基于PLC的電站滲漏排水電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和短路計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u18001基于PLC的電站滲漏排水電氣控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和短路電流計(jì)算案例 138101系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 1306971.1控制系統(tǒng)PLC 1130141.1.1控制器方案比較與選擇 195901.1.2PLC控制器選型 248782短路計(jì)算 2109582.1公式 2284502.2短路計(jì)算的過(guò)程 31系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)根據(jù)電站滲漏排水電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案對(duì)系統(tǒng)的硬件組成進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)主控制單元進(jìn)行介紹及選型。對(duì)系統(tǒng)中用到的主要電器元件選型進(jìn)行介紹，然后對(duì)所需IO進(jìn)行分配。最后根據(jù)所選硬件手冊(cè)及電氣設(shè)計(jì)規(guī)范完成電站滲漏排水系統(tǒng)的電氣原理圖設(shè)計(jì)。1.1控制系統(tǒng)PLC1.1.1控制器方案比較與選擇常用的控制技術(shù)方案主要有繼電器控制、單片機(jī)控制及PLC控制方案三種。其線路復(fù)雜且工作量非常大，而且其故障率比較高，工作不穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行邏輯修改或者升級(jí)時(shí)非常困難。單片機(jī)是一種集成電路，其應(yīng)用也非常多。由于其芯片多而雜，各個(gè)芯片間使用差別非常大，致使學(xué)習(xí)使用成本都非常大，而且其容易受電磁干擾影響，工作穩(wěn)定性較差。PLC控制系統(tǒng)是在結(jié)合了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。其具有穩(wěn)定性高、智能性高、適用廣、易于使用等特點(diǎn)。PLC系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)程序?yàn)榭勺x寫(xiě)的，可方便的進(jìn)行寫(xiě)入和讀取，也可方便的對(duì)其進(jìn)行修改以滿足新的需求。而且省略了繼電器控制系統(tǒng)中眾多的繼電器、接觸器等，所以其占空間很小，其能耗也更小。PLC控制系統(tǒng)一般為模塊化構(gòu)成，可根據(jù)設(shè)計(jì)需要對(duì)各種模塊進(jìn)行搭配使用。主要包括CPU模塊，IO模塊及一些特殊功能模塊。其中CPU模塊是系統(tǒng)中最主要的模塊，其存儲(chǔ)運(yùn)行邏輯，在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行邏輯的運(yùn)算，并通過(guò)輸入、輸出通道控制各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。在PLC運(yùn)行過(guò)程中，其工作過(guò)程為，讀取輸入，并刷新輸入映像區(qū)，然后根據(jù)輸入映像區(qū)值進(jìn)行邏輯運(yùn)行，最后根據(jù)程序運(yùn)算結(jié)果將輸出刷新，通過(guò)輸出通道控制相應(yīng)的設(shè)備指示燈等。上述三個(gè)過(guò)程不停循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)相較于繼電器控制系統(tǒng)，其智能性、穩(wěn)定性、易變性更高，相較于單片機(jī)系統(tǒng)，其更加容易使用，抗干擾能力也更強(qiáng)，因此本次設(shè)計(jì)中使用PLC控制器作為系統(tǒng)的主控制單元。1.1.2PLC控制器選型目前市場(chǎng)上主要PLC供應(yīng)商以歐美及日系較多。份額較大的生產(chǎn)商主要有西門(mén)子、歐姆龍、三菱、AB、GE等。西門(mén)子公司的PLC在我國(guó)的應(yīng)用非常廣泛，在各個(gè)行業(yè)均有應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，西門(mén)子公司的S7系列產(chǎn)品占有較大的份額。其包含小型、中型、大型等各個(gè)層次的產(chǎn)品。西門(mén)子S7系列PLC具有易于使用，運(yùn)行穩(wěn)定及兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)。在本次滲漏排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選用S7-1200系列PLC作為主控制單元。S7-1200系列PLC是西門(mén)子最新一代控制器，具有較高的運(yùn)行性能。其采用TIA編程軟件進(jìn)行編程和組態(tài),極大的提高了使用效率。S7-1200系列PLC因其性能較高所以系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間非常短。1200系列PLC集成了Profinet接口，可非常方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。S7-1200采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有非常齊全的功能模塊，可根據(jù)需要進(jìn)行搭配使用。CPU本體有系統(tǒng)診斷功能，不需在程序塊中再進(jìn)行編程。其故障信息顯示在CPU的顯示屏上，也可方便的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紿MI組態(tài)軟件上。本次課題設(shè)計(jì)中選用S7-1214CDC/DC/DC型號(hào)CPU控制單元。該控制單元是一款適用于中小型應(yīng)用的緊湊型CPU.集成有一個(gè)Profinet接口，具有非常高的運(yùn)行速度。該緊湊型CPU集成有板載的模擬量輸入、輸出通道和數(shù)字量輸入/輸出通道。集成DI14個(gè)和DO10個(gè)，可滿足本次設(shè)計(jì)需要，不需要對(duì)IO通道進(jìn)行擴(kuò)展。2短路計(jì)算2.1公式（1）電抗公式（4-1）。（4-2）（4-3）（4-4）（4-5）（4-6）2.2短路計(jì)算的過(guò)程，（4-7） （4-8）（4-9）等值網(wǎng)絡(luò)圖