简单PLC控制系统的设计与实现--控制网



简单PLC控制系统的设计与实现
企业：控制网 日期：2004-06-10
领域：PLC&PAC 点击数：1152

 

李  洁

 

1    引言

 

    八盘峡水电厂是黄河兰州段刘、盐、八梯级水电厂的最后一级，是径流河床式调峰电站。全厂共6台机组，单机容量36MW，是一个生产运行了30年的老厂。

 

    该厂低压风系统的两台2V-6/8型低压机，是全厂辅助系统中的主要设备，由其提供的0.8MPa风压，主要供给发电机制动风闸、顶盖围带密封等处。由于该风压是全厂发电机组开机条件之一，因此是不允许间断的。

 

    原控制回路主要由老式继电器构成，结构复杂，老化严重，给运行及检修人员带来极大不便。气压信号由电接点压力表采集，由三相交流接触器启停电机，故障报警及电机（40kW）保护装置十分简单，控制回路故障频繁发生，难以保证全厂低压技术用风的正常供给。

 

2    改造方案

 

    经过具体研究和分析后，决定采用性价比高的PLC集中控制模式，更换原有的控制盘，将交流接触器更换为无触点的固态开关，用压力变送器取代电接点压力表。预备用PLC  RS-485串行通讯接口，通过双绞线与发电机组监控上位机连接，实现远方监控（见图1）。为了便于运行人员掌握，系统操作方式完全移植原有的运行操作方式。方案确立后，根据现场需要选定了所需设备型号。

图1  低压空压机控制系统结构图

 

(1)  控制系统的结构

 

(2)  控制系统组成及主要设备技术指标

    采用标准控制盘柜，选用日本三菱公司PLC及串行通讯设备，恩威电子公司的两台固态开关，北京三吉利佳兆公司的气压变送器。他们的特性参数参见表1、2、3。

表1  PLC性能参数

表2  固态开关(SWK)性能参数

表3  压力变送器性能参数

 

(3)  流程的设计

    控制流程（见图2）切合实际进行设计，通过在现场多方面的调试,完全满足现场各方面的需要，程序设计技术指标参见表3。

图2  流程框图

 

表3  程序设计技术指标

 

(4)  控制系统运行方式

    ①  切换运行方式

    两台低压机分别由两个操作把手控制，可任意切换四种运行方式―自动、备用、手动与切除。

 

    ②  电源运行方式

    控制系统分别由厂用一段、厂用二段电源供电，互为备用。控制系统盘柜上的电源切换把手，任意切换三种供电方式―厂用一段电源投入、厂用二段电源投入、电源切除。

 

    ③  PLC运行方式   

    PLC有两种工作方式―运行及调试，由一控制按键切换。运行态时PLC正常开入、运算与控制开出。调试态时PLC正常开入，但禁止所有开出控制。

 

3    实现功能

 

(1)  对两台低压机实现可靠的自动控制。

 

(2)  对两台低压机及控制系统本身实现全面可靠的自动保护。

 

    ①  对低压机的保护：低压机两级气缸温度过高的保护，低压机两级气缸压力过高的保护。

    ②  对40kW电动机的保护：过流、过载、欠压、缺相、三相不平衡。

    ③  对PLC的保护

    PLC的工作电源用隔离变压器隔离，减少尖峰波形电压对PLC的冲击。

 

(3)  完善的报警系统及显示光字。现场报警系统共有10个显示光字，远方中控室有2个显示光字，组合起来共反映24种不同故障。

 

(4)  压力变送器可对气压信号进行模拟量的采集,便于监视。

 

(5)  随时根据需要与上位机通讯，实现远方监控。

 

4    结语

 

    低压机监控系统采用先进的PLC控制，设计合理，使整个系统性能优于原控制系统，这一点在实际运行中得到了充分的证实与考验。自1999年6月投运以来，运行状况良好，获得了显著的经济效益，为安全生产发挥了实际作用，对其它设备的独立改造具有一定的参考价值。
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