利用PLC實現(xiàn)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(huán)水低配中分2段供電，每段4臺。為節(jié)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(tǒng)可靠性要高，且具有較強的容錯能力。考慮到控制系統(tǒng)的復雜性和簡化外部接線，應使用PLC輔助實現(xiàn)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(fā)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(guī)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(tài)信號、軟啟動器的狀態(tài)信號以及系統(tǒng)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(tǒng)報警輸出信號共10點。系統(tǒng)控制功能通過軟件編程實現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，外部接線也大大簡化，減少了故障點。

在常規(guī)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(xiàn)場啟停按鈕。由圖3可以看到，為滿足控制要求，電機的啟、停控制按鈕信號并未直接進入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(guī)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(jīng)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(shù)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(xiàn)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(jù)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(jù)實際啟動狀況來選擇、優(yōu)化啟動參數(shù)。

本例中，考慮到?jīng)鏊L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(wěn)定良好，涼水塔風機的啟動狀況得到改善，達到了預期目標。