淺議電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)與PLC的應(yīng)用

[摘要]電動(dòng)機(jī)通常是企業(yè)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的主要?jiǎng)恿Γ罅侩妱?dòng)機(jī)的停運(yùn)將給企業(yè)造成很大經(jīng)濟(jì)損失及生產(chǎn)的混亂，特別是大型連續(xù)化生產(chǎn)要求非常高的危急企業(yè)還可能引發(fā)其他設(shè)備及人身事故，損失更為嚴(yán)重。本文主要講述了電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)與PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的原理及特點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]電動(dòng)機(jī)；再啟動(dòng)；PLC；應(yīng)用

一、再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)批次、每批容量及再起動(dòng)時(shí)間確定

（1）生產(chǎn)裝置由于其工藝生產(chǎn)的連續(xù)性、重要性以及考慮對(duì)供電系統(tǒng)安全可靠性的嚴(yán)格要求，需要將再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)按條件進(jìn)行分批。工程設(shè)計(jì)中，按再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總?cè)萘颗c變壓器額定容量的比例，可按以下情況分批：一是再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總額定容量I>50％變壓器額定容量時(shí)，宜分三批。二是再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總額定容量在30％～50％變壓器額定容量時(shí)，可分兩批。三是再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總額定容量≤30％變壓器額定容量時(shí)，可不分批。四是為避免非同步?jīng)_擊，應(yīng)當(dāng)再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)反饋電壓由于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)衰減而降低到不會(huì)引起非同步?jīng)_擊值時(shí)（≤40％Ue），再投入再起動(dòng)。因此，在工藝專業(yè)允許的前提下，將容量較大的電動(dòng)機(jī)編入第二批、第三批再起動(dòng)機(jī)組。（2）每批再起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)組在再起動(dòng)過程中，總的再起動(dòng)電流加上其他用配電設(shè)備負(fù)荷電流的總和，應(yīng)不超過外部供電回路所允許的計(jì)算尖峰電流，否則會(huì)引起電網(wǎng)的波動(dòng)超出允許值或繼電保護(hù)誤動(dòng)。（3）每批電動(dòng)機(jī)組在再起動(dòng)過程中，總的再起動(dòng)電流加上其他用配電設(shè)備負(fù)荷電流的總和，應(yīng)不超過車間配電變壓器二次額定電流的兩倍或事故柴油發(fā)電機(jī)額定電流的1.1倍。以確保在整個(gè)再起動(dòng)過程中，母線電壓不超過規(guī)定范圍。（4）再起動(dòng)電流的計(jì)算：第一，中小容量的低壓電動(dòng)機(jī)（<100kW）的再起動(dòng)電流，可近似按其起動(dòng)電流計(jì)算。一般取7倍額定電流計(jì)算或按工程規(guī)定。第二，高壓和大容量低壓電動(dòng)機(jī)（≥100 kW）的再起動(dòng)電流，與斷電時(shí)間的長(zhǎng)短及再起動(dòng)方式有關(guān)。等效起動(dòng)電流倍數(shù)K。與斷電時(shí)間的關(guān)系為：斷電時(shí)間≤2s，Ks=5．1-5.4；斷電時(shí)間2-4s，Ks=5.4-6；斷電時(shí)間≥4s，Ks按產(chǎn)品樣本的起動(dòng)電流倍數(shù)（一般取7或按工程規(guī)定）。第三，當(dāng)高低壓電動(dòng)機(jī)均采用再起動(dòng)時(shí)，其綜合再起動(dòng)電流按最嚴(yán)重的情況計(jì)算。（5）分批再起動(dòng)時(shí)間間隔，以2～3s為宜。

二、電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)裝置構(gòu)成

（1）電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)裝置及主要硬件配置。其一，PLC實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)原理。主要包括：電壓輸入單元，狀態(tài)輸入單元，控制輸出單元，中間繼電器，CPU中央處理單元，MPI接口單元，（2）主要硬件配置。PLC柜（與其他微機(jī)監(jiān)控柜共用）裝設(shè)有按再起動(dòng)邏輯圖要求、實(shí)現(xiàn)再起動(dòng)功能的PLC，Siemens PLC：S7-300-/32DI X2/8DOX5/8AI一套；PLC控制輸出繼電器OMRONLY2型，AC 220 V，接點(diǎn)容量AC 10 A，40個(gè)；Siemens編程器（含編程軟件）一套；PLC與IPC工控機(jī)通信智能卡（MPI卡）一套。（3）軟件配置。電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)軟件，利用PLC編程完成。（4）電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)邏輯說明當(dāng)380 V I段（Ⅱ段）母線失電后，接于該段母線上的所有運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的接觸器釋放，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。由于ATS動(dòng)作成功或短路故障消除，使得該段母線在5S內(nèi)恢復(fù)電壓，則PLC自動(dòng)檢測(cè)有壓一失壓一恢復(fù)電壓過程及失電前該電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，分0s、2s和4s三批，分批再起動(dòng)原先運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。而母線失電前就已停止運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，被認(rèn)為是處于檢修狀態(tài)或工藝停車，不再起動(dòng)；如果I段（Ⅱ段）母線失電時(shí)間大于5s，則被認(rèn)為是人為斷電或永久性故障，原先運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)不進(jìn)行再起動(dòng)。如果某臺(tái)電動(dòng)機(jī)能夠由PLC柜實(shí)現(xiàn)再起動(dòng)，必須將該電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作柱上的手柄在手動(dòng)起動(dòng)該電動(dòng)機(jī)后，從“手動(dòng)”切換到“自動(dòng)”位置。

三、利用PLC完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的特點(diǎn)

（1）傳統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是每個(gè)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)回路均需設(shè)置一個(gè)或多個(gè)電磁繼電器，維護(hù)量相對(duì)大；利用其觸頭完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)過程，可靠性及精確度取決于繼電器本身的質(zhì)量；由于每個(gè)回路均完全獨(dú)立工作，不便于統(tǒng)一管理。而利用PLC完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，由于取消了完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的常規(guī)電磁繼電器，維護(hù)量大大減小，可靠性增大；設(shè)定值精確度高、范圍大；利用PLC集中控制，便于統(tǒng)一管理。參數(shù)設(shè)定值檢查和調(diào)整方便；可通過通信線與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)連接，便于了解再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、起動(dòng)情況。（2）在再起動(dòng)電動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)較多的情況下（一般20臺(tái)以上時(shí)），利用PLC完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，比常規(guī)再起動(dòng)繼電器的方案投資小。利用PLC完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的弊端是每個(gè)由PLC發(fā)出的電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)脈沖指令，必須增設(shè)一個(gè)出口中間繼電器，將其觸點(diǎn)輸出到每個(gè)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)回路；每個(gè)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)回路與PLC柜之間需要增設(shè)控制電纜；PLC需要單獨(dú)放置，而且要求可靠的工作電源。由此可見，利用PLC來完成電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)方案設(shè)計(jì)，將會(huì)給企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)、提高電氣管理自動(dòng)化水平提供一條途徑。

該技術(shù)不但可完成異步電動(dòng)機(jī)群的再起動(dòng)任務(wù)，而且可在再起動(dòng)柜上進(jìn)行倒閘操作，并具有防誤操作、BZT（備用電源自動(dòng)投入）及斷路器故障指示等功能。