PLC在工業(yè)水泵站電氣信號裝置中的應用

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摘要:介紹了以PLC技術為核心的新型高壓水泵站(變配電所)中央事故、預報信號裝里，通過與傳統(tǒng)繼電式裝呈的比較，分析其所具有的特點。

關健詞:PLC控制中央事故信號裝里中央預報信號裝置程序 1概況  熱軋板廠西側(cè)有4個工業(yè)循環(huán)水泵站，泵站中主要設備均為高壓電機(3kV)拖動的水泵。由于設備是3kV的高壓電機，故采用變電所常采用的中央事故、預報信號裝置來集中反映電氣設備突發(fā)的故障，以提高運行人員迅速判斷故障的性質(zhì)、范圍和地點，以便采取措施。目前泵站采用ZC一23型沖擊繼電器、時間繼電器、中間繼電器等組成的繼電式中央事故、預報信號裝置，下面以其中的濁循環(huán)泵站為例來分析。 1.1繼電式中央事故信號裝置 (l)繼電式中央事故信號裝置的要求當泵站內(nèi)任意斷路器事故跳閘時能瞬時發(fā)出音響信號并在位于集中操作室的信號報警柜上有表示事故跳閘的音響信號，事故音響信號通常用電笛，并能手動或自動復歸。 (2)繼電式中央事故信號裝置工作原理該裝置如圖1所示，采用ZC一23型的沖擊繼電器ICJJ，其中GHJ為干簧繼電器是其執(zhí)行元件，TA為脈沖變流器，其一次側(cè)并聯(lián)的二極管DZ和電容C，用于抗干擾;其二次側(cè)并聯(lián)的二極管VZ起單向旁路作用。當TA的一次側(cè)電流突然減少時，起二次側(cè)感應的反向電流經(jīng)Dl而旁路，不讓它流過干簧繼電器GHJ的線圈。當某臺斷路器(如IQF)自動跳閘時，因其輔助觸點IDL與控制開關1KK’‘不對應”而使脈沖變流器TA的一次電流突增，其二次側(cè)感應電動勢使干簧繼電器GHJ動作。GHJ的常開觸點閉合，使中間繼電器ZJ動作，其常開觸點閉合使電笛DD發(fā)出音響信號。操作人員按下解除接鈕IYJA，使電笛DD停止音響報警。來自于中央預報信號裝置的中間繼電器ZJJ的延時閉合常開觸點在中央預報信號裝置電源通電時斷開，而在電源失電時延時閉合，同樣也能使電笛DD發(fā)出音響報警信號。中間繼電器IJJ的常開觸點同樣也送至中央預報信號裝置中，從而使中央事故、預報信號兩個裝 置互相連為一體。  1.2繼電式中央預報信號裝置 (l)中央預報信號裝置的要求預報信號應該同時發(fā)出單獨的燈光信號和中央音響信號。燈光信號是利用光字牌的燈光顯示，使配電值班人員了解設備的異常狀態(tài)和故障性質(zhì)。中央音響信號采用電鈴，當電鈴響時，告知配電值班人員，設備處于異常狀態(tài)，配電值班人員應加強對設備的監(jiān)視，及采取處理事故的措施。 (2)繼電式中央預報信號裝置的工作原理(圖2)中央預報信號裝置與中央事故信號裝置大體相同，不同的是當某一信號繼電器動作時，使預報信號小母線IYBM和ZYBM與控制母線+XM經(jīng)光字牌GP的燈泡接通，從而使電鈴DL發(fā)出音響報警信號，并使相應的光字牌GP燈泡電亮。光字牌GP采用兩個燈泡并聯(lián)的方式保證了整個裝置的可靠性。而來自中央事故信號裝置的中間繼電器IJJ的常閉觸點同樣可發(fā)出燈光和音響信號。光字牌度試驗開關SK可隨時檢驗光字牌燈泡的好壞。當按下解除音響按鈕ZYJA使電鈴DL音響信號停止，而解除光字牌的燈光信號需使相應的信號繼電器復歸。 1.3原裝置中存在的缺陷 該泵站的電氣控制系統(tǒng)曾在2000年進行了PLC改造并實現(xiàn)了計算機的集中控制，但是中央事故、預報信號裝置未進行改造。因此，中央事故、預報信號裝置存在以下缺陷 :(1)可靠性低，因為電氣控制系統(tǒng)改造后，原有的操作開關KK被PLC的輸出觸點代替，中央事故信號裝置中操作開關KK與斷路器的輔助觸點DL’‘不對應”的方法無法實現(xiàn)，故在PLC改造時設置了使PLC輸出觸點保持閉合25的方法，以實現(xiàn)在開泵時的事故信號報警，但這樣一來就無法實現(xiàn)在斷路突然跳閘時發(fā)出事故音響信號。同時因為繼電器的使用時間過長，比較容易發(fā)生故障且抗干擾性能低。 (2)耗電較多。 (3)裝置一旦安裝好改變困難。 2 PLC實現(xiàn)中央事故、預報信號裝皿 2.1硬件設計  該泵站在2000年的PLC改造中，采用了目前使用較為廣泛的西門子S7一300的PLc，該PLC的功能強大，且在改造中余留了一些1/0接口單元。因此PLC實現(xiàn)中央事故、預報信號裝置是建立在充分利用原有資源的基礎上的。圖3就是PLC新增加的1/0接口單元。PLC的梯形圖的程序設計見圖4。 2.2  PLC中央事故信號裝置的工作原理 如圖4所示，當任意斷路器跳閘時由于該斷路器的控制開關(即PLC的輸出觸點)和斷路器的輔助觸點按“不對應原理”和PLC內(nèi)編制的程序，這時Q19.5就輸出電笛鳴叫。解除按鈕IYJA是作為復位報警裝置用的。T100一Tll2的作用是躲過合上斷路器瞬間的誤信號，設定的時間需根據(jù)實際情況而定。 2.3  PLC中央預報信號裝置的工作原理 由于裝置中的預報信號繁多，采用每個預報信號直接輸人PLC顯然不夠經(jīng)濟，故對預報信號裝置做了改動，如圖5所示。   如圖4和圖5，當某一信號繼電器動作時能夠使相應的光字牌GP點亮，同時使中間繼電器KAI和KAZ得電動作，輸人信號至PLC，并由PLC根據(jù)編制的程序使Q19.6輸出驅(qū)動電鈴發(fā)出音響信號，而按下ZYJA解除按鈕即可解除音響信號。 3結(jié)語 由上文可看出PLC實現(xiàn)的中央故事、預報信號裝置具有以下特點:(1)外部接線和設備很少，接線簡單;(2)用程序控制代替繼電器控制，因此可靠性高，而且更改非常靈活方便;(3)節(jié)省了許多繼電器、耗電少。PLC實現(xiàn)的中央事故、預報信號裝置在實際應用中應該得到較好的效益。同時，在各種變配電所和類似的高壓水泵站、空氣壓縮站也應具有廣泛的應用。