tesis de graduación plc
Palabras clave: Sistema de distribución de solución de generador de emergencia PLC
Basado en el análisis de los requisitos de arranque automático del generador de emergencia, combinado con el estado actual del equipo y los requisitos de diseño del El sistema de distribución, una propuesta. Se proporcionan como referencia ideas de diseño detalladas y planos para utilizar las ventajas del PLC (controlador programable) para transformar equipos existentes.
El control tradicional del generador generalmente utiliza métodos de control de contactor de relé inverso. Hay demasiados relés intermedios y relés de tiempo, que son voluminosos, tienen pocas funciones, una vida útil corta, circuitos complejos y muchos contactos, lo que resulta en muchos. fallos, poca fiabilidad y difícil mantenimiento. Sin embargo, debido a la amplia variedad de chips de sistemas de circuitos integrados (IC), el gran tamaño, el ciclo de diseño largo, el bajo costo, el proceso complejo, el rendimiento antiinterferente deficiente y la confiabilidad deficiente, se adopta la tecnología microelectrónica. El controlador programable (PLC) es un nuevo dispositivo de control automático de uso general basado en un microprocesador que integra tecnología informática y tecnología de comunicación. Tiene las ventajas de una estructura simple, rendimiento superior, alta confiabilidad, flexibilidad, programación sencilla y uso conveniente. En los últimos años ha sido ampliamente utilizado en control automático industrial, mecatrónica y transformación de industrias tradicionales.
Utilizar PLC para controlar grupos electrógenos de emergencia tiene muchas ventajas. Controlado principalmente por software, elimina el trabajo de desarrollo de hardware y tiene menos circuitos periféricos, lo que mejora en gran medida la confiabilidad y la capacidad antiinterferente del sistema. Debido a su sencilla función programable, los requisitos de control del sistema se pueden cambiar sin cambiar el cableado del hardware externo del sistema, lo que mejora 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 inmediatamente suministrando energía al equipo. El motor principal del suministro de energía de emergencia generalmente utiliza un motor diésel con un sistema de suministro de aceite de enfriamiento independiente y está equipado con un dispositivo de arranque automático para garantizar que arranque entre 0 y 50 segundos después de que se apaga la estación principal. La red de emergencia suele formar parte de la red principal. Normalmente, estos aparatos se alimentan del cuadro general, pero sólo en casos de emergencia mediante grupos electrógenos de emergencia. Por lo tanto, existe un enclavamiento eléctrico entre el interruptor principal del generador de emergencia en el cuadro de emergencia y el interruptor del interruptor principal que suministra energía al cuadro de emergencia para garantizar la seguridad.
Como fuente de energía de emergencia, el grupo electrógeno de emergencia debe cumplir los siguientes requisitos básicos:
1. Arranque automático
Cuando falla el suministro eléctrico normal (alimentación). corte), la unidad puede iniciar, acelerar y apagar automáticamente el suministro de energía a cargas de emergencia.
2. Parada automática
Cuando se restablece el suministro de energía normal y se considera normal, el interruptor de control completa el cambio automático del suministro de energía de emergencia al suministro de energía normal, y luego controla la unidad para desacelerar hasta detenerse en ralentí.
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, la unidad se apagará de emergencia y se emitirán señales de alarma luminosas y sonoras al mismo tiempo. ¿Hay alguna falla como temperatura alta del agua (más de 90 grados) o temperatura alta del aceite? Se envían señales de alarma visuales y audibles para alertar al personal de mantenimiento para que intervenga.
4. Tres funciones de inicio
El dispositivo tiene tres funciones de inicio. Si el primer inicio no tiene éxito, se reiniciará después de un retraso de 10 segundos. Si el segundo arranque no tiene éxito, se reiniciará después de un retraso. Siempre que uno de los tres arranques sea exitoso, funcionará de acuerdo con el programa preestablecido. Si tres arranques consecutivos no son exitosos, se considerará un fallo de arranque y se emitirá una señal de alarma visual y audible (otra unidad también puede hacerlo); controlarse para que arranque al mismo tiempo).
5. Mantener automáticamente el estado casi inicial.
La unidad puede mantener automáticamente un estado de casi inicio. En este momento, se ponen en funcionamiento el sistema automático regular de suministro previo de aceite de la unidad, el sistema automático de calentamiento de agua y aceite y el dispositivo automático de carga de batería.
6. Dispone de modos de funcionamiento manual y automático.
Diseño de hardware del sistema de control
La mayoría de las fuentes de alimentación de emergencia utilizan grupos electrógenos diésel de la serie 135. Aquí tomamos esto como ejemplo para usar PLC para controlar el arranque automático de un motor diésel.
Análisis de circuito
Descripción del diseño: Hay perillas de selección "manual/automática" en el panel de control, "iniciar", "acelerar", "desacelerar", "cerrar" y " botón "liberar". Se instala un interruptor de proximidad (codificador giratorio) en el motor diesel para medir la velocidad, el motor del acelerador está instalado para controlar la velocidad del motor diesel y el electroimán está instalado para detener y apagar el motor. La detección de voltaje, la temperatura del agua y la presión del aceite son señales de interruptor externo.
Un proceso de arranque: Después de un corte de energía normal, el "motor de arranque" arranca después de 5 segundos durante 4 segundos. Si el motor diésel se incendia y el interruptor de proximidad (codificador rotatorio) detecta que el motor diésel ha alcanzado la velocidad de arranque, el PLC detiene inmediatamente el "motor de arranque". Después de que el motor diésel está en ralentí durante 30 segundos, comienza a acelerar según la señal del interruptor de proximidad hasta que la velocidad se estabiliza y el generador comienza a generar electricidad. Una vez que el voltaje es normal, el interruptor principal se cierra y se suministra energía a la carga. Durante el funcionamiento, el PLC estabiliza automáticamente la velocidad.
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. Después de 5 segundos, el motor diésel no puede alcanzar la velocidad de arranque. dentro del Control PLC, con un ciclo de 10 segundos, los tres tiempos de inicio son de aproximadamente 30 segundos y se emite una alarma después de 32 segundos. Si el interruptor de proximidad (codificador rotatorio) no detecta la velocidad de arranque del motor diésel durante el proceso de arranque, el motor se reiniciará.
Fallo de arranque y parada del motor diésel: Después de un fallo de arranque, el electromagnético tira del acelerador de nuevo a la posición de "parada". Cuando se restablece la energía normal, el PLC envía una señal de apertura. Después de que el motor del acelerador desacelera a una velocidad de ralentí de 60 S, el sistema eléctrico electromagnético devuelve el acelerador a la posición de "parada" y el motor diésel se apaga 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 del panel. Se pueden modificar los parámetros relacionados con el tiempo y se puede configurar un rango de datos de entrada y se pueden rechazar los datos fuera de ese rango. 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. Tiene función de protección con contraseña para evitar que usuarios no autorizados cambien datos importantes y cambien valores.
Características de la unidad de control automático
La unidad (1) consta de un grupo electrógeno diesel y un gabinete de control central, que puede ser máquina simple y gabinete simple, máquina doble y gabinete simple, o control de automatización en red (desatendido).
(2) El núcleo del gabinete de control es el controlador programable (PLC) que 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 la programación y minimice los componentes e interfaces de control periférico. El circuito es simple y fácil de operar y mantener.
(4) Utilizando la función de contador de alta velocidad del PLC, la velocidad de la unidad se puede medir con precisión sin utilizar el generador de medición de velocidad ni 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 del gabinete de control.
(6)6) La EPROM (memoria de solo lectura) en el PLC puede solidificar el programa para que el programa original no se pierda durante mucho tiempo.
(7) El monitoreo centralizado a corta y larga distancia se puede lograr utilizando la función de comunicación del PLC.
Requisitos técnicos:
Es mejor utilizar un codificador rotatorio en lugar de un interruptor de proximidad.
Requisitos técnicos para detectores de proximidad:
Distancia de detección del detector de proximidad roscado 10 mm 10 Voltaje de trabajo Tipo DC: 10-30VDC tres hilos Frecuencia de respuesta 400Hz.
El interruptor de proximidad, también conocido como interruptor de proximidad sin contacto, es un sensor de interruptor electrónico ideal. Cuando el detector de metales está cerca del área de detección del interruptor, el interruptor puede emitir rápidamente instrucciones eléctricas sin contactos, presión o chispas, y reflejar con precisión la posición y la carrera del mecanismo de movimiento. Incluso si se utiliza para el control de carrera general, su precisión de posicionamiento, frecuencia de operación, vida útil, conveniencia de instalación y ajuste y adaptabilidad a ambientes hostiles no tienen comparación con los interruptores de carrera mecánicos comunes.
Seleccione el modelo de PLC en función de los puntos de entrada/salida requeridos.
Según los requisitos de control de la unidad de automatización, los puntos de entrada del PLC requeridos son 14 y los puntos de salida son 10. La cantidad de control del sistema es básicamente una cantidad de conmutación, y sólo el voltaje es una cantidad analógica. Para reducir costes, el valor analógico se puede convertir en un valor de conmutación mediante un circuito de detección. Por ejemplo, la monitorización de tensión se puede sustituir por protectores de tensión. Esto permite la selección de PLC sin entradas analógicas. Para generadores pequeños, no es necesario instalar un motor acelerador para controlar la velocidad del motor diésel. El sistema utiliza el pequeño controlador programable CPU306 de Beijing Kaidian Company, que tiene alta confiabilidad y tamaño pequeño. Los puntos de entrada son 14 y los puntos de salida son 10. Los voltajes de alimentación, entrada y salida son todos de 24 VCC.
Entrada y salida del PLC de distribución de energía
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 fallo de alimentación
Q0.0
Aceleración del acelerador
I0.1
Interruptor de proximidad
(codificador rotatorio)
O0.1
Desaceleración del acelerador
I0.2
Interruptor de proximidad* *
(Codificador rotativo)* *
Pregunta 0.2
Enciende el motor
I0.3
El voltaje es normal
Pregunta 0.3
Enciende
I0.4
Presión de aceite baja
Problema 0.4
Desactivar el freno
I0.5
Alta temperatura del agua
p>Q0.5
Electroimán de parada
I0.6
Manual/automático
Pregunta 0.6
Señal de avería
I0.7
Botón de inicio
Pregunta 0.7
I1.0
Botón de aceleración
Q1.0
I1.1
Botón de retardo
Q1.1
I1.2
Botón de parada
I1.3
Botón de cierre
I1.4
Botón de freno
I1.5
Cierra la señal de salida
Nota: estoy usando una entrada de 24 V CC, la salida de contacto pasivo de Q (24 V 3 A) 1 significa encendido 0 Indica apagado.
El diseño del circuito se muestra en el Apéndice 1: (Abrir en AutoCAD 2004)
El diagrama de tiempos del generador se muestra en el Apéndice 2: (Abrir en Autocad 2004)
Fuente del PLC del generador Consulte el archivo adjunto del programa (descargue la última versión del software EasyProg del sitio web de Beijing Kaidean Automation Technology Co., Ltd. para abrirlo). El programa fuente consiste en instalar un interruptor de proximidad. El motor diésel enviará 6 señales de pulso por revolución. El motor diésel medirá la velocidad a 1000 revoluciones por minuto y 0,5 segundos como ciclo. Si utiliza un codificador rotatorio y mide la velocidad con un período de 0,1 segundos, el efecto es mejor.
Conclusión
El grupo electrógeno diésel automático controlado por PLC tiene una estructura de hardware simple, bajo costo, respuesta rápida, rendimiento de alto costo y alta confiabilidad en comparación con los sistemas de microcomputadoras de un solo chip. Las pruebas de campo muestran que el rendimiento es estable y el funcionamiento fiable. Además, se puede ampliar fácilmente según las necesidades reales. Siempre que el programa se modifique ligeramente, puede cumplir con los diferentes requisitos de control de los usuarios. Para los edificios inteligentes modernos, el sistema de control también se puede integrar en el sistema de monitoreo de todo el edificio a través de módulos de comunicación, lo que muestra una gran flexibilidad y adaptabilidad, y tiene un alto valor de promoción práctica.