基于plc的輸電線路自動重合閘系統(tǒng)設計

1、青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)設計說明書（論文）基于PLC控制的系統(tǒng)在運行中體現(xiàn)了許多優(yōu)點，例如：（1）PLC工作性能可靠，免去了對原設備繼電器的校驗與清掃工作。（2）PLC操作簡單，PLC人機接口簡單方便，邏輯控制回路完全由軟件實現(xiàn)，可按運行人員要求改變控制流程，滿足現(xiàn)場運行需要。（3）控制系統(tǒng)檢修維護方便，大大降低了檢修工作量，節(jié)約了大量的檢修費用。（4）報警系統(tǒng)的完善，保護范圍全面。（5）工作環(huán)境的改善，PLC控制柜布局緊湊，結構合理，盤面美觀大方，運行顯示一目了然，控制操作方便。（6）遠方監(jiān)控方便，PLC可隨時建立與上位機的通訊，將采集的開關量數(shù)據(jù)及模擬量數(shù)據(jù)上傳遠方ALP工作站，便于遠

2、方監(jiān)測。上位機還可下傳控制指令，實現(xiàn)試驗系統(tǒng)的遠方控制。系統(tǒng)采用先進的PLC控制，設計合理，使整個系統(tǒng)性能優(yōu)于常規(guī)控制系統(tǒng)，這一點在仿真試驗及實際運行中得到了證實與考驗，將為安全生產(chǎn)發(fā)揮實際作用，對其它設備的獨立改造也具有一定的參考價值。PLC作為一種自動化程度高、配置靈活的工業(yè)生產(chǎn)過程控制裝置，因為其本身的高可靠性、允許在較為惡劣的環(huán)境下工作而在自動控制領域中得到廣泛應用?？刂圃O備性能穩(wěn)定，維護方便，既降低了維護人員的勞動強度，又保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定暢行，能收到很好的經(jīng)濟效益和社會效益。 2自動重合閘裝置的方案選擇自動重合閘（Automotive Reclosing Devices，縮寫為ARD

3、）是指當斷路器跳閘后，能夠自動將斷路器重新合閘的裝置。自動重合閘作為保證電力系統(tǒng)安全供電的有效措施之一，能夠有效的減少不必要的停電事故，在輸、配電線路中，已經(jīng)得到極其廣泛的應用。2.1 國內(nèi)外自動重合閘的發(fā)展歷史隨著上個世紀五、六十年代電子技術的發(fā)展，出現(xiàn)了最早的第一代重合閘裝置，即晶體管型的重合閘。我國在單相自動重合閘方面的研究和實際應用起步都較早，1960年，東北電網(wǎng)在220kV阜錦線上第一次采用了單相重合閘。由于它是連接阜新市和錦州市兩個地區(qū)的唯一主電源，每次跳閘都造成了較大影響和損失。隨著阜錦線的單相自動重合閘投入后，每年不止發(fā)生一次單相接地故障，單相重合閘 100%成功。1963年，

4、東北電網(wǎng)進行了阜（新）鞍（山）營（口）220kV 環(huán)網(wǎng)的繼電保護與重合閘改造工程，在設計過程中，推廣采用了單相重合閘，還設計采用了非故障線電流突變量元件作為單相重合閘過程中的后加速元件。阜（新）鞍（山）營（口）220kV環(huán)網(wǎng)的繼電保護與重合閘的成功改造，取得了預期的運行效果。自此，單相重合閘得到了迅速的推廣。上個世紀90年代中期至今，伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展，高壓微機線路保護裝置在我國的電網(wǎng)中得到了應用和推廣，第二代重合閘裝置，即微機型重合閘裝置也隨之在高壓輸電線路中得到了廣泛的應用。隨著高壓微機線路保護的不斷成熟與完善，微機型重合閘裝置也在不斷的改進與完善。在歐洲，單相重合閘很早就開始得到

5、了廣泛應用。西歐及北歐電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)電壓為420kV及245kV，其特點是變電所密集，420kV線路的平均長度為80km，245kV線路的平均長度是40km，最多發(fā)生的故障是單相接地故障。因此，極為期望保持線路在運行中，同時盡力降低網(wǎng)絡傳送容量不可用率。故此，在早期，當斷路器與繼電保護裝置提供了條件時，就選擇了單相重合閘。自上世紀50年代到60年代中期，在各自系統(tǒng)內(nèi)部已形成了150kV與220kV 聯(lián)網(wǎng)，隨后順利的在420kV線路上采用了單相重合閘。在北美,最普遍采用的各級電壓線路自動重合閘方式是快速三相重合閘。2.2 自動重合閘裝置的工作原理三相一次自動重合閘裝置通由啟動元件、延時元件、一次合閘

6、脈沖元件和執(zhí)行元件4部分組成。 啟動元件的作用是當斷路器跳閘之后，使重合閘的延時元件啟動； 延時元件是為了保證斷路器跳閘之后，在故障點有足夠的去游離時間和斷路器及傳動機構能準備再次動作的時間； 一次合閘脈沖元件用于保證重合閘裝置只能重合一次； 執(zhí)行元件則是將重合閘動作信號送至合閘電路和信號回路，使斷路器重新合閘，讓值班人員知道重合閘已動作。（1）正常情況下 線路處在正常工作情況下，斷路器處在合閘狀態(tài)，其輔助常開接點DL2閉合，常閉接點DL1打開，控制開關KK的接點21、23接通，重合閘繼電器中的電容器C經(jīng)1R而充滿電，電容器兩端的電壓等于電源電壓。用于監(jiān)視中間繼電器ZJ接點是否完好燈光監(jiān)視回路

7、6接通，XD亮。圖圖2-1 自動重合閘原理圖圖表 圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 1圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 2-2表2.1 KK接點的通斷情況操作狀態(tài)手動合閘時合閘后手動跳閘時跳閘后接點通斷情況2-4通通通斷5-8斷通通通6-7通通斷通21-23斷斷通通25-28斷通通通（2）線路短路保護動作時 當線路發(fā)生短路，保護動作時BH1閉合，2SJ啟動。經(jīng)預定延時后，送出跳閘信號，使防跳繼電器TBJ（1）啟動（回路12) ，斷路器跳開后，接點DL2打開，DL1閉合，TBJ（1）因斷電失磁而恢復原來狀態(tài)。 當斷路器跳開，DL1閉合后，跳閘位置繼電器TWJ被啟動（回路11)，其接點TW

8、J1閉合。于是，時間繼電器1SJ啟動（回路1和2) ，經(jīng)重合閘的整定時間（0.51.55）后，延時接點1SJ1閉合，電容器C即通過1SJ1對中間繼電器ZJ放電（回路3和4)，使ZJ動作。其常閉接點ZJ4 打開，燈光熄；其常開接點ZJ3閉合，直流電源經(jīng)回路7和10使合閘接觸器HC勵磁，使斷路器合閘。由于ZJ電流自保持線圈的作用，只要電壓線圈被短時啟動，便可保證使ZJ于合閘過程中一直處于動作狀態(tài)，從而使斷路器可靠合閘。 如果線路上的故障是暫時性的，則斷路器合閘后DL1打開，TWJ失磁，TWJ1打開，1SJ返回ZJ也因DL1打開而返回。ISJ返回后，1SJ1斷開，電容C開始經(jīng)1R充電，大約經(jīng)1015

9、s后，C兩端充滿電壓，這一電路就自動復歸，準備好再次動作。 如果線路上的故障是永久性的，則在斷路器合閘后，繼電保護將再次動作，而使斷路器重新跳開，這時1SJ將再次啟動，1SJ1又閉合，電容C向ZJ放電，因電容C充電的時間短，其兩端電壓較低不足以使ZJ啟動，故斷路器不能再次重合。ZJ也就永遠不能再次動作，從而保證了重合閘只動作一次。（3）手動操作跳閘時 當手動操作跳閘時，KK的接點6、7接通，回路12通，斷路器跳開。斷路器跳開后，KK的接點21、23斷開，接點2、4 接通，使重合閘回路失去正電源，不可能再動作于合閘。而2、4接通后，使電容C經(jīng)2R放電，C上的電壓迅速降低。 （4）手動操作合閘時

10、當手動操作合閘時，KK接點5、8接通，經(jīng)回路10啟動合閘接觸器HC，斷路器合閘，同時，KK的接點21, 23, 25,28接通，接點2、4斷開，重合閘回路獲得正電源，正電源經(jīng)1R向C充電，但需經(jīng)1015s 才能充到操作電源電壓。接點25、28接通后，使加速繼電器JSJ動作，JSJ接點閉合。如線路上有故障，則斷路器合閘后，繼電保護隨即動作，經(jīng)JSJ接點使斷路器無延時跳開。這時，電容器C兩端電壓還比較低，不足以使ZJ啟動，故重合閘不可能動作。 （5）防止斷路器多次重合于永久性故障的措施 在原理接線圖中，若ZJ動作后，它的常開接點ZJ1、ZJ2、ZJ3被粘住時，線路發(fā)生永久性故障，則當?shù)谝淮沃睾祥l后

11、，保護再次動作，使斷路器斷開，斷路器跳開后，由于DL1又處于閉合狀態(tài)，若無防跳繼電器TBJ，則ZJ被粘住的接點又會立即啟動HC，發(fā)出合閘脈沖，形成多次重合。為此，在原理圖中裝設了防跳繼電器TBJ。（6）重合閘的閉鎖回路 在某些情況下，例如在母線L發(fā)生故障，母線差動保護動作，使線路斷路器跳閘時，不允許實現(xiàn)自動重合閘。在這種情況下，應將重合閘閉鎖，使之退出工作，為此，可將母線差動保護的出口繼電器常開接點BH2與KK的接點2、4并聯(lián)，當母線差動保護動作后，BH2閉合，電容C即經(jīng)2R放電，就不能再使ZJ動作，從而達到了閉鎖重合閘的目的。2.3 自動重合閘的作用自動重合閘的作用可歸納為如下幾點:(1)在

12、線路上發(fā)生暫時性故障時,迅速恢復供電,從而提高了供電的可靠性。(2)對于有雙側(cè)電源的高壓輸電線路,可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。(3)在電力網(wǎng)設計過程中,裝設自動重合閘的,可暫緩架設雙回線路以節(jié)約投資。(4)對于斷路器本身由于機構不良,或繼電保護誤動作而引起的誤跳閘,自動重合閘能起到糾正作用。由于自動重合閘本身的投資低,工作可靠,采用自動重合閘后可避免因暫時性故障停電所造成的損失,因此,規(guī)程規(guī)定,在1KV及以上電壓的架空線路或電纜與架空線路的混合線路上,只要裝設斷路器,一般都應裝設自動重合閘裝置。在用高壓熔斷器保護的線路上,可采用自動重合熔斷器.但是,采用自動重合閘后,當重合到永久性故障時,系統(tǒng)

13、再次受到短路電流的沖擊,可能引起電力系統(tǒng)振蕩。同時斷路器在短時間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流,這就惡化了斷路器的工作條件。對于油斷路器,其實際切斷容量將比額定切斷容量有所降低。2.4 自動重合閘的類型自動重合閘裝置按其功能可分為以下三種類型。1. 三相重合閘所謂三相重合閘是指不論在輸、配電線上發(fā)生單相短路還是相間短路時，繼電保護裝置均將三相斷路器同時跳開，然后啟動自動重合閘再同時重新合三相斷路器的方式。若暫時性故障，則重合閘成功；否則保護再次動作，跳開三相斷路器。這時，是否再重合閘要視情況而定。目前，一般只允許重合閘動作一次，稱為三相一次自動重合閘裝置。在特殊情況下，如無人值班的變電所的無遙控單回線

14、，無備用電源的單回線重要負荷供電線，斷路器遮斷容量允許時，可采用三相二次重合閘裝置。2單相重合閘在110KV及以上的大接地電流系統(tǒng)中，由于架空線路的線間距離較大，故相間故障機會很少，而單相接地短路的機會卻比較多，占總故障的90%左右。因此，在輸電線路上，當不允許用快速非同期三相重合閘，而采用檢查同期重合閘，在因恢復供電時間太長，滿足不了系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求時，可以采用單相重合閘方式工作。單相重合閘，是指線路發(fā)生單相接地故障時，保護動作只斷開故障相的斷路器，然后進行單相重合。如故障是暫時性的，則重合成功，如果是永久性故障，而系統(tǒng)又不允許非全相長期運行，則重合后，保護動作使三相斷路器跳閘，不再進行重合

15、。當采用單相重合閘時，如果發(fā)生相間短路，則一般都跳三相斷路器，且并不進行三相重合；如果因任何其他原因斷開三相斷路器，則也不再進行重合。3. 綜合重合閘綜合重合閘是將單相重合閘和三相重合閘綜合在一起，當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式工作；當發(fā)生相間短路時，采用三相重合閘方式工作。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘裝置。綜合重合裝置經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關的切換，一般都具有單相重合閘、三相重合閘、綜合重合閘和直跳（線路上發(fā)生任何類型的故障時，保護可通過重合閘裝置的出口，斷開三相，不再重合閘）等四種運行方式。在110KV及以上的高壓電力系統(tǒng)中，綜合重合閘已得到廣泛應用3。2.5 高壓線路自動重

16、合閘啟動方式高壓線路自動重合閘有兩種啟動方式：不對應啟動方式和保護啟動方式。不對應啟動方式的優(yōu)點：簡單可靠，還可以糾正斷路器誤碰或偷跳，可提高供電可靠性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在各級電網(wǎng)中具有良好運行效果，是所有重合閘的基本啟動方式。不對應啟動方式對于傳統(tǒng)的非綜自廠、站，是利用控制開關位置與斷路器位置不相符合的原則啟動自動重合閘。對于綜自型廠、站，已經(jīng)不再需要傳統(tǒng)的控制屏，斷路器合閘也不一定要通過控制開關，所以利用控制開關位置與斷路器位置不相符合的原則啟動自動重合閘已經(jīng)不再適用于新型綜自廠、站，而是利用跳閘位置繼電器觸點啟動重合閘。保護起動方式，是不對應啟動方式的補充。由保護裝置動作來啟動。它的特點是

17、：僅在保護裝置動作情況下才啟動自動重合閘裝置。因此，它不能自動恢復“誤碰”使斷路器掉閘后的供電1。2.6 對自動重合閘裝置的基本要求自動重合閘的基本要求如下：1、動作迅速自動重合閘裝置在滿足故障點去游離（介質(zhì)強度恢復）所需的時間和斷路器消弧室及斷路器的傳動機構準備好再次動作所需時間條件下，自動重合閘裝置的動作時間應盡可能短。因為從斷路器開到自動重合閘發(fā)出合閘脈沖時間越短，用戶的停電時間也可以相應縮短，從而可減輕故障對用戶和系統(tǒng)帶來的不良影響。重合閘動作的時間，一般采用0.51s。2、在下列情況下，自動重合閘應可靠地步動作（1）運行人員發(fā)出跳閘命令時重合閘不應動作。由值班人員手動操作控制開關或通

18、過遙控裝置使斷路器跳閘時，屬于正常的控制運行，自動重合閘裝置不應動作。（2）手動合閘時，由于線路上存在故障，繼電保護動作跳閘后，重合閘不應動作。這種情況下，故障多為永久性故障，它可能是由于檢修質(zhì)量不合格，隱患未消除或者保安的接地線沒有拆除等原因引起的，因此即使再次重合也不會成功。3、自動重合閘裝置應具有接收外來閉鎖信號的功能。例如，當斷路器處于不正常狀態(tài)時（如操作機構氣壓或液壓低等），不能實現(xiàn)自動重合閘，或某些保護（如線路保護永跳等）動作不允許自動重合時，應將自動重合閘裝置閉鎖。4、當斷路器由繼電保護動作或機構誤動作等原因引起的跳閘，重合閘均應動作，使斷路器重新重合。5、自動重合閘裝置可由保護

19、啟動或控制開關與斷路器位置不對應的原理啟動。6、在任何情況下，自動重合閘裝置動作次數(shù)符合預先的規(guī)定。自動重合閘如果多次重合于永久性故障，將使系統(tǒng)遭受多次沖擊，導致嚴重后果，同時還可能損壞斷路器等電氣設備，從而擴大事故。如果一次重合閘應該只動作一次，當重合于永久性故障而再次跳閘后，不應該再動作。二次重合閘應該能夠動作二次，當?shù)诙沃睾嫌谟谰眯怨收隙l以后，不應該再動作。7、自動重合閘裝置動作后應自動復歸，準備好再次動作。自動重合閘在動作以后，應能自動復歸，準備好下一次再動作。對于故障頻率較高的線路（如受雷擊機會較多的線路），為了發(fā)揮自動重合閘的作用，這一要求更是非常必要的。8、自動重合閘裝置的

20、合閘時間應能整定，并有可能在重合閘以前或重合閘以后加速繼電保護的動作，以便更好地與繼電保護相配合，加速故障的切除。9、雙側(cè)電源供電的線路在進行自動重合閘時，應考慮合閘時兩側(cè)的同步問題等。2.7 單重、三重及綜重特點與區(qū)別重合閘方式必須根據(jù)具體的系統(tǒng)結構及運行條件，經(jīng)過分析后選定。凡是選用三相重合閘方式能滿足具體系統(tǒng)實際需要的，線路都應當選用三相重合閘方式。特別對于那些處于集中供電地區(qū)的密集環(huán)網(wǎng)中，線路跳閘后不進行重合閘也能穩(wěn)定運行的線路，更宜采用整定時間適當?shù)娜嘀睾祥l。對于這樣的環(huán)網(wǎng)線路，快速切除故障是第一位重要的問題。當發(fā)生單相接地故障時，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會

21、出現(xiàn)大面積停電，或者影響重要負荷停電的線路上，應當選用單相或綜合重合閘方式。2.7.1單相自動重合閘的特點 (l）需要裝設故障判別元件和故障選相元件 采用一般三相重合閘裝置時，線路的故障直接由繼電保護作用于斷路器的跳閘機構使三相斷路器跳開。然后，重合閘裝置進行三相重合，其任務比較單一。而采用綜合重合閘時，要求單相接地短路只跳開故障相斷路器，并進行單相重合；相間故障時，應跳開三相斷路器，并進行三相重合。這樣，在線路故障時，除了首先要求判斷是區(qū)內(nèi)還是區(qū)外故障外，還必須判別應跳三相還是跳單相，當確定應跳單相后，還要進一步判別應該跳哪一相。因此，綜合重合閘的任務是較為復雜的。通常繼電保護裝置只判斷故障

22、的范圍，決定該不該跳閘，而決定跳三相還是跳單相，以及確定應跳哪一相斷路器，是由重合閘裝置內(nèi)的故障判別元件（簡稱判別元件）和故障選相的元件（簡稱選相元件）來完成的。 由于某些線路保護（例如相差高頻保護）在單相接地故障時也動作跳三相，如果綜合重合閘內(nèi)不裝判別元件，就會出現(xiàn)單相短路跳三相的后果。 圖2-2 選相元件和判別元件的邏輯圖故障判別元件的構成及工作原理 我國采用的故障判別元件一般是由零序電流繼電器或零序電壓繼電器構成。線路內(nèi)部相間短路時，零序繼電器不動作，繼電保護直接跳三相斷路器。接地短路時，零序繼電器動作，繼電保護經(jīng)選相元件再次判別是單相接地還是兩相接地后，再決定是跳單相或跳三相。 原理如

23、圖2-2所示。圖中1ZKJ3ZKJ是三只反映接地短路的選相元件。Y0J是判別是否發(fā)生接地短路的零序電壓元件。相間短路時，Y0J 不動作，保護直跳三相。接地短路時，Y0J 動作閉鎖三相跳閘回路。如果只一個選相元件動作，則說明發(fā)生單相接地短路，保護動作只將該故障相跳開；如果有兩個選相元件動作，則說明是兩相接地短路，保護應將三相斷路器跳開。 選相元件的任務及基本要求： 選相元件是實現(xiàn)單相重合閘的重要元件，其任務是在發(fā)生單相接地時選出故障相。 對選相元件的基本要求是： 線路單相接地故障時，故障相的選相元件應可靠動作，非故障相的選相元件應可靠不動作，即保證選擇性和可靠性。 選相元件不應影響主保護的性能，

24、即對故障相末端發(fā)生的接地短路時，接于該相的選相元件應比該線保護更靈敏。選相元件的動作速度也要比保護更迅速，即保證足夠的靈敏度和速動性。 多相短路（包括兩相接地短路）時，應可靠跳三相。 選相元件拒動時，應經(jīng)延時跳三相。(2）應考慮潛供電流的影響 當線路故障相的兩側(cè)斷開后，由于非故障相與斷開相之間存在著通過電容和互感的聯(lián)系，雖然短路電流已被切斷，但故障點弧光通道中仍會有一定數(shù)值的電流流過，此電流即稱為潛供電流。 圖2-3 潛供電流說明圖由于潛供電流的存在，將維持故障點K 點處的電弧，使之不易熄滅。當潛供電流熄滅瞬間，斷開相的電壓立即上升。此電壓也由兩部分組成：一是A、B相電壓通過電容藕合過來，另一

25、是A、B相負荷電流通過互感產(chǎn)生的互感電勢。由于這兩部分電壓的存在，故障相短路點的對地電壓可能升得較高，并使弧光復燃，因而再次出現(xiàn)弧光接地。此電壓為持續(xù)弧光的電壓，簡稱恢復電壓。 由于潛供電流和恢復電壓的影響，短路處的電弧不能很快熄滅?；」馔ǖ赖娜ビ坞x受到嚴重的阻礙。自動重合閘只有在故障點電弧熄滅，絕緣強度恢復以后才有可能成功。因此，單相重合閘的動作時間必須充分考慮它們的影響，否則，將造成單相重合閘的失敗。潛供電流的大小與線路的參數(shù)有關。一般線路電壓越高，負荷電流越大，則潛供電流愈大，單相重合閘受到的影響也越大，單相重合閘的動作時間也就隨之增長。為了保證單相重合閘有良好的效果，正確選擇單相重合閘

26、的動作時間是很重要的。此時間一般都應比三相重合閘的時間長。(3）應考慮非全相運行狀態(tài)的各種影響 l）負序電流的影響 由于負序電流將在發(fā)電機轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生二倍頻率的交流分量，引起轉(zhuǎn)子的附加發(fā)熱；而轉(zhuǎn)子中的偶次諧波也將在定子線圈中感應出偶次諧波，諧波分量與基波分量疊加，就有可能產(chǎn)生危險的過電壓。 2）零序電流的影響 非全相運行時，會出現(xiàn)零序電流，對附近的通信線路直接產(chǎn)生干擾，并可能造成通信設備的過電壓。對鐵路閉鎖信號也會產(chǎn)生影響。 3）非全相運行狀態(tài)對繼電保護的影響 非全相運行將使繼電保護的性能變壞，甚至使繼電保護不能正確工作。因此，在非全相運行期間，必須對保護采取必要的措施。另外，在非全相運行狀態(tài)下

27、，由于一些保護裝置必須退出工作；如再發(fā)生故障（即發(fā)生斷線加短路的復雜故障）時，未退出工作的繼電保護還能否正確動作，這也是采用單相重合閘后應考慮的問題。 2.7.2綜合自動重合閘裝置的構成原則及其要求 （1）重合閘啟動的方式問題 目前重合閘啟動主要采用保護和控制開關與斷路器位置不對應共同作用的啟動方式，即當控制開關在合閘位置而斷路器在實際斷開位置時，由保護啟動重合閘的方式。 （2）與各種保護互相配合的問題 在非全相運行時，距離保護、段和零序電流保護、段可能誤動。因此，當不采用其他措施時，應將它閉鎖，這就要求在重合閘裝置中設有將這些保護閉鎖的接線端子M，對在非全相運行中不會誤動的保護（如相差高頻保

28、護等）須另設接線端子N。當差動保護動作時，應使其跳三相斷路器，然后進行三相重合。為此，應設接線端子Q，而對一些只要求跳三相斷路器，而不再進行重合的保護，應設接線端子R。將各類保護接在相應的端子上。 （3）單相接地故障時只跳故障相斷路器 單相接地故障時應跳故障相斷路器，然后進行單相重合，重合不成功時，跳三相，不再進行重合。 （4）相間故障時跳三相斷路器 相間故障時，跳三相斷路器，并進行三相重合，重合不成功，跳三相，不再進行重合。 （5）選相元件可能拒動的問題 在重合閘中采用了選相元件之后，不論這種元件是用什么原理實現(xiàn)的，都不應排除拒動的可能性。 （6）高壓斷路器的性能問題 重合閘與高壓斷路器關系

29、十分密切，它必須適應高壓斷路器性能的要求。 （7）對不允許長期非全相運行的系統(tǒng)的問題 對于不允許長期非全相運行的系統(tǒng)，若一相斷開后，重合閘拒動，則可能使系統(tǒng)長時間非全相運行，這時應考慮跳其余兩相。綜合自動重合閘的動作情況介紹綜合重合裝置裝置包括兩部分即：交流回路和直流回路。 裝置直流回路的討論： 直流回路由4 部分組成：即分相跳閘回路、三相跳閘回路、重合閘回路和信號回路。圖2-4 綜合重合閘裝置原理方框圖圖2-5 跳閘回路方框圖(l）分相跳閘回路 分相跳閘回路由分相跳閘繼電器1TJ3TJ、阻抗選相元件lZKJ 3ZKJ和相電流繼電器1LJ3LJ組成，其原理方框圖見圖2-5。圖中M、N為繼電保護

30、的引入端子。在非全相運行狀態(tài)下會誤動的保護由M端引入，不會誤動作的保護由N端引入。 A相接地短路時，繼電保護動作，M、N端有信號輸入，同時，重合閘阻抗選相元件1ZKJ和相電流繼電器1LJ也動作（其他兩相ZKJ不動）。于是，“與l”、“與4”開放，經(jīng)“或1”啟動分相跳閘繼電器lTJ，發(fā)出跳閘脈沖，使A相斷路器斷開。與此同時，還啟動重合閘繼電器ZQJ，使A相斷路器跳開后，能進行一次重合。對于B、C相的單相接地短路，工作過程相似。 (2）三相跳閘回路 三相跳閘回路包括：分相跳閘回路、零序電壓繼電器YJ0、三相跳閘繼電器TJ和三相跳閘后備時間元件SJ等部分，其原理方框圖見圖2-5。圖中Q、R為繼電保護

31、的引入端子。保護動作后必須跳三相斷路器，并進行三相重合的保護由Q端引入，不須重合的保護，從R端引入。其工作過程可以分為K（2、0）跳三相、K（2）跳三相、選相元件拒動跳三相和手動合閘于故障線路跳三相等四條回路來說明。 l）兩相接地短路跳三相回路 A、B二相短路接地時，兩故障相選相元件1ZKJ、2ZKJ和電流元件1LJ、2LJ的動作信號使“與l”、“與2”開放，當有M、N端送來的繼電保護動作信號時，“與4 ”、“與5 ”開放。于是，相應的分相跳閘繼電器1TJ、2TJ 啟動，使“與10”開放；三相跳閘繼電器TJ啟動，使三相跳閘。與此同時，“與10”的輸出信號也使分相跳閘繼電器1TJ3TJ啟動，保證

32、三相可靠跳閘。1TJ 3TJ動作后，啟動重合閘回路，實現(xiàn)三相一次重合閘。 2）兩相短路跳三相回路 A、B二相短路時，M、N有保護動作信號輸入；但因阻抗選相元件不能正確反映相間短路的測量阻抗，故選相元件可能不動。由于這時YJ0不會動作，故“否1”開放。一方面經(jīng)TJ跳二相，另一方面啟動1TJ3TJ，接通經(jīng)“與9 ” ,“與10”、“與11”的三相跳閘回路，同時啟動ZQJ,實現(xiàn)三相一次重合。 3）發(fā)生接地故障且選相元件拒動回路 當發(fā)生接地故障且選相元件拒動時，由M、N端引入的保護動作啟動后備時間繼電器SJ。延時0.25后啟動TJ，使三相斷路器跳閘，同時，ITJ3TJ啟動，接通重復跳三相回路，并啟動Z

33、QJ，實現(xiàn)三相一次重合閘。 4）手動合閘于故障線路回路 手動合閘時，繼電器SHJ有信號至“與8” ，手動合閘于故障線路，則M、N端有繼電保護的動作信號輸入，“與8”開放，使三相跳開，不再重合。(3）重合閘回路 重合閘回路由重合閘啟動繼電器ZQJ、重合閘后加速繼電器JSJ、分相后加速繼電器FJJ、重合閘時間繼電器ZSJ、重合閘出口繼電器ZHJ和分相跳閘固定繼電器1GJ3GJ 等構成，其原理方框圖如圖2-6 所示。當接于M、N、Q端子的繼電保護動作（如圖2-5 所示），分相跳閘繼電1TJ 3TJ啟動使斷路器第一次跳開時，重合閘啟動繼電器ZQJ和分相跳閘固定繼電器1GJ 3GJ即被啟動并自保持。ZQ

34、J啟動后，應當首先接通本身的自保持回路，使ZQJ在整組復歸時才能返回；為啟動重合閘時間繼電器ZSJ 做好準備；然后延時0.3s后，輸出信號閉鎖M端保護，并準備好三相跳閘回路。 重合閘時間繼電器ZSJ可以采用控制開關與斷路器位置不對應的原則來啟動，也可以采用保護啟動的方法圖2-6 重合閘回路方框圖綜合重合閘裝置中的一次合閘脈沖元件的原理與三相一次重合閘相同。在正常時，一次合閘脈沖元件處于準備動作狀態(tài)。當ZSJ2有信號送至“與16”時，“與16”立即開放，使重合閘出口繼電器啟動。一方面發(fā)出合閘脈沖，使斷路器重新合閘；另一方面使后加速繼電器JSJ啟動，將信號送至“與17”和“與18”，為斷路器重合于

35、永久性故障提供后加速動作的條件。 當斷路器重合于故障線路時，由相電流元件1LJ3LJ和分相跳閘固定繼電器1GJ3GJ啟動的重合閘分相后加速繼電器FJJ將動作，經(jīng)0.1s后，將信號送至“與18”和“與17”去加速相間保護段和開放三相跳閘回路。在三相合閘后，開放接于M端的繼電保護。FJJ所以要經(jīng)0.1s才送出信號，是考慮到當三相重合于非故障線路時，由于三相斷路器的主觸頭不同時閉合，可能使YJ，瞬時啟動，造成后加速誤動作。因此，檢查線路有電流后，由FJJ 延時0.1s送后加速信號，就可避免后加速誤動作。 重合閘啟動繼電器ZQJ啟動后經(jīng)延時0.3s閉鎖M端保護，是為了保證接M端的保護不致在斷路器第一次

36、跳開之前就退出工作。2.7.3 線路單重、三重及綜重的條件單相重合閘是指線路上發(fā)生單相接地故障時，保護動作只跳開故障相的斷路器并單相重合；當單相重合不成功或多相故障時，保護動作跳開三相斷路器，不再進行重合。由其它任何原因跳開三相斷路器時，也不再進行重合。綜合重合閘是指，當發(fā)生單相接地故障時采用單相重合閘方式，而發(fā)生相間短路時采用三相重合閘方式。在下列情況下，需要考慮采用單相重合閘或綜合重合閘方式。1、220kV及以上電壓單回聯(lián)絡線、兩側(cè)電源之間相互聯(lián)系薄弱的線路；特別是大型氣輪發(fā)電機組的高壓配出線路。2、當電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定的線路。3、允許使用三相重合閘

37、的線路，但使用單相重合閘對系統(tǒng)或恢復供電有較好效果時，可采用綜合重合閘方式。例如，兩側(cè)電源間聯(lián)系較緊密的雙回線路或并列運行環(huán)網(wǎng)線路，根據(jù)穩(wěn)定計算，重合于三相永久故障不致引起穩(wěn)定破壞時，可采用綜合重合閘方式。一般在單側(cè)電源線路上，通常使用簡單的三相一次自動重合閘。如由幾段串聯(lián)線路構成的電力網(wǎng)，為了補救其電流速斷等瞬動保護的無選擇性動作，三相重合閘采用帶前加速或順序重合閘方式，此時斷開的幾段線路自電源側(cè)順序重合。但對供電給重要負荷的單回線路，為提高其供電可靠性，也可以采用綜合重合閘。對于兩端均有電源的線路采用自動重合閘時，應保證在線路兩側(cè)斷路器均已跳閘，故障點電弧熄滅和絕緣強度已恢復的條件下進行。

38、同時還必須考慮如下問題：1、線路兩側(cè)保護裝置以不同時限切除故障時，兩側(cè)重合閘時間必須要有配合。2、當重合于永久性故障時，系統(tǒng)是否會失去穩(wěn)定。3、兩側(cè)電源線路聯(lián)系較強，且不會失去穩(wěn)定時。2.7.4 單重與三重的優(yōu)點、缺點比較采用單相重合閘時，要求保護只跳開故障相，然后重合閘只自動重合單相。因此，與三相重合閘相比，它有如下幾個顯著的優(yōu)點：1、能在絕大多數(shù)的故障情況下保證對用戶的連續(xù)供電，從而提高供電的可靠性。當由單側(cè)電源單回線路向重要負荷供電時，對保證不間斷地供電更有顯著的優(yōu)越性。2、在雙側(cè)電源的聯(lián)絡線上采用單相重合閘，就可以在故障時大大加強兩個系統(tǒng)間的聯(lián)系，從而提高系統(tǒng)并列運行的動態(tài)穩(wěn)定。對于聯(lián)

39、系較弱的系統(tǒng)，當三相切除并繼之以三相重合閘而很難恢復同步時，采用單相重合閘就能避免兩系統(tǒng)的解列。3、與三相重合閘比較，單相故障使用單相重合閘，一般不會產(chǎn)生操作過電壓在采用單相重合閘時，也需要考慮到它的一些缺點：1、需要專門的選相元件與繼電保護相配合，在考慮一些特殊的要求后，使重合閘回路的接線比較復雜。2、需要有按相操作的斷路器。3、使用單相重合閘時會出現(xiàn)非全相運行，除縱聯(lián)保護需要考慮一些特殊問題外，對零序電流保護的整定和配合產(chǎn)生了很大影響，也使中、短線路的零序電流保護不能充分發(fā)揮作用。例如，一般環(huán)網(wǎng)三相重合閘線路的零序電流一段都縱續(xù)動作，即在線路一側(cè)出口單相接地而三相跳閘后，另一側(cè)零序電流立即

40、增大并使其一段動作。以前利用這一特點，即使線路縱聯(lián)保護停用，配合三相快速重合閘，仍然保持著較高的成功率。但當使用單相重合閘時，這個特點不存在了，而且為了考慮非全相運行，往往需要抬高零序電流一段的起動值，零序電流二段的靈敏度也相應降低，動作時間也可能增大。采用三相重合閘最大的優(yōu)點就是簡單。使用三相重合閘時，各種保護的出口回路可以直接動作于斷路器。但在高壓及超高壓系統(tǒng)中往往不能滿足系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的要求，如果重合于三相短路故障，對電網(wǎng)及發(fā)電機將產(chǎn)生巨大的沖擊1。2.8 什么叫重合閘前、后加速自動重合閘與繼電保護配合的方式主要有兩種：即自動重合閘前加速保護動作和自動重合閘后加速保護動作。兩者關系極為密切

41、，保護可利用重合閘提供的便利條件，加速切出故障。（1）重合閘前加速保護一般簡稱“前加速”。前加速一般用于單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)中，重合閘僅裝在靠近線路的電源一側(cè)，當線路上發(fā)生故障時，靠近電源側(cè)的線路保護首先動作，瞬時切除故障；然后斷路器進行重合，如果重合失敗則由保護進行有選擇性的動作。原理說明: 圖2-7中每一條線路上均裝有過流保護，當其動作時限按階梯形選擇時，斷路器1DL處的繼電保護時限最長。為了加速切除故障，在IDL處可采用自動重合閘前加速保護動作方式。即在1DL處不僅有過流保護，還裝設有能保護到L3的電流速斷保護和自動重合閘裝置ZCH。這時，不論是在線路L1、L2或L3發(fā)生故障，1DL處的電

42、流速斷保護都無延時地斷開斷路器1DL，然后自動重合閘裝置將斷路器重合一次。如果是暫時性故障，則重合成功，恢復正常供電；如果是永久性故障，則在1DL重合之后，過流保護將按時限有選擇地將相應的斷路器跳開。即當凡點故障時，由3DL的保護跳開3DL，若3DL保護拒動，則由ZDL保護跳開斷路器ZDL 。 圖2-7 重合閘前加速保護動作原理說明圖圖2-8 重合閘前加速保護的動作的接點電路自動重合閘“前加速”保護方法動作過程: 自動重合閘“前加速”保護方法的實現(xiàn),是將重合閘裝置中加速繼電器JSJ的常閉接點串聯(lián)接于電流速斷保護跳閘出口回路中（如圖2-8 所示），其動作過程可參閱圖2-1。當線路上發(fā)生故障時，電

43、流速斷保護的電流繼電器LJ的接點瞬時閉合，正電源經(jīng)加速繼電器的常閉接點JSJ啟動TQ而跳閘。隨后，自動重合閘裝置啟動，當ZCH的中間繼電器ZJ動作，常開接點ZJ1ZJ3閉合而發(fā)出合閘脈沖時，其中的一對常開接點ZJ3 也同時啟動加速繼電器JSJ，使JSJ的常閉接點打開。如果重合于永久性故障，則電流速斷保護的電流繼電器LJ雖啟動，但不能經(jīng)JSJ的常閉接點去瞬時跳閘，而是要等過流保護的延時接點2SJ閉合后，才能去跳閘這樣，在重合閘后，保護就帶時限跳閘。 采用“前加速”方式的優(yōu)缺點 優(yōu)點:能快速地切除故障，使暫時性故障來不及發(fā)展成為永久性故障，而且設備少，只須一套ZCH 裝置。 缺點:重合于永久性故障

44、時，再次切除故障的時間可能很長，裝有重合閘裝置的斷路器的動作次數(shù)很多，若此斷路器或重合閘拒動，則停電的范圍將擴大，甚至在最末一級線路上故障，也可能造成全部停電。因此，實際上“前加速”方式主要用于35kV以下的網(wǎng)絡 （2） 自動重合閘后加速保護簡稱“后加速”。線路采用重合閘后加速，即在線路各段上都裝設了有選擇性的保護和自動重合閘。當線路發(fā)生故障時，各段保護首先有選擇性動作，然后重合閘動作；當重合于永久性故障上時，則重合閘啟動加速保護動作，保護瞬時動作切除故障，而這與第一次切除故障是否帶延時無關。 原理說明: 這種方式就是第一次故障時，保護按有選擇性的方式動作跳閘。如果重合于永久性故障，則加速保護

45、動作，瞬時切除故障采用“后加速”方式時，必須在每條線路上都裝設有選擇性保護和自動重合閘裝置,與任一線路上發(fā)生故障時，首先由故障線的選擇性保護動作將故障切除，然后由故障線路的ZCH進行重合，同時將選擇性保護的延時部分退出工作。如果是暫時性故障，則重合成功，恢復正常供電；如果是永久性故障，故障線的保護便瞬時將故障再次切除。圖2-9 重合閘后加速保護動作的原理說明圖圖2-10 重合閘后加速保護動作的接點電重合閘后加速保護動作過程: ZCH加速繼電器的常開接點JsJ，與保護的瞬時接點LJ串聯(lián)，而加速繼電器的常閉接點JSJ2與保護的延2SJ串聯(lián)。當故障時，LJ雖然動作，但JSJ1是斷開的，不能瞬時跳閘；

46、只有當按照選擇性原則動作的保護接點2SJ閉合時，才能接通TQ，使斷路器跳閘。隨后，ZCH動作，發(fā)出合閘脈沖，并啟動加速繼電器JSJ，使常開接點JSJ1閉合，常閉接點JSJ2打開。若重合在永久性故障上，則LJ將瞬時再次動作，這時，因JSJ1已閉合，故能立即形成TQ的通路，無須等待延時，而立即使斷路器跳閘?！昂蠹铀佟币部刹捎肑SJ1短接2SJ的延時接點的方法來實現(xiàn)。 采用“后加速”保護的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：第一次跳閘是有選擇性的動作，不會擴大事故。在重要的高壓網(wǎng)絡中，一般都不允許保護無選擇性地動作，應用這一方式尤其適合； 使再次斷開永久性故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。 缺點：第一次故障可

47、能帶時限，當主保護拒動，而由后備保護來跳閘時，時間可能比較長。 2.9 自動重合閘的配置原則技術規(guī)程規(guī)定自動重合閘的配置原則是：1. 1KV及以上架空線路及電纜與架空混合線路，在具有斷路器的條件下，當用電設備允許且無備用電源自動投入時，應裝設自動重合閘裝置；2. 旁路斷路器和兼作旁路母線斷路器或分段斷路器，應裝設自動重合閘裝置；3. 低壓側(cè)不帶電源的降壓變壓器，可裝設自動重合閘裝置；4. 必要時，母線故障也可采用自動重合閘裝置。根據(jù)自動重合閘運行的經(jīng)驗可知，線路自動重合閘的配置和選擇應根據(jù)不同系統(tǒng)結構、實際運行條件和規(guī)程要求具體確定。一般選擇自動重合閘類型可按下述條件運行：（1）110KV及以

48、下電壓的系統(tǒng)單側(cè)電源線路一般采用三相一次重合閘裝置。（2）220、110KV及以下雙電源線路用合適方式的三相重合閘能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和運行要求時，可采用三相自動重合閘裝置。（3）220KV線路采用各種方式三相自動重合閘不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和運行要求時，采用綜合閘裝置。（4）330500KV線路，一般情況下應裝設綜合閘裝置。（5）在帶有分支的線路上使用單相重合閘時，分支側(cè)是否采用單相重合閘，應根據(jù)有無分支電源，以及電源大小和負荷大小確定。（6）雙電源220KV及以上電壓等級的單回路聯(lián)絡線，適合采用單相重合閘；主要110KV雙電源單回路聯(lián)絡線，采用單相重合閘對電網(wǎng)安全運行效果顯著時，可采用單相重合閘3。3

49、自動重合閘裝置的硬件設計3.1 PLC的發(fā)展歷史世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設備公司(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為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合

50、的產(chǎn)物。 20世紀70年代中末期,可編程控制器進入實用化發(fā)展階段,計算機技術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物5。電氣制造商協(xié)會NEMA（National Electrical Manufacturers Association）于

51、1980年正式命名其為可編程序控制器（Programmable 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)控制領域中占據(jù)著主導地位6。可編程序控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術與自動控制技術為一體的工業(yè)控制產(chǎn)品，

52、是在硬接線邏輯控制技術和計算機技術的基礎上發(fā)展起來的。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設備，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計”7。20世紀末期,可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于

53、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）8。（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)

54、行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。圖3-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖（2）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，開關量輸入模塊接收從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等來自開關量的輸入信號；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

55、。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入/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。（3）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

56、機屏幕上直接生成和編輯梯形圖或指令表程序，并用可以實現(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，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。（4）電源PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源。內(nèi)部的開關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）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 SIMATIC S7-200的工作原理3.3.1 SIMATIC S7-200結構圖1主機外形SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機（CPU模塊）的

57、外形如圖3-2所示:圖3-2 SIMATIC S7-200主機結構圖SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機及I/O特性如表4.1所示:表3.1 I/O特性表類型主機輸出類型主機輸入點數(shù)主機輸出點數(shù)可擴展模塊數(shù)CPU221DC/繼電器64無CPU222DC/繼電器862CPU224DC/繼電器14107CPU226DC/繼電器241672存儲系統(tǒng) 存儲系統(tǒng)圖如圖3-3所示:圖3-3 存儲系統(tǒng)框圖主機CPU存儲容量表如表3.2所示:表3.2 存儲容量主機CPU類型CPU221CPU222CPU224CPU226用戶程序區(qū)存儲量2048字2048字4096字4096字用戶數(shù)據(jù)區(qū)

58、存儲量1024字1024字2560字2560字用戶存儲器類型EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM3存儲安全（1）主機CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。（2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯υ赗AM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲器。（3）主機CPU提供一個超級電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。（4）CPU提供一個可選的電池卡，可在斷電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲器供電，以延長數(shù)據(jù)所存的時間。（5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。3.3.2 SIMA

59、TIC S7-200的特點西門子公司生產(chǎn)的S7200系列PLC，它結構緊湊，良好的擴展性，強大的功能指令，價格低廉，S7200的STEP7Micro/WIN32編程軟件可以方便地在WINDOWS環(huán)境下對PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控、使得PLC編程更加方便快捷。S7200系列PLC具有以下幾方面的優(yōu)點:（1）S7200配置靈活，除主機單元外，還可擴展I/O模塊，A/D模塊，D/A模塊和其它特殊功能模塊。（2）S7200指令功能豐富，可完成各種控制，且指令執(zhí)行速度快。（3）S7200可用內(nèi)部輔助繼電器M，狀態(tài)繼電器S，定時器T，寄存器D。 （4）S7200具有良好的擴展性。在1979年，微處理器技術被應

60、用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世紀末又推出了S7系列產(chǎn)品。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。 S7200系列是一種可編程序邏輯控制器（Micro PLCs）。它能夠控制各種設備以滿足自動化控制需求。S7200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復雜數(shù)學運算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達到控制目的。緊湊的結構、靈活的配置和強大的指令集使S7200成為各種控制應用的理想解決方案。S7200 CPU將一個微處理器，一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中