EX4200-24T-DC變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生。變壓器鐵芯發(fā)熱的主要原因是磁滯損耗、渦流損耗和繞組的傳導(dǎo)熱量。當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢，這個(gè)電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，形成“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的鐵損耗增加，并且使變壓器的鐵心發(fā)熱，變壓器的溫升增加。繞制變壓器需要用銅導(dǎo)線，這些銅導(dǎo)線存在著直流電阻，電流流過時(shí)會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，使繞組發(fā)熱。

2.2 EX4200-24T-DC控制要求

為能對變壓器的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能對多臺(tái)變壓器的繞組和鐵心溫度進(jìn)行測量，實(shí)時(shí)在HMI上顯示，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，一旦溫度超出設(shè)定zui高溫度時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，達(dá)到極限設(shè)定溫度時(shí)自動(dòng)切除負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)溫度達(dá)到強(qiáng)制散熱設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制散熱。服務(wù)器能對變壓器的溫度進(jìn)行記錄，并能生成曲線圖，隨時(shí)能為技術(shù)人員提供查詢。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要由溫度采集傳送單元、I/O模塊、PLC、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊等部分組成，如圖1所示。

3.1溫度采集單元

采用熱電阻CU100對變壓器繞組和鐵心溫度進(jìn)行測量。熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度。測量范圍0~150℃，R0=100Ω.

3.2 EX4200-24T-DC人機(jī)界面（HMI）

人機(jī)界面用來顯示每臺(tái)變壓器的溫度，并可以方便的設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，如報(bào)警溫度值，切除負(fù)荷溫度值，啟/停風(fēng)扇溫度值等參數(shù)。可以實(shí)時(shí)查看每臺(tái)變壓器的繞組和鐵心的溫度，并可以顯示變壓器負(fù)荷和溫度關(guān)系曲線。必要時(shí)還可通過HMI上的按鈕，手動(dòng)啟/停風(fēng)機(jī)，消除報(bào)警及切除負(fù)荷等操作。在服務(wù)器上，記錄著各種報(bào)警信息及故障發(fā)生時(shí)的各相溫度值、時(shí)間等信息，可按時(shí)間條件進(jìn)行查詢，并根據(jù)需要進(jìn)行打印和負(fù)荷圖表輸出。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理、風(fēng)機(jī)運(yùn)行和故障報(bào)警由PLC和HMI通過編制的相應(yīng)程序來完成。

3.3 EX4200-24T-DC遠(yuǎn)程I/O模塊

溫度信號的采集和風(fēng)扇的開啟通過遠(yuǎn)程I/O模塊來實(shí)現(xiàn)。溫度信號采集采用模擬量輸入模塊SM431模塊（訂貨號為6ES7431-1KF10-0AB0）。該模塊能對電阻進(jìn)行測量，分辨率為13位，模擬量部分與CPU隔離，無需外部電源。對該模塊的模擬量的讀取可以在STEP7中用FC105功能塊讀出。該模塊通過Profibus網(wǎng)絡(luò)與PLC相連，把所采集的溫度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送往PLC。

3.4 EX4200-24T-DC監(jiān)控單元

利用高性能EX4200-24T-DC對各溫度檢測單元進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描和運(yùn)算，結(jié)合HMI輸入的參數(shù)，對變壓器風(fēng)扇進(jìn)行控制，如果超出設(shè)定的限定值在HMI上發(fā)出聲光報(bào)警，達(dá)到極限值時(shí)切除負(fù)荷。DVP-PLC自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，具有模塊擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個(gè)不同的需求靈活組合。通過EX4200-24T-DC接口，zui多時(shí)可以連接到125個(gè)總線節(jié)點(diǎn)，使用光纖時(shí)，zui后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離可以達(dá)到23Km。集成的HMI服務(wù)，用戶只需為HMI服務(wù)定義源和目的地址，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的傳送信息。有很強(qiáng)的通信功能，CPU模塊集成有MPI和DP通信接口，有PROFIBUS-DP和工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊，以及點(diǎn)對電通信模塊。通過PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場總線，可以周期性的自動(dòng)交換I/O模塊的數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換）。在自動(dòng)化系統(tǒng)之間，PLC與計(jì)算機(jī)和HMI站之間，均可以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信可以周期性的自動(dòng)進(jìn)行或基于事件驅(qū)動(dòng)由用戶程序塊調(diào)用。

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