利用PLC實(shí)現(xiàn)多臺(tái)風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)控制

一、控制要求

1、8臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)功率相同，在循環(huán)水低配中分2段供電，每段4臺(tái)。為節(jié)約成本，每段配1臺(tái)軟啟動(dòng)器，每臺(tái)軟啟動(dòng)器負(fù)責(zé)4臺(tái)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)；

2、同一時(shí)間每臺(tái)軟啟動(dòng)器只能啟動(dòng)1臺(tái)電機(jī)。

3、控制系統(tǒng)可靠性要高，且具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力?？紤]到控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和簡(jiǎn)化外部接線，應(yīng)使用PLC輔助實(shí)現(xiàn)控制功能。

4、電機(jī)啟動(dòng)除正常使用軟啟動(dòng)器外，必須保留可切換至直接啟動(dòng)方式的功能，以確保在軟啟動(dòng)器或PLC不能工作時(shí)，風(fēng)機(jī)應(yīng)急啟動(dòng)運(yùn)行。

5、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮配電、控制設(shè)備的維修方便。

二、電路設(shè)計(jì)

1、主回路設(shè)計(jì)

圖1為4臺(tái)電機(jī)共用1臺(tái)軟啟動(dòng)器的主回路簡(jiǎn)圖。其中FU為保護(hù)軟啟動(dòng)器的快熔，KM01，KM02，KM03，KM04為軟啟動(dòng)接觸器，KM1，KM2，KM3，KM4為正常運(yùn)行接觸器，為便于檢修和互為備用，在布置元件時(shí)，將FU、軟啟動(dòng)器、KM01，KM02，KM03，KM04裝配在1個(gè)固定柜內(nèi)，QA1和KM1，QA2和KM2，QA3和KM3，QA4和KM4則分別裝配在4個(gè)抽屜柜中，4個(gè)抽屜配線相同，可互為備用，在發(fā)生故障時(shí)還可以抽出來(lái)檢修，軟啟動(dòng)接觸器和正常運(yùn)行接觸器之間用電纜連接，當(dāng)軟啟動(dòng)器或PLC不能工作時(shí)，仍可通過(guò)4個(gè)抽屜柜直接啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。

2、控制回路設(shè)計(jì)

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(jiàn)圖3。

為滿足控制要求，PLC的輸入必須包括風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)、接觸器的狀態(tài)信號(hào)、軟啟動(dòng)器的狀態(tài)信號(hào)以及系統(tǒng)故障復(fù)位信號(hào)等共計(jì)15點(diǎn)；輸出信號(hào)則應(yīng)包括4個(gè)軟啟動(dòng)接觸和閉合信號(hào)、4個(gè)啟動(dòng)切換信號(hào)、1個(gè)軟啟動(dòng)器運(yùn)行信號(hào)、1個(gè)系統(tǒng)報(bào)警輸出信號(hào)共10點(diǎn)。系統(tǒng)控制功能通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，外部接線也大大簡(jiǎn)化，減少了故障點(diǎn)。

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(dòng)／直接啟動(dòng)切換信號(hào)，SB1，SB2為現(xiàn)場(chǎng)啟停按鈕。由圖3可以看到，為滿足控制要求，電機(jī)的啟、停控制按鈕信號(hào)并未直接進(jìn)入PLC，而是通過(guò)中間繼電器KA送入，并且增加了1個(gè)切換按鈕SW，保證了在PLC和軟啟動(dòng)器不工作時(shí)，風(fēng)機(jī)仍可像常規(guī)電機(jī)一樣直接啟停。另外應(yīng)該注意，在直接啟動(dòng)時(shí)，由于啟動(dòng)電流大，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，為保證正常啟動(dòng)，保護(hù)熱元件，應(yīng)增加中間繼電器和時(shí)間繼電器，啟動(dòng)時(shí)短時(shí)間將熱元件短接，待啟動(dòng)完成后再投用熱元件。

3、控制流程圖

圖4為PLC內(nèi)部程序流程圖，程序中有2部分比較關(guān)鍵。一是當(dāng)接到某1臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)后，首先要檢查是否有其它風(fēng)機(jī)正在使用軟啟動(dòng)器，如沒(méi)有，要先禁止其它風(fēng)機(jī)使用軟啟動(dòng)器，然后檢查該臺(tái)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行接觸器是否已經(jīng)閉合（直接啟動(dòng)），只有當(dāng)未閉合時(shí)，方可用軟啟動(dòng)程序啟動(dòng)風(fēng)機(jī)。這樣就避免了同時(shí)啟動(dòng)多臺(tái)風(fēng)機(jī)，也避免了軟啟動(dòng)和直接啟動(dòng)同時(shí)使用的情況。另外，當(dāng)軟啟動(dòng)結(jié)束后切換至正常運(yùn)行回路時(shí)，應(yīng)先合正常運(yùn)行回路接觸器，再分軟啟動(dòng)回路接觸器，以避免電機(jī)在切換過(guò)程中受到二次電流沖擊，對(duì)電機(jī)和正常運(yùn)行回路元器件都可起到很好的保護(hù)作用。

4、軟啟動(dòng)器的選擇及參數(shù)設(shè)定

軟啟動(dòng)器是一種智能型啟動(dòng)器，它通過(guò)大功率電力器件來(lái)控制啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的端電壓，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)多種啟動(dòng)功能，是一種減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)沖擊電流、改善電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的理想裝置。一般情況下，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況（重載或輕載）、電機(jī)啟動(dòng)的頻繁程度來(lái)選擇軟啟動(dòng)器，根據(jù)實(shí)際啟動(dòng)狀況來(lái)選擇、優(yōu)化啟動(dòng)參數(shù)。

本例中，考慮到?jīng)鏊L(fēng)機(jī)對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求很大，并且是1臺(tái)軟啟動(dòng)器帶多臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)的啟動(dòng)控制方式，故采用了容量大一級(jí)的軟啟動(dòng)器。啟動(dòng)方式選擇軟啟動(dòng)，初始轉(zhuǎn)矩設(shè)定為30％，啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定為30 s。投入使用后，運(yùn)行穩(wěn)定良好，涼水塔風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)狀況得到改善，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。