PLC在石油化工行業(yè)電機分批自啟動(dòng)上的應用

電機分批自啟動(dòng)技術(shù)在石油化工等連續生產(chǎn)企業(yè)中有著(zhù)廣泛的用途。以PLC為核心控制單元的電機分批自啟動(dòng)系統具有以下功能及特點(diǎn)：

（1）能夠實(shí)時(shí)地監控電機的運行狀態(tài)；

（2）記憶電網(wǎng)波動(dòng)前電機的運行狀態(tài)，只有在電網(wǎng)波動(dòng)前處于運行狀態(tài)而且在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)停機的電機才具備電機自啟動(dòng)條件；

（3）準確及時(shí)地捕獲電網(wǎng)電壓信息。

（4）分批自啟動(dòng)的電機按照工藝流程需要，在PLC中預先設置，同時(shí)為避免多臺電機在自啟動(dòng)中對電網(wǎng)的影響、電機分批自啟動(dòng)中采用分批延時(shí)處理方式；

（5）具有多路輸入和多路輸出功能，實(shí)現多臺電機自啟動(dòng)集中控制；

（6）具備遠程通信接口，實(shí)現與上位機或DCS系統的通信，在上位機或DCS系統中方便地對該系統進(jìn)行監控和維護。

洛陽(yáng)石油化工總廠(chǎng)的2套PLC電機分批自啟動(dòng)設備，采用西門(mén)于S7。300系列PLC，它以CPU313為中央處理單元，每執行1000條二進(jìn)制指令約需0．7ms。S7—300同時(shí)具備128點(diǎn)數字量輸入／輸出和32路模擬量輸入／輸出，12KB的RAM，20KB的負載存儲器；完全能夠滿(mǎn)

足電機狀態(tài)和系統電壓的實(shí)時(shí)監控和及時(shí)實(shí)現電機分批自啟動(dòng)的要求。

l.系統組成

2.套PLC電機分批自啟動(dòng)系統根據變電所供電方式，每一段低壓母線(xiàn)采用l臺PIC。

系統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(xiàn)電壓、電機運行狀態(tài)等信號的采集、處理和轉換以及電機啟動(dòng)指令的驅動(dòng)等。核心單元（即PLC）主要完成信號處理，發(fā)出電機驅動(dòng)指令。

1.1.外圍電路

外圍電路主要包括以下幾個(gè)部分：

（1）母線(xiàn)電壓采樣監測。它通過(guò)1個(gè)電流型電壓變送器將0—380V交流母線(xiàn)電壓轉換為4＊20mA直流信號。

（2）電機運行狀態(tài)信號監控。電機運行狀態(tài)信號通過(guò)電機控制回路中的1個(gè)干接點(diǎn)輸入到PLC的輸入模塊。所有信號的輸入都經(jīng)過(guò)光藕隔離，以提高抗干擾能力。

（3）電機驅動(dòng)單元。電機啟動(dòng)信號由PLC發(fā)出，輸出單元不直接驅動(dòng)電機，而是通過(guò)1個(gè)220V、10A AC的中間繼電器帶動(dòng)電機操作回路。這樣一方面提高了驅動(dòng)能力，另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系統的安全可靠性。

1．2.核心單元

根據系統的要求，其核心PLC主要有以下幾部分：

（1）CPU313及系統軟件。它完成電壓和電機運行狀態(tài)監測，實(shí)時(shí)進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)出電機分批自啟動(dòng)指令。CPU313有4種操作選擇：RUN—P、RUN、STOP和MRES運行方式。

（2）模擬量輸入模塊SM331（8路輸入）。它把電壓變送器輸入的4。20mA的模擬量轉換為數字信號，并將數字信號送到PI，C的控制單元，以供PLC做出電壓判斷。

（3）數字量輸入模塊SM321。16路輸入2個(gè)，32路輸入1個(gè)，完成62臺電機運行狀態(tài)監測和PLC電機分批自啟動(dòng)系統運行、調試狀態(tài)監側，電機運行狀態(tài)信號通過(guò)電機操作回路中的接觸器輔助接點(diǎn)接至該模塊。

（4）數字量輸出模塊SM322（輸出8路）。

接受PLC控制單元的指令，完成電機驅動(dòng)信號輸出，通過(guò)出口中間繼電器，驅動(dòng)電機操作回路，完成電機分批自啟動(dòng)。

3.系統軟件設計

電機分批自啟動(dòng)系統軟件主要任務(wù)為：

（1）完成系統初始化；

（2）正常狀態(tài)下的數據監測；

（3）電網(wǎng)電壓出現波動(dòng)后，即電網(wǎng)電壓降至70％，所有電機都會(huì )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）當電力系統恢復正常（3s內，母線(xiàn)電壓恢復至95％）時(shí)，程序依據故障前保存的電機狀態(tài)信號、對具備白啟動(dòng)條件的電機。按照順序分批發(fā)出啟動(dòng)信號，使其恢復運行；

（5）無(wú)論在正常狀態(tài)下或是在電機自啟動(dòng)過(guò)程中，PLC均實(shí)時(shí)監側母線(xiàn)電壓；

（6）通信接口程序。包括系統監測數據和故障信息，PLC將采集的母線(xiàn)電壓信息、電機啟動(dòng)狀態(tài)信息傳輸到上位機或DCS系統，便于維護人員實(shí)時(shí)了解設備運行狀況。