基于PLC的风动实验控制系统应用

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1、基于PLC的风动实验控制系统应用摘要：本文介绍基于PLC控制系统的风动高压电机启动项目的控制系统，分析变频改造优势、高压变频系统方案，并通过现场实际远程监控8台风动实验高压电机启动方式以及运行过程。关键词：可编程控制系统高压变频器冗余控制1•总述本集成控制系统包括：上位监视工控机、下位机（s7-300）、ProfibusDP网络、ModbusRTU网络、TCP/IP网络、组态软件及编程。该系统可以完成对一拖八系统中同步电机的变频启动、并网、励磁系统的控制并对重要数据进行监视。1・1系统功能及参数（以一拖八系统中启动1号电机、2#电机为例）当断

2、路器QF11合闸辅助点信号显示，1号电机综保无故障（两个信号），QF22、QF21、QF31的储能就绪信号显示，小车在工作位，并且QF21处于分闸状态时，刀闸QS11和QS1处于合闸状态时，变频远程信号显示，变频就绪信号显示时，1号机组工艺允许信号状态显示，在画面上点击1号电机启动，变频器启动，自动升频到50HZ,同时输出KJ001继电器线圈，并MKJ001辅助点显示时，同期并网装置检测PT信号满足并网要求时发出并网指示，同时变频器也检测PT信号满足并网要求时也发出并网指示，当两个并网信号同时满足时，开始执行并网动作，切断变频器，合闸1号电机

3、旁路断路器QF21•完成变频跳工频动作。以上控制逻辑将被分为0B组织块、FC功能、DB数据块。◊0B1主组织块：用于调试数据和调用FC◊0B32组织块：用于做并网控制◊0B35组织块：故障判断，画面显示◊FC106功能：调用模拟量信息处理◊FC10功能：公共控制，用于机组工艺允许信号判断◊FC12功能：模拟量处理◊DB10数据块：工艺机组数据◊DB12数据块：模拟量数据1・2逻辑时序图一ISguMls2控制方案2.1系统组成系统分为三个部分：现场管理、通讯传输、屮央监视(1)现场管理：主要控制逻辑为，当选择系统中任意一台电机启动吋，首先当变频

4、器就绪信号满足时，启动变频器，当变频器启动到频率为50HZ时，这时并网同期装置会检测PT信号，当满足并网时会发出并网信号，同时变频器也会检测PT信号，满足时也会发出并网信号，当两个信号同时满足吋，才会进行并网动作。分闸变频岀口断路器，合闸对应电机的旁路断路器。木系统可以连续、依次、无序的完成8台电机的启动。(2)通讯传输：◊PLC与变频器控制系统通讯协议为ProfibusDP；◊PLC与励磁控制系统通讯协议为ModbusRTU,根据现场实际情况，将采用菊花链的形式连接起来，集中传送信号；◊PLC与扩展系统通讯协议为ProfibusDP(DP主

5、主通讯)；◊PLC与上位机系统通讯协议为TCP/IPo(3)中央监视:编程软件釆用S1MAT1CManager,组态软件釆用W1NCC6.0。通过编程和软件组态來完成对各个设备数据及状态的监视和控制，通过组态画面直观的显示变频器，励磁，断路器的工作状态，并将重要数据(如运行频率、励磁电流、励磁电压等)以趋势图的形式显示出来，使操作人员及时掌握各设备运行情况，同时完成报表生成和打印、故障、报警等功能。2.2系统拓扑图6ES73O5-1BA80-0AA06ES7341-1

6、5-lBA3D4rtA(i6ES7361-3CA01-0AA06ES7321-UBLWMJMOPSIMDI1DI2DI3DI4DISD01D02D03LJProFifousDPX变频控制系统LJLJTCP/IP本地机新展ProfibusDPModbusRTU扩展预留Doaoaeo1nmIS上位监控系统励磁控制系统励磁扌空制糸统上位监控系统2.3并网过程◊并网时间：200s◊并网条件：同频、同幅、同相。◊并网过程：将频率逐步升至50Hz,通过变频器控制输出电压等于电网电压，电压互感器采集输入电压波形，在KC系统中对其进行锁和，使输出电压波形相位

7、与输入一致，此时，同时满足同频、同幅、同相,变频器发出并网指令；同期并网装置实时检测电网和变频器输出电压的频率、幅值、相位是否相等，满足则发出并网指令；当PLC收到变频器和并网装置两个并网指令时，才执行并网动作。将旁路开关KM3合闸，PLC收到KM3合闸辅助点信号后，将KI2分闸，变频器停止工作，完成并网。◊PLC控制系统控制励磁：通过模拟口输出4〜20mA电流，根据恒功率因数调节励磁电流，控制4^20mA输岀。3一次系统方案如图所示:RTFTHT<»tt«h入；SErnnnMUImrr根据系统图中，可以看出，其中的8台电机并非在同一母线段

8、上，根据并网条件必须要满足，要想并网成功必须与变频器在同一母线段时才能并网成功，在这里设计吋，利用了通过继电器辅助点切换PT信号的方法，对应每台电机设定一个继电器，