4.2 下位機(jī)的設(shè)計(jì)

4.2.1三菱FX2N型PLC的性能特點(diǎn)

　　在本系統(tǒng)中采用了三菱系列PLC，三菱系列PLC 是三菱公司比較重要的產(chǎn)品,它運(yùn)行速度快嫂藏、控制可靠、安裝靈活喻谭、擴(kuò)展方便峻胞、性能價(jià)格比高答渔，具有強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，而且采用模塊組件侥涵，用戶可根據(jù)控制需要沼撕，靈活地購(gòu)買(mǎi)各種模塊，避免了控制點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi)芜飘，因此在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用务豺。

　　三菱FX2N型PLC的性能特點(diǎn)：

　　(1)可靠性高 I/O均采用光電耦合, 二次電路設(shè)有C - R 濾波器, 防止混入輸入接點(diǎn)的振動(dòng)噪聲和輸入線的噪聲引起誤動(dòng)作, 具有很強(qiáng)的抗干擾能力, 能用于較惡劣的環(huán)境。
　　(2)抗干擾性好　采用模塊結(jié)構(gòu)和軟件控制,省去硬件開(kāi)發(fā)工作,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性嗦明。
　　(3)通用性好, 使用方便笼沥、靈活∪⑴疲　在不改變硬件的情況下, 修改PLC內(nèi)部軟件可實(shí)現(xiàn)不同的控制要求, 大大減少調(diào)試的工作量, 提高工作效率,使系統(tǒng)的柔性大大提高奔浅。
　　(4)增加RS —232BD 接口板, 方便地實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。

4.2.2 PLC的I/O輸入輸出配置

　　根據(jù)系統(tǒng)控制要求PLC輸入輸出變量定義如表4.1所示：

　　由變量名定義可知诗良，輸入點(diǎn)數(shù)為5汹桦，輸出點(diǎn)數(shù)為8，選用PLC型號(hào)為FX2N-48MR鉴裹。由于實(shí)驗(yàn)室條件以及時(shí)間的限制舞骆，只是做了一小部分的變量定義。其實(shí)在實(shí)際控制過(guò)程中還需更多的變量定義癣辉，在此不一一列舉模鹿。

　　輸入輸出配置如圖4.5所示：

4.2.3 PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　PLC控制的對(duì)象主要為兩側(cè)的調(diào)壓控制（包括穩(wěn)壓控制）、變頻機(jī)組頻率控制（包括穩(wěn)頻控制）和其它勵(lì)磁控制传起。
　　要實(shí)現(xiàn)電壓可調(diào)挚雾，可通過(guò)PLC及其繼電器控制線圈觸頭平滑移動(dòng)來(lái)控制。
　　同時(shí)由于電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及其機(jī)械因素的影響掺挺，必須要有穩(wěn)壓措施钩氓。
　　要實(shí)現(xiàn)頻率平滑可調(diào)，可用PLC均勻改變變頻機(jī)組的勵(lì)磁狰丝，實(shí)質(zhì)是改變變頻機(jī)組的電流织刹。
　　基本控制框圖如圖4.6所示：

　　圖6中只說(shuō)明了控制的對(duì)象以及控制的結(jié)構(gòu)，由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中化团，沒(méi)有進(jìn)行全面的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研佛岛，對(duì)PLC控制設(shè)備沒(méi)有清晰的輪廓，所以并沒(méi)有繪出實(shí)際的控制電路辐荷。但是在下面4.2.4小節(jié)中作者根據(jù)電機(jī)試驗(yàn)的方法键袱，大膽地設(shè)計(jì)了PLC對(duì)主回路系統(tǒng)的控制流程圖。

4.2.4 PLC控制流程框圖

　　本系統(tǒng)所要完成的是高壓電機(jī)的試驗(yàn), 電機(jī)試驗(yàn)的項(xiàng)目分為多種,在此考慮負(fù)載和空載試驗(yàn)。其實(shí),空載試驗(yàn)是負(fù)載試驗(yàn)的一個(gè)特例,考慮情況特殊,進(jìn)行分別試驗(yàn)蹄咖。

1.空載試驗(yàn)

　　空載試驗(yàn),就是沒(méi)有負(fù)載,在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中相當(dāng)于把負(fù)載側(cè)電機(jī)去掉,剩下被試側(cè)線路,之后可以進(jìn)行空載試驗(yàn)褐健。
　　其對(duì)應(yīng)的軟件流程圖如圖4.7所示：

2、負(fù)載試驗(yàn)

　　負(fù)載試驗(yàn)必須保證變頻機(jī)組的頻率在規(guī)定范圍8～50Hz內(nèi)變化澜汤，其對(duì)應(yīng)的軟件流程圖如圖4.8所示：

梯形圖程序見(jiàn)附錄1

4.3 高壓保護(hù)設(shè)計(jì)

　　電機(jī)試驗(yàn)必須要求有嚴(yán)格的保護(hù)措施再加上本系統(tǒng)在高壓電下進(jìn)行試驗(yàn)蚜迅，保護(hù)問(wèn)題變的更加復(fù)雜】〉郑考慮到試驗(yàn)系統(tǒng)的特殊性以及被試樣機(jī)可能存在故障,必須設(shè)置較嚴(yán)格的保護(hù)措施谁不。在設(shè)備硬件常規(guī)保護(hù)（例如被試側(cè)和負(fù)載側(cè)的斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)等）的基礎(chǔ)上,采用軟件設(shè)置靈活的保護(hù)系統(tǒng),以適應(yīng)被試樣機(jī)規(guī)格徽诲、功率大小不一的特點(diǎn)和適時(shí)監(jiān)控的需要拍谐。實(shí)現(xiàn)電氣保護(hù)及自動(dòng)檢查。在組態(tài)王編制可設(shè)置界面,有電壓馏段、電流轩拨、功率指示及電源通斷控制及顯示,并且設(shè)置故障預(yù)警及警報(bào),實(shí)現(xiàn)較完善的保護(hù)功能包括:過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)亭颈、缺相保護(hù)婚廷、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)悠蹬、過(guò)電流保護(hù)藏苫、過(guò)轉(zhuǎn)矩保護(hù)等等。

　　例如跛拌，在負(fù)載試驗(yàn)組態(tài)界面上信炬，設(shè)置了過(guò)電壓報(bào)警和過(guò)載報(bào)警。如圖4.9所示：

　　通過(guò)查找電機(jī)允許通過(guò)的上限電壓却痴，在組態(tài)界面上設(shè)置了過(guò)電壓報(bào)警移蔼；當(dāng)頻率下調(diào)時(shí)，被試電機(jī)可能過(guò)載漩判，通過(guò)設(shè)置過(guò)載報(bào)警保證線路的安全备饭。其實(shí)在實(shí)際電機(jī)測(cè)試過(guò)程中，還要考慮更多方面的保護(hù)摘沥。

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