PLC在ATS48控制的多臺電機啟動中的應用

唐 棟

（西安航空動力控制科技有限公司動力分廠 西安）

1.問題的提出

西安航空動力控制科技有限公司61號動力站中負責冬季中央空調廠房采暖的4臺熱水泵中每2臺熱水泵（45 kW）共用一個ATR48軟啟動器進行起/?？刂?，控制柜內(nèi)所有二次線路均按照施耐德電氣提供的標準控制圖接線（大量使用最普通的有觸點的各類繼電器實現(xiàn)邏輯控制），該系統(tǒng)幾乎每年都會因為繼電器的誤動作或不動作等原因造成熱水泵無法正常工作。由于二次設備線路較為繁雜，故增加了維修難度，致使每次維修周期都較長，不利于長遠發(fā)展。再考慮到控制設備占地面積大，故計劃對原控制系統(tǒng)進行技術改造，達到以PLC為控制器，用1臺施耐德 Altistart 48對2臺相同型號的水泵的速度（v）分別啟/停進行控制。

2.系統(tǒng)硬件設計

PLC的 I/O端子分配見表1。

表1 PLC的 I/O端子分配

3.系統(tǒng)軟件設計（圖1）

圖1 PLC程序

（1）1#電機啟動過程。按下MST啟動按鈕，PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進線接觸器KM1吸合，主觸頭閉合。按BPM1啟動電機1，當按下BPM1時，PLC內(nèi)部繼電器M10.1（PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進線接觸器KM1吸合）得電。此時ATS48由MST和KM1供電，ATS48的R1端子接通（PLC外部輸入I0.6接通）后PLC內(nèi)部繼電器M0.0被激活，此時PLC輸出Q0.1輸出（KA1閉合）使得軟啟動接觸器KM11吸合。因為PLC內(nèi)部繼電器M10.1閉合，使得PLC內(nèi)部時間繼電器T37得電，在0.8 s的延時后PLC內(nèi)部繼電器M0.5也會得電。ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加運行命令（脈沖信號）后將會由ATS48對1#電機進行軟啟動電機。PLC內(nèi)部繼電器M10.1由于M0.5常閉觸點打開失電。此時PLC輸出Q0.1保持輸出（KA1保持閉合），使得KM11保持閉合。在啟動結束時，R2在ATS48得電，M0.1閉合，此時PLC輸出Q0.2得電（KA2閉合），KM12被閉合，而KM11保持閉合。在較短的一段時間之后，R2在R1之后失電（啟動器旁路功能）。由于M0.0斷開，使得軟啟動接觸器KM11斷開，電機繼續(xù)由KM12供電進行工頻運行。

（2）1#電機停止過程。按下BPM2，PLC內(nèi)部繼電器M0.3閉合后，經(jīng)過一定的延時后T37和T39閉合。ATS48上的L1從T38和T39上接收一個停機命令（L1必需調整至L1C值）。收到停機命令后ATS48上的R1和R2得電動作（R2為脈沖信號，R1保持閉合直到電機完全停下來）,此時KM21閉合。在一段可調的延時后，M0.6和T40得電，PLC輸出，Q0.7得電，使得外部繼電器KA7得電，此時ATS48從KA7接受一個停機命令。執(zhí)行停機命令后KM22失電，電機將由ATS48使電機減速。當電機完全停下來后ATS48上R1斷開，KM21斷開。此時ATS48可以對其他電機進行啟動或停機

（3）2#電機啟動過程。按下MST啟動按鈕，PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進線接觸器KM1吸合，主觸頭閉合。按BPM2啟動2#電機1，當按下 BPM2時，PLC內(nèi)部中間繼電器M10.1（PLC輸出Q0.0得電使得外部繼電器KA得電，進線接觸器KM1吸合）得電。此時ATS48由MST和KM1供電，ATS48的R1端子接通（PLC外部輸入I0.6接通）后PLC內(nèi)部繼電器M0.0被激活，此時PLC輸出Q0.3輸出（KA1閉合）使得軟啟動接觸器KM21吸合。因為PLC內(nèi)部繼電器M10.1閉合，使得PLC內(nèi)部時間繼電器T37得電，在0.8 s的延時后PLC內(nèi)部繼電器M0.5也會得電。ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加運行命令（脈沖信號）后將會由ATS48對2#電機進行軟啟動電機。PLC內(nèi)部繼電器M10.1由于M0.5常閉觸點打開失電。此時PLC輸出Q0.1保持輸出（KA1保持閉合），使得KM21保持閉合。在啟動結束時，R2在ATS48得電，M0.1閉合，此時PLC輸出Q0.4得電（KA2閉合），KM22被閉合，而KM21保持閉合。在較短的一段時間之后，R2在R1之后失電（啟動器旁路功能）。由于M0.0斷開，使得軟啟動接觸器KM21斷開，電機繼續(xù)由KM22供電進行工頻運行。

（4）2#電機停止過程。按下BPM2，PLC內(nèi)部繼電器M0.3閉合后，經(jīng)過一定的延時后T37和T39閉合。ATS48上的L1從T38和T39上接收一個停機命令（L1必需調整至L1C值）。收到停機命令后ATS48上的R1和R2得電動作（R2為脈沖信號，R1保持閉合直到電機完全停下來）,此時KM21閉合。在一段可調的延時后，M0.6和T40得電，PLC輸出，Q0.7得電，使得外部繼電器KA7得電，此時ATS48從KA7接受一個停機命令。執(zhí)行停機命令后KM22失電，電機將由ATS48使電機減速。當電機完全停下來后ATS48上R1斷開，KM21斷開。此時ATS48可以對其他電機進行啟動或停機。

4.系統(tǒng)調試

通過實驗室模擬運行，該系統(tǒng)運行可靠，可應用于分廠的單臺軟啟動控制的多臺電機的啟動過程。

本文通過避免傳統(tǒng)的繼電器式控制方式的缺點，基于PLC設計了控制系統(tǒng)，在硬件上具有安裝接線簡單，工作可靠優(yōu)點；在軟件上不僅滿足了施耐德ATS48軟啟動的基本控制功能，還應用定時器等指令實現(xiàn)了軟啟動的可靠控制，提高了系統(tǒng)得控制可靠性和靈活性，使系統(tǒng)具有通行和實用性。