信模块,BH2311,数字量输入模块,BH2331,数字量输出模块,BH2351,模拟输入模块,BH2412,计数器卡,7,近,30,年来，,PLC,在工业领域得到十分广泛的应用，在现代的工业现场，到处都可以见到,PLC,。对于一个现代的电气工作者而言，甚至可以说，不懂得,PLC,的使用，就不能算是一个全面的电气工作者。,8,学习和掌握,PLC,技术使每一位电气工作者的必修课。,PLC,到底是一种什么样的器件？,PLC,是怎样工作的？,在电气控制系统中担当什么样的角色？,9,什么是,PLC?,PLC,是一种专门用于工业控制的计算机。,早期的,PLC,是用来替代继电器、接触器控制的。它主要 用于顺序控制，只能实现逻辑运算。因此，,被称为可编程逻辑控制器（,Programmable logic controller,，略写,PLC),随着电子技术、计算机技术的迅速发展，可编程控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。被称为,可编程控制器（,Programmable controller,，略写,PC),。为区别于,Personal Computer(PC),，故沿用,PLC,这个略写。,概述,10,中,央,处,理,单,元,存,储,器,数,据,存,储,器,输,出,接,口,地址总线 控制总线,数据总线,编程,单元,照明,电磁装置,执行机构,。,电源,地址总线,控制总线,输,入,接,口,模拟量输入,行程开关,继电器接点,各种开关,PLC,的结构和工作原理,一、,PLC,结构示意图,11,二、各组成部分的作用,2.,存储器,1.,CPU,(1),将各种输入信号取入存储器。,(2),编译、执行指令。,(3),把结果送到输出端。,(4),响应各种外部设备的请求。,RAM,：,存储各种暂存数据、中间结果、用户正调,试的程序。,ROM,：,存放监控程序和用户已调试好的程序。,12,3.,输入、输出接口：,采用光电隔离，实现了,PLC,的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。,输出接口作用：,将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。,输出三种形式：,继电器,-,低速大功率,可控硅,-,高速大功率,晶体管,-,高速小功率,输入接口作用：,将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。,13,（,1,）输入接口电路：,采用,光电耦合器，防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流输入,光,-,电器件,输入端子,+,内,部,电,路,3.3k,X,n,+,24V,1000PF,470,14,COM,Y,n,继电器输出,AC250V/DC24V(max),（,2,）输出接口电路：,均采用模块式。,以,继电器形式为例：,内,部,电,路,内,部,电,路,J,OUT,L,15,4.,各种接口、高功能模块：,便于扩展。,小型机：,一体机。有接口可扩展。,中、大型机：,模块式。可根据需要在主板上随意组合。,PC,FP1-C16,小型机,16,CPU,POWER,中、大型机,17,PLC,是如何工作的,PLC,是在系统程序的管理下，依据用户程序的安排，结合输入信号的变化，确定输出口的变化，以推动输出口上所连接的现场设备工作。,18,工作方式,微机：,等待命令。,PLC,：,循环扫描。,CPU,从第一条指令开始执行，遇到结束符又,返回第一条，不断循环。,一个扫描周期,O,刷新,I,刷新,执行指令,I/O,刷新,这种工作方式,有什么好处？,答：对慢速响应系统，,增强了抗干扰能力。,19,1.,输入,/,输出点数,(I/O,点数,),。,2.,扫描速度。,单位：,ms,/1000,步 或,s,/,步,3.,内存容量。,4.,指令条数。,5.,内部寄存器数目。,6.,高功能模块。,主要技术性能,20,1.,抗干扰、可靠性高。,2.,模块化组合式结构，使用灵活方便。,3.,编程简单，便于普及。,4.,可进行在线修改。,5.,网络通讯功能，便于实现分散式测控系统。,6.,与传统的控制方式比较，线路简单。,优点,21,1.,用于开关逻辑控制。,2.,用于机加工数字控制。,3.,用于闭环过程控制。,4,用于组成多级控制系统。,应用,22,PLC,中有两类接点：,常开接点,和,常闭接点。,符号分别为：,接点通断情况与接点的赋值有关：（以,X0,为例：,若,X0,的逻辑赋值为“,1”,，则,X0,X0,接通,断开,23,指令表（助记符）语言,梯形图语言,流程图语言,布尔代数语言,常用,助记符语言：,类似于微机中的汇编语言。,梯形图语言：,沿袭了传统的控制图。直观明了，易于掌握。,编程语言,一、,PLC,的编程语言有：,24,二、梯形图的规则：,（,1,）梯形图的左边为起始母线，右边为结束母线。,梯形图按从左到右、从上到下的顺序书写。,（,2,）梯形图中的接点（对应触头）有两种：,常开（）和 常闭（）,（,3,）输出用,表示，如,-R0,、,-Y0,。一个,输出变量只能输出一次。输出前面必须有接点。,（,4,）梯形图中，接点可串可并，但输出只能并不能串。,（,5,）程序结束时有结束符,-,（,ED,）。,25,ST,：,（,Start,）,从母线开始一个新逻辑行时，或开始一个逻辑块时，,输入的第一条指令。,ST,：以常开接点开始,ST/,：以常闭接点开始,OT,：,（,Output,）,表示输出一个变量。,ED,：,（,End,）,表示程序无条件结束。,CNED,：,（,Condition end,）,程序有条件结束。,NOP,：,（,No-operation),空操作指令。,基本指令,26,逻辑关系 梯形图 助记符,Y0,X0,X1,STX0,AN,X1,OTY0,STX0,OR,X1,OTY0,ST,/,X0,OTY0,与,或,非,AND,OR,NOT,当,X0,与,X1,都“,ON”,时，,则输出,Y0,“ON”,。,当,X0,或,X1,“ON”,时，,则输出,Y0,“ON”,。,当,X0,“OFF”,时，,则输出,Y0,“ON”,。,Y0,X0,X1,Y0,X0,27,注意：,与、或、非运算均是对从该指令前面的,ST,指令到该指令的前一个指令处的结果进行,运算。,A,X2,是与图中,A,点处的结果（即,X0,与,X1,的结果）相或，而不是与,X1,相或。,Y0,X0,X2,X1,STX0,ANX1,ORX2,OTY0,例：,28,逻辑关系 梯形图 助记符,STX0,ORX1,STX2,ORX3,ANS,OTY0,STX0,ANX1,STX2,AN/X3,ORS,OTY0,当“,X0,或,X1”,与“,X2,或,X3”,都“,ON”,时，,则输出,Y0,“ON”,。,区块与,AND STACK,区块或,OR STACK,当“,X0,与,X1”,或“,X2,与,X3,非”,“,ON”,时，则输,出,Y0,“ON”,。,Y0,X0,X1,X2,X3,Y0,X0,X2,X1,X3,29,PSHS,RDS,POPS,（,栈指令）,Y0,X0,Y1,R30,X2,X1,X2,ST X0,PSHS,AN X2,OT Y0,RDS,AN X1,OT Y1,POPS,AN/X2,OT R30,功能解释,PSHS (Push Stack),：,将结果存入堆栈,RDS (Read Stack),：,从堆栈读数,POPS (Pop Stack),：,从堆栈读数并清空堆栈,30,DF,DF/,：,微分指令,(DF),R30,(DF/),R31,X0,X1,ST X0,DF,OT R30,ST X1,DF/,OT R31,X0,接通瞬间（上升沿），,R30,接点接通一个扫描周期。,X1,断开瞬间（下降沿），,R31,接点接通一个扫描周期。,功能解释,指令使用,当只需要信号的上升或下降沿时使用。例：启动或停,车按钮信号。,31,例,1,：,直接启动停车控制,控制电路图,SB1,SB2,KM,KM,I/O,分配：,X0,：启动,X1,：停车,Y0,：,KM,常开接点,常闭按钮,Why?,X1,X0,COM,Y0,COM,KM,SB2,SB1,PLC,外部接线图,(ED),Y0,X1,Y0,X0,程序：,32,KMR,M,3,A,B,C,KMF,FU,QS,KH,KMF,SB1,KMF,SBF,KH,KMR,KMR,SBR,KMR,KMF,Y0,X0,X2,X1,Y1,X0,Y1,Y0,Y0,Y1,I/O,分配：,ST,X0,SSF X1,SSR X2,KMF Y0,KMR Y1,例,2,：,三相异步电动机的正反转控制,33,Y0,X0,X2,X1,Y1,X0,Y1,Y0,Y0,Y1,Y0,X0,X2,X1,Y1,X0,Y1,Y0,Y0,Y1,STX1,ORY0,AN/X0,AN/Y1,OTY1,STX2,ORY1,AN/X0,AN/Y0,OTY0,ED,34,编程中应注意的,几个,问题,(ED),X0,Y0,X1,Y0,(ED),X1,Y0,X0,Y0,一、用电路变换简化程序,(,减少指令的条数）,35,二、逻辑关系应尽量清楚,(,避免左轻右重,),X3,X2,X5,X4,X6,X8,X7,Y0,X9,(ED),X3,X2,X5,X4,X6,X8,X7,Y0,X9,(ED),X5,X6,X2,X2,36,三、避免出现无法编程的梯形图,X5,(ED),X1,X3,X2,Y1,X4,Y2,X1,(ED),X3,X2,Y1,X5,X3,X1,X4,Y2,X5,37,KP,：,（,Keep,）,置位信号：例,X0,复位信号：例,X1,KP R0,ST X0,ST X1,KP R0,说明：,（,1,）在置位信号接通的瞬间，,R0,置,1,。以后无论置位,信号状态如何，只要复位信号断开，,R0,的状态,均为,1,。,（,2,）在复位信号接通的瞬间，,R0,置,0,。,（,3,）在复位信号和置位信号同时接通时，复位优先。,38,SET,、,RST,（,Reset,）,这两条指令的功能类似于,KP,指令，但使用比,KP,指令灵活。,例：,X0,R20,ST X0,SET Y0,ST R20,RST R30,39,TM:,（定时指令）,X,T,n,输入接点,定时器号码,（,FP1:0,99,）,时间常数,:,132767,类型,R,：时钟为,0.01,秒,X,：时钟为,0.1,秒,Y,：时钟为,1,秒,（,1,）时间常数与类型一起确定了定时的时间。,（,2,）定时器为减计数。当输入接点接通时，每来一个时,钟脉冲减,1,，直到减为,0,。这时，定时器的常开接点,闭合，常闭接点断开。当输入接点断开时，定时器,复位。,说明：,40,动作说明：,当,Y0,闭合后，定时器,TM5,开始计时。经过,300.1=3s,后，,Y1,闭合，,Y2,断开。,Y0,TX K 30,5,Y1,T5,Y2,T5,ST Y0,TMX 5,K 30,ST T5,OT Y1,ST/T5,OT Y2,例：,定时器应用举例,41,与定时器有关的两个寄存器：,EVn,和,SVn,(n,为寄存器编号,该编号与定时器编号对应,),EVn,：存储定时器,TMn,的过程值。,SVn,：存储定时器,TMn,的设置值。,42,CT,n,计数器初始值：,132767,计数器编号,(FP1,机：,100143),计数脉冲,复位信号,（,1,）复位信号接通时，计数器复位，装入初始值。,（,2,）复位信号断开时，每来一个计数脉冲减,1,，直,到减为,0,，计数器的常开接点接通，常闭接点,断开。,CT:,（计数器）,说明：,43,与计数器有关的两个寄存器：,EVn,和,SVn,(n,为寄存器编号,该编号与计数器编号对应,),EVn,：存储计数器,CTn,的过程值。,SVn,：存储计数器,CTn,的设置值。,44,UDC:,（可逆计数）,F118 UDC,S,D,加减,计数信号,例：设为,X0,计数脉冲,例：设为,X1,复位信号：,例：设为,X2,初值或存放,初值的寄存器,作为加减计数,器的寄存器,ST X0,ST X1,ST X2,F118(UDC),S,D,IY,D,S,IX,DT,EV,SV,WR,WY,WX,常数,45,PLC,系统的抗干扰措施,PLC,是为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是高可靠性。,在过于恶劣的条件下，如强电磁干扰、超高温、过欠电压等情况，如安装使用不当，都可能导致,PLC,内部存储信息的破坏，引起系统的紊乱，严重时还会系统内部的元器件损坏。,电源、输入、输出接线是外部干扰入侵,PLC,的重要途径，为了提高,PLC,控制系统地的可靠性，应采取相应的抗干扰措施。,46,PLC,系统的抗干扰措施,一、抑制电源系统引入的干扰,二、抑制输入、输出电路引入的干扰,三、,PLC,的接地,47,PLC,的维护,一、维护保养的主要内容,建立系统的设备档案,采用标准的记录格式对系统运行情况和设备状况进行纪录，对故障现象和维修情况经新纪录，这些纪录应便于归档,系统的定期保养,48,PLC,的维护,二、具体器件的检查、保养要点,可编程控制器系统有可编程控制器、一次检出元件、变送器、输入输出中间继电器、执行机构和连接导线等组成。组成系统的任意部件的故障都会使系统不能正常运行,一次检出元件的检查,连接电缆和连接点的检查,输入输出中间继电器检查,可编程控制器检查,执行机构的检查,清洁卫生工作,49,