文章简要介绍了PLC星三角降压启动原理及应用程序软件。由于PLC与传统继电器在电动机启动方面相比具有显著的优势,抗振性(AC)和电磁兼容性(EMC)好,冲击电流小等,可靠性、稳定性和安全性都更高。据此详细介绍了西门子PLC在电动机星-三角启动中的应用。对于PLC在相关行业和领域电动机启动的应用有着较强的通用性与参考价值

谢路生

雷德铤

黄元庆

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PLC在电厂电动机星- 三角启动中的应用谢路生 1, 2 黄元庆 1 雷德铤 2(1、厦门大学机电工程系, 福建 厦门 361005 2、三明中银斑竹水电有限公司, 福建 三明 365000)摘 要: 文章简要介绍了 PLC 星三角降压启动原理及应用程序软件。由于 PLC 与传统继电器在电动机启动方面相比具有显著的优势 , 抗振性(AC)和电磁兼容性(EMC)好 , 冲击电流小等 , 可靠性、稳定性和安全性都更高。据此详细介绍了西门子 PLC 在电动机星- 三角启动中的应用。对于 PLC 在相关行业和领域电动机启动的应用有着较强的通用性与参考价值。关键词: PLC 星- 三角降压启动 电动机 电气控制线路中图分类号 : TP273 文献标识码 : A 文章编号: 1672- 4801( 2007) 03- 073- 021 概述可编程逻辑控制器( PLC) 是而是二十世纪八十年代发展起来的新一代工业控制装置 , 是自动控制, 计算机和通信技术相结合的产物[1]。在现代集散控制系统中 , PLC 已经成为一种重要的基本控制单元, 在工业控制等领域中应用前景极其广泛。在某中型发电厂自控系统中 , 要求溢弧门系统、检修水井、轴油系统等系统的电动机 , 通过液位传感器提供反馈信号进行控制。电动机启动时,为防止启动电流过大 , 一般对电机采用星—三角启动方法。电动机传统的启动方式是用继电器进行控制 , 由于继电器抗振性 (AC) 和电磁兼容性( EMC) 较 PLC 差 , 且继电器的触点容易产生接触不良和氧化等缺陷; 而 PLC 具有抗振性, 及很强的电磁兼容性, 且体积小、功能强、易于安装 , 几乎不需要任何接线。PLC 控制的电动机启动比传统继电器控制的启动可靠性、安全性和稳定性都高很。这对于工农业的安全生产有着重要的实际价值。2 星—三角降压启动原理在电机启动时将电机接成星型接线,当电机启动成功后再将电机改接成三角型接线运行。因电机启动电流与电源电压成正比,此时启动电流只有全电压启动电流的 1/3 , 启动力矩也只有全电压启动力矩的 1/3[2]。启动, 属降压启动。一般情况下鼠笼式电机的启动电流是运行电流的 5～7 倍, 为了不形成对电网电压过大的冲击所以要采用星—三角启动。3 传统的电动机星—三角启动继电器控制的电动机星—三角启动的控制线路见图 1[3]。启动时 , 按下启动按钮 SST, 使接触器主触点K1 闭合 (K1 的常闭辅助触点断开 , 以防止 K2 闭合而造成的电源短路) , 电动机定子绕组接成星形。此时, 时间继电器 KTl、KT2 线圈得电, 经一定的时间延时后 KTl 常闭触点断开 , K1 线圈失电 ,其主触点断开 , Kl 的常闭触点闭合为 K2 的接通作好准备; 经一定的时间延时后 KT2 常开触点闭合, 使 K2 线圈得电, 其主触点闭合, 电动机定子绕组切换成△接法(回路中的常闭辅助触点 Kl, 同样是防止 K2 的主触点接通造成的电源短路)。时间继电器常开瞬动触点 KT2 是为了 K1 的常开辅助触点断开而 K2 尚未闭合时起到保持控制电路仍在接通的自锁作用。SSTP 为停止按钮。4 PLC 在电动机星—三角启动的应用根据星—三角启动的原理 , 选择西门子 PLC- LOGO 通用逻辑控制模块 , 可以实现电动机的启动。LOGO 模块有 8 种基本功能和 26 种特殊功能,可代替定时器、继电器、时钟和接触器所实现的功能 , 可取代很多继电器设备[4 ], 不仅减少许多附件和放置空间, 使得控制柜的体积变得更小 , 而且具备随时扩展功能。具有容易安装、抗振性、电磁兼容性( EMC) , 以及适合各种气候条件。4.1 PLC 控制电动机星—三角启动的原理电气控制接线图设计如图 2 所示 , PLC 逻辑程序如图 3 所示。当启动信号 I1 接通 (按下按钮SST)时 , 锁定继电器 B02 输出高电平 , 此时 Q2 为低电平 , 经反向器 B05 后为高电平 , B02 的输出通过与门 B01 使 Q1 输出接通 , Kl 得电 , 从而使 K1的主触点闭合, 电动机定子绕组接成星形。同时 ,机 电 设 计 研 究 《机 电 技 术 》2007 年 第 3 期73- -Q1 高电平触发时间延时继电器 B04 计时 , 经过延时时间 t1(在 B04 的 T 参数设置)后 , B04 的输出端变为高电平 , 并通过或门 B03 到达 B02 的 R 输入端 , 将 B02 清零 , 使 Ql 继电器输出断开 , K1 的线圈失电 , K1 的主触点断开。B04 的高电平同时也使锁定继电器 B08 的输出置为高电平, 触发时间延时继电器 B07 计时 , 延时时间 t2 在 B07 的 T 参数设置。经过 t2 时间后 , B07 的输出端变为高电平 , 并通过与门 B06(因此时 Q1 为低电平 , 经反向器 B09 后为高电平, 允许 B07 的高电平通过), 使继电器输出 Q2 接通 , K2 线圈得电 , 其主触点闭合, 电动机定子绕组接成三角形。当 按 下 按 钮 SSTP 时 , 产 生 停 止 信 号 I2, 将B02 和 B08 锁定继电器输出清零, 从而使 Q1 或 Q2断开, 系统停止。4.2 编辑逻辑程序图PLC- LOGO 的 逻 辑 程 序 图 详 见 图 3。 通 过LOGO 操作面板 , 将图 3 的逻辑程序输入到 LO-GO, 也可以采用 LOGO 的编程软件来输入程序。4.3 结果按图 4 所示的控制流程进行调试, 经调试 , 电动机正常、稳定运行。这表明逻辑程序图和控制流程都正确。在电厂的溢弧门系统、轴油系统、漏油系统、检修水井等系统的电动机星三角启动控制回路中, 采用 PLC 替代继电器, 经长期的运行, 未出现任何问题, 证明很稳定可靠。保证了电厂的安全生产。5 结束语采用 PLC 对传统的继电器控制的电动机星—三角启动进行的技术改造, 经实践证明是很成功的。PLC 控制的电动机星三角启动具有很高的可靠性、安全性和稳定性。这对于工农业的安全生产有着重要的实际价值。在实际使用过程中, 从 11KW 的电机开始 , 就可以采用星—三角降压启动。如风机、在启动时电流在 7~ 9 倍(100A 左右), 按正常配置的热继电器启动不了 , 关风门也没用 , 热继电器配置太大 , 又起不了电机的保护作用, 所以建议用降压启动。而对负荷较小的电机启动, 由于电机到达恒速时间短 , 启动时电流冲击影响较小 , 所以在 3KW 左右的电机 , 可选用 1.5 倍额定电流的断路器直接启动, 能够长期工作。参考文献:[1] 汤自春. PLC 原理及应用技术[M].高等教育出版社 2006.[2] 刘耀元. 电工与电子技术[M].北京工业大学出版社 2006.[3] 鲁远栋. PLC 机电控制系统应用设计技术[M].电子工业出版社 2006.[4] 西门子公司 LOGO 使用手册[S].作者简介: 谢路生 , (1977 年～), 男 , 工程师 , 主要研究方向 : 测控技术、计算机视觉 。《机 电 技 术 》2007 年 第 3 期 机 电 设 计 研 究74- -

PLC在电厂电动机星-三角启动中的应用

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/142006/PLC%e5%9c%a8%e7%94%b5%e5%8e%82%e7%94%b5%e5%8a%a8%e6%9c%ba%e6%98%9f-%e4%b8%89%e8%a7%92%e5%90%af%e5%8a%a8%e4%b8%ad%e7%9a%84%e5%ba%94%e7%94%a8.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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