基于plc的無功補償裝置畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 過放大整形成正方波信號兩路占空比為百分之五十的ff2，通過異或門輸出一個產(chǎn)生脈沖序列a，這時它與晶振之間基準脈沖波b進行調(diào)制后的得到波形c。在通過限定的時間范圍內(nèi)對b、c中脈沖的個數(shù)進行計數(shù)得Nc、Nb。相應的相位差計算表達式為：Θ = 180176。 Nc / Nb我們可以采用多個周期計數(shù)取平均值的方式以提高測相精度。：F1 F2 A B C 相位檢測波形圖相位極性判別電路通過對波形進行一系列的整形的之后，對兩路輸出方波送入D觸發(fā)器隨后便對其相位極性進行判別，如若U0超前U1時，Q端輸出高電平，反之則輸出低電平。D QCP OUTS“cp”U0U1 相位判別電路：1amp。amp。1amp。1amp。UI觸發(fā)器信 號電壓超前時相 位 差電流超前時相 位 差 相位檢測和判別的接線圖 互感器我們熟知的互感器是實際上也是一種變壓器，它的用途十分廣泛。例如說我們的供電系統(tǒng)中測量用的相關儀表以及相關設備的電壓線圈或電流線圈的供電。主要的作用： （1）能夠在一次回路的電壓較高或者電流較大的轉(zhuǎn)換成二次回路中的電壓較低的和小電流，這樣的設計會使的相應的一些裝置設備能夠模塊化以及小型化。結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜，并便于安裝。 （2） 隔離高壓電路。 顧名思義就是將高壓的電路完全隔離，互感器的一次側(cè)和二次側(cè)之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系。在很大程度上面確保了生命財產(chǎn)的安全。在之前，儀表的顯示大部分采用的方式是指針式的I / U表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的（如5A等）。現(xiàn)在的測量大多數(shù)字化了，所以計算機的采樣的信號一般為毫安級（0~5V、4~20mA等）。： 被測量回路 n1 電 流 互 感 n2 器 電流互感器原理線路圖電流互感器是根據(jù)電磁感應原理工作。通過原理圖可以知道繞組N1 連接的稱作被測電流，相應的便是一次繞組；此外繞組N2連接的則是測量儀表，相應的為二次繞組。我們規(guī)定了在額定工作電流下工作時的電流的比值成為電流互感器額定電流比，可以以Kn來表示。實際電流比K的概念就是在電流互感器中的一次繞組電流I1和二次繞組I2的電流比。Kn = IN 1/ IN2式中： IN1為一次線圈的額定電流，A； IN2為二次線圈的額定電流，5A電流互感器大致可分為兩類：測量用電流互感器以及保護用電流互感器。測量用電流互感器：我們通常的測量時使用的電流互感器主要與測量儀表相互配合，主要的用途便是用來對I、U、P的測量等。測量用微型電流互感器主要要求：（1） 擁有足夠高的測量精度（2） 絕緣的可靠性高（3） 如果線路發(fā)生故障產(chǎn)生不利于互感器的大電流時，能夠在適當?shù)牧砍虄?nèi)快速的飽和，從而對測量儀表起到了保護的作用。保護用電流互感器：我們使用的電流互感器分為可以歸類為過負荷互感器保護電流用的、具有差動性的電流互感器、接地保護電流互感器。我選用的為CT07型電流互感器。該電流互感器用PBT外殼，耐高溫，耐腐蝕； 環(huán)氧樹脂灌封，隔離性能好，抗沖擊性強； 體積非常小，外形十分美觀，插針式直接焊接線路板；并且它的線性范圍寬，一致性好。通常的情況之下互感器在如果在額定負荷下也能對于要求最大一次的電流滿足的話，則我們可以將它成為額定準確限值一次電流。保護用互感器的工作時限有所不同，它只是在電流大于正常范圍時才開始進行有效的工作，所以我們對其保護用的互感器主要的要求：（1）絕緣的可靠性高（2）擁有足夠大的準確限值系數(shù)（3）足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。電壓互感器：電壓互感器通俗上面來說就是就是額定電流比為1，一次二次的電流量程都是毫安級的（如：2mA/2mA）。工作時，互感器一次繞組與限流電阻R串聯(lián)接被測電壓，二次輸出接運算放大器進行電流/電壓之間的相互變換（或直接電阻采樣）。這個時候我們把一次電流為I1 = U/（R+r），二次電流I2 = I1/Kn，公式里面的r為一次繞組內(nèi)阻，則Kn為額定電流比。：電壓互感器R 被 I/V測電壓 本次設計選用的為PT011 電壓互感器。該電壓互感器輸出電壓：，但是我們在初期的時候應當加裝限流電阻，這樣的話初級電流可以變?yōu)楹涟驳募墑e里面，再進過次級運算放大器之后，可以得到任意想要的電壓。具有使用簡便，精度高（），體積小以及完全電隔離的優(yōu)點。屬電流型電壓互感器電流比 1 mA/1mA和 2mA/2mA 產(chǎn)品。智能式高壓開關在本設計中電壓互感器將與運放電路連在一起，：rˊC1C2 rR互感器 運算放大器 互感器與運放的連接電 模擬量模塊 模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊有各種不同的類型，例如：0～10V、10～+10V、4～20mA 等各種范圍的模塊。除了輸入四路略有不同外，其他內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)完全一樣。因此我們可以通過對外加輸入量模塊的方式來穩(wěn)定系統(tǒng)的安全，這樣便可以在同一模塊下適應各種不同模擬量的的輸入范圍。在工業(yè)控制中，經(jīng)常會遇到連續(xù)變化的物理量——模擬信號，比如說電流、電壓、壓力、位移、溫度、速度等。假如要對這些模擬量進行采集并送給PLC的CPU模塊，則必須對這些模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換，才能使可編程器可以接收這些數(shù)據(jù)。此外，模擬量的輸入模塊是通過對模擬量采集之后再進一步轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，最后把輸入通道及其它脈沖一起傳輸?shù)较到y(tǒng)的內(nèi)部控制上面。通過將模擬信號轉(zhuǎn)換成PLC所能接收的數(shù)字信號6模擬量輸入模塊的功能就是進行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，模擬量輸入接口模塊的主要 技術性能有：（1） 輸入通道數(shù)：有4路、8路、和6路等；（2） A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)：有8位、10位、12位或14位（均為二進制）（3） 輸入信號：電壓輸入 10～+10V、+0～+10V、+1～+5V； 電流信號 4～20mA；（4） 轉(zhuǎn)換的精度：%～%；（5） 線性度的量程：+%（環(huán)境溫度+25℃）；（6） 轉(zhuǎn)換時的間：小于50mA FX2N4AD模塊：本設計中模擬量輸入輸出模塊我選用FX2N4AD。： Fx2n4AD外觀圖 這次使用的三菱FX2N 4AD模塊是具有四通道以及十二位A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換的，我們可以根據(jù)外部連接方式的不同及PLC指令，用來簡單的對數(shù)據(jù)進行一個調(diào)整這樣的話就可以可改變需要模擬量數(shù)值收集的范圍。相關的瞬時值和設定值這樣的一個數(shù)值的讀出和寫入用FROM / TO指令來操作。通過可選擇電壓輸入或電流輸入，是一種具有高精確度的輸入模塊。FX2N ： FX2N 4AD 的技術指標 電壓輸入電流輸入 根據(jù)是電流輸入還是電壓輸入，使用端不同采集量收集范圍 DC：10V～+10V（輸入電阻200Ω）絕對最大輸入177。15DC：20mA～+20mA（輸入電阻250Ω）絕對最大輸入177。32mA數(shù)字收集量范圍 帶符號位的16位二進制（有效數(shù)值11位）+2047以上固定為+2047 2048以下固定為2048分辨力5Mv（10V1/2000）20μA（20V1/1000）綜合精度177。1%（相對于最大值）轉(zhuǎn)換速度15mS（1～4）通道（（1～4）通道）采取隔離方式光電隔離及采用DC/DC轉(zhuǎn)換器使輸入和PLC電源間隔離（各輸入端子間不隔離）模擬量用電源DC：24V177。10%50mA相關占有點數(shù)程序上為8點（計輸入或輸出點均可）由PLC供電的消耗功率為5V30mA表31中模擬量模塊的性能說明：（1） 4個輸入點可以同時使用。（2）總體發(fā)的精度為1%。（3） 12位轉(zhuǎn)換結(jié)果以二進制補碼形式存放。最大值為2047，最小值為 2048。（4）分辨率的電流為1/1000，20uA，電壓為1/2000，5mV。（5） 通過上表可知，輸入電壓為 10V ~ +10V。假如發(fā)生絕對值超過15V的話，這樣便對單元造成一定程度的損壞。（6）轉(zhuǎn)換速度6~15ms。可以連接電壓信號也可以連接電流信號。圖中：①— 用帶屏蔽的雙絞電纜，模擬輸入通過其接收。②— 如果外部信號源有噪聲或紋波干擾，則可以在輸入端連接一個平滑電容，其容量為：~。③— 輸入端連接電流信號時，將v+端和I+端短接。④—過多的電氣干擾信號在外部產(chǎn)生的話，應將系統(tǒng)機殼的FG端和接地FX2N 4AD的GND端相連。⑤— 連接FX2N 4AD接地端與主單元接的地端子。： 模擬量輸入端接線圖三菱FX2N系列的PLC模擬量輸入擴展模塊FX2N 4AD有四個通道的模擬量輸入端，它有32個16位的寄存器作為數(shù)據(jù)緩沖存儲區(qū)，其中一部分用于存放控制字碼、出錯代碼等。另外8個寄存器，其中4個用于存放各通道經(jīng)轉(zhuǎn)換后的當前數(shù)據(jù)量，還有4個用于存放各通道的n次的平均值。當輸入的模擬量是電壓信號時，將電壓信號分別連接到“V+”和“V”端；當輸入的模擬量是電流信號時，將電流信號分別連接到“I+”和“I”端，并且用導線將該通道的“V+”和“I+”端連接起來。當我們發(fā)現(xiàn)信號源的輸入端二者采用的是帶屏蔽的雙絞線進行連接，那么屏蔽線應當連接到該模塊的的“SLD”。當輸入的電壓信號有噪聲或紋波干擾，則可以在該通道的“V+”和“V”~。如果電磁的干擾嚴重的話，我們可以將各通道的“SLD”端與模塊上的“GND”、“FG”端相連接，然后再與PLC的機架的GND連接在一起。部分PLC的I/O模擬量的映像區(qū)有專門的，允許連接的模擬量輸入通道最多32個，這些模擬量輸入經(jīng)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量先存放在該模塊的緩沖寄存器內(nèi)。在之后的輸入采用階段，PLC的CPU就從模擬量輸入模塊的數(shù)據(jù)緩沖寄存器內(nèi)將這些數(shù)字依次地讀入到模