軟啟動器外圍控制線路的智能改造

唐棟　周彩霞

【摘 要】針對目前動力廠的部分重要電機(jī)采用的軟啟動器降壓啟動時易出現(xiàn)繼電器誤動作的缺點(diǎn)，故為了使電機(jī)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、可靠，本文特提出用一臺性能更穩(wěn)定且故障率更低的PLC（S7-200 CPU EM224CN）來替代原來的多個普通繼電器控制ATS48（施耐德軟啟動器）來分時啟動2臺（或多臺）電動機(jī)的方法，并以啟動兩臺電機(jī)為例，給出系統(tǒng)主回路和控制電路接線圖，及PLC部分的主要梯形圖、程序，并詳細(xì)闡述其具體實現(xiàn)的方法。

【關(guān)鍵詞】PLC ATS48 電動機(jī) 接線圖 主回路 實現(xiàn)方法

1 應(yīng)用背景及要求

我公司61號動力站中負(fù)責(zé)冬季中央空調(diào)廠房采暖的4臺熱水泵中每2臺熱水泵（45KW）共用一個ATR48軟啟動器進(jìn)行啟/停控制，控制柜內(nèi)所有二次線路均按照施耐德電氣提供的標(biāo)準(zhǔn)控制圖接線（大量使用最普通的有觸點(diǎn)的各類繼電器實現(xiàn)邏輯控制），該系統(tǒng)幾乎每年都會因為繼電器的誤動作或不動作等原因造成熱水泵無法正常工作。由于二次設(shè)備線路較為繁雜，故增加了維修難度，致使每次維修周期都較長，不利于長遠(yuǎn)發(fā)展。再考慮到控制設(shè)備占地面積大，故我計劃對原控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造：達(dá)到以PLC為控制器，用1臺施耐德 Altistart 48對2臺相同型號的水泵的v分別啟/停進(jìn)行控制。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 PLC外部接線圖（圖1）

2.2 一次接線原理圖（圖2）

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 控制梯形圖（圖3）

3.2 梯形圖與電機(jī)啟停詳解

3.2.1 1#電機(jī)啟動過程

（1）按下MST啟動按鈕，PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進(jìn)線接觸器KM1吸合，主觸頭閉合。 （2）按BPM1啟動電機(jī)1，當(dāng)按下BPM1時，PLC內(nèi)部繼電器M10.1（PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進(jìn)線接觸器KM1吸合）得電；（3）此時ATS48由MST和KM1供電，ATS48的R1端子接通（PLC外部輸入I0.6接通）后PLC內(nèi)部繼電器M0.0被激活，此時PLC輸出Q0.1輸出（KA1閉合）使得軟啟動接觸器KM11吸合。（4）因為PLC內(nèi)部繼電器M10.1閉合，使得PLC內(nèi)部時間繼電器T37得電，在0.8S的延時后PLC內(nèi)部繼電器M0.5也會得電。（5）ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加運(yùn)行命令（脈沖信號）后將會由ATS48對1#電機(jī)進(jìn)行軟啟動。PLC內(nèi)部繼電器M10.1由于M0.5常閉觸點(diǎn)打開失電。此時PLC輸出Q0.1保持輸出（KA1保持閉合），使得KM11保持閉合。（6）在啟動結(jié)束時，R2在ATS48得電，M0.1閉合，此時PLC輸出Q0.2得電（KA2閉合），KM12被閉合，而KM11保持閉合。（7）在較短的一段時間之后，R2在R1之后失電（啟動器旁路功能）。

由于M0.0斷開，使得軟啟動接觸器KM11斷開，電機(jī)繼續(xù)由KM12供電進(jìn)行工頻運(yùn)行。

3.2.2 1#電機(jī)停止過程

（1）按下BPM2， PLC內(nèi)部繼電器M0.3閉合后，經(jīng)過一定的延時后T37和T39閉合。ATS48上的L1從T38和T39上接收一個停機(jī)命令（L1必需調(diào)整至L1C值）。（2）收到停機(jī)命令后ATS48上的R1和R2得電動作（R2為脈沖信號，R1保持閉合直到電機(jī)完全停下來），此時KM21閉合。（3）在一段可調(diào)的延時后，M0.6和T40得電，PLC輸出 Q0.7得電，使得外部繼電器KA7得電，此時ATS48從KA7接受一個停機(jī)命令。（4）執(zhí)行停機(jī)命令后KM22 失電，電機(jī)將由ATS48使電機(jī)減速。（5）當(dāng)電機(jī)完全停下來后ATS48上R1斷開，KM21斷開。

此時ATS48可以對其他電機(jī)進(jìn)行啟動或停機(jī)

3.2.3 2#電機(jī)啟動過程

（1）按下MST啟動按鈕，PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進(jìn)線接觸器KM1吸合，主觸頭閉合。 （2）按BPM2啟動2#電機(jī)1，當(dāng)按下BPM2時，PLC內(nèi)部中間繼電器M10.1（PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進(jìn)線接觸器KM1吸合）得電；（3） 此時ATS48由MST和KM1供電，ATS48的R1端子接通（PLC外部輸入I0.6接通）后PLC內(nèi)部繼電器M0.0被激活，此時PLC輸出Q0.3輸出（KA1閉合）使得軟啟動接觸器KM21吸合。（4）因為PLC內(nèi)部繼電器M10.1閉合，使得PLC內(nèi)部時間繼電器T37得電，在0.8S的延時后PLC內(nèi)部繼電器M0.5也會得電。（5）ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加運(yùn)行命令（脈沖信號）后將會由ATS48對2#電機(jī)進(jìn)行軟啟動電機(jī)。PLC內(nèi)部繼電器M10.1由于M0.5常閉觸點(diǎn)打開失電。此時PLC輸出Q0.1保持輸出（KA1保持閉合），使得KM21保持閉合。（6）在啟動結(jié)束時，R2在ATS48得電，M0.1閉合，此時PLC輸出Q0.4得電（KA2閉合），KM22被閉合，而KM21保持閉合。（7）在較短的一段時間之后，R2在R1之后失電（啟動器旁路功能）。

由于M0.0斷開，使得軟啟動接觸器KM21斷開，電機(jī)繼續(xù)由KM22供電進(jìn)行工頻運(yùn)行。

3.2.4 2#電機(jī)停止過程

（1）按下BPM2， PLC內(nèi)部繼電器M0.3閉合后，經(jīng)過一定的延時后T37和T39閉合。ATS48上的L1從T38和T39上接收一個停機(jī)命令（L1必需調(diào)整至L1C值）。（2）收到停機(jī)命令后ATS48上的R1和R2得電動作（R2為脈沖信號，R1保持閉合直到電機(jī)完全停下來），此時KM21閉合。（3）在一段可調(diào)的延時后，M0.6和T40得電，PLC輸出 Q0.7得電，使得外部繼電器KA7得電，此時ATS48從KA7接受一個停機(jī)命令。（4）執(zhí)行停機(jī)命令后KM22 失電，電機(jī)將由ATS48使電機(jī)減速。（5）當(dāng)電機(jī)完全停下來后ATS48上R1斷開，KM21斷開。

此時ATS48可以對其他電機(jī)進(jìn)行啟動或停機(jī)。

4系統(tǒng)調(diào)試

通過實驗室模擬運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，可應(yīng)用于我分廠的單臺軟啟控制的多臺電機(jī)的啟動過程。

5 結(jié)語

本文通過避免傳統(tǒng)的繼電器式控制方式的缺點(diǎn)，基于PLC設(shè)計了控制系統(tǒng)，在硬件上具有安裝接線簡單，工作可靠優(yōu)點(diǎn)；在軟件上不僅滿足了施耐德ATS48軟啟的基本控制功能，還應(yīng)用定時器等指令實現(xiàn)了軟啟的可靠控制，提高了系統(tǒng)得控制可靠性和靈活性，使系統(tǒng)具有通性和實用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]《施耐德 Altistart 48 用戶手冊》.施耐德電氣提供.

[2]廖常初 主編.《S7—200 PLC編程及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社.