防止设备晃电后再启动的PLC编程.pdf

PI C 3 t _ 术 防止设备晃 电后再启动 的 P L C编程 王 明军 ，强栓 平 淮安 同方水务有限公司，江苏 淮安2 2 3 0 0 2 [ 摘要] 针 对某污水处理 厂 7 5 k W 罗茨风机 P L C程序存在 的晃 电后设备 突然启动的设计缺 陷，提 出改进措施 。 关键词 晃 电 启动 风机 P LC 控制 0 引言 在调试某污水处理厂 自动控制系统过程 中发现 ，当设 备控制方式开关选在远程控制时，存在复电时设备突然启 动运行现象。对有些设备 如鼓 风机 来说 ，风机启 动时必 须先打开放空 阀卸 载。如果在 晃 电后 导致 风机启 动时带 载 ，势必造成设备损坏 。 1控制系统存在的问题 采用生化工艺处理污水 的污水厂为了保证 活性 污泥 的 活性 ，必须向生物池供氧 ，使池中的溶解氧浓度维持在一 定范围内。通常采用离心风机或罗茨风机把空气鼓人生物 池，再通过微孔曝气膜盘将空气均匀散入污水。该厂采用 罗茨风机为生物池供氧，系统如图 1 所示。 图 1 罗茨风机为生物池供氧系统 图 P L C采用西 门子 7 - 3 0 0系列 C P U3 1 5 2 D P型。 原风 机 P L C控制程序如图 2 所示 ，M1 0 0 ． 0是上位机风机远程 手动／ 自动控制选定命令；M1 0 0 ． 1为上位机启动命令； M1 0 0 ． 2为上位机停 车命令 ；1 0 ． 0为风机故 障信号 ；1 0 ． 1 为风机现场控制箱设备 现场／ 远程控制方式信号 ；M2 0 0 ． 0 为自动控制逻辑命令；Q o ． 0 为控制风机的运行信号。 图 2 原风机 P L G控 制程序图 风机无故障 1 0 ． 0 为 0 ，在风机现场控制箱选定远程 控制方式 1 0 ． 1为 1 ，在上位机选定远程手动控制方式 M1 0 0 ． 0为 O 并按下手动启动按钮 M1 0 0 ． 1为 1 时， 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 4 1 5 作者简介 王明军 1 9 6 3 一 ， 电气工程师， 主要研 究方向为电气工 程及 自动化控制 。 Q 0 ． 0 为 1 并 自保 ，风机启动 运行 ；按下手动停 止按钮 ， M1 0 0 ． 2为 1 ，Q o ． 0为 0 ，风机停运 。 风机无故 障 1 0 ． 0为 0 ，在风机现场控制箱选定远程 控制方式 1 0 ． 1为 1 ，在上 位机选 定远 程 自动控 制方 式 M1 0 0 ． 0为 1 时 ， P L C按预先设好 的 自动控制程序进行 控制 开启放 空阀；放空阀开到位后 ，使 M2 0 0 ． 0闭合 ， 开启风机；风机启动结束后，开启出口阀；出口阀全开到 位后 ，关放空 阀。P L C将生物池 中溶解氧值的实际值与设 定值进行比较 ，并利用 比较结果来调整变频 器输 出频率 ， 使设定值与实际值相等。如果变频器输 出频率达到设定最 低值时 ，生物池中的实际溶解氧值仍 大于设定值 ，且经过 一 段延时后变频器输 出频率仍 在最低频 率，那么 P L C控 制开放空阀，放空 阀开到位后 ，停风机 ，风机停止后 ，关 放空阀 、出口阀。 风机现场控制箱二次控制线路如 图 3 所示 ，风机采用 A B B A C S 5 1 0系列 7 5 k W 变频器控制 。 图 3 风机现场控制箱二次控制线路图 图 3中，S A为现场控制箱控制方式转换开关 ；Q A为 启动按钮 ；T A为停止 按钮 ；R O 2 B及 R 0 2 C为变频 器 内 部可编程输出继电器 R O 2的常开触点，通过变频器参数 设置，将该继 电器设置为运行继 电器 ；R O 3 B及 R O 3 C为 变频器内部可编程输出继电器 R O 3的常开触点，通过变 频器参数设置，将该继电器设置为故障继电器，当变频器 上电后检测到内部有故障时，R O 3得 电，R O 3 B 、R O 3 C 闭合 ，反之 R O 3不得 电，R O 3 B 、R O 3 C断开 。 正常情况下 ，风机 自动控制过程正常。但 当风机在 远 电工技术 I 2 0 t 1 I 9 期 I2 9 P L C技 术 程 自动方式下运行时 ，若遇到晃电 瞬时停 电再 来电 ，则 在供电恢 复的瞬间 ，风机会在放 空阀未 打开情 况下突然启 动 ，发出非常沉闷的声音 ，机体震动严 重 ，这 对风机安全 运行及寿命影 响很大。 从图 3 可看出，晃 电风机突然启动是 由 P L C的启动命 令 Q 0 ． o为 1 引起 的；人为断 电后 ，在线监控发现断电后 Qo ． o 一直为 1 。分析控制线 路知 ，由于 P I C及上位 机有 UP S供电 ，因此停 电后 P L C及上位机 一直工作 正常 ，控 制风机启／ 停运行的命令 Q o ． 0 一 直为 1 ，来 电时必 然导 致 K A1吸合 ，变频器启动 ，风机 突然带载启 动运行 。为 此 ，对控制风机的 P L C程序 进行 了修改 ，一 旦设备 不正 常停机 ，立即封锁控制风机启／ 停 的 Q 0 ． 0 。 2防止晃电后设备突然启动措施 改进后 的风 机 P I 控制程序如 图 4所示 ，1 O ． 2为变 频器运行反馈信号 ，即设备运行信号。 风机无故障 1 0 ． 1 为 0 ，在风机现场控制箱选定远程 控制方式 1 0 ． 1 为 1 ，在上 位机 选定 远程 手动 控制 方式 M1 0 0 ． 0为 O 并按下手动启动按钮 M1 0 0 ． 1 时 ，Qo ． 0为 1 并 自保，延时接通时间计时器 T 4 0经 3 s 延时后，其常开 触点接通 。设备运行后 ，变频器运行反馈信号 I O ． 2 为 1 ， 若运行中突然停 电 ，则 1 0 ． 2变为 0 ，M5 0 ． 0置位 为 1 ， Q 0 ． 0 变为 0 ，风机启动指令切断 。当上位机将风机设定为 远程 自动控制 M1 0 0 ． 0为 1 且风机与安全 阀、出 口阀联 动时 ，P I C便控制 开放空阀；放空阀开到位后 ，再依次开 鼓风机、出口阀；待出 口阀全开后 ，关安全 阀。若运行 中 突然停电，则 I O ． 2变为 0 ，M5 0 ． 0置位 为 1 ，Q 0 ． 0变为 0 ，风机启动指令切断 。 1 0 ． 2 l M5 0． 1 H 卜 M 5 0 0 R 图 4 改进后的风机 P L C控制程序 图 在上位 机 上设计 停 电显示 画面 ，停 电时显 示停 电信 息 ；同时设停 电处 理按钮 ，该 按钮 与变量 M5 0 ． 1 相 连， 只有在按动该按钮复位 M5 0 ． 0 后风机才可能再 次投运 。 3 结束语 为确保设备及人身安全， 晃电时设备突然启动的情况 。 在设计 P I C程序 时应考虑 编 辑杨 正 君 上 接 第 l 6页 3 S MV发送 硬开入开 出； 4 s b 信号模拟量输 出硬开入开出 ； 5 S MV发送 G S E接收 O S E发送 硬开入 开 出； 6 小信号模拟量输 出 接收 x S E发送 硬开入开 出。 典型数字化继 电保护测试仪的组成模块如 图 2 所示。 出 图 2数字化继电保护自动化测试仪结构图 数字化继电保护装置的测试将 由数字化保护 自动测 试 平台完成 。数字化保护 自动测试平 台主要 由数字 化继电保 护测试仪 、同步时钟 、网络负载模 拟仪 、网络分 析仪等组 成 ，如图 3 所示 。其中同步时钟用 于数字 化继 电保护测试 3 0l W WW c h i n a e t ． n e t I 电工技术 仪与被测保护装置 的同步，这种 同步对于采用 I E C 6 1 8 5 0 9 1 或 I E C 6 1 8 5 0 9 2 协议 的保护装置是必需 的，同步时钟 可就地取 自变电站 ；网络负载模拟仪 主要用 于模拟 网络负 载较重或 网络风暴发生时网络性能下降对被 测保 护装置功 能的影响；网络分析仪则用于保护装置测试 结果异常时对 S Mv及 G O O S E报文的事后分析。需要强调 的是 ，由于数 字化变电站采用的技术模式不 同，它们对 同步时钟 、网络 负载模拟仪 、网络分析仪的需求是不 同的 。 3结束语 差量 些 卜 ■ ■ ■■ ■ 。 。 匝堕 至亟 厂丙 丽 厂丽 而 ] 图 3数宇化继电保护自动测试平台 本文探讨了数字化变电站技术模式及 自动化测试方 法 ，提 出构建一个数字化继 电保护 自动平台。该测试平台 适用于 目前 大部 分数字 化变 电站 ，能 够缓 解测试 设备 紧 缺 ，同时能够创造较大的经济效益和社会效益 。 。鲁 一