利用PLC实现多台风机的软启动控制.pdf

第2 2卷／ z o o z年第 2 期 湖南电力 技改园地 利用 P L C实现多台风机的软启动控制 樊伟捷 张凌宇 巴陵石化公 司 湖南岳阳 4 1 4 0 0 3 摘要介 绍 了一种 利 用 P I ， C 实现 1台软 启动 器启动 多台凉水塔 风机 的启 动控 制方 案 ， 既 节 约投 资又可很好地 解决风 机 电机 启动 困难 的问题 。 关 键词P I C风机软 启动 巴陵石化公司循环水装置中有 8座凉水塔 ，每 座塔 配有 1台 1 6 o k w 风机 ， 8台风机 均 由循环 水低 配供电，采用直接启动方式。因凉水塔风机负载的 工作特性 ，风机启动困难 ，启动电流大，启动时间 长 ，对风机驱动电机及其控制设备都造成了非常大 的 冲击 破坏 作 用 ，8台电机 中有 4台 曾 因绝 缘损 坏 而烧毁 过 ，电机 控制 主回路 中的空 开和 接触器 等也 时 有损 坏 。为此 ，利用 P I C 可编程序控 制 器对 风机 的启动 控制 进行 了改进 ． 改直 接启动 为软启 动 ， 投用 以后效 果 很好 。 l控 制 要 求 1 1 8台风机 电机功 率相 同 ，在循 环水低 配 中分 2 段供电，每段 4台 为节约成本．每段配 l 台软启 动器 ，每台软启动器负责 4台风机的启动 1 2同一时 间每 台软启动 器只能启 动 l台电机 。 1 3控制系统可靠性要高，且具有较强的容错能 力 考虑到控制系统的复杂性和简化外部接线 ，应 使用 P I c辅助实现控制功能 1 ． 4电机启动除正常使用软启动器外 ， 必须保 留可 切换 至直接启动方式的功能， 确保在软肩动器或 P I ， c不能工作 时．风机应急启动运行。 1 ． 5 设 计时应考 虑配 电、控 制设备 的维修 方便 2 电路设计 2 】 主 回路设 计 图 l为 4台电机共用 l台软启动器的主回路简 图 其 中 F U 为 保 护 软 启 动 器 的 快 熔 KM0 1 ， K M0 2 ，KM0 3 ，K M0 4为软 启动 接触 器 KMl ， K M2 ， KM3 ， KM4为正常 运行 接触器 ，为便 于检 修 和互 为备用 ，在 布置元件 时．将 F U、软启 动器、 KM0 1 ， KM0 2 ， KM0 3 ， K M0 4 装 配在 1个 固定柜 内 ， QAl和 KM1 ，QA2和 KM 2 ，QA3和 KM3 ，QA4 和 KM4则分别装配在 4 个抽屉柜 中， 4个抽屉配线 相同，可互为备用 ，在发生故障时还可以抽出来检 修．软启动接触器和正常运行接触器之间用电缆连 接，当软启动器或 P I c不能工作 时，仍可通过 4个 抽屉柜直接启动风机。 1 号风机 2 号风机 3 号风机 4 号风机 图l主 回路 圉 2 ． 2 控 制 回路设计 控制回路分 2 部分，一部分是 P I ， c控制部分 ， 如图 2所示 ，另⋯部分为常规控制部分，见图 3 为满足控制要求，P I c的输人必须包括风机的 启动信号、接触器的状态信号、软启动器的状态信 号 及系统故障复位信号等共计 l 5点 ； 输出信号则 应包括 4个软启动接触和闭台信号 、4个启动切换 信号 、 1 个软启动器运行信号 、 1 个系统报警输出信 号共 l 0点 。 系统控制功能通过软件编程实现 ， 大大 提高了系统的可靠性 ，外部接线也大大简化，减少 了故障点 在常规控制电路图中，KM 代表 KMl ，K M2 ， ‘4 1 ‘ 维普资讯 技改园地 湖南电力 第 2 2卷／ 2 0 0 2年第 2 期 信 命 号 令 } 自眦 出 图2 P I C输八／ 输 出信 号 图 图 3控 制 回 路 图 KM3或 K M4 ， KY代表从 P I c输 出的软启动／ 直接 启动切换信号，S B 1 ， S B 2为现场启停按钮。由图 3 可以看到，为满足控制要求，电机的启 、停控制按 钮 信号并 未直接进人 P I c，而是通过 中间继 电器 KA送人， 并且增加 了 1 个切换按钮 S W ， 保证了在 P l C和软启动器不工作时，风机仍可像常规电机一 样直接启停 另外应该注意 ，在直接启动时 ，由于 启动电流大，启动时间长，为保证正常启动，保护 热元件，应增加中间继电器和时间继电器 ，启 动时 短时间将热元件短接， 待启动完成后再投用热元件。 2 ． 3 控 制流程 图 图4为P L C内部程序流程图， 程序 中有 2部分 比较关键。一是 当接到某 l台风机启动信号后 ，首 先要检查是否有其它风机正在使用软启动器，如没 有，要先禁止其它风机使用软启动器，然后检查该 台风机的正 常运行接触器是否 已经闭合 直接启 动 ， 只有 当未闭合时 ， 方可用软启动程序启动风机。 这样就避免了同时启动多台风机 ，也避免了软启动 和直接启动同时使用的情况。另外 ，当软启动结束 42 后切换至正常运行 回路时 ，应先合正常运行回路接 触器，再分软启动回路接触器，以避免电机在切换 过程 中受到二次电流冲击，对电机和正常运行回路 元器件都可起到很好 的保护作用。 壹控制系靖 是否有艟牟 有 机 ＼／ 否f 机 墨 ＼／ 否 l 赢 ／ l 麓 计时时间刊 吾 M1 切换 ．停软起动器 置 P L C 输 出为 输出报 警信号 堕 塞 周4 P L C程序流程 图 2 ． 4 软启动器的选择及参数设定 软启动器是一种智能型启动器，它通过大功率 电力器件来控制启动时电动机 的端电压，进而可实 现多种启动功能 ， 是一种减少电动机启动冲击电流、 改善电动机启动性能的理想装置。一般情况下，根 据电动机的负载情况 重载或轻载 、电机启动的颡 繁程度来选择软启动器 ， 根据实际启动状况来选择 、 优化启动参数。本例中，考虑到凉水塔风机对启动 转矩要求很大，并且是 1 台软启动器带多台电机启 动的启动控制方式，故采用了容量大一级的软启动 器。 启动方式选择软启动， 初始转矩设定为 3 0 ， 启 动时间设定为 3 0 s 。 投入使用后 ， 运行稳定 良好， 凉 水塔风机的启动状况得到改善，达到了预期目标。 收 稿 日期 2 0 0 卜1 0 3 1 维普资讯