作者/江英，茂名技師學院

用PLC實現(xiàn)配電房的溫度控制

作者/江英，茂名技師學院

本文主要論述了配電房主要的降溫形式與降溫系統(tǒng)的特點, 根據(jù)自己的實際經(jīng)驗提出了一個改造配電房降溫系統(tǒng)的設計方案，以節(jié)省大量人力物力。

PLC；配電房； 溫度； 控制

1.改造背景

本人工作單位的配電房位于一樓，按規(guī)定的防護要求，使得配電房相當密封，只有一臺排風扇進行通風散熱，每當夏天來臨，天氣炎熱，加上配電設備自身發(fā)熱，使配電房內(nèi)溫度相當高。配電房設備由于溫度過高會造成誤動作，使得工作、生活受到很大的影響，也加重了值班人員的工作量，甚至容易發(fā)生事故，存在很大的安全隱患。

為解決上述問題，本人從實際出發(fā)，在配電房安裝了一套自動控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)配電房降溫自動化控制。結(jié)合溫度變化的特點，采用可編程控制器、傳感器、軸流風機等設備組成自動降溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用后，能準確及時地調(diào)節(jié)配電房內(nèi)的溫度，保證配電設備安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟合理地運行，同時也減輕了值班人員的工作量，降低勞動強度。

2.改造原則

系統(tǒng)以保證安全為第一前提，選擇高可靠性、高安全性的自動化元器件，實現(xiàn)無人值班的自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)要依據(jù)溫度控制實現(xiàn)自動/手動起停風機操作。系統(tǒng)要實現(xiàn)手動/自動，運行/切除/備用等控制模式，在自動控制方式下，能自動依據(jù)風機運行/切除/備用狀態(tài)的選擇，實現(xiàn)風機啟停以及報警功能，并實時將數(shù)據(jù)傳回總控室。保留手動控制回路，能通過控制柜上的自復式控制開關(guān)實現(xiàn)各風機的手動啟/停操作。當自動控制系統(tǒng)全部失靈時或檢修時，能通過手動起停風機。

3.系統(tǒng)功能

在控制系統(tǒng)中，配電房溫度設置常溫、高溫和超高溫三種工況。在配電房設置溫度傳感器，當溫度達到指定溫度時，溫度傳感器輸出信號，再把數(shù)據(jù)傳到PLC以實現(xiàn)自動控制。

本系統(tǒng)采用兩臺軸流風機。系統(tǒng)控制具有自動、手動兩種工作方式。自動時，由PLC檢測溫度有關(guān)信號，自動完成各風機的啟動/停止控制，不需人工干預；手動方式為故障檢修和手動試車時使用（或自動控制系統(tǒng)故障退出時備用）。

（1）手動運行：手動狀態(tài)時，1#、2#風機分別通過啟動按鈕SB1、SB2進行手動運行，作為檢測風機及特殊情況下使用。

（2）自動運行：當配電房溫度沒有達到高溫，風機只作換氣使用。當配電房溫度達到高溫，使用一臺風機，當配電房溫度達到超高溫，使用兩臺風機。

4.系統(tǒng)設計

開發(fā)應用PLC 的設計任務分為硬件和軟件設計兩部分。

■4.1 硬件設計

（1）安排PLC 的輸入、輸出點；

I/O分配表見表1。

表1 I/O分配表

根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計算，根據(jù)I/O點數(shù)，本系統(tǒng)可選三菱FX2N-32MR-001型可編程控制器。

（2）溫度傳感器選用模擬輸出的溫度傳感器。35度以下為常溫，35度～45度高溫，45度以上為超高溫。1#傳感器在溫度35度以下無輸出，溫度35度以上有輸出。1#傳感器在溫度45度以下無輸出，溫度45度以上有輸出。

（3）風機選用600W軸流風機，軸流風機又叫局部通風機，不同于一般的風機它的電機和風葉都在一個圓筒里，外形就是一個筒形，用于局部通風，安裝方便，通風換氣效果明顯，安全，可以接風筒把風送到指定的區(qū)域。降溫效果良好；單位能耗低，在倡導節(jié)能的今天尤為重要；通風時機易掌握，不易出現(xiàn)結(jié)露；不用單獨配備風機，方便靈活。

（4）系統(tǒng)硬件接線，系統(tǒng)硬件接線如圖1所示。

■4.2 軟件設計

主要包括:設計控制流程, 根據(jù)工藝要求先畫出工作循環(huán),如有必要再畫詳細的狀態(tài)流程圖;根據(jù)工作循環(huán)圖, 畫出虛擬的電路圖—繼電器梯形圖。按梯形圖編寫指令程序表，系統(tǒng)調(diào)試。根據(jù)設計要求, 對程序進行調(diào)試和修改, 必要時還可對硬件進行修改, 直到滿足要求。風機自動轉(zhuǎn)換，為了防止風機和電氣設備長期不用而導致設備受潮或出現(xiàn)其他故障而不能及時投入以至影響配電房設備安全。本系統(tǒng)程序設計風機自動輪換工作，控制程序?qū)L機啟停次數(shù)及運行時間等參數(shù)自動記錄累計，系統(tǒng)根據(jù)這些運行參數(shù)按一定規(guī)律自動啟、停風機。使各風機及其電氣設備的使用率分布均勻，當風機在啟動或運行過程中出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)自動停止故障風機、投入新的風機，實現(xiàn)風機自動轉(zhuǎn)換工作，同時系統(tǒng)自動發(fā)出報警，達到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理。

圖1 系統(tǒng)硬件接線圖

圖2 狀態(tài)流程圖

（1）系統(tǒng)的順序功能圖設計

本系統(tǒng)工作原理：配電房溫度沒有達到35度，風機只作換氣用。每30分啟動2分鐘，每一次啟動換機。溫度在35度～45度，一臺風機啟動，每小時換機動1次若。溫度在45度以上，兩臺風機同時啟動。

（2）控制系統(tǒng)的梯形圖設計

控制系統(tǒng)梯形圖如圖3。

（3）系統(tǒng)動作過程

①第一階段：按下啟動按鈕S1，X0 動合觸點閉合，繼電器M0得電，同時M0動合觸點閉合自鎖，并開始檢測溫度，當溫度在35度以下時X002得電，此時風機位于換氣狀態(tài)，1 #風機啟動并運行2分鐘后停止，28分鐘后2#風機啟動并運行2分鐘，28分鐘后再換1#風機啟動，如此循環(huán)以保證配電房空氣流通。

②第二階段：當溫度上升至35～45度時X003得電，Y000輸出，1#風機啟動，1小時后換2#機啟動。此時若溫度下降到35度以下X003失電，風機繼續(xù)運行10分鐘后進入第一階段運行。

③第三階段：若溫度繼續(xù)上升至超高溫X004得電，Y000輸出，Y001無輸出，兩臺風機同時運轉(zhuǎn)。時若溫度下降到高溫度X004失電風機繼續(xù)運行10分鐘后進入第二階段運行。

圖3 PLC控制系統(tǒng)的梯形圖

5.結(jié)束語

用PLC組成的本降溫系統(tǒng)，實現(xiàn)了配電房溫度的自動控制功能，自本系統(tǒng)投入使用以來，配電房溫度都在規(guī)定要求的范圍內(nèi)，都沒有發(fā)生過由于配電房溫度過高而跳閘的故障，這說明改造是非常成功的。不但大大降低了故障率，而且節(jié)省人力，降低勞動強度，本人認為，采用PLC改造的系統(tǒng)降溫，能適應南方高溫氣候，適用范圍較廣，有很強的可操作性。

＊ [1]魏志精.可編程控制器應用基礎[M].電子工業(yè)出版社.2003.

＊ [2]周恩濤.可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應用[M].機械工業(yè)出版社．

＊ [3]梁耀光、余文烋.電工新技術(shù)教程.中國勞動社會保障出版社.2007