SEW 31C450-503-4-00系统的总体设计

结合生产实际的需要，考虑该发电机组的自动化系统由5大功能部件组成(系统的硬件图如图1所示)。

(1) 发电机组的自动启动和自动停机;

(2) 工程市电和机电的自动切换;

(3) 发电机组电压和频率的自动调节;

(4) 发电机组故障自动检测，报警和故障处理;

(5) 发电机组电压、电流、频率、有功功率、启动电池电压等电量参数的自动调节。

三 SEW 31C450-503-4-00系统组成

3.1 A5系统PLC的特性和特点

正航A5系列可编程控制器，性价比高，硬件配置齐全，它的特点与性能如下:

(1)机内有高速计数器，zui高可达10KHz高速脉冲输入，并可输出频率和脉宽可调的高速脉冲信号。

(2)具有21个中断源的中断优先管理，并配有RS485接口，可实现PLC 与PC机之间的远程通讯，便于上位机监控和联网。

(3)具有结构紧凑、组装灵活、编程简单，抗*力强、可靠性高等特点。

由此可见，它非常适用于工业控制中小型自动控制系统。经分析，决定采用A5系列可编程控制器作为发电机组自动控制系统的核心部件。

3.2 PLC 配置及I/O的分配和功能

经过分析，本系统采用10个开关量输入，10个开关量输出和3个模拟量输入，即可满足系统控制需求，因此——PLC配置如下:

CPU模块：A5-CPU224-DT

AI模块：  A5-EM231-AD4

I/O的分配和功能如下:

开关量输入:

IO.0:输入中断 (配合脉宽调制使用)

IO.1:方式选择 (0-远程控制 1-自动)

IO.2:市电检测 (0-无市电 1-有市电)

IO.3:机电检测 (0-无机电 1-有机电)

IO.4:油压低 (0-油压正常 1-油压偏低)

IO.5:油水温高 (0-油水温正常 1-油水温偏高)

IO.6:高速计数器HSCI (利用高速计数器检测启动电池电压)

IO.7:紧急停车 (0-非紧急停车状态 1-紧急停车状态)

IO.0:复位 (1-手动复位)

(利用高速计数器检测转速)

开关量输入:

Q0.0:高速脉冲输出 (通过控制直流电磁铁调节转速)

Q0.1:停机 (1-停机电磁阀动作)

Q0.2:启动 (1-启动马达动作)

Q0.3:市电合闸 (1-市电主开关动作)

Q0.4:机电合闸 (1-机电主开关动作)

Q0.5:三启失败 (1-三启失败信号灯亮)

Q0.6:机组故障 (1-机组故障信号灯亮)

Q0.7:警铃 (1-警铃响)

Q1.0:自动强激磁 (1-强激磁继电器动作)

Q1.1:冷启动自动辅助 (1-冷启动辅助装置电磁阀动作)

模拟量输入:

AIW2:母线电压

AIW4:母线电流

AIW6:负载功率

四 系统实现

发电站自动化监控系统由机组自动启停控制，转速自动调节，电量参数自动检测，故障自动检测等功能模块组成。

4.1 制动启停控制

本功能模块是根据各开关量的输入状态，自动控制机组的启动、停止和机电与市电的相互切换。这主要属于顺序控制具有较强的逻辑控制。用A5实现简易而可靠。

4.2 转速调节

油机转速调节是通过CPU中高速脉冲输出脉宽调制(PWM)功能调节可控直流电磁铁控制柴油机油门开度来实现的。用CPU实现转速调节方法如下:转速信号由安装在柴油机上磁电式传感器获得，CPU通过高速计数器测量油机转速，测得转速信号送入PID调节器，将调节器输出的数字量转换为脉冲宽度的时间量，再通过CPU中的脉宽可调的高速脉冲输出(QO.0)，经过功率驱动器控制可控制直流电磁铁调节紧油机门开度大小，从而实现对油机转速的调节。

本系统属于反馈控制和精确的数字控制，涉及到一些控制算法问题。

在CPU中，方法实现了一种转速控制的PID调节器。PID的模拟表达式: M(t)=KC(1+1/Ti*fe(t)dt+Td*de(t)/de(t))

在CPU中，微公和积分采用如下公式:

微分运算:[新差值E(n)-旧差值E(n-1)]÷控制周期TC

积分运算:[旧差值E(n-1)+新差值E(n)]×控制TO÷2

转速-与转速传感器频率关系的计算公式如下:

f----转速传感器信号频率

n----转速(转/分)

z----传感齿轮齿数

为更好的实现全程调速我们采用分程PID限幅

怠速时间:转速设定值 VW108=192

zui小输出值 VW126=180

zui大输出值 VW124=420

高速期间:转速设定值 VW108=VW212(由模拟电位器设定)

zui小输出值 VW126=420

zui大输出值 VW124=995

本系统中:n=1500r/mln z=128齿

这样f>3200Hz，故采用7kHz的高速计数器HSC0测量转速。停机时，将转速设定值和网缓冲器全部置0。输出限制在VW106=5上，以使PWM能够连续工作。同时使Q0.1=1，停机磁阀动作，切断油路达到停机目的。

 SEW Eurodrive EMV-Modul EF014-503 - used - 

    SEW Eurodrive EMV-Modul EF030-503 -unused/OVP-

    SEW DIP Eurodrive Movidrive Options - Karte DIP 8221049.1A 

   SEW EURODRIVE AUSGANGSFILTER HF075-503

   SEW Eurodrive Movitrac MC07A005-5A3-4-00 Umrichter Frequenzumrichter (R41)

   NEW Sew-Eurodrive Motor DFT71D4-I01 W/Gear Box ST37DT71D4-I01 1/2 HP

   SEW-EURODRIVE INC. K37DT80N4 GEAR MOTOR, NO BOX

    SEW EURODRIVE Movitrac 0504-231-1-00 GEB 

    SEW-EURODRIVE R32DT71D4 .5 HP 230/460 V 1700:82 RPM 

    SEW- EURODRIVE ST47DT90S4 INPUT 1740 RPM OUTPUT 144 RPM

    SEW EURODRIVE R70DV132S4 GEAR BOX, RPM 1720/ 219, HP 7.5, RATIO 7.84, USED 

    SEW EURODRIVE SA50DT80K4 GEAR BOX,RATIO 50.03,IN 1700 RPM,1.0 HP,OUT 34 RPM,USED 

    SEW EURODRIVE SF67D16DT80K4 GEAR BOX, RATIO 190.11, TORQUE 1940 IN LB, USED

    SEW EURODRIVE DT90S6FBMG2HF MOTOR 1HP 1140-RPM 4.8-2.4AMP 230-460V 60HZ 

    SEW EURODRIVE RF32DT71K2-KS GEAR 0.33HP 230/460V-AC 3100RPM 3PH MOTOR D242559 

    SEW EURODRIVE WA20DT71K4 GEAR 1/4HP 230/460V-AC 1700RPM ELECTRIC MOTOR B356809