tesis de graduación de plc
Resumen: A través del análisis de los requisitos de arranque automático de generadores de emergencia, combinados con el estado actual de los equipos y los requisitos de diseño del sistema de distribución de energía, y utilizando las ventajas del PLC (controlador programable) para transformar equipos existentes, se propone una propuesta detallada, ideas de diseño y planos como referencia.
Palabras clave: Sistema de distribución de energía del esquema del generador de emergencia PLC
A través del análisis de los requisitos de arranque automático del generador de emergencia, combinado con el estado actual del equipo y los requisitos de diseño del sistema de distribución de energía. , utilizando PLC (controlador programable) para transformar equipos existentes, y se proponen ideas y planos de diseño detallados como referencia.
Por lo general, el control del generador tradicional adopta el método de control de contactor de relé inverso. Hay demasiados relés intermedios y relés de tiempo, que son de gran tamaño, tienen pocas funciones, vida corta, circuitos complejos y muchos contactos, lo que resulta en muchos. fallas y poca confiabilidad es difícil; cuando se utiliza tecnología microelectrónica, existen muchos tipos de chips de sistemas de circuitos integrados (CI), que son de gran tamaño, de ciclo de diseño largo, de bajo costo, de proceso complejo y deficientes en antirresistencia. -interferencia y poca confiabilidad; mientras que los controladores programables (PLC) se basan en un microprocesador como núcleo, un dispositivo de control automático nuevo y universal desarrollado integrando tecnología informática y tecnología de comunicación tiene las ventajas de una estructura simple, un rendimiento superior y un alto nivel de confiabilidad. Fiabilidad, flexibilidad y versatilidad, fácil programación y uso conveniente. En los últimos años, se ha utilizado ampliamente en control automático industrial, mecatrónica y transformación de industrias tradicionales.
El uso de PLC para controlar grupos electrógenos de emergencia tiene muchas ventajas. Se controla principalmente mediante software, lo que elimina la necesidad de trabajo de desarrollo de hardware. Hay pocos circuitos periféricos, lo que mejora enormemente la confiabilidad y la protección. capacidad de interferencia del sistema; porque La función programable simple y fácil puede cambiar los requisitos de control del sistema sin cambiar el cableado del hardware externo del sistema, mejorando en gran medida la "flexibilidad" del sistema.
Principales funciones de diseño
En caso de un corte repentino de energía durante el proceso de producción, el generador de emergencia continuará alimentando el equipo inmediatamente. El motor principal del suministro de energía de emergencia generalmente utiliza un motor diésel con sistemas de suministro de aceite y enfriamiento independientes, y está equipado con un dispositivo de arranque automático para garantizar que arranque dentro de 0 a 50 segundos después de que la estación principal pierde energía. Por lo general, forma parte de la red eléctrica principal. En circunstancias normales, estos equipos eléctricos son alimentados por el tablero de distribución principal, pero en situaciones de emergencia son alimentados por el grupo electrógeno de emergencia. Por lo tanto, existe un espacio entre el interruptor principal del generador de emergencia. en el cuadro de emergencia y el interruptor del interruptor principal que alimenta el cuadro de emergencia. Equipado con enclavamiento eléctrico para garantizar la seguridad.
Como fuente de alimentación de emergencia, el grupo electrógeno de emergencia debe tener los siguientes requisitos básicos:
1. Arranque automático
Cuando falla la fuente de alimentación normal (alimentación). corte), la unidad puede iniciarse automáticamente, aumentar la velocidad y cerrarse automáticamente para suministrar energía a las cargas de emergencia.
2. Apagado automático
Cuando se restablece el suministro de energía normal y se considera normal, el interruptor se controla para completar el cambio automático de energía de emergencia a energía normal, y luego el La unidad se controla para reducir la velocidad hasta el tiempo de inactividad.
3. Protección automática
Durante el funcionamiento de la unidad, si la presión del aceite es demasiado baja (menos de 0,3 MP), la temperatura del agua de refrigeración es demasiado alta (más de 95ºC). grados), o el voltaje es anormal, se apagará en caso de emergencia y enviará señales de alarma audibles y visuales al mismo tiempo si hay una falla como temperatura alta del agua (más de 90 grados) o temperatura alta del aceite. Luego se enviará una señal de alarma visual y audible para recordar al personal de mantenimiento que intervenga.
4. Función de inicio de tres tiempos
La unidad tiene una función de inicio de tres tiempos. Si el primer inicio no tiene éxito, se iniciará nuevamente después de un retraso de 10 segundos. El segundo inicio no tuvo éxito. Luego comience la tercera vez después del retraso. Siempre que uno de los tres inicios sea exitoso, se ejecutará de acuerdo con el programa preestablecido. Si tres inicios consecutivos no tienen éxito, se considerará un inicio fallido y se emitirá una señal de alarma visual y audible (también puede controlarse); el inicio de otra unidad al mismo tiempo).
5. Mantener automáticamente el estado de casi inicio.
La unidad puede mantener automáticamente el estado de casi inicio. En este momento, se ponen en funcionamiento el sistema automático periódico de suministro previo de aceite de la unidad, el sistema automático de calentamiento de aceite y agua y el dispositivo automático de carga de batería.
6. Dispone de dos modos de funcionamiento: manual y automático.
Diseño de hardware del sistema de control
Las fuentes de alimentación de emergencia utilizan principalmente unidades diésel de la serie 135. El siguiente es un ejemplo del uso de PLC para controlar el arranque automático del motor diésel.
Análisis de circuito
Descripción del diseño: Hay perillas de selección "Manual/Automático" en el panel de control, "Inicio", "Acelerar", "Desacelerar", "Cerrar", " "Minuto" botón "Puerta", un interruptor de proximidad (codificador giratorio) está instalado en el motor diesel para medir la velocidad, un motor de aceleración está instalado para controlar la velocidad del motor diesel y un electroimán está instalado para apagar y apagar. Detección de voltaje, agua La temperatura y la presión del aceite son señales de interruptor externo.
Un proceso de arranque: Después de una pérdida de energía normal, después de 5 segundos de confirmación, el "motor de arranque" arranca durante 4 segundos. Si el motor diesel está funcionando en llamas, el interruptor de proximidad (codificador giratorio) lo detecta. el motor diesel ha alcanzado la velocidad de arranque, el PLC deja inmediatamente de "arrancar el motor". Después de estar en ralentí durante 30 segundos, el motor diésel comienza a acelerar según la señal del interruptor de proximidad hasta que la velocidad se estabiliza. El generador comienza a generar electricidad. Una vez que el voltaje se normaliza, el interruptor principal se cierra para suministrar energía a la carga. El PLC estabiliza automáticamente la velocidad durante la operación.
Tres arranques: si el primer arranque no tiene éxito, el interruptor de proximidad (codificador giratorio) detecta que el motor diésel no puede alcanzar la velocidad de arranque y la velocidad del motor diésel no se puede medir después de 5 segundos. El temporizador se utiliza para controlar el reinicio, con 10 segundos como ciclo. Los tres arranques tardan aproximadamente 30 segundos. Después de 32 segundos, se emite una alarma si el interruptor de proximidad (codificador giratorio) no puede detectar la velocidad del motor diésel durante el arranque. el inicio fallará directamente.
Fallo en el arranque y apagado de la unidad diésel: Después del fallo en el arranque, el electromagnético tira del acelerador hacia la posición "parada". Cuando se restablece la energía normal, el PLC envía una señal de apertura y. el motor del acelerador desacelera hasta el ralentí durante 60 segundos, la fuerza electromagnética devuelve el acelerador a la posición de "parada" y el motor diésel se cala debido a la falta de aceite.
Se puede añadir una pequeña interfaz hombre-máquina según las necesidades del usuario para mostrar diversos valores y estados del motor diésel en forma de texto, luces indicadoras, patrones, etc. Y los valores y estado del motor diésel se pueden cambiar a través de los botones de su panel. Los parámetros relacionados con el tiempo se pueden modificar, los datos de entrada se pueden configurar dentro de un rango y los datos fuera del rango se rechazarán. Se pueden mostrar varias fallas del motor diésel en forma de texto para facilitar la resolución de problemas, como tres arranques fallidos, alta velocidad, alta temperatura del cilindro, fuente de alimentación principal, etc. Con la función de protección con contraseña, puede evitar que usuarios no autorizados cambien datos importantes y cambien valores.
Unidad - Características del control automático
(1) La unidad se compone de un grupo electrógeno diesel y un gabinete de control central. Puede ser controlado por una sola máquina y una sola. gabinete, una máquina dual y un solo gabinete, o un control automático en red (no tripulado en servicio).
(2) El núcleo del gabinete de control es el controlador programable (PLC). Generalmente se utiliza el pequeño controlador programable CPU306 de Beijing Kaidian Company, que tiene un funcionamiento confiable y una calidad estable.
(3) Aproveche al máximo las instrucciones y funciones del PLC para compilar programas y minimizar los componentes e interfaces de control periférico. El circuito es simple, fácil de operar y fácil de mantener.
(4) Utilice la función de contador de alta velocidad del PLC para medir con precisión la velocidad de la unidad sin utilizar el generador de medición de velocidad y el tacómetro originales, lo que evita dificultades de instalación y mejora la confiabilidad.
(5) El controlador utiliza una fuente de alimentación de 24 V CC y está equipado con un equipo avanzado de carga de CC con conmutación de alta frecuencia, que puede cargar la batería de forma flotante para garantizar el suministro de energía de CC al gabinete de control.
(6) La EPROM (memoria de solo lectura) del PLC puede solidificar el programa para que el programa original no se pierda durante mucho tiempo.
(7) La función de comunicación del PLC se puede utilizar para realizar un monitoreo centralizado remoto y de corto alcance.
Requisitos técnicos:
Usar un codificador rotatorio tiene mejor rendimiento que un interruptor de proximidad.
Requisitos técnicos del interruptor de proximidad:
Distancia de detección del interruptor de proximidad roscado 10 mm±10 Voltaje de funcionamiento Tipo CC: 10-30 VCC Frecuencia de respuesta tipo tres cables 400 Hz
Proximidad El interruptor, también conocido como interruptor de proximidad sin contacto, es un sensor de conmutación electrónico ideal.
Cuando el detector de metales se acerca al área de detección del interruptor, el interruptor puede emitir rápidamente comandos eléctricos sin contacto, presión ni chispas, reflejando con precisión la posición y la carrera del mecanismo de movimiento incluso si se usa para el control general de la carrera. su precisión de posicionamiento y operación, la frecuencia, la vida útil, la conveniencia de instalación y ajuste y la adaptabilidad a ambientes hostiles son incomparables con los interruptores de límite mecánicos generales.
Seleccione el modelo de PLC según el número requerido de puntos de entrada/salida
Según los requisitos de control de la unidad de automatización, el número requerido de puntos de entrada PLC es 14 y el número de puntos de salida es 10. La cantidad de control del sistema es básicamente una cantidad de conmutación, y solo el voltaje es una cantidad analógica. Para reducir costos, la cantidad analógica se puede convertir en una cantidad de conmutación a través de un circuito de detección. por un protector de voltaje. Esto le permite elegir un PLC sin entrada analógica. Para generadores pequeños, no es necesario instalar un motor acelerador para controlar la velocidad del motor diésel. Este sistema utiliza el pequeño controlador programable CPU306 de Beijing Kaidian Company, que tiene alta confiabilidad y tamaño pequeño. Tiene 14 puntos de entrada y 10 puntos de salida. La fuente de alimentación, los voltajes de entrada y salida son todos de 24 VCC.
Asignar entrada y salida del PLC
De acuerdo con los requisitos de control y el diagrama esquemático eléctrico de la unidad de automatización, la tabla de distribución de señales de entrada y salida del PLC se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Tabla de Asignación de Entradas/Salidas
I0.0
Señal de corte de energía eléctrica
Q0.0
Aceleración del acelerador
I0.1
Interruptor de proximidad
(codificador rotatorio)
O0.1
Desaceleración del acelerador
I0.2
Interruptor de proximidad**
(Codificador rotativo)**
Q0.2
Arrancar el motor
I0.3
El voltaje es normal
Q0.3
Cerrar
I0.4
Baja presión de aceite
Q0.4
Apertura
I0.5
Alta temperatura del agua
Q0.5
Electroimán de parada
I0.6
Manual/automático
Q0 .6
Señal de fallo
I0.7
Botón de inicio
Q0.7
I1 .0
Botón de aceleración
Q1.0
I1.1
Botón de desaceleración
Q1.1
I1.2
Botón Parar
I1.3
Botón Cerrar
I1.4
Botón de apertura
I1.5
Señal de salida de cierre
Nota: I es toda entrada DC 24V Q es un contacto pasivo Salida puntual (24V3A) 1 significa encendido, 0 significa apagado.
El diseño del circuito se muestra en el Apéndice 1: (Autocad2004 está abierto)
El diagrama de temporización del generador se muestra en el Apéndice 2: (Abrir en Autocad2004 )
Consulte el archivo adjunto del programa fuente del PLC del generador: (Descargue la última versión del software EasyProg del sitio web de Beijing Kaidian Automation Technology Co., Ltd. para abrir) El programa fuente sirve para instalar un interruptor, y el motor diesel emite 6 pulsos por revolución, el motor diesel gira 1000 veces por minuto y la velocidad se mide en un ciclo de 0,5 segundos. Si se utiliza un codificador rotatorio, la velocidad se mide en un ciclo de. 0,1 segundos y el efecto es mejor.
Conclusión
El grupo electrógeno diésel automatizado controlado por PLC tiene una estructura de hardware simple, bajo costo, velocidad de respuesta rápida, alto rendimiento y relación precio, y tiene una eficiencia extremadamente alta en comparación con los de un solo generador. Fiabilidad de los sistemas de microcomputadores. Ha sido probado en uso en campo y tiene un rendimiento estable y un funcionamiento confiable. Además, se puede ampliar fácilmente según las necesidades reales.
Con ligeras modificaciones en el programa, se pueden satisfacer los diferentes requisitos de control de los usuarios. Para los edificios inteligentes modernos, el sistema de control también se puede incorporar al sistema de monitoreo de todo el edificio a través del módulo de comunicación, lo que refleja una gran flexibilidad y adaptabilidad, y tiene. valor de promoción real extremadamente alto.