PLC在高压风机控制中的应用.pdf

江西煤炭科技 J f ANGⅪ COAL S CI ENCE TE CHNOL OGY 2 0 0 5年第 3期 NO ． 3 2 0 o 5 ， t 一 1 ∥孝≯。 ∥ - - | 爹 0 董 叠 誊 l_ l 一0| ●鼻 参0 一 ≯ 0 0墨． 囊|菇 _ l I i 0 叠一0 |● ∥l0 矗 - ≯ 妻 - f 0 r 0 t 鼻 ／ 一 鼻 ≯ _毒 誓 ∥ 0-- j薯 I 鬟 慧 | 彝 l | 掌 | 毒 t 枣 ∞ 誊 舞 I 搿| 兽__ 毒 舞 。 l 喾I 嚣 杨 洋， 吴明发 ， 陈 立 江西工业工程 职业技术学 院，江西 萍 乡3 3 7 0 5 5 磐 叠置- 如 i 0 |． | | 4 t 嚣 矗| ， 荡 ≯ { 1 | | | 譬 “； ≯‘ |t 甜3 喾 i l l j t - ≯ 辫 。 刍 | 谣 a | 弛 ，船 - t 甜 i j 摘要 介绍了 日本松 下公 司 F P 1 一C 2 4系列 P I E在高压风机控制中的应用 ， 提 出了高压风机 电气控制 的软 、 硬 件设 计 。通过验证 ， 采用先进 的 P IE 控制取代传统 的接触 器 一继电器控制 ， 使高压风机运行可靠性 及效率大为提高。 关键词 P IE ； 风机 梯形 图 中图分类号 T P 2 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 0 5 0 3 0 0 6 1 0 2 l h e A p p l i c a ti o n o f P I E i n c o , o n l ng t h e H i g } 1 一p r e s s u r e A i r B l o w e r YANG Ya n g， wu Mi ngf a ， C kI EN Li J i a , i P o l y t e c h n i c C o l l e g e ，P i n g x i a n g ， J i a n g d 3 3 7 0 5 5 ， C I 1 i n a s t r a c t 1 t i n t r o d u c e d t h e a p p l i e a l o n o f P IE of P a n a son i e of F P 1 i n c o f l t r d Ⅱ i n g t h e Hi g hp res s u r e a i r b l o w e r a n d a d e s ig n of s o f t w a r e a n d h a r d w a r e a b o u t d l e e l ect r i c a l c o n t r o l o f Hi g hp r e s s u r e a i r b l o w e r， w h i c h c a n i mp r o v e t h e r e l i a b i l i ty a n d e f fi c i e n c y山r 0 t e s t i n g b y s u b s t i t ul ng t h e t r a di t i o n a l r e l a y w i th a dv an c e d PLC i n c on t r o l l i n g Hi s hp r e s s u r e a i r b l o we r ． Ke y WO I -“ PIE；Ai r B l o we r；La d d e r Di a gr a m 风机 在工 业生 产 中应用范 围 较广 ， 是 一 种连 续 工 作 的重要通风设备。实现风机安全、 经济合理 的运行 ， 高 效率 自动化控 制是需要认真研究 的课题。一般 的高压 风机 ， 其 主要 的动 力 设备 是 电动 机 ， 以 及控 制 风机 风 阀 位置的电动执行器， 风机阀门限位开关等设备。 传统风机 的控制方法是通过接触器 一继 电器控制， 其可靠性和灵活性差； 由于电机的容量大 ， 启动时间长， 启动电流大 ， 控制精度较低。为此 ， 需要采用 多项措 施 实现对高压离心风机的 自动控制 ， 来提高系统的运行安 全性能。本文介绍 P L C在高压风机控制中的应用 。 1 高压风机 P L C控制 系统的分析与设计 1 ． 1 系统控制要求 为了解决风机传统方法中存在 的问题 ， 需要采取在 启动风机时减少启动负荷 、 通过 Y一△转换来降低启动 收稿 1 3 期 2 O O 50 40 3 电流 、 进 行安 全互 锁控 制等措 施 。 风机 电机 启 动主 电路 如 图 l所示 ， 其 中接 触 器 K M1 、 K M 2接 通 ， K M3断 开 时 ， 风 机 电机 线 圈 为 星 形 接 法 ； K M1 、 K M 3接 触 器 接 通 ， K M 2断 开 ， 风 机 电机 线 圈 为 三角形接法。 图 1 电气主接 线图 6l m R 鬻 鬻 鬻 _ 。 一 _ 0 糍 。 葛 麓 窀 誊． t冀 j 眷 黄 嚣 ≯ 矗 拳 鬻 强 、 ≮ ≯j■ l l _ l l 鼍 矗 ． } ≥ 毒 一 了 0 蠢 _ l - 芒 ￡ 一畦 ≥ 薅 ． 曩 0． ～ 一 ． 蛰 静 ．0 ． ≯ 一鬻 。 商 鬻 维普资讯 对 控 制 系统 的要 求如 下 在启动风机电机时 ， 先关闭风机 阀门， 待 风机正常 运转后再根据生产需要打开风机阀门， 以减少风机 的启 动负荷 。电机启动时线圈采用星形接法 ， 待 电机达到正 常的速度后切换为三角形运转 ， 这样启动 电流是直接启 动时 的 1 ／ 3 。当电机线 圈 由星形 切换 为三 角形 时 ， 因 P L C内部程序设计上运行速度快 ， 内部切换时问短而接 触器转换需要时问长 ， 因此 P I E 内部程序设计上有防火 花的内部锁定 。电机星形 启动转换 为三角形运 转时相 关 接触 器连 锁 ， 防止 P I E 误 动作 。 系统设计有紧急停车按钮 ， 防止启动或运行时意外 事 故 的发 生 。 1 ． 2 P I E 选 型及 I ／ O定义 系统 由一 台松下 公 司生产 的 F P 1 型 P L C进行 控 制 。 P L C的 I ／ O地址分配如表 1 所示 。硬件电路见图 2 。 表 1 P L C的 I ／ O定义表 序号 输入元件 输入地址 输 出元件 输 出地址 ． 弋 一 】 叵 ， Y 口 竺 X i 了 I ～ 矗 Ⅱ一 广一 X 叠 3 V强 r一 翘 PLC 一 一一 一 卜 一 0 强凹 图 2 P L C硬 件连接图 2 高压风机 P L C控制梯形图设计 】 n1 n 2 叮n 瞳 哪 图 3是 离 心 风 机 的 P L C控 制 梯 形 图 。其 中 T M Y 0 用于风机启动时的延时， T M Y1用于防电弧 内部锁定延 时， T M Y 2用于滞后接通延时。 对 于该 梯形 图 ， 说 明如下 。 6 2 图 3 程 序 梯 形 图 启动风机时 ， 按下启 动按钮 S B 1 ， 若黄灯 H L 1 亮表 示 风机 阀 门未 完 全 关 闭 ， 待 风 机 阀 门关 闭 后 黄 灯 H L 1 灭 ， 黄灯灭后再按下启动按钮 S B 1 ， 绿灯 H I 2亮， 启动时 问定时器工作 ， K M1 、 K M2接触器接通 ， 风机电机线圈呈 星形接法 ， 电机开始启动。3 0 s 后风机运转至正常速度 ， 防电弧 内部锁定时问定时器 T M Y1 开始计时 ， K M1 、 K M 2 接触器断开。内部锁定 4 s 后 ， K M3 接触器接通 ， K M1 滞 后 2 s 接 通 ， 电机 线 圈 呈 三 角 形 接 法 ， 风 机 转 入 正 常运 转 。 若在启动或运转过程中电机线圈过热， 热保护继电 器 断开 K M1 接触 器 ， 风 机 停 止运行 。 若遇 紧急情况 或需 要停 止 风机 运行 时 ， 按下 停 止 运 行按 钮 S B 2 ， K M1 接触 器 断开 ， 风机 停止运 行 。 3 结束语 为了解决传统控制方 法下 ， 由于风机所 配备的电 机容量大 ， 而引起风机启动时间长、 启动时电流过大、 运 行安全性较差等问题 ， 本文采用 P I E进行控制， 通过 自 动减小负载、 利用星 一三角转换法 降低电机启动 电流、 进行安全互锁控制等多种方法 ， 充分发挥 P I X 2 在可靠性 和控制灵活性上的优势， 来提高整个系统的运行可靠性 和安全性 。应用 表 明 ， P I E 可 以很 好 地控 制 风 机 这类 设 备， 并有效地提高系统整体性能。 编辑胡 中祺 维普资讯