PLC在电动机保护中的应用.docx

PLC在电动机保护中的应用dujing导语：电动机的应用几乎涵盖了工农业消费和人类生活的各个领域，在这些应用领域中，电动机经常运行在恶劣的环境下，导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故1引言电动机的应用几乎涵盖了工农业消费和人类生活的各个领域，在这些应用领域中，电动机经常运行在恶劣的环境下，导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。对于应用于大型工业设备重要场合的高压电动机、大功率电动机来讲，一旦发生故障所造成的损失无法估量。电动机常见的故障可分为对称故障和不对称故障两大类。对称故障包括:过载、堵转和三相短路等，这类故障对电动机的损害主要是热效应，使绕组发热甚至损坏，其主要特征是电流幅值发生显著变化;不对称故障包括:断相、逆相、相间短路、匝间短路等，这类故障是电动机运行中最常见的一类故障。不对称故障对电动机的损害不仅仅是引发发热，更重要的是不对称引起的负序效应能造成电动机的严重损坏。因此，对大型电动机进展综合保护非常重要。2基于PLC的电动机综合保护对电动机的保护可以分为以下几类:在电动机发生故障时，为了保护电动机，减轻故障的损坏程度，继电保护装置的快速性和可靠性特别重要。在单机容量日益增大的情况下，电机的额定电流可达数千甚至几万安，这就给电动机的继电保护提出了更高的要求。传统的继电保护装置已经无法知足要求，因此微机保护应运而生。PLC是用来取代传统的继电器控制的，与之相比，PLC在性能上比继电器控制逻辑优异，十分是可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便、而且体积小、功耗低、使用维护方便。因此，本文研究了基于可编程控制器PLC的电动机综合监控和保护系统的方法。3系统硬件设计3.1系统的总体构造基于可编程控制器PLC的电动机综合监控和保护系统的总体构造如图1所示。3.2PLC机型选择及扩展选择PLC机型应考虑两个问题:1PLC的容量应为多大？2选择什么公司的PLC及外设。在本系统中，包含以下输入输出点，见附表,本系统共包括12路开关量，7路模拟量。SIMATICS7-200系列PLC是由西门子公司消费的小型PLC，其特点是:SIMATICS7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测，监测及控制的自动化，S7-200系列的强大功能使得其无论在独立运行中，或者相连成网络皆能实现复杂控制功能，因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或者35路模拟量I/O点;13K字节程序和数据存储空间;6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器;1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯才能;I/O端子排可以很轻易地整体拆卸，是具有较强控制才能的控制器。根据系统的实际情况，结合以上特点，SIMATICS7-200CPU224完全可以作为本系统的主机。CPU224可扩展7个模块，而其本身具有14输入/10输出共24点数字量，因此已无须数字量扩展模块。但由于有7路模拟量输入，故需选择模拟量输入模块。S7-200系列提供了EM231，EM232，EM235等模拟量扩展模块。根据以上技术数据，选择两个EM231作为模拟量输入模块，这样共可以扩展4×2=8路模拟量输入。4系统软件设计4.1主程序程序开场，从输入单元检测输入量，首先判定KM是否闭合，假如闭合，讲明电动机已经处于运行状态，此时应无法按下启动按钮，假设KM未曾闭合，那么讲明电动机处于停机状态，可以按启动按钮。接着判定启动按钮是否按下，假设是，那么继续下面的程序，假设否，那么重新检测。假如按钮已经按下，那么检测电动机是否启动，假设是，那么继续下面的程序，假设否，那么转入欠压保护子程序，假设是电动机已经启动，那么判定起动是否成功，假设是，那么继续下面的程序，假设否，那么转入起动保护。假如电动机已经正常起动，那么绿灯亮。接着判定停顿按钮是否按下，假设否，那么继续下面的程序，假设是，那么程序直接完毕，开场下一次扫描。假如停顿按钮并未按下，即电动机仍然在运行中，那么进展运行经过中的故障判定，首先检测是否发生短路故障，方法是:检测三相电流，再判定Imax是否大于整定值，假设是那么跳转至保护动作子程序段，电动机起动短路保护，警报响，并且短路故障指示灯亮。假设否，那么继续下面的程序。接着判定是否发生断相故障，方法是:检测三相电流，判定是否有某相电流为零，或检测Umn，判定是否不为零，假如其中之一知足，那么跳转至保护动作子程序段，电动机起动断相保护，警报响，并且断相故障指示灯亮。假设否，那么继续下面的程序。接着判定是否发生欠压故障，方法参见欠压保护子程序讲明。接着判定是否发生接地故障，方法是:检测I0，假设大于整定值那么跳转至保护动作子程序段，电动机起动接地保护，警报响，并且接地故障指示灯亮。接着判定是否发生过负荷故障，方法是:检测三相电流，假设到达整定时限后，电流仍大于整定值，那么跳转至保护动作子程序段，电动机起动过负荷保护，警报响，并且过负荷故障指示灯亮。假设判定未发生过负荷故障，那么程序完成一次扫描，再次从第一条开场，进展第二次扫描，所以完毕是指一个循环的完毕，并不是整个程序的完毕。4.2欠压保护子程序在该程序段中，收集A相和C相的电压量，求出其平均值，再与整定值相比拟，假设小于整定值，那么跳转至保护动作子程序段，电动机起动欠压保护，警报响，并且欠压故障指示灯亮。假设未发生欠压故障，那么直接完毕本次循环。4.3起动时间过长保护子程序在该程序段中，收集三相电流量，假设发如今起动经过中，电流大于整定值，或者在整定时间到达后，电流仍大于另一整定值，那么跳转至保护动作子程序段，起动时间过长保护动作，警报响，并且起动故障指示灯亮。5完毕语通过本系统设计、试验与运行，得到如下结论:1利用PLC进展电动机综合保护硬件简单可靠。2可以采用梯形图语言进展编程，简单易行。3系统运行可靠，便于检修维护。4由于采用集成综合设计，系统体积小、功耗低、使用操纵方便。0