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如何利用西门子PLC实现多台风机的软启动控制
发布时间:2021-12-17        浏览次数:566        返回列表
 利用PLC实现多台风机的软启动控制
一、控制要求              (西门子PLC系列)

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1台软启动器,每台软启动器负责4台风机的启动;

2、同一时间每台软启动器只能启动1台电机。

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PLC辅助实现控制功能。

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,以确保在软启动器或PLC不能工作时,风机应急启动运行。

5、设计时应考虑配电、控制设备的维修方便。

二、电路设计

1、控制回路设计

控制回路分2部分,一部分是PLC控制部分,如图2所示,另一部分为常规控制部分,见图3。

为满足控制要求,PLC的输入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以及系统故障复位信号等共计15点;输出信号则应包括4个软启动接触和闭合信号、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10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。BF320XB0 SM1221

   在常规控制电路图中,KM代表KM1,KM2,KM3或KM4,KY代表从PLC输出的软启动/直接启动切换信号,SB1,SB2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入PLC,而是通过中间继电器KA送入,并且增加了1个切换按钮SW,保证了在PLC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、主回路设计

图1为4台电机共用1台软启动器的主回路简图。其中FU为保护软启动器的快熔,KM01,KM02,KM03,KM04为软启动接触器,KM1,KM2,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FU、软启动器、KM01,KM02,KM03,KM04装配在1个固定柜内,QA1和KM1,QA2和KM2,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PLC不能工作时,仍可通过4个抽屉柜直接启动风机。

3、控制流程图

图4为PLC内部程序流程图,程序中有2部分比较关键。一是当接到某1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。

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)、电机启动的频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30%,启动时间设定为30 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。




 

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