1.西門子PLC在備用發電廠的應用
今天，隨著對工業(ye) 自動化的要求越來越高，以及大量控製設備和過程監控裝置之間通信的需要，'監控和數據采集係統'越來越受到用戶的重視。在動力係統方麵，以柴油發電機組作為(wei) 應急備用電源的發電廠，在工廠、礦山、高層建築、醫院、郵電、賓館等許多部門都得到了廣泛的應用。為(wei) 了提高供電質量和供電可靠性，改善操作人員的工作條件，減少維護運行人員，備用發電站迫切要求實現自動化運行和管理。該監控係統由監視主機(包括通信板)和若幹現場的從(cong) 站由西門子PLC組成。實現發電機組的數據采集、報警、存儲(chu) 、備份等服務。本文主要介紹下位機CPU226CN西門子PLC的係統原理。
2 係統的總體(ti) 設計
結合生產(chan) 實際的需要，考慮該發電機組的自動化係統由5大功能部件組成。
(1) 發電機組的自動啟動和自動停機；
(2) 工程市電和機電的自動切換；
(3) 發電機組電壓和頻率的自動調節；
(4) 發電機組故障自動檢測，報警和故障處理；
(5) 發電機組電壓、電流、頻率、有功功率、啟動電池電壓等電量參數的自動調節。
3 係統組成
3.1 CPU226CN西門子PLC的特性和特點
CPU226CN西門子PLC係列可編程控製器，性價(jia) 比高，硬件配置齊全，它的特點與(yu) 性能如下：
(1)機內(nei) 有高速計數器，可同時輸入6路高速脈衝(chong) ，並可輸出頻率和脈寬可調的高速脈衝(chong) 信號。
(2)具有21個(ge) 中斷源的中斷優(you) 先管理，並配有RS485接口，可實現PLC 與(yu) PC機之間的遠程通訊，便於(yu) 上位機監控和聯網。
(3)具有結構緊湊、組裝靈活、編程簡單，抗幹擾能力強、可靠性高等特點。
由此可見，它非常適用於(yu) 工業(ye) 控製中小型自動控製係統。經分析，決(jue) 定采用CN-200係列PLC係列可編程控製器作為(wei) 發電機組自動控製係統的核心部件。
3.2 PLC 配置及I/O的分配和功能
經過分析，本係統采用10個(ge) 開關(guan) 量輸入，10個(ge) 開關(guan) 量輸出和3個(ge) 模擬量輸入，即可滿足係統控製需求，因此——PLC配置如下
西門子PLC CPU模塊：6ES7 216-2BD23-0XB8
溫度控製模塊：6ES7 235-0KD22-0XA8
I/O的分配和功能如下：
開關(guan) 量輸入：
IO.0:輸入中斷 (配合脈寬調製使用)
IO.1:方式選擇 (0-遠程控製 1-自動)
IO.2:市電檢測 (0-無市電 1-有市電)
IO.3:機電檢測 (0-無機電 1-有機電)
IO.4:油壓低 (0-油壓正常 1-油壓偏低)
IO.5:油水溫高 (0-油水溫正常 1-油水溫偏高)
IO.6:高速計數器HSCI (利用高速計數器檢測啟動電池電壓)
IO.7:緊急停車 (0-非緊急停車狀態 1-緊急停車狀態)
IO.0:複位 (1-手動複位)
(利用高速計數器檢測轉速)
開關(guan) 量輸入：
Q0.0:高速脈衝(chong) 輸出 (通過控製直流電磁鐵調節轉速)
Q0.1:停機 (1-停機電磁閥動作)
Q0.2:啟動 (1-啟動馬達動作)
Q0.3:市電合閘 (1-市電主開關(guan) 動作)
Q0.4:機電合閘 (1-機電主開關(guan) 動作)
Q0.5:三啟失敗 (1-三啟失敗信號燈亮)
Q0.6:機組故障 (1-機組故障信號燈亮)
Q0.7:警鈴 (1-警鈴響)
Q1.0:自動強激磁 (1-強激磁繼電器動作)
Q1.1:冷啟動自動輔助 (1-冷啟動輔助裝置電磁閥動作)
模擬量輸入：
AIW0:母線電壓
AIW2:母線電流
AIW4:負載功率
西門子PLC在備用發電廠的應用
4 係統實現
發電站自動化監控係統由機組自動啟停控製，轉速自動調節，電量參數自動檢測，故障自動檢測等功能模塊組成。
4.1 製動啟停控製
本功能模塊是根據各開關(guan) 量的輸入狀態，自動控製機組的啟動、停止和機電與(yu) 市電的相互切換。這主要屬於(yu) 順序控製具有較強的邏輯控製。用CPU226CN西門子PLC實現簡易而可靠。
4.2 轉速調節
油機轉速調節是通過CPU中高速脈衝(chong) 輸出脈寬調製(PWM)功能調節可控直流電磁鐵控製柴油機油門開度來實現的。用CPU實現轉速調節方法如下：轉速信號由安裝在柴油機上磁電式傳(chuan) 感器獲得，CPU通過高速計數器測量油機轉速，測得轉速信號送入PID調節器，將調節器輸出的數字量轉換為(wei) 脈衝(chong) 寬度的時間量，再通過CPU中的脈寬可調的高速脈衝(chong) 輸出(QO，0)，經過功率驅動器控製可控製直流電磁鐵調節緊油機門開度大小，從(cong) 而實現對油機轉速的調節。