畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的高壓真空斷路器控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、第1章 緒論1.1 課題的提出及研究的意義隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，人們對電力的需求愈來愈大，這促使電力事業(yè)迅速發(fā)展。電力法的公布和實施，更要求電力生產(chǎn)、供電部門提供安全、經(jīng)濟、可靠和高質(zhì)量的電力。尤其是電力生產(chǎn)部門，需要高度重視電力生產(chǎn)過程的安全、科學合理、穩(wěn)定性。才能保證整個電力系統(tǒng)的正常運行和整個社會對電力的正常需求。發(fā)電機作為電力生產(chǎn)的十分重要的核心。其工作的正常與否直接關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的電能供應質(zhì)量，甚至整個電力系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。所以保證發(fā)電機工作運行過程的穩(wěn)定將是電力系統(tǒng)最重要的任務。發(fā)電機勵磁回路是發(fā)電機的最重要結(jié)構(gòu)之一。也是發(fā)電機故障較容易出現(xiàn)的環(huán)節(jié)。

2、所以保證發(fā)電機勵磁回路的正常對發(fā)電機的正常運行具有深遠意義。發(fā)電機勵磁回路常出現(xiàn)的是一點，兩點接地故障。因此對發(fā)電機勵磁回路接地保護裝置的研究設(shè)計是解決發(fā)電機運行過程故障的有效途徑。目前,勵磁回路一點接地保護主要有電橋式、疊加直流電壓式、疊加交流電壓式、利用導納繼電器的疊加交流電壓式和切換采樣式。通常的電橋式一點接地保護在故障發(fā)生在勵磁繞組中點附近時,即使是金屬性接地,保護也不能動作,因而保護存在一定的死區(qū)。疊加直流電壓式一點接地保護在勵磁繞組上不同點接地時,流過繼電器的電流相差很大,因而不同點接地時靈敏度相差很大。疊加交流電壓式一點接地保護由于受勵磁繞組對地電容的影響較大,靈敏度較低。用導納

3、繼電器的疊加交流電壓式一點接地保護在實際運行中,動作特性受很多因素影響,易發(fā)生誤動和拒動,整定要求精確,分析起來復雜。轉(zhuǎn)子兩點接地保護主要是基于實時求解兩個不同的接地回路方程,計算轉(zhuǎn)子過渡電阻及接地點位置,一點接地故障后,啟動兩點接地保護,當測得的接地位置值發(fā)生變化,并且變化值超過整定閾值時,確認為已發(fā)生兩點接地故障。這種兩點接地保護的過渡電阻整定值越大,檢測故障位置偏差的整定值越大,保護的靈敏度越低,當故障位置偏差很小時存在保護死區(qū)的問題。綜上所述,針對目前發(fā)電機勵磁回路一點、兩點接地保護原理存在的問題,有必要對更具科學，更合理的保護原理作以研究探討。隨著技術(shù)的發(fā)展,社會上已涌現(xiàn)出許多先進的

4、技術(shù)。其中微機轉(zhuǎn)子接地保護裝置以長記憶特性和強大的數(shù)據(jù)處理能力為機組勵磁回路一點和兩點接地新的保護方案提供了有力的保障, 其優(yōu)點是功能完善、使用及維護方便、智能化程度高、體積小、適應一次系統(tǒng)靈活性大,目前已成為機組轉(zhuǎn)子接地保護的主要保護方式。1.2 本課題完成的主要工作 本課題主要完成以下工作：（1）對發(fā)電機勵磁回路一點、兩點接地保護原理分別進行分析；（2）發(fā)電機勵磁回路接地保護裝置整體接線圖的設(shè)計，畫出整體接線圖；（3）發(fā)電機勵磁回路接地保護裝置的硬件設(shè)計，畫出硬件原理框圖；（4）發(fā)電機勵磁回路接地保護裝置的軟件設(shè)計，給出軟件流程圖。第2章 發(fā)電機勵磁回路接地保護發(fā)電機勵磁回路接地故障是指轉(zhuǎn)

5、子繞組或繞組回路的某一點或某一部分已失去絕緣性能，即與轉(zhuǎn)軸本體間的絕緣電阻為零（金屬性接地），或保持低阻抗接觸。當發(fā)電機勵磁繞組過熱，由于故障點流過相當大的故障電流而燒傷轉(zhuǎn)子本體。因為部分繞組被短接，勵磁繞組中電流增加，繞組可能因過熱而受損。另外，氣隙磁通也會因為部分繞組短接而失去平衡，從而引起振動，特別是多極機會引起更嚴重的振動，甚至會因此而造成災難性的后果絕緣損壞；勵磁繞組至滑環(huán)的引線及導電螺釘絕緣損壞；冷卻水、導電粉塵、焊渣等掉入繞組；工藝粗糙、運輸中受潮等原因造成的絕緣損壞等均會造成發(fā)電機勵磁回路接地故障。發(fā)電機勵磁回路一點接地故障是常見的故障形式之一。勵磁回路一點接地故障不會對發(fā)電機

6、造成危害，但如果相繼發(fā)生第二點接地故障，則將嚴重威脅發(fā)電機的安全。當發(fā)生兩點接地故障時。發(fā)電機勵磁回路兩點接地還可能使軸系和氣機磁化。由此可見發(fā)電機勵磁回路兩點接地故障是制約發(fā)電機正常工作的重要因素。采取有效措施來解決此類問題將是意義深遠的。對于中小型汽輪發(fā)電機，裝設(shè)可供定期檢測用的絕緣檢查電壓表和正常不投入運行的兩點接地保護，裝設(shè)一點接地保護。當用絕緣檢查電壓表檢出一點接地故障后，再把兩點接地保護裝置投入。兩點接地保護動作后，經(jīng)延時停機。對于大型汽輪發(fā)電機，鑒于勵磁回路一點接地故障無直接嚴重后果，相應保護應動作于信號，避免毫無必要的大機組突然跳閘。對于兩點接地保護的裝設(shè)尚存在爭論，意見分歧的

7、根本原因還是在于，到目前為止，缺乏靈敏的、死區(qū)足夠小或無死區(qū)的和簡單可靠的兩點接地保護裝置。對于水輪發(fā)電機，都裝設(shè)一點接地保護，動作于信號，不裝設(shè)兩點接地保護。2.1發(fā)電機勵磁回路一點接地保護勵磁回路的一點接地保護，除簡單、可靠這些一般要求之外，還要求能夠反應在勵磁回路中任一點上發(fā)生的接地故障，并且要有足夠高的靈敏度。在評價勵磁回路一點接地保護時，靈敏度是用故障點對地之間的過渡電阻大小來定義的，若過渡電阻為r，保護裝置處于動作邊界上，則稱保護裝置在該點的靈敏度為r歐。目前 ，我國運行的勵磁回路一點接地保護主要有:電橋式，迭加直流電壓式，迭加交流電壓式等不同原理的保護，分別介紹如下。2.1.1電

8、橋式一點接地保護利用電橋原理構(gòu)成的一點接地保護，其原理圖如圖2-1所示。(a),(b)分別是正常情況和一點接地情況下的原理圖。集中電阻ry表示繞組對地絕緣分布電阻。勵磁繞組le的電阻構(gòu)成電橋的兩個臂，外接電阻r1和r2構(gòu)成另外兩個臂。正常情況下，調(diào)節(jié)電阻r1和r2，使流過繼電器j的不平衡電流最小，使繼電器的動作電流大于這一不平衡電流。當一點經(jīng)過渡電阻rf接地后，電橋失去平衡。此時流過繼電器的動作(a)正常情況下;圖2一1(b) k 點 經(jīng) 過 渡 電 阻 r一點接地電橋式一點接地保護原理圖電流的大小決定于k點的位置以及過渡電阻rf的大小。當電流大于繼電器j的動作電流時，繼電器動作。當勵磁繞組的

9、正端或負端發(fā)生接地故障時，這種保護裝置的靈敏度很高，然而，當故障點位于勵磁繞組中點附近時，即使是金屬性接地，保護裝置也不能動作。為了消除這一缺陷，在電橋的r，臂中串接一只非線性電阻r。非線性電阻，其中a是常數(shù)，當電壓uo升高，電流i非線性地增加，電阻r下降;反之，則r上升。因此，串接這個非線性電阻后，電橋的平衡條件會隨著勵磁電壓的改變而變化.在某一電壓下的死區(qū)，在另一電壓下變?yōu)閯幼鲄^(qū)，從而減小了拒動的幾率。非線性電阻r的存在，同時也打破了正常運行條件下的平衡條件，因而保護裝置的動作電流整定值也要稍有提高。對于空冷或氫冷發(fā)電機，其勵磁繞組對地絕緣電阻在幾兆歐及以上，正常情況下電橋平衡條件打破后，

10、流過繼電器的不平衡電流變化不大。而對于水內(nèi)冷發(fā)電機，對地絕緣電阻相當?shù)?，則流過繼電器的不平衡電流要有較大變化。2.1.2迭加直流電壓式一點接地保護如圖 2-2 所示將一直流電壓u。經(jīng)一繼電器1順向加到勵磁繞組的一端與地之間，構(gòu)成迭加直流電壓式一點接地保護。圖2-2迭加直流電壓式一點接地保護原理圖設(shè)勵磁電壓為，勵磁繞組對地絕緣電阻為ry并集中于勵磁繞組的中點。將外加電壓在勵磁繞組中的壓降略去不計，則可作出圖2-3(a)所示的正常情況下的等效電路。正常情況下流過繼電器的電流為(a) 正常情況下(b)負端經(jīng)過渡電阻rf接地時(c) 正端經(jīng)過渡電阻rf接地時圖2-3不同狀況下圖3的等效電路繼電器j的動

11、作電流整定值要大于。在勵磁繞組上不同點接地時，流過繼電器的電流相差很大，因而不同點接地時，靈敏度也有很大差別。圖2-3(b)為負端經(jīng)過渡電阻ri接地時圖2-2的等效電路。由圖可得到流過繼電器的電流，= ” j ” 2r,r y+ (rk+r,)考慮到ryr,ujr.+r ,)+生u-r= ” j ” 2r,r y+ (rk+r,)r,式(2-2)可化簡為如下的形式i二u匕rk +r r圖2 -3 (c) 為正 端 經(jīng)過渡電阻rf接地時圖2-2的等效電路。由圖可得到流過繼電器的電流，二j 2 ” 2 ， 乎r,r,+( r,.+r,)同樣，考慮到ryrf，式(2-4)可化簡為如下的形式，_u。十

12、umrk +rf比較式(2-3)和式(2-5),可以看到，在勵磁繞組負端接地時，靈敏度最低;在勵磁繞組正端接地時，靈敏度最高。所以，當正端或負端接地時，保護裝置的靈敏度相差很大。2.1.3 迭加交流電壓式一點接地保護如圖2-4所示，將一交流電壓經(jīng)過一電流繼電器i和一隔直藕合電容c圖2-4簡單的迭加交流電壓式一點接地保護原理圖迭加到勵磁繞組的一端與地之間，就構(gòu)成了迭加交流電壓式一點接地保護。繼電器的動作電流要躲過正常情況下流過繼電器的不平衡電流。圖中勵磁繞組上某一點經(jīng)過渡電阻rf接地，流過繼電器的電流大于整定值時，繼電器動作。目前用迭加交流電壓構(gòu)成的勵磁回路一點接地保護主要有三種類型。i) 第一

13、類以加交流電壓測量勵磁繞組對地全電流方法構(gòu)成一點接地保護裝置，其動作判據(jù)為:icl ldz，其中i, = u/z l . id, = u/z,z o icl為迭加電壓作用下勵磁繞組通過地的全電流;zc。為迭加電壓后勵磁繞組對地的測量阻抗;z,為整定阻抗。這種類型的保護廣泛用于勵磁繞組僅有較小對地電容的中小型發(fā)電機組。2) 第二類以迭加交流電壓測量勵磁繞組對地導納方法構(gòu)成一點接地保護裝置，其動作判據(jù)為:gcl g dz，其中g(shù)cl= i/r cl，gdz= 1/rdzgcl為勵磁繞組對地的測量電導:r二為勵磁繞組對地電容的等效并聯(lián)電阻;9二為整定電導:r,為整定電阻。3) 第三類以迭加交流電壓利

14、用霍爾元件測量勵磁繞組對地全電流中電阻分量構(gòu)成一點接地保護裝置，其動作判據(jù)為:icl.r ldz,r，其中工clr =u/rclldir= u /rdza i cl;為勵磁繞組對地全電流中的電阻分量;idz.;為整定有功電流。不難看出第二，第三類繼電器具有相同的動作判據(jù)rcl r eza從理論上講第二、第三類繼電器。其動作條件不受勵磁繞組對地電容的影響，適用于大型發(fā)電機組的勵磁繞組一點接地保護。但在實際運行中這兩類保護曾多次頻繁誤動，有時甚至無法投入運行。這是由于在200mw及以上機組使用時，容易受到勵磁繞組對地電容和軸電刷與軸滑環(huán)之間接觸電阻的影響，為防止誤動，應力求降低該接觸電阻，使其在運

15、行中的任何時刻都小于50 q d2.1.4 小結(jié)電橋式轉(zhuǎn)子一點接地保護接線簡單，在轉(zhuǎn)子勵磁繞組的正端或負端接地時靈敏度高，但在繞組的中部接地時保護有死區(qū)。迭加直流電壓式一點接地保護在正端和負端接地時，保護的靈敏度相差很大，在負端接地時靈敏度不能滿足要求。迭加交流電壓式一點接地保護可以反應轉(zhuǎn)子勵磁回路中任何一點發(fā)生的接地故障，沒有死區(qū)，但是保護調(diào)整很復雜，容易受勵磁回路對地分布電容和軸電刷與軸滑環(huán)之間接觸電阻的影響，并需要給勵磁繞組注入交流成分。2. 2發(fā)電機勵磁回路兩點接地保護勵磁回路兩點接地保護裝置按原理可分為下述幾種:電橋原理、測量轉(zhuǎn)子高頻阻抗原理及測量定子二次諧波電壓原理等。分別介紹如下

16、：2.2.1電橋原理的兩點接地保護電橋式兩點接地保護的原理圖示于圖2-5。電位器r接于勵磁回路的正負極之間，動臂經(jīng)繼電器j接地。當發(fā)生一點接地故障后(如圖2-5中的點)，把保護裝置投入，故障點將勵磁繞組一分為二，構(gòu)成電橋的兩臂，利用電位器r調(diào)平衡。此時保護裝置進入工作狀態(tài)。當?shù)诙c(例如點)發(fā)生接地故障后，圖 2- 5 電橋原理的兩點接地保護平衡破壞，繼電器j動作。繼電器j有兩個繞組，把電橋?qū)蔷€上的交流分量經(jīng)輔助互感器fh引入繞組2，用以抵消同一交流分量在繞組1中產(chǎn)生的磁勢，從而消除了交流分量的影響。這種原理的保護存在兩個重要的缺點:1) 因為是在發(fā)生一點接地后保護才開始工作，所以對于兩點同

17、時接地或緊接發(fā)生第二點接地的情況，該保護無效;2) 如 果 第一點接地位于勵磁繞組端側(cè)，則由于無法調(diào)平衡，這時電橋失去作用。此時的死區(qū)為100%由于電橋式兩點接地保護在原理上存在上述缺點，所以不能滿足大機組的需求。2.2.2 測量轉(zhuǎn)子高頻阻抗原理的兩點接地保護發(fā)電機勵磁繞組的等效電路可以表示為，繞組電感l(wèi)、總匝間電容c和表示轉(zhuǎn)子本體有效損耗的電阻r相并聯(lián)的回路，如圖2-6所示。因為勵磁繞組的漏圖 2-6勵磁繞組等效電路抗和電阻很小，略去不計。這樣對于某一角頻率。勵磁繞組的阻抗為，二-一jrolr一(1一 wlc)r+jrol(2-6)阻抗 z fd 的大小 ，隨頻率f而變化。由式(2-6)知，

18、勵磁回路的l.c 諧振，諧振頻率為，f.= (2-7)當勵磁繞組發(fā)生兩點接地故障時，部分繞組被短接，此時諧振頻率提高。如圖2-7所示為一臺32萬kw汽輪機的勵磁繞組阻抗頻率特性，其中曲線1表示的式正常情況下的曲線，曲線2表示的是一匝被短接情況下的曲線。在頻率較低的范圍內(nèi)，在同一頻率f值下，zfd值要比正常情況下小，而在頻率f值較高的情況下，則相反。當頻率較高時，例如f= 3 -lok hz及以上時，zfd則有比較明顯的變化。zfd(n )1000500，刀3 10 f (khz)圖2-7勵磁繞組阻抗頻率特性基于勵磁繞組阻抗特性的這一特征，我們就可以利用測量勵磁繞組高頻阻抗變化的方法，來構(gòu)成兩點

19、接地保護。對于用高頻勵磁機的發(fā)電機，若勵磁機的頻率為500hz，用三相橋整流裝置，則最低次諧波的頻率為3khz，其幅值是基波電壓的2/35倍。例如某臺32萬kw的實測數(shù)據(jù)，當f= 3khz時，正常情況下z。二40q，當一匝短路后，z,=780，下降了13%,因而可以利用勵磁系統(tǒng)中固有的6次諧波電壓來構(gòu)成兩點接地保護。但是一般情況下，從保證選擇性方面看，這樣的變化幅度還不夠明顯，缺乏足夠的裕度。其他情況下 ，例如用直流勵磁機、頻率較低(例如ioohz)的交流勵磁機時，可以用加高頻電壓的方法構(gòu)成兩點接地保護。因此這種原理的保護裝置受到勵磁機型式的限制。2.2.3測量定子二次諧波電壓原理的兩點接地保

20、護當勵磁回路發(fā)生兩點接地故障后，勵磁繞組部分線匝被短接，則氣隙磁密南北極對稱被破壞(短接線匝不對稱于橫軸時)。對于兩極汽輪發(fā)電機，根據(jù)傅里葉級數(shù)的諧波分析，這樣一個不對稱與橫軸的氣隙磁密一定包含有包括二次諧波在內(nèi)的偶次諧波，從而在定子中產(chǎn)生相應的偶次諧波電壓。所以可以利用二次諧波電壓作為判據(jù)來構(gòu)成兩點接地保護(100萬kw及以上容量的汽輪發(fā)電機，轉(zhuǎn)子可能是四極隱極式，此時兩點節(jié)地故障的定子電壓特征量是25hz, 1/2次諧波)。設(shè)發(fā)電機空載運行，被短路匝數(shù)與一個磁極下勵磁繞組總匝數(shù)的比值為k,正?？蛰d勵磁電流為幾，一個極下勵磁繞組的總匝數(shù)為wl，則在發(fā)生兩點接地故障時，相應的反向勵磁安匝為ki

21、lwl。為簡化計算，在少量匝數(shù)被短接的情況下，可以將kilwl看作是集中繞組。y= 被短路繞組的寬度 /極距顯然，符號y表示的是被短路的繞組在轉(zhuǎn)子上的空間位置，當被短路的線匝靠近大齒時，y值較小;而當靠近橫軸時，則y值趨向1。當勵磁回路發(fā)生兩點接地故障后，勵磁繞組部分線匝被短接，則氣隙磁密南北極對稱被破壞(短接線匝不對稱于橫軸時)。對于兩極汽輪發(fā)電機，根據(jù)傅里葉級數(shù)的諧波分析，這樣一個不對稱與橫軸的氣隙磁密一定包含有包括二次諧波在內(nèi)的偶次諧波，從而在定子中產(chǎn)生相應的偶次諧波電壓。所以可以利用二次諧波電壓作為判據(jù)來構(gòu)成兩點接地保護(100萬kw及以上容量的汽輪發(fā)電機，轉(zhuǎn)子可能是四極隱極式，此時兩

22、點節(jié)地故障的定子電壓特征量是25hz, 1/2次諧波)。設(shè)發(fā)電機空載運行，被短路匝數(shù)與一個磁極下勵磁繞組總匝數(shù)的比值為k,正?？蛰d勵磁電流為幾，一個極下勵磁繞組的總匝數(shù)為wl，則在發(fā)生兩點接地故障時，相應的反向勵磁安匝為kilwl。為簡化計算，在少量匝數(shù)被短接的情況下，可以將kilwl看作是集中繞組。y= 被 短 路 繞組 的 寬 度 /極 距顯然，符號y表示的是被短路的繞組在轉(zhuǎn)子上的空間位置，當被短路的線匝靠近大齒時，y值較小;而當靠近橫軸時，則y值趨向1。圖2-8表示了反向勵磁安匝kilwl,零磁位線(橫軸)將它分為正向磁勢m和負向磁勢n，即m一n=kilw根據(jù)磁通連續(xù)性原理，有mx2(t

23、y)一(2)r-2 -._ 二_ ，_ m解上兩式可得:n=kil吸(1-y/2)=-kilwly/2圖2-8的磁勢按傅里葉級數(shù)諧波分析法可得:f(a )二 a ,co sa + “:c os 2a + )ty)+氣cosna其中系數(shù)a_為=全兀 了(卜y/2)二:wlcosnad。十蘭o ny，jz -y2k i lwlcosnada二二 xki, w一sin ny;r / 2刃n二次諧波幅值為a2=生kilwlstn yrr (2-8)直 刁圖2-8兩極發(fā)電機兩點接地的諧波分析需要指出的是 ，兩點接地故障時定子繞組的二次諧波電壓很小，例如5%的線匝被短路后，定子二次諧波電壓含量只有基波電壓

24、的千分之幾。在正常運行時由于轉(zhuǎn)子偏心等原因，勵磁繞組中有微小的基波電壓，相應的有定子二次諧波電壓。在系統(tǒng)頻率改變或振蕩時，二次諧波濾波器也會產(chǎn)生不平衡輸出，這就造成了動作門檻整定的困難。此外 ，發(fā)電機外部故障時也會產(chǎn)生二次諧波，必須通過延時躲過?？梢钥紤]以0.5-1.5s的延時來躲過這一暫態(tài)過程。2.4小結(jié)電橋式兩點接地保護由于原理本身存在重要缺陷，雖然迄今被廣泛采用，但并不理想;測量轉(zhuǎn)子高頻阻抗原理的兩點接地保護靈敏度不高，勵磁繞組的高頻阻抗特性不足以明顯區(qū)分正常運行與兩點接地故障，而且發(fā)電機勵磁繞組的高頻阻抗特性一般是未知的，要求現(xiàn)場測試決定，比較麻煩:測量定子二次諧波電壓原理的兩點接地保

25、護則由于動作門檻整定等方面的困難，單獨采用效果并不理想。微機保護為勵磁回路一點和兩點接地故障新保護方案的實現(xiàn)提供了廣闊的前景。例如，乒乓式勵磁回路接地保護就是一種簡單有效的保護原理。利用微機的計算功能，該保護裝置能測定接地故障點位置和過渡電阻大小。并且，乒乓式接地保護靈敏度和接地位置無關(guān)，在勵磁回路各點接地時都有較高的靈敏度。由于保護反映的是直流分量，且有一定時間延時躲開關(guān)切換的暫態(tài)過程，因此與勵磁回路對地分布電容無關(guān)。此外，乒乓式接地保護可以較好的躲過軸電刷與軸滑環(huán)間接觸電阻對保護的影響。所以 ，乒乓式勵磁回路接地保護裝置是有優(yōu)勢的。其基本原理將在第三章中介紹。 2.2 高壓真空斷路器的工作

26、原理高壓真空斷路器是利用真空作為觸頭間的絕緣與滅弧介質(zhì)的斷路器，是高壓斷路器的一種，真空斷路器的基本結(jié)構(gòu)由導電回路、真空滅弧室、絕緣部件、操動機構(gòu)和附屬部件構(gòu)成。操動機構(gòu)通過絕緣拉桿，觸頭彈簧等同真空滅弧室導電桿相連，帶動動導電桿運動完成合分閘操作。本文以彈簧機構(gòu)真空斷路器為研究對象。彈簧機構(gòu)是種用已儲能的彈簧為動力使斷路器動作的機械操動機構(gòu)。真空斷路器直流電機通電后啟動，通過機械裝置使合閘彈簧儲能，當合閘線圈通電，合閘鐵心被吸合，鐵心將撞擊合閘契子，使合閘彈簧釋放儲能,當動導電桿運動，使動靜觸頭接通，完成合閘過程；合閘過程中，分閘彈簧被儲能，當分閘脫扣線圈通電，分閘鐵心被吸合，從而使鎖扣釋放

27、，在分閘彈簧作用下迅速分閘完成了分閘過程3。2.3 高壓真空斷路器的主要結(jié)構(gòu)高壓真空斷路器的主要結(jié)構(gòu)由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、脫扣器、開關(guān)機構(gòu)等組成 4。 l 觸頭系統(tǒng)高壓斷路器的任務是用來接通和分斷負載電路，觸頭與滅弧系統(tǒng)是斷路器的重要組成成分，觸頭的工作可分為四種工作情況：分斷狀態(tài)、閉合狀態(tài)、閉合過程、分斷過程。由于觸頭本身在接觸時產(chǎn)生的機械碰撞、鐵心與銜鐵接觸時產(chǎn)生的機械碰撞以及接通電源產(chǎn)生的電動斥力的影響，動觸頭和靜觸頭可能一接觸就被彈開，以致在彈開后出現(xiàn)的間隙內(nèi)產(chǎn)生電火花或短電弧，并使觸頭發(fā)生熔焊或嚴重燒損。觸頭材料的選擇、觸頭接觸形式和參數(shù)的選擇以及觸頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計，都要考慮到這些問題。

28、斷路器的觸頭系統(tǒng)主要由主觸頭、弧觸頭和支架等組成，通過絕緣底板安裝在斷路器的底架上。由于觸頭系統(tǒng)布置同相電流流過平行導體，以獲得電動力補償，從而提高斷路器的通斷能力。斷路器閉合時先弧后主，斷開時則反之。l 滅弧系統(tǒng)觸頭的閉合和分斷過程都會產(chǎn)生電弧，斷路器要正常工作運行，必須及時地熄滅電弧，這就要依賴滅弧系統(tǒng)。根據(jù)對電弧特性所作的分析可知，將電弧拉長、使弧柱冷卻、把電弧分為若干段，都有助于熄滅電弧。滅弧裝置就是根據(jù)這些原理設(shè)計出來的。l 脫扣器斷路器具有三斷保護特性及欠壓保護都是脫扣器實現(xiàn)的。l 開關(guān)機構(gòu)開關(guān)機構(gòu)是指合閘操作機構(gòu)，包括自由脫扣機構(gòu)。它們的主要作用是實現(xiàn)操作手柄（或電動合閘裝置）和

29、各種脫扣器對觸頭的分閘與合閘控制。對于有主觸頭、滅弧觸頭之分的觸頭，合閘時機構(gòu)應使滅弧觸頭先閉合，然后主觸頭閉合；分閘時應使主觸頭先分斷，然后滅弧觸頭再分斷。機構(gòu)應保證在正常狀態(tài)下開關(guān)能可靠地分斷與閉合，故障時又能順利地自由脫扣，開關(guān)能自動分斷并與手柄位置無關(guān)。這要求：機構(gòu)應能滿足開關(guān)合時動作次序的要求，動作應準確可靠；機構(gòu)應靈活省力，滿足一定機構(gòu)利益的要求，脫扣力要少，手動操作時，操作力應在操作者力所能及的范圍內(nèi)；自由脫扣時，觸頭應能快速分斷，分斷速度與手柄位置無關(guān)。斷路器所采用的機構(gòu)大多屬于連桿機構(gòu)，有的還同時采用凸輪、齒輪或棘輪等機構(gòu)。把以上各部分連續(xù)在一起的金屬框架或外殼2.4 高壓真

30、空斷路器結(jié)構(gòu)的基本要求高壓真空斷路器結(jié)構(gòu)的基本要求有4、5：（1）機械性能穩(wěn)定，例如合閘彈跳時間，希望在壽命全程中保持同一狀態(tài)，不要初期無彈跳，后期則彈跳。（2）足夠的機械強度，使斷路器本身具有足夠的動穩(wěn)定度。 （3）高壓區(qū)和低壓區(qū)的分隔，最好是前后布置，有助于保證運行中人員的人身安全。 （4）動機構(gòu)的檢查、調(diào)整、維修要有足夠空間。方便。 （5）配用機構(gòu)的可選擇性，有的型號可配cd和ct兩種機構(gòu)，有的只能配用一種。 （6）結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉。 （7）易于實現(xiàn)防誤聯(lián)鎖。 所有真空斷路器，不論是何種結(jié)構(gòu)，斷路器本體中均裝設(shè)有分閘拉力彈簧。合閘過程中操動機構(gòu)既要提供驅(qū)動開關(guān)運動的功，又要同

31、時將分閘彈簧貯能。當需要分閘時，操動機構(gòu)只需完成脫扣解鎖任務，由分閘彈簧釋能完成分閘運動。2.5 高壓真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)高壓真空斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有6、7:l 額定電壓額定電壓分額定工作電壓( )、額定絕緣電壓（ ）和額定脈沖電壓。斷路器的額定工作電壓是指與通斷能力以及使用類別相關(guān)的電壓值。對于交流多相電路是指電路的線電壓。額定工作電壓在數(shù)值上取決于電網(wǎng)的額定電壓等級。我國標準規(guī)定為交流220、380、660、1.14kv、3kv、6kv、10kv、35kv、66kv、110kv等。應該指出，同一斷路器可以規(guī)定在幾種額定工作電壓下使用，但相應的通斷能力并不相同。額定絕緣電壓是設(shè)計斷路器

32、的電壓值，開關(guān)電器的電氣間隙和爬電距離應按此電壓值確定。一般情況下，額定絕緣電壓是斷路器的最大額定工作電壓。開關(guān)電器工作時，要承受系統(tǒng)中所發(fā)生的過電壓，因此開關(guān)電器（包括斷路器）的額定電壓參數(shù)中給定了額定脈沖耐壓值，其數(shù)值應大于或等于系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大過電壓峰值。額定絕緣電壓和額定脈沖耐壓值，其數(shù)值應大于或等于系統(tǒng)中出現(xiàn)的最大過電壓峰值。額定絕緣電壓和額定耐壓共同決定了開關(guān)電器的絕緣水平。l 額定電流斷路器的額定電流（ ）就是脫扣器的額定電流，一般就是斷路器的額定持續(xù)電流。l 額定短路分斷能力額定短路分斷能力規(guī)定為：斷路器的額定短路分斷電流（ ）是指在規(guī)定的使用條件下，分斷短路預期電流的能力。它

33、又分為額定極限分斷電流（ ）和額定運行短路分斷電流（ ）.1額定極限短路分斷能力（ ）額定極限短路分斷電流是指斷路器在規(guī)定的試驗電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)以及規(guī)定的試驗程序下，相應分斷預期短路電流（在交流時以有效值表示）的能力。額定極限短路分斷能力的試驗程序為 o-t-co其中 o表示分斷動作； co表示接通操作后緊接著分斷操作； t表示二個相繼操作之間的時間間隔。2. 額定運行短路分斷能力（）額定運行短路分斷電流（ ）是指斷路器在規(guī)定的試驗電壓、功率因數(shù)或時間常 數(shù)以及相應的試驗程序下的一種比額定極限分斷電流小的分斷電流值。額定運行短路分斷能力試驗程序為o-t-co-t-co額定運行分斷能力試

34、驗后，要求斷路器應仍有能在額定電流下繼續(xù)運行的能力，而額定極限短路分斷能力試驗后，并無此項要求，因此額定極限短路分斷電流是斷路器的最大分斷電流。l 額定短路接通能力（ ）額定短路接通能力是指斷路器在相應規(guī)定的工作電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)下的能夠接通短路電流大小，它用最大預期電流峰值表示。斷路器要求的最小額定短路接通能力和額定短路分斷能力之間有一定的比例關(guān)系，它主要由短路電流沖擊系數(shù)所決定。標準規(guī)定它們之間的關(guān)系如表2.1所列表2.1 （交流斷路器的）短路接通和分斷能力與有關(guān)的功率因數(shù)之間的比值n短路分斷能力 ika(有效值)功率因數(shù)n要求的最小值n=短路接通能力/短路分斷能力4.5i66i10

35、10i2020i5050i0.70.50.30.250.21.51.72.02.12.2對于交流，斷路器的額定短路接通能力應不小于其額定極限短路分斷能力乘以表2.1所列系數(shù)n的乘積）。對于直流，斷路器的額定短路接通能力應不小于其額定極限短路分斷能力。l 額定短時耐受電流（ ）斷路器的額定短時耐受電流是指斷路器處于閉合狀態(tài)下，耐受一定持續(xù)時間的短路電流能力，它包括經(jīng)受短路電流沖擊峰值的電動力作用以及一定時間的短路電流（周期分量有效值）的熱作用。當額定運行短路分斷能力等于額定短時耐受電流時，它可以按額定短時耐受電流值（ka）規(guī)定之，只要它不小于表2.1中相應的最小值。如果使用類別a的 超過200

36、ka，或使用類別b的 超過100 ka，則制造廠可申明 值為50 ka。表2.2 和 之間的標準比值使用類別a（ %）使用類別b（ %）25507510050751002.6 zn42-27.5主要技術(shù)參數(shù)zn42-27.5主要技術(shù)參數(shù)如下：序號 名 稱 單 位 數(shù) 值 1 額定電壓 kv 27.5 2 最高電壓 kv 31.5 3 額定頻率 hz 50 4 額定電流 a 1250、1600 5 額定短路開斷電流 ka 25、31.5 6 額定短路關(guān)合電流 ka 63、80 7 額定峰值耐受電流 ka 63、80 8 額定短時耐受電流 ka 25、31.5 9 額定短路持續(xù)時間 s 4 10

37、額定電容器組開斷電流 a 400 11 動靜觸頭累計磨損量 mm 3 12 額定短路開斷電流開斷次數(shù) 次 30 13 機械壽命 次 10000 14 觸頭接觸壓力 n 3000300 15 合閘時間 ms 150 16 分閘時間 ms 25s60 17 開斷時間 ms 80 18 分、合閘電磁鐵額定電壓 v ac110v、dc110v、ac220v、dc220v 19 觸頭開距 mm 2620 主回路電阻 50（1250a）、35（1600a） 21 平均合閘速度 m/s 0.922 平均分閘速度 m/s 1.40.2 23 觸頭合閘彈跳時間 ms 3 第3章 plc3.1 plc的發(fā)展歷史世

38、界上公認的第一臺plc是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司(dec)研制的。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的plc主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時，計數(shù)功能.20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使plc增加了運算,數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器,接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的plc為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物8。 20世紀70年代中末期,可編程控制器進

39、入實用化發(fā)展階段,計算機技術(shù)已全面引入可編程控制器中,使其功能發(fā)生了飛躍.更高的運算速度,超小型體積,更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計,模擬量運算,pid功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位.20世紀80年代初,可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用.這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模,高速度,高性能,產(chǎn)品系列化.這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多,產(chǎn)量日益上升.這標志著可編程控制器已步入成熟階段.電氣制造商協(xié)會nema（national electrical manufacturers association）于1980年正式命名其為可編程序控制器（progra

40、mmable controller），簡稱pc。為與個人計算機（personal computer）相區(qū)別，同時也使用其早期名稱plc。國際電工技術(shù)委員會iec（international electro technical commission）分別于1982年11月和1985年1月頒布了plc的第一稿和第二稿標準。以后plc開始向小型化、高速度、高性能、高可靠性方面發(fā)展，并形成多種系列產(chǎn)品，編程語言也不斷豐富，使其在80年代工業(yè)控制領(lǐng)域中占據(jù)著主導地位9?？删幊绦蚩刂破魇且晕⑻幚砥鳛榛A(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)為一體的工業(yè)控制產(chǎn)品，是在硬接線邏輯控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來

41、的。通常把plc認為是由等效的繼電器、定時器、計數(shù)器等元件組成的裝置。1985年1月，國際電工委員會（iec）的可編程序控制器標準草案第2稿對可編程序控制器作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計” 10。20世紀末期,可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要.從控制規(guī)模上來說,這個時期發(fā)展

42、了大型機和超小型機;從控制能力上來說,誕生了各種各樣的特殊功能單元,用于壓力,溫度,轉(zhuǎn)速,位移等各式各樣的控制場合;從產(chǎn)品的配套能力來說,生產(chǎn)了各種人機界面單元,通信單元,使應用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易.目前,可編程控制器在機械制造,石油化工,冶金鋼鐵,汽車,輕工業(yè)等領(lǐng)域的應用都得到了長足的發(fā)展. 3.2 plc的組成plc主要由cpu模塊、輸入模塊、輸出模塊、和編程裝置組成（見圖3.1）11。l cpu模塊cpu模塊主要由微處理器（cpu芯片）和存儲器組成。在plc控制系統(tǒng)中，cpu模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程

43、序和數(shù)據(jù)。圖3.1 plc控制系統(tǒng)示意圖l i/o模塊輸入（input）模塊和輸出(output)模塊簡稱為i/o模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和cpu模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關(guān)量輸入模塊接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來自開關(guān)量的輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。cpu模塊的工作電壓一般是5v，而plc的輸

44、入/輸出信號電壓較高，例如dc24v和ac220v。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞cpu模塊中的元器件，或使plc不能正常工作。在i/o模塊中，用光耦合器、光控晶閘管、小型繼電器等器件來隔離plc的內(nèi)部電路和外部的i/o電路，i/o模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。l 編程器編程器用來生成用戶程序，并用它進行編輯、檢查、修改、和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫指令編程器。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型plc編程，或者用于現(xiàn)場調(diào)試和維護。使用編程軟件可以在計算機屏幕上直接生成和編輯梯形圖或指令表程序，并用可

45、以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到plc，也可以將plc中的程序上傳到計算機。程序可以存盤和打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。l 電源plc一般使用ac220v電源或dc24v電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級的直流電源，小型plc可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開關(guān)）提供dc24v電源，驅(qū)動plc負載的直流電源一般由用戶提供。3.3 fx2n-32mr的工作原理3.3.1 fx2n-32mr系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖fx2n-32mr系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.2圖3.2 fx2n-32mr系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.2 fx2n-32mr的特點fx2n系列可編程序控制器具有超高速的運

46、算速度(0.081a s/step), 50%小型化設(shè)計，程序容量:內(nèi)置8k step ram，最大可擴充至16k step，可使用fx系列模塊，可做主機連線。其主要特點是:（1） fx2n系列的小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當于fx系列中最高檔次的超小形程序裝置;（2） 除輸入出16點的獨立用途外，還可以適用于在多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的plc.（3）系統(tǒng)配置既固定又靈活。在基本單元上連接擴展單元或擴展模塊，可進行16-256點的靈活輸入輸出組合。3.3.3 fx2n-32mr的工作原理plc工作方式：plc是采用循環(huán)掃描的工作

47、方式，即每一次狀態(tài)變化需一個掃描周期。plc循環(huán)掃描時間一般為幾毫秒至幾十毫秒。整個過程分為內(nèi)部處理、通信、輸入處理、執(zhí)行程序、輸出處理幾部分。 plc通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化的工作。為了使plc的輸出及時地響應各種輸入信號，初始化反復不停地分階段處理各種不同的任務，這種周而復始的循環(huán)工作模式稱為掃描工作模式。1、讀取輸入在plc的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入過程映像寄存器和輸出過程映像寄存器。cpu以字節(jié)為單位來讀寫輸入/輸出過程映像寄存器。在讀取輸入階段，plc把所有外部數(shù)字量輸入電路的i/o狀態(tài)讀入輸入過程映像寄存器。外接的輸入電路

48、閉合時，對應的輸入過程映像寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入點的常開觸點接通，常閉觸點斷開。外接的輸入電路斷開時，對應的輸入過程映像寄存器為0狀態(tài)，梯形圖中對應的輸入點的常開觸點斷開，常閉觸點接通。圖3.3 掃描過程2、執(zhí)行用戶程序plc的用戶程序由若干指令組成，指令在存儲器中按順序排列。在run工作模式的程序執(zhí)行階段，在沒有跳轉(zhuǎn)指令時，cpu從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行指令時，從i/o映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其0/1 狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應的邏輯運算，運算的結(jié)果寫入到相應措施的映像寄存器中，因此，各映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。在程序執(zhí)行階段

49、，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像寄存器的 狀態(tài)也不會隨之改變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時，對輸入/輸出的存取通常是通過映像寄存器的，而不是實際的i/o點，這樣做有以下好處：(1) 程序執(zhí)行階段的輸入值勤是固定的，程序執(zhí)行完后再用輸出過程映像寄存器的值更新輸出點，便系統(tǒng)的運行穩(wěn)定；(2) 用戶程序讀寫i/o映像寄存器比讀寫i/o點快得多，這樣可以提高程序的執(zhí)行速度。3、通信處理在通信請求處理階段，cpu處理從通信接口和智能模塊接收到的信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當?shù)臅r候?qū)⑿畔魉徒o通信請求方。4、cpu自診斷測試

50、自診斷測試包括定期檢查cpu模塊的操作和擴展模塊的狀態(tài)是否正常，監(jiān)控定時復位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。5、改寫輸出cpu執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時，對應的輸出過程映像寄存器為1狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。若梯型圖中輸出點的線圈“斷電”對應的輸出過程映像寄存器中存放的二進制數(shù)為0，將它送到繼電器型輸出模塊，對應的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點斷開，外部負載斷電，停止工作12。3.4 plc編程語言iec（國際電工委員會

51、）于1994年5月公布了可編程序控制器標準（iec1131），其中的第三部分（iec1131-3）是可編程序控制器語言標準。iec1131-3詳細地說明了句法、語義和下述5種編程語言（見圖3.4）的表達方式：（1）順序功能圖（2）梯形圖（3）功能塊圖（4）語句表（5）結(jié)構(gòu)文本圖3.4 plc的編程語言標準中有兩種圖形語言梯形圖（ld）和功能塊圖（fbd），還有兩種文字語言語句表（stl）和結(jié)構(gòu)文本（st），可以認為順序功能圖（sfc）是一種結(jié)構(gòu)塊控制程序流程圖。l 順序功能圖（sfc）這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序。順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功

52、能圖中可以用別的語言嵌套編程。步、轉(zhuǎn)換和動作是順序功能圖中的三種主要元件（見圖3.5）。步是一個邏輯塊，即對應于特定的控制任務的編程邏輯；動作是控制任務的獨立部分；轉(zhuǎn)換是從一個任務到另一任務的原因?？梢杂庙樞蚬δ軋D來描述系統(tǒng)的功能，根據(jù)它可以很容易地畫出梯形圖程序。圖3.5順序功能圖l 梯形圖（ld）梯形圖是使用得最多的plc圖形編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖 很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適用于數(shù)字量邏輯控制。有時把梯形圖稱為電路升程序。梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的功能塊組成。觸點代表邏輯輸入條件，例如外部的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。線

53、圈通常代表邏輯輸出結(jié)果，用來控制外部的指示燈、交流接觸器和內(nèi)部的輸出條件等。功能塊用來表示定時器、計數(shù)器或者數(shù)學運算等附加指令。在分析梯形圖中的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)垂直“電源線”之間有一個左正右負的直流電源電壓，當左側(cè)觸點接通時，可以假想的能流流往右邊。觸點和線圈等組成的獨立電路稱為網(wǎng)絡(luò)（network），用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號，允許以網(wǎng)絡(luò)以單位，給梯形圖加注釋。在網(wǎng)絡(luò)中，程序的邏輯運算按從左到右的方向執(zhí)行，與能流的方向一致。各網(wǎng)絡(luò)按從上到下的順序執(zhí)行，執(zhí)行完所有的網(wǎng)絡(luò)后，返回最上面的網(wǎng)絡(luò)重新執(zhí)行。l 功能塊圖（fbd）這是一種類

54、似于數(shù)字邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算，方框被“導線”連接在一起，信號自左向右流動。l 語句表（stl）由若干條指定組成的程序叫指定表程序，有的廠家將指定表稱為語句。plc的指令是一種與微機的匯編語言中的指令相似的助記符表達式，但是小型可編程序控制器的指定系統(tǒng)比匯編語言的簡單得多，使用20來條基本邏輯指定，就可以編制出能替代繼電器控制系統(tǒng)的梯形圖。l 結(jié)構(gòu)文本（st）結(jié)構(gòu)文本是為iec61131-3標準創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，結(jié)構(gòu)文本有兩個很大的優(yōu)點，其一是能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，其二是編寫的程序非常簡潔和緊湊，用結(jié)構(gòu)文本編制極其復雜的數(shù)學運算程序可能只占一頁紙12。3.5 可編程序控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試步驟 plc控制系統(tǒng)設(shè)計調(diào)試如下圖（圖3.6）所示l 研究被控對象這一步是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。設(shè)計前應熟悉圖紙資料，深入調(diào)查研究，與工藝、機械方面的技術(shù)人員和現(xiàn)場操作人員密切配合，共同討論，解決設(shè)計中出現(xiàn)的問題。應詳細了解被控對象的全部功能，如機械部件的動作順序、動作條件、必要的保護與連