软起动器在中板的应用

前言 随着微处理器，计算机和数字通信的飞速发展，计算机控制已经广泛应用在几乎所有的工作领域。现代社会要求制造工业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量，多品种，多规格，低成本和高质量的产品，为了满足这一需求，生产设备和自动生产线控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程序控制器正是顺应这一要求的出现，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。可编程序控制器简称PLC，用于面广，功能强大，使用方便，以成为当代工业自动化的主要支柱之一，在工业生产的所以领域得到了广泛的使用。而随着电力电子技术和微机控制技术的发展，国内外相继开发出电子式起动设备，异步机的起动控制，以取代传统的降压起到设备。目前电子式起动器主回路一般采用晶闸管调压电路，双反并联的晶闸管串接于电动机的三相供电电路上。当起动器的微机控制系统接到起到指令后，便进行有关的计算，输出晶闸管的触发信号，通过控制出发导通角，使起动器按所调定的模式调节输出电压，以控制电机的起动过程。当起动完成后，一般起动器将旁路接触器吸和，短接掉所有的晶闸管，使电动机直接投入电网运行。 本论文就将重点介绍软起动控制在中板的应用－用同一台软起动顺序起动三台电机。中板厂AGC(及液压压下自动厚度控制,以下简称AGC)系统正是这样的系统，四台电机三用一备，利用PLC控制顺序的起动、停止程序和各种数量状态检测报警故障等，与软起动器配合实现三台电机的起动和停车。下面就将简单介绍为什么选用西门子PLC和ABB软起动器，控制原理图和重点介绍软起动配合PLC顺序起动三台电机在中板的实际应用。 第一章 概述 一．PLC的优点 西门子PLC具有编程方便易学；功能强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；系统的设计，安装，调试工作量少；维修工作量小，维修方便；体积小，能耗低等众多优点。 为什么采用软启动的控制方式 三相异步电动机的启动方法和缺点 在三相交流异步电机的定子上装有三相绕组，根据每相绕组的空间位置分布的通过通过绕组的各相电流的相位差，此三相绕组在空间上产生一个旋转磁场。旋转磁场在转子绕组 内长生感应电流，此电流和定子电流相互间产生一个转矩，此转矩推动转子在磁场的方向上旋转。下图为常用起动方式的起动转矩的起动电流值： 起动方式 直接电网起动 Y/△起动 定子电阻起动 自耦变压器起动 采用ABB电子控制器起动 起动转矩 启动电流 要求电机定子的外接端子数 1.5－2.8MN 4－8In 3 0.5－0.9MN 1.8－2.5In 最少6 0.5－0.75MN 1.5－6In 3 0.4－0.85MN 1.6－4In 3 0.06－2.8MN 1.5－6In 3 所有常用起动方式的一个共同特点是它们都不能很好地调整电机的起动特性去满足软起动的要求。也就是说，起动转矩和起动电流可以被降下来，但是更进一步的要求，如需要按一定规律变化的或恒定不变的加速转矩值，或者是起动电流要求限制在某一定值等方面，却不能达到。当然这些指标变频器可以比软起动完成的更好，但是考虑到变频器的价格AGC性能要求，软起动已经足够达到，故而采用ABB的软起动控制。 ABB电动机电子控制器的优点 ABB系列电动机电子控制器，一方面可以使工作机械不受三相交流电机起动过程中的过大加速转矩作用；另一方面也起动保护供电系统免受过大起动电流冲击的作用。对加速转矩进行一定的限制控制，可以减轻作用在被加工或被传送的物体上的机械应力，减小工作机械和传动装置的零部件磨损，从而达到减少维修次数，提高工作安全和缩短故障停车时间的效果。起动电流峰值的减小，可以使总的电费降低。避免高起动转矩和起动峰值的方法，可以通过降低电动机起动时夹在其定子上端电压的措施达到。ABB电动机电子控制器就是一种利用微处理器技术的电动机电压三相可控硅相位控制装置.可设置软起动和软停车;泵性停车;直流能耗停车;以及欠负载情况下的节能方式运行等功能. 第二章 中板厂AGC设备参数 主泵电机四台，三用一备 型号:Y2—355M1—6 功率:160Kw 额定电流:290.8A 额定电压:380V 额定转速:990r/min ABB软起动一台，用于顺续起动三台电机 型号:PSD370—20U2 西门子PLC一台，用于AGC程序控制 CPU型号:313C 电源：PS 307 5A 输入模块6SE7 321-1BL80-OAAO×3 输出模块6SE7 322-1BL80-OAAO×2 软起动器控制原理图 图2－1 软起动参数设置选择 下图为软起动器接线端子，是根据现场修改而成，可与上图配合理解 图2－2 220－240V，50－60Hz ，连接4与5端子，电源在1和2端子； 内部电源 ，连接7与10端子，并连接按钮或继电器在8与9端子之间； 继电器输出，运行，全电压，故障继电器的输出转换接点（端子11－19）。若软起动被旁路，则TOR信号继电器将用此场合。 第三章 用同一软起动器顺序起动三台电动机的PLC程序过程说明 在介绍起动程序之前，首先应该知道电机的的几种起动方式：电机的起动方式主要就是通过柜门选择开关为每台电机选择工作/备用，软起/手动状态，总共四台电机，平时有三台电机选择工作，一台电机选择备用；当选择手动时，在对应的柜门按起动按钮，软起动将软起所选的单台电机，起动完成后，软起动将被旁路，电机投入正常运行状态；当选择软起方式时，要起动的三台电机的柜门都应选择工作、软起状态（例如要让1、2、3号电机工作，4号电机备用时，1、2、3号电机所对应的柜门选择按钮应选择工作、软起。4号电机应选择备用。）PLC柜选择液压站自动运行选择，当按下PLC柜柜门的”自动起动”按钮时，软起动将按顺序自动起动1、2、3号电机，软起动首先起动1号电机，起动完成后旁路。15秒后，软起动再次投入工作，用同样的参数起动2号电机，起动完成后旁路。再经过15秒后，软起动再次投入工作，用同样的参数起动3号电机，起动完成后旁路。这样就完成了一台软起动顺序起动三台电机的任务。下面就以起动软起动顺序起动1、2、3号电机为例，详细介绍电机的起动过程： 首先应满足客观条件：a）、已在1、2、3＃电机的对应柜门分别选择了工作（及I0.6，I0.7，I2.6得电）软起（及I1.0,I1.2,I3.0得电），随后“选择1,2,3#泵工作_m5.0”得电；b）、在PLC柜柜门选择“自动起泵选择”（I5.2得电）；c）、保证管路行程开关等系统条件满足（及I6.0,I6.1,I6.2得电）d），"液压站工作请求_I5.6"由操作台选择。 起动过程： 1)1＃泵软起起动 在PLC柜按自动起动"自动起泵按钮_I5.0"得电，同时 "自动起泵综合信号_m100.0"得电――DT1吸合（及Q14.0得电），DT1吸合是指溢流阀打开，让压力油回油箱，保证电机空载起动。如图；DT1吸合后Q14.0附点闭合，T11得电记时，延时10S输出附点吸合，（M6.1为2、3、4＃电机软起状态，T14在1#电机起动结束才导通）--- "1#泵软起1KM2吸合_Q12.1"得电，此时软起动主回路接通，延时0.1S 后Q12.1开点闭合，T16由"1#泵直起1KM1状态_I0.0"控制 ---T12导通，附点闭合后，"软启动器控制电源_Q13.7"得电输出，此时外部K5继电器吸合，送软起控制电源），Q13.7开点闭合，"1#泵软起1KM2状态_I1.4" 在闭合状态，所以T13吸合---外部K4继电器吸合，外部显示软起动运行，此时1＃泵软起起动。 图3－1 图3－2 图3－3 图3－4 2)1＃泵切直起接触器 软起结束后，软起动TON，及14，16端子导通，程序内"软启动器运行结束_I4.7" 得电闭合，此时"1#泵软起1KM2状态_I1.4" 还在闭合状态---T14延时5S得电导通。T14开点闭合，T110Z在正常选择情况下常通，所以"1#泵直起1KM1吸合_Q12.0"。及外部1＃电机直起接触器吸合。如图。当1KM1吸合后Q12.0开点闭合---T16得电导通，T16闭点断开，---"软启动器控制电源_Q13.7"失电断开，从而外部断开了软起动控制电源。如图。同时因为1KM1吸合闭点断开，"1#泵直起1KM1状态_I0.0"断KM2接触器，及外部断开软起动主回路，从而旁路了软起动，1＃电机投入正常运行。如图 图3－5 3)软起2＃泵 起2＃泵原理基本与起1＃泵相同，只是在1＃泵启动完毕后通过一个延时起动2＃泵，替代了起1＃泵时的“自动起动”按钮。当1＃泵直起接触器投入后，及1泵被旁路后，"1#泵直起1KM1状态_I0.0" 闭合---"1#泵起后5S投DT2_T100"延时5秒后导通，如图开点T10.0闭合，起到1＃泵时自动起动按钮作用---使DT2吸如图。延时10S(T21)--- "2#泵软起2KM2吸合_Q12.3"得电，此时软起动主回路接通。如图 。延时0.1S---"软启动器控制电源_Q13.7"得电输出，此时外部K5继电器吸合，送软起控制）。 图3－6 图3－7

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