CQM1 PLC在高压离心风机控制中的应用

    一、应用背景与需求    风机是工业生产的通用设备，在大型、连续工作设备中是一个重要的组成部分。一般的高压离心风机，其主要的动力设备是电动机，此外还包括用来控制风机风阀位置的电动或手动执行器、风机阀门限位开关等部件。    风机动力设备的传统控制方法是通过手动或继电器控制，存在着可靠性和灵活性较差的问题。比如，由于电机的容量大，就存在启动花费时间长、启动电流大、运行安全可靠性差等问题。为此，需要采用多项措施实现对高压离心风机的自动控制，并保证系统的安全运行。本例讨论采用PLC对高压离心风机进行控制的问题。    二、高压离心风机PLC控制系统的分析与设计    1．系统控制要求    本例中，为了解决高压离心风机传统方法中存在的问题，需要采取在启动离心风机时减少启动负荷、通过星一三角转换法来降低启动电流、进行安全互锁控制等措施。    风机电机启动主电路如图8.18所示，其中接触器KM1、KM2接通，KM3断开时，风机电机线圈为星形接法；KM2、KM3接触器接通，KM1断开，风机电机线圈为三角形接法；KM1、KM3应互锁。
    图8.18    风机电机启动电路图    对控制系统的要求如下。    ·在启动风机电机时，先关闭风机阀门，待风机正常运转后再根据生产需要打开风机阀门，以减少风机的启动负荷。    ·电机启动时线圈采用星形接法，待电机达到正常的速度后切换为三角形运转，这样启动电流是直接启动的1/3。    · 当电机线圈由星形切换为三角形时，因PLC运行速度快，内部切换时间短而接触器转换需要时间长，因此PLC内部程序设计上有防火花的内部锁定。    ·电机星形启动转换为三角形运转时相关接触器连锁，防止PLC误动作。    · 系统设计有紧急停车按钮，防止启动或运行时意外事故的发生。    2．PLC选型及I/O定义    系统由一台OMROM公司生产的CQM1型PLC进行控制。PLC的I/O地址分配如表8.7所示。    表8.7    PLC的I/O定义表
    三、高压离心风机PLC控制梯形图设计    图8.19是高压离心风机的PLC控制梯形图。其中TIM000用于风机启动时的延时，TIM001用于防电弧内部锁定延时，TIM002用于KM2的滞后接通延时。
    图8.19    风机控制梯形图    对于该梯形图，说明如下。    ·启动风机时，按下启动按钮，若黄灯亮表示风机阀门未完全关闭，待风机阀门关闭后黄灯灭。    ·黄灯灭后再按下启动按钮，绿灯亮，启动时间定时器工作，KM1、KM2接触器接通，风机电机线圈呈星形接法，电机开始启动。    ·60 s后风机运转至正常速度，防电弧内部锁定时间定时器开始定时，KM1、KM2接触器断开。    ·内部锁定5s后，KM3接触器接通，KM2滞后3s接通，电机线圈呈三角形接法，风机转入正常运转。    ·若在启动或运转过程中电机线圈过热，热保护继电器断开KM2接触器，红灯亮，风机停止运行。    ·若遇紧急情况或需要停止风机运行时，按下停止运行按钮，KM2接触器断开，风机停止运行。    四、总结与评价    为了解决传统控制方法下，由于高压风机所配备的电机容量大，而引起风机启动时间长、启动时电流过大、运行安全性较差等问题，本例采用PLC进行控制，通过自动减小负载、利用星一三角转换法降低点机启动电流、进行安全互锁控制等多种方法，充分发挥PLC在可靠性和控制灵活性上的优势，来提高真个系统的运行可靠性和安全性。应用表明，PLC可以很好地控制高压离心风机这类设备，并有效地提高系统当然整体性能。