歐小冬

(黃河萬(wàn)家寨水利樞紐有限公司，山西太原 030002)

黃河萬(wàn)家寨水電站每套(共6 套)水輪機(jī)頂蓋排水系統(tǒng)裝有2 臺(tái)抽水泵機(jī)組(單臺(tái)抽水泵電機(jī)功率為4kW)，由于其控制系統(tǒng)采用常規(guī)“液位計(jì)—繼電器—接觸器”式控制電路，再加上元器件設(shè)計(jì)、選型不合理等原因，致使經(jīng)常出現(xiàn)元器件觸點(diǎn)動(dòng)作不到位、損壞和故障查找及處理麻煩等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了頂蓋排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為此，我們采用PLC 對(duì)頂蓋排水控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造?，F(xiàn)將其改造方案及PLC 應(yīng)用體會(huì)介紹如下，以供同行參考。

1 原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理

原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理如圖1 所示。

2 改造方案

2.1 改造后排水系統(tǒng)動(dòng)力圖

將AC380V 動(dòng)力電源用小變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)锳C220V和DC24V，給PLC 工作回路、控制回路、接觸器線圈、PLC 柜日光燈及插座等提供電源，其具體連接情況如圖2 所示。

2.2 PLC 選型

分析原頂蓋排水控制原理，可以得知:有3 套單觸點(diǎn)液位計(jì)，2 只4 位切換開(kāi)關(guān)，2 對(duì)空氣開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)，6 只繼電器線圈及8 對(duì)輔助觸點(diǎn)，2 對(duì)過(guò)流繼電器輔助觸點(diǎn)，2 只接觸器線圈，共計(jì)14 個(gè)輸入點(diǎn)、10 個(gè)輸出點(diǎn)。再考慮一定的I/O 裕量，以便以后擴(kuò)展控制功能之用，我們選用性價(jià)比較高的日本三菱FX2N－40MR 機(jī)型。

圖1 原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理

圖2 改造后頂蓋排水系統(tǒng)動(dòng)力圖

2.3 PLC 輸入、輸出端子分配

PLC 輸入、輸出端子分配情況見(jiàn)表1、表2。

表1 輸入端子分配

表2 輸出端子分配

2.4 PLC 編程

為了便于理解，直接把原排水系統(tǒng)控制原理改成PLC 梯形圖，如圖3 所示。

圖3 PLC 梯形圖

3 PLC 應(yīng)用分析

3.1 編程小技巧

(1)盡量使用PLC 內(nèi)部輔助繼電器M，以減少占用寶貴的輸出端子。

(2)在每個(gè)邏輯行上，并聯(lián)觸點(diǎn)和串聯(lián)觸點(diǎn)多的電路塊應(yīng)分別安排在梯形圖最左邊和最上面，以便將梯形圖轉(zhuǎn)換為指令語(yǔ)句表時(shí)減少使用“ANB”和“ORB”指令。

(3)如果多個(gè)邏輯行中有相同的控制條件，可將每個(gè)邏輯行中相同的部分合列在一起，共用同一控制條件，以簡(jiǎn)化梯形圖。

(4)設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，一定要了解PLC 的掃描工作方式，即“在程序處理階段，對(duì)梯形圖按從上到下、從左到右的順序逐一掃描處理，而不是幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作”，掌握這一點(diǎn)，可設(shè)計(jì)出較簡(jiǎn)單的梯形圖。

3.2 防干擾措施

(1)PLC 電源回路應(yīng)設(shè)置隔離變壓器，以減少外界設(shè)備對(duì)PLC 的影響。

(2)PLC 的交流電源線應(yīng)單獨(dú)從機(jī)頂進(jìn)入控制柜中，不能與其它直流信號(hào)線、模擬信號(hào)線捆在一起走線，以減少對(duì)其控制線路的干擾。

(3)良好的接地是保證PLC 可靠工作的重要條件。接線時(shí)要分清“N 線”和“地線”，以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。同時(shí)應(yīng)接專用的地線，且接地點(diǎn)要與其它動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開(kāi)，禁止與其它設(shè)備串聯(lián)或通過(guò)水管、避雷器等接地。

(4)如果PLC 輸入、輸出端有感性元件，應(yīng)在輸入、輸出端并接RC 吸收電路或續(xù)流二極管，以防感應(yīng)電勢(shì)和突變電流損壞模塊。

4 改造效果

用PLC 改造后的頂蓋排水控制系統(tǒng)，經(jīng)3 年多運(yùn)行，至今良好，并且能在相對(duì)潮濕的環(huán)境下可靠工作，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)和效果。

［1］ 廖常初.PLC 編程及應(yīng)用［M］.第3 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［2］ 李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.