PLC在自动化柴油发电机组中的应用
作者戴隆党 
??? 自动化柴油发电机组用PLC控制有很多优点，它主要通过软件控制，从而省去了硬件开发工作，外围电路很少，大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力；由于它简单易行的可编程序功能，无须改变系统的外部硬件接线，便能改变系统的控制要求，使系统的“柔性”大大提高。
l主要功能??? 自动化柴油发电机组作为一个备用电源，应具备以下基本功能：(1)自动启动??? 当市电出现故障(断电、欠压、过压、缺相)时，机组能自动启动、自动升速、自动合闸，向负载供电。(2)自动停机??? 当市电恢复，经判断正常后，控制切换开关，完成发电到市电的自动切换、然后控制机组降速、怠速运行3分钟后自动停机。(3)自动保护??? 机组在运行过程中，如果出现油压过低、超速、电压异常故障，则紧急停机，同时发出声光报警信号，如果出现水温高、油温高故障。则发出声光报警信号，经过延时后，正常停机。(4)三次启动功能??? 机组有三次启动功能，若第一次启动不成功，经10秒延时后再次启动，若第二次启动不成功，则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功，就按预先设置的程序往下运行；若连续三次启动均不成功，则视为一次启动失败，发出声光报警信号，也可以同时控制另一台机组起动。(5)自动维持准启动状态??? 机组能自动维持准启动状态。此时，机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。(6)具备维护性开机功能??? 当机组较长时间未启动时，可进行维护性开机，以检查机组性能及状态。维护性开机不影响市电的正常供电，在维护性开机时若出现市电故障，系统会自动转为正常开机状态并由机组供电。(7)具备手动、自动两种操作模式。
2控制系统的硬件设计
2．1根据所需的输入／输出点 ??? 数选择PLC机型??? 根据自动化机组的控制要求，所需PLC的输入点数为11个，输出点数为12个。系统的控制量基本上是开关量，只有电压和转速是模拟量，为了降低成本，可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、这样，可以选用不带模拟量输入的PLC。本系统选用C28P—CDR—D小型可编程序控制器，可靠性高，体积小，输入点数为16个，输出点数为12个。电源、输入、输出电压均为24VDC。
2．2分配PlC输入输出??? 根据自动化机组的控制要求和电气原理图，PLc输入、输出信号分配表见表1。
表1输入／输出分配表
输入点  输出点
定义号 输入信号 定义号 控制对象
0000 ???? 市电故障  O500 ????? 启动
0O01 ????? 机组电压异常 0501 ????? 水温、油温高报警
O002 ???? 水温高 0502 ????? 合闸指示灯
0003 ???? 油压低 0503 ????? 启动失败报警指示灯
0004 ???? 油温高 0504 ????? 油压低报管指示灯
0005 ???? 启动成功 0505 ????? 超速报警指示灯
OO06 ???? 额定转速 0506 ????? 电压异常报警指示灯
0007 ???? 超速 0507 ????? 总故随声光报警指示灯
0008 ???? 机组电开关故障 0508 ????? 升速
0009 ???? 市电开关故障 0509 ????? 降速
0010 ???? 维护性开机按钮 0510 ????? 停机
　 0511 ????? 分闸
3控制系统的程序设计??? 当自动化机组的开关打到自动位置时，机组处于准启动状态。PLc对市电进行不间断的循环检测，预供油泵周期性地向柴油机润滑油道供油，柴油机的冷却水和机油温度能保证机组随时应急启动。在准启动状态，一旦市电出现失电、欠压、过压和缺相等故障，并经5秒确认，PLc控制机组自动启动，自动升速到额定转速，自动保护投入。当机组工作正常时，控制切换开关切换到发电状态，机组合闸向负载供电。当市电恢复正常，延时5秒确认后，断开机组输出开关，控制切换开关切换到市电状态，机组自动降速到怠速状态，运行3分钟后正常自动停机，机组处于准启动状态。??? 根据自动化机组的控制流程和输入、输出分配表，可编制出PlC控制的梯形图。
4结论??? 采用FLc控制的自动化柴油发电机组，硬件简单，技术经济指标好，经过在不同机组上使用，可靠性高，程序稍作修改，就可以满足用户不同的控制要求。

PLC在电机分批自启动中的应用
 
电机分批自启动技术在石油化工等连续生产企业中有着广泛的用途。以PLC为核心控制单元的电机分批自启动系统具有以下功能及特点：(1)能够实时地监控电机的运行状态；(2)记忆电网波动前电机的运行状态，只有在电网波动前处于运行状态而且在电网波动时停机的电机才具备电机自启动条件；(3)准确及时地捕获电网电压信息。(4)分批自启动的电机按照工艺流程需要，在PLC中预先设置，同时为避免多台电机在自启动中对电网的影响、电机分批自启动中采用分批延时处理方式；(5)具有多路输入和多路输出功能，实现多台电机自启动集中控制；(6)具备远程通信接口，实现与上位机或DCS系统的通信，在上位机或DCS系统中方便地对该系统进行监控和维护。洛阳石油化工总厂的2套PLC电机分批自启动设备，采用西门于S7。300系列PLC，它以CPU313为中央处理单元，每执行1000条二进制指令约需0．7ms。S7—300同时具备128点数字量输入／输出和32路模拟量输入／输出，12KB的RAM，20KB的负载存储器；完全能够满足电机状态和系统电压的实时监控和及时实现电机分批自启动的要求。l系统组成2套PLC电机分批自启动系统根据变电所供电方式，每一段低压母线采用l台PIC。系统硬件主要分为外围电路和核心单元2部分。外围电路主要完成母线电压、电机运行状态等信号的采集、处理和转换以及电机启动指令的驱动等。核心单元(即PLC)主要完成信号处理，发出电机驱动指令。1。1外围电路外围电路主要包括以下几个部分：(1)母线电压采样监测。它通过1个电流型电压变送器将0—380V交流母线电压转换为4*20mA直流信号。(2)电机运行状态信号监控。电机运行状态信号通过电机控制回路中的1个干接点输入到PLC的输入模块。所有信号的输入都经过光藕隔离，以提高抗干扰能力。(3)电机驱动单元。电机启动信号由PLC发出，输出单元不直接驱动电机，而是通过1个220V、10A AC的中间继电器带动电机操作回路。这样一方面提高了驱动能力，另一方面使得电气操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系统的安全可靠性。1．2核心单元根据系统的要求，其核心PLC主要有以下几部分：(1)CPU313及系统软件。它完成电压和电机运行状态监测，实时进行逻辑判断，发出电机分批自启动指令。CPU313有4种操作选择：RUN—P、RUN、STOP和MRES运行方式。(2)模拟量输入模块SM331(8路输入)。它把电压变送器输入的4。20mA的模拟量转换为数字信号，并将数字信号送到PI，C的控制单元，以供PLC做出电压判断。(3)数字量输入模块SM321。16路输入2个，32路输入1个，完成62台电机运行状态监测和PLC电机分批自启动系统运行、调试状态监侧，电机运行状态信号通过电机操作回路中的接触器辅助接点接至该模块。(4)数字量输出模块SM322(输出8路)。接受PLC控制单元的指令，完成电机驱动信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动。2系统软件设计电机分批自启动系统软件主要任务为：(1)完成系统初始化；(2)正常状态下的数据监测；(3)电网电压出现波动后，即电网电压降至70％，所有电机都会因为电气保护装置而强制退出运行，在此之前，程序已经做出判断并锁存电机状态信号；(4)当电力系统恢复正常(3s内，母线电压恢复至95％)时，程序依据故障前保存的电机状态信号、对具备白启动条件的电机。按照顺序分批发出启动信号，使其恢复运行；(5)无论在正常状态下或是在电机自启动过程中，PLC均实时监侧母线电压；(6)通信接口程序。包括系统监测数据和故障信息，PLC将采集的母线电压信息、电机启动状态信息传输到上位机或DCS系统，便于维护人员实时了解设备运行状况。
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