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利用PLC實現(xiàn)多臺風(fēng)機的軟啟動控制
利用PLC實現(xiàn)多臺風(fēng)機的軟啟動控制
一、控制要求
1、8臺風(fēng)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(zé)4臺風(fēng)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?？紤]到控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和簡化外部接線，應(yīng)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(fēng)機應(yīng)急啟動運行。
5、設(shè)計時應(yīng)考慮配電、控制設(shè)備的維修方便。
二、電路設(shè)計
1、主回路設(shè)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(nèi)，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(dāng)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(fēng)機。
2、控制回路設(shè)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(fēng)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(fù)位信號等共計15點；輸出信號則應(yīng)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(fēng)機仍可像常規(guī)電機一樣直接啟停。另外應(yīng)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(yīng)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(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臺風(fēng)機啟動信號后，首先要檢查是否有其它風(fēng)機正在使用軟啟動器，如沒有，要先禁止其它風(fēng)機使用軟啟動器，然后檢查該臺風(fēng)機的正常運行接觸器是否已經(jīng)閉合（直接啟動），只有當(dāng)未閉合時，方可用軟啟動程序啟動風(fēng)機。這樣就避免了同時啟動多臺風(fēng)機，也避免了軟啟動和直接啟動同時使用的情況。另外，當(dāng)軟啟動結(jié)束后切換至正常運行回路時，應(yīng)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(shè)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(fēng)機對啟動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩設(shè)定為30％，啟動時間設(shè)定為30 s。投入使用后，運行穩(wěn)定良好，涼水塔風(fēng)機的啟動狀況得到改善，達到了預(yù)期目標。