摘 要:通过对应急发电机自启动要求的分析,利用PLC(可编程控制器)改造现有设备的优势,提出了详细的设计要求和方案。从以下三个方面应急发电机组作为一个应急电源,应具备的基本要求、机组——自控的特点、接近开关技术要求入手。根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。
关键词:PLC;应急发电机
应急发电机组用PLC控制有很多优点,它主要通过软件控制,从而省去了硬件开发工作,外围电路很少,大大提高了系统的可靠性与抗干扰能力;由于它简单易行的可编程序功能,无须改变系统的外部硬件接线,便能改变系统的控制要求,使系统的“柔性”大大提高。
一、应急发电机组作为一个应急电源,应具备以下基本要求:
1、自动启动:
当正常供电出现故障(断电)时,机组能自动启动、自动升速、自动合闸,向应急负载供电。
2、自动停机:
当正常供电恢复,经判断正常后,控制切换开关,完成应急电到正常电的自动切换、然后控制机组降速到怠速、停机。
3、自动保护:
机组在运行过程中,如果出现油压过低(小于0.3MP)、冷却水温过高(大于95度)、电压异常故障,则紧急停机,同时发出声光报警信号,如果出现水温高(大于90度)、油温高等故障。则发出声光报警信号,提醒维护人员进行干预。
4、三次启动功能:
机组有三次启动功能,若第一次启动不成功,经10秒延时后再次启动,若第二次启动不成功,则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功,就按预先设置的程序往下运行;若连续三次启动均不成功,则视为启动失败,发出声光报警信号(也可以同时控制另一台机组起动)。
5、自动维持准启动状态:
机组能自动维持准启动状态。此时,机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。
6、具备手动、自动两种操作模式。
二、机组——自控的特点
1、机组由柴油机发电机组和中心控制柜组成,可以单机单柜、双机单柜或联网自动化控制(无人值守)。
2、控制柜的核心是可编程序控制器(PLC),通常选用选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,运行可靠,质量稳定。
3、充分利用PLC的指令和功能编制程序,尽量减少外围控制元器件和接口,电路简单,操作方便,便于维护。
4、利用PLC的高速计数器功能,准确测出机组转速,不采用原来的测速发电机、转速表,避免了安装困难并提高了可靠性。
5、控制器采用直流24V供电,并配备先进的高频开关式直流充电设备,可对蓄电池进行浮充电,保证控制柜直流供电。
6、PLC中的EPROM(只读存储器)可固化程序,使原程序长期不丢失。
7、利用PLC的通信功能可实现近程、远程集中监控。
三、接近开关技术要求
螺纹式接近开关检测距离10mm±10%工作电压DC型:10-30VDC 三线型响应频率400Hz
接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。
根据所需的输入/输出点数选择PLC机型
根据自动化机组的控制要求,所需PLC的输入点数为14个,输出点数为10个。系统的控制量基本上是开关量,只有电压是模拟量,为了降低成本,可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、如电压监测可以用电压保护器代替。这样可以选用不带模拟量输入的PLC。对于小型发电机可不加装油门电机用于控制柴油机转速。本系统选用北京凯迪恩公司CPU306小型可编程序控制器,可靠性高,体积小,输入点数为14个,输出点数为10个。电源、输入、输出电压均为24VDC。)
发电机PLC源程序见附件:(从北京凯迪恩自动化技术有限公司网站下载最新版EasyProg软件打开)源程序是加装接近开关,柴油机每转发出6个脉冲信号,柴油机每分钟1000转,0.5秒一个周期测速,如采用旋转编码器则0.1秒一个周期测速,效果更佳。
参考文献
[1] 沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)
[2] 杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988
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