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            利用PLC實現多臺風機的軟啟動控制

            發布時間: 2022-01-16  點擊次數: 959次

            利用PLC實現多臺風機的軟啟動控制

            一、控制要求

            1、8臺風機電機功率相同,在循環水低配中分2段供電,每段4臺。為節約成本,每段配1臺軟啟動器,每臺軟啟動器負責4臺風機的啟動;

            2、同一時間每臺軟啟動器只能啟動1臺電機。

            3、控制系統可靠性要高,且具有較強的容錯能力??紤]到控制系統的復雜性和簡化外部接線,應使用PLC輔助實現控制功能。

            4、電機啟動除正常使用軟啟動器外,必須保留可切換至直接啟動方式的功能,以確保在軟啟動器或PLC不能工作時,風機應急啟動運行。

            5、設計時應考慮配電、控制設備的維修方便。

            二、電路設計

            1、主回路設計

            圖1為4臺電機共用1臺軟啟動器的主回路簡圖。其中FU為保護軟啟動器的快熔,KM01,KM02,KM03,KM04為軟啟動接觸器,KM1,KM2,KM3,KM4為正常運行接觸器,為便于檢修和互為備用,在布置元件時,將FU、軟啟動器、KM01,KM02,KM03,KM04裝配在1個固定柜內,QA1和KM1,QA2和KM2,QA3和KM3,QA4和KM4則分別裝配在4個抽屜柜中,4個抽屜配線相同,可互為備用,在發生故障時還可以抽出來檢修,軟啟動接觸器和正常運行接觸器之間用電纜連接,當軟啟動器或PLC不能工作時,仍可通過4個抽屜柜直接啟動風機。

            2、控制回路設計

            控制回路分2部分,一部分是PLC控制部分,如圖2所示,另一部分為常規控制部分,見圖3。

            為滿足控制要求,PLC的輸入必須包括風機的啟動信號、接觸器的狀態信號、軟啟動器的狀態信號以及系統故障復位信號等共計15點;輸出信號則應包括4個軟啟動接觸和閉合信號、4個啟動切換信號、1個軟啟動器運行信號、1個系統報警輸出信號共10點。系統控制功能通過軟件編程實現,大大提高了系統的可靠性,外部接線也大大簡化,減少了故障點。

            在常規控制電路圖中,KM代表KM1,KM2,KM3或KM4,KY代表從PLC輸出的軟啟動/直接啟動切換信號,SB1,SB2為現場啟停按鈕。由圖3可以看到,為滿足控制要求,電機的啟、??刂瓢粹o信號并未直接進入PLC,而是通過中間繼電器KA送入,并且增加了1個切換按鈕SW,保證了在PLC和軟啟動器不工作時,風機仍可像常規電機一樣直接啟停。另外應該注意,在直接啟動時,由于啟動電流大,啟動時間長,為保證正常啟動,保護熱元件,應增加中間繼電器和時間繼電器,啟動時短時間將熱元件短接,待啟動完成后再投用熱元件。

            3、控制流程圖

            圖4為PLC內部程序流程圖,程序中有2部分比較關鍵。一是當接到某1臺風機啟動信號后,首先要檢查是否有其它風機正在使用軟啟動器,如沒有,要先禁止其它風機使用軟啟動器,然后檢查該臺風機的正常運行接觸器是否已經閉合(直接啟動),只有當未閉合時,方可用軟啟動程序啟動風機。這樣就避免了同時啟動多臺風機,也避免了軟啟動和直接啟動同時使用的情況。另外,當軟啟動結束后切換至正常運行回路時,應先合正常運行回路接觸器,再分軟啟動回路接觸器,以避免電機在切換過程中受到二次電流沖擊,對電機和正常運行回路元器件都可起到很好的保護作用。

            4、軟啟動器的選擇及參數設定

            軟啟動器是一種智能型啟動器,它通過大功率電力器件來控制啟動時電動機的端電壓,進而可實現多種啟動功能,是一種減少電動機啟動沖擊電流、改善電動機啟動性能的理想裝置。一般情況下,根據電動機的負載情況(重載或輕載)、電機啟動的頻繁程度來選擇軟啟動器,根據實際啟動狀況來選擇、優化啟動參數。

            本例中,考慮到涼水塔風機對啟動轉矩要求很大,并且是1臺軟啟動器帶多臺電機啟動的啟動控制方式,故采用了容量大一級的軟啟動器。啟動方式選擇軟啟動,初始轉矩設定為30%,啟動時間設定為30 s。投入使用后,運行穩定良好,涼水塔風機的啟動狀況得到改善,達到了預期目標。


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