市电与柴油发电机系统的切换方式用PLC方式

Question

在成套电气设备中，如何用1200plc编写在自投自复和自投手复的模式下，实现两台市电进线，两台油机进线，一台母联，两台馈线的分合闸控制的标准模板，正常情况下的供电方式是双路市电供电

Answer 1

上午好☀️☀️☀️️
本答案参考通义千问

在成套电气设备中，市电与柴油发电机（油机）系统的切换通常采用PLC（如西门子S7-1200）进行逻辑控制。常见的切换模式包括 自投自复（Auto Transfer Auto Restore） 和 自投手复（Auto Transfer Manual Restore）。

---

一、系统配置说明

1. 系统组成：

• 两路市电进线：L1、L2
• 两台柴油发电机进线：G1、G2
• 一台母联开关：M
• 两台馈线：F1、F2

正常供电方式为双路市电供电（L1和L2同时运行），当其中一路市电故障时，自动切换至另一路市电；若两路市电均故障，则启动柴油发电机，通过母联开关实现油机供电。

---

二、切换模式说明

1. 自投自复（Auto Transfer Auto Restore）：

• 当市电恢复后，自动切换回市电。
• 油机仅在市电故障时投入，市电恢复后自动退出。

2. 自投手复（Auto Transfer Manual Restore）：

• 市电恢复后，需手动切换回市电。
• 油机投入后，只有在手动操作下才能切回市电。

---

三、PLC控制逻辑设计（基于S7-1200）

1. 输入信号定义：

| 输入点 | 名称 | 功能说明 | |--------|--------------|------------------------------| | I0.0 | L1电压检测 | 检测L1是否正常 | | I0.1 | L2电压检测 | 检测L2是否正常 | | I0.2 | G1电压检测 | 检测G1是否正常 | | I0.3 | G2电压检测 | 检测G2是否正常 | | I0.4 | 手动切换按钮 | 手动切换回市电（用于自投手复）| | I0.5 | 复位按钮 | 复位所有状态 |

2. 输出信号定义：

| 输出点 | 名称 | 功能说明 | |--------|--------------|------------------------------| | Q0.0 | L1断路器 | 控制L1的分合闸 | | Q0.1 | L2断路器 | 控制L2的分合闸 | | Q0.2 | G1断路器 | 控制G1的分合闸 | | Q0.3 | G2断路器 | 控制G2的分合闸 | | Q0.4 | M断路器 | 控制母联的分合闸 | | Q0.5 | F1馈线 | 控制F1的分合闸 | | Q0.6 | F2馈线 | 控制F2的分合闸 |

---

四、控制逻辑流程（以自投自复为例）

1. 正常运行状态（L1和L2正常）：

• L1和L2闭合
• M断开
• F1和F2由L1/L2供电

2. L1故障（L1电压消失）：

• 切换至L2
• 若L2正常，则L1断开，L2保持闭合
• M仍断开

3. L1和L2均故障：

• 启动G1或G2（优先G1）
• 闭合G1/2
• 闭合M
• F1/F2由G1/G2供电

4. L1恢复（L1电压恢复）：

• 自动切换回L1
• L2断开
• M断开

---

五、PLC程序结构（梯形图逻辑示例）

下面是基于TIA Portal（博途）的S7-1200 PLC程序结构示例，使用**结构化文本（ST）**编写。

1. 定义变量（DB1）

VAR
    L1_Voltage : BOOL := TRUE; // 假设初始为正常
    L2_Voltage : BOOL := TRUE;
    G1_Voltage : BOOL := FALSE;
    G2_Voltage : BOOL := FALSE;
    Manual_Switch : BOOL := FALSE;
    Reset_Button : BOOL := FALSE;

    L1_CB : BOOL := TRUE;
    L2_CB : BOOL := TRUE;
    G1_CB : BOOL := FALSE;
    G2_CB : BOOL := FALSE;
    M_CB : BOOL := FALSE;
    F1_CB : BOOL := TRUE;
    F2_CB : BOOL := TRUE;
END_VAR

2. 主程序逻辑（Main）

PROGRAM Main
VAR
    Fault_L1 : BOOL := NOT L1_Voltage;
    Fault_L2 : BOOL := NOT L2_Voltage;
    Fault_G1 : BOOL := NOT G1_Voltage;
    Fault_G2 : BOOL := NOT G2_Voltage;

    Auto_Restore : BOOL := TRUE; // 自投自复标志
END_VAR

// 正常状态下，L1和L2运行
IF NOT Fault_L1 AND NOT Fault_L2 THEN
    L1_CB := TRUE;
    L2_CB := TRUE;
    M_CB := FALSE;
    F1_CB := TRUE;
    F2_CB := TRUE;
END_IF

// L1故障，L2正常
ELSE IF Fault_L1 AND NOT Fault_L2 THEN
    L1_CB := FALSE;
    L2_CB := TRUE;
    M_CB := FALSE;
    F1_CB := TRUE;
    F2_CB := TRUE;
END_IF

// L2故障，L1正常
ELSE IF NOT Fault_L1 AND Fault_L2 THEN
    L1_CB := TRUE;
    L2_CB := FALSE;
    M_CB := FALSE;
    F1_CB := TRUE;
    F2_CB := TRUE;
END_IF

// L1和L2均故障
ELSE IF Fault_L1 AND Fault_L2 THEN
    // 启动G1
    IF NOT Fault_G1 THEN
        G1_CB := TRUE;
        M_CB := TRUE;
        F1_CB := TRUE;
        F2_CB := TRUE;
    END_IF
END_IF

// 自动恢复逻辑（自投自复）
IF Auto_Restore THEN
    IF NOT Fault_L1 AND NOT Fault_L2 THEN
        G1_CB := FALSE;
        M_CB := FALSE;
    END_IF
END_IF

// 手动切换回市电（自投手复）
IF Manual_Switch THEN
    L1_CB := TRUE;
    L2_CB := TRUE;
    G1_CB := FALSE;
    M_CB := FALSE;
    F1_CB := TRUE;
    F2_CB := TRUE;
END_IF

// 复位按钮
IF Reset_Button THEN
    L1_CB := TRUE;
    L2_CB := TRUE;
    G1_CB := FALSE;
    G2_CB := FALSE;
    M_CB := FALSE;
    F1_CB := TRUE;
    F2_CB := TRUE;
END_IF

---

六、关键逻辑说明（重点部分）

1. 故障判断逻辑：通过电压检测信号判断市电或油机是否正常。
2. 切换逻辑：根据故障情况选择合适的电源。
3. 自投自复逻辑：在市电恢复后自动切换回市电。
4. 手动切换逻辑：用于“自投手复”模式，需人工干预。
5. 复位逻辑：用于紧急情况下恢复默认状态。

---

七、注意事项

• 实际应用中应加入延时功能，避免频繁切换。
• 应设置互锁机制，防止多路电源同时接入。
• 可扩展为多段母线或多台发电机的复杂系统。
• 需结合实际硬件接线进行调试。

---

八、建议的扩展功能

| 功能模块 | 说明 | |--------------------|--------------------------------| | 故障记录 | 记录故障发生时间及类型 | | 报警输出 | 异常时触发蜂鸣器或指示灯 | | 远程监控 | 通过OPC或Modbus实现远程控制 | | 通信接口 | 支持与上位机或DCS系统连接 |

---

九、总结

在成套电气设备中，使用S7-1200 PLC实现市电与柴油发电机的切换，关键在于逻辑清晰、互锁可靠、响应及时。通过上述模板，可以快速构建出一个标准、可扩展、易维护的控制系统。

如需进一步优化或添加功能（如多段母线、冗余切换等），欢迎继续提问！