電機分批自啟動技術(shù)在石油化工等連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)中有著廣泛的用途。以plc為核心控制單元的電機分批自啟動系統(tǒng)具有以下功能及特點:(1)能夠?qū)崟r地監(jiān)控電機的運行狀態(tài);(2)記憶電網(wǎng)波動前電機的運行狀態(tài),只有在電網(wǎng)波動前處于運行狀態(tài)而且在電網(wǎng)波動時停機的電機才具備電機自啟動條件;(3)準確及時地捕獲電網(wǎng)電壓信息。(4)分批自啟動的電機按照工藝流程需要,在plc中預先設(shè)置,同時為避免多臺電機在自啟動中對電網(wǎng)的影響,電機分批自啟動中采用分批延時處理方式;(5)具有多路輸人和多路輸出功能,實現(xiàn)多臺電機自啟動集中控制;(6)具備遠程通信接口,實現(xiàn)與上位機或dcs系統(tǒng)的通信,在上位機或dcs系統(tǒng)中方便地對該系統(tǒng)進行監(jiān)控和維護。
洛陽石油化工總廠的2套plc電機分批自啟動設(shè)備,采用西門子s7-300系列plc,它以cpu313為中央處理單元,每執(zhí)行1條二進制指令約需。7ms.s7- 300同時具備128點數(shù)字量輸人/輸出和32路模擬量輸人/輸出,12kb的ram,20kb的負載存儲器;完全能夠滿足電機狀態(tài)和系統(tǒng)電壓的實時監(jiān)控和及時實現(xiàn)電機分批自啟動的要求。
1系統(tǒng)組成2套plc電機分批自啟動系統(tǒng)根據(jù)變電所供電方式,每一段低壓母線采用1臺plc.系統(tǒng)硬件主要分為外圍電路和核心單元2部分。外圍電路主要完成母線電壓、電機運行狀態(tài)等信號的集、處理和轉(zhuǎn)換以及電機啟動指令的驅(qū)動等。核心單元(即plc)主要完成信號處理,發(fā)出電機驅(qū)動指令。
1.1外圍電路外圍電路主要包括以下幾個部分:(1)母線電壓采樣監(jiān)測。它通過1個電流型電壓變送器將~380v交流母線電壓轉(zhuǎn)換為4~20ma直流信號。(2)電機運行狀態(tài)信號監(jiān)控。電機運行狀態(tài)信號通過電機控制回路中的1個干接點輸入到plc的輸人模塊。所有信號的輸入都經(jīng)過光耦隔離,以提高抗干擾能力。(3)電機驅(qū)動單元。電機啟動信號由plc發(fā)出,輸出單元不直接驅(qū)動電機,而是通過1個220v、10aac的中間繼電器帶動電機操作回路。這樣一方面提高了驅(qū)動能力,另一方面使得電氣操作回路和plc控制回路分隔,提高了系統(tǒng)的安全可靠性。
1.2核心單元根據(jù)系統(tǒng)的要求,其核心plc主要有以下幾部分:(1)cpu313及系統(tǒng)軟件。它完成電壓和電機運行狀態(tài)監(jiān)測,實時進行邏輯判斷,發(fā)出電機分批自啟動指令。cpu313有4種操作選擇:run-p、run、stop和mres運行方式。(2)模擬量輸人模塊sm331(8路輸人)。
它把電壓變送器輸人的4~20ma的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并將數(shù)字信號送到plc的控制單元,以供plc做出電壓判斷。(3)數(shù)字量輸人模塊sm321.16路輸入2個,32路輸人1個,完成62臺電機運行狀態(tài)監(jiān)測和plc電機分批自啟動系統(tǒng)運行、調(diào)試狀態(tài)監(jiān)測,電機運行狀態(tài)信號通過電機操作回路中的接觸器輔助接點接至該模塊。(4)數(shù)字量輸出模塊sm322(輸出8路)。接受plc控制單元的指令,完成電機驅(qū)動信號輸出,通過出口中間繼電器,驅(qū)動電機操作回路,完成電機分批自啟動。
2系統(tǒng)軟件設(shè)計電機分批自啟動系統(tǒng)軟件主要任務(wù)為:(i)完成系統(tǒng)初始化;(2)正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)監(jiān)測;(3)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動后,即電網(wǎng)電壓降至70%,所有電機都會因為電氣保護裝置而強制退出運行,在此之前,程序已經(jīng)做出判斷并鎖存電機狀態(tài)信號;(4)當電力系統(tǒng)恢復正常(3s內(nèi),母線電壓恢復至95%)時,程序依據(jù)故障前保存的電機狀態(tài)信號,對具備自啟動條件的電機,按照順序分批發(fā)出啟動信號,使其恢復運行;(5)無論在正常狀態(tài)下或是在電機自啟動過程中,plc均實時監(jiān)測母線電壓;(6)通信接口程序。包括系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和故障信息,plc將采集的母線電壓信息、電機啟動狀態(tài)信息傳輸?shù)缴衔粰C或dcs系統(tǒng),便于維護人員實時了解設(shè)備運行狀況。










